WO2017110997A1 - 顔料水分散体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a pigment aqueous dispersion containing polymer particles containing a pigment and a method for producing the same.
- the ink jet recording method is a recording method in which ink droplets are directly ejected from a very fine nozzle and adhered to a recording medium to obtain a printed matter on which characters and images are recorded.
- This method is widely spread because it is easy to make full color and is inexpensive, and has many advantages such as the ability to use plain paper as a recording medium and non-contact with the substrate.
- ink using a pigment as a colorant has been widely used, and attempts have been made to improve storage stability and the like by crosslinking a polymer that is a dispersant. Has been made.
- JP 2013-511605 discloses an aqueous dispersion containing solid particles and a vinyl polymer dispersant for the purpose of obtaining a water-based ink having excellent stability and the like.
- the polymer dispersant includes a hydrophilic segment and a hydrophobic segment, the hydrophilic segment includes at least one crosslinkable portion, and the crosslinkable portion is crosslinked with a crosslinker that is substantially insoluble in the aqueous ink vehicle.
- An aqueous dispersion is disclosed.
- Patent Document 2 JP-T-2008-524369 discloses a method in which a finely dispersed stable encapsulated granular solid is obtained by crosslinking a dispersant with a crosslinking agent in the presence of the granular solid and the liquid medium.
- a method of preparing an encapsulated particulate solid in which is encapsulated in a crosslinking dispersant is disclosed, wherein the dispersant has a carboxylic acid group, has an acid value of at least 125 mg KOH / g, and the crosslinking agent has at least two epoxy groups.
- a method of preparation having one or more oligomeric dispersing groups is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No.
- Patent Document 3 discloses an inkjet recording water containing water-insoluble crosslinked polymer particles containing a colorant and a water-insoluble organic compound for the purpose of obtaining a water-based ink having excellent storage stability and the like. A dispersion is disclosed, and an aqueous dispersion is disclosed in which the water-insoluble crosslinked polymer is a polymer obtained by crosslinking a water-insoluble polymer with a crosslinking agent.
- Patent Document 4 discloses that an epoxy cross-linking agent is added to an aqueous dispersion containing pigment-containing polymer particles two or more times or continuously for the purpose of improving the water repellency of a recording head.
- a method for producing an aqueous dispersion for inkjet recording having a step of adding, wherein the pigment-containing polymer particles are polymer particles containing a pigment in a polymer having a carboxy group, and the solubility of the epoxy crosslinking agent in water is A method for producing an aqueous dispersion in which the amount is 30% or less and the addition amount of the epoxy crosslinking agent is 10 to 90 mol% (in terms of epoxy group) with respect to the carboxy group is disclosed.
- the present invention relates to a pigment aqueous dispersion comprising crosslinked polymer particles containing a pigment, wherein the crosslinked polymer contained in the particles is a polymer crosslinked with a crosslinking agent represented by the following general formula (1) It relates to an aqueous dispersion.
- R represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
- a pigment is highly dispersed as particles (hereinafter also referred to as “colloid”) in the order of several tens to several hundreds of nm in a vehicle using a dispersant.
- the mechanical and thermal stress on the ink has increased, and the ejection stability for continuous and stable ejection (hereinafter also referred to as “continuous ejection stability”) is guaranteed. Therefore, a pigment aqueous dispersion having higher colloidal stability than before has been demanded.
- Patent Documents 1 to 3 show some improvement in storage stability, but further improvement in continuous discharge stability is desired for high-speed printing that requires high colloidal stability.
- the techniques described in Patent Documents 1 to 3 since the polymer is not sufficiently adsorbed on the pigment surface and the polymer dispersed in the pigment aqueous dispersion, so-called unadsorbed polymer, induces colloidal destruction. Insufficient colloidal stability in printing.
- Patent Document 4 describes that the non-adsorbed polymer is reduced by a hydrophobic cross-linking agent.
- the cross-linking agents disclosed in the examples sufficiently improve the continuous discharge stability in high-speed printing. could not.
- the present invention relates to a pigment aqueous dispersion excellent in continuous ejection stability, storage stability and solvent resistance when blended in an ink, and a method for producing the same.
- the present inventors have obtained a pigment aqueous dispersion containing crosslinked polymer particles containing a pigment, wherein the crosslinked polymer contained in the particles is a polymer crosslinked with a specific crosslinking agent. It has been found that when blended in an ink, it has excellent continuous ejection stability, storage stability and solvent resistance. That is, the present invention relates to the following [1] and [2].
- [1] A pigment water dispersion containing crosslinked polymer particles containing a pigment, wherein the crosslinked polymer contained in the particles is a polymer crosslinked with a crosslinking agent represented by the following general formula (1) Dispersion.
- R represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
- a method for producing a pigment aqueous dispersion comprising crosslinked polymer particles containing a pigment comprising the following steps (1) and (2) Step (1): A step of dispersing a pigment mixture containing a pigment, a water-dispersible polymer, and water to obtain a pigment aqueous dispersion containing polymer particles containing the pigment Step (2): In step (1) The obtained pigment aqueous dispersion is mixed with the crosslinking agent represented by the formula (1), and the water-dispersible polymer and the crosslinking agent are reacted to form a pigment containing crosslinked polymer particles containing the pigment. Step of obtaining an aqueous dispersion
- the present invention it is possible to provide a pigment aqueous dispersion excellent in continuous ejection stability, storage stability and solvent resistance when blended in an ink, and a method for producing the same.
- the pigment aqueous dispersion of the present invention is a pigment aqueous dispersion containing crosslinked polymer particles containing a pigment (hereinafter, also simply referred to as “pigment aqueous dispersion”), and the crosslinked polymer contained in the particles has the following general formula: It is a polymer crosslinked with a crosslinking agent represented by (1).
- R represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
- the “pigment-containing crosslinked polymer particles” (hereinafter also referred to as “pigment-containing crosslinked polymer particles”) means that the water-dispersible polymer is adsorbed on the surface of the pigment, and the water-dispersible polymer is combined with a crosslinking agent. This refers to the reacted (after crosslinking) particles.
- “Polymer-containing polymer particles” (hereinafter also referred to as “pigment-containing polymer particles”) means that the water-dispersible polymer is adsorbed on the surface of the pigment (before crosslinking). Means particles.
- non-adsorbed polymer refers to a water-dispersible polymer that is not adsorbed to the pigment in the pigment water dispersion or water-based ink.
- the “polymer crosslinked with a crosslinking agent represented by the general formula (1)” refers to a polymer having a crosslinked structure derived from the crosslinking agent represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as “ Also referred to as “crosslinked polymer”.
- the water-based ink using the pigment aqueous dispersion of the present invention is excellent in storage stability and solvent resistance, and can be used to obtain a good printed material. Therefore, it is suitably used for flexographic printing, gravure printing, or inkjet recording. be able to.
- the water-based ink using the pigment aqueous dispersion of the present invention is preferably used for inkjet recording because it is excellent in continuous discharge stability in the inkjet recording system.
- the reason why the pigment aqueous dispersion of the present invention is excellent in continuous ejection stability, storage stability and solvent resistance when blended in an ink is not clear, but is considered as follows. It is considered that an unadsorbed polymer is present in the pigment aqueous dispersion in addition to the polymer particles containing the pigment.
- the unadsorbed polymer By reacting the unadsorbed polymer with a specific moderately hydrophobic epoxy-based crosslinking agent, the unadsorbed polymer is easily adsorbed to the hydrophobic pigment-containing polymer particles, and the polymer adsorbed on the particles is It is considered that the amount of unadsorbed polymer in the pigment aqueous dispersion is reduced by reacting with the polymer contained in the particles to be firmly fixed on the pigment surface.
- the cross-linking agent used is too hydrophobic, the reactivity with the non-adsorbed polymer is reduced, and if it is too hydrophilic, it remains in the aqueous phase after the reaction with the non-adsorbed polymer.
- a specific epoxy-based crosslinking agent having moderate hydrophobicity greatly contributes to the effect of the present invention.
- the pigment-containing crosslinked polymer particles can be stably dispersed even in an aqueous vehicle having a relatively large amount of solvent without causing the polymer to be desorbed from the pigment by fixing the polymer to the pigment surface due to the crosslinked structure. It is considered that the moderate hydrophobicity of the crosslinking structure derived from the agent has an effect of excellent storage stability and solvent resistance.
- the pigment-containing crosslinked polymer particles according to the present invention include a pigment and a crosslinked polymer.
- the pigment used in the present invention may be either an inorganic pigment or an organic pigment.
- the inorganic pigment include carbon black and metal oxide, and carbon black is particularly preferable for black ink.
- carbon black include furnace black, thermal lamp black, acetylene black, and channel black.
- the organic pigment include azo pigments, diazo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, dioxazine pigments, perylene pigments, perinone pigments, thioindigo pigments, anthraquinone pigments, and quinophthalone pigments.
- preferred organic pigments include C.I. I. Pigment yellow, C.I. I. Pigment Red, C.I. I. Pigment violet, C.I. I. Pigment blue, C.I. I. Pigment Green and C.I. I.
- One or more types of products selected from pigment black are listed.
- C.I. I. Pigment yellow 74 hereinafter also referred to as “PY74”
- C.I. I. Pigment red 122 hereinafter also referred to as “PR122”
- C.I. I. Pigment blue 15: 3 hereinafter also referred to as “PB15: 3”
- C.I. I. Pigment black 7 hereinafter also referred to as “PB7”
- the hue is not particularly limited, and any of chromatic pigments such as yellow, magenta, cyan, red, blue, orange, and green, and black achromatic pigments can be used.
- a self-dispersing pigment is one or more of hydrophilic functional groups (an anionic hydrophilic group such as a carboxy group or a sulfonic acid group or a cationic hydrophilic group such as a quaternary ammonium group).
- hydrophilic functional groups an anionic hydrophilic group such as a carboxy group or a sulfonic acid group or a cationic hydrophilic group such as a quaternary ammonium group.
- it means an inorganic pigment or an organic pigment that can be dispersed in an aqueous medium without using a surfactant or a resin by bonding to the surface of the pigment through another atomic group.
- an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or the like can be given.
- a necessary amount of the hydrophilic functional group may be chemically bonded to the pigment surface by a conventional method. More specifically, a liquid phase oxidation method using acids such as nitric acid, sulfuric acid, peroxodisulfuric acid, hypochlorous acid, and chromic acid, and a method of bonding a hydrophilic functional group using a coupling agent are preferable.
- the amount of the hydrophilic functional group is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ mol or more and 3,000 ⁇ mol or less per gram of the self-dispersing pigment. .
- self-dispersing pigments having a carboxy group include CAB-O-JET200, 300, 352K, 250C, 260M, 270Y, 450C, 465M, 470Y, 480V (above, Cabot) BONJETCW-1, CW-2 (above, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Aqua-Black162 (made by Tokai Carbon Co., Ltd.), Sensijet Black SDP100, SDP1000, SDP2000 (above, made by Sensitive Technologies) Etc.
- the above pigments can be used alone or in admixture of two or more at any ratio.
- the crosslinked polymer according to the present invention is a polymer obtained by crosslinking a water-dispersible polymer with the crosslinking agent represented by the formula (1), and is a polymer having a crosslinked structure derived from the crosslinking agent. From the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability of the ink, the crosslinked polymer is a crosslinked product of the water-dispersible polymer adsorbed on the pigment surface by the crosslinking agent represented by the formula (1). It is preferable.
- the water-dispersible polymer means a polymer before crosslinking
- the water-dispersible polymer means a polymer having the ability to disperse the pigment in water or an aqueous medium containing water as a main component at room temperature.
- water-dispersible polymers include polyesters, polyurethanes, and vinyl polymers. From the viewpoint of improving the dispersion stability of pigment aqueous dispersions and the storage stability of inks, vinyl obtained by addition polymerization of vinyl monomers. Based polymers are preferred.
- the water-dispersible polymer has a reactive group (crosslinkable functional group) that can react with the crosslinking agent (dihydric alcohol diglycidyl ether) represented by the formula (1).
- Examples of the reactive group include a salt-forming group such as a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and an amino group, and a hydrophilic functional group such as a hydroxyl group. From the viewpoint of reaction stability, a salt-forming group is preferable. More preferred is a carboxy group.
- Examples of the polymer having a carboxy group include (meth) acrylic acid polymers. In the present specification, “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid or methacrylic acid”. “(Meth) acrylic acid” in the following is also synonymous.
- the water-dispersible polymer is preferably a structural unit derived from (a) a hydrophobic monomer (hereinafter also referred to as “component (a)”) from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and the storage stability of the ink. And (b) a vinyl polymer having a structural unit derived from an ionic monomer (hereinafter also referred to as “component (b)”), more preferably (c) a nonionic monomer (hereinafter referred to as “component (c)”) It is also a vinyl polymer having a structural unit derived from. This vinyl polymer is obtained by copolymerizing a monomer mixture (hereinafter, also referred to as “monomer mixture”) containing the component (a), the component (b), and the component (c) as necessary.
- component (a) a hydrophobic monomer
- component (b) a vinyl polymer having a structural unit derived from an ionic monomer
- component (c)
- the water-dispersible polymer preferably has (a) a structural unit derived from a hydrophobic monomer from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and the storage stability of the ink.
- the hydrophobic monomer is a monomer having a dissolution amount in 100 g of ion-exchanged water at 25 ° C. of less than 10 g.
- Examples of the (a) hydrophobic monomer include aromatic group-containing monomers and (meth) acrylates having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol.
- the aromatic group-containing monomer is preferably a vinyl monomer having an aromatic group having 6 to 22 carbon atoms, more preferably at least one selected from styrene-based monomers and aromatic group-containing (meth) acrylates.
- the styrenic monomer is preferably one or more selected from styrene and 2-methylstyrene, and more preferably styrene.
- the aromatic group-containing (meth) acrylate is preferably at least one selected from benzyl (meth) acrylate and phenoxyethyl (meth) acrylate, more preferably benzyl (meth) acrylate.
- the aromatic group-containing (meth) acrylate is preferable, and the aromatic group-containing (meth) acrylate and the styrene monomer are used in combination. May be.
- (meth) acrylate means one or more selected from acrylate and methacrylate. In the following, “(meth) acrylate” is also synonymous.
- the (meth) acrylate having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol preferably has a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms, more preferably 1 to 22 carbon atoms. It has an alkyl group, and more preferably has an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
- a macromer is also preferably used.
- the macromer is a compound having a polymerizable functional group at one end and a number average molecular weight of 500 or more and 100,000 or less, preferably from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability of the ink.
- the number average molecular weight is a value measured using polystyrene as a standard substance by gel permeation chromatography using chloroform containing 1 mmol / L dodecyldimethylamine as a solvent.
- the polymerizable functional group present at one end is preferably an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group, and more preferably a methacryloyloxy group.
- the macromer is preferably at least one selected from an aromatic group-containing monomer-based macromer and a silicone-based macromer from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability of the ink, and more preferably aromatic. It is a group-containing monomeric macromer.
- aromatic group-containing monomer constituting the aromatic group-containing monomer-based macromer examples include the aromatic group-containing monomers described in the above (a) hydrophobic monomer, styrene and benzyl (meth) acrylate are preferable, and styrene is more preferable. preferable.
- Specific examples of the styrenic macromer include AS-6 (S), AN-6 (S), HS-6 (S) (the trade name manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like.
- silicone macromer examples include organopolysiloxane having a polymerizable functional group at one end.
- the hydrophobic monomer is preferably an aromatic group-containing monomer or a (meth) acrylate having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability of the ink.
- aromatic group-containing monomer-based macromers more preferably one or more types selected from aromatic group-containing monomers and aromatic group-containing monomer-based macromers, and more preferably aromatic group-containing ( It is 1 or more types chosen from a meth) acrylate and a styrene-type macromer, More preferably, it is combined use of an aromatic group containing (meth) acrylate and a styrene-type macromer.
- the water-dispersible polymer preferably has (b) a structural unit derived from an ionic monomer.
- the ionic monomer is a monomer having a solubility in 100 g of ion-exchanged water at 20 ° C. of more than 1 g in either the monomer or a salt thereof.
- the ionic monomer has a reactive group capable of reacting with the crosslinking agent from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability, continuous ejection stability, and solvent resistance of the ink. It is preferable.
- Examples of the reactive group include those described above, and examples of the ionic monomer include an anionic monomer and a cationic monomer having the reactive group.
- the anionic monomer having the reactive group is preferable from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion, the storage stability of the ink, the continuous ejection stability, and the solvent resistance.
- Examples of the anionic monomer having a reactive group include a carboxylic acid monomer, a sulfonic acid monomer, and a phosphoric acid monomer.
- carboxylic acid monomer examples include (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, and 2-methacryloyloxymethyl succinic acid.
- sulfonic acid monomer examples include styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and 3-sulfopropyl (meth) acrylate.
- Examples of the phosphoric acid monomer include vinyl phosphonic acid, vinyl phosphate, bis (methacryloyloxyethyl) phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, and the like.
- a carboxylic acid monomer is preferable from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion, the storage stability of the ink, the continuous ejection stability, and the solvent resistance, and more preferably ( It is meth) acrylic acid, more preferably methacrylic acid.
- hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acryl
- Specific examples of commercially available (c) nonionic monomers include NK Ester M-20G, 40G, 90G, and NK-Ester EH-4E (trade names manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) Bremenmer PE-90, 200, 350; PME-100, 200, 400; PP-500, 800; AP-150, 400, 550; 50 PEP-300, 50POEP-800B, 43PAPE-600B (The above is a brand name made by NOF Corporation).
- the nonionic monomer may have a hydroxyl group capable of reacting with the crosslinking agent from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability, continuous ejection stability, and solvent resistance of the ink. it can.
- the above components (a) to (c) can be used alone or in combination of two or more.
- Content in the monomer mixture of the above components (a) to (c) during the production of the water-dispersible polymer (content as an unneutralized amount; the same applies hereinafter), that is, the component (a) in the water-dispersible polymer
- the contents of the structural units derived from the components (c) are as follows.
- the content of the component (a) is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and the storage stability and continuous ejection stability of the ink.
- the content of the component (b) is preferably 10% by mass or more, more preferably 13 from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion, the storage stability of the ink, the continuous ejection stability, and the solvent resistance. It is at least 15% by mass, more preferably at least 15% by mass, and preferably at most 25% by mass, more preferably at most 23% by mass, even more preferably at most 21% by mass.
- the content of the component (c) is preferably 0.1 mass from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion, the storage stability of the ink, and the continuous ejection stability. % Or more, more preferably 10% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and further preferably 31% by mass or less.
- the water-dispersible polymer is obtained by copolymerizing the above-mentioned (a) hydrophobic monomer, (b) ionic monomer, and, if necessary, (c) a nonionic monomer and a mixture of other monomers by a known polymerization method. Manufactured by.
- a solution polymerization method is preferable.
- the organic solvent used in the solution polymerization method is not limited, but methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene and the like are preferable from the viewpoint of monomer copolymerization.
- a polymerization initiator or a polymerization chain transfer agent can be used.
- the polymerization initiator an azo compound is preferable, and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) is more preferable.
- the polymerization chain transfer agent mercaptans are preferable, and 2-mercaptoethanol is more preferable.
- the polymerization temperature is preferably 50 ° C or higher, more preferably 60 ° C or higher, still more preferably 70 ° C or higher, and preferably 90 ° C or lower, more Preferably it is 85 degrees C or less.
- the polymerization time is preferably 1 hour or longer, more preferably 4 hours or longer, still more preferably 6 hours or longer, and preferably 20 hours or shorter, more preferably 15 hours or shorter, still more preferably 10 hours or shorter.
- the polymerization atmosphere is preferably a nitrogen gas atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon. After completion of the polymerization reaction, unreacted monomers and the like can be removed from the reaction solution by reprecipitation, membrane separation, chromatographic methods, extraction methods and the like.
- the weight average molecular weight of the water-dispersible polymer is preferably 3,000 or more, more preferably 5,000 or more, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion, the storage stability of the ink, and the continuous ejection stability. More preferably 10,000 or more, still more preferably 30,000 or more, and preferably 200,000 or less, more preferably 100,000 or less, still more preferably 80,000 or less, still more preferably 60, 000 or less.
- a weight average molecular weight can be calculated
- the acid value of the water-dispersible polymer is preferably 100 mgKOH / g or more, more preferably 120 mgKOH / g or more, still more preferably 150 mgKOH / g or more, and preferably 300 mgKOH / g or less, more preferably 280 mgKOH / g or less. More preferably, it is 250 mgKOH / g or less, and still more preferably 200 mgKOH / g or less.
- the acid value of the water-dispersible polymer can be calculated from the ratio of monomer components at the time of polymer production. Moreover, it can obtain
- the crosslinking agent according to the present invention is a dihydric alcohol diglycidyl ether represented by the following general formula (1).
- R represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
- R is an aliphatic hydrocarbon group derived from a dihydric alcohol.
- the dihydric alcohol include ⁇ , ⁇ -linear alkanediol, 1,2-alkanediol, cyclohexanedialkyl alcohol and the like having 6 to 14 carbon atoms.
- R which is a hydrocarbon group a linear or branched aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic aliphatic hydrocarbon group may be mentioned.
- the carbon number of R which is a hydrocarbon group is 6 or more and 14 or less, preferably 10 or less, more preferably 8 or less, from the viewpoint of polymer adsorptivity to the pigment surface.
- crosslinking agent examples include 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,8-octanediol diglycidyl ether, 1,10-decanediol diglycidyl ether, 1,12-dodecanediol diglycidyl ether, 1, Dihydric alcohol diglycidyl ether having a linear aliphatic hydrocarbon group such as 14-tetradecanediol diglycidyl ether; branched chain such as 1,2-hexanediol diglycidyl ether, 1,2-octanediol diglycidyl ether Dihydric alcohol diglycidyl ether having an aliphatic hydrocarbon group; 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, 1,4-cyclohexanediethanol diglycidyl ether, 2-methyl-1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, 2-
- 1,6-hexanediol diglycidyl ether and 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether are preferable.
- These dihydric alcohol diglycidyl ethers can be used alone or in combination of two or more.
- the crosslinking agent is such that R in the formula (1) is linear or branched.
- a dihydridyl ether of dihydric alcohol which is an aliphatic hydrocarbon group of the above, and is selected from one or more dihydric alcohols selected from ⁇ , ⁇ -linear alkanediols and 1,2-alkanediols having 6 to 14 carbon atoms. Divalent alcohol diglycidyl ether derived is more preferred.
- the crosslinking agent is represented by R in the formula (1) as an alicyclic aliphatic hydrocarbon.
- the dihydric alcohol diglycidyl ether which is a group is preferable, and the dihydric alcohol diglycidyl ether derived from cyclohexanedialkyl alcohol is more preferable.
- crosslinking agents include Denacol EX-212 (1,6-hexanediol diglycidyl ether), Denacol EX-212L (1,6-hexanediol diglycidyl ether), Denacol EX-216 ( 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether), Denacol EX-216L (1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether) (above, manufactured by Nagase ChemteX Corporation), Epolite 1600 (1,6-hexanediol diglycidyl ether) Ether) (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Rica Resin DME-100 (1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether) (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), etc.
- the solubility of the crosslinking agent in water is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably, from the viewpoint of polymer adsorptivity to the pigment surface. It is 5.0 mass% or less, and is 0 mass% or more, and it is preferable that it is substantially 0 mass%.
- a dissolution rate represents the dissolution rate (mass%) when 10 mass parts of crosslinking agents are dissolved in 90 mass parts of 25 degreeC pure water. Since the crosslinking agent represented by the formula (1) is usually produced using epichlorohydrin, the crosslinking agent contains chlorine.
- the content of chlorine in the cross-linking agent is large, a recording apparatus such as an ink jet recording apparatus may be corroded. Further, when the ink ejection method in the ink jet recording method is a thermal method, there is a risk that improvement in continuous ejection stability may be hindered due to corrosion of the heater in the thermal head. From these viewpoints, the content (chlorine content) of chlorine in the crosslinking agent is preferably 8.0% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, and still more preferably 3.0% by mass or less.
- Chlorine in the crosslinker is believed to be present as an impurity chloride ion.
- the chlorine content in the crosslinking agent can be determined from the chloride ion concentration measured by titration or ion chromatography. That is, the preferred embodiment of the content of impurity chloride ions in the crosslinking agent is the same as the preferred embodiment of the chlorine content (chlorine content) in the crosslinking agent.
- the pigment aqueous dispersion of the present invention can be efficiently produced by a production method having the following steps (1) and (2).
- Step (1) A step of dispersing a pigment mixture containing a pigment, a water-dispersible polymer, and water to obtain a pigment aqueous dispersion containing polymer particles containing the pigment
- Step (2) In step (1) The obtained pigment aqueous dispersion is mixed with the crosslinking agent represented by the formula (1), and the water-dispersible polymer and the crosslinking agent are reacted to form a pigment containing crosslinked polymer particles containing the pigment.
- Step (1) is a step of obtaining a pigment aqueous dispersion containing polymer particles containing a pigment by dispersing a pigment mixture containing the pigment, the water-dispersible polymer, and water.
- a pigment, a water-dispersible polymer, water and, if necessary, a neutralizing agent, a surfactant and the like are added and mixed to obtain a pigment mixture, and then the mixture is subjected to a dispersion treatment to obtain a pigment.
- a step of obtaining an aqueous dispersion is preferred. Although there is no restriction
- a neutralizing agent In the step (1), it is preferable to use a neutralizing agent from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability and continuous discharge stability of the ink.
- a neutralizing agent it is preferable to neutralize so that the pH of the pigment aqueous dispersion is 7 or more and 11 or less.
- the neutralizing agent used include alkali metal hydroxides, ammonia, organic amines, and the like, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion, and the storage stability and continuous ejection stability of the ink. Alkali metal hydroxides and ammonia are preferred, and alkali metal hydroxides are more preferred.
- the alkali metal hydroxide examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide and the like, and sodium hydroxide is preferable.
- the neutralizing agent is preferably used as an aqueous neutralizing agent solution from the viewpoint of sufficiently promoting neutralization.
- the concentration of the neutralizing agent aqueous solution is preferably 3.0% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 15% by mass or more, and preferably 30% from the viewpoint of sufficiently promoting neutralization. It is at most 25% by mass, more preferably at most 25% by mass. You may use a neutralizing agent and neutralizing agent aqueous solution individually or in mixture of 2 or more types.
- the degree of neutralization of the water-dispersible polymer is preferably 60 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and the storage stability and continuous ejection stability of the ink. More preferably, it is 100 mol% or more, and preferably 400 mol% or less, more preferably 200 mol% or less, still more preferably 150 mol% or less.
- the degree of neutralization is obtained by dividing the molar equivalent of the neutralizing agent by the molar amount of the anionic group of the water-dispersible polymer.
- the degree of neutralization does not exceed 100 mol%, but in the present invention, it is calculated from the amount of neutralizing agent used, so that it exceeds 100 mol% when an excessive amount of neutralizing agent is used.
- the anionic group includes a carboxylic acid group of an ionic monomer.
- the amount of volatile base is 0 mol% or more, and preferably 300 mol% or less, more preferably 100 mol% or less, still more preferably 50 mol% or less.
- the pigment content is preferably 5.0% by mass or more in the pigment mixture, from the viewpoint of improving the dispersion stability and productivity of the pigment aqueous dispersion, and from the viewpoint of improving the storage stability and continuous discharge stability of the ink. More preferably, it is 8.0 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Preferably it is 30 mass% or less, More preferably, it is 25 mass% or less, More preferably, it is 20 mass% or less.
- the mass ratio of the pigment to the water-dispersible polymer is preferably used in the pigment mixture from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability and continuous discharge stability of the ink. Is 80/20 to 50/50, more preferably 75/25 to 60/40, still more preferably 70/30 to 65/45.
- step (1) the pigment mixture is further dispersed to obtain a pigment aqueous dispersion.
- the dispersion method for obtaining the pigment aqueous dispersion There is no particular limitation on the dispersion method for obtaining the pigment aqueous dispersion.
- the average particle size of the pigment particles can be atomized only by the main dispersion until the desired particle size is obtained, preferably the pre-dispersion is performed, and then the main dispersion is further performed by applying a shear stress to obtain the average particle size of the pigment particles. It is preferable to control the diameter to a desired particle diameter.
- the temperature in the preliminary dispersion in the step (1) is preferably 0 ° C. or higher, and preferably 40 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower, and further preferably 20 ° C. or lower.
- the dispersion time is preferably 1 hour or more, more preferably 2 hours or more, and preferably 30 hours or less, more preferably 10 hours or less, and even more preferably 5 hours or less.
- a commonly used mixing and stirring device such as an anchor blade or a disper blade, particularly a high-speed stirring and mixing device is preferable.
- Examples of means for imparting the shear stress of the present dispersion include a kneader such as a roll mill and a kneader, a high-pressure homogenizer such as a microfluidizer (trade name), a media shaker such as a paint shaker and a bead mill.
- a high-pressure homogenizer such as a microfluidizer (trade name)
- a media shaker such as a paint shaker and a bead mill.
- Examples of commercially available media type dispersers include Ultra Apex Mill (trade name, manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.), Picomill (trade name, manufactured by Iwata Iron Works Co., Ltd.), and the like. A plurality of these devices can be combined. Among these, it is preferable to use a high-pressure homogenizer from the viewpoint of reducing the particle size of the pigment.
- the pigment can be controlled to have a desired particle size by controlling the processing pressure and the number of passes.
- the treatment pressure is preferably 60 MPa or more, more preferably 100 MPa or more, further preferably 150 MPa or more, and preferably 250 MPa or less, more preferably 200 MPa or less, and still more preferably 180 MPa or less.
- the number of passes is preferably 3 times or more, more preferably 10 times or more, still more preferably 15 times or more, and preferably 30 times or less, more preferably 25 times or less, and still more preferably 20 times or less. is there.
- the step (1) is a method in which the water-dispersible polymer is dissolved in an organic solvent before the dispersion treatment, and a dispersion-treated product is obtained by the dispersion treatment, and then the organic solvent is removed.
- Step (1-1) Dissolving the water-dispersible polymer in an organic solvent, then adding a pigment and water to obtain a pigment mixture, and then dispersing the mixture to disperse the polymer particles containing the pigment.
- Step of obtaining treated product Step (1-2): Step of removing the organic solvent from the dispersion-treated product obtained in step (1-1) to obtain a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing polymer particles.
- Step (1-1) In step (1-1), first, a water-dispersible polymer is dissolved in an organic solvent, and then a pigment, water, and a neutralizing agent, a surfactant, etc. are added and mixed to obtain an oil-in-water type. It is preferable to obtain a dispersion-treated product that is a dispersion. Although there is no restriction
- the dispersing method in step (1-1) is the same as described above, and the pigment content in the pigment mixture and the mass ratio of the pigment to the water-dispersible polymer are the same as described above.
- the organic solvent preferably has high affinity with the water-dispersible polymer, but has low solubility in water, which is the main solvent in the step (1-1). Specifically, an organic solvent having a solubility in water at 20 ° C. of less than 40% by mass is preferable.
- the organic solvent is preferably one or more selected from aliphatic alcohols, ketones, ethers and esters, from the viewpoint of improving the wettability to the pigment and the adsorptivity of the water-dispersible polymer to the pigment. More preferred are ketones, and more preferred is methyl ethyl ketone.
- the mass ratio of the water-dispersible polymer to the organic solvent [water-dispersible polymer / organic solvent] is preferably 0.10 or more, from the viewpoint of improving the wettability of the pigment and the adsorptivity of the water-dispersible polymer to the pigment.
- it is 0.20 or more, More preferably, it is 0.25 or more, Preferably it is 0.60 or less, More preferably, it is 0.50 or less, More preferably, it is 0.45 or less.
- the weight ratio of the neutralizing agent to the organic solvent [neutralizing agent / organic solvent] promotes the adsorptivity of the water-dispersible polymer to the pigment and the neutralization of the water-dispersible polymer to improve the dispersibility of the pigment-containing polymer particles.
- the ink is preferably 0.010 or more, more preferably 0.020 or more, still more preferably 0.025 or more, and , Preferably 0.10 or less, more preferably 0.060 or less, still more preferably 0.050 or less.
- Step (1-2) is a step of obtaining a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing polymer particles by removing the organic solvent from the dispersion-treated product obtained in step (1-1) by a known method.
- removing the organic solvent from the viewpoint of suppressing the generation of aggregates in the process of removing the organic solvent, and improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion and the storage stability and continuous ejection stability of the ink. It is preferable to adjust the mass ratio of the organic solvent to water by adding water to the dispersion-treated product.
- the mass ratio of the organic solvent to water after adjustment [organic solvent / water] is preferably 0.15 or more, more preferably 0.20 or more, and preferably 0.40 or less, more preferably 0.30. It is as follows.
- the non-volatile component concentration (solid content concentration) of the dispersion-treated product after adjusting the mass ratio of the organic solvent to water is the viewpoint of suppressing the formation of aggregates in the process of removing the organic solvent, and the pigment aqueous dispersion From the viewpoint of improving productivity, it is preferably 5.0% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 15% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass. Hereinafter, it is more preferably 18% by mass or less. A part of the water contained in the dispersion may be removed simultaneously with the organic solvent.
- Examples of the apparatus for removing the organic solvent used in this step include a batch simple distillation apparatus, a vacuum distillation apparatus, a thin film distillation apparatus such as a flash evaporator, a rotary distillation apparatus, a stirring evaporation apparatus, and the like. From the viewpoint of efficiently removing the organic solvent, a rotary distillation apparatus and a stirring evaporation apparatus are preferable, a rotary distillation apparatus is more preferable, and a rotary evaporator is further preferable.
- the temperature of the dispersion-treated product at the time of removing the organic solvent can be appropriately selected depending on the kind of the organic solvent to be used. More preferably, it is 65 ° C. or lower.
- the pressure at this time is preferably 0.005 MPa or more, more preferably 0.01 MPa or more, and preferably 0.5 MPa or less, more preferably 0.2 MPa or less, and further preferably 0.1 MPa or less.
- the removal time is preferably 1 hour or more, more preferably 2 hours or more, further preferably 5 hours or more, and preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours or less, and even more preferably 10 hours or less.
- the organic solvent in the obtained pigment aqueous dispersion is preferably substantially removed, but may remain as long as the object of the present invention is not impaired.
- the amount of the residual organic solvent is preferably 0.9% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and still more preferably 0.01% by mass or less.
- the non-volatile component concentration (solid content concentration) of the pigment water dispersion obtained by the step (1) is preferably from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and facilitating the preparation of the pigment water dispersion. Is 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, further preferably 18% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and further preferably 22% by mass or less. .
- the average particle diameter of the pigment-containing polymer particles in the pigment aqueous dispersion obtained by the step (1) is preferably from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment aqueous dispersion, and the storage stability and continuous ejection stability of the ink. Is 40 nm or more, more preferably 50 nm or more, still more preferably 60 nm or more, and preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 130 nm or less.
- the average particle diameter can be measured in the same manner as the method for measuring the average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the water-based ink described in Examples described later.
- Step (2) the aqueous pigment dispersion obtained in the step (1) and the crosslinking agent represented by the formula (1) are mixed, and the aqueous dispersible polymer contained in the aqueous pigment dispersion and the
- a pigment aqueous dispersion containing the pigment-containing crosslinked polymer particles of the present invention is obtained by reacting with a crosslinking agent.
- the catalyst, solvent, reaction temperature, reaction time, and the like can be appropriately determined depending on the crosslinking agent used.
- the temperature of the crosslinking reaction is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and preferably 95 C. or lower, more preferably 80 C or lower.
- the time for the crosslinking reaction is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 hour or more, and preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less, and even more preferably 3 hours or less.
- the amount of the crosslinking agent used is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the water-dispersible polymer, from the viewpoint of improving the continuous ejection stability and solvent resistance of the ink.
- the crosslinking rate of the crosslinked polymer is preferably 5.0 equivalent% or more, more preferably 8.0 equivalent% or more, and preferably 90 equivalent% or less, more preferably 70 equivalent% or less, and still more preferably 50 equivalents. % Or less, more preferably 30 equivalent% or less.
- the crosslinking rate is obtained by dividing the number of equivalents of epoxy groups of the crosslinking agent by the number of equivalents of reactive groups (for example, ionic groups) that can react with the crosslinking agent of the water-dispersible polymer.
- the solid content of the pigment and the crosslinked polymer is dispersed in water as a main medium.
- the form of dispersion is not particularly limited.
- mixed forms such as dispersed forms.
- the content of the pigment is preferably 3.0% by mass or more, more preferably in the pigment water dispersion, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and the continuous ejection stability and storage stability of the ink. It is 5.0% by mass or more, more preferably 7.0% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, more preferably 17% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less.
- the content of the crosslinked polymer is preferably 0.5% by mass in the pigment aqueous dispersion from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion and the continuous ejection stability, storage stability, and solvent resistance of the ink.
- the water content is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably from the viewpoint of improving the continuous ejection stability, storage stability and solvent resistance of the ink in the pigment aqueous dispersion. 75% by mass or more, and preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less.
- the average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the pigment water dispersion of the present invention is preferably 40 nm or more from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment water dispersion, and the storage stability and continuous discharge stability of the ink. More preferably 50 nm or more, still more preferably 60 nm or more, and preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 130 nm or less.
- the average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the pigment aqueous dispersion can be similarly measured by the method for measuring the average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the water-based ink described in Examples described later.
- the static surface tension at 20 ° C. of the pigment aqueous dispersion is preferably 23 mN / m or more, more preferably 25 mN / m or more, and preferably 50 mN / m from the viewpoint of improving the continuous ejection stability of the ink. Hereinafter, it is more preferably 48 mN / m or less.
- the static surface tension at 20 ° C. can be measured by the method described in the examples described later.
- the viscosity of the pigment aqueous dispersion at 35 ° C. is preferably 1.0 mPa ⁇ s or more, more preferably 1.5 mPa ⁇ s or more, and further preferably 2.0 mPa, from the viewpoint of improving the continuous ejection stability of the ink. S or more, and preferably 10 mPa ⁇ s or less, more preferably 7.0 mPa ⁇ s or less, and even more preferably 4.0 mPa ⁇ s or less.
- the viscosity at 35 ° C. can be measured by the method described in the examples described later.
- the pigment aqueous dispersion of the present invention contains additives such as solvents, penetrants, dispersants, surfactants, viscosity modifiers, antifoaming agents, rust preventives, antiseptics, and antifungal agents that are usually used in water-based inks. It may be contained, and can be used as it is as a water-based ink for flexographic printing, gravure printing, or ink-jet recording, preferably water-based ink for ink-jet recording.
- additives such as solvents, penetrants, dispersants, surfactants, viscosity modifiers, antifoaming agents, rust preventives, antiseptics, and antifungal agents that are usually used in water-based inks. It may be contained, and can be used as it is as a water-based ink for flexographic printing, gravure printing, or ink-jet recording, preferably water-based ink for ink-jet recording.
- water-based ink for inkjet recording A water-based ink for inkjet recording (hereinafter, also simply referred to as “water-based ink” or “ink”) contains the pigment water dispersion of the present invention, a solvent, and water.
- water-based inks can contain penetrants, dispersants, surfactants, viscosity modifiers, antifoaming agents, rust preventives, antiseptics, antifungal agents, and the like.
- the blending amount of the pigment aqueous dispersion of the present invention is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more in the water-based ink from the viewpoint of improving the storage stability, continuous ejection stability and solvent resistance of the ink. More preferably, it is 25% by mass or more, and preferably 60% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, and still more preferably 50% by mass or less.
- the content of the pigment is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 2.0% by mass or more, and still more preferably 3.% by mass in the water-based ink from the viewpoint of improving the storage stability and continuous ejection stability of the ink. It is 0% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 8.0% by mass or less.
- the content of the crosslinked polymer is preferably 0.10% by mass or more, more preferably 0.15% by mass or more, and still more preferably 0 in the water-based ink from the viewpoint of improving the storage stability and continuous ejection stability of the ink. .20% by mass or more, and preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.4% by mass or less, and further preferably 2.5% by mass or less.
- the solvent preferably contains an organic solvent from the viewpoint of suppressing an excessive increase in viscosity due to the crosslinked polymer, improving the storage stability and continuous ejection stability of the ink, and improving the printing image quality.
- the organic solvent include glycol ethers, polyhydric alcohols, monohydric alcohols, alkyl ethers of the alcohols, nitrogen-containing heterocyclic compounds, amides, amines, sulfur-containing compounds, and the like.
- the organic solvent is preferably at least one selected from glycol ethers, polyhydric alcohols, and nitrogen-containing heterocyclic compounds from the viewpoint of improving the continuous ejection stability and solvent resistance of the ink.
- glycol ether examples include alkylene glycol monoalkyl ether and alkylene glycol dialkyl ether. From the viewpoint of improving solvent resistance, alkylene glycol monoalkyl ether is preferable.
- the number of carbon atoms in the alkyl group of the alkylene glycol monoalkyl ether is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 3 or more, and preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
- alkyl group of the alkylene glycol monoalkyl ether include straight and branched chains.
- alkylene glycol monoalkyl ether examples include ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol propyl ether, ethylene glycol butyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol isopropyl ether, diethylene glycol isobutyl ether, diethylene glycol butyl ether, triethylene glycol Examples include ethylene glycol methyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol butyl ether, and tripropylene glycol methyl ether.
- one or more selected from ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol propyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol isopropyl ether, diethylene glycol isobutyl ether, and diethylene glycol butyl ether are preferable.
- One or more selected from ether, diethylene glycol isopropyl ether, and diethylene glycol isobutyl ether are more preferable.
- Polyhydric alcohols include 1,2-alkanediols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, Polypropylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4- Examples thereof include pentanediol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, and petriol.
- 1,2-alkanediols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, diethylene glycol
- nitrogen-containing heterocyclic compound examples include 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, and ⁇ -caprolactam.
- 2-pyrrolidone is preferable from the viewpoint of improving the continuous discharge stability.
- the content of the solvent is preferably 5.0% by mass or more, more preferably 8.0% by mass or more, and preferably 8.0% by mass or more in the water-based ink, from the viewpoint of improving the continuous ejection stability and solvent resistance of the ink. Is 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less.
- the water-based ink of the present invention may further contain a surfactant from the viewpoint of storage stability.
- the surfactant is preferably at least one selected from polyether-modified silicone surfactants and nonionic surfactants.
- the polyether-modified silicone surfactant has a structure in which the side chain and / or terminal hydrocarbon group of the silicone oil is substituted with a polyether group.
- a polyethyleneoxy group, a polypropyleneoxy group, an ethyleneoxy group (EO), and a propyleneoxy group (trimethyleneoxy group or propane-1,2-diyloxy group; PO) are added in a block form or randomly.
- a polyalkyleneoxy group is preferable, and a compound in which a polyether group is grafted to a silicone main chain, a compound in which silicone and a polyether group are bonded in a block shape, or the like can be used.
- Nonionic surfactants include, for example, (1) saturated or unsaturated, linear or branched higher alcohols, polyhydric alcohols, or aromatic alcohols having 8 to 22 carbon atoms, ethylene oxide, propylene oxide, or Polyoxyalkylene alkyl ether, alkenyl ether, alkynyl ether or aryl ether to which butylene oxide (hereinafter collectively referred to as “alkylene oxide”) is added, (2) a saturated or unsaturated straight chain having 8 to 22 carbon atoms.
- nonionic surfactants include the Surfinol series manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. and Air Products, the acetylenol series manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., and the Emulgen 120 manufactured by Kao Co., Ltd. Ethylene lauryl ether) and the like.
- the surfactant content is preferably 0 in the water-based ink from the viewpoint of suppressing the increase in ink viscosity, improving the continuous ejection stability of the ink, and obtaining a good printed matter free from roller transfer stains and color mixing between colors. 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, further preferably 0.3% by mass or more, and preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less. More preferably, it is 2.5% by mass or less.
- the water content is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 75% by mass or more in the water-based ink from the viewpoint of improving the storage stability and continuous ejection stability of the ink. And preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less.
- the pigment-containing crosslinked polymer particles in the water-based ink do not cause swelling or shrinkage of the particles and aggregation between the particles.
- the average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the water-based ink is determined in the pigment aqueous dispersion. More preferably, the average particle size is the same.
- the preferable average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the water-based ink is the same as the preferable average particle diameter of the pigment aqueous dispersion described above. The said average particle diameter can be measured by the method described in the Example mentioned later.
- the static surface tension at 20 ° C. of the water-based ink is preferably 23 mN / m or more, more preferably 25 mN / m or more, and preferably 45 mN / m or less, from the viewpoint of improving the continuous ejection stability of the ink. More preferably, it is 40 mN / m or less.
- the static surface tension at 20 ° C. can be measured by the method described in the examples described later.
- the viscosity of the water-based ink at 35 ° C. is preferably 1.0 mPa ⁇ s or more, more preferably 1.5 mPa ⁇ s or more, and still more preferably 2.0 mPa ⁇ s, from the viewpoint of improving the continuous ejection stability of the ink. And preferably 10 mPa ⁇ s or less, more preferably 7.0 mPa ⁇ s or less, and still more preferably 4.0 mPa ⁇ s or less.
- the viscosity at 35 ° C. can be measured by the method described in the examples described later.
- the ink-jet recording methods include a piezo method using mechanical energy and a thermal method using thermal energy as a method for ejecting ink. .
- a thermal method is used as an ink discharge method.
- the thermal method is a method in which ink subjected to the action of thermal energy undergoes a sudden volume change, and the ink is ejected from the nozzle by the action force due to this state change.
- the water-based ink using the pigment aqueous dispersion of the present invention can achieve stable continuous ejection stability even if the ink ejection method is a thermal method, and is preferably used for inkjet recording by a thermal method. it can. This is considered to be because, in the water-based ink using the pigment aqueous dispersion of the present invention, the unadsorbed polymer is reduced, and the generation of kogation due to the non-adsorbed polymer coming into contact with the thermal head is suppressed.
- the water-based ink using the pigment aqueous dispersion of the present invention is excellent in continuous discharge stability, storage stability, and solvent resistance, high-speed printing, for example, preferably 50 sheets / minute or more of A4 paper, more preferably 60 It can be suitably used for an inkjet recording method for printing at a speed of at least sheets / minute.
- the present invention further discloses the following pigment aqueous dispersion and a production method thereof, an aqueous ink using the pigment aqueous dispersion, and an ink jet recording method using the aqueous ink.
- R represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
- the crosslinked polymer is a crosslinked product of a water-dispersible polymer by a crosslinking agent represented by the formula (1), and the water-dispersible polymer is preferably (a) a structural unit derived from a hydrophobic monomer and (B)
- the pigment water according to ⁇ 1> which is a vinyl polymer having a structural unit derived from an ionic monomer, and more preferably (c) a vinyl polymer having a structural unit derived from a nonionic monomer. Dispersion.
- the water-dispersible polymer has a reactive group capable of reacting with the crosslinking agent represented by the formula (1), and the reactive group is preferably a salt-forming group, more preferably a carboxy group.
- the pigment aqueous dispersion according to ⁇ 2>, wherein ⁇ 4> (a)
- the hydrophobic monomer is preferably one or more selected from an aromatic group-containing monomer, a (meth) acrylate having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol, and an aromatic group-containing monomer-based macromer, More preferably, it is at least one selected from aromatic group-containing monomers and aromatic group-containing monomer-based macromers, and more preferably at least one selected from aromatic group-containing (meth) acrylates and styrene-based macromers, and more More preferably, the pigment water dispersion according to the above ⁇ 2> or ⁇ 3>, which is a combined use of an aromatic group-containing (meth) acrylate and a styrenic macromer.
- the ionic monomer is preferably an anionic monomer, more preferably a carboxylic acid monomer, still more preferably (meth) acrylic acid, and still more preferably methacrylic acid.
- the pigment water dispersion according to any one of the above.
- the content of the hydrophobic monomer is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, still more preferably 48% by mass or more, and preferably 85% by mass or less, more preferably
- the content of (b) ionic monomer is preferably 10% by mass or more, more preferably 13% by mass or more, still more preferably 15% by mass or more, and preferably 25% by mass or less, more preferably
- the content of (c) nonionic monomer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more.
- the pigment aqueous dispersion according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 8> which is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 31% by mass or less.
- the weight average molecular weight of the water-dispersible polymer is preferably 3,000 or more, more preferably 5,000 or more, still more preferably 10,000 or more, still more preferably 30,000 or more, and
- the acid value of the water-dispersible polymer is preferably 100 mgKOH / g or more, more preferably 120 mgKOH / g or more, still more preferably 150 mgKOH / g or more, and preferably 300 mgKOH / g or less, more preferably
- R which is a hydrocarbon group
- R which is a hydrocarbon group
- Water dispersion ⁇ 13>
- the aqueous pigment dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, which is one or more compounds selected from dihydric alcohol diglycidyl ethers having a group.
- the crosslinking agent is preferably 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,8-octanediol diglycidyl ether, 1,10-decanediol diglycidyl ether, 1,12-dodecanediol diglycidyl ether, 1,14-tetradecanediol diglycidyl ether, 1,2-hexanediol diglycidyl ether, 1,2-octanediol diglycidyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, 1,4-cyclohexanediethanol diglycidyl ether And one or more compounds selected from 2-methyl-1,4-cyclohexanedim
- the pigment is C.I. I. Pigment blue 15: 3 and C.I. I.
- the crosslinking agent is preferably a dihydric alcohol diglycidyl ether in which R in the formula (1) is a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, More preferably, it is a dihydric alcohol diglycidyl ether derived from one or more dihydric alcohols selected from ⁇ , ⁇ -linear alkanediols having 1 to 14 carbon atoms and 1,2-alkanediols.
- the aqueous pigment dispersion according to any one of 1> to ⁇ 15>. ⁇ 17>
- the pigment is C.I. I.
- the crosslinking agent is preferably a dihydric alcohol diglycidyl ether in which R in the formula (1) is an alicyclic aliphatic hydrocarbon group, more preferably The aqueous pigment dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15>, which is a dihydric alcohol diglycidyl ether derived from cyclohexanedialkyl alcohol. ⁇ 18>
- the solubility of the crosslinking agent in water is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5.0% by mass or less, and 0% by mass or more.
- the content of chlorine in the cross-linking agent is preferably 8.0% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, still more preferably 3.0% by mass or less, and still more preferably 1.0%.
- the content (chlorine content) of chloride ions as impurities in the crosslinking agent is preferably 8.0% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, and still more preferably 3.0% by mass. Or less, more preferably 1.0% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less, and preferably 0% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, ⁇ 1> to ⁇ 19>.
- the pigment aqueous dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 19>.
- the pigment content in the pigment aqueous dispersion is preferably 3.0% by mass or more, more preferably 5.0% by mass or more, and still more preferably 7.0% by mass or more, and preferably Is an aqueous pigment dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 20>, wherein is 20 mass% or less, more preferably 17 mass% or less, and still more preferably 15 mass% or less.
- the content of the crosslinked polymer is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, still more preferably 3.0% by mass or more, in the pigment aqueous dispersion.
- the aqueous pigment dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 21> preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 7.0% by mass or less.
- Step (1) A step of dispersing a pigment mixture containing a pigment, a water-dispersible polymer, and water to obtain a pigment aqueous dispersion containing polymer particles containing the pigment
- Step (2) In step (1) The obtained pigment aqueous dispersion is mixed with a crosslinking agent represented by the following general formula (1), and the water-dispersible polymer and the crosslinking agent are reacted to include a crosslinked polymer particle containing a pigment.
- Step of obtaining a pigment aqueous dispersion (In the formula (1), R represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.)
- the pigment content in the pigment mixture is preferably 5.0% by mass or more, more preferably 8.0% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, and preferably 30% by mass.
- the method for producing an aqueous pigment dispersion according to ⁇ 23> more preferably 25% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less.
- the mass ratio of the pigment to the water-dispersible polymer is preferably 80/20 to 50/50, more preferably 75/25 to 60/40, more preferably in the pigment mixture.
- Step (1-1) Dissolving the water-dispersible polymer in an organic solvent, then adding a pigment and water to obtain a pigment mixture, and then dispersing the mixture to disperse the polymer particles containing the pigment.
- Step of obtaining treated product Step (1-2): Step of removing the organic solvent from the dispersion-treated product obtained in step (1-1) to obtain a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing polymer particles.
- the amount of the crosslinking agent used is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 parts by mass or more, and still more preferably 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-dispersible polymer. Or more, more preferably 3.0 parts by mass or more, still more preferably 4.0 parts by mass or more, and preferably 15 parts by mass or less, more preferably 13 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or less. More preferably, the method for producing an aqueous pigment dispersion according to any one of ⁇ 23> to ⁇ 26>, wherein the amount is 8.0 parts by mass or less.
- the crosslinking rate of the crosslinked polymer is preferably 5.0 equivalent% or more, more preferably 8.0 equivalent% or more, and preferably 90 equivalent% or less, more preferably 70 equivalent% or less,
- a water-based ink for ink-jet recording comprising the pigment water dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 22>, a solvent, and water.
- ⁇ 30> Use of the aqueous pigment dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 22> in an aqueous ink for inkjet recording.
- ⁇ 31> Use of the water-based ink according to ⁇ 29> in an ink jet recording method for discharging and recording on a recording medium by a thermal method.
- An ink jet recording method in which the water-based ink according to ⁇ 29> is ejected and recorded on a recording medium by a thermal method.
- parts and “%” are “parts by mass” and “mass%” unless otherwise specified.
- the weight average molecular weight of the water-dispersible polymer, the water-dispersible polymer solution, the solid content concentration of the pigment water dispersion and the pigment water dispersion, the static surface tension and viscosity of the pigment water dispersion and the water-based ink, and the The average particle size of the pigment-containing crosslinked polymer particles was measured by the following method.
- Average Particle Size of Pigment-Containing Crosslinked Polymer Particles in Ink The average particle size was measured with a laser particle analysis system ELS-8000 (cumulant analysis) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The measurement conditions were a temperature of 25 ° C., an angle between incident light and a detector of 90 °, and the number of integrations of 100. The refractive index of water (1.333) was input as the refractive index of the dispersion solvent. The measurement concentration was 5 ⁇ 10 ⁇ 3 %.
- Dropping monomer solutions 1 and 2 are placed in dropping funnels 1 and 2, respectively, and the initially charged monomer solution in the reaction vessel is maintained at 75 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere, and dropping monomer solution 1 in dropping funnel 1 is maintained for 3 hours.
- the dropping monomer solution 2 in the dropping funnel 2 was gradually dropped into the reaction vessel over 2 hours.
- the mixed solution in the reaction vessel was stirred at 75 ° C. for 2 hours.
- a polymerization initiator solution was prepared by dissolving 1.35 parts of a polymerization initiator (2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)) in 18 parts of methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as “MEK”).
- MEK methyl ethyl ketone
- the mixture was aged by being stirred at 75 ° C. for 1 hour in addition to the mixed solution.
- the polymerization initiator solution was further prepared, added and aged twice.
- the reaction solution in the reaction vessel was maintained at 85 ° C. for 2 hours to obtain a water-dispersible polymer solution.
- the solid content of the water-dispersible polymer solution was measured and diluted with MEK so as to have a solid content concentration of 38%.
- the weight average molecular weight was 50,000.
- Example 1-1 (Process (1-1)) The water-dispersible polymer solution obtained in Production Example 1 (solid content concentration 38%) was added to a 2 L capacity disper (Primics Co., Ltd., TK Robotics, stirring part homodisper 2.5 type, feather diameter 40 mm). 34 parts, and while stirring at 1,400 rpm, 11 parts of MEK was added as an organic solvent, and 100 parts of ion-exchanged water and 5.7 parts of 5N (16.9%) sodium hydroxide aqueous solution were added. While cooling in a 0 ° C. water bath, the mixture was stirred at 1,400 rpm for 15 minutes. After stirring, C.I. I.
- Pigment Yellow 74 (“Fast Yellow 840”, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) was added to obtain a pigment mixture, which was then stirred for 1 hour at 8,000 rpm for preliminary dispersion. Subsequently, using a microfluidizer (trade name, manufactured by Microfluidics, model: M-140K), 15-pass dispersion treatment was performed at a pressure of 150 MPa to obtain a dispersion-treated product.
- a microfluidizer trade name, manufactured by Microfluidics, model: M-140K
- the dispersion-treated product obtained in step (1-1) was 0.02 MPa in a warm bath adjusted to 40 ° C. using a vacuum distillation apparatus (rotary evaporator, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd., trade name: N-1000S).
- the organic solvent (MEK) was removed by holding at a pressure of 2 hours. Further, the temperature of the warm bath was adjusted to 62 ° C., the pressure was reduced to 0.01 MPa and held for 4 hours, the organic solvent (MEK) and a part of water were removed, and the total concentration of the pigment and the water-dispersible polymer was 20%. .
- the mixture was filtered using a 2.5 ⁇ m filter (trade name: 20L-MPX-025XS, manufactured by ROKI) to obtain an aqueous pigment dispersion (solid content concentration 20%).
- Example 1-2 Example 1-1 except that Denacol EX-216L was replaced with Denacol EX-216 (1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 142) in Example 1-1.
- a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as described above.
- Example 1-3 In Example 1-1, 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-212L (1,6-hexanediol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 134). Except for the above, an aqueous pigment dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1. At this time, the amount of the crosslinking agent used relative to 100 parts of the water-dispersible polymer was 6.3 parts.
- Example 1-4 In Example 1-1, C.I. I. Pigment Yellow 74 (“Fast Yellow 840”), C.I. I. Pigment Red 122 (“CFR6111T”, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles in the same manner as in Example 1-1, except that the crosslinking rate was changed to 10 equivalent%.
- C.I. I. Pigment Yellow 74 Fluor Yellow 840
- C.I. I. Pigment Red 122 C.I. I. Pigment Red 122
- CFR6111T C.I. I. Pigment Red 122
- Example 1-5 In Example 1-4, 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-212L (1,6-hexanediol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 134). A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-4 except that. At this time, the amount of the crosslinking agent used relative to 100 parts of the water-dispersible polymer was 6.3 parts.
- Example 1-6 In Example 1-1, C.I. I. Pigment Yellow 74 (Fast Yellow 840), C.I. I. A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that Pigment Blue 15: 3 (“CFB6338JC”, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) was used.
- Pigment Blue 15: 3 (“CFB6338JC”, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) was used.
- Example 1-7 In Example 1-6, 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-212L (1,6-hexanediol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 134). Except for the above, an aqueous pigment dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-6. At this time, the amount of the crosslinking agent used relative to 100 parts of the water-dispersible polymer was 6.3 parts.
- Example 1-8 In Example 1-6, 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.34 part of Denacol EX-212 (1,6-hexanediol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 151). Except for the above, an aqueous pigment dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-6. At this time, the amount of the crosslinking agent to be used with respect to 100 parts of the water-dispersible polymer was 7.1 parts.
- Example 1-9 In Example 1-1, C.I. I. Pigment Yellow 74 (Fast Yellow 840) I. A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that Pigment Black 7 (“Monarch 717”, manufactured by Cabot Corporation) was used.
- Pigment Black 7 (“Monarch 717”, manufactured by Cabot Corporation) was used.
- Example 1-10 In Example 1-9, 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-212L (1,6-hexanediol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 134). Except for the above, an aqueous pigment dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-9. At this time, the amount of the crosslinking agent used relative to 100 parts of the water-dispersible polymer was 6.3 parts.
- Example 1-1 Comparative Example 1-1 In Example 1-1, except that 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-321L (trimethylolpropane polyglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 130). A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1.
- Example 1-1 Comparative Example 1-2
- 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-211L (Neopentyl glycol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 130)
- a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1.
- Example 1-1 Comparative Example 1-3
- 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.40 part of Denacol EX-920 (polypropylene glycol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 176).
- a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1.
- Example 1-1 Comparative Example 1-4
- 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.48 part of Denacol EX-252 (hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 213).
- a pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1.
- Example 1-5 In Example 1-1, except that 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.38 part of Denacol EX-911 (propylene glycol diglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 165). A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1.
- Example 1-1 an aqueous pigment dispersion containing pigment-containing polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that step (2) was not performed.
- Example 1-4 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-321L (trimethylolpropane polyglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 130). A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-4.
- Example 1-6 Comparative Example 1-8 In Example 1-6, except that 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-321L (trimethylolpropane polyglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 130) A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-6.
- Example 1-9 Comparative Example 1-9 In Example 1-9, except that 0.29 part of Denacol EX-216L was replaced with 0.30 part of Denacol EX-321L (trimethylolpropane polyglycidyl ether, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, epoxy equivalent 130) A pigment aqueous dispersion containing pigment-containing crosslinked polymer particles was obtained in the same manner as in Example 1-9.
- the obtained pigment aqueous dispersion had a static surface tension of 43 mN / m in Examples 1-1 to 1-10 and Comparative Examples 1-1 to 1-9.
- the viscosity of the obtained pigment aqueous dispersion was 2.8 mPa ⁇ s in Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Examples 1-1 to 1-6, and Examples 1-4 to 1-5 and Comparative Example 1. -7 for 2.6 mPa ⁇ s, Examples 1-6 to 1-8 and Comparative Example 1-8 for 2.2 mPa ⁇ s, Examples 1-9 to 1-10 and Comparative Example 1-9 for 2.4 mPa ⁇ s ⁇ It was s.
- the total content of the pigment and the crosslinked polymer is 5.7%
- the content of polyethylene glycol 400 (hereinafter referred to as “PEG400”) is 10%
- Surfynol 104PG-50 Air Products
- the content of the propylene glycol solution of the acetylene glycol surfactant, effective content 50%) is 0.5%
- the content of polyoxyethylene lauryl ether [Emulgen 120 (manufactured by Kao Corporation)] is 0.5%.
- %Met The static surface tension of the water-based inks obtained in Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Examples 2-1 to 2-6 was 28 mN / m, and the viscosity was 2.3 mPa ⁇ s.
- Examples 2-4 to 2-5 and Comparative Example 2-7 Water-based ink containing CI Pigment Red 122
- a solvent and a surfactant were added, and water was further added as a balance.
- the mixture was filtered through a 3 ⁇ m filter (trade name: 20L-MBP-003XS, manufactured by ROKI) to obtain a water-based ink.
- the total content of the pigment and the crosslinked polymer is 7.1%
- the content of PEG400 is 10%
- the content of Surfynol 104PG-50 is 0.5%
- the content of Emulgen 120 was 0.5%.
- the static surface tension of the water-based inks obtained in Examples 2-4 to 2-5 and Comparative Example 2-7 was 28 mN / m
- the viscosity was 2.3 mPa ⁇ s.
- Examples 2-6 to 2-8 and Comparative Example 2-8 Water-based ink containing CI Pigment Blue 15: 3
- a solvent and a surfactant were added, and water was added as a balance.
- the mixture was filtered through a 3 ⁇ m filter (trade name: 20L-MBP-003XS, manufactured by ROKI) to obtain a water-based ink.
- the total content of the pigment and the crosslinked polymer is 5.0%
- the content of PEG 400 is 18%
- the content of Surfynol 104PG-50 (manufactured by Air Products) is 0.5%
- the content of Emulgen 120 (manufactured by Kao Corporation) was 0.5%.
- the static surface tension of the water-based inks obtained in Examples 2-6 to 2-8 and Comparative Example 2-8 was 28 mN / m, and the viscosity was 2.3 mPa ⁇ s.
- Examples 2-9 to 2-10 and Comparative Example 2-9 Water-based ink containing CI Pigment Black 7
- a solvent and a surfactant were added, and water was further added as a balance.
- the mixture was filtered through a 3 ⁇ m filter (trade name: 20L-MBP-003XS, manufactured by ROKI) to obtain a water-based ink.
- the total content of the pigment and the crosslinked polymer is 7.1%
- the content of PEG400 is 12%
- the content of Surfynol 104PG-50 is 0.5%
- the content of Emulgen 120 was 0.5%.
- the static surface tension of the water-based inks obtained in Examples 2-9 to 2-10 and Comparative Example 2-9 was 28 mN / m, and the viscosity was 2.3 mPa ⁇ s.
- the print density of the printed matter printed on the plain paper obtained above (the value output as the black optical density) is the Macbeth densitometer (manufactured by Gretag Macbeth, product number: Spectroeye, measurement condition observation) A total of 5 points were measured at a viewing angle of 2 degrees, an observation light source: D65, a white standard: Abs, a polarizing filter: none, and a density standard: DIN), and the average value was used as the print density of the printed matter.
- Change rate of particle diameter (1) (%) (average particle diameter of pigment-containing crosslinked polymer particles in ink after storage / initial average particle diameter of pigment-containing crosslinked polymer particles) ⁇ 100
- the initial average particle diameter is the average particle diameter of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the ink before storage, and the average particle diameter is also shown in Table 2.
- Change rate of particle size (2) (%) (average particle size of pigment-containing crosslinked polymer particles in medium containing dipropylene glycol methyl ether / initial average particle size of pigment-containing crosslinked polymer particles) ⁇ 100
- the initial average particle size is the average particle size of the pigment-containing crosslinked polymer particles in the ink before addition of dipropylene glycol methyl ether, and is the initial value of the pigment-containing crosslinked polymer particles used in the calculation formula of the particle size change rate (1). It is the same as the average particle size.
- EX-216L Denacol EX-216L (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, epoxy equivalent 145)
- EX-216 Denacol EX-216 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, epoxy equivalent 142)
- EX-212L Denacol EX-212L (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, epoxy equivalent 134)
- EX-212 Denacol EX-212 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, epoxy equivalent 151)
- EX-321L Denacol EX-321L (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, 1,
- each notation in Table 2 is as follows. * 1: Dissolution rate (%) when 10 parts of a crosslinking agent are dissolved in 90 parts of pure water at 25 ° C. * 2: Chlorine content (%) in the crosslinking agent * 3: Initial average particle size in water-based ink
- the aqueous inks using the pigment aqueous dispersions of Examples 1-1 to 1-10 are more stable in continuous ejection than the aqueous inks using the pigment aqueous dispersions of Comparative Examples 1-1 to 1-9. It can be seen that the balance of the property, storage stability and solvent resistance is excellent.
- the water-based inks using the pigment aqueous dispersions of Comparative Examples 1-1, 1-7, 1-8, and 1-9 have improved solvent resistance, but cannot provide good continuous ejection stability. It can be seen that the balance between continuous ejection stability, storage stability and solvent resistance is poor.
- the pigment aqueous dispersion of the present invention is excellent in continuous ink ejection stability, storage stability and solvent resistance when blended in an ink, so that the pigment for flexographic printing, gravure printing, or inkjet recording It can be suitably used as an aqueous dispersion.
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Abstract
[1]顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである、顔料水分散体、及び[2]下記工程(1)及び(2)を有する、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体の製造方法に関する。 工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程 工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と一般式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
Description
本発明は、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散体及びその製造方法に関する。
インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク液滴を記録媒体に直接吐出し、付着させて、文字や画像が記録された印刷物を得る記録方式である。この方式は、フルカラー化が容易で、かつ安価であり、記録媒体として普通紙が使用可能、被印刷物に対して非接触、という数多くの利点があるため普及が著しい。
最近では、印刷物に耐候性や耐水性を付与するために、着色剤として顔料を用いるインクが広く用いられており、その分散剤であるポリマーを架橋して、保存安定性等を向上する試みがなされている。
最近では、印刷物に耐候性や耐水性を付与するために、着色剤として顔料を用いるインクが広く用いられており、その分散剤であるポリマーを架橋して、保存安定性等を向上する試みがなされている。
例えば、特表2013-511605号(特許文献1)には、安定性等に優れた水系インクを得ることを目的として、固体粒子とビニルポリマー分散剤とを含む水性分散系であって、該ビニルポリマー分散剤が親水性セグメントと疎水性セグメントを含み、該親水性セグメントが少なくとも1つの架橋性部分を含み、該架橋性部分が水性インクビヒクルに実質的に不溶性である架橋剤により架橋されている水性分散系が開示されている。
特表2008-524369号(特許文献2)には、微細分散された安定な封入粒状固体を得ることを目的として、粒状固体と液体媒体の存在下で分散剤を架橋剤で架橋し、粒状固体を架橋分散剤中に封入する封入粒状固体の調製方法が開示され、該分散剤がカルボン酸基を有し、少なくとも125mgKOH/gの酸価であり、該架橋剤が少なくとも2個のエポキシ基と1個以上のオリゴマー分散基とを有する、調製方法が開示されている。
特開2007-314784号(特許文献3)には、保存安定性等に優れる水系インクを得ることを目的として、着色剤を含有する水不溶性架橋ポリマー粒子と水不溶性有機化合物とを含むインクジェット記録用水分散体が開示され、該水不溶性架橋ポリマーが水不溶性ポリマーを架橋剤で架橋させたポリマーである水分散体が開示されている。
また、特開2011-137055号(特許文献4)には、記録ヘッドの撥水性を向上することを目的として、顔料含有ポリマー粒子を含む水分散体にエポキシ架橋剤を2回以上又は連続して添加する工程を有するインクジェット記録用水分散体の製造方法が開示され、該顔料含有ポリマー粒子がカルボキシ基を有するポリマーに顔料が含有されたポリマー粒子であり、該エポキシ架橋剤の水への溶解率が30%以下であり、該エポキシ架橋剤の添加量がカルボキシ基に対して10~90モル%(エポキシ基換算)である、水分散体の製造方法が開示されている。
特表2008-524369号(特許文献2)には、微細分散された安定な封入粒状固体を得ることを目的として、粒状固体と液体媒体の存在下で分散剤を架橋剤で架橋し、粒状固体を架橋分散剤中に封入する封入粒状固体の調製方法が開示され、該分散剤がカルボン酸基を有し、少なくとも125mgKOH/gの酸価であり、該架橋剤が少なくとも2個のエポキシ基と1個以上のオリゴマー分散基とを有する、調製方法が開示されている。
特開2007-314784号(特許文献3)には、保存安定性等に優れる水系インクを得ることを目的として、着色剤を含有する水不溶性架橋ポリマー粒子と水不溶性有機化合物とを含むインクジェット記録用水分散体が開示され、該水不溶性架橋ポリマーが水不溶性ポリマーを架橋剤で架橋させたポリマーである水分散体が開示されている。
また、特開2011-137055号(特許文献4)には、記録ヘッドの撥水性を向上することを目的として、顔料含有ポリマー粒子を含む水分散体にエポキシ架橋剤を2回以上又は連続して添加する工程を有するインクジェット記録用水分散体の製造方法が開示され、該顔料含有ポリマー粒子がカルボキシ基を有するポリマーに顔料が含有されたポリマー粒子であり、該エポキシ架橋剤の水への溶解率が30%以下であり、該エポキシ架橋剤の添加量がカルボキシ基に対して10~90モル%(エポキシ基換算)である、水分散体の製造方法が開示されている。
本発明は、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである、顔料水分散体に関する。
インクジェット記録用顔料インクの場合、分散剤を用いてビヒクル中に顔料を数十~数百nmのオーダーで粒子(以下、「コロイド」ともいう)として高分散させている。しかしながら、近年の目覚ましい印刷速度の向上に伴って、インクへの機械的、熱的ストレスが大きくなり、連続して安定に吐出する吐出安定性(以下、「連続吐出安定性」ともいう)を担保するために以前にも増してコロイド安定性が高い顔料水分散体が求められている。また、オフセットコート紙等の低吸液性記録媒体で高い印字品質を担保するために、比較的溶剤量が多い水系ビヒクル中でも安定な、耐溶剤性が高い顔料水分散体が求められる。
一方、特許文献1~3に記載の技術では、ある程度の保存安定性の改善効果は認められるものの、高いコロイド安定性が求められる高速印刷では、さらなる連続吐出安定性の向上が望まれる。また、特許文献1~3に記載の技術では、顔料表面へのポリマーの吸着が不十分で、顔料水分散体中に分散しているポリマー、いわゆる未吸着ポリマーがコロイド破壊を誘発するため、高速印刷におけるコロイド安定性が不十分である。さらに、特許文献1~3に記載の技術に対して耐溶剤性も向上することが望まれる。
特許文献4では、未吸着ポリマーを疎水性の架橋剤によって低減することが記載されているが、実施例に開示されている架橋剤では、高速印刷における連続吐出安定性を十分に改善することはできなかった。
本発明は、インクに配合した際に連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れる顔料水分散体及びその製造方法に関する。
一方、特許文献1~3に記載の技術では、ある程度の保存安定性の改善効果は認められるものの、高いコロイド安定性が求められる高速印刷では、さらなる連続吐出安定性の向上が望まれる。また、特許文献1~3に記載の技術では、顔料表面へのポリマーの吸着が不十分で、顔料水分散体中に分散しているポリマー、いわゆる未吸着ポリマーがコロイド破壊を誘発するため、高速印刷におけるコロイド安定性が不十分である。さらに、特許文献1~3に記載の技術に対して耐溶剤性も向上することが望まれる。
特許文献4では、未吸着ポリマーを疎水性の架橋剤によって低減することが記載されているが、実施例に開示されている架橋剤では、高速印刷における連続吐出安定性を十分に改善することはできなかった。
本発明は、インクに配合した際に連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れる顔料水分散体及びその製造方法に関する。
本発明者らは、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーを特定の架橋剤で架橋したポリマーとすることにより、該顔料水分散体をインクに配合した際に連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れることを見出した。
すなわち、本発明は、次の[1]及び[2]に関する。
[1]顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである、顔料水分散体。
すなわち、本発明は、次の[1]及び[2]に関する。
[1]顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである、顔料水分散体。
[2]下記工程(1)及び(2)を有する、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体の製造方法。
工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と前記式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と前記式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
本発明によれば、インクに配合した際に連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れる顔料水分散体及びその製造方法を提供することができる。
[顔料水分散体]
本発明の顔料水分散体は、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体(以下、単に「顔料水分散体」ともいう)であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである。
本発明の顔料水分散体は、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体(以下、単に「顔料水分散体」ともいう)であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである。
本発明において、「顔料を含有する架橋ポリマー粒子」(以下、「顔料含有架橋ポリマー粒子」ともいう)とは、顔料の表面に水分散性ポリマーが吸着し、該水分散性ポリマーが架橋剤と反応した(架橋後の)粒子のことをいい、「顔料を含有するポリマー粒子」(以下、「顔料含有ポリマー粒子」ともいう)とは、顔料の表面に水分散性ポリマーが吸着した(架橋前の)粒子のことをいう。また、「未吸着ポリマー」とは、顔料水分散体又は水系インク中で顔料に吸着していない水分散性ポリマーのことをいう。
また、本発明において、「一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマー」とは、上記一般式(1)で表される架橋剤由来の架橋構造を有するポリマー(以下、「架橋ポリマー」ともいう)を意味する。
本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、保存安定性や耐溶剤性に優れ、良好な印刷物を得ることができるため、フレキソ印刷用、グラビア印刷用、又はインクジェット記録用として好適に用いることができる。本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、インクジェット記録方式における連続吐出安定性に優れることから、インクジェット記録用として用いることが好ましい。
また、本発明において、「一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマー」とは、上記一般式(1)で表される架橋剤由来の架橋構造を有するポリマー(以下、「架橋ポリマー」ともいう)を意味する。
本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、保存安定性や耐溶剤性に優れ、良好な印刷物を得ることができるため、フレキソ印刷用、グラビア印刷用、又はインクジェット記録用として好適に用いることができる。本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、インクジェット記録方式における連続吐出安定性に優れることから、インクジェット記録用として用いることが好ましい。
本発明の顔料水分散体を、インクに配合した際に連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れる理由は定かではないが、以下のように考えられる。
顔料水分散体中には顔料を含有するポリマー粒子以外に、未吸着ポリマーが存在すると考えられる。この未吸着ポリマーを、特定の適度に疎水的なエポキシ系架橋剤と反応させることによって、未吸着ポリマーを疎水的な顔料含有ポリマー粒子に吸着され易くし、さらに該粒子に吸着したポリマーは、該粒子に含まれるポリマーと反応させることで顔料表面に強固に固定され、顔料水分散体中の未吸着ポリマーの量が低減されると考えられる。その結果、顔料表面に吸着したポリマー量の増加と未吸着ポリマーの電荷遮蔽作用の減少により、顔料含有架橋ポリマー粒子間の立体反発及び/又は静電反発が安定して発揮され、コロイド安定性が向上することにより、インクジェットノズル内で顔料含有架橋ポリマー粒子の沈降や凝集が抑制され、連続吐出安定性に優れた効果を奏すると考えられる。
この時、用いる架橋剤が疎水的すぎると未吸着ポリマーとの反応性が低下し、親水的すぎると、未吸着ポリマーと反応後も水相に留まってしまうため、前記式(1)で表される適度な疎水性を有する特定のエポキシ系架橋剤が本発明の効果に大きく寄与していると考えられる。
また、顔料含有架橋ポリマー粒子は、その架橋構造によりポリマーが顔料表面に固定されることによって溶剤中でもポリマーが顔料から脱着することなく、比較的溶剤量が多い水系ビヒクル中でも安定に分散でき、該架橋剤由来の架橋構造が有する適度な疎水性によって、保存安定性及び耐溶剤性に優れた効果を奏すると考えられる。
顔料水分散体中には顔料を含有するポリマー粒子以外に、未吸着ポリマーが存在すると考えられる。この未吸着ポリマーを、特定の適度に疎水的なエポキシ系架橋剤と反応させることによって、未吸着ポリマーを疎水的な顔料含有ポリマー粒子に吸着され易くし、さらに該粒子に吸着したポリマーは、該粒子に含まれるポリマーと反応させることで顔料表面に強固に固定され、顔料水分散体中の未吸着ポリマーの量が低減されると考えられる。その結果、顔料表面に吸着したポリマー量の増加と未吸着ポリマーの電荷遮蔽作用の減少により、顔料含有架橋ポリマー粒子間の立体反発及び/又は静電反発が安定して発揮され、コロイド安定性が向上することにより、インクジェットノズル内で顔料含有架橋ポリマー粒子の沈降や凝集が抑制され、連続吐出安定性に優れた効果を奏すると考えられる。
この時、用いる架橋剤が疎水的すぎると未吸着ポリマーとの反応性が低下し、親水的すぎると、未吸着ポリマーと反応後も水相に留まってしまうため、前記式(1)で表される適度な疎水性を有する特定のエポキシ系架橋剤が本発明の効果に大きく寄与していると考えられる。
また、顔料含有架橋ポリマー粒子は、その架橋構造によりポリマーが顔料表面に固定されることによって溶剤中でもポリマーが顔料から脱着することなく、比較的溶剤量が多い水系ビヒクル中でも安定に分散でき、該架橋剤由来の架橋構造が有する適度な疎水性によって、保存安定性及び耐溶剤性に優れた効果を奏すると考えられる。
<顔料>
本発明に係る顔料含有架橋ポリマー粒子は顔料及び架橋ポリマーを含むものである。本発明に用いられる顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれであってもよい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物等が挙げられ、特に黒色インクにおいては、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
好ましい有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー、C.I.ピグメントレッド、C.I.ピグメントバイオレット、C.I.ピグメントブルー、C.I.ピグメントグリーン及びC.I.ピグメントブラックから選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。例えば、C.I.ピグメントイエロー74(以下、「PY74」ともいう)、C.I.ピグメントレッド122(以下、「PR122」ともいう)、C.I.ピグメントブルー15:3(以下、「PB15:3」ともいう)、C.I.ピグメントブラック7(以下、「PB7」ともいう)等が挙げられる。
色相は特に限定されず、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、ブルー、オレンジ、グリーン等の有彩色顔料やブラックの無彩色顔料のいずれも用いることができる。
本発明に係る顔料含有架橋ポリマー粒子は顔料及び架橋ポリマーを含むものである。本発明に用いられる顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれであってもよい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物等が挙げられ、特に黒色インクにおいては、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
好ましい有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー、C.I.ピグメントレッド、C.I.ピグメントバイオレット、C.I.ピグメントブルー、C.I.ピグメントグリーン及びC.I.ピグメントブラックから選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。例えば、C.I.ピグメントイエロー74(以下、「PY74」ともいう)、C.I.ピグメントレッド122(以下、「PR122」ともいう)、C.I.ピグメントブルー15:3(以下、「PB15:3」ともいう)、C.I.ピグメントブラック7(以下、「PB7」ともいう)等が挙げられる。
色相は特に限定されず、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、ブルー、オレンジ、グリーン等の有彩色顔料やブラックの無彩色顔料のいずれも用いることができる。
本発明においては、自己分散型顔料を用いることもできる。自己分散型顔料とは、親水性官能基(カルボキシ基やスルホン酸基等のアニオン性を有する親水性基、又は第4級アンモニウム基等のカチオン性を有する親水性基)の1種以上を直接又は他の原子団を介して顔料の表面に結合することで、界面活性剤や樹脂を用いることなく水系媒体に分散可能である無機顔料や有機顔料を意味する。ここで、他の原子団としては、炭素数1以上12以下のアルカンジイル基、フェニレン基又はナフチレン基等が挙げられる。
顔料を自己分散型顔料とするには、例えば、親水性官能基の必要量を、常法により顔料表面に化学結合させればよい。より具体的には、硝酸、硫酸、ペルオキソ二硫酸、次亜塩素酸、クロム酸等の酸類等により液相酸化する方法やカップリング剤を用いて親水性官能基を結合する方法が好ましい。
親水性官能基の量は特に限定されないが、自己分散型顔料1g当たり100μmol以上3,000μmol以下が好ましく、親水性官能基がカルボキシ基の場合は、自己分散型顔料1g当たり200μmol以上700μmol以下が好ましい。
カルボキシ基を有する自己分散型顔料の市販品としては、CAB-O-JET200、同300 、同352K 、同250C 、同260M 、同270Y 、同450C 、同465M、同470Y 、同480V (以上、キャボット社製)、BONJETCW-1、同CW-2(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、Aqua-Black162(東海カーボン株式会社製)、Sensijet Black SDP100、SDP1000、SDP2000(以上、センシエントテクノロジーズ社製)等が挙げられる。
上記の顔料は、単独で又は2種以上を任意の割合で混合して用いることができる。
顔料を自己分散型顔料とするには、例えば、親水性官能基の必要量を、常法により顔料表面に化学結合させればよい。より具体的には、硝酸、硫酸、ペルオキソ二硫酸、次亜塩素酸、クロム酸等の酸類等により液相酸化する方法やカップリング剤を用いて親水性官能基を結合する方法が好ましい。
親水性官能基の量は特に限定されないが、自己分散型顔料1g当たり100μmol以上3,000μmol以下が好ましく、親水性官能基がカルボキシ基の場合は、自己分散型顔料1g当たり200μmol以上700μmol以下が好ましい。
カルボキシ基を有する自己分散型顔料の市販品としては、CAB-O-JET200、同300 、同352K 、同250C 、同260M 、同270Y 、同450C 、同465M、同470Y 、同480V (以上、キャボット社製)、BONJETCW-1、同CW-2(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、Aqua-Black162(東海カーボン株式会社製)、Sensijet Black SDP100、SDP1000、SDP2000(以上、センシエントテクノロジーズ社製)等が挙げられる。
上記の顔料は、単独で又は2種以上を任意の割合で混合して用いることができる。
<架橋ポリマー>
本発明に係る架橋ポリマーは、水分散性ポリマーを前記式(1)で表される架橋剤で架橋したポリマーであり、該架橋剤由来の架橋構造を有するポリマーである。顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、架橋ポリマーは前記式(1)で表される架橋剤による、顔料表面に吸着した水分散性ポリマーの架橋物であることが好ましい。
本発明において、水分散性ポリマーは架橋前のポリマーを意味し、また、該水分散性ポリマーは、顔料を常温で水又は水を主成分とする水系媒体に分散させる能力を有するポリマーを意味する。
水分散性ポリマーとしては、ポリエステル、ポリウレタン、ビニル系ポリマー等が挙げられ、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、ビニル単量体の付加重合により得られるビニル系ポリマーが好ましい。
水分散性ポリマーは、前記式(1)で表される架橋剤(2価アルコールジグリシジルエーテル)と反応しうる反応性基(架橋性官能基)を有する。反応性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の塩生成基及び水酸基の親水性官能基等が挙げられるが、反応安定性の観点から、好ましくは塩生成基、より好ましくはカルボキシ基である。カルボキシ基を有するポリマーとして、(メタ)アクリル酸系ポリマーが挙げられる。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸又はメタクリル酸」を意味する。以下における「(メタ)アクリル酸」も同義である。
本発明に係る架橋ポリマーは、水分散性ポリマーを前記式(1)で表される架橋剤で架橋したポリマーであり、該架橋剤由来の架橋構造を有するポリマーである。顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、架橋ポリマーは前記式(1)で表される架橋剤による、顔料表面に吸着した水分散性ポリマーの架橋物であることが好ましい。
本発明において、水分散性ポリマーは架橋前のポリマーを意味し、また、該水分散性ポリマーは、顔料を常温で水又は水を主成分とする水系媒体に分散させる能力を有するポリマーを意味する。
水分散性ポリマーとしては、ポリエステル、ポリウレタン、ビニル系ポリマー等が挙げられ、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、ビニル単量体の付加重合により得られるビニル系ポリマーが好ましい。
水分散性ポリマーは、前記式(1)で表される架橋剤(2価アルコールジグリシジルエーテル)と反応しうる反応性基(架橋性官能基)を有する。反応性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の塩生成基及び水酸基の親水性官能基等が挙げられるが、反応安定性の観点から、好ましくは塩生成基、より好ましくはカルボキシ基である。カルボキシ基を有するポリマーとして、(メタ)アクリル酸系ポリマーが挙げられる。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸又はメタクリル酸」を意味する。以下における「(メタ)アクリル酸」も同義である。
水分散性ポリマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは(a)疎水性モノマー(以下、「(a)成分」ともいう)由来の構成単位及び(b)イオン性モノマー(以下、「(b)成分」ともいう)由来の構成単位を有するビニル系ポリマーであり、より好ましくは、さらに(c)ノニオン性モノマー(以下、「(c)成分」ともいう)由来の構成単位を有するビニル系ポリマーである。このビニル系ポリマーは、(a)成分と、(b)成分と、さらに必要に応じて(c)成分を含むモノマー混合物(以下、「モノマー混合物」ともいう)を共重合させてなる。
((a)疎水性モノマー)
水分散性ポリマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは(a)疎水性モノマー由来の構成単位を有する。(a)疎水性モノマーは、25℃におけるイオン交換水100gへの溶解量が10g未満のモノマーである。(a)疎水性モノマーとしては、芳香族基含有モノマー、脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香族基含有モノマーとしては、好ましくは炭素数6以上22以下の芳香族基を有するビニルモノマーであり、より好ましくはスチレン系モノマー及び芳香族基含有(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上である。スチレン系モノマーは、好ましくはスチレン、及び2-メチルスチレンから選ばれる1種以上であり、より好ましくはスチレンである。また、芳香族基含有(メタ)アクリレートは、好ましくはベンジル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上であり、より好ましくはベンジル(メタ)アクリレートである。
これらの中でも、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートが好ましく、芳香族基含有(メタ)アクリレートとスチレン系モノマーとを併用してもよい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートから選ばれる1種以上を意味する。以下における「(メタ)アクリレート」も同義である。
水分散性ポリマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは(a)疎水性モノマー由来の構成単位を有する。(a)疎水性モノマーは、25℃におけるイオン交換水100gへの溶解量が10g未満のモノマーである。(a)疎水性モノマーとしては、芳香族基含有モノマー、脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香族基含有モノマーとしては、好ましくは炭素数6以上22以下の芳香族基を有するビニルモノマーであり、より好ましくはスチレン系モノマー及び芳香族基含有(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上である。スチレン系モノマーは、好ましくはスチレン、及び2-メチルスチレンから選ばれる1種以上であり、より好ましくはスチレンである。また、芳香族基含有(メタ)アクリレートは、好ましくはベンジル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートから選ばれる1種以上であり、より好ましくはベンジル(メタ)アクリレートである。
これらの中でも、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートが好ましく、芳香族基含有(メタ)アクリレートとスチレン系モノマーとを併用してもよい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートから選ばれる1種以上を意味する。以下における「(メタ)アクリレート」も同義である。
脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレートとしては、好ましくは炭素数1以上22以下の脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有するものであり、より好ましくは炭素数1以上22以下のアルキル基を有するものであり、更に好ましくは炭素数6以上18以下のアルキル基を有するものである。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ターシャリーブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソドデシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(a)疎水性モノマーとしては、マクロマーも用いることが好ましい。
マクロマーは、片末端に重合性官能基を有する数平均分子量500以上100,000以下の化合物であり、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは数平均分子量1,000以上10,000以下の化合物である。なお、数平均分子量は、溶媒として1mmol/Lのドデシルジメチルアミンを含有するクロロホルムを用いたゲル浸透クロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される値である。
片末端に存在する重合性官能基は、好ましくはアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であり、より好ましくはメタクリロイルオキシ基である。
マクロマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは芳香族基含有モノマー系マクロマー及びシリコーン系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より好ましくは芳香族基含有モノマー系マクロマーである。
芳香族基含有モノマー系マクロマーを構成する芳香族基含有モノマーとしては、前記(a)疎水性モノマーで記載した芳香族基含有モノマーが挙げられ、スチレン、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましく、スチレンがより好ましい。
スチレン系マクロマーの具体例としては、AS-6(S)、AN-6(S)、HS-6(S)(以上、東亞合成株式会社製の商品名)等が挙げられる。
シリコーン系マクロマーとしては、片末端に重合性官能基を有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
マクロマーは、片末端に重合性官能基を有する数平均分子量500以上100,000以下の化合物であり、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは数平均分子量1,000以上10,000以下の化合物である。なお、数平均分子量は、溶媒として1mmol/Lのドデシルジメチルアミンを含有するクロロホルムを用いたゲル浸透クロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される値である。
片末端に存在する重合性官能基は、好ましくはアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であり、より好ましくはメタクリロイルオキシ基である。
マクロマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは芳香族基含有モノマー系マクロマー及びシリコーン系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より好ましくは芳香族基含有モノマー系マクロマーである。
芳香族基含有モノマー系マクロマーを構成する芳香族基含有モノマーとしては、前記(a)疎水性モノマーで記載した芳香族基含有モノマーが挙げられ、スチレン、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましく、スチレンがより好ましい。
スチレン系マクロマーの具体例としては、AS-6(S)、AN-6(S)、HS-6(S)(以上、東亞合成株式会社製の商品名)等が挙げられる。
シリコーン系マクロマーとしては、片末端に重合性官能基を有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
(a)疎水性モノマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは芳香族基含有モノマー、脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート及び芳香族基含有モノマー系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より好ましくは芳香族基含有モノマー及び芳香族基含有モノマー系マクロマーから選ばれる1種以上であり、更に好ましくは芳香族基含有(メタ)アクリレート及びスチレン系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より更に好ましくは芳香族基含有(メタ)アクリレートとスチレン系マクロマーとの併用である。
((b)イオン性モノマー)
水分散性ポリマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは(b)イオン性モノマー由来の構成単位を有する。(b)イオン性モノマーは、モノマー又はその塩のいずれかにおいて、20℃におけるイオン交換水100gへの溶解量が1g超のモノマーである。(b)イオン性モノマーは、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、前記架橋剤と反応しうる反応性基を有することが好ましい。該反応性基としては、前述のものが挙げられ、イオン性モノマーとしては、該反応性基を有するアニオン性モノマー及びカチオン性モノマーが挙げられる。これらの中でも、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、前記反応性基を有するアニオン性モノマーが好ましい。
前記反応性基を有するアニオン性モノマーとしては、カルボン酸モノマー、スルホン酸モノマー、リン酸モノマー等が挙げられる。
カルボン酸モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2-メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。
スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-スルホプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロイルオキシエチル)ホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記アニオン性モノマーの中では、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、好ましくはカルボン酸モノマーであり、より好ましくは(メタ)アクリル酸であり、更に好ましくはメタクリル酸である。
水分散性ポリマーは、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、好ましくは(b)イオン性モノマー由来の構成単位を有する。(b)イオン性モノマーは、モノマー又はその塩のいずれかにおいて、20℃におけるイオン交換水100gへの溶解量が1g超のモノマーである。(b)イオン性モノマーは、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、前記架橋剤と反応しうる反応性基を有することが好ましい。該反応性基としては、前述のものが挙げられ、イオン性モノマーとしては、該反応性基を有するアニオン性モノマー及びカチオン性モノマーが挙げられる。これらの中でも、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、前記反応性基を有するアニオン性モノマーが好ましい。
前記反応性基を有するアニオン性モノマーとしては、カルボン酸モノマー、スルホン酸モノマー、リン酸モノマー等が挙げられる。
カルボン酸モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2-メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。
スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-スルホプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロイルオキシエチル)ホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記アニオン性モノマーの中では、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、好ましくはカルボン酸モノマーであり、より好ましくは(メタ)アクリル酸であり、更に好ましくはメタクリル酸である。
((c)ノニオン性モノマー)
(c)ノニオン性モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;ポリプロピレングリコール(n=2~30、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下同じ)(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;メトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;フェノキシ(エチレングリコール-プロピレングリコール共重合)(n=1~30、その中のエチレングリコール:1~29)(メタ)アクリレート等のアラルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが好ましく、オクトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレートがより好ましい。
商業的に入手しうる(c)ノニオン性モノマーの具体例としては、NKエステルM-20G、同40G、同90G、NK-エステルEH-4E(以上、新中村化学工業株式会社製の商品名)、ブレンマーPE-90、同200、同350;PME-100、同200、同400;PP-500、同800;AP-150、同400、同550;50PEP-300、50POEP-800B、43PAPE-600B(以上、日油株式会社製の商品名)等が挙げられる。これらの中でも、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、NK-エステルEH-4E(オクトキシポリエチレングリコールメタクリレート、エチレンオキシド平均付加モル数=4)が好ましい。
(c)ノニオン性モノマーは、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、前記架橋剤と反応しうる水酸基を有することができる。
(c)ノニオン性モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;ポリプロピレングリコール(n=2~30、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下同じ)(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;メトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;フェノキシ(エチレングリコール-プロピレングリコール共重合)(n=1~30、その中のエチレングリコール:1~29)(メタ)アクリレート等のアラルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが好ましく、オクトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレートがより好ましい。
商業的に入手しうる(c)ノニオン性モノマーの具体例としては、NKエステルM-20G、同40G、同90G、NK-エステルEH-4E(以上、新中村化学工業株式会社製の商品名)、ブレンマーPE-90、同200、同350;PME-100、同200、同400;PP-500、同800;AP-150、同400、同550;50PEP-300、50POEP-800B、43PAPE-600B(以上、日油株式会社製の商品名)等が挙げられる。これらの中でも、顔料水分散体の分散安定性及びインクの保存安定性を向上させる観点から、NK-エステルEH-4E(オクトキシポリエチレングリコールメタクリレート、エチレンオキシド平均付加モル数=4)が好ましい。
(c)ノニオン性モノマーは、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、前記架橋剤と反応しうる水酸基を有することができる。
上記(a)~(c)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
水分散性ポリマー製造時における、上記(a)成分~(c)成分のモノマー混合物中における含有量(未中和量としての含有量。以下同じ)、すなわち水分散性ポリマー中における(a)成分~(c)成分に由来の構成単位の含有量は、次のとおりである。
(a)成分の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは48質量%以上であり、そして、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。
(b)成分の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは13質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは23質量%以下、更に好ましくは21質量%以下である。
さらに(c)成分を用いる場合、(c)成分の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは31質量%以下である。
水分散性ポリマー製造時における、上記(a)成分~(c)成分のモノマー混合物中における含有量(未中和量としての含有量。以下同じ)、すなわち水分散性ポリマー中における(a)成分~(c)成分に由来の構成単位の含有量は、次のとおりである。
(a)成分の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは48質量%以上であり、そして、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。
(b)成分の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは13質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは23質量%以下、更に好ましくは21質量%以下である。
さらに(c)成分を用いる場合、(c)成分の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは31質量%以下である。
(水分散性ポリマーの製造)
水分散性ポリマーは、上記の(a)疎水性モノマー、(b)イオン性モノマー、さらに必要に応じて(c)ノニオン性モノマー、及びその他のモノマーの混合物を公知の重合法により共重合させることによって製造される。重合法としては溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いる有機溶媒に制限はないが、モノマーの共重合性の観点から、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン等が好ましい。
重合の際には、重合開始剤や重合連鎖移動剤を用いることができる。重合開始剤としては、アゾ化合物が好ましく、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)がより好ましい。
重合連鎖移動剤としては、メルカプタン類が好ましく、2-メルカプトエタノールがより好ましい。
水分散性ポリマーは、上記の(a)疎水性モノマー、(b)イオン性モノマー、さらに必要に応じて(c)ノニオン性モノマー、及びその他のモノマーの混合物を公知の重合法により共重合させることによって製造される。重合法としては溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いる有機溶媒に制限はないが、モノマーの共重合性の観点から、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン等が好ましい。
重合の際には、重合開始剤や重合連鎖移動剤を用いることができる。重合開始剤としては、アゾ化合物が好ましく、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)がより好ましい。
重合連鎖移動剤としては、メルカプタン類が好ましく、2-メルカプトエタノールがより好ましい。
好ましい重合条件は、重合開始剤の種類等によって異なるが、重合温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは70℃以上であり、そして、好ましくは90℃以下、より好ましくは85℃以下である。重合時間は、好ましくは1時間以上、より好ましくは4時間以上、更に好ましくは6時間以上であり、そして、好ましくは20時間以下、より好ましくは15時間以下、更に好ましくは10時間以下である。また、重合雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去することができる。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去することができる。
水分散性ポリマーの重量平均分子量は、顔料水分散体の分散安定性、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは3,000以上、より好ましくは5,000以上、更に好ましくは10,000以上、より更に好ましくは30,000以上であり、そして、好ましくは200,000以下、より好ましくは100,000以下、更に好ましくは80,000以下、より更に好ましくは60,000以下である。
なお、重量平均分子量は、実施例に記載の方法により求めることができる。
なお、重量平均分子量は、実施例に記載の方法により求めることができる。
水分散性ポリマーの酸価は、好ましくは100mgKOH/g以上、より好ましくは120mgKOH/g以上、更に好ましくは150mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは280mgKOH/g以下、更に好ましくは250mgKOH/g以下、より更に好ましくは200mgKOH/g以下である。
なお、水分散性ポリマーの酸価は、ポリマーの製造時におけるモノマー成分の比から、計算で算出することができる。また、メチルエチルケトン等のポリマーを溶解できる溶媒に水分散性ポリマーを溶解して、アルカリ剤で滴定する方法で求めることができる。
なお、水分散性ポリマーの酸価は、ポリマーの製造時におけるモノマー成分の比から、計算で算出することができる。また、メチルエチルケトン等のポリマーを溶解できる溶媒に水分散性ポリマーを溶解して、アルカリ剤で滴定する方法で求めることができる。
<架橋剤>
本発明に係る架橋剤は、下記一般式(1)で表される2価アルコールジグリシジルエーテルである。
本発明に係る架橋剤は、下記一般式(1)で表される2価アルコールジグリシジルエーテルである。
前記式(1)においてRは2価アルコールから誘導される脂肪族炭化水素基である。該2価アルコールとしては、炭素数6以上14以下の、α,ω-直鎖アルカンジオール、1,2-アルカンジオール、シクロヘキサンジアルキルアルコール等が挙げられる。
炭化水素基であるRとしては、直鎖若しくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、又は脂環式脂肪族炭化水素基が挙げられる。炭化水素基であるRの炭素数は、顔料表面へのポリマー吸着性の観点から、6以上であり、そして、14以下であり、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である。
架橋剤の具体例としては、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、1,12-ドデカンジオールジグリシジルエーテル,1,14-テトラデカンジオールジグリシジルエーテル等の直鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル;1,2-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,2-オクタンジオールジグリシジルエーテル等の分岐鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル;1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジエタノールジグリシジルエーテル、2-メチル-1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル等の脂環式脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルが好ましい。これらの2価アルコールジグリシジルエーテルは、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
炭化水素基であるRとしては、直鎖若しくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、又は脂環式脂肪族炭化水素基が挙げられる。炭化水素基であるRの炭素数は、顔料表面へのポリマー吸着性の観点から、6以上であり、そして、14以下であり、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である。
架橋剤の具体例としては、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、1,12-ドデカンジオールジグリシジルエーテル,1,14-テトラデカンジオールジグリシジルエーテル等の直鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル;1,2-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,2-オクタンジオールジグリシジルエーテル等の分岐鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル;1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジエタノールジグリシジルエーテル、2-メチル-1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル等の脂環式脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルが好ましい。これらの2価アルコールジグリシジルエーテルは、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
顔料がPB15:3及びPB7から選ばれる1種以上である場合は、インクの連続吐出安定性及び保存安定性を向上させる観点から、架橋剤は前記式(1)のRが直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルが好ましく、炭素数6以上14以下のα,ω-直鎖アルカンジオール及び1,2-アルカンジオールから選ばれる1種以上の2価アルコールから誘導される2価アルコールジグリシジルエーテルがより好ましい。顔料がPY74及びPR122から選ばれる1種以上である場合は、インクの連続吐出安定性及び保存安定性を向上する観点から、架橋剤は前記式(1)のRが脂環式脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルが好ましく、シクロヘキサンジアルキルアルコールから誘導される2価アルコールジグリシジルエーテルがより好ましい。
商業的に入手しうる架橋剤の具体例としてはデナコールEX-212(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)、デナコールEX-216(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)、デナコールEX-216L(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)(以上、ナガセケムテックス株式会社製)、エポライト1600(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)(共栄社化学株式会社製)、リカレジンDME-100(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)(新日本理化株式会社製)等が挙げられる
商業的に入手しうる架橋剤の具体例としてはデナコールEX-212(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)、デナコールEX-216(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)、デナコールEX-216L(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)(以上、ナガセケムテックス株式会社製)、エポライト1600(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)(共栄社化学株式会社製)、リカレジンDME-100(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)(新日本理化株式会社製)等が挙げられる
架橋剤の水への溶解率(以下、単に「溶解率」ともいう)は、顔料表面へのポリマー吸着性の観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5.0質量%以下であり、そして、0質量%以上であり、実質的に0質量%であることが好ましい。
なお、溶解率とは25℃の純水90質量部に架橋剤10質量部を溶解させた時の溶解率(質量%)を表す。
前記式(1)で表される架橋剤は、通常エピクロルヒドリンを用いて製造されるため、該架橋剤中に塩素が含まれる。該架橋剤中の塩素の含有量が多量であるとインクジェット記録装置等の記録装置が腐食されるおそれがある。また、インクジェット記録方法におけるインクの吐出方式がサーマル方式である場合、サーマルヘッドにおけるヒーターの腐食により連続吐出安定性の向上を阻害するおそれがある。これらの観点から、架橋剤中の塩素の含有量(含塩素量)は、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下であり、そして、架橋剤の生産性の観点から、0質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上である。
架橋剤中の塩素は、不純物の塩化物イオンとして存在すると考えられる。架橋剤中の含塩素量は、滴定法やイオンクロマトグラフ法により測定した塩化物イオン濃度から求めることができる。すなわち、架橋剤中の不純物の塩化物イオンの含有量の好ましい態様は、上記架橋剤中の塩素の含有量(含塩素量)の好ましい態様と同じである。
なお、溶解率とは25℃の純水90質量部に架橋剤10質量部を溶解させた時の溶解率(質量%)を表す。
前記式(1)で表される架橋剤は、通常エピクロルヒドリンを用いて製造されるため、該架橋剤中に塩素が含まれる。該架橋剤中の塩素の含有量が多量であるとインクジェット記録装置等の記録装置が腐食されるおそれがある。また、インクジェット記録方法におけるインクの吐出方式がサーマル方式である場合、サーマルヘッドにおけるヒーターの腐食により連続吐出安定性の向上を阻害するおそれがある。これらの観点から、架橋剤中の塩素の含有量(含塩素量)は、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下であり、そして、架橋剤の生産性の観点から、0質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上である。
架橋剤中の塩素は、不純物の塩化物イオンとして存在すると考えられる。架橋剤中の含塩素量は、滴定法やイオンクロマトグラフ法により測定した塩化物イオン濃度から求めることができる。すなわち、架橋剤中の不純物の塩化物イオンの含有量の好ましい態様は、上記架橋剤中の塩素の含有量(含塩素量)の好ましい態様と同じである。
[顔料水分散体の製造方法]
本発明の顔料水分散体は、下記工程(1)及び(2)を有する製造方法により、効率的に製造することができる。
工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と前記式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
本発明の顔料水分散体は、下記工程(1)及び(2)を有する製造方法により、効率的に製造することができる。
工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と前記式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
<工程(1)>
工程(1)は、顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程である。
工程(1)としては、顔料、水分散性ポリマー、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を加えて混合して顔料混合物を得た後、該混合物を分散処理して顔料水分散液を得る工程が好ましい。添加順序に制限はないが、中和剤、水、顔料の順に加えることが好ましい。
工程(1)は、顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程である。
工程(1)としては、顔料、水分散性ポリマー、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を加えて混合して顔料混合物を得た後、該混合物を分散処理して顔料水分散液を得る工程が好ましい。添加順序に制限はないが、中和剤、水、顔料の順に加えることが好ましい。
(中和剤)
工程(1)において、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、中和剤を用いることが好ましい。中和剤を用いる場合、顔料水分散液のpHが7以上11以下になるように中和することが好ましい。
用いられる中和剤としては、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、有機アミン等が挙げられ、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、アルカリ金属の水酸化物及びアンモニアが好ましく、アルカリ金属の水酸化物がより好ましい。
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等が挙げられ、水酸化ナトリウムが好ましい。
中和剤は、十分に中和を促進させる観点から、中和剤水溶液として用いることが好ましい。中和剤水溶液の濃度は、十分に中和を促進させる観点から、好ましくは3.0質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。
中和剤及び中和剤水溶液は、単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
工程(1)において、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、中和剤を用いることが好ましい。中和剤を用いる場合、顔料水分散液のpHが7以上11以下になるように中和することが好ましい。
用いられる中和剤としては、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、有機アミン等が挙げられ、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、アルカリ金属の水酸化物及びアンモニアが好ましく、アルカリ金属の水酸化物がより好ましい。
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等が挙げられ、水酸化ナトリウムが好ましい。
中和剤は、十分に中和を促進させる観点から、中和剤水溶液として用いることが好ましい。中和剤水溶液の濃度は、十分に中和を促進させる観点から、好ましくは3.0質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。
中和剤及び中和剤水溶液は、単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
水分散性ポリマーの中和度は、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80モル%以上、更に好ましくは100モル%以上であり、そして、好ましくは400モル%以下、より好ましくは200モル%以下、更に好ましくは150モル%以下である。
ここで中和度とは、中和剤のモル当量を水分散性ポリマーのアニオン性基のモル量で除したものである。本来、中和度は100モル%を超えることはないが、本発明では中和剤の使用量から計算するため、中和剤を過剰に用いた場合は100モル%を超える。前記アニオン性基はイオン性モノマーのカルボン酸基等が含まれる。
また中和剤として揮発性塩基を用いた場合、工程(1)途中における顔料混合物の中和度と、工程(1)の最終で作製される顔料水分散液及び工程(2)で得られる顔料水分散体の中和度を調整することができる。具体的には、アンモニア等を用い、工程(1)の途中では水分散性ポリマーのアニオン性基のモル量に対し過剰に中和剤を投入し、工程(1)の最終にてアンモニア等の揮発性塩基を除去することで、顔料水分散液として所望の中和度を得ることができる。このような場合、揮発性塩基の量は0モル%以上であり、そして、好ましくは300モル%以下、より好ましくは100モル%以下、更に好ましくは50モル%以下である。
ここで中和度とは、中和剤のモル当量を水分散性ポリマーのアニオン性基のモル量で除したものである。本来、中和度は100モル%を超えることはないが、本発明では中和剤の使用量から計算するため、中和剤を過剰に用いた場合は100モル%を超える。前記アニオン性基はイオン性モノマーのカルボン酸基等が含まれる。
また中和剤として揮発性塩基を用いた場合、工程(1)途中における顔料混合物の中和度と、工程(1)の最終で作製される顔料水分散液及び工程(2)で得られる顔料水分散体の中和度を調整することができる。具体的には、アンモニア等を用い、工程(1)の途中では水分散性ポリマーのアニオン性基のモル量に対し過剰に中和剤を投入し、工程(1)の最終にてアンモニア等の揮発性塩基を除去することで、顔料水分散液として所望の中和度を得ることができる。このような場合、揮発性塩基の量は0モル%以上であり、そして、好ましくは300モル%以下、より好ましくは100モル%以下、更に好ましくは50モル%以下である。
顔料の含有量は、顔料水分散液の分散安定性及び生産性を向上させる観点、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点、顔料混合物中、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは8.0質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
水分散性ポリマーに対する顔料の質量比〔顔料/水分散性ポリマー〕は、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、顔料混合物中、好ましくは80/20~50/50、より好ましくは75/25~60/40、更に好ましくは70/30~65/45である。
工程(1)において、さらに顔料混合物を分散処理して顔料水分散液を得る。顔料水分散液を得る分散方法に特に制限はない。本分散だけで顔料粒子の平均粒径を所望の粒径となるまで微粒化することもできるが、好ましくは予備分散させた後、さらに剪断応力を加えて本分散を行い、顔料粒子の平均粒径を所望の粒径とするよう制御することが好ましい。
工程(1)の予備分散における温度は、好ましくは0℃以上であり、そして、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは20℃以下である。分散時間は、好ましくは1時間以上、より好ましくは2時間以上であり、そして、好ましくは30時間以下、より好ましくは10時間以下、更に好ましくは5時間以下である。
顔料混合物を予備分散させる際には、アンカー翼、ディスパー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置、なかでも高速撹拌混合装置が好ましい。
工程(1)の予備分散における温度は、好ましくは0℃以上であり、そして、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは20℃以下である。分散時間は、好ましくは1時間以上、より好ましくは2時間以上であり、そして、好ましくは30時間以下、より好ましくは10時間以下、更に好ましくは5時間以下である。
顔料混合物を予備分散させる際には、アンカー翼、ディスパー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置、なかでも高速撹拌混合装置が好ましい。
本分散の剪断応力を与える手段としては、例えば、ロールミル、ニーダー等の混練機、マイクロフルイダイザー(Microfluidics 社、商品名)等の高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ビーズミル等のメディア式分散機が挙げられる。市販のメディア式分散機としては、ウルトラ・アペックス・ミル(寿工業株式会社製、商品名)、ピコミル(淺田鉄工株式会社製、商品名)等が挙げられる。これらの装置は複数を組み合わせることもできる。これらの中でも、顔料を小粒子径化する観点から、高圧ホモジナイザーを用いることが好ましい。
高圧ホモジナイザーを用いて本分散を行う場合、処理圧力やパス回数の制御により、顔料を所望の粒径になるように制御することができる。処理圧力は、好ましくは60MPa以上、より好ましくは100MPa以上、更に好ましくは150MPa以上であり、そして、好ましくは250MPa以下、より好ましくは200MPa以下、更に好ましくは180MPa以下である。また、パス回数は、好ましくは3回以上、より好ましくは10回以上、更に好ましくは15回以上であり、そして、好ましくは30回以下、より好ましくは25回以下、更に好ましくは20回以下である。
高圧ホモジナイザーを用いて本分散を行う場合、処理圧力やパス回数の制御により、顔料を所望の粒径になるように制御することができる。処理圧力は、好ましくは60MPa以上、より好ましくは100MPa以上、更に好ましくは150MPa以上であり、そして、好ましくは250MPa以下、より好ましくは200MPa以下、更に好ましくは180MPa以下である。また、パス回数は、好ましくは3回以上、より好ましくは10回以上、更に好ましくは15回以上であり、そして、好ましくは30回以下、より好ましくは25回以下、更に好ましくは20回以下である。
さらに、工程(1)は、分散処理の前に水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解し、分散処理により分散処理物を得た後、有機溶媒を除去する方法である下記工程(1-1)及び(1-2)を含むことが好ましい。
工程(1-1):水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料及び水を加えて顔料混合物を得た後、該混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む分散処理物を得る工程
工程(1-2):工程(1-1)で得られた分散処理物から前記有機溶媒を除去して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(1-1):水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料及び水を加えて顔料混合物を得た後、該混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む分散処理物を得る工程
工程(1-2):工程(1-1)で得られた分散処理物から前記有機溶媒を除去して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
〔工程(1-1)〕
工程(1-1)では、まず、水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を加えて混合し、水中油型の分散体である分散処理物を得ることが好ましい。添加順序に制限はないが、中和剤、水、顔料の順に加えることが好ましい。また、工程(1-1)における分散方法は前述と同様の方法であり、顔料混合物中の顔料の含有量及び水分散性ポリマーに対する顔料の質量比についても前述と同様である。
工程(1-1)では、まず、水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を加えて混合し、水中油型の分散体である分散処理物を得ることが好ましい。添加順序に制限はないが、中和剤、水、顔料の順に加えることが好ましい。また、工程(1-1)における分散方法は前述と同様の方法であり、顔料混合物中の顔料の含有量及び水分散性ポリマーに対する顔料の質量比についても前述と同様である。
(有機溶媒)
有機溶媒は、水分散性ポリマーとの親和性が高い一方で、工程(1-1)において主たる溶媒である水に対する溶解性が低いことが好ましい。具体的には20℃における水に対する溶解度が40質量%未満である有機溶媒が好ましい。
前記有機溶媒は、好ましくは脂肪族アルコール、ケトン類、エーテル類及びエステル類から選ばれる1種以上であり、顔料への濡れ性及び顔料への水分散性ポリマーの吸着性を向上させる観点から、より好ましくはケトン類であり、更に好ましくはメチルエチルケトンがである。
有機溶媒に対する水分散性ポリマーの質量比〔水分散性ポリマー/有機溶媒〕は、顔料の濡れ性及び顔料への水分散性ポリマーの吸着性を向上させる観点から、好ましくは0.10以上、より好ましくは0.20以上、更に好ましくは0.25以上であり、そして、好ましくは0.60以下、より好ましくは0.50以下、更に好ましくは0.45以下である。
有機溶媒に対する中和剤の質量比〔中和剤/有機溶媒〕は、顔料への水分散性ポリマーの吸着性、及び水分散性ポリマーの中和を促進して顔料含有ポリマー粒子の分散性を高める観点、その結果、粗大粒子を低減し、インクの連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは0.010以上、より好ましくは0.020以上、更に好ましくは0.025以上であり、そして、好ましくは0.10以下、より好ましくは0.060以下、更に好ましくは0.050以下である。
有機溶媒は、水分散性ポリマーとの親和性が高い一方で、工程(1-1)において主たる溶媒である水に対する溶解性が低いことが好ましい。具体的には20℃における水に対する溶解度が40質量%未満である有機溶媒が好ましい。
前記有機溶媒は、好ましくは脂肪族アルコール、ケトン類、エーテル類及びエステル類から選ばれる1種以上であり、顔料への濡れ性及び顔料への水分散性ポリマーの吸着性を向上させる観点から、より好ましくはケトン類であり、更に好ましくはメチルエチルケトンがである。
有機溶媒に対する水分散性ポリマーの質量比〔水分散性ポリマー/有機溶媒〕は、顔料の濡れ性及び顔料への水分散性ポリマーの吸着性を向上させる観点から、好ましくは0.10以上、より好ましくは0.20以上、更に好ましくは0.25以上であり、そして、好ましくは0.60以下、より好ましくは0.50以下、更に好ましくは0.45以下である。
有機溶媒に対する中和剤の質量比〔中和剤/有機溶媒〕は、顔料への水分散性ポリマーの吸着性、及び水分散性ポリマーの中和を促進して顔料含有ポリマー粒子の分散性を高める観点、その結果、粗大粒子を低減し、インクの連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは0.010以上、より好ましくは0.020以上、更に好ましくは0.025以上であり、そして、好ましくは0.10以下、より好ましくは0.060以下、更に好ましくは0.050以下である。
〔工程(1-2)〕
工程(1-2)は、工程(1-1)で得られた分散処理物から公知の方法で前記有機溶媒を除去して、顔料含有ポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程である。
有機溶媒を除去する過程で凝集物が発生することを抑制し、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、有機溶媒を除去する前に、分散処理物に水を添加して、水に対する有機溶媒の質量比を調整することが好ましい。調整後の水に対する有機溶媒の質量比〔有機溶媒/水〕は、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.20以上であり、そして、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.30以下である。
また、水に対する有機溶媒の質量比を調整した後の分散処理物の不揮発成分濃度(固形分濃度)は、有機溶媒を除去する過程で凝集物の発生を抑制する観点、及び顔料水分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは18質量%以下である。なお、上記分散液に含有される水の一部が有機溶媒と同時に除去されてもよい。
工程(1-2)は、工程(1-1)で得られた分散処理物から公知の方法で前記有機溶媒を除去して、顔料含有ポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程である。
有機溶媒を除去する過程で凝集物が発生することを抑制し、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、有機溶媒を除去する前に、分散処理物に水を添加して、水に対する有機溶媒の質量比を調整することが好ましい。調整後の水に対する有機溶媒の質量比〔有機溶媒/水〕は、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.20以上であり、そして、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.30以下である。
また、水に対する有機溶媒の質量比を調整した後の分散処理物の不揮発成分濃度(固形分濃度)は、有機溶媒を除去する過程で凝集物の発生を抑制する観点、及び顔料水分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは18質量%以下である。なお、上記分散液に含有される水の一部が有機溶媒と同時に除去されてもよい。
本工程において用いられる有機溶媒を除去するための装置としては、回分単蒸留装置、減圧蒸留装置、フラッシュエバポレーター等の薄膜式蒸留装置、回転式蒸留装置、撹拌式蒸発装置等が挙げられる。効率よく有機溶媒を除去する観点から、回転式蒸留装置及び撹拌式蒸発装置が好ましく、回転式蒸留装置がより好ましく、ロータリーエバポレーターが更に好ましい。
有機溶媒を除去する際の分散処理物の温度は、用いる有機溶媒の種類によって適宜選択できるが、減圧下、好ましくは40℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。このときの圧力は、好ましくは0.005MPa以上、より好ましくは0.01MPa以上であり、そして、好ましくは0.5MPa以下、より好ましくは0.2MPa以下、更に好ましくは0.1MPa以下である。除去時間は、好ましくは1時間以上、より好ましくは2時間以上、更に好ましくは5時間以上であり、そして、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは10時間以下である。
得られた顔料水分散液中の有機溶媒は実質的に除去されていることが好ましいが、本発明の目的を損なわない限り、残存していてもよい。残留有機溶媒の量は、好ましくは0.9質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.01質量%以下である。
有機溶媒を除去する際の分散処理物の温度は、用いる有機溶媒の種類によって適宜選択できるが、減圧下、好ましくは40℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。このときの圧力は、好ましくは0.005MPa以上、より好ましくは0.01MPa以上であり、そして、好ましくは0.5MPa以下、より好ましくは0.2MPa以下、更に好ましくは0.1MPa以下である。除去時間は、好ましくは1時間以上、より好ましくは2時間以上、更に好ましくは5時間以上であり、そして、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは10時間以下である。
得られた顔料水分散液中の有機溶媒は実質的に除去されていることが好ましいが、本発明の目的を損なわない限り、残存していてもよい。残留有機溶媒の量は、好ましくは0.9質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.01質量%以下である。
工程(1)により得られる顔料水分散液の不揮発成分濃度(固形分濃度)は、顔料水分散液の分散安定性を向上させる観点、及び顔料水分散体の調製を容易にする観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは18質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは22質量%以下である。
工程(1)により得られる顔料水分散液中の顔料含有ポリマー粒子の平均粒径は、顔料水分散液の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは40nm以上、より好ましくは50nm以上、更に好ましくは60nm以上であり、そして、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは130nm以下である。前記平均粒径は、後述する実施例に記載した水系インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径の測定方法と同様に測定することができる。
<工程(2)>
工程(2)は、工程(1)で得られた顔料水分散液と前記式(1)で表される架橋剤とを混合して、顔料水分散液に含まれる前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、本発明の顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程である。
用いる架橋剤により、触媒、溶媒、反応温度、反応時間等を適宜決定することができるが、架橋反応の温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上であり、そして、好ましくは95℃以下、より好ましくは80℃以下である。架橋反応の時間は、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上であり、そして、好ましくは10時間以下、より好ましくは5時間以下、更に好ましくは3時間以下である。
架橋剤の使用量は、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、水分散性ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上、より更に好ましくは3.0質量部以上、より更に好ましくは4.0質量部以上であり、そして、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、好ましくは15質量部以下、より好ましくは13質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、より更に好ましくは8.0質量部以下である。
工程(2)は、工程(1)で得られた顔料水分散液と前記式(1)で表される架橋剤とを混合して、顔料水分散液に含まれる前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、本発明の顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程である。
用いる架橋剤により、触媒、溶媒、反応温度、反応時間等を適宜決定することができるが、架橋反応の温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上であり、そして、好ましくは95℃以下、より好ましくは80℃以下である。架橋反応の時間は、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上であり、そして、好ましくは10時間以下、より好ましくは5時間以下、更に好ましくは3時間以下である。
架橋剤の使用量は、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、水分散性ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上、より更に好ましくは3.0質量部以上、より更に好ましくは4.0質量部以上であり、そして、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、好ましくは15質量部以下、より好ましくは13質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、より更に好ましくは8.0質量部以下である。
架橋ポリマーの架橋率は、好ましくは5.0当量%以上、より好ましくは8.0当量%以上であり、そして、好ましくは90当量%以下、より好ましくは70当量%以下、更に好ましくは50当量%以下、より更に好ましくは30当量%以下である。架橋率は、架橋剤のエポキシ基の当量数を、水分散性ポリマーが有する架橋剤と反応できる反応性基(例えば、イオン性基)の当量数で除したものである。
本発明の顔料水分散体は、顔料と架橋ポリマーの固体分が水を主媒体とする中に分散しているものである。
ここで、分散の形態は特に制限はなく、例えば、(1)顔料の粒子の表面に、架橋ポリマーが吸着して、複数の顔料粒子を包含する粒子を形成して分散している形態、(2)顔料が架橋ポリマーに内包されて分散している形態、(3)架橋ポリマー粒子の表面に顔料が露出して分散している形態、(4)顔料の粒子の表面に架橋ポリマーが部分吸着して分散されている形態等の混合形態が挙げられる。
ここで、分散の形態は特に制限はなく、例えば、(1)顔料の粒子の表面に、架橋ポリマーが吸着して、複数の顔料粒子を包含する粒子を形成して分散している形態、(2)顔料が架橋ポリマーに内包されて分散している形態、(3)架橋ポリマー粒子の表面に顔料が露出して分散している形態、(4)顔料の粒子の表面に架橋ポリマーが部分吸着して分散されている形態等の混合形態が挙げられる。
(顔料水分散体の組成及び物性)
顔料の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの連続吐出安定性及び保存安定性を向上させる観点から、顔料水分散体中、好ましくは3.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、更に好ましくは7.0質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは17質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
架橋ポリマーの含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、顔料水分散体中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上であり、そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7.0質量%以下である。
水の含有量は、インクの連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、顔料水分散体中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
顔料の含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの連続吐出安定性及び保存安定性を向上させる観点から、顔料水分散体中、好ましくは3.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、更に好ましくは7.0質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは17質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
架橋ポリマーの含有量は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、顔料水分散体中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上であり、そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7.0質量%以下である。
水の含有量は、インクの連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、顔料水分散体中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
本発明の顔料水分散体中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径は、顔料水分散体の分散安定性、並びにインクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは40nm以上、より好ましくは50nm以上、更に好ましくは60nm以上であり、そして、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは130nm以下である。
顔料水分散体中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径は、後述する実施例に記載した水系インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径の測定方法にて同様に測定することができる。
顔料水分散体中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径は、後述する実施例に記載した水系インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径の測定方法にて同様に測定することができる。
顔料水分散体の20℃における静的表面張力は、インクの連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは23mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上であり、そして、好ましくは50mN/m以下、より好ましくは48mN/m以下である。
なお、20℃における静的表面張力は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
なお、20℃における静的表面張力は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
また、顔料水分散体の35℃における粘度は、インクの連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは1.0mPa・s以上、より好ましくは1.5mPa・s以上、更に好ましくは2.0mPa・s以上であり、そして、好ましくは10mPa・s以下、より好ましくは7.0mPa・s以下、更に好ましくは4.0mPa・s以下である。
なお、35℃における粘度は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
なお、35℃における粘度は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
本発明の顔料水分散体は、水系インクに通常用いられる溶剤、浸透剤、分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤等の添加剤を含有してもよく、そのままフレキソ印刷用、グラビア印刷用、又はインクジェット記録用の水系インク、好ましくはインクジェット記録用水系インクとして用いることができる。
[インクジェット記録用水系インク]
インクジェット記録用水系インク(以下、単に「水系インク」又は「インク」ともいう)は、本発明の顔料水分散体と、溶剤と、水とを含有する。水系インクには、水系インクに溶剤の他、浸透剤、分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤等を添加することができる。
インクジェット記録用水系インク(以下、単に「水系インク」又は「インク」ともいう)は、本発明の顔料水分散体と、溶剤と、水とを含有する。水系インクには、水系インクに溶剤の他、浸透剤、分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤等を添加することができる。
<顔料水分散体>
本発明の顔料水分散体の配合量は、インクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。
本発明の顔料水分散体の配合量は、インクの保存安定性、連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。
顔料の含有量は、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは2.0質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、より更に好ましくは8.0質量%以下である。
架橋ポリマーの含有量は、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは0.10質量%以上、より好ましくは0.15質量%以上、更に好ましくは0.20質量%以上であり、そして、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.4質量%以下、更に好ましくは2.5質量%以下である。
架橋ポリマーの含有量は、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは0.10質量%以上、より好ましくは0.15質量%以上、更に好ましくは0.20質量%以上であり、そして、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.4質量%以下、更に好ましくは2.5質量%以下である。
<溶剤>
溶剤としては、架橋ポリマーによる過度の粘度増加を抑制する観点、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点、並びに印刷画質を向上させる観点から、有機溶媒を含有することが好ましい。
前記有機溶媒としては、グリコールエーテル、多価アルコール、一価アルコール、該アルコールのアルキルエーテル、含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物等を含有することができる。前記有機溶媒は、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、グリコールエーテル、多価アルコール及び含窒素複素環化合物から選ばれる1種以上が好ましい。
溶剤としては、架橋ポリマーによる過度の粘度増加を抑制する観点、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点、並びに印刷画質を向上させる観点から、有機溶媒を含有することが好ましい。
前記有機溶媒としては、グリコールエーテル、多価アルコール、一価アルコール、該アルコールのアルキルエーテル、含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物等を含有することができる。前記有機溶媒は、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、グリコールエーテル、多価アルコール及び含窒素複素環化合物から選ばれる1種以上が好ましい。
グリコールエーテルの具体例としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、アルキレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられるが、耐溶剤性を向上させる観点から、アルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。アルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、そして、好ましくは6以下、より好ましくは4以下である。アルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基は、直鎖及び分岐鎖が挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルの具体例としては、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
これらの中でも、印刷画質を向上させる観点からは、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、及びジエチレングリコールブチルエーテルから選ばれる1種以上が好ましく、エチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、及びジエチレングリコールイソブチルエーテルから選ばれる1種以上がより好ましい。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルの具体例としては、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
これらの中でも、印刷画質を向上させる観点からは、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、及びジエチレングリコールブチルエーテルから選ばれる1種以上が好ましく、エチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、及びジエチレングリコールイソブチルエーテルから選ばれる1種以上がより好ましい。
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール等の1,2-アルカンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、ペトリオール等が挙げられる。
これらの中でも、耐溶剤性を向上させる観点からは、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及び1,2-ヘキサンジオール等の炭素数2以上6以下のアルカンジオールから選ばれる1種以上が好ましく、プロピレングリコール及びポリエチレングリコールから選ばれる1種以上がより好ましい。
これらの中でも、耐溶剤性を向上させる観点からは、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及び1,2-ヘキサンジオール等の炭素数2以上6以下のアルカンジオールから選ばれる1種以上が好ましく、プロピレングリコール及びポリエチレングリコールから選ばれる1種以上がより好ましい。
含窒素複素環化合物としては、例えば、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチルイミダゾリジノン、ε-カプロラクタム等が挙げられる。
含窒素複素環化合物の中では、連続吐出安定性を向上させる観点から2-ピロリドンが好ましい。
含窒素複素環化合物の中では、連続吐出安定性を向上させる観点から2-ピロリドンが好ましい。
溶剤の含有量は、インクの連続吐出安定性及び耐溶剤性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは8.0質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、より更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である。
<界面活性剤>
本発明の水系インクは、保存安定性の観点から、さらに界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤及びノニオン性界面活性剤から選ばれる1種以上が好ましい。
ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤は、シリコーンオイルの側鎖及び/又は末端の炭化水素基を、ポリエーテル基で置換された構造を有するものである。該ポリエーテル基としては、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、エチレンオキシ基(EO)とプロピレンオキシ基(トリメチレンオキシ基又はプロパン-1,2-ジイルオキシ基;PO)がブロック状又はランダムに付加したポリアルキレンオキシ基が好適であり、シリコーン主鎖にポリエーテル基がグラフトした化合物、シリコーンとポリエーテル基がブロック状に結合した化合物等を用いることができる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、(1)炭素数8以上22以下の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の高級アルコール、多価アルコール、又は芳香族アルコールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド又はブチレンオキシド(以下総称して、「アルキレンオキシド」という)を付加したポリオキシアルキレンのアルキルエーテル、アルケニルエーテル、アルキニルエーテル又はアリールエーテル、(2)炭素数8以上22以下の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を有する高級アルコールと多価脂肪酸とのエステル、(3)炭素数8以上20以下の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルケニル基を有する、ポリオキシアルキレン脂肪族アミン、(4)炭素数8以上22以下の高級脂肪酸と、多価アルコールのエステル化合物又はそれにアルキレンオキシドを付加した化合物等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の市販品としては、例えば、日信化学工業株式会社及びエアープロダクツ社製のサーフィノールシリーズ、川研ファインケミカル株式会社製のアセチレノールシリーズ、花王株式会社製のエマルゲン120(ポリオキシエチレンラウリルエーテル)等が挙げられる。
本発明の水系インクは、保存安定性の観点から、さらに界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤及びノニオン性界面活性剤から選ばれる1種以上が好ましい。
ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤は、シリコーンオイルの側鎖及び/又は末端の炭化水素基を、ポリエーテル基で置換された構造を有するものである。該ポリエーテル基としては、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、エチレンオキシ基(EO)とプロピレンオキシ基(トリメチレンオキシ基又はプロパン-1,2-ジイルオキシ基;PO)がブロック状又はランダムに付加したポリアルキレンオキシ基が好適であり、シリコーン主鎖にポリエーテル基がグラフトした化合物、シリコーンとポリエーテル基がブロック状に結合した化合物等を用いることができる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、(1)炭素数8以上22以下の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の高級アルコール、多価アルコール、又は芳香族アルコールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド又はブチレンオキシド(以下総称して、「アルキレンオキシド」という)を付加したポリオキシアルキレンのアルキルエーテル、アルケニルエーテル、アルキニルエーテル又はアリールエーテル、(2)炭素数8以上22以下の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を有する高級アルコールと多価脂肪酸とのエステル、(3)炭素数8以上20以下の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルケニル基を有する、ポリオキシアルキレン脂肪族アミン、(4)炭素数8以上22以下の高級脂肪酸と、多価アルコールのエステル化合物又はそれにアルキレンオキシドを付加した化合物等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の市販品としては、例えば、日信化学工業株式会社及びエアープロダクツ社製のサーフィノールシリーズ、川研ファインケミカル株式会社製のアセチレノールシリーズ、花王株式会社製のエマルゲン120(ポリオキシエチレンラウリルエーテル)等が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、インク粘度の上昇を抑制し、インクの連続吐出安定性を向上させ、ローラー転写汚れ、色間混色のない良好な印刷物を得る観点から、水系インク中、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上であり、そして、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下、更に好ましくは2.5質量%以下である。
<水>
水の含有量は、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
水の含有量は、インクの保存安定性及び連続吐出安定性を向上させる観点から、水系インク中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
水系インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子は、該粒子の膨潤や収縮、該粒子間の凝集が生じないことが好ましく、水系インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径は前記顔料水分散体中の平均粒径と同じであることがより好ましい。水系インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の好ましい平均粒径の態様は、前述の顔料水分散体中の平均粒径の好ましい態様と同じである。前記平均粒径は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
水系インクの20℃における静的表面張力は、インクの連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは23mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上であり、そして、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下である。
なお、20℃における静的表面張力は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
なお、20℃における静的表面張力は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
また、水系インクの35℃における粘度は、インクの連続吐出安定性を向上させる観点から、好ましくは1.0mPa・s以上、より好ましくは1.5mPa・s以上、更に好ましくは2.0mPa・s以上であり、そして、好ましくは10mPa・s以下、より好ましくは7.0mPa・s以下、更に好ましくは4.0mPa・s以下である。
なお、35℃における粘度は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
なお、35℃における粘度は、後述する実施例に記載した方法にて測定することができる。
[インクジェット記録方法]
本発明の顔料水分散体をインクジェット記録用水系インクに用いる場合、インクジェット記録方法には、インクを吐出させる方式として、機械的なエネルギーを利用するピエゾ方式と、熱エネルギーを利用するサーマル方式がある。サーマルインクジェット記録方法ではインクの吐出方式として、サーマル方式が用いられる。サーマル方式は、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させる方式であり、例えば米国特許第4723129号明細書、米国特許第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。より具体的には、特公昭61-59911号に記載されている方式等が挙げられる。
本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、インクの吐出方式がサーマル方式であっても安定した連続吐出安定性を達成することができ、サーマル方式によるインクジェット記録用として好適に用いることができる。この理由として、本発明の顔料水分散体を用いた水系インクでは、未吸着ポリマーが低減され、サーマルヘッドに未吸着ポリマーが接触することによるコゲの発生が抑制されるためと考えられる。
また、本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れるため、高速印刷、例えば好ましくはA4用紙50枚/分以上、より好ましくは60枚/分以上の速度で印刷するインクジェット記録方法に好適に用いることができる。
本発明の顔料水分散体をインクジェット記録用水系インクに用いる場合、インクジェット記録方法には、インクを吐出させる方式として、機械的なエネルギーを利用するピエゾ方式と、熱エネルギーを利用するサーマル方式がある。サーマルインクジェット記録方法ではインクの吐出方式として、サーマル方式が用いられる。サーマル方式は、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させる方式であり、例えば米国特許第4723129号明細書、米国特許第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。より具体的には、特公昭61-59911号に記載されている方式等が挙げられる。
本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、インクの吐出方式がサーマル方式であっても安定した連続吐出安定性を達成することができ、サーマル方式によるインクジェット記録用として好適に用いることができる。この理由として、本発明の顔料水分散体を用いた水系インクでは、未吸着ポリマーが低減され、サーマルヘッドに未吸着ポリマーが接触することによるコゲの発生が抑制されるためと考えられる。
また、本発明の顔料水分散体を用いた水系インクは、連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れるため、高速印刷、例えば好ましくはA4用紙50枚/分以上、より好ましくは60枚/分以上の速度で印刷するインクジェット記録方法に好適に用いることができる。
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の顔料水分散体及びその製造方法、該顔料水分散体を用いた水系インク、該水系インクを用いたインクジェット記録方法を開示する。
<1> 顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである、顔料水分散体。
<1> 顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体であって、該粒子に含まれる架橋ポリマーが下記一般式(1)で表される架橋剤で架橋されたポリマーである、顔料水分散体。
<2> 前記架橋ポリマーが、前記式(1)で表される架橋剤による水分散性ポリマーの架橋物であり、該水分散性ポリマーが、好ましくは(a)疎水性モノマー由来の構成単位及び(b)イオン性モノマー由来の構成単位を有するビニル系ポリマーであり、より好ましくは、さらに(c)ノニオン性モノマー由来の構成単位を有するビニル系ポリマーである、前記<1>に記載の顔料水分散体。
<3> 前記水分散性ポリマーが、前記式(1)で表される架橋剤と反応しうる反応性基を有し、該反応性基が、好ましくは塩生成基、より好ましくはカルボキシ基である、前記<2>に記載の顔料水分散体。
<4> (a)疎水性モノマーが、好ましくは芳香族基含有モノマー、脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート及び芳香族基含有モノマー系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より好ましくは芳香族基含有モノマー及び芳香族基含有モノマー系マクロマーから選ばれる1種以上であり、更に好ましくは芳香族基含有(メタ)アクリレート及びスチレン系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より更に好ましくは芳香族基含有(メタ)アクリレートとスチレン系マクロマーとの併用である、前記<2>又は<3>に記載の顔料水分散体。
<5> (b)イオン性モノマーが、好ましくはアニオン性モノマーであり、より好ましくはカルボン酸モノマーであり、更に好ましくは(メタ)アクリル酸であり、より更に好ましくはメタクリル酸である、前記<2>~<4>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<6> (c)ノニオン性モノマーが、好ましくはアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートであり、より好ましくはオクトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレートである、前記<2>~<5>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<3> 前記水分散性ポリマーが、前記式(1)で表される架橋剤と反応しうる反応性基を有し、該反応性基が、好ましくは塩生成基、より好ましくはカルボキシ基である、前記<2>に記載の顔料水分散体。
<4> (a)疎水性モノマーが、好ましくは芳香族基含有モノマー、脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート及び芳香族基含有モノマー系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より好ましくは芳香族基含有モノマー及び芳香族基含有モノマー系マクロマーから選ばれる1種以上であり、更に好ましくは芳香族基含有(メタ)アクリレート及びスチレン系マクロマーから選ばれる1種以上であり、より更に好ましくは芳香族基含有(メタ)アクリレートとスチレン系マクロマーとの併用である、前記<2>又は<3>に記載の顔料水分散体。
<5> (b)イオン性モノマーが、好ましくはアニオン性モノマーであり、より好ましくはカルボン酸モノマーであり、更に好ましくは(メタ)アクリル酸であり、より更に好ましくはメタクリル酸である、前記<2>~<4>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<6> (c)ノニオン性モノマーが、好ましくはアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートであり、より好ましくはオクトキシポリエチレングリコール(n=1~30)(メタ)アクリレートである、前記<2>~<5>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<7> (a)疎水性モノマーの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは48質量%以上であり、そして、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である、前記<2>~<6>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<8> (b)イオン性モノマーの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは13質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは23質量%以下、更に好ましくは21質量%以下である、前記<2>~<7>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<9> (c)ノニオン性モノマーを用いる場合、(c)ノニオン性モノマーの含有量は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは31質量%以下である、前記<2>~<8>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<8> (b)イオン性モノマーの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは13質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは23質量%以下、更に好ましくは21質量%以下である、前記<2>~<7>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<9> (c)ノニオン性モノマーを用いる場合、(c)ノニオン性モノマーの含有量は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは31質量%以下である、前記<2>~<8>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<10> 前記水分散性ポリマーの重量平均分子量が、好ましくは3,000以上、より好ましくは5,000以上、更に好ましくは10,000以上、より更に好ましくは30,000以上であり、そして、好ましくは200,000以下、より好ましくは100,000以下、更に好ましくは80,000以下、より更に好ましくは60,000以下である、前記<2>~<9>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<11> 前記水分散性ポリマーの酸価が、好ましくは100mgKOH/g以上、より好ましくは120mgKOH/g以上、更に好ましくは150mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは280mgKOH/g以下、更に好ましくは250mgKOH/g以下、より更に好ましくは200mgKOH/g以下である、前記<2>~<10>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<11> 前記水分散性ポリマーの酸価が、好ましくは100mgKOH/g以上、より好ましくは120mgKOH/g以上、更に好ましくは150mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは280mgKOH/g以下、更に好ましくは250mgKOH/g以下、より更に好ましくは200mgKOH/g以下である、前記<2>~<10>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<12> 炭化水素基であるRが、直鎖若しくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、又は脂環式脂肪族炭化水素基である、前記<1>~<11>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<13> 炭化水素基であるRの炭素数が、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である、前記<1>~<12>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<14> 前記架橋剤が、直鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル、分岐鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル、及び脂環式脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物である、前記<1>~<13>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<15> 前記架橋剤が、好ましくは1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、1,12-ドデカンジオールジグリシジルエーテル,1,14-テトラデカンジオールジグリシジルエーテル、1,2-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,2-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジエタノールジグリシジルエーテル、及び2-メチル-1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物であり、より好ましくは1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物である、前記<1>~<13>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<16> 前記顔料がC.I.ピグメントブルー15:3及びC.I.ピグメントブラック7から選ばれる1種以上である場合、前記架橋剤が、好ましくは前記式(1)のRが直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルであり、より好ましくは炭素数6以上14以下のα,ω-直鎖アルカンジオール及び1,2-アルカンジオールから選ばれる1種以上の2価アルコールから誘導される2価アルコールジグリシジルエーテルである、前記<1>~<15>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<17> 前記顔料がC.I.ピグメントイエロー74及びC.I.ピグメントレッド122から選ばれる1種以上である場合、前記架橋剤が、好ましくは前記式(1)のRが脂環式脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルであり、より好ましくはシクロヘキサンジアルキルアルコールから誘導される2価アルコールジグリシジルエーテルである、前記<1>~<15>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<18> 前記架橋剤の水への溶解率が、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5.0質量%以下であり、そして、0質量%以上である、前記<1>~<17>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<19> 前記架橋剤中の塩素の含有量が、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下であり、そして、0質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上である、前記<1>~<18>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<20> 前記架橋剤中の不純物の塩化物イオンの含有量(含塩素量)は、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下であり、そして、好ましくは0質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上である、前記<1>~<19>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<13> 炭化水素基であるRの炭素数が、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である、前記<1>~<12>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<14> 前記架橋剤が、直鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル、分岐鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル、及び脂環式脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物である、前記<1>~<13>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<15> 前記架橋剤が、好ましくは1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、1,12-ドデカンジオールジグリシジルエーテル,1,14-テトラデカンジオールジグリシジルエーテル、1,2-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,2-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジエタノールジグリシジルエーテル、及び2-メチル-1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物であり、より好ましくは1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物である、前記<1>~<13>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<16> 前記顔料がC.I.ピグメントブルー15:3及びC.I.ピグメントブラック7から選ばれる1種以上である場合、前記架橋剤が、好ましくは前記式(1)のRが直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルであり、より好ましくは炭素数6以上14以下のα,ω-直鎖アルカンジオール及び1,2-アルカンジオールから選ばれる1種以上の2価アルコールから誘導される2価アルコールジグリシジルエーテルである、前記<1>~<15>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<17> 前記顔料がC.I.ピグメントイエロー74及びC.I.ピグメントレッド122から選ばれる1種以上である場合、前記架橋剤が、好ましくは前記式(1)のRが脂環式脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルであり、より好ましくはシクロヘキサンジアルキルアルコールから誘導される2価アルコールジグリシジルエーテルである、前記<1>~<15>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<18> 前記架橋剤の水への溶解率が、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5.0質量%以下であり、そして、0質量%以上である、前記<1>~<17>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<19> 前記架橋剤中の塩素の含有量が、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下であり、そして、0質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上である、前記<1>~<18>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<20> 前記架橋剤中の不純物の塩化物イオンの含有量(含塩素量)は、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下であり、そして、好ましくは0質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上である、前記<1>~<19>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<21> 前記顔料の含有量が、顔料水分散体中、好ましくは3.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、更に好ましくは7.0質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは17質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である、前記<1>~<20>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<22> 前記架橋ポリマーの含有量が、顔料水分散体中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上であり、そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7.0質量%以下である、前記<1>~<21>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<22> 前記架橋ポリマーの含有量が、顔料水分散体中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上であり、そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7.0質量%以下である、前記<1>~<21>のいずれかに記載の顔料水分散体。
<23> 下記工程(1)及び(2)を有する、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体の製造方法。
工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と下記一般式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
(式(1)中、Rは炭素数6以上14以下の脂肪族炭化水素基を示す。)
<24> 前記顔料の含有量が、顔料混合物中、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは8.0質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である、前記<23>に記載の顔料水分散体の製造方法。
<25> 前記水分散性ポリマーに対する前記顔料の質量比〔顔料/水分散性ポリマー〕が、顔料混合物中、好ましくは80/20~50/50、より好ましくは75/25~60/40、更に好ましくは70/30~65/45である、前記<23>又は<24>に記載の顔料水分散体の製造方法。
<26> 工程(1)が、好ましくは下記工程(1-1)及び(1-2)を含む工程である、前記<23>~<25>のいずれかに記載の顔料水分散体の製造方法。
工程(1-1):水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料及び水を加えて顔料混合物を得た後、該混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む分散処理物を得る工程
工程(1-2):工程(1-1)で得られた分散処理物から前記有機溶媒を除去して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(1):顔料、水分散性ポリマー、及び水を含有する顔料混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた顔料水分散液と下記一般式(1)で表される架橋剤とを混合して、前記水分散性ポリマーと該架橋剤とを反応させて、顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得る工程
(式(1)中、Rは炭素数6以上14以下の脂肪族炭化水素基を示す。)
<24> 前記顔料の含有量が、顔料混合物中、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは8.0質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である、前記<23>に記載の顔料水分散体の製造方法。
<25> 前記水分散性ポリマーに対する前記顔料の質量比〔顔料/水分散性ポリマー〕が、顔料混合物中、好ましくは80/20~50/50、より好ましくは75/25~60/40、更に好ましくは70/30~65/45である、前記<23>又は<24>に記載の顔料水分散体の製造方法。
<26> 工程(1)が、好ましくは下記工程(1-1)及び(1-2)を含む工程である、前記<23>~<25>のいずれかに記載の顔料水分散体の製造方法。
工程(1-1):水分散性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料及び水を加えて顔料混合物を得た後、該混合物を分散処理して、顔料を含有するポリマー粒子を含む分散処理物を得る工程
工程(1-2):工程(1-1)で得られた分散処理物から前記有機溶媒を除去して、顔料を含有するポリマー粒子を含む顔料水分散液を得る工程
<27> 前記架橋剤の使用量が、前記水分散性ポリマー100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上、より更に好ましくは3.0質量部以上、より更に好ましくは4.0質量部以上であり、そして、好ましくは15質量部以下、より好ましくは13質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、より更に好ましくは8.0質量部以下である、前記<23>~<26>のいずれかに記載の顔料水分散体の製造方法。
<28> 前記架橋ポリマーの架橋率が、好ましくは5.0当量%以上、より好ましくは8.0当量%以上であり、そして、好ましくは90当量%以下、より好ましくは70当量%以下、更に好ましくは50当量%以下、より更に好ましくは30当量%以下である、前記<23>~<27>のいずれかに記載の顔料水分散体の製造方法。
<28> 前記架橋ポリマーの架橋率が、好ましくは5.0当量%以上、より好ましくは8.0当量%以上であり、そして、好ましくは90当量%以下、より好ましくは70当量%以下、更に好ましくは50当量%以下、より更に好ましくは30当量%以下である、前記<23>~<27>のいずれかに記載の顔料水分散体の製造方法。
<29> 前記<1>~<22>のいずれかに記載の顔料水分散体と、溶剤と、水とを含有する、インクジェット記録用水系インク。
<30> 前記<1>~<22>のいずれかに記載の顔料水分散体のインクジェット記録用水系インクへの使用。
<31> 前記<29>に記載の水系インクの、サーマル方式で記録媒体に吐出して記録するインクジェット記録方法への使用。
<32> 前記<29>に記載の水系インクを、サーマル方式で記録媒体に吐出して記録する、インクジェット記録方法。
<30> 前記<1>~<22>のいずれかに記載の顔料水分散体のインクジェット記録用水系インクへの使用。
<31> 前記<29>に記載の水系インクの、サーマル方式で記録媒体に吐出して記録するインクジェット記録方法への使用。
<32> 前記<29>に記載の水系インクを、サーマル方式で記録媒体に吐出して記録する、インクジェット記録方法。
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「質量部」及び「質量%」である。
なお、水分散性ポリマーの重量平均分子量、水分散性ポリマー溶液、顔料水分散液及び顔料水分散体の固形分濃度、顔料水分散体及び水系インクの静的表面張力及び粘度、並びにインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径の測定は、以下の方法により行った。
なお、水分散性ポリマーの重量平均分子量、水分散性ポリマー溶液、顔料水分散液及び顔料水分散体の固形分濃度、顔料水分散体及び水系インクの静的表面張力及び粘度、並びにインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径の測定は、以下の方法により行った。
(1)水分散性ポリマーの重量平均分子量の測定
N,N-ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC-8120GPC)、東ソー株式会社製カラム(TSK-GEL、α-M×2本)、流速:1mL/min〕により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定した。
N,N-ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC-8120GPC)、東ソー株式会社製カラム(TSK-GEL、α-M×2本)、流速:1mL/min〕により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定した。
(2)水分散性ポリマー溶液、顔料水分散液及び顔料水分散体の固形分濃度の測定
30mlのポリプロピレン製容器(φ=40mm、高さ=30mm)にデシケーター中で恒量化した硫酸ナトリウム10.0gを量り取り、そこへサンプル約1.0gを添加して、混合させた後、正確に秤量し、105℃で2時間維持して、揮発分を除去し、さらにデシケーター内で15分間放置し、重量を測定した。揮発分除去後のサンプルの重量を固形分として、添加したサンプルの重量で除して固形分濃度とした。
30mlのポリプロピレン製容器(φ=40mm、高さ=30mm)にデシケーター中で恒量化した硫酸ナトリウム10.0gを量り取り、そこへサンプル約1.0gを添加して、混合させた後、正確に秤量し、105℃で2時間維持して、揮発分を除去し、さらにデシケーター内で15分間放置し、重量を測定した。揮発分除去後のサンプルの重量を固形分として、添加したサンプルの重量で除して固形分濃度とした。
(3)顔料水分散体及び水系インクの静的表面張力
表面張力計(協和界面科学株式会社製、商品名:CBVP-Z)を用いて、白金プレートを5gの水性インクの入った円柱ポリエチレン製容器(直径3.6cm×深さ1.2cm)に浸漬させ、20℃にて顔料水分散体又は水系インクの静的表面張力を測定した。
表面張力計(協和界面科学株式会社製、商品名:CBVP-Z)を用いて、白金プレートを5gの水性インクの入った円柱ポリエチレン製容器(直径3.6cm×深さ1.2cm)に浸漬させ、20℃にて顔料水分散体又は水系インクの静的表面張力を測定した。
(4)顔料水分散体及び水系インクの粘度
E型粘度計(東機産業株式会社製、型番:TV-25、標準コーンロータ1°34’×R24使用、回転数50rpm)にて35℃にて顔料水分散体又は水系インクの粘度を測定した。
E型粘度計(東機産業株式会社製、型番:TV-25、標準コーンロータ1°34’×R24使用、回転数50rpm)にて35℃にて顔料水分散体又は水系インクの粘度を測定した。
(5)インク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径
平均粒径は大塚電子株式会社のレーザー粒子解析システムELS-8000(キュムラント解析)で測定した。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333)を入力した。測定濃度は、5×10-3%で行った。
平均粒径は大塚電子株式会社のレーザー粒子解析システムELS-8000(キュムラント解析)で測定した。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333)を入力した。測定濃度は、5×10-3%で行った。
<水分散性ポリマーの製造>
製造例1
2つの滴下ロート1及び2を備えた反応容器内に、表1の「初期仕込みモノマー溶液」に示すモノマー、溶媒、重合連鎖移動剤を入れて混合し、窒素ガス置換を行い、初期仕込みモノマー溶液を得た。
一方、表1の「滴下モノマー溶液1」に示すモノマー、溶媒、重合開始剤、重合連鎖移動剤を混合して、滴下モノマー溶液1を得た。
また、表1の「滴下モノマー溶液2」に示すモノマー、溶媒、重合開始剤、重合連鎖移動剤を混合して、滴下モノマー溶液2を得た。
滴下モノマー溶液1及び2をそれぞれ滴下ロート1及び2に入れ、窒素雰囲気下、反応容器内の初期仕込みモノマー溶液を撹拌しながら75℃に維持し、滴下ロート1中の滴下モノマー溶液1を3時間かけて徐々に反応容器内に滴下し、次いで滴下ロート2中の滴下モノマー溶液2を2時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、反応容器内の混合溶液を75℃で2時間撹拌した。
次いで重合開始剤(2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル))1.35部をメチルエチルケトン(以下、「MEK」と記す)18部に溶解した重合開始剤溶液を調製し、前記混合溶液に加え、75℃で1時間撹拌することで熟成を行った。前記重合開始剤溶液の調製、添加及び熟成をさらに2回行った。次いで反応容器内の反応溶液を85℃に2時間維持し、水分散性ポリマー溶液を得た。水分散性ポリマー溶液の固形分を測定し、MEKを用いて固形分濃度38%となるように希釈した。
また、得られた水分散性ポリマーの一部を乾燥させ、前記方法により分子量を測定したところ、重量平均分子量は50,000であった。
製造例1
2つの滴下ロート1及び2を備えた反応容器内に、表1の「初期仕込みモノマー溶液」に示すモノマー、溶媒、重合連鎖移動剤を入れて混合し、窒素ガス置換を行い、初期仕込みモノマー溶液を得た。
一方、表1の「滴下モノマー溶液1」に示すモノマー、溶媒、重合開始剤、重合連鎖移動剤を混合して、滴下モノマー溶液1を得た。
また、表1の「滴下モノマー溶液2」に示すモノマー、溶媒、重合開始剤、重合連鎖移動剤を混合して、滴下モノマー溶液2を得た。
滴下モノマー溶液1及び2をそれぞれ滴下ロート1及び2に入れ、窒素雰囲気下、反応容器内の初期仕込みモノマー溶液を撹拌しながら75℃に維持し、滴下ロート1中の滴下モノマー溶液1を3時間かけて徐々に反応容器内に滴下し、次いで滴下ロート2中の滴下モノマー溶液2を2時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、反応容器内の混合溶液を75℃で2時間撹拌した。
次いで重合開始剤(2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル))1.35部をメチルエチルケトン(以下、「MEK」と記す)18部に溶解した重合開始剤溶液を調製し、前記混合溶液に加え、75℃で1時間撹拌することで熟成を行った。前記重合開始剤溶液の調製、添加及び熟成をさらに2回行った。次いで反応容器内の反応溶液を85℃に2時間維持し、水分散性ポリマー溶液を得た。水分散性ポリマー溶液の固形分を測定し、MEKを用いて固形分濃度38%となるように希釈した。
また、得られた水分散性ポリマーの一部を乾燥させ、前記方法により分子量を測定したところ、重量平均分子量は50,000であった。
表1中の各符号は下記のとおりである。
*1:東亜合成株式会社製、商品名:AS-6S、数平均分子量:6,000、セグメント:スチレン、トルエン溶液、固形分51%
*2:オクトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、新中村化学株式会社製、商品名:NKエステルEH-4E(エチレンオキシド平均付加モル数=4、末端:2-エチルヘキシル基)
*3:メチルエチルケトン
*4:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、和光純薬工業株式会社製、商品名:V-65
*1:東亜合成株式会社製、商品名:AS-6S、数平均分子量:6,000、セグメント:スチレン、トルエン溶液、固形分51%
*2:オクトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、新中村化学株式会社製、商品名:NKエステルEH-4E(エチレンオキシド平均付加モル数=4、末端:2-エチルヘキシル基)
*3:メチルエチルケトン
*4:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、和光純薬工業株式会社製、商品名:V-65
<顔料水分散体の製造>
実施例1-1
(工程(1-1))
容量2Lのディスパー(プライミクス株式会社製、T.K.ロボミックス、撹拌部ホモディスパー2.5型、羽直径40mm)に、製造例1で得た水分散性ポリマー溶液(固形分濃度38%)を34部投入し、1,400rpmの条件で撹拌しながら、有機溶媒としてMEK11部を加え、さらにイオン交換水100部及び5N(16.9%)水酸化ナトリウム水溶液5.7部を添加し、0℃の水浴で冷却しながら、1,400rpmで15分間撹拌した。撹拌後、顔料としてC.I.ピグメントイエロー74(「Fast Yellow 840」、大日精化工業株式会社製)30部を加えて顔料混合物を得た後、8,000rpmの条件にて1時間撹拌し、予備分散を行った。次いで、マイクロフルイダイザー(商品名、Microfluidics社製、型式:M-140K)を用いて、150MPaの圧力にて15パス分散処理し、分散処理物を得た。
実施例1-1
(工程(1-1))
容量2Lのディスパー(プライミクス株式会社製、T.K.ロボミックス、撹拌部ホモディスパー2.5型、羽直径40mm)に、製造例1で得た水分散性ポリマー溶液(固形分濃度38%)を34部投入し、1,400rpmの条件で撹拌しながら、有機溶媒としてMEK11部を加え、さらにイオン交換水100部及び5N(16.9%)水酸化ナトリウム水溶液5.7部を添加し、0℃の水浴で冷却しながら、1,400rpmで15分間撹拌した。撹拌後、顔料としてC.I.ピグメントイエロー74(「Fast Yellow 840」、大日精化工業株式会社製)30部を加えて顔料混合物を得た後、8,000rpmの条件にて1時間撹拌し、予備分散を行った。次いで、マイクロフルイダイザー(商品名、Microfluidics社製、型式:M-140K)を用いて、150MPaの圧力にて15パス分散処理し、分散処理物を得た。
(工程(1-2))
工程(1-1)で得られた分散処理物を減圧蒸留装置〔ロータリーエバポレーター、東京理化器械株式会社製、商品名:N-1000S〕を用いて、40℃に調整した温浴中、0.02MPaの圧力で2時間保持して、有機溶媒(MEK)を除去した。さらに温浴を62℃に調整し、圧力を0.01MPaに下げて4時間保持し、有機溶媒(MEK)及び一部の水を除去し、顔料と水分散性ポリマーの合計濃度を20%とした。次いで2.5μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MPX-025XS〕を用いて濾過し、顔料水分散液(固形分濃度20%)を得た。
工程(1-1)で得られた分散処理物を減圧蒸留装置〔ロータリーエバポレーター、東京理化器械株式会社製、商品名:N-1000S〕を用いて、40℃に調整した温浴中、0.02MPaの圧力で2時間保持して、有機溶媒(MEK)を除去した。さらに温浴を62℃に調整し、圧力を0.01MPaに下げて4時間保持し、有機溶媒(MEK)及び一部の水を除去し、顔料と水分散性ポリマーの合計濃度を20%とした。次いで2.5μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MPX-025XS〕を用いて濾過し、顔料水分散液(固形分濃度20%)を得た。
(工程(2))
工程(1-2)で得られた顔料水分散液80部(うち水分散性ポリマー4.8部)に対して架橋剤としてデナコールEX-216L(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量145)0.29部、プロキセルLVS(アーチケミカルズジャパン株式会社製、1,2-ベンゾイソチアゾール-3(2H)-オン、有効分20%、防黴剤)0.2部を加え、さらに固形分濃度が18%になるようにイオン交換水で調整した後、70℃で1.5時間撹拌し、水分散性ポリマーと架橋剤を反応させて顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.0部(架橋率20当量%)であった。
工程(1-2)で得られた顔料水分散液80部(うち水分散性ポリマー4.8部)に対して架橋剤としてデナコールEX-216L(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量145)0.29部、プロキセルLVS(アーチケミカルズジャパン株式会社製、1,2-ベンゾイソチアゾール-3(2H)-オン、有効分20%、防黴剤)0.2部を加え、さらに固形分濃度が18%になるようにイオン交換水で調整した後、70℃で1.5時間撹拌し、水分散性ポリマーと架橋剤を反応させて顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.0部(架橋率20当量%)であった。
実施例1-2
実施例1-1において、デナコールEX-216Lを、デナコールEX-216(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量142)に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、デナコールEX-216Lを、デナコールEX-216(1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量142)に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-3
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134)0.30部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134)0.30部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-4
実施例1-1において、C.I.ピグメントイエロー74(「Fast Yellow 840」)を、C.I.ピグメントレッド122(「CFR6111T」、大日精化工業株式会社製)、架橋率を10当量%に代えた以外は、実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、C.I.ピグメントイエロー74(「Fast Yellow 840」)を、C.I.ピグメントレッド122(「CFR6111T」、大日精化工業株式会社製)、架橋率を10当量%に代えた以外は、実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-5
実施例1-4において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134)0.30部に代えた以外は実施例1-4と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-4において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134)0.30部に代えた以外は実施例1-4と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-6
実施例1-1において、C.I.ピグメントイエロー74(Fast Yellow 840)を、C.I.ピグメントブルー15:3(「CFB6338JC」、大日精化工業株式会社製)に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、C.I.ピグメントイエロー74(Fast Yellow 840)を、C.I.ピグメントブルー15:3(「CFB6338JC」、大日精化工業株式会社製)に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-7
実施例1-6において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134)0.30部に代えた以外は実施例1-6と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-6において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134)0.30部に代えた以外は実施例1-6と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-8
実施例1-6において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量151)0.34部に代えた以外は実施例1-6と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は7.1部であった。
実施例1-6において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量151)0.34部に代えた以外は実施例1-6と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は7.1部であった。
実施例1-9
実施例1-1において、C.I.ピグメントイエロー74(Fast Yellow 840)をC.I.ピグメントブラック7(「モナーク717」、キャボット社製)に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、C.I.ピグメントイエロー74(Fast Yellow 840)をC.I.ピグメントブラック7(「モナーク717」、キャボット社製)に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-10
実施例1-9において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134) 0.30部に代えた以外は実施例1-9と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
実施例1-9において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-212L(1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量134) 0.30部に代えた以外は実施例1-9と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。このときの水分散性ポリマー100部に対する架橋剤の使用量は6.3部であった。
比較例1-1
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-2
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-211L(ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-211L(ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-3
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-920(ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量176)を0.40部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-920(ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量176)を0.40部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-4
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-252(水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量213)0.48部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-252(水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量213)0.48部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-5
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-911(プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量165)を0.38部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-911(プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量165)を0.38部に代えた以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-6
実施例1-1において、工程(2)を行わない以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-1において、工程(2)を行わない以外は実施例1-1と同様の方法で顔料含有ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-7
実施例1-4において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-4と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-4において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-4と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-8
実施例1-6において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-6と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-6において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-6と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
比較例1-9
実施例1-9において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-9と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
実施例1-9において、デナコールEX-216L 0.29部を、デナコールEX-321L(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量130)0.30部に代えた以外は実施例1-9と同様の方法で顔料含有架橋ポリマー粒子を含む顔料水分散体を得た。
得られた顔料水分散体の静的表面張力は、実施例1-1~1-10及び比較例1-1~1-9ではいずれも43mN/mであった。
得られた顔料水分散体の粘度は、実施例1-1~1-3及び比較例1-1~1-6では2.8mPa・s、実施例1-4~1-5及び比較例1-7では2.6mPa・s、実施例1-6~1-8及び比較例1-8では2.2mPa・s、実施例1-9~1-10及び比較例1-9では2.4mPa・sであった。
得られた顔料水分散体の粘度は、実施例1-1~1-3及び比較例1-1~1-6では2.8mPa・s、実施例1-4~1-5及び比較例1-7では2.6mPa・s、実施例1-6~1-8及び比較例1-8では2.2mPa・s、実施例1-9~1-10及び比較例1-9では2.4mPa・sであった。
<水系インクの製造>
実施例2-1~2-3及び比較例2-1~2-6
(C.I.ピグメントイエロー74を含有する水系インク)
実施例1-1~1-3及び比較例1-1~1-6で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は5.7%、ポリエチレングリコール400(以下、「PEG400」と記す)の含有量は10%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製、アセチレングリコール系界面活性剤のプロピレングリコール溶液、有効分50%)の含有量は0.5%、及びポリオキシエチレンラウリルエーテル〔エマルゲン120(花王株式会社製)〕の含有量は0.5%であった。
実施例2-1~2-3及び比較例2-1~2-6で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
実施例2-1~2-3及び比較例2-1~2-6
(C.I.ピグメントイエロー74を含有する水系インク)
実施例1-1~1-3及び比較例1-1~1-6で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は5.7%、ポリエチレングリコール400(以下、「PEG400」と記す)の含有量は10%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製、アセチレングリコール系界面活性剤のプロピレングリコール溶液、有効分50%)の含有量は0.5%、及びポリオキシエチレンラウリルエーテル〔エマルゲン120(花王株式会社製)〕の含有量は0.5%であった。
実施例2-1~2-3及び比較例2-1~2-6で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
実施例2-4~2-5及び比較例2-7
(C.I.ピグメントレッド122を含有する水系インク)
実施例1-4~1-5及び比較例1-7で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は7.1%、PEG400の含有量は10%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製)の含有量は0.5%、及びエマルゲン120(花王株式会社製)の含有量は0.5%であった。
実施例2-4~2-5及び比較例2-7で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
(C.I.ピグメントレッド122を含有する水系インク)
実施例1-4~1-5及び比較例1-7で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は7.1%、PEG400の含有量は10%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製)の含有量は0.5%、及びエマルゲン120(花王株式会社製)の含有量は0.5%であった。
実施例2-4~2-5及び比較例2-7で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
実施例2-6~2-8及び比較例2-8
(C.I.ピグメントブルー15:3を含有する水系インク)
実施例1-6~1-8及び比較例1-8で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は5.0%、PEG400の含有量は18%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製)の含有量は0.5%、及びエマルゲン120(花王株式会社製)の含有量は0.5%であった。
実施例2-6~2-8及び比較例2-8で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
(C.I.ピグメントブルー15:3を含有する水系インク)
実施例1-6~1-8及び比較例1-8で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は5.0%、PEG400の含有量は18%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製)の含有量は0.5%、及びエマルゲン120(花王株式会社製)の含有量は0.5%であった。
実施例2-6~2-8及び比較例2-8で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
実施例2-9~2-10及び比較例2-9
(C.I.ピグメントブラック7を含有する水系インク)
実施例1-9~1-10及び比較例1-9で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は7.1%、PEG400の含有量は12%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製)の含有量は0.5%、及びエマルゲン120(花王株式会社製)の含有量は0.5%であった。
実施例2-9~2-10及び比較例2-9で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
(C.I.ピグメントブラック7を含有する水系インク)
実施例1-9~1-10及び比較例1-9で得られた各顔料水分散体に、溶剤と、界面活性剤を加え、さらにバランスとして水を加え、得られた混合液を0.3μmのフィルター〔ROKI社製、商品名:20L-MBP-003XS〕で濾過し、水系インクを得た。
得られた水系インク中の、顔料及び架橋ポリマーの合計含有量は7.1%、PEG400の含有量は12%、サーフィノール104PG-50(エアープロダクツ社製)の含有量は0.5%、及びエマルゲン120(花王株式会社製)の含有量は0.5%であった。
実施例2-9~2-10及び比較例2-9で得られた水系インクの静的表面張力は28mN/m、粘度は2.3mPa・sであった。
<連続吐出安定性の評価>
サーマルヘッドを有するインクジェットプリンター(LGエレクトロニクス社製、LPP-6010N)の送液チューブを引き出し、チューブをインクタンクへ投入して印刷できるように改造した印刷機を用いて、温度25±1℃、相対湿度30±5%の環境で、ベストモードで縦1,600dpi×横1,600dpiの解像度でDuty100%の印字を行った。連続吐出安定性の評価はA4サイズの普通紙に連続印刷を行い、1枚目の印字濃度より低い値となるまでに印刷できた枚数を測定し、下記評価基準で評価した。普通紙としてはAll-in-One paper(Office Max社製)を用いた。下記評価基準がC以上であれば、実用に供することができる。結果を表2に示す。
なお、印字濃度は、上記で得られた普通紙に印字された印刷物の印字濃度(黒の光学濃度として出力される値)をマクベス濃度計(グレタグマクベス社製、品番:スペクトロアイ、測定条件 観測視野角:2度、観測光源:D65、白色基準:Abs、偏光フィルター:なし、濃度基準:DIN)で計5点測定し、その平均値を該印刷物の印字濃度として用いた。
(評価基準)
A:A4用紙15,000枚以上
B:A4用紙10,000枚以上15,000枚未満
C:A4用紙5,000枚以上10,000枚未満
D:A4用紙1,000枚以上5,000枚未満
E:A4用紙1,000枚未満
サーマルヘッドを有するインクジェットプリンター(LGエレクトロニクス社製、LPP-6010N)の送液チューブを引き出し、チューブをインクタンクへ投入して印刷できるように改造した印刷機を用いて、温度25±1℃、相対湿度30±5%の環境で、ベストモードで縦1,600dpi×横1,600dpiの解像度でDuty100%の印字を行った。連続吐出安定性の評価はA4サイズの普通紙に連続印刷を行い、1枚目の印字濃度より低い値となるまでに印刷できた枚数を測定し、下記評価基準で評価した。普通紙としてはAll-in-One paper(Office Max社製)を用いた。下記評価基準がC以上であれば、実用に供することができる。結果を表2に示す。
なお、印字濃度は、上記で得られた普通紙に印字された印刷物の印字濃度(黒の光学濃度として出力される値)をマクベス濃度計(グレタグマクベス社製、品番:スペクトロアイ、測定条件 観測視野角:2度、観測光源:D65、白色基準:Abs、偏光フィルター:なし、濃度基準:DIN)で計5点測定し、その平均値を該印刷物の印字濃度として用いた。
(評価基準)
A:A4用紙15,000枚以上
B:A4用紙10,000枚以上15,000枚未満
C:A4用紙5,000枚以上10,000枚未満
D:A4用紙1,000枚以上5,000枚未満
E:A4用紙1,000枚未満
<保存安定性の評価>
インク40gを50ccスクリュー管に密栓し、温度70℃(湿度設定なし)に設定した恒温恒湿機(エスペック株式会社製、型式:PR-3FT)に2週間保存し、保存前後の平均粒径変化を下記式より算出される粒径変化率(1)として評価した。下記粒径変化率(1)が100%に近いほど保存安定性に優れることを示す。結果を表2に示す。
粒径変化率(1)(%)=(保存後のインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径/顔料含有架橋ポリマー粒子の初期平均粒径)×100
なお、初期平均粒径は、保存前のインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径であり、該平均粒径も表2に示す。
インク40gを50ccスクリュー管に密栓し、温度70℃(湿度設定なし)に設定した恒温恒湿機(エスペック株式会社製、型式:PR-3FT)に2週間保存し、保存前後の平均粒径変化を下記式より算出される粒径変化率(1)として評価した。下記粒径変化率(1)が100%に近いほど保存安定性に優れることを示す。結果を表2に示す。
粒径変化率(1)(%)=(保存後のインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径/顔料含有架橋ポリマー粒子の初期平均粒径)×100
なお、初期平均粒径は、保存前のインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径であり、該平均粒径も表2に示す。
<耐溶剤性の評価>
ジプロピレングリコールメチルエーテル40gを50ccスクリュー管に用意し、そこにインク0.2gを加え、ボールミルにて100rpmで1時間撹拌した。
撹拌後の平均粒径変化を下記式より算出される粒径変化率(2)として評価した。下記粒径変化率(2)が100%に近いほど、溶剤による顔料含有架橋ポリマー粒子への影響が少なく、耐溶剤性に優れることを示す。また、粒径変化率(2)が200%以下であれば、実用に供することができる。該粒径変化率(2)は、好ましくは180%以下、より好ましくは170%以下、更に好ましくは165%以下である。結果を表2に示す。
粒径変化率(2)(%)=(ジプロピレングリコールメチルエーテル含有媒体中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径/顔料含有架橋ポリマー粒子の初期平均粒径)×100
なお、初期平均粒径は、ジプロピレングリコールメチルエーテル添加前のインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径であり、粒径変化率(1)の算出式で用いる顔料含有架橋ポリマー粒子の初期平均粒径と同じものである。
ジプロピレングリコールメチルエーテル40gを50ccスクリュー管に用意し、そこにインク0.2gを加え、ボールミルにて100rpmで1時間撹拌した。
撹拌後の平均粒径変化を下記式より算出される粒径変化率(2)として評価した。下記粒径変化率(2)が100%に近いほど、溶剤による顔料含有架橋ポリマー粒子への影響が少なく、耐溶剤性に優れることを示す。また、粒径変化率(2)が200%以下であれば、実用に供することができる。該粒径変化率(2)は、好ましくは180%以下、より好ましくは170%以下、更に好ましくは165%以下である。結果を表2に示す。
粒径変化率(2)(%)=(ジプロピレングリコールメチルエーテル含有媒体中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径/顔料含有架橋ポリマー粒子の初期平均粒径)×100
なお、初期平均粒径は、ジプロピレングリコールメチルエーテル添加前のインク中の顔料含有架橋ポリマー粒子の平均粒径であり、粒径変化率(1)の算出式で用いる顔料含有架橋ポリマー粒子の初期平均粒径と同じものである。
なお、表2に示す顔料及び架橋剤の詳細は以下のとおりである。
(顔料)
・PY74 :C.I.ピグメントイエロー74(大日精化工業株式会社製、「Fast Yellow 840」)
・PR122 :C.I.ピグメントレッド122(大日精化工業株式会社製、「CFR6111T」)
・PB15:3 :C.I.ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、「CFB6338JC」)
・PB7 :C.I.ピグメントブラック7(エボニックジャパン株式会社製、「モナーク717」)
(顔料)
・PY74 :C.I.ピグメントイエロー74(大日精化工業株式会社製、「Fast Yellow 840」)
・PR122 :C.I.ピグメントレッド122(大日精化工業株式会社製、「CFR6111T」)
・PB15:3 :C.I.ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、「CFB6338JC」)
・PB7 :C.I.ピグメントブラック7(エボニックジャパン株式会社製、「モナーク717」)
(架橋剤)
・EX-216L:デナコールEX-216L(ナガセケムテックス株式会社製、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、エポキシ当量145)
・EX-216:デナコールEX-216(ナガセケムテックス株式会社製、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、エポキシ当量142)
・EX-212L:デナコールEX-212L(ナガセケムテックス株式会社製、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量134)
・EX-212:デナコールEX-212(ナガセケムテックス株式会社製、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量151)
・EX-321L:デナコールEX-321L(ナガセケムテックス株式会社製、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、エポキシ当量130)
・EX-211L:デナコールEX-211L(ナガセケムテックス株式会社製、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量130)
・EX-920:デナコールEX-920(ナガセケムテックス株式会社製、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量176)
・EX-252:デナコールEX-252(ナガセケムテックス株式会社製、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、エポキシ当量213)
・EX-911:デナコールEX-911(ナガセケムテックス株式会社製、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量165)
・EX-216L:デナコールEX-216L(ナガセケムテックス株式会社製、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、エポキシ当量145)
・EX-216:デナコールEX-216(ナガセケムテックス株式会社製、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、エポキシ当量142)
・EX-212L:デナコールEX-212L(ナガセケムテックス株式会社製、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量134)
・EX-212:デナコールEX-212(ナガセケムテックス株式会社製、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量151)
・EX-321L:デナコールEX-321L(ナガセケムテックス株式会社製、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、エポキシ当量130)
・EX-211L:デナコールEX-211L(ナガセケムテックス株式会社製、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量130)
・EX-920:デナコールEX-920(ナガセケムテックス株式会社製、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量176)
・EX-252:デナコールEX-252(ナガセケムテックス株式会社製、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、エポキシ当量213)
・EX-911:デナコールEX-911(ナガセケムテックス株式会社製、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量165)
表2から実施例1-1~1-10の顔料水分散体を用いた水系インクは、比較例1-1~1-9の顔料水分散体を用いた水系インクに比べて、連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性のバランスが優れていることがわかる。比較例1-1,1-7,1-8,及び1-9の顔料水分散体を用いた水系インクは、耐溶剤性は改善されるものの、良好な連続吐出安定性が得られず、連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性のバランスが劣ることがわかる。
本発明の顔料水分散体は、インクに配合した際に、インクの連続吐出安定性、保存安定性及び耐溶剤性に優れているため、フレキソ印刷用、グラビア印刷用、又はインクジェット記録用の顔料水分散体として好適に用いることができる。
Claims (15)
- 前記架橋ポリマーが、前記式(1)で表される架橋剤による水分散性ポリマーの架橋物であり、該水分散性ポリマーが(a)疎水性モノマー由来の構成単位及び(b)イオン性モノマー由来の構成単位を有するビニル系ポリマーである、請求項1に記載の顔料水分散体。
- 前記水分散性ポリマーが、カルボキシ基を有するポリマーである、請求項2に記載の顔料水分散体。
- 前記架橋剤中の塩素の含有量が8.0%以下である、請求項1~3のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 架橋剤が、直鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル、分岐鎖の脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテル、及び脂環式脂肪族炭化水素基を有する2価アルコールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物である、請求項1~4のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 架橋剤が、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、1,12-ドデカンジオールジグリシジルエーテル,1,14-テトラデカンジオールジグリシジルエーテル、1,2-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,2-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジエタノールジグリシジルエーテル、及び2-メチル-1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルから選ばれる1種以上の化合物である、請求項1~5のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 前記顔料がC.I.ピグメントブルー15:3及びC.I.ピグメントブラック7から選ばれる1種以上であり、前記架橋剤が前記式(1)のRが直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルである、請求項1~4のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 前記顔料がC.I.ピグメントイエロー74及びC.I.ピグメントレッド122から選ばれる1種以上であり、前記架橋剤が前記式(1)のRが脂環式脂肪族炭化水素基である2価アルコールジグリシジルエーテルである、請求項1~4のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 前記式(1)で表される化合物架橋剤中の不純物の塩化物イオンの含有量が、8.0質量%以下0質量%以上である、請求項1~8のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 架橋ポリマーの含有量が、顔料水分散体中、0.5質量%以上15質量%以下である、請求項1~9のいずれかに記載の顔料水分散体。
- 請求項1~10のいずれかに記載の顔料水分散体のインクジェット記録用水系インクへの使用。
- 請求項1~10のいずれかに記載の顔料水分散体と、溶剤と、水とを含有する、インクジェット記録用水系インク。
- 請求項12に記載の水系インクの、サーマル方式で記録媒体に吐出して記録するインクジェット記録方法への使用。
- 請求項12に記載の水系インクを、サーマル方式で記録媒体に吐出して記録する、インクジェット記録方法。
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