TWI454536B - 水性顏料分散液之製法及噴墨記錄用印墨 - Google Patents

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Description

水性顏料分散液之製法及噴墨記錄用印墨
本發明係關於一種適用於製成噴墨記錄用印墨之含有顏料、樹脂、濕潤劑(humectant)和鹼性(basic)化合物的水性顏料分散液之製法。
在印刷印墨或塗裝用塗料等，由於考慮到取代成對於環境是溫和的製品，正在積極地檢討或實施將主原料之有機溶劑取代為水，亦即所謂的轉換成水性化。在該等轉換成水性化之過程上，非常重要的是將顏料分散於水系介質中且可長期穩定地保持其分散狀態之技術。並且，用於達成此種顏料的穩定分散方法之一係已有各種分散劑或分散方法之提案。
特別是對於用在噴墨記錄的印墨所要求之要求品質，在分散粒徑之細度、必須在各種環境條件下，經過長時間保持穩定的分散狀態等方面，係極其嚴格且其也非常難以達成。通常欲實現穩定的顏料分散，則理想的是對各顏料適當地選擇最佳分散劑以進行分散。水性噴墨記錄用印表機為防止水份蒸發造成噴嘴堵塞而具有將噴嘴蓋上蓋子的機構。其中，也有採取以一個蓋單元來保護複數色之噴嘴的方法，且也有許多無法避免在蓋單元中與其他色印墨接觸之機種。另外，由於各色之吐出噴嘴也是鄰接設置，因此也造成需要選擇能防止由於印墨的接觸混合而導致分散不穩定化之分散劑。例如，在各顏色係分別使用陰離子型分散劑與陽離子型分散劑時，可容易推測到分散必會由於在蓋單元內的接觸混合而趨於不穩定。
在以全色(fullcolor)印刷為前提之噴墨記錄，最低限度也需要黑、深藍(cyan)、品紅(magenta)、黃之四色。若考慮在蓋單元內的各色印墨之混合特性都必須加以衡量，且就每一色選擇分散劑的複雜性時，則較佳為檢討一種以共同一種分散劑也能對於化學結構或表面狀態、其他各種特性大不相同的顏料產生有效作用之方法。基於如上所述之理由，噴墨記錄用水性分散液之分散劑大都使用可對比較多種顏料適用的高分子樹脂系分散劑，此等高分子樹脂系分散劑之一，適合使用各種苯乙烯－丙烯酸系共聚合物。
在苯乙烯－丙烯酸系共聚合物，其源於苯乙烯之苯環係鍵結於顏料之吸附部位，使得源於丙烯酸之羧基藉由在水系分散介質中電離而帶負電荷，使得分散微粒彼此相斥而維持分散。因此，若顏料表面為疏水性時，則雖然可有效地發生作用，但是若顏料表面為親水性時，則苯環不吸附於顏料表面而為羧基吸附，具有成為對分散於水性介質不一定有利之特性。
合成顏料係有如酞青素顏料或縮合多環顏料之以有機溶劑為合成溶劑所合成之顏料，以及如偶氮系顏料或色澱(lake)顏料之在以水為主成份之合成溶劑中所合成之顏料。與在有機溶劑中所合成之顏料相比較，在以水為主成份之合成溶劑中所合成之顏料係被認為具有疏水性低且親水性強的傾向。一般而言，噴墨記錄用印墨中，大部份的黑印墨用之著色劑係主要使用碳黑，深藍印墨用之著色劑係主要使用銅酞青素(copper phthalocyanine)顏料，品紅印墨用之著色劑係主要使用屬於縮合多環顏料之喹吖酮(quinacridone)顏料，另外，黃印墨用之著色劑係主要使用偶氮系顏料。其中，雖然碳黑、銅酞青素顏料、喹吖酮顏料之表面係呈強疏水性，但是在以水為主成份的合成溶劑中所合成之偶氮系顏料之表面係呈強親水性。因此，關於用在黃色印墨用之偶氮系顏料，苯乙烯－丙烯酸系共聚合物之吸附則不會像其他色般良好地吸附。其結果，使得顏料分散困難，同時由於在顏料中未吸附之分散劑量將增加，以致被認為由於未吸附在顏料而為溶解於分散介質的狀態之分散劑、或以微胞(micelle)狀存在的分散劑將作用如同媒介物，而導致分散中的顏料彼此發生凝聚，因此對於水性介質中之分散則有難題存在。
另外，一般而言，偶氮系顏料係耐光性為弱者較多。能滿足耐光性、色調、彩度、發色強度等之作為噴墨記錄用印墨所應具備的所有特性之黃色顏料並不多，因此正在期望能實現可滿足該等所有特性之黃色印墨。因此，作為分散劑而發生作用的例如苯乙烯－丙烯酸系共聚合物之結構選定，或使用經選定的分散劑之分散方法之檢討是極其重要。
另一方面，也有以表面處理來改質顏料表面狀態的手段。例如松香(rosin)處理或界面活性劑處理、顏料衍生物處理等。即使為高親水性之顏料表面，藉由該等表面處理即可使其表面狀態成為疏水性。然而，若施加如同會使顏料微細分散至一級微粒(primary particle)大小的強分散能量時，則也有可能導致該等添加劑從顏料表面剝離而回復至顏料本來之親水性表面之情況。另外，由於剝離的表面處理劑之存在將阻礙苯乙烯－丙烯酸系共聚合物的苯環與顏料之吸附部位的鍵結，或導致以溶解於分散介質的狀態、或微胞狀存在的高分子樹脂系分散劑量的增加，因此有可能導致分散不良。因此，若重視分散穩定性時，則添加用於改質表面狀態的添加劑未必是理想的方法。較佳為儘可能地不使用該等來實現優良的分散穩定性。
一般而言，若欲使顏料分散於介質，則必須對凝聚的顏料微粒賦予足夠的能量以使其微細化，並使分散劑作用於微細化的顏料微粒之表面以使其充分地濕潤化，以確保不會再凝聚的穩定分散狀態。作為於水性介質中的顏料之分散方法，迄今為止通常多半是採用簡便方法，亦即，藉由混合各種分散介質與顏料、分散劑，然後以珠磨機(beads mill)加以分散處理之匯總處理法。然而，已演變成藉由採用一種對於含有更高固體成份比之分散劑與顏料之混合物，賦予更大剪切力以使顏料短時間即微細化，同時以分散劑等即可促進濕潤化顏料表面的作用之處理法，以嘗試更進一步地提高水性顏料分散液之分散穩定性。為此所需要之方法可舉出預先混練含有顏料與分散劑等之混合物，以製成固體或半固體狀態之混練物，然後將所獲得之混練物分散於分散介質之伴隨預處理混練之製造方法。此種預處理混練法之例可舉出例如由將顏料與高分子分散劑裝入二輥型研磨裝置，加以磨碎以製得顏料、聚合物分散劑與二甘醇之分散物後，使其分散於水性載體介質中之製程所構成的調整方法(參閱專利文獻1)。另外，也可進行在藉由二輥混練所製得之固體成份比為88%之固體粒(chip)，添加離子交換水、丁基咔必醇後，以高速混合機攪拌，再以砂磨機(sand mill)加以分散之方法(參閱專利文獻2)。
藉由使用該等方法，即可提高顏料之分散性。然而以二輥所形成的混練物，由於其係在高溫下混練以使樹脂軟化，溶劑將會揮發而使得固體成份比變得極高。混練物係經混練後溫度即降低，成為常溫固體而被移送至後續製程的液狀化製程，但是必須對因溫度降低而增加硬度的混練物加入水性介質，以使其成為可適用於分散裝置的均勻液體。然而該製程，從前並非採取對混練物施加高剪切力之方法，而係混合混練物與水性介質並以攪拌使其均勻化。然而，若欲製得特性優良的水性顏料分散液時，則重要的是經形成固體混練物後在製成為液體狀態時，如何才能使其成為均勻狀態的液體混合物，事實上，液體狀態之形成係將對初期分散粒徑或粗粒之抑制、長期分散穩定性等造成很大的影響。然而，過去以來對於此部份之製程則不太研究。
例如，揭示於專利文獻1之製法係將藉由二輥型研磨裝置施加預處理之混練物，與使用氫氧化鉀作為中和劑之鹼性水溶液攪拌混合，以製得水性顏料分散液之製法。在該製法中，當將含有顏料與樹脂的混練物分散於鹼性水溶液時，則因樹脂的酸基之中和而消耗鹼基。由於混練物與鹼性水溶液之接觸係在混練物表面發生，就混練物塊之表面部份與中心部份而言，與鹼性水溶液接觸時的鹼基量與pH即將產生差異。在該製法中，雖然可認為顏料微粒從混練物向水性介質分散時，樹脂即吸附於顏料表面而分散，但是此時若分散介質之pH過高時，則有可能導致不吸附在顏料表面而以溶解於分散介質之狀態或以微胞之狀態所存在的樹脂成份增加。該等之樹脂成份將隨著分散介質之pH降低而無法穩定地存在於分散介質中，以致構成顏料微粒彼此再凝聚之原因，因此對於獲得經過長時間之分散穩定性是不利。
另外，專利文獻2之製法係以二輥混練顏料、二甲胺基乙醇中和之樹脂水溶液、及丁基咔必醇，並將所製得之粒使用高速混合機分散於二甲胺基乙醇與丁基咔必醇之混合水溶液之製法。以二輥之混練所製得之固體粒，其固體成份濃度一定是不得不高，再加上此製法係將固體粒直接添加攪拌於分散介質之製法。由於在進行攪拌時高剪切力也無法發生作用，各顏料微粒無法有效率地由固體粒解開，以致難以成為均勻的液體混合物。以溶解於分散介質中之狀態或以微胞之狀態所存在的樹脂成份也將增加，因此被認為是不利於分散。
另一方面，也採取一種藉由以更低溫度來混練含有除了樹脂、顏料、濕潤劑以外，再加上鹼性化合物之混合物，以形成固體成份比為更低而容易分散之混練物，然後，在混練該混練物之同時再添加水以製造液狀混合物之方法(專利文獻3)。在此種製造方法，由於作用如同分散劑的樹脂係為鹼基所中和，即使在分散介質中並無鹼基也容易分散。因此，在分散介質中不必加入鹼，使得以溶解於分散介質之狀態或以微胞之狀態所存在的樹脂成份變少，因此可提高分散穩定性。
並且，若在所使用的顏料為黃顏料時，則也採取將所製得之固體或半固體狀之混練物在繼續混練之同時，添加水以加以液狀化的製程之水性黃顏料分散液之製造方法(專利文獻4)。
揭示於如上所述之專利文獻3、4的水性顏料分散液之製造方法，由於其係使用具有攪拌槽與攪拌翼之混練裝置，因此具有可對攪拌槽內之混練物直接添加水性介質以使高剪切力作用於混練物，同時能液狀化之優點，且也容易控制液狀化的狀況。該製造方法在使其適用於顏料表面為疏水性的顏料時，則極其有效，對於減少粗粒及提高水性顏料分散液或噴墨記錄用印墨的分散穩定性上係具有顯著的效果。然而，若使用於如偶氮系顏料般之其表面為弱疏水性的顏料時，雖然比其他傳統製法更可提高特性，但是效果尚不足夠，經過長時間之分散穩定性依然不足，因此需要更進一步的改善。
該等文獻所揭示之製法，為獲得水性顏料分散液之分散穩定性而非常重視能對顏料表面順利地進行樹脂吸附。因此以預處理將顏料、樹脂、濕潤劑及鹼性化合物以高剪切力加以混練為必要的措施。然而，對該固體混練物混合水和濕潤劑之液狀化製程也同樣重要。另外，視顏料與分散劑之組合或混練物中之固體成份濃度而定，也有可能在進行液狀化時混練物與水之相容性惡化，使得液狀化需要花費時間而導致製造效率降低之情形。尤其是對於顏料表面為親水性之偶氮系顏料而言，經過長時間之分散穩定性依然不足夠，而且也需要為減少以溶解於分散介質中之狀態或以微胞之狀態所存在的樹脂成份所需要之更進一步的改善。然而，從前，關於液狀化製程方面並未進行充分的研究。
(專利文獻1)特開平第6－157954號(專利文獻2)特開第2001－081390號(專利文獻3)特開第2005－060431號(專利文獻4)特開第2005－060411號
本發明之目的係提供一種生產效率高、能經過長時間而維持穩定的分散狀態、且可使用於各種水性印墨或水性塗料，尤其是適用於品質要求特別嚴格的使用偶氮系顏料之噴墨記錄用印墨之水性顏料分散液之製造方法。
本發明之發明人等對於含有以偶氮系顏料為主體之顏料(a)、苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)、鹼性化合物(c)和濕潤劑(d1)之混練物，混合以水及濕潤劑為主成份之水性介質，實施著眼於液狀化製程之研究結果發現：在液狀化之製程中，與對混練物僅混合水相比較，以對混練物添加水與濕潤劑來開始液狀化之方法，其係能使其後的液狀化有效率地進行形成優良水性分散液而達成本發明。亦即，本發明係提供一種水性顏料分散液之製造方法，該水性顏料分散液係由經混合含有以偶氮系顏料為主體之顏料(a)、苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)、鹼性化合物(c)和濕潤劑(d1)之固體混練物與水性介質所構成；該製造方法具有在混練該固體混練物之同時，添加含有水(e)和濕潤劑(d2)之水性介質，以製成液體狀態之液狀化製程，且在該液狀化製程所添加的濕潤劑(d2)之總量係在液狀化製程開始時之固體混練物的0.5至40質量%。
並且，本發明也提供一種含有使用該水性顏料分散液之製造方法所製得之水性顏料分散液作為主成份之噴墨記錄用印墨。
在顏料表面係強固地吸附著空氣或水份，為了進行優良的分散，必須從顏料表面排除該等吸附物並以分散介質濕潤顏料表面，在本發明之混練物，係認為由濕潤劑(d1)擔任最初濕潤顏料表面的任務。隨著混練製程之進行，顏料與苯乙烯－丙烯酸系共聚合物將同時受到大的剪切力而被粉碎，新形成的顏料表面也被濕潤劑濕潤，且被苯乙烯－丙烯酸系共聚合物所覆蓋。並且，認為之後的液狀化製程係通常以如下所述之方式進行。亦即，進行添加水的液狀化製程，則已濕潤化顏料表面的濕潤劑(d1)將為水所稀釋，使得一成團之混練物將緩慢地被解開成其表面為苯乙烯－丙烯酸系共聚合物所被覆之各顏料微粒。此時，苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)係被認為源於苯乙烯之苯環最後鍵結在顏料之吸附部位以被覆樹脂，源於丙烯酸之羧基將在水性介質中帶負電荷而使得微粒彼此相斥以維持分散。
在顏料表面為例如親水性的偶氮顏料的情況，若未適當地加以控制該液狀化製程，則認為會阻礙苯乙烯－丙烯酸共聚合物對於顏料之順利吸附。例如若突然僅以水實施液狀化製程，則弱吸附在弱疏水性的顏料表面之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物會從顏料表面剝離而分散於水中。然而，在該液狀化製程中，藉由使濕潤劑(d2)同時存在，以緩慢進行濕潤顏料表面的濕潤劑(d1)之水稀釋，即可在液狀化製程中順利進行以苯乙烯－丙烯酸系共聚合物來被覆顏料表面。
另外，在液狀化製程中，藉由對混練物隨時添加水(e)和濕潤劑(d2)，受到微粒化且為樹脂所被覆之顏料微粒將分散於水性介質中。此時，位於水性介質與分散微粒表面的界面附近之樹脂之羧基係帶負電荷，被認為分散微粒之分散穩定化。若欲製得具有優越的分散穩定性之水性顏料分散液時，則將在水性介質與分散微粒表面之界面附近的羧基之電離設定為能順利進行即可。
在液狀化之初期階段，僅添加水(e)和濕潤劑(d2)時，混練物仍然為呈固體或半固體狀。欲使液狀化有效率地進行時，則特別重要的是必須在某一程度量的水之共同存在下，對固體混練物一面施加剪切力一面繼續混練。經利用混練之高剪切力，即可促進樹脂之羧基與鹼性化合物形成鹽，以期待增加帶負電荷之羧基量的效果。
藉由使用本發明之製造方法，對於僅藉由水的液狀化仍然無法製得水性顏料分散體之混練物也可獲得分散粒徑微細、經過長時間穩定的分散，且用作為噴墨記錄用印墨之著色劑時也具有優越特性之水性顏料分散液。
 〔本發明之最佳實施方式〕
在本發明中，所謂的「液狀化」係意謂在含有顏料、樹脂、濕潤劑(d1)、鹼性化合物(c)之固體混練物，混合水(e)和濕潤劑(d2)，直到降低該混合物之固體成份比，以形成均勻的液體狀流動性物質為止之操作。藉由混練製程所製得之固體混練物係藉由液狀化製程而成為液體狀，再經由添加以水和濕潤劑為主成份的水性介質之黏度調整製程而予以低黏度化。在本發明中所謂的「液狀化製程」係在混練固體混練物之同時，添加含有水和濕潤劑之水性介質，以製造具有流動性的液體混合物之製程，但是在本發明中更正確而言，在對固體混練物開始添加水性介質的時刻是液狀化製程開始時刻。並且，將添加與在液狀化製程開始時刻的該固體混練物相同質量的水性介質之時刻設為液狀化製程結束時刻。在液狀化開始時刻的混練物重量是在顏料、苯乙烯－丙烯酸共聚合物、鹼性化合物、濕潤劑(d1)，再加上自混練開始直到液狀化開始為止之製程以調整混練物之黏度等為目的所追加的物質之總量。
茲就本發明之詳細具體說明如下。
以下，則就在本發明之製造方法所使用的各原料加以說明，接著依序就本發明之製造方法加以說明。
在本發明使用於固體混練物之濕潤劑(d1)和濕潤劑(d2)，只要其為具有水份蒸發後也會積存在顏料分散液中，以防止經吸附樹脂的微細顏料微粒彼此固著之效果，且為可溶於水的有機溶劑即可。藉由在混練製程或液狀化製程使用此種本來即包含在水性顏料分散液中或噴墨記錄用印墨中以作為成份的濕潤劑，即可不必在後續製程移除該等濕潤劑。具體而言，可使用之濕潤劑可舉出：甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1,3－丙二醇、1,4－丁二醇、1,5－戊二醇、1,6－己二醇、1,2,6－己三醇、三羥甲基丙烷、新戊四醇等之多元醇類；二甘醇一丁基醚、四甘醇一甲基醚、丙二醇一乙基醚等之多元醇烷基醚類；乙二醇一苯基醚、乙二醇一苯甲基醚等之多元醇芳基醚類；2－吡咯啶酮、N－甲基－2－吡咯啶酮、ε－己內醯胺等之內醯胺類；1,3－二甲基咪唑啶酮等。
濕潤劑(d1)和濕潤劑(d2)係可任意組合而使用以如上所例示之有機化合物，並且濕潤劑(d1)與濕潤劑(d2)也可使用相同有機溶劑。將混練物液狀化時所使用的濕潤劑(d2)能以與在使用混練時所使用的濕潤劑(d1)時相同，同時具有濕潤功效和分散功效之基準來加以選定。實際上只要是配合混練物在液狀化時的顏料分散液之狀態而適當地選擇適合的濕潤劑即可，但是若用於包含在混練物之濕潤劑(d1)，與在液狀化製程所添加的(d2)是使用相同的濕潤劑時，則具有在液狀化時促進樹脂順利地朝顏料微粒表面之吸附，抑制微細顏料微粒彼此凝聚之效果，減少未吸附在顏料表面之游離樹脂成份的傾向，因此為特佳。
另外，各濕潤劑可使用該等濕潤劑之一種或混合兩種以上來使用。特別是較佳為具有高沸點、低揮發性、高表面張力，且在常溫為液體之多元醇類，更佳為二甘醇、三甘醇等之二醇類。其中，濕潤劑(d1)最佳為在混練時樹脂能維持最適合於顏料分散狀態之二甘醇，若濕潤劑(d1)係使用二甘醇時，則較佳為濕潤劑(d2)也使用二甘醇。
在本發明中，所使用的以偶氮系顏料為主體之顏料(a)係可適用傳統的偶氮系顏料、或含有該偶氮系顏料為主成份之顏料。其中任一顏料與液狀化製程僅使用水之情形相比較，藉由併用濕潤劑，能改善對於液狀化初期混練物的水性介質之相容性，能在短時間內進行固體混練物之液狀化，並且基於該等理由，能製得具有優越特性之水性顏料分散液。
對顏料分散性影響大的親水性、或疏水性等之顏料表面特性係視在顏料粗料之合成製程或顏料化製程之各種條件而定。例如在顏料合成製程中係在水中合成之有機顏料、或合成溶劑係由數種成份所構成時，則經在成份比率中水為最多含量的合成溶劑中所合成之有機顏料係具有疏水性弱、親水性之表面特性。在此所謂合成製程係不需要為一階段之合成製程，而也包括經由若干階段之合成製程所製得之有機顏料。在其合成過程中任一製程，只要其為在合成溶劑為水或水之含有比率最高的合成溶劑中所合成之有機顏料，其表面則有顯現親水性的傾向，因此可期待藉由使用本發明之製造方法的顯著效果。通常具有偶氮鍵結之顏料則因如上所述製造上之理由而具有疏水性弱、親水性之表面特性。具有偶氮鍵結之顏料的例子可舉出：偶氮色澱(azo lake)顏料、不溶性單偶氮顏料、二芳胺醯(diarylide)顏料、雙乙醯基乙醯基芳胺醯(bisacetoacetoarylide)顏料、二重氮吡唑啉酮(disazopyrazolone)顏料、β－萘酚(β－naphthol)顏料、萘酚AS(Naphthol AS)顏料、苯并咪唑酮(benzimidazolone)顏料、二重氮縮合(condensed disazo)顏料等。其具體實例如下所示。
偶氮色澱顏料可舉出：C.I.顏料黃61、C.I.顏料黃62、C.I.顏料黃100、C.I.顏料黃133、C.I.顏料黃142、C.I.顏料黃169、C.I.顏料黃183、C.I.顏料黃190、C.I.顏料黃191、C.I.顏料黃191：1、C.I.顏料黃205、C.I.顏料黃206、C.I.顏料黃209、C.I.顏料黃209：1、C.I.顏料黃212等之單偶氮系顏料。C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅49：1、C.I.顏料紅49：2、C.I.顏料紅49：3、C.I.顏料紅50：1、C.I.顏料紅51、C.I.顏料紅53、C.I.顏料紅53：1、C.I.顏料紅53：3、C.I.顏料紅68、C.I.顏料橙17、C.I.顏料橙17：1、C.I.顏料橙46等之β－萘酚系顏料。C.I.顏料紅48：1、C.I.顏料紅48：2、C.I.顏料紅48：3、C.I.顏料紅48：4、C.I.顏料紅48：5、C.I.顏料紅52：1、C.I.顏料紅52：2、C.I.顏料紅57：1、C.I.顏料紅58：2、C.I.顏料紅58：4、C.I.顏料紅63：1、C.I.顏料紅63：2、C.I.顏料紅64、C.I.顏料紅64：1、C.I.顏料紅200等之β－氧基萘甲酸顏料。C.I.顏料紅151、C.I.顏料紅211、C.I.顏料紅237、C.I.顏料紅239、C.I.顏料紅240、C.I.顏料紅243、C.I.顏料紅247等之萘酚AS系顏料。C.I.顏料黃104、C.I.顏料橙19、C.I.顏料紅60、C.I.顏料紅66、C.I.顏料紅67、C.I.顏料紅273、C.I.顏料紅274等之萘磺酸系顏料。
不溶性單偶氮顏料可舉出：C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃2、C.I.顏料黃3、C.I.顏料黃5、C.I.顏料黃6、C.I.顏料黃10、C.I.顏料黃49、C.I.顏料黃60、C.I.顏料黃65、C.I.顏料黃73、C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃75、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃98、C.I.顏料黃111、C.I.顏料黃116、C.I.顏料黃130、C.I.顏料黃160、C.I.顏料黃167、C.I.顏料黃203、C.I.顏料橙1、C.I.顏料橙6等。
二芳胺醯顏料可舉出：C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃63、C.I.顏料黃81、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃87、C.I.顏料黃90、C.I.顏料黃106、C.I.顏料黃113、C.I.顏料黃114、C.I.顏料黃121、C.I.顏料黃124、C.I.顏料黃126、C.I.顏料黃127、C.I.顏料黃136、C.I.顏料黃152、C.I.顏料黃170、C.I.顏料黃171、C.I.顏料黃172、C.I.顏料黃174、C.I.顏料黃176、C.I.顏料黃188、C.I.顏料橙15、C.I.顏料橙16、C.I.顏料橙44等。
雙乙醯基乙醯基芳胺醯顏料可舉出：C.I.顏料黃16、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃198、C.I.顏料黃212等。
二重氮吡唑啉酮顏料可舉出：C.I.顏料橙13、C.I.顏料橙34、C.I.顏料紅37、C.I.顏料紅38、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅111等。
β－萘酚顏料可舉出：C.I.顏料橙2、C.I.顏料橙5、C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅3、C.I.顏料紅4、C.I.顏料紅6等。
萘酚AS顏料可舉出：C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅7、C.I.顏料紅8、C.I.顏料紅9、C.I.顏料紅10、C.I.顏料紅11、C.I.顏料紅12、C.I.顏料紅13、C.I.顏料紅14、C.I.顏料紅15、C.I.顏料紅16、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅18、C.I.顏料紅21、C.I.顏料紅22、C.I.顏料紅23、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅95、C.I.顏料紅112、C.I.顏料紅114、C.I.顏料紅119、C.I.顏料紅136、C.I.顏料紅146、C.I.顏料紅147、C.I.顏料紅148、C.I.顏料紅150、C.I.顏料紅164、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅184、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅188、C.I.顏料紅210、C.I.顏料紅212、C.I.顏料紅213、C.I.顏料紅222、C.I.顏料紅223、C.I.顏料紅238、C.I.顏料紅245、C.I.顏料紅253、C.I.顏料紅256、C.I.顏料紅258、C.I.顏料紅261、C.I.顏料紅266、C.I.顏料紅267、C.I.顏料紅268、C.I.顏料紅269、C.I.顏料橙22、C.I.顏料橙24、C.I.顏料橙38、C.I.顏料紫13、C.I.顏料紫25、C.I.顏料紫44、C.I.顏料紫50、C.I.顏料藍25等。
苯并咪唑酮顏料可舉出：C.I.顏料黃120、C.I.顏料黃151、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃175、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃181、C.I.顏料黃194、C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙60、C.I.顏料橙62、C.I.顏料橙72、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅208、C.I.顏料紫32等。
二重氮縮合顏料可舉出：C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃94、C.I.顏料黃95、C.I.顏料黃128、C.I.顏料黃166、C.I.顏料橙31、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅248、C.I.顏料紅262等。
本發明之製造方法中，即使在如上所述之偶氮系有機顏料之中，在雙乙醯基乙醯基芳胺醯顏料的情況下特別有效果，並且，若顏料為C.I.顏料黃155時，則可顯示特別顯著的效果。C.I.顏料黃155係具有優越的耐光性或色調、彩度高，且可製得高濃度之印刷物，因此，其係能滿足作為噴墨記錄用之黃色印墨而被要求之多項目的少數黃色顏料之一而被寄予期望。然而另一方面，已知C.I.顏料黃155卻也是對於水性介質中之穩定分散非常困難的顏料，以致目前使用C.I.顏料黃155之噴墨記錄用印墨係尚未達到製品化之地步。因此，正在期盼能實現一種使用C.I.顏料黃155而具有優越分散穩定性之水性顏料分散液。
在本發明中，所使用的苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)，其構成單體至少包含苯乙烯系單體，並且包含含有具有自由基聚合性雙鍵的不飽和脂肪族羧酸之單體單元。其中，較佳為含有苯乙烯單體，含有丙烯酸和甲基丙烯酸中之一種以上，並且較佳為含有苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸全部作為構成單體。另外，相對於全部單體成份，較佳為含有60至90質量%之苯乙烯系單體單元、丙烯酸單體單元和甲基丙烯酸單體單元之樹脂。更佳為苯乙烯系單體單元之比率為70至90質量%。特別是相對於全部單體成份，苯乙烯系單體成份、丙烯酸單體成份和甲基丙烯酸單體成份之總和為95質量%以上。本發明之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)，由於相對於全部構成單體單元係具有60質量%以上的高濃度苯乙烯系單體單元，因此，關於除了在本發明所使用的黃色偶氮系顏料以外之其他色之顏料，也可良好地吸附在疏水性顏料表面，以良好地保持該顏料之分散性。因此，關於作為黃色顏料而通常使用的偶氮系顏料，以本發明也能使其達成相同優良的分散性之意義，可說是更為重大。一方面若苯乙烯系單體成份量係少於60質量%時，則將導致對於具有疏水性之表面的一般顏料表面之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)的親和性不足夠，以致有顏料表面變得難以被樹脂被覆而降低分散穩定性的傾向。又，將導致使用所製得之噴墨記錄用印墨的普通紙記錄特性退化，以致有降低影像記錄濃度的傾向，且耐水特性也易降低。另外，若苯乙烯系單體成份量係多於90質量%時，則苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)對於水性介質之溶解性將降低，以致有在水性顏料分散液之顏料分散性或分散穩定性將降低的傾向，容易使得使用於噴墨記錄用印墨時之列印穩定性降低。
使用於本發明之水性顏料分散液製造方法之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)的酸值較佳為50至300 mgKOH/g。若酸值係低於50 mgKOH/g時，則親水性將變小，以致有顏料分散穩定性降低的傾向。另一方面，若酸值係高於300 mgKOH/g時，則可容易導致顏料凝聚，又有可能導致使用印墨的列印物之耐水性降低的傾向。酸值更佳為120至240 mgKOH/g。
作為構成在本發明所使用的苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)之苯乙烯系單體單元係可使用習知的化合物。例如，可舉出：苯乙烯、α－甲基苯乙烯、β－甲基苯乙烯、2,4－二甲基苯乙烯、α－乙基苯乙烯、α－丁基苯乙烯、α－己基苯乙烯等之烷基苯乙烯；4－氯苯乙烯、3－氯苯乙烯、3－溴苯乙烯等之鹵化苯乙烯；以及3－硝基苯乙烯、4－甲氧基苯乙烯、乙烯基甲苯等。
該等苯乙烯系單體之中，較佳為使用烷基苯乙烯單體，最佳為使用苯乙烯單體。
本發明之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)係藉由苯乙烯系單體、丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體之共聚合來製造，但是較佳為併用丙烯酸與甲基丙烯酸。其理由為藉由提高樹脂合成時之共聚合性而改良樹脂之均勻性，其結果，儲存穩定性將趨於優良，且有可製得更微粒化之顏料分散液的傾向。
對於在本發明所使用的苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)，除苯乙烯系單體、丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體以外，也可使可與該等單體進行共聚合之習知的單體進行共聚合。彼等單體實例可舉出：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正－丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正－丁酯、丙烯酸二級－丁酯、丙烯酸三級－丁酯、丙烯酸2－乙基丁酯、丙烯酸1,3－二甲基丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2－乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸乙基酯、甲基丙烯酸正－丁酯、甲基丙烯酸2－甲基丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸壬酯等之丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類；如丙烯酸3－乙氧基丙酯、丙烯酸3－乙氧基丁酯、丙烯酸二甲基胺基乙酯、丙烯酸2－羥基乙酯、丙烯酸2－羥基丁酯、丙烯酸乙基－α－(羥基甲基)酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯般之丙烯酸酯衍生物和甲基丙烯酸酯衍生物；如丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸苯基乙酯、甲基丙烯酸苯基乙酯般之丙烯酸芳酯類和丙烯酸芳烷酯類；如二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、甘油、雙酚A般之多元醇之一丙烯酸酯類或一甲基丙烯酸酯類；如順丁烯二酸二甲酯、順丁烯二酸二乙酯般之順丁烯二酸二烷酯；醋酸乙烯酯等。可添加該等之單體中之一種或兩種以上作為單體成份。
苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)之製造方法可採取一般的聚合方法，可舉出溶液聚合、懸浮聚合、塊狀聚合等在聚合觸媒之存在下進行聚合反應的方法。作為聚合觸媒可舉例如：2,2’－偶氮雙(2,4－二甲基戊腈)、2,2’－偶氮雙異丁腈、1,1’－偶氮雙(環己烷－1－甲腈)、苯甲醯基過氧化物、二丁基過氧化物、過氧苯甲酸丁酯等，其使用量較佳為單體成份之0.1至10.0質量%。
在本發明中，所使用的苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)之重量平均分子量較佳為在7,500至50,000之範圍，更佳為在7,500至30,000之範圍內。其中，特佳為在7,500至15,000之範圍內。若重量平均分子量小於7,500時，則有導致水性顏料分散液之長期儲存穩定性惡化的傾向，有可能發生由於顏料凝聚等之沉降之情形。若苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)之重量平均分子量超過50,000時，則樹脂分子變得過長而變得不利於朝顏料表面之吸附。另外，以未吸附於顏料之狀態所存在的樹脂之影響亦將增大，使得水性顏料分散液之黏度變高，或導致微細顏料粒子彼此易於凝聚。
在此所謂重量平均分子量係使用GPC(凝膠浸透層析)法所測定之值，且經換算成作為標準物質所使用的聚苯乙烯之分子量之值。
測定係以如下所述之裝置及條件來實施：送液泵：商品名「LC－9A」(島津製作所公司製造)；系統控制器：商品名「SIL－6B」(島津製作所公司製造)；自動化注入器：商品名「SIL－6B」(島津製作所公司製造)；偵測器：商品名「RID－6A」(島津製作所公司製造)。
資料處理軟體：商品名「Sic480II Data Station」(系統儀器股份有限公司(System Instrument Co.,Ltd.)製造)。
管柱：商品名「GL－R400(保護管柱)」＋「GL－R440」＋「GL－R450」＋「GL－R400M」(日立化成工業股份有限公司(Hitachi Chemical Co.Ltd.)製造)；洗析溶劑：THF；洗析流量：2 ml/min；管柱溫度：35℃。
苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)之玻璃轉移溫度較佳為90℃以上，更佳為在100℃至150℃之範圍。在為將顏料微細化的混練處理，混練物將因施加在混練物的剪切而發熱使得溫度上升。此時，若玻璃轉移溫度低於90℃，則有混練物軟化，無法對顏料微粒施加足夠的剪切的傾向。
在本發明所使用的苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)，雖然可為隨機共聚合物，但是也可為接枝共聚合物。接枝共聚合物可例示：可與聚苯乙烯或苯乙烯共聚合的非離子性單體與苯乙烯之共聚合物係成為主鏈或支鏈，且以與含有丙烯酸、甲基丙烯酸和苯乙烯之其他單體之共聚合物為支鏈或主鏈之接枝共聚合物為其一例。苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)，也可為該接枝共聚合物與隨機共聚合物之混合物。
苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)，係為使其丙烯酸部位中和，而以與鹼性化合物(c)共存之形態來使用。鹼性化合物(c)係用於在混練製程使樹脂軟化，使其能順利進行藉由樹脂的顏料被覆過程，同時使得被樹脂被覆的顏料對於水性介質之分散性優良。鹼性化合物(c)可使用無機系鹼性化合物、有機系鹼性化合物中之任一種。有機系鹼性化合物可例示例如：甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺等。無機系鹼性化合物係可例示例如：鉀、鈉等之鹼金屬之氫氧化物，鉀、鈉等之鹼金屬之碳酸鹽，鈣、鋇等之鹼土類金屬等之碳酸鹽，氫氧化銨等。特別是鹼金屬氫氧化物、醇胺類，由本發明之顏料分散體調製為水性顏料分散液，以及調製為噴墨記錄用印墨時，則從分散性、儲存穩定性、印刷物的耐水性等的觀點來看，則為適合。在該等之鹼性化合物(c)中，以氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰所代表的強鹼基的鹼性化合物之鹼金屬氫氧化物，係有助於水性顏料分散液之低黏度化，因此從噴墨記錄用印墨之吐出穩定性的觀點來看，則為較佳。另外，強鹼基並非僅局限於鹼金屬氫氧化物，也可併用鹼金屬氫氧化物與其他鹼性化合物。又，也可併用數種鹼金屬氫氧化物。在該等鹼金屬氫氧化物之中，特佳為氫氧化鉀。
鹼性化合物(c)之添加量，以相對於苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)之全部羧基之酸值的中和率計，較佳為50%以上之量，特佳為在80%至120%之範圍。另外，在本發明中所謂的中和率係為下式所示之數值：中和率(%)＝((鹼性化合物之質量(克)×56×1000)/(樹脂酸值×鹼性化合物之當量×樹脂量(克))×100。
若鹼性化合物(c)之量以中和率計係小於50%時，則將導致樹脂中羧基之電離不足夠，使得微細顏料微粒彼此之相斥力不足而導致凝聚。若鹼性化合物(c)之量以中和率計係超過120%時，則將導致未吸附在微細顏料表面之樹脂量增加，造成水性顏料分散液之黏度增加、使分散微粒彼此再凝聚之原因。也可混合使用鹼金屬氫氧化物與胺化合物。
若水性顏料分散液之pH低時，因為羧基之電離難以發生，以致有導致分散微粒之分散不穩定而發生凝聚的傾向。另一方面，若pH太高時，則有導致苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)容易溶解於分散介質中，使得以溶解之狀態或以微胞狀存在的樹脂量增加而容易發生凝聚。水性顏料分散液之pH較佳為在8至11之範圍。pH係藉由適當地選擇樹脂之酸值、鹼性化合物(c)之種類與中和率即可加以調整。
本發明之製造方法係包括：製造含有以偶氮系顏料為主體之顏料(a)、苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)、鹼性化合物(c)和濕潤劑(d1)之固體混練物之混練製程；將在混練製程所製得之固體混練物混合水和濕潤劑，以製造均勻的液狀之混合物之液狀化製程；並且視需要將該液狀混合物再分散於水性介質中之分散製程；以及視需要在該液狀混合物添加水性介質，以將液狀混合物之黏度調整成適合於在分散製程所使用的分散裝置的黏度之黏度調整製程。
製造本發明之水性顏料分散液之混練製程，只要其為能製造含有以偶氮系顏料為主體之顏料(a)、苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)、鹼性化合物(c)和濕潤劑(d1)之固體混練物的製程，則並無特殊的限制。在本案發明之固體混練物，較佳為以製造其之混練製程，在以偶氮系顏料為主體之顏料(a)、苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)、濕潤劑(d1)中，再混練含有鹼性化合物(c)之混合物，並且較佳為藉由自製程初期即予以混練含有鹼性化合物(c)之混合物所製造者。藉由在混練製程使鹼性化合物(c)存在於其間，苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)係藉由以鹼性化合物(c)中和該共聚合物中之羧基而提高分散性。並且，該共聚合物可藉由濕潤劑(d1)而膨潤使得表面軟化，且與以偶氮系顏料為主體之顏料(a)形成一團塊之混合物。該混合物在常溫係呈固體，但是在50至100℃之混練溫度下則具有極高的黏稠性，因此在混練時則可對該混合物施加大剪切力，將以偶氮系顏料為主體之顏料(a)有效率地粉碎成微粒，同時可有效率地將粉碎所新形成的該微粒表面以苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)或濕潤劑(d1)加以濕潤化，能實現在水中的穩定微分散。
在如上所述之混練製程中，藉由添加鹼性化合物(c)與濕潤劑(d1)使得苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)呈膨潤狀態。因此，可在遠低於玻璃轉移溫度之低溫下使得該共聚合物軟化。
並且，因此可不必添加為使該共聚合物溶解所需要之高溶解性溶劑，且因混練後不需要餾出該溶劑之製程而生產效率高。
本發明之混練物中之固體成份含有比率，可在能進行混練的範圍內任意設定。為對顏料施加足夠的剪切以使顏料得以微細分散，則較佳為混練應在具有某一程度的硬度狀態下進行，若以固體成份含有比率表示時，則較佳為在50至80質量%之範圍。若固體成份含有比率少於50質量%時，則因混練物軟，無法對顏料施加足夠的剪切，固體成份比率達80質量%以上時，則在與水和濕潤劑混合而液狀化時，變得難以液狀化。另外，由於溶劑在混練中會揮發，即使使用密閉型混練裝置，混練物中之固體成份含有比率之值仍然會在整個製程期間變化，但是在此所謂固體成份含有比率係指混練物在液狀化開始時之比率。
本發明混練物中之樹脂/顏料比率雖然可適當地選擇，但是較佳為在1/10至2/1之範圍。且特佳為在1/10至1/2之範圍。
在混練製程所使用的混練裝置，只要是使用可將混練物在高黏度且高固體成份比之狀態下加以混練之習知的裝置即可。雖然也可使用如二輥型或三輥型之開放式系統進行混練的輥式磨碾機(roll mill)，但是利用輥之混練，由於自混練最初起混練物即必須匯集成整塊，因此有導致樹脂使用量變多些的傾向。為使混練中之固體成份局限在一定值以內，以始終能對混練物施加穩定的剪切力，則較佳為能抑制濕潤劑等之揮發的密閉式系統，或能成為密閉式系統之混練機，因此較佳為使用具備攪拌槽、攪拌槽蓋，單軸或多軸之攪拌翼的混練機。攪拌翼之數目雖然並無特殊限制，但是為獲得高混練作用，則較佳為具有兩個以上之攪拌翼者。
若使用具有此等構成之混練機時，則在經由混練製程製造水性顏料分散液用之著色混練物後，可在不取出該混練物下，在同一攪拌槽中直接加入水和濕潤劑加以稀釋，並仍在其狀態下予以攪拌以實施液狀化製程之初期階段操作，並且添加含有水和以濕潤劑為主成份之水性介質以進行液狀化製程。
如上所述之裝置可例示赫歇耳混合機(Henschel mixer)、加壓捏合機、班布瑞混合機(Banbury mixer)、行星式混合機(planetary mixer)等，特別是行星式混合機為適合使用。行星式混合機係指行星型混練裝置，亦即，具有進行行星式運動之攪拌翼的混練裝置之總稱(在下文中，使用行星式混合機之名稱)。在本發明之製造方法中，將執行含有顏料與樹脂之高固體成份濃度的著色混練物之混練，但是黏度將隨著混練的進行且視混練物之混練狀態而在廣泛範圍變化。惟行星式混合機係特別能應付從低黏度至高黏度的廣泛範圍，可在同一機種內連續地實施從混練開始直到液狀化製程、使用水性介質的黏度調整製程為止之轉移階段。並且，也容易地追加濕潤劑，也可施加減壓蒸餾且可容易地調整在混練時之黏度和剪切力。另外，通常行星式混合機之攪拌器，其旋轉軸係與攪拌槽部分開而獨立，在攪拌槽部內則無旋轉軸存在，因此從防止污染或清掃性的觀點來看，則為最佳。
在本發明之水性顏料分散液之製造方法之液狀化製程係將藉由混練製程所製得之固體混練物混合水和濕潤劑來降低固體成份比，以製造液狀之均勻流動性物質之製程。
在液狀化製程中，則在進行固體混練物的混練之同時，添加水(e)和濕潤劑(d2)。在本發明所謂的水性介質係含有以水(e)和濕潤劑為主成份之液體介質。本發明之製造方法，雖然最佳為將自混練至混練物液狀化匯總連續地實施，但是不一定需要匯總連續操作。另外，在液狀化製程之混練操作係不一定需要以與混練製程中的混練方法相同的方法來實施，也可轉換成更容易添加水性介質之混練方法或混練裝置。例如，也可使用例如開放系統輥磨機或加壓捏合機、班布瑞混合機之並未具有攪拌槽的分散機。具體而言，只要混練結束後取出前加入水性介質以開始混練物之液狀化後予以取出，並使用其他裝置再追加水性介質即可。然而，自混練製程起繼續使用相同裝置來執行液狀化製程，藉此即可極有效地提高生產效率。因此，較佳為使用如上所述之具備攪拌槽、攪拌槽蓋、單軸或多軸之攪拌翼的混練機，特佳為適合使用行星式混合機。
在液狀化製程中，固體混練物之固體成份比會隨著水性介質之添加而降低，在混練時所產生之極大剪切力，與剪切力造成之發熱將緩慢地降低，並朝向在常溫也具有流動性之均勻的液狀混合物而變化。為使液狀化製程能順利進行，有效率地製造均勻的液狀混合物，更重要的是特別在液狀化製程之初期階段，亦即，固體混練物與水性介質之混合物的固體成份比在高階段時添加濕潤劑(d2)。較佳為濕潤劑(d2)從液狀化製程之最初即添加。
在液狀化製程中，雖然亦視固體混練物之固體成份比而定，但通常係在添加固體混練物質量的60質量%以上水性介質之階段，成為具有流動性之均勻的液體狀混合物。在本發明中，在開始添加水性介質的液狀化製程開始時，將在已添加與固體混練物質量相等之水性介質的時刻設定為液狀化製程結束。在本發明中，在該液狀化製程期間，濕潤劑(d2)添加量之總量，較佳為在液狀化製程開始時的固體混練物之0.5至40質量%之範圍。更佳為在1至30質量%之範圍，最佳為在5至25質量%之範圍。另外，該等濕潤劑(d2)較佳為在液狀化製程之初期即添加，且在直到在液狀化製程所添加的水性介質量為總量之60質量%之製程，添加濕潤劑(d2)之總量為較佳。並且，特佳為在直到於液狀化製程所添加的水性介質量為總量的45質量%之製程，添加所欲添加的濕潤劑(d2)之總量。
所添加的濕潤劑量之總量，若添加在液狀化製程開始時的固體混練物之0.5質量%以上之量時，則有充分顯現添加濕潤劑效果的傾向。另外，所添加的濕潤劑量之總量，若為在液狀化製程開始時的固體混練物之40質量%以內時，則由於水之添加量也變得足夠，所使用的苯乙烯－丙烯酸系樹脂的羧基之電離將可順利進行，且顏料彼此也難以產生凝聚。並且也不至於在水性顏料分散液中添加需要量以上的濕潤劑，在後續製程的印墨設計上為較佳。在液狀化製程中，藉由從其初期起將一定量的主成份之水存在於其中，即可使低黏度化更順利進行。由於可抑制濕潤劑(d2)之總量，同時有效率地進行液狀化製程，使用於液狀化製程的上述水性介質之濕潤劑(d2)比率較佳為30至70質量%，特佳為40至60質量%。濕潤劑(d2)與水之比率在液狀化製程中不需要為一定，也可配合混練物之狀態而適當地加以變更。在液狀化製程初期，由於混練物難以與水溶合，較佳為將濕潤劑(d2)之比率設定為高一些，並在水量相對於混練物而增加以來的階段，以提高水之比率的方式而調整。
在本案發明中，當預先混合濕潤劑(d2)與水以製成水性介質來添加時，由於水性介質添加後的均勻性會更迅速地實現，因此為較佳。並且，在如上所述之液狀化製程中，即可在繼續混練固體混練物之同時，連續地分次添加少量的該水性介質。或能將該水性介質分成兩次以上斷續地添加至該混練物來進行混合。該混練物雖然也可在添加水性介質中繼續混練，但是也可反復進行停止混練添加水性介質後，並在每一次即予以攪拌該混合物以使全體均質化。
總而言之，為製得樹脂吸附狀態一致的顏料微粒，較佳為在將系統全體成為均勻之同時，緩慢地進行混練物之液狀化。換言之，與在進行混練物液狀化時，將大量水性介質中加入混練物來加以攪拌溶解相比較，重要的是應對混練物緩慢地加入水性介質，並在將全體成為均勻之同時，在施加高剪切力下進行液狀化。
本發明係在液狀化製程中一起添加濕潤劑(d2)與水，或添加同時含有濕潤劑(d2)與水之水性介質。雖然也可在液狀化製程之全程併用濕潤劑(d2)與水，但是採取在固體混練物中添加某一程度之水性介質，且在所製得之混合物中的水量增加後，予以減少濕潤劑之添加的方式，即可順利進行對於顏料微粒表面的樹脂吸附。轉換成更減少濕潤劑之添加，更進一步地增加水比率的水性介質之添加切換時序，其最適值雖然因混練物而有所差異，但是可以所添加的水性介質對於混練物之濕潤容易性、相容容易性為基準來判斷其切換時期。
特別是偶氮系顏料係苯環容易吸附之表面少，同時也具有許多羧基能吸附之表面，因此使混練物向水性介質中液狀化時，較佳為小心地在對固體混練物加入水性介質之同時，採取液狀化製程，尤其是在液狀化製程初期較佳為以能使全體成為均勻之方式，緩慢地加入該水性介質來實施混練物之液狀化，以製成水性顏料分散液。
在藉由液狀化製程所形成的均勻液狀混合物，則再添加水性介質，以調整黏度與固體成份比。
在經混合以本發明之混練製程所製得之固體混練物與水性介質而結束液狀化製程之液狀混合物中，則有藉由雷射多普勒(Laser Doppler)式粒度分佈計之測定也無法充分掌握的粒徑範圍之粗粒存在。在分散製程中加以粉碎、分級該等粗粒之措施，可更進一步提高水性顏料分散液之分散穩定性，因此為較佳。
藉由如下所述之分散製程，即可改善製造為噴墨記錄用印墨時之吐出穩定性、分散性、列印濃度等之噴墨特性。另外，由固體混練物與水性介質所形成的液體狀混合物中，以偶氮系顏料為主體之顏料(a)係在混練製程中已受到粉碎，且被作為分散劑之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)所被覆，因此對於水的分散性已趨於優良。因此，以偶氮系顏料為主體之顏料(a)係在水性介質中以短時間即可容易分散，使得製造效率提高。因此耗時超過所需要的時間之分散製程反而不佳。例如在珠磨機之一種的奈米磨機(Nano mill)中，適當的分散時間為30秒鐘至3分鐘。若分散時間短於該分散時間範圍時，則將導致凝聚微粒之移除不完全，因此容易導致顏料之凝聚沉降。另一方面，若超過該範圍而施加長時間分散製程時，由於藉由混練製程所吸附在顏料表面之苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)容易脫離，使得顏料表面之被覆變得不完全，以致有印墨化後之穩定性降低的傾向。因此，若在混練製程中，已充分地進行顏料粉碎時，則也可省略分散製程。
分散製程結束所製得噴墨記錄用水性顏料分散液中，以偶氮系顏料為主體之顏料(a)之含量較佳為5至25質量%，更佳為10至20質量%。若以偶氮系顏料為主體之顏料(a)之含量少於5質量%時，則由噴墨印墨用水性顏料分散液所調製的噴墨記錄用印墨之著色是不足夠，以致有無法獲得充分的影像濃度的傾向。又，相反地，若多於25質量%時，則有導致降低在噴墨印墨用水性顏料分散液之顏料分散穩定性的傾向。另外，藉由苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)所被覆的以偶氮系顏料為主體之顏料(a)，從經過長時間確保分散穩定性的觀點來看，則較佳為藉由電射多普勒法之粒度分佈測定裝置所測得90%體積平均粒徑為300 nm以下，更佳為平均粒徑為160 nm以下。在此階段所使用的濕潤劑種類係可使用與混練時所使用者相同。
使用於分散製程之分散機，可使用傳統慣用者。若欲得更強力的分散力時，例如，若使用介質(media)時，則可使用塗料搖動器、球磨機、奈米磨機、連續式微型濕式分散粉碎機(Pico Mill)、立式攪拌球磨機(Attritor)、籃式磨機、砂磨機、砂研磨機、橫型濕式分散機(Dyno－Mill)、縱型和橫型分散機(DISPERMAT)、循環型濕式粉碎機(SC Mill)、環狀式砂磨機(SPIKE MILL)、攪拌式磨機等。
該介質係使用玻璃、陶瓷、金屬、金屬氧化物、塑膠等之習知的介質，介質之大小則適當地選擇即可。另外，若未使用介質時，則可舉出：使用超音波來分散之超音波均質機、利用使液彼此以高壓衝突時之衝撃力來分散之高壓均質機、濕式超微粒化裝置(Nanomizer)、電動型濕式粉碎分級裝置(Genus PY)、濕式微粒化裝置(Altimizer)、使用特殊攪拌翼高速旋轉來分散之溶解分散機(Dissolver)、Disper、高速葉輪分散機、以通過轉子與定子之微細間隙時之剪切力來分散之混練分散機(DESPA MILL)、TORNADO分散機、混合分散機(Microblender)、高速回轉強力乳化分散機(CAVITRON)、高速混合機(homo－mixer)等。該等之中，可單獨使用一種、或兩種以上裝置組合使用。該等之中，由於使用介質之分散機係分散能力高，因此為較佳。另外，分散後視需要也可以水性介質加以調整濃度。
粗粒之分級雖然可以離心分離或過濾等方法來實施，但是若欲獲得粗粒之有效分離時，則重要的是應對藉由如上所述之方法所製得之分散液再實施離心分離，以實施移除存在於水性顏料分散液中的粗粒之操作。
在結束分散製程並經調整分散液後施加離心分離，藉此即可移除分散不足夠的粗粒。離心分離之條件可採用以10,000 G實施3分鐘以上的離心分離之條件，較佳為以15,000至21,000 G實施5至15分鐘的離心分離。藉由此粗粒移除製程，即可以顯著地抑制經移除製程後的水性顏料分散液中之顏料沉降。
藉由本發明之製造方法所製得之水性顏料分散液，係可使用於水系之印刷印墨或塗料等之各種用途。尤其是適合用作為噴墨記錄用印墨。此時之印墨或塗料之組成及製法係根據傳統慣用之組成或製法即可。
本發明之噴墨記錄用印墨係可使用如上所述之水性顏料分散液，並以慣用方法來調製。
在使用本發明之水性顏料分散液來調製噴墨記錄用印墨時，則可使用因應改善目的或調整的如下所述之第(i)至(iii)項之處理或添加劑。
(i)以防止印墨乾燥為目的，能添加先前所例示之濕潤劑(d1)。以防止乾燥為目的之濕潤劑在印墨中的含量較佳為3至50質量%。
(ii)以改善對於被記錄媒體之浸透性、或調整在記錄媒體上的點徑為目的，能添加浸透劑(penetrant)。
浸透劑可舉例如：乙醇、異丙醇等之低級醇；乙二醇己基醚或二甘醇丁基醚等之烷基醇之環氧乙烷加成物；或丙二醇丙基醚等之烷基醇之環氧丙烷加成物等。
印墨中之浸透劑含量較佳為0.01至10質量%。
另外，也可使用界面活性劑來作為浸透劑。界面活性劑並無特殊限制，可使用各種陰離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、兩性界面活性劑等。在該等之中，較佳為陰離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑。
陰離子性界面活性劑可舉例如：烷基苯磺酸鹽、烷基苯基磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、高級脂肪酸鹽、高級脂肪酸酯之硫酸酯鹽、高級脂肪酸酯之磺酸鹽、高級醇醚之硫酸酯鹽和磺酸鹽、高級烷基磺基琥珀酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚羧酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚磷酸鹽等。該等之具體例可舉出：十二烷基苯磺酸鹽、異丙基萘磺酸鹽、一丁基苯基苯酚一磺酸鹽、一丁基聯苯基磺酸鹽、二丁基苯基苯酚二磺酸鹽等。
非離子性界面活性劑可舉例如：聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧化乙烯甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基胺、聚氧化乙烯脂肪酸醯胺、脂肪酸烷基醇醯胺、烷基烷醇醯胺、乙炔二醇、乙炔二醇之氧化乙烯加成物、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚合物等。在該等之中，較佳為聚氧化乙烯壬基苯基醚、聚氧化乙烯辛基苯基醚、聚氧化乙烯十二烷基苯基醚、聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪酸烷基醇醯胺、乙炔二醇、乙炔二醇之氧化乙烯加成物、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚合物。
其他之界面活性劑也可使用如聚矽氧烷氧化乙烯加成物等之聚矽氧系界面活性劑；如全氟烷基羧酸鹽、全氟烷基磺酸鹽、氧化乙烯全氟烷基醚之氟系界面活性劑；如青霉孢子酸、Rhamnolipid、溶血卵磷脂(lysolecithin)之生物型界面活性劑等。
該等界面活性劑可單獨使用一種、或兩種以上混合併用。
另外，若考慮界面活性劑之溶解穩定性等時，則其HLB較佳為在7至20之範圍。
在添加界面活性劑時，其添加量相對於印墨之總質量較佳為在0.001至1質量%之範圍，更佳為在0.001至0.5質量%，進一步更佳為在0.01至0.2質量%之範圍。若界面活性劑之添加量少於0.001質量%時，則有難以獲得添加界面活性劑效果的傾向，若使用超過1質量%時，則容易導致影像滲出(bleeding)等之問題。
(iii)可視需要而添加防腐劑、黏度調整劑、pH調整劑、螯合化劑、塑化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等。
《實施例》
以下，以實施例更詳細說明本發明，但是本發明並不受限於此等實施例。在以下實施例記載中所謂的「份」，除非有特別加註皆表示「質量份」。在本實施例、比較例中所使用的丙烯酸系共聚合物係如下所述。
關於苯乙烯－丙烯酸系共聚合物A：單體組成比為苯乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸＝77/10/13(質量比)，且酸值為153至156 mgKOH/g、重量平均分子量為7,700之共聚合物。
對於在以下之實施例、比較例所製造之水性顏料分散液、實施介質分散後之著色分散液係根據如下所述之項目進行評估：(初期體積平均粒徑)將液狀化製程後之水性顏料分散液，實施介質分散後之著色分散液以離子交換水稀釋成2,500倍，然後以雷射多普勒式粒度分佈測定裝置：Nanotruck UPA－EX150(日機裝股份有限公司製造)測定粒度分佈和體積平均粒徑。
(分散穩定性)將施加介質分散與離心分離處理後之實施介質分散後之著色分散液填充密閉於硼矽酸玻璃製之收集管瓶，並在70℃下放置兩週。放置後之體積平均粒徑係以與初期體積平均粒徑相同的方式進行測定。另外，在使用該著色分散液來調製噴墨記錄用印墨時，則在60℃下放置6週後實施相同的測定，以與放置前之體積平均粒徑進行相比較。
〔實施例1〕
在50公升容量之行星式混合機PLM－50(井上製作所股份有限公司製造)裝入如下所述組成之混合物，並將夾套加溫至60℃，以高速(自轉為59 rpm、公轉為20 rpm)混練。
混練一開始，電流值會上昇，電流值在10至15 A之範圍，隨著時間經過電流值會緩慢地下降為在7至10 A之範圍變化。維持在此狀態2小時結束混練製程。其後，每一次加入20份之使用離子交換水的二甘醇之50質量%水溶液。將其反復施加18次以進行液狀化。加入間隔係第1次與第2次之間隔為40分鐘，第2次與第3次之間隔為40分鐘，其後則俟所加入的二甘醇水溶液遍佈於全部混練物且呈均勻狀態後再加入。自加入第3次後直到第18次之經過時間為40分鐘。此時，混練物已呈糊狀。如上所述分成18次加入360份之50質量%二甘醇水溶液後，加入1,020份離子交換水以製得黃色水性顏料分散液A。所製得之水性顏料分散液之90%體積粒徑為251 nm、平均粒徑為143 nm、固體成份濃度為29質量%。
在所製得之黃色水性顏料混合液A以如下所示之配方加入二甘醇和離子交換水，然後使用珠磨機加以處理。
．黃色水性顏料混合液A 2,000份．二甘醇 87份．離子交換水 720份
珠磨機處理條件．分散機：奈米磨機NM－G2L(淺田鐡工製造)．珠直徑φ：0.3 mm氧化鋯珠．珠填充量：85%．冷卻水溫度：10℃．轉數：2,660轉/分鐘(轉盤周速：12.5公尺/秒鐘)．送液量：200克/10秒鐘
以如上所述之條件經歷時1.5小時一面循環一面處理後，回收珠磨機通過液。並且，對該回收的經分散處理過之液實施最大為13,000 G×10分鐘之離心處理，以製得平均粒徑為125 nm、顏料濃度為15質量%之黃色水性顏料分散液A。然後將黃色水性顏料分散液A填充密閉於硼矽酸玻璃製之收集管瓶，並在70℃下放置兩週。放置後之體積平均粒徑為128 nm。
使用黃色水性顏料分散液A，並以如下所述之印墨配方製得噴墨記錄用黃色印墨A。
．黃色水性顏料分散液A 266份．2－吡咯啶酮 80份．三甘醇一丁基醚 80份．甘油 30份．Surfynol 440(Air Products,Japan,Inc.製造) 5份．離子交換水 539份
黃色印墨A之黏度為2.5 mPa．s，平均粒徑為152 nm。
將黃色印墨A填充密閉於硼矽酸玻璃製之收集管瓶，並在60℃下放置6週。放置後之黏度為2.6 mPa．s、體積平均粒徑為144 nm。
將40克之黃色印墨A填充於市售之噴墨印表機EM－930C(Seiko Epson公司製造)之黑色墨匣，然後實施印刷。雖然直到印墨用空為止印刷A4尺寸之全面影像，但是印刷並未變得模糊而顯現優異印刷特性。
〔比較例1〕
使用與實施例1相同配方之原料，使用相同裝置，以相同條件開始混練。取代二甘醇之50質量%水溶液，而以與實施例1相同方式加入200克離子交換水。加入間隔係第1次與第2次之間隔為40分鐘，第2次與第3次之間隔為40分鐘，自第4次則俟所加入之離子交換水對全體溶合後再加入。水係與實施例1之情形不同而難以溶合，以致自加入第4次後混練物表面即呈乾燥狀態，在加入第6次時，本來成一團塊之固體混練物則零亂地分散而成為混雜小石之砂狀物。其後雖然加入20份×5次之離子交換水，但是已變成砂狀之混練物在液狀化製程之初期仍無法使其成液狀化。
如上所述，在比較例1所製得之固體混練物，在液狀化製程初期無法液狀化，以致無法製得均勻的混合物。並且，雖然使用濕潤劑和離子交換水來製造供使用於分散製程的固體成份比之混合物，但是無法使其成為均勻的流動性物質，且以目視在混合物中具有明顯的粗粒存在，因此即使對此混合物施加分散製程之處理，由於粗粒較多，以致明顯地只能製得分散穩定性不佳之水性顏料分散液而已。
茲為證實本發明之製造方法係特別對於以偶氮系顏料為主體之顏料(a)有功效，提供關於在其他基本三色之典型顏料的有關液狀化製程參考例作為比較用。在參考例中，也使用與苯乙烯－丙烯酸共聚合物A相同單體比，平均分子量為12,000之苯乙烯－丙烯酸共聚合物B。
關於苯乙烯－丙烯酸共聚合物B：單體組成比為苯乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸＝77/10/13(質量比)，且酸值為153至156 mgKOH/g、重量平均分子量為12,000之樹脂。
〔參考例1〕
使用喹吖酮顏料之品紅色分散液
使用與實施例1相同裝置，並以相同條件混練如下所述組成之混合物。
裝入之原料經聚集成一團塊即開始混練，此時之最大電流值是17 A。自開始混練經過3小時後施加每一次使用20份離子交換水之液狀化。離子交換水之加入間隔係俟離子交換水遍佈於全部混練物且呈均勻狀態後再加入，加入次數為18次。自開始液狀化直到第18次加入結束歷時130分鐘。此時之混練物狀態係呈糊狀。接著，將570份離子交換水分成8次加入，以製得品紅色水性顏料分散液1。所製得之水性顏料分散液之90%體積粒徑為251 nm、體積平均粒徑為143 nm、固體成份濃度為34質量%。
在所製得之品紅色水性顏料混合液加入二甘醇和離子交換水，然後使用珠磨機並以與實施例1相同條件實施分散。
．品紅色水性顏料分散液1 1,800份．二甘醇 2.8份．離子交換水 1,384.7份
另外，以如上所述之條件經歷時0.5小時一面循環一面處理後，回收珠磨機通過液。並且，對該回收的經分散處理過之液實施與實施例1相同之離心處理，以製得體積平均粒徑為138 nm、顏料濃度為15%之品紅色水性顏料分散液。然後對品紅色著色分散液進行與實施例1相同之分散穩定性試驗結果，高溫放置後之體積平均粒徑為140 nm。
除取代實施例1之黃色水性顏料分散液A，而使用該品紅色水性顏料分散液以外，其餘則以相同的配方製得噴墨記錄用品紅色印墨。
品紅色印墨之黏度為2.4 mPa．s、體積平均粒徑為134 nm。
將品紅色印墨填充密閉於硼矽酸玻璃製之收集管瓶，並在60℃下放置6週。放置後之黏度為2.6 mPa．s、體積平均粒徑為146 nm。
將品紅色印墨1填充40克於市售之噴墨印表機EM－930C(Seiko Epson公司製造)之黑色墨匣，然後實施印刷。雖然直到印墨用空為止印刷A4尺寸之全面影像印刷，但是印刷並未變得模糊而顯現優異印刷特性。
〔參考例2〕
使用酞青素顏料之深藍色分散液
將如下所述組成之混合物裝入容量與實施例1、比較例1相同之50公升行星式混合機PLM－50(井上製作所股份有限公司製造)，然後以與實施例1、比較例1相同條件實施混練。
裝入之原料經聚集成一團塊即開始混練，此時之最大電流值是15A。自開始混練經過2小時後，根據在比較例1所使用的液狀化製程，施加每一次使用20份離子交換水之液狀化。離子交換水之加入間隔係俟離子交換水遍佈於全部混練物且呈均勻狀態後再加入，加入次數為18次。自開始液狀化直到第18次加入結束歷時120分鐘。此時之混練物狀態係呈糊狀。接著，將640份離子交換水分成10次加入，以製得深藍色水性顏料分散液2。所製得之水性顏料分散液之90%體積粒徑為226 nm、體積平均粒徑為132 nm、固體成份濃度為37質量%。
在所製得之深藍色水性顏料混合液加入二甘醇和離子交換水，然後以與實施例1相同條件使用珠磨機來實施分散。
．深藍色水性顏料分散液2 1,800份．二甘醇 195份．離子交換水 1,196份
以如上所述之條件經歷時0.1小時一面循環一面處理後，回收珠磨機通過液。並且，對該回收的經分散處理過之液實施與實施例1相同之離心處理，以製得體積平均粒徑為108 nm、顏料濃度為15%之深藍色水性顏料分散液。並且，以與實施例1相同的方法測定該深藍色水性顏料分散液之分散穩定性，高溫放置後之體積平均粒徑為105 nm。
使用深藍色水性顏料著色分散液，並以如下所述之印墨配方製得噴墨記錄用深藍色印墨。
深藍色印墨之黏度為2.0 mPa．s、體積平均粒徑為101 nm。
將深藍色印墨填充密閉於硼矽酸玻璃製之收集管瓶，並在60℃下放置6週。放置後之黏度為2.1 mPa．s、體積平均粒徑為105 nm。
將深藍色印墨2填充40克於市售之噴墨印表機EM－930C(Seiko Epson公司製造)之黑色墨匣，然後實施印刷。雖然直到印墨用空為止印刷A4尺寸之全面影像，但是印刷並未變得模糊而顯現優異印刷特性。
〔參考例3〕
使用碳黑顏料之黑色分散液
將如下所述組成之混合物，使用與實施例1、比較例1相同之混練裝置，並以相同條件實施混練。
裝入之原料經聚集成一團塊即開始混練，此時之最大電流值是18A。自開始混練經過2小時後，根據比較例1之液狀化製程，施加每一次使用20份離子交換水之液狀化。離子交換水之加入間隔係俟離子交換水遍佈於全部混練物且呈均勻狀態後再加入，加入次數為18次。自開始液狀化直到第18次加入結束歷時160分鐘。此時之混練物狀態係呈糊狀。接著，將840份離子交換水分成14次加入，以製得黑色水性顏料分散液3。所製得之水性顏料分散液之90%體積粒徑為120 nm、體積平均粒徑為75 nm、固體成份濃度為30質量%。
在所製得之黑色水性顏料混合液加入二甘醇和離子交換水，然後使用與實施例1相同之分散裝置、及相同條件而實施分散。
．黑色水性顏料混合液 2,000份．二甘醇 165份．離子交換水 805份
另外，以如上所述之條件經歷時1.25小時一面循環一面處理後，回收珠磨機通過液。並且，對該回收的經分散處理過之液實施與實施例1相同之離心處理，以製得平均粒徑為69 nm、顏料濃度為15%之黑色水性顏料分散液3a。然後使用黑色水性顏料分散液3a來進行與實施例1相同之分散穩定性試驗，高溫放置後之體積平均粒徑為72 nm。
使用黑色水性顏料分散液，並以如下所述之印墨配方製得噴墨記錄用黑色印墨3。
．黑色著色分散液3a 126份．2－吡咯啶酮 80份．三甘醇一丁基醚 80份．甘油 30份．Surfynol 440(Air Products,Japan,Inc.製造) 5份．離子交換水 679份
黑色印墨之黏度為2.1 mPa．s、體積平均粒徑為60 nm。
將黑色印墨填充密閉於硼矽酸玻璃製之收集管瓶，並在60℃下放置6週。放置後之黏度為2.1 mPa．s、體積平均粒徑為64 nm。
將黑色印墨填充40克於市售之噴墨印表機EM－930C(Seiko Epson公司製造)之黑色墨匣，然後實施印刷。雖然直到印墨用空為止印刷A4尺寸之全面影像，但是印刷並未變得模糊而顯現優異印刷特性。
如上所述，品紅色之喹吖酮系顏料、深藍色之酞青素系顏料、黑色之碳黑顏料之任一種，在含有顏料、苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)、鹼性化合物(c)和濕潤劑(d1)的固體混練物之液狀化製程，僅添加水即可達到特優的液狀化，且可形成分散製程所需要之均勻的流動性物質。另外，藉由接著實施分散製程即可製得分散穩定性極其特優的水性顏料分散液。因此可知本發明水性顏料分散液之製造方法係對於黃色偶氮系顏料具有極具特徵性的效果。
在使用以偶氮系顏料為主體之顏料(a)的黃色水性顏料分散液之製造方法，藉由使用本發明之製造方法，即使用一種苯乙烯－丙烯酸系共聚合物(b)為共同之分散劑樹脂，也可製得具有與其他基本色同等之特優分散穩定性之水性顏料分散液，因此可形成特優的印墨組(ink set)。本發明之製造方法可以短時間使混練物溶解分散。以本製造方法所製得之水性顏料分散液，即使用作為噴墨記錄用印墨時，也能經過長時間維持穩定的分散狀態，且搭配於印表機之記錄特性也是優良。

Claims (11)

  1. 一種水性顏料分散液之製造方法，係製造混合含有以偶氮系顏料為主體之顏料(a)、苯乙烯丙烯酸系共聚合物(b)、鹼性化合物(c)和濕潤劑(d1)之固體混練物與水性介質所構成的水性顏料分散液之製造方法，其中該苯乙烯-丙烯酸系樹脂(b)係酸值為50至300，重量平均分子量為7500至50000，含有苯乙烯系單體單元、丙烯酸單體單元和甲基丙烯酸單體單元，且相對於全部單體成份含有60至90質量%之苯乙烯系單體單元之樹脂；其具有在混練該固體混練物之同時，以與固體混練物為等量地添加包含水(e)和濕潤劑(d2)的水性介質，以製成液體狀態之液狀化製程；且在該液狀化製程所添加的濕潤劑(d2)是多元醇且其之總量係在液狀化製程開始時的固體混練物之0.5至40質量%；該混練物中之鹼性化合物(c)的含量係以對於該苯乙烯-丙烯酸系共聚合物之酸值的中和率計為50%以上之量，且水性顏料分散液之pH為在8至11之範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之水性顏料分散液之製造方法，其中自液狀化製程之最初階段起即添加該濕潤劑(d2)於該固體混練物中。
  3. 如申請專利範圍第1項之水性顏料分散液之製造方法，其中該鹼性化合物(c)是鹼金屬氫氧化物。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該固體混練物中之濕潤劑(d1)與在 液狀化製程所添加的濕潤劑(d2)是相同。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該多元醇是二甘醇。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該偶氮系顏料是C.I.顏料黃155。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該苯乙烯系單體單元、丙烯酸單體單元和甲基丙烯酸單體單元之總和係全部單體成份之總和的95質量%以上。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該苯乙烯-丙烯酸系共聚合物(b)之玻璃轉移溫度為90℃以上。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該混練物中之固體成份含有比率為50至80質量%。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法，其中該混練物中之苯乙烯-丙烯酸系共聚合物(b)與以偶氮系顏料為主體之顏料(a)之質量比(b)/(a)為1/10至2/1。
  11. 一種噴墨記錄用印墨，其特徵為含有使用如申請專利範圍第1至3項中任一項之水性顏料分散液之製造方法所製造之水性顏料分散液為主成份。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI122694B (fi) 2008-12-18 2012-05-31 Kemira Oyj Menetelmä vesipitoisen pigmenttilietteen reologisten ominaisuuksien parantamiseksi ja dispergointiaine
JP6075931B2 (ja) * 2009-07-10 2017-02-08 Dic株式会社 水性顔料分散液の製造方法
US9688860B2 (en) * 2009-08-26 2017-06-27 Dic Corporation Method for producing water-based pigment dispersion liquid and water-based ink for ink jet recording
EP2479222B1 (en) * 2009-09-16 2016-07-13 DIC Corporation Pigment dispersion, aqueous pigment dispersion, ink for ink-jet recording, and process for producing aqueous pigment dispersion
JP2011089114A (ja) * 2009-09-25 2011-05-06 Fujifilm Corp 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法
JP2011213792A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Dic Corp 水性顔料分散液の製造方法
JP5733959B2 (ja) * 2010-11-25 2015-06-10 キヤノン株式会社 イエロートナー粒子の製造方法及びイエロートナー
JP5772089B2 (ja) * 2011-03-11 2015-09-02 セイコーエプソン株式会社 インク組成物およびインクセット
JP5156964B1 (ja) * 2011-11-18 2013-03-06 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 インクジェット用水性顔料インキセットおよびこれを用いた印刷方法ならびに印刷物
CN103483915B (zh) * 2013-09-11 2015-01-21 吴江华诚复合材料科技有限公司 一种颜料黄17乳液的制备方法
JP2016196528A (ja) * 2015-04-02 2016-11-24 Dic株式会社 水性顔料分散体の製造方法及びインクジェット記録用水性インク
JP6886581B2 (ja) * 2015-12-14 2021-06-16 Dic株式会社 水性顔料分散体及び水性顔料分散体の製造方法
CN105820657A (zh) * 2016-05-27 2016-08-03 广州亦盛环保科技有限公司 一种热塑型无色透明玻璃保护油墨及其制备方法
WO2018088222A1 (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 Dic株式会社 水性顔料分散体及び水性顔料分散体の製造方法
JP6319642B1 (ja) * 2016-11-10 2018-05-09 Dic株式会社 水性顔料分散体及び水性顔料分散体の製造方法
JP7423175B2 (ja) * 2017-06-15 2024-01-29 Dic株式会社 水性顔料分散体及び水性顔料分散体の製造方法
WO2019007922A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Clariant International Ltd SOLID PIGMENT DISPERSION, PROCESS FOR PREPARING SAME, AND INK JAR INK JET PREPARATION METHOD BASED ON AQUEOUS OR ORGANIC SOLVENT
JP7195059B2 (ja) * 2017-07-06 2022-12-23 クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド 固体顔料分散物、その製造方法及び水系もしくは有機溶媒系インクジェット用インクの製造方法
WO2020105441A1 (ja) * 2018-11-22 2020-05-28 Dic株式会社 水性顔料分散体の製造方法
CN113384489B (zh) * 2021-06-16 2022-06-17 宇虹颜料股份有限公司 水性指甲油制备物的加工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005014733A1 (ja) * 2003-08-11 2005-02-17 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. インクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5310778A (en) * 1992-08-25 1994-05-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing ink jet inks having improved properties
US6043297A (en) * 1997-10-13 2000-03-28 Seiko Epson Corporation Pigment-based ink composition having excellent lightfastness
JP3644577B2 (ja) * 1997-10-13 2005-04-27 セイコーエプソン株式会社 耐光性に優れた顔料系インク組成物
JP2001010033A (ja) * 1999-06-30 2001-01-16 Seiko Epson Corp イエロー有機顔料インク組成物およびそれを用いたインクジェット記録方法
JP2001081390A (ja) 1999-09-20 2001-03-27 Toyo Ink Mfg Co Ltd 水性顔料分散体、その製造方法およびその利用
JP2002020673A (ja) * 2000-04-10 2002-01-23 Seiko Epson Corp 顔料分散液の製造方法、その方法により得られた顔料分散液、その顔料分散液を用いたインクジェット記録用インク、並びに、そのインクを用いた記録方法および記録物
JP4540921B2 (ja) * 2001-06-05 2010-09-08 戸田工業株式会社 インクジェット用インクの着色材及びインクジェット用インク並びに水性顔料分散体、有機無機複合粒子粉末
JP4501366B2 (ja) 2002-08-29 2010-07-14 Ｄｉｃ株式会社 水性イエロー顔料分散液用混練物及びこれを用いた水性イエロー顔料分散液とインク組成物の製造方法
JP4442141B2 (ja) * 2003-08-11 2010-03-31 Ｄｉｃ株式会社 インクジェット記録用水性顔料分散液、インクジェット記録用水性インクおよびその製造方法
JP4561053B2 (ja) 2003-08-13 2010-10-13 Ｄｉｃ株式会社 水性顔料分散液用混練物及びこれを用いた水性顔料分散液とインク組成物の製造方法
JP4872200B2 (ja) * 2003-09-11 2012-02-08 Ｄｉｃ株式会社 インクジェットインク用水性顔料分散液およびインクジェットインク組成物
JP4835896B2 (ja) * 2004-09-13 2011-12-14 Ｄｉｃ株式会社 インクジェットインク用水性顔料分散液およびインクジェットインク組成物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005014733A1 (ja) * 2003-08-11 2005-02-17 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. インクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2048206A1 (en) 2009-04-15
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CA2659685A1 (en) 2008-02-07
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KR101426968B1 (ko) 2014-08-14
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US20090326118A1 (en) 2009-12-31
EP2048206B1 (en) 2013-11-20

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