JP5320039B2 - Method for producing aqueous dispersion for thermal ink jet recording - Google Patents

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Description

本発明は、サーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法、及びその方法により得られる水分散体を含有する水系インクに関する。   The present invention relates to a method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording, and an aqueous ink containing an aqueous dispersion obtained by the method.

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部材に直接吐出し、付着させて、文字や画像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、記録部材として普通紙が使用可能、被印字物に対して非接触、という数多くの利点があるため普及が著しい。
インクジェット記録に使用されるインクとしては、耐水性や耐候性の観点から、近年、顔料、ポリマー、水を分散させた顔料系インクが主に使用されている。
The ink jet recording system is a recording system in which characters and images are obtained by ejecting ink droplets directly from a very fine nozzle and attaching them to a recording member. 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 member and non-contact with the object to be printed.
In recent years, pigment-based inks in which pigments, polymers, and water are dispersed are mainly used as inks used for ink jet recording from the viewpoint of water resistance and weather resistance.

インクジェット記録方式には、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。
サーマル方式はインクに熱エネルギーを印加するため、いわゆるコゲーション(抵抗素子表面上の残渣沈着)の問題がある。
近年、画像品質向上のために、抵抗素子の表面温度が高くなる傾向にあり、サーマル方式におけるコゲーションは、熱効率の低下、インクの吐出効率の低下、更にはインク液滴の吐出不良による画像品位の低下を招くため大きな問題である。
コゲーションを改善する方法として、例えば、特許文献1には、顔料インク中のリン濃度を30ppmとする技術が開示されている。
Inkjet recording methods include a piezo method that uses mechanical energy and a thermal method that uses thermal energy as methods for ejecting ink.
Since the thermal method applies thermal energy to the ink, there is a problem of so-called kogation (residue deposition on the surface of the resistance element).
In recent years, the surface temperature of resistive elements tends to increase to improve image quality, and the kogation in the thermal method is a reduction in thermal efficiency, ink ejection efficiency, and image quality due to ink droplet ejection failure. This is a big problem because it causes a decrease in
As a method for improving kogation, for example, Patent Document 1 discloses a technique for setting the phosphorus concentration in pigment ink to 30 ppm.

一方、保存安定性の優れたインクジェット記録用顔料水分散体の製造方法として、特許文献2には、遠心加速度が500〜5000G、遠心加速度と遠心分離時間との積が1000〜10000G・hrの条件下で遠心分離処理する方法が開示されている。
また、特許文献3には、中和されたアニオン性基を有するポリマーで顔料が被覆されてなるインクジェットプリンター用水性記録液の製造方法において、水性記録液中の顔料の粗粒を除去するために遠心力4,000〜8,000Gで、顔料の粗粒を質量換算で3〜15%除去する方法が開示されている。
しかしながら、これらの従来技術では、長時間のインクジェット記録を行うと、徐々にコゲが堆積していき、これによりインクの吐出効率の低下や、インク液滴の吐出不良が起こるという問題がある。
On the other hand, as a method for producing an aqueous pigment dispersion for inkjet recording having excellent storage stability, Patent Document 2 discloses that the centrifugal acceleration is 500 to 5000 G, and the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time is 1000 to 10,000 G · hr. A method of centrifuging under is disclosed.
Patent Document 3 discloses a method for producing an aqueous recording liquid for an ink jet printer in which a pigment is coated with a neutralized polymer having an anionic group, in order to remove coarse particles of the pigment in the aqueous recording liquid. A method of removing 3 to 15% of coarse pigment particles in terms of mass at a centrifugal force of 4,000 to 8,000 G is disclosed.
However, in these conventional techniques, there is a problem that when ink jet recording is performed for a long time, kogation gradually accumulates, which causes a decrease in ink discharge efficiency and a failure in ink droplet discharge.

特開2001−158864号公報JP 2001-158864 A 特開2004−203970号公報JP 2004-203970 A 特開2005−336441号公報JP 2005-336441 A

本発明は、吐出性の優れたサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法、及びその方法により得られる水分散体を含有する水系インクを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording having excellent dischargeability, and an aqueous ink containing the aqueous dispersion obtained by the method.

すなわち、本発明は、次の〔1〕及び〔2〕を提供する。
〔1〕下記工程(1)及び(2)を有するサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法。
工程(1):顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を、遠心加速度が10,000〜30,000Gであり、遠心加速度と遠心分離時間との積が5000〜90,000G・hrである条件下で、分散液と沈殿成分とに遠心分離する工程
工程(2):工程(1)で得られた分散液の液面から、分散液量の70重量%以内の量を分取して、サーマルインクジェット記録用水分散体を得る工程
〔2〕前記〔1〕の製造方法により得られるサーマルインクジェット記録用水分散体を含有するサーマルインクジェット記録用水系インク。
That is, the present invention provides the following [1] and [2].
[1] A method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording, comprising the following steps (1) and (2).
Step (1): A condition in which an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment has a centrifugal acceleration of 10,000 to 30,000 G, and the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time is 5000 to 90,000 G · hr. Under the step of centrifuging the dispersion and the precipitation component Step (2): From the liquid level of the dispersion obtained in step (1), the amount within 70% by weight of the amount of the dispersion is fractionated, Step [2] of obtaining an aqueous dispersion for thermal ink jet recording Aqueous ink for thermal ink jet recording comprising the aqueous dispersion for thermal ink jet recording obtained by the production method of [1] above.

本発明によれば、吐出性の優れたサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法、及びその方法により得られる水分散体を含有する水系インクを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aqueous ink containing the aqueous dispersion obtained by the manufacturing method of the thermal inkjet recording water dispersion excellent in the discharge property and its method can be provided.

本発明のサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法は、下記工程(1)及び(2)を有することを特徴とする。
工程(1):顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を、遠心加速度が10,000〜30,000Gであり、遠心加速度と遠心分離時間との積が5000〜90,000G・hrである条件下で、分散液と沈殿成分とに遠心分離する工程
工程(2):工程(1)で得られた分散液の液面から、分散液量の70重量%以内の量を分取して、サーマルインクジェット記録用水分散体を得る工程
顔料を含有するポリマー粒子の水分散体においては、顔料を含有する粒径の大きいポリマー粒子や、ポリマー中にしっかりと含有されていない粒径の小さい顔料粒子は不安定で、それらの粒子の間でヘテロ凝集が起こり易いと考えられる。そのヘテロ凝集体がインクジェットプリンターの吐出ノズルに付着し、コゲーションの原因になると考えられる。
本発明の水分散体は、前記条件下で水分散体を遠心分離し、得られた分散液の一部を分取することにより、かかる不安定なポリマー粒子や顔料粒子等を除去して、ヘテロ凝集を効果的に防止することができる結果、コゲーションを抑制し、吐出性に優れると考えられる。
The method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording of the present invention comprises the following steps (1) and (2).
Step (1): A condition in which an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment has a centrifugal acceleration of 10,000 to 30,000 G, and the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time is 5000 to 90,000 G · hr. Under the step of centrifuging the dispersion and the precipitation component Step (2): From the liquid level of the dispersion obtained in step (1), the amount within 70% by weight of the amount of the dispersion is fractionated, Step of obtaining an aqueous dispersion for thermal ink jet recording In an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment, a polymer particle having a large particle size containing a pigment or a pigment particle having a small particle size not contained firmly in the polymer is used. It is considered unstable and heteroaggregation is likely to occur between these particles. It is considered that the heteroaggregate adheres to the discharge nozzle of the ink jet printer and causes kogation.
The aqueous dispersion of the present invention is to remove such unstable polymer particles and pigment particles by centrifuging the aqueous dispersion under the above conditions and separating a part of the obtained dispersion. As a result of being able to effectively prevent heteroaggregation, it is considered that kogation is suppressed and dischargeability is excellent.

本明細書において、処理対象である顔料を含有するポリマー粒子の水分散体(以下、「原液分散体」ともいう)とは、顔料とポリマーにより形成された多様な粒子が分散している水分散体を意味し、ポリマー粒子の形態としては、主として、ポリマー中に顔料が内包された形態、ポリマー中に顔料が均一に分散された形態、ポリマーが顔料に吸着した粒子表面に顔料が一部露出している形態等が含まれる。
本明細書において、「水分散体」とは、水を主媒体とする分散体を意味し、媒体が水のみの場合もあり、有機溶媒の量が0.5重量%以下、好ましくは0.1重量%以下、更に好ましくは0.01重量%以下の混合溶媒の場合も含まれる。
また、遠心分離後の「分散液」とは、顔料を含有するポリマー粒子、すなわち顔料を内包するポリマー粒子、ないしポリマーが顔料に吸着した粒子を主成分とし、少量の不良粒子、すなわち顔料を含有していないポリマー粒子、ポリマーに吸着していない顔料粒子等を含有する水分散液を意味し、遠心分離後の「沈殿成分」とは、主として前記原液分散体中の分散不良や凝集により生成した粗大粒子からなり、スラリー状ないしケーキ状となって、遠心分離機において試料を入れた容器の底又は側壁に付着するものを意味する。
以下、本発明に用いられる各成分について説明する。
In the present specification, an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment to be treated (hereinafter also referred to as “raw solution dispersion”) is an aqueous dispersion in which various particles formed of pigment and polymer are dispersed. The form of polymer particles mainly means the form in which the pigment is encapsulated in the polymer, the form in which the pigment is uniformly dispersed in the polymer, and the pigment is partially exposed on the particle surface where the polymer is adsorbed to the pigment. And the like.
In the present specification, the “water dispersion” means a dispersion containing water as a main medium, and the medium may be only water, and the amount of the organic solvent is 0.5 wt% or less, preferably 0.8%. The case of a mixed solvent of 1% by weight or less, more preferably 0.01% by weight or less is also included.
The “dispersion liquid” after centrifugation is a polymer particle containing a pigment, that is, a polymer particle containing the pigment, or a particle in which the polymer is adsorbed to the pigment as a main component, and contains a small amount of defective particles, that is, the pigment. Means an aqueous dispersion containing non-adsorbed polymer particles, pigment particles not adsorbed to the polymer, etc., and the “precipitated component” after centrifugation is mainly produced by poor dispersion or aggregation in the stock solution dispersion. Meaning what consists of coarse particle | grains, becomes slurry form or cake form, and adheres to the bottom or side wall of the container which put the sample in the centrifuge.
Hereinafter, each component used in the present invention will be described.

(顔料)
本発明に用いられる顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれであってもよい。また、必要に応じて、それらと体質顔料を併用することもできる。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等が挙げられる。これらの中では、特に黒色水系インクにおいては、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、及びC.I.ピグメント・グリーンからなる群から選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。体質顔料としては、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。
顔料としては、いわゆる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、アニオン性親水基又はカチオン性親水基の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顔料を意味する。ここで、アニオン性親水基としては、特にカルボキシル基(−COOM1)、スルホン酸基(-SO31)が好ましく(式中、M1は、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムである)、カチオン性親水基としては、第4級アンモニウム基が好ましい。
上記の顔料は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
(Pigment)
The pigment used in the present invention may be either an inorganic pigment or an organic pigment. If necessary, they can be used in combination with extender pigments.
Examples of the inorganic pigment include carbon black, metal oxide, metal sulfide, and metal chloride. Of these, carbon black is preferred particularly for black aqueous inks. Examples of carbon black include furnace black, thermal lamp black, acetylene black, and channel black.
Examples of 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.
Specific examples of preferred organic pigments include C.I. I. Pigment yellow, C.I. I. Pigment Red, C.I. I. Pigment violet, C.I. I. Pigment blue, and C.I. I. One or more types of products selected from the group consisting of pigment green are listed. Examples of extender pigments include silica, calcium carbonate, and talc.
As the pigment, a so-called self-dispersing pigment can also be used. The self-dispersing pigment is an aqueous medium without using a surfactant or a resin by binding one or more of an anionic hydrophilic group or a cationic hydrophilic group to the surface of the pigment directly or through another atomic group. Means a pigment that is dispersible. Here, the anionic hydrophilic group is particularly preferably a carboxyl group (—COOM 1 ) or a sulfonic acid group (—SO 3 M 1 ) (wherein M 1 is a hydrogen atom, an alkali metal, or ammonium), As the cationic hydrophilic group, a quaternary ammonium group is preferable.
The above pigments can be used alone or in admixture of two or more.

(ポリマー)
顔料を含有するポリマー粒子に用いられるポリマーとしては、吐出安定性、印字濃度向上の観点から、水不溶性ポリマーが好ましい。ここで、水不溶性ポリマーとは、ポリマーを105℃で2時間乾燥させ、恒量に達した後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が好ましくは10g以下、より好ましくは5g以下、更に好ましくは1g以下であるポリマーをいう。溶解量は、ポリマーが塩生成基の種類に応じて、ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和した時の溶解量である。
水不溶性ポリマーの種類としては、ビニル系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン等が挙げられるが、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。
(polymer)
The polymer used for the polymer particles containing the pigment is preferably a water-insoluble polymer from the viewpoints of ejection stability and improvement in print density. Here, the water-insoluble polymer means that when the polymer is dried at 105 ° C. for 2 hours to reach a constant weight and then dissolved in 100 g of water at 25 ° C., the dissolved amount is preferably 10 g or less, more preferably 5 g. Hereinafter, the polymer is more preferably 1 g or less. The dissolution amount is the dissolution amount when the polymer salt-forming groups are neutralized 100% with acetic acid or sodium hydroxide according to the kind of the salt-forming groups.
Examples of the water-insoluble polymer include vinyl polymers, polyesters, polyurethanes and the like, but vinyl polymers obtained by addition polymerization of vinyl monomers are preferable.

ビニル系ポリマーとしては、吐出安定性の観点から、塩生成基含有モノマー(a)(以下「(a)成分」ともいう)由来の構成単位と、(メタ)アクリル酸エステル系マクロマー(b)(以下「(b)成分」ともいう)由来の構成単位、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル又はアリールエステル(c)(以下「(c)成分」ともいう)由来の構成単位、及び下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸のアルカンジイルオキシドエステル(d)(以下「(d)成分」ともいう)由来の構成単位から選ばれる1種以上の構成単位とから本質的になるポリマーが好ましい。
本発明の水系インクをサーマルインクジェット記録用として用いると、インクの吐出ノズルにポリマーが付着したとしても、該ポリマーが容易に脱離されるので固着を低減できると考えられる。
CH2=C(R1)COO(R2O)q3 (1)
(式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数2又は3の炭化水素基、R3は水素原子又は炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を示し、qは平均付加モル数を示し1〜60の数である。)
ここで「本質的に」とは、本発明の効果を損なわない範囲、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下、更に好ましくは0.1重量%以下で、他のモノマー成分由来の構成単位を有していてもよいが、他のモノマー成分由来の構成単位を有さないことが好ましいことを意味する。
このポリマーは、(a)成分と、(b)成分、(c)成分及び(d)成分から選ばれる1種以上の成分とを含むモノマー混合物(以下「モノマー混合物」ともいう)を共重合させることにより得ることができる。
As the vinyl polymer, from the viewpoint of ejection stability, the structural unit derived from the salt-forming group-containing monomer (a) (hereinafter also referred to as “component (a)”), the (meth) acrylate macromer (b) ( Hereinafter, a structural unit derived from “(b) component”), a structural unit derived from an alkyl ester or aryl ester of (meth) acrylic acid (c) (hereinafter also referred to as “component (c)”), and the following general formula ( 1) a polymer consisting essentially of one or more structural units selected from structural units derived from alkanediyl oxide esters of (meth) acrylic acid (d) (hereinafter also referred to as “component (d)”) Is preferred.
When the water-based ink of the present invention is used for thermal ink jet recording, even if a polymer adheres to the ink discharge nozzle, the polymer is easily detached, so that the fixation can be reduced.
CH 2 = C (R 1 ) COO (R 2 O) q R 3 (1)
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrocarbon group having 2 or 3 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, q represents the average number of moles added and is a number from 1 to 60.)
Here, “essentially” means a range that does not impair the effects of the present invention, preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and still more preferably 0.1% by weight or less. Although it may have a structural unit derived from a component, it means that it is preferable not to have a structural unit derived from another monomer component.
This polymer is a copolymer of a monomer mixture (hereinafter also referred to as a “monomer mixture”) including the component (a) and one or more components selected from the component (b), the component (c), and the component (d). Can be obtained.

(a)塩生成基含有モノマーは、得られる分散体の分散安定性を高める観点から用いられる。塩生成基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、アンモニウム基等が挙げられ、特にカルボキシ基が好ましい。
塩生成基含有モノマーとしては、カチオン性モノマー、アニオン性モノマー等が挙げられる。その例として、特開平9−286939号公報段落〔0022〕等に記載されているもの等が挙げられる。
カチオン性モノマーの代表例としては、不飽和アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられる。これらの中では、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(N',N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド及びビニルピロリドンが好ましい。
(A) The salt-forming group-containing monomer is used from the viewpoint of enhancing the dispersion stability of the resulting dispersion. Examples of the salt-forming group include a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an amino group, and an ammonium group, and a carboxy group is particularly preferable.
Examples of the salt-forming group-containing monomer include a cationic monomer and an anionic monomer. Examples thereof include those described in paragraph [0022] of JP-A-9-286939.
Representative examples of the cationic monomer include unsaturated amine-containing monomers and unsaturated ammonium salt-containing monomers. Among these, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N- (N ′, N′-dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide and vinylpyrrolidone are preferable.

アニオン性モノマーの代表例としては、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
不飽和カルボン酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、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。不飽和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、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和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、ジブチル−2−アクリロイルオキシ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、顔料を含有するポリマー粒子の分散体の分散安定性、インクの吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
Representative examples of anionic monomers include unsaturated carboxylic acid monomers, unsaturated sulfonic acid monomers, unsaturated phosphoric acid monomers, and the like.
Examples of the unsaturated carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, and 2-methacryloyloxymethyl succinic acid. Examples of the unsaturated sulfonic acid monomer include styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 3-sulfopropyl (meth) acrylate, bis- (3-sulfopropyl) -itaconic acid ester, and the like. Unsaturated phosphoric acid monomers include vinyl phosphonic acid, vinyl phosphate, bis (methacryloxyethyl) phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, dibutyl-2-acryloyloxyciethyl phosphate Etc.
Among the anionic monomers, unsaturated carboxylic acid monomers are preferable and acrylic acid and methacrylic acid are more preferable from the viewpoints of dispersion stability of the dispersion of polymer particles containing the pigment and ejection stability of the ink.

(b)(メタ)アクリル酸エステル系マクロマー(以下、単に「(b)マクロマー」ともいう)は、ポリマー粒子が顔料を含有した場合に、ポリマー粒子の分散安定性を高める観点から用いることができる。(メタ)アクリル酸エステル系マクロマーとは、マクロマーの片末端に存在する重合性官能基として、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有するものを意味する。
(b)マクロマーとしては、数平均分子量500〜100,000、好ましくは1,000〜10,000の重合可能な不飽和基を有するモノマーであるマクロマーが挙げられる。なお、(b)マクロマーの数平均分子量は、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。
(b)マクロマーの中では、ポリマー粒子の分散安定性等の観点から、片末端に前記重合性官能基を有する、スチレン系マクロマー、及び芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマーが挙げられる。
スチレン系マクロマーとしては、スチレン系モノマー単独重合体、又はスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、2−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、クロロスチレン等が挙げられる。
芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマーとしては、芳香族基含有(メタ)アクリレートの単独重合体又はそれと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。芳香族基含有(メタ)アクリレートとしては、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい、炭素数7〜22、好ましくは炭素数7〜18、更に好ましくは炭素数7〜12のアリールアルキル基、又は、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい、炭素数6〜22、好ましくは炭素数6〜18、更に好ましくは炭素数6〜12のアリール基を有する(メタ)アクリレートであり、ヘテロ原子を含む置換基としては、ハロゲン原子、エステル基、エーテル基、ヒドロキシ基等が挙げられる。例えばベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート等が挙げられ、特にベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。
また、共重合される他のモノマーとしては、下記式(2)で表されるアクリロニトリル系モノマー等が好ましい。
(B) The (meth) acrylic acid ester-based macromer (hereinafter, also simply referred to as “(b) macromer”) can be used from the viewpoint of enhancing the dispersion stability of the polymer particles when the polymer particles contain a pigment. . The (meth) acrylic acid ester-based macromer means one having an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group as a polymerizable functional group present at one end of the macromer.
(B) The macromer includes a macromer which is a monomer having a polymerizable unsaturated group having a number average molecular weight of 500 to 100,000, preferably 1,000 to 10,000. In addition, the number average molecular weight of (b) macromer is measured using polystyrene as a standard substance by gel chromatography using chloroform containing 1 mmol / L of dodecyldimethylamine as a solvent.
Among the macromers (b), from the viewpoint of dispersion stability of polymer particles, styrene macromers and aromatic group-containing (meth) acrylate macromers having the polymerizable functional group at one end are exemplified.
Examples of the styrenic macromer include a styrene monomer homopolymer or a copolymer of a styrene monomer and another monomer. Examples of the styrene monomer include styrene, 2-methylstyrene, vinyl toluene, ethyl vinyl benzene, vinyl naphthalene, chlorostyrene, and the like.
Examples of the aromatic group-containing (meth) acrylate-based macromer include a homopolymer of an aromatic group-containing (meth) acrylate or a copolymer thereof with another monomer. As an aromatic group-containing (meth) acrylate, an arylalkyl having 7 to 22 carbon atoms, preferably 7 to 18 carbon atoms, more preferably 7 to 12 carbon atoms, which may have a substituent containing a hetero atom. (Meth) acrylate having an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, which may have a group or a substituent containing a hetero atom In addition, examples of the substituent containing a hetero atom include a halogen atom, an ester group, an ether group, and a hydroxy group. Examples include benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-methacryloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate, and benzyl (meth) acrylate is particularly preferable.
Moreover, as another monomer copolymerized, the acrylonitrile-type monomer etc. which are represented by following formula (2) are preferable.

Figure 0005320039
Figure 0005320039

(式中、x、yは平均付加モル数を示し、x/y=6/4〜10/0である。)
スチレン系マクロマー中におけるスチレン系モノマー、又は芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマー中における芳香族基含有(メタ)アクリレートの含有量は、顔料との親和性を高める観点から、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上である。
(b)マクロマーは、オルガノポリシロキサン等の他の構成単位からなる側鎖を有するものであってもよい。この側鎖は、例えば下記式(3)で表される片末端に重合性官能基を有するシリコーン系マクロマーを共重合することにより得ることができる。
CH2=C(CH3)-COOC36-〔Si(CH32O〕t-Si(CH33 (3)
(式中、tは8〜40の数を示す。)。
(b)マクロマーとして商業的に入手しうるスチレン系マクロマーとしては、例えば、東亜合成株式会社の商品名、AS−6(S)、AN−6(S)、HS−6(S)等が挙げられる。
(In the formula, x and y represent the average added mole number, and x / y = 6/4 to 10/0.)
The content of the styrene monomer in the styrene macromer or the aromatic group-containing (meth) acrylate in the aromatic group-containing (meth) acrylate macromer is preferably 50% by weight from the viewpoint of increasing the affinity with the pigment. Above, more preferably 70% by weight or more.
(B) The macromer may have a side chain composed of another structural unit such as an organopolysiloxane. This side chain can be obtained, for example, by copolymerizing a silicone macromer having a polymerizable functional group at one end represented by the following formula (3).
CH 2 = C (CH 3) -COOC 3 H 6 - [Si (CH 3) 2 O] t -Si (CH 3) 3 ( 3)
(In the formula, t represents a number of 8 to 40).
(B) Styrenic macromers that are commercially available as macromers include, for example, trade names of Toa Gosei Co., Ltd., AS-6 (S), AN-6 (S), HS-6 (S), and the like. It is done.

(c)(メタ)アクリル酸のアルキルエステル又はアリールエステルは、保存安定性を高める観点から用いることができる。
(c)(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、炭素数1〜22、好ましくは炭素数1〜18、より好ましくは炭素数1〜12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
その具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸(イソ又はtert−)ブチル、(メタ)アクリル酸(イソ)アミル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)オクチル、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アリールエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等の炭素数6〜22、好ましくは炭素数6〜18、より好ましくは炭素数6〜12のアリール基、アリールアルキル基、アルコキシ基を有していてもよい(メタ)アクリル酸アリールエステル等が挙げられる。
なお、本明細書にいう「(イソ又はtert−)」及び「(イソ)」は、これらの基が存在している場合とそうでない場合の双方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルであることを示す。また、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を示す。
上記の中では、顔料への吸着力を高め、インクのより高い保存安定性と印字濃度を得る観点から、(メタ)アクリル酸アリールエステルが好ましく、メタクリル酸ベンジルがより好ましい。
(C) Alkyl ester or aryl ester of (meth) acrylic acid can be used from the viewpoint of enhancing storage stability.
(C) The alkyl ester of (meth) acrylic acid includes (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, preferably 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms. .
Specific examples thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (iso) propyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid (iso or tert-) butyl, (meth) acrylic acid (iso ) Amyl, (meth) acrylic acid cyclohexyl, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl, (meth) acrylic acid (iso) octyl, (meth) acrylic acid (iso) decyl, (meth) acrylic acid (iso) dodecyl, ( Examples include (meth) acrylic acid (iso) stearyl.
Specific examples of the (meth) acrylic acid aryl ester include 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, such as phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) acrylate. More preferable examples include aryl groups having 6 to 12 carbon atoms, arylalkyl groups, and (meth) acrylic acid aryl esters which may have an alkoxy group.
In the present specification, “(iso or tert-)” and “(iso)” mean that both of these groups are present and not present, and these groups are present. If not, it indicates normal. “(Meth) acrylic acid” refers to acrylic acid and / or methacrylic acid.
Among the above, (meth) acrylic acid aryl ester is preferable, and benzyl methacrylate is more preferable from the viewpoint of increasing the adsorption power to the pigment and obtaining higher storage stability and printing density of the ink.

(d)(メタ)アクリル酸のアルカンジイルオキシドエステル
本発明で用いられるポリマーは、顔料が該ポリマーに含有された後の顔料を含有するポリマー粒子の分散体の安定性を補助し、インクの吐出安定性を高めるという観点から、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸のアルカンジイルオキシドエステル(d)由来の構成単位を有することが好ましい。
CH2=C(R1)COO(R2O)q3 (1)
(式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数2又は3の炭化水素基、R3は水素原子又は炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を示し、qは平均付加モル数を示し1〜60の数である。)
1の具体例としては、エチレン基、トリメチレン基、又はプロパン−1,2−ジイル基等挙げられる。qは平均付加モル数を意味し、好ましくは7〜30であり、より好ましくは8〜23である。qが2以上の場合、R2は同一でも異なっていてもよく、ブロック付加、ランダム付加のいずれであってもよい。
3は、好ましくは炭素数3〜22、より好ましくは炭素数8〜18の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。具体的には、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基、(イソ又はtert−)ブチル基、(イソ)アミル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、(イソ)オクチル基、(イソ)デシル基、(イソ)ドデシル基、(イソ)ステアリル基、ベヘニル基等が挙げられる。
但し、平均付加モル数qが4以下の場合、インクの吐出安定性及び保存安定性の観点から、R3は炭素数3〜22の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましい。
(D) Alkanediyl oxide ester of (meth) acrylic acid The polymer used in the present invention assists the stability of the dispersion of polymer particles containing the pigment after the pigment is contained in the polymer, and discharges ink. From the viewpoint of enhancing the stability, it is preferable to have a structural unit derived from an alkanediyl oxide ester (d) of (meth) acrylic acid represented by the following general formula (1).
CH 2 = C (R 1 ) COO (R 2 O) q R 3 (1)
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrocarbon group having 2 or 3 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, q represents the average number of moles added and is a number from 1 to 60.)
Specific examples of R 1 include an ethylene group, a trimethylene group, or a propane-1,2-diyl group. q means the average number of added moles, preferably 7 to 30, and more preferably 8 to 23. When q is 2 or more, R 2 may be the same or different, and may be either block addition or random addition.
R 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 22 carbon atoms, more preferably 8 to 18 carbon atoms. Specifically, methyl group, ethyl group, (iso) propyl group, (iso or tert-) butyl group, (iso) amyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, (iso) octyl group, (iso) decyl Group, (iso) dodecyl group, (iso) stearyl group, behenyl group and the like.
However, when the average added mole number q is 4 or less, R 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 22 carbon atoms from the viewpoints of ink ejection stability and storage stability.

(d)成分の好適例としては、末端にアルキル基を有するポリエチレングリコール(n=2〜30、nはアルカンジイルオキシ基の平均付加モル数を示す。以下同じ。)(メタ)アクリレート、末端にアルキル基を有するポリプロピレングリコール(n=2〜30)(メタ)アクリレート、末端にアルキル基を有するポリ(エチレングリコール(n=1〜15)・プロピレングリコール(n=1〜15))(メタ)アクリレート等が挙げられる。
特に好適な具体例としては、2−エチルヘキシロキシポリエチレングリコール(n=4)メタクリレート、2−エチルヘキシロキシポリエチレングリコール(n=9)メタクリレート、メトキシポリエチレングリコール(n=9)メタクリレート等が挙げられる。
商業的に入手しうる(d)成分の具体例としては、新中村化学工業株式会社の単官能性アクリレートモノマー(NKエステル)EH−4E、EH−9E、M−90G、日本油脂株式会社のブレンマーシリーズ、50PEP−300、50POEP−800B等が挙げられる。
上記(a)〜(d)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
As a suitable example of the component (d), polyethylene glycol having an alkyl group at the terminal (n = 2 to 30, n represents the average number of added moles of alkanediyloxy group; the same shall apply hereinafter) (meth) acrylate, at the terminal Polypropylene glycol having an alkyl group (n = 2 to 30) (meth) acrylate, poly (ethylene glycol (n = 1 to 15) / propylene glycol (n = 1 to 15)) (meth) acrylate having an alkyl group at the terminal Etc.
Particularly preferred specific examples include 2-ethylhexyloxypolyethylene glycol (n = 4) methacrylate, 2-ethylhexyloxypolyethylene glycol (n = 9) methacrylate, methoxypolyethylene glycol (n = 9) methacrylate and the like.
Specific examples of the commercially available component (d) include monofunctional acrylate monomers (NK esters) EH-4E, EH-9E, M-90G from Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. Mer series, 50PEP-300, 50POEP-800B and the like.
The components (a) to (d) can be used alone or in admixture of two or more.

ポリマー製造時における、上記(a)〜(d)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)又は水不溶性ポリマー中における(a)〜(d)成分に由来する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、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは2〜40重量%、より好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは3〜20重量%である。
(b)成分の含有量は、特に顔料との相互作用を高める観点から、好ましくは1〜25重量%、より好ましくは5〜20重量%である。
(c)成分の含有量は、光沢性及び写像性の観点から、好ましくは5〜98重量%、より好ましくは10〜60重量%である。
(d)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは5〜40重量%、より好ましくは7〜35重量%である。
モノマー混合物中における〔(a)成分+(d)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは10〜70重量%、より好ましくは20〜60重量%である。〔(b)成分+(c)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは30〜90重量%、より好ましくは40〜80重量%である。
また、〔(a)成分/[(b)成分+(c)成分]〕の重量比は、光沢性及び写像性の観点から、好ましくは0.02〜0.8、より好ましくは0.03〜0.6、更に好ましくは0.05〜0.5である。
(a)成分と(c)成分との重量比[(a)/(c)]は、分散安定性と吐出安定性との両立の観点から、好ましくは0.1〜0.8、より好ましくは0.2〜0.5である。
(b)成分と(c)成分との重量比[(b)/(c)]は、吐出安定性と印字濃度との両立の観点から、好ましくは0.05〜0.5、より好ましくは0.1〜0.4である。
The content of the components (a) to (d) in the monomer mixture at the time of polymer production (content as an unneutralized amount; the same applies hereinafter) or derived from the components (a) to (d) in the water-insoluble polymer The content of the structural unit is as follows.
The content of component (a) is preferably 2 to 40% by weight, more preferably 2 to 30% by weight, and particularly preferably 3 to 20% by weight from the viewpoint of dispersion stability of the resulting dispersion.
The content of the component (b) is preferably 1 to 25% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, particularly from the viewpoint of enhancing the interaction with the pigment.
The content of the component (c) is preferably 5 to 98% by weight, more preferably 10 to 60% by weight from the viewpoints of glossiness and image clarity.
The content of component (d) is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 7 to 35% by weight, from the viewpoint of dispersion stability of the resulting dispersion.
The total content of [component (a) + component (d)] in the monomer mixture is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 60% by weight, from the viewpoint of dispersion stability of the resulting dispersion. is there. The total content of [component (b) + component (c)] is preferably 30 to 90% by weight, more preferably 40 to 80% by weight, from the viewpoint of dispersion stability of the resulting dispersion.
Further, the weight ratio of [(a) component / [(b) component + (c) component]] is preferably 0.02 to 0.8, more preferably 0.03, from the viewpoint of glossiness and image clarity. It is -0.6, More preferably, it is 0.05-0.5.
The weight ratio [(a) / (c)] of the component (a) and the component (c) is preferably 0.1 to 0.8, more preferably from the viewpoint of achieving both dispersion stability and ejection stability. Is 0.2 to 0.5.
The weight ratio [(b) / (c)] between the component (b) and the component (c) is preferably 0.05 to 0.5, more preferably, from the viewpoint of achieving both ejection stability and print density. 0.1 to 0.4.

(ポリマーの製造)
本発明で用いられるポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、モノマー混合物を共重合させることによって製造される。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いる溶媒としては、特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒が水混和性を有する場合には、水と混合して用いることもできる。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1〜3の脂肪族アルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。これらの中では、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン又はこれらの1種以上と水との混合溶媒が好ましい。
重合の際には、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物や、t−ブチルペルオキシオクトエート、ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物等の公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。
ラジカル重合開始剤の量は、モノマー混合物1モルあたり、好ましくは0.001〜5モル、より好ましくは0.01〜2モルである。
重合の際には、さらに、オクチルメルカプタン、2−メルカプトエタノール等のメルカプタン類、チウラムジスルフィド類等の公知の重合連鎖移動剤を添加してもよい。
(Manufacture of polymers)
The polymer used in the present invention is produced by copolymerizing a monomer mixture by a known polymerization method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method. Among these polymerization methods, the solution polymerization method is preferable.
The solvent used in the solution polymerization method is not particularly limited, but a polar organic solvent is preferable. When the polar organic solvent is miscible with water, it can be used by mixing with water. Examples of the polar organic solvent include aliphatic alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, and propanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate. Among these, methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, or a mixed solvent of one or more of these and water are preferable.
In the polymerization, azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), t-butyl peroxyoctate, dibenzoyl oxide, etc. Known radical polymerization initiators such as organic peroxides can be used.
The amount of the radical polymerization initiator is preferably 0.001 to 5 mol, more preferably 0.01 to 2 mol, per mol of the monomer mixture.
In the polymerization, a known polymerization chain transfer agent such as mercaptans such as octyl mercaptan and 2-mercaptoethanol and thiuram disulfide may be further added.

モノマー混合物の重合条件は、使用するラジカル重合開始剤、モノマー、溶媒の種類等によって異なるので一概には決定することができない。通常、重合温度は、好ましくは30〜100℃、より好ましくは50〜80℃であり、重合時間は、好ましくは1〜20時間である。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、溶媒留去等の公知の方法により、生成したポリマーを単離することができる。また、得られたポリマーは、再沈澱を繰り返したり、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して精製することができる。
Since the polymerization conditions of the monomer mixture vary depending on the type of radical polymerization initiator, monomer, and solvent used, it cannot be determined unconditionally. Usually, the polymerization temperature is preferably 30 to 100 ° C, more preferably 50 to 80 ° C, and the polymerization time is preferably 1 to 20 hours. The polymerization atmosphere is preferably a nitrogen gas atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon.
After completion of the polymerization reaction, the produced polymer can be isolated from the reaction solution by a known method such as reprecipitation or solvent distillation. Further, the obtained polymer can be purified by repeating reprecipitation or by removing unreacted monomers and the like by membrane separation, chromatographic method, extraction method and the like.

ポリマーの重量平均分子量は、印字濃度、光沢性及び顔料の分散安定性の観点から、5,000〜50万が好ましく、1万〜40万がより好ましく、1万〜30万が更に好ましく、2万〜30万が特に好ましい。なお、ポリマーの重量平均分子量は、実施例で示す方法により測定した。
前記ポリマーは、(a)塩生成基含有モノマー由来の塩生成基を有している場合は中和剤により中和して用いる。中和剤としては、ポリマー中の塩生成基の種類に応じて、酸又は塩基を使用することができる。例えば、塩酸、酢酸、プロピオン酸、リン酸、硫酸、乳酸、コハク酸、グリコール酸、グルコン酸、グリセリン酸等の酸、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリブチルアミン等の塩基が挙げられる。
The weight average molecular weight of the polymer is preferably from 5,000 to 500,000, more preferably from 10,000 to 400,000, further preferably from 10,000 to 300,000, from the viewpoints of print density, gloss, and pigment dispersion stability. 10,000 to 300,000 is particularly preferable. In addition, the weight average molecular weight of the polymer was measured by the method shown in the Examples.
When the polymer has (a) a salt-forming group derived from a salt-forming group-containing monomer, the polymer is used after being neutralized with a neutralizing agent. As the neutralizing agent, an acid or a base can be used depending on the type of the salt-forming group in the polymer. For example, hydrochloric acid, acetic acid, propionic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, lactic acid, succinic acid, glycolic acid, gluconic acid, glyceric acid and other acids, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, methylamine, dimethylamine , Bases such as trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, and tributylamine.

塩生成基の中和度は、10〜200%であることが好ましく、さらに20〜150%、特に50〜150%であることが好ましい。
ここで中和度は、塩生成基がアニオン性基である場合、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーの酸価(KOHmg/g)×ポリマーの重量(g)/(56×1000)]}×100
塩生成基がカチオン性基である場合は、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーのアミン価(HCLmg/g)×ポリマーの重量(g)/(36.5×1000)]}×100
酸価やアミン価は、ポリマーの構成単位から、計算で算出することができる。または、適当な溶剤(例えばメチルエチルケトン)にポリマーを溶解して、滴定する方法でも求めることができる。ポリマーの酸価又はアミン価は、50〜200が好ましく、50〜150が更に好ましい。
The degree of neutralization of the salt-forming group is preferably 10 to 200%, more preferably 20 to 150%, and particularly preferably 50 to 150%.
Here, the degree of neutralization can be determined by the following formula when the salt-forming group is an anionic group.
{[Weight of neutralizing agent (g) / equivalent of neutralizing agent] / [acid value of polymer (KOH mg / g) × polymer weight (g) / (56 × 1000)]} × 100
When the salt-forming group is a cationic group, it can be determined by the following formula.
{[Weight of neutralizer (g) / equivalent of neutralizer] / [amine value of polymer (HCL mg / g) × polymer weight (g) / (36.5 × 1000)]} × 100
The acid value and amine value can be calculated from the structural unit of the polymer. Alternatively, it can also be determined by a method in which a polymer is dissolved in an appropriate solvent (for example, methyl ethyl ketone) and titrated. The acid value or amine value of the polymer is preferably 50 to 200, more preferably 50 to 150.

(顔料を含有するポリマー粒子の水分散体の製造)
本発明において、ポリマー粒子は、顔料を安定に分散させるために、顔料を含有するポリマー粒子の形態で用いられる。顔料を含有するポリマー粒子の水分散体の製造方法は、特に限定はないが、次の工程(I)〜(III)によれば、効率的に得ることができる。
工程(I):ポリマー、有機溶媒、顔料、水、及び必要により中和剤を含有する混合物を得る工程
工程(II):工程(I)で得られた混合物を分散処理して、顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子の分散体を得る工程
工程(III):工程(II)で得られた原液分散体から有機溶媒を除去して、顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子の水分散体(原液分散体)を得る工程
(Production of aqueous dispersion of pigment-containing polymer particles)
In the present invention, the polymer particles are used in the form of polymer particles containing a pigment in order to stably disperse the pigment. Although the manufacturing method of the aqueous dispersion of the polymer particle containing a pigment is not specifically limited, According to the following process (I)-(III), it can obtain efficiently.
Step (I): A step of obtaining a mixture containing a polymer, an organic solvent, a pigment, water and, if necessary, a neutralizing agent. Step (II): The mixture obtained in Step (I) is dispersed to contain a pigment. Step of obtaining a dispersion of water-insoluble polymer particles to be processed Step (III): An organic solvent is removed from the stock solution dispersion obtained in Step (II), and an aqueous dispersion of water-insoluble polymer particles containing a pigment (stock solution dispersion) Body)

工程(I)では、まず、前記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、得られた有機溶媒溶液に加えて混合し、水中油型の分散体を得る方法が好ましい。混合物中、顔料は、5〜50重量%が好ましく、10〜40重量%がより好ましく、有機溶媒は、10〜70重量%が好ましく、10〜50重量%がより好ましく、水不溶性ポリマーは、2〜40重量%が好ましく、3〜20重量%がより好ましく、水は、10〜70重量%が好ましく、20〜70重量%がより好ましい。
水不溶性ポリマーが塩生成基を有する場合、中和剤を用いることが好ましいが、中和度には、特に限定がない。通常、最終的に得られる分散体の液性が中性、例えば、pHが4.5〜10であることが好ましい。前記水不溶性ポリマーの望まれる中和度により、pHを決めることもできる。中和剤としては、前記のものが挙げられる。また、水不溶性ポリマーを予め中和しておいてもよい。
In step (I), first, the polymer is dissolved in an organic solvent, and then a pigment, water, and, if necessary, a neutralizing agent, a surfactant, and the like are added to the obtained organic solvent solution and mixed. A method for obtaining an oil-in-water dispersion is preferred. In the mixture, the pigment is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, the organic solvent is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, and the water-insoluble polymer is 2%. -40 wt% is preferable, 3-20 wt% is more preferable, and 10-70 wt% is preferable and, as for water, 20-70 wt% is more preferable.
When the water-insoluble polymer has a salt-forming group, it is preferable to use a neutralizing agent, but the degree of neutralization is not particularly limited. Usually, it is preferable that the finally obtained dispersion has a neutral liquidity, for example, a pH of 4.5 to 10. The pH can also be determined by the desired degree of neutralization of the water-insoluble polymer. Examples of the neutralizing agent include those described above. Further, the water-insoluble polymer may be neutralized in advance.

有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒及びジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒が挙げられる。有機溶媒は、水100gに対する溶解量が20℃において、5g以上が好ましく、10g以上が更に好ましく、より具体的には、好ましくは5〜80g、更に好ましくは10〜50gのものであり、特に、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンが好ましい。   Examples of the organic solvent include alcohol solvents such as ethanol, isopropanol and isobutanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and diethyl ketone, and ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran and dioxane. The organic solvent has a solubility in 100 g of water of 20 ° C., preferably 5 g or more, more preferably 10 g or more, more specifically preferably 5 to 80 g, more preferably 10 to 50 g. Methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone are preferred.

工程(II)における混合物の分散方法に特に制限はない。本分散だけでポリマー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、ポリマー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(II)における分散温度は5〜50℃が好ましく、10〜35℃が更に好ましい。
混合物を予備分散させる際には、アンカー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置を用いることができる。混合撹拌装置の中では、ウルトラディスパー〔浅田鉄鋼株式会社、商品名〕、エバラマイルダー〔株式会社荏原製作所、商品名〕、TKホモミクサー〔プライミクス株式会社、商品名〕等の高速攪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、ビーズミル、ニーダー、エクストルーダ等の混練機、高圧ホモゲナイザー〔株式会社イズミフードマシナリ、商品名〕、ミニラボ8.3H型〔Rannie社、商品名〕に代表されるホモバルブ式の高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー〔Microfluidics社、商品名〕、ナノマイザー〔ナノマイザー株式会社、商品名〕等のチャンバー式の高圧ホモジナイザー等が挙げられる。これらの装置は複数を組み合わせることもできる。これらの中では、顔料の小粒子径化の観点から、高圧ホモジナイザーが好ましい。
また、超音波ホモジナイザーを用いることもできる。例えば、超音波ホモジナイザーとしては、周波数20〜2000kHz、反応総液量の1リットル当たりのワット数が好ましくは20〜1000W、より好ましくは50〜800Wであるものが望ましい。かかる超音波分散機は、株式会社日本精機製作所、アレックス社等から市販されている。これらの装置は複数を組み合わせることもできる。
There is no restriction | limiting in particular in the dispersion method of the mixture in process (II). Although the average particle size of the polymer particles can be atomized only by the main dispersion until the desired particle size is reached, it is preferably pre-dispersed and then subjected to further dispersion by applying a shear stress to obtain the average particle size of the polymer particles. It is preferable to control the diameter to a desired particle diameter.
The dispersion temperature in the step (II) is preferably 5 to 50 ° C, more preferably 10 to 35 ° C.
When preliminarily dispersing the mixture, a commonly used mixing and stirring device such as an anchor blade can be used. Among the mixing and stirring apparatuses, high-speed stirring and mixing apparatuses such as Ultra Disper [Asada Steel Co., Ltd., trade name], Ebara Milder [Ebara Manufacturing Co., Ltd., trade name], TK Homomixer [Primix Co., Ltd., trade name] are preferable. .
As means for applying the shear stress of this dispersion, for example, a kneader such as a roll mill, a bead mill, a kneader, an extruder, a high-pressure homogenizer (Izumi Food Machinery Co., Ltd., trade name), a minilab 8.3H type (Rannie Co., trade name) Examples thereof include chamber type high-pressure homogenizers such as homo-valve type high-pressure homogenizers, microfluidizers (trade name), and nanomizers (trade name). A plurality of these devices can be combined. Among these, a high-pressure homogenizer is preferable from the viewpoint of reducing the particle size of the pigment.
An ultrasonic homogenizer can also be used. For example, as the ultrasonic homogenizer, those having a frequency of 20 to 2000 kHz and a wattage per liter of the total reaction liquid amount of preferably 20 to 1000 W, more preferably 50 to 800 W are desirable. Such an ultrasonic disperser is commercially available from Nippon Seiki Seisakusho, Alex Co., Ltd. A plurality of these devices can be combined.

工程(III)では、得られた分散体から、公知の方法で有機溶媒を留去して水系にすることで、顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得ることができる。得られたポリマー粒子を含む水分散体中の有機溶媒は実質的に除去されており、有機溶媒の量は0.5重量%以下、好ましくは0.1重量%以下、より好ましくは0.01重量%以下である。
得られた原液分散体は、前記のとおり、顔料を含有するポリマー粒子が水を主媒体とする中に分散しているものである。
原液分散体中の顔料を含有するポリマー粒子の平均粒径は、分散安定性、吐出性の観点から、好ましくは50〜200nm、更に好ましくは70〜170nm、特に好ましくは90〜150nmである。なお、平均粒径は実施例に記載の方法で測定する。
原液分散体中の固形分濃度は、生産性と分離性の観点から、好ましくは10〜30重量%、より好ましくは15〜28重量%であり、これが、以下で説明する本発明における遠心分離操作の対象となる。
In step (III), an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment can be obtained by distilling off the organic solvent from the obtained dispersion by a known method to form an aqueous system. The organic solvent in the aqueous dispersion containing the obtained polymer particles is substantially removed, and the amount of the organic solvent is 0.5% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less, more preferably 0.01%. % By weight or less.
As described above, the obtained stock solution dispersion is one in which polymer particles containing a pigment are dispersed in water as a main medium.
The average particle diameter of the polymer particles containing the pigment in the stock dispersion is preferably 50 to 200 nm, more preferably 70 to 170 nm, and particularly preferably 90 to 150 nm from the viewpoints of dispersion stability and dischargeability. In addition, an average particle diameter is measured by the method as described in an Example.
The solid content concentration in the stock dispersion is preferably 10 to 30% by weight, more preferably 15 to 28% by weight from the viewpoints of productivity and separability, and this is the centrifugation operation in the present invention described below. It becomes the object of.

(サーマルインクジェット記録用水分散体の製造)
本発明のサーマルインクジェット記録用水分散体は、上記のようにして得られた顔料を含有するポリマー粒子の水分散体(原液分散体)を、更に下記工程(1)及び(2)に付すことにより製造される。
工程(1):顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を、遠心加速度が10,000〜30,000Gであり、遠心加速度と遠心分離時間との積が5000〜90,000G・hrである条件下で、分散液と沈殿成分とに遠心分離する工程
工程(2):工程(1)で得られた分散液の液面から、分散液量の70重量%以内の量を分取して、サーマルインクジェット記録用水分散体を得る工程
(Manufacture of water dispersion for thermal ink jet recording)
The aqueous dispersion for thermal ink jet recording of the present invention is obtained by subjecting the aqueous dispersion (raw solution dispersion) of polymer particles containing the pigment obtained as described above to the following steps (1) and (2). Manufactured.
Step (1): A condition in which an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment has a centrifugal acceleration of 10,000 to 30,000 G, and the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time is 5000 to 90,000 G · hr. Under the step of centrifuging the dispersion and the precipitation component Step (2): From the liquid level of the dispersion obtained in step (1), the amount within 70% by weight of the amount of the dispersion is fractionated, Step of obtaining an aqueous dispersion for thermal ink jet recording

工程(1)では、遠心加速度が10,000〜30,000Gであり、遠心加速度と遠心分離時間との積が5,000〜90,000G・hrである条件下で遠心分離することによって、原液分散体に含有されているヘテロ凝集を起こし易い成分を除去する。
該ヘテロ凝集を起こし易い成分とは、顔料粒子や水不溶性ポリマー粒子同士が凝集した粗大粒子、顔料を含有する粒径の大きいポリマー粒子や、ポリマー中にしっかりと含有されていない粒径の小さい顔料粒子等であり、これらを遠心分離によりできるだけ低減させることが好ましい。その観点から、原液分散体に遠心分離処理を施す際の遠心加速度は好ましくは12,000G以上、より好ましくは15,000G以上である。
しかしながら、実際には遠心分離機の耐久性に上限があるため、遠心加速度は、好ましくは28,000G以下、より好ましくは26,000G以下である。これらの観点から、遠心加速度は、好ましくは12,000〜28,000G、より好ましくは15,000〜26,000Gである。
ここで、遠心加速度は、下記式により定義される。
遠心加速度[m/s2]=N2π2r/900
(式中、Nは1分あたりの回転数(min-1)、rは回転先端部までの半径(m)、πは円周率を示す。)
すなわち、単位「G」は、地平面上の重力の強さを基準とし、その何倍の強さの力がかかっているかを意味し、重力加速度(9.8m/s2)の倍数で示される。
In step (1), the centrifugal acceleration is 10,000 to 30,000 G, and centrifugation is performed under the condition that the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time is 5,000 to 90,000 G · hr. The components that are likely to cause hetero-aggregation contained in the dispersion are removed.
The component that easily causes hetero-aggregation includes coarse particles obtained by agglomerating pigment particles and water-insoluble polymer particles, polymer particles having a large particle size containing a pigment, and pigments having a small particle size that are not firmly contained in the polymer. It is preferable to reduce these as much as possible by centrifugation. From this point of view, the centrifugal acceleration when subjecting the stock dispersion to the centrifugal separation is preferably 12,000 G or more, more preferably 15,000 G or more.
However, in practice, since there is an upper limit to the durability of the centrifuge, the centrifugal acceleration is preferably 28,000 G or less, more preferably 26,000 G or less. From these viewpoints, the centrifugal acceleration is preferably 12,000 to 28,000 G, more preferably 15,000 to 26,000 G.
Here, the centrifugal acceleration is defined by the following equation.
Centrifugal acceleration [m / s 2 ] = N 2 π 2 r / 900
(In the formula, N represents the number of rotations per minute (min −1 ), r represents the radius (m) to the rotating tip, and π represents the circumference ratio.)
That is, the unit “G” means how many times the force is applied on the basis of the strength of gravity on the ground plane, and is indicated by a multiple of gravity acceleration (9.8 m / s 2 ). It is.

遠心分離の際の遠心加速度と遠心分離時間との積は、沈殿成分を十分に分離し、遠心分離後の沈殿成分と分散液とが再混合するのを防止する観点から、好ましくは7,000G・h以上、より好ましくは10,000G・h以上であり、また処理時間の短縮及び遠心分離機の耐久性の観点から、好ましくは90,000G・h以下、より好ましくは60,000G・h以下である。これらの観点から、遠心加速度と遠心分離時間の積は、好ましくは7,000〜90,000G・h、より好ましくは10,000〜60,000G・hである。
遠心分離の時間については特に制限はなく、使用するスケールによっても異なるが、効率よく粒子径の大きい粒子を除くという観点から、10分〜3時間が好ましく、20〜90分がより好ましく、30〜60分が更に好ましい。
The product of centrifugal acceleration and centrifugation time during centrifugation is preferably 7,000 G from the viewpoint of sufficiently separating the precipitated components and preventing re-mixing of the precipitated components and dispersion after centrifugation. · H or more, more preferably 10,000 G · h or more, and preferably 90,000 G · h or less, more preferably 60,000 G · h or less, from the viewpoint of shortening the processing time and durability of the centrifuge. It is. From these viewpoints, the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time is preferably 7,000 to 90,000 G · h, more preferably 10,000 to 60,000 G · h.
The centrifugation time is not particularly limited and varies depending on the scale to be used. However, from the viewpoint of efficiently removing particles having a large particle diameter, 10 minutes to 3 hours are preferable, 20 to 90 minutes are more preferable, and 30 to More preferred is 60 minutes.

工程(2)では、工程(1)で得られた分散液の液面から分散液量の70重量%以内の量を分取する。例えば、遠心沈降管を用いる場合は、液面は水平となるため、上部である気液表面から、深さ方向に、70重量%以内を分取し、バスケット型の場合は、液面はほぼ垂直となるため、気液表面から深さ方向に、即ち沈殿物の方向に垂直に70重量%以内の量を分取する。
遠心分離操作では粒子径の大きい粒子は小さい粒子に比べて沈降する速度が速いことから、このように遠心分離機の液面から70重量%以内の量を水分散体として選択的に分取することによって、より効率的にヘテロ凝集を起こし易い粒子を取り除いた水分散体を得ることができる。
より具体的には、原液分散体のうち沈殿成分が好ましくは15重量%未満、分散液が85重量%以上、より好ましくは沈殿成分が10重量%未満、分散液が90重量%以上、更に好ましくは沈殿成分が8重量%未満、分散液が92重量%以上になるように遠心分離した後、分散液全体に対して、液面から70重量%以内の量、好ましくは65重量%以内の量、より好ましくは60重量%以内の量、更に好ましくは55重量%以内の量を水分散体として分取することが望ましい。
分散液から分取されない30重量%以上の量の分散液中には、主として顔料を含有していないポリマー粒子やポリマーに吸着していない顔料粒子が含まれている。これらの不良粒子が効果的に取り除かれることにより、得られる水分散体又は水系インクの吐出性が大幅に改善される。
また、遠心分離後にスラリー状ないしケーキ状となって、遠心分離機の側壁に付着しているので、容易に取り除くことができる。
以上のようにして分取された水分散体は、顔料を含有するポリマー粒子、すなわち顔料を内包するポリマー粒子、ないしポリマーが顔料に吸着した粒子が水中に安定に分散した水分散体となっている。
水分散体の分取は、遠心分離終了後、好ましくは5分以内に行う。また、遠心分離操作中に、液面からスキミング法で水分散体を分取することもできる。
In step (2), an amount within 70% by weight of the amount of the dispersion is taken from the surface of the dispersion obtained in step (1). For example, when a centrifugal settling tube is used, the liquid level is horizontal. Therefore, within 70% by weight in the depth direction from the gas-liquid surface, which is the upper part, is separated. Since it becomes vertical, an amount of 70% by weight or less is separated from the gas-liquid surface in the depth direction, that is, perpendicular to the direction of the precipitate.
In the centrifugation operation, particles having a large particle diameter settle faster than small particles, and thus, an amount within 70% by weight from the liquid level of the centrifuge is selectively separated as an aqueous dispersion. As a result, it is possible to obtain an aqueous dispersion from which particles that easily cause heteroaggregation are removed more efficiently.
More specifically, the precipitating component of the stock dispersion is preferably less than 15% by weight, the dispersion is 85% by weight or more, more preferably the precipitating component is less than 10% by weight, and the dispersion is 90% by weight or more. Is centrifuged so that the precipitation component is less than 8% by weight and the dispersion is 92% by weight or more, and then the amount within 70% by weight, preferably within 65% by weight, from the liquid level with respect to the whole dispersion. More preferably, the amount is within 60% by weight, more preferably within 55% by weight, as an aqueous dispersion.
The dispersion liquid in an amount of 30% by weight or more that is not separated from the dispersion liquid mainly contains polymer particles that do not contain a pigment and pigment particles that are not adsorbed on the polymer. By effectively removing these defective particles, the dischargeability of the resulting aqueous dispersion or aqueous ink is greatly improved.
Moreover, since it becomes slurry form or cake form after centrifugation and adheres to the side wall of the centrifuge, it can be easily removed.
The aqueous dispersion separated as described above is a polymer particle containing a pigment, that is, a polymer particle containing the pigment, or an aqueous dispersion in which particles adsorbed to the pigment are stably dispersed in water. Yes.
The separation of the aqueous dispersion is preferably performed within 5 minutes after completion of the centrifugation. Further, during the centrifugation operation, the water dispersion can be separated from the liquid surface by a skimming method.

本発明に用いる遠心分離機としては特に制限はなく、また、バスケット型遠心分離機のバスケットのタイプにも特に制限はない。一般に、遠心沈降機や遠心濾過・脱水機が知られているが、遠心沈降機が好ましい〔例えば、化学工学会編「化学装置便覧」、改訂二版第2刷、丸善(株)、平成8年4月5日、798頁参照〕。
遠心沈降機としては、例えば、遠心沈降管型、円筒型、分離板型、バスケット型、スクリデカンター型等の遠心沈降機が挙げられるが、それらの中では、バスケット型遠心沈降機は、製品切り替え時の洗浄等の操作性に優れているので、好ましい。
バスケット型遠心沈降機の中では、上澄み液を効率的に分取する観点から、上澄み液にノズルを挿入して分取する機能(スキミング機能)を備えているものが好ましい。
周壁部に透過孔を有しない無孔壁タイプのバスケットは、微小な沈殿成分が液中に分散している原液分散体から粗大粒子を分離する場合に液層部を保持できる容量が大きいため、特に好ましい。
遠心分離機の運転方法にも特に制限はない。(i)原液分散体を供給しながら分離液層を分取する連続式、及び(ii)原液分散体を供給した後、分離液層が形成されたところで該液層を分取するバッチ式のいずれの運転方法であってもよい。
The centrifuge used in the present invention is not particularly limited, and the basket type of the basket type centrifuge is not particularly limited. Generally, a centrifugal settling machine or a centrifugal filtration / dehydration machine is known, but a centrifugal settling machine is preferable [for example, “Chemical Equipment Handbook” edited by the Chemical Engineering Society, revised second edition, second edition, Maruzen Co., Ltd., 1996. April 5, 2005, see page 798].
Examples of the centrifugal sedimentator include centrifugal sedimentators such as a centrifugal sedimentation tube type, a cylindrical type, a separation plate type, a basket type, and a scribing decanter type. Among them, the basket type centrifugal sedimentation machine is a product changeover. It is preferable because it is excellent in operability such as washing.
Among the basket type centrifugal settling machines, those having a function (skimming function) of inserting a nozzle into the supernatant and separating it from the viewpoint of efficiently separating the supernatant are preferable.
Non-porous wall-type baskets that do not have permeation holes in the peripheral wall portion have a large capacity to hold the liquid layer portion when separating coarse particles from a stock solution dispersion in which minute precipitation components are dispersed in the liquid. Particularly preferred.
There is no particular limitation on the operation method of the centrifuge. (I) a continuous type in which the separated liquid layer is separated while supplying the stock solution dispersion; and (ii) a batch type in which the liquid layer is separated when the separated liquid layer is formed after the stock solution dispersion is supplied. Any driving method may be used.

本発明の遠心分離・分取操作を、図1及び2に基づいて説明する。
図1は、本発明で用いられる無孔壁バスケット型遠心分離機の無孔壁バスケットの一例を示す概略縦断面図であり、図2は、無孔壁バスケットの内壁に仕切板が配設されたときの一例を示す概略縦断面図である。
図1に示すように、遠心分離機の無孔壁バスケット1をモータ6により回転させ、無孔壁バスケット1の内側に保持された分散液2と沈殿成分3に分離する。この際の遠心加速度、及び遠心加速度と遠心分離時間との積は、前記のとおりである。
次に、分散液2に、分散液分取り出しパイプ(スキミングパイプ)4のノズル先端の開口部を挿入することにより、遠心分離機内の分散液2(液相)の液面(表面層)から分散液の70重量%以内を、本発明の水分散液として分取することができる。水分散液の分取は、無孔壁バスケットの回転の運動エネルギーによってもよく、ポンプ等を用いてもよい。
また、回転数を変化させた際に液分がスリップして分離した沈殿成分を乱すのを防止する観点から、例えば、図2に例示するように、無孔壁バスケット1の内壁に仕切板5を配設してもよい。
前記のようにして得られる水分散体は、粗大粒子を除去するために、更にフィルターで濾過することが好ましい。用いられるフィルターの平均孔径は、3〜10μm、好ましくは3〜7μmである。
The centrifugation / sorting operation of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a non-porous wall basket of a non-perforated wall basket type centrifuge used in the present invention, and FIG. 2 shows a partition plate disposed on the inner wall of the non-perforated wall basket. It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example at the time.
As shown in FIG. 1, the non-porous wall basket 1 of the centrifuge is rotated by a motor 6 to separate into a dispersion 2 and a precipitation component 3 held inside the non-porous wall basket 1. The centrifugal acceleration at this time and the product of the centrifugal acceleration and the centrifugation time are as described above.
Next, the dispersion liquid 2 is dispersed from the liquid surface (surface layer) of the dispersion liquid 2 (liquid phase) in the centrifuge by inserting an opening at the nozzle tip of the dispersion liquid take-out pipe (skimming pipe) 4. Within 70% by weight of the liquid can be collected as the aqueous dispersion of the present invention. The separation of the aqueous dispersion may be based on the kinetic energy of rotation of the non-porous wall basket, or a pump or the like may be used.
Further, from the viewpoint of preventing the separated sediment component from being disturbed due to slipping of the liquid when the rotational speed is changed, for example, as illustrated in FIG. 2, the partition plate 5 is formed on the inner wall of the non-porous wall basket 1. May be provided.
The aqueous dispersion obtained as described above is preferably further filtered through a filter in order to remove coarse particles. The average pore size of the filter used is 3 to 10 μm, preferably 3 to 7 μm.

(サーマルインクジェット記録用水分散体、及び水系インク)
本発明の顔料を含有するポリマー粒子の水分散体及びそれを用いたインクジェット記録用水系インク中の水の含有量は、好ましくは30〜90重量%、より好ましくは40〜80重量%である。
本発明の水分散体の表面張力(20℃)は、好ましくは30〜65mN/m、更に好ましくは35〜60mN/mである。また、水系インクの表面張力(25℃)は、インクノズルからの良好な吐出性を確保する観点から、好ましくは20〜35mN/m、更に好ましくは25〜35mN/mである。
本発明の水分散体の10重量%の粘度(20℃)は、水系インクとした際に好ましい粘度とするために、2〜6mPa・sが好ましく、2〜5mPa・sが更に好ましい。また、本発明の水系インクの粘度(20℃)は、良好な吐出性を維持するために、2〜12mPa・sが好ましく、2.5〜10mPa・sが更に好ましい。
本発明の水系インクは、通常用いられる湿潤剤、浸透剤、分散剤、粘度調整剤、消泡剤、防黴剤、防錆剤等を添加してもよい。
得られる水分散体及び水系インクにおける、ポリマー粒子の平均粒径は、プリンターのノズルの目詰まり防止及び分散安定性の観点から、好ましくは0.01〜0.5μm、より好ましくは0.03〜0.3μm、特に好ましくは0.05〜0.2μmである。
(Water dispersion for thermal ink jet recording and water-based ink)
The content of water in the aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment of the present invention and the aqueous ink for inkjet recording using the same is preferably 30 to 90% by weight, more preferably 40 to 80% by weight.
The surface tension (20 ° C.) of the aqueous dispersion of the present invention is preferably 30 to 65 mN / m, more preferably 35 to 60 mN / m. Further, the surface tension (25 ° C.) of the water-based ink is preferably 20 to 35 mN / m, and more preferably 25 to 35 mN / m, from the viewpoint of securing good dischargeability from the ink nozzle.
The viscosity (20 ° C.) of 10% by weight of the aqueous dispersion of the present invention is preferably 2 to 6 mPa · s, and more preferably 2 to 5 mPa · s in order to obtain a preferable viscosity when an aqueous ink is used. In addition, the viscosity (20 ° C.) of the water-based ink of the present invention is preferably 2 to 12 mPa · s, and more preferably 2.5 to 10 mPa · s in order to maintain good ejection properties.
The water-based ink of the present invention may contain commonly used wetting agents, penetrants, dispersants, viscosity modifiers, antifoaming agents, antifungal agents, rustproofing agents, and the like.
The average particle diameter of the polymer particles in the obtained water dispersion and water-based ink is preferably 0.01 to 0.5 μm, more preferably 0.03 to 0.5 from the viewpoint of preventing clogging of the nozzles of the printer and dispersion stability. It is 0.3 μm, particularly preferably 0.05 to 0.2 μm.

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「重量部」及び「重量%」である。
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「重量部」及び「重量%」である。なお、ポリマーの重量平均分子量は、次の方法により測定した。
(1)ポリマーの重量平均分子量の測定方法
溶媒として、60mmol/Lのリン酸と50mmol/Lのリチウムブロマイドを含有するN,N−ジメチルホルムアミドを用いたゲル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)平均粒径の測定
粒径は、前述のとおり、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)で測定する。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)を入力する。測定濃度は、5×10-3重量%とする。
(3)固形分濃度の測定
顔料を含有するポリマー粒子の水分散体1gと硫酸ナトリウム(芒硝)10gとを均一に混合し、蒸発皿10.5cm2に均一に広げて、105℃、2時間、−0.07MPaで減圧乾燥させ、乾燥後の水分散体の重量を測定し、次式により固形分濃度(重量%)を求めた。
固形分濃度(%)=(乾燥後の水分散体の重量/乾燥前の水分散体の重量)×100
In the following production examples, examples and comparative examples, “parts” and “%” are “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified.
In the following production examples, examples and comparative examples, “parts” and “%” are “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified. The weight average molecular weight of the polymer was measured by the following method.
(1) Method for measuring weight average molecular weight of polymer Gel chromatography using N, N-dimethylformamide containing 60 mmol / L phosphoric acid and 50 mmol / L lithium bromide as a solvent [GPC apparatus manufactured by Tosoh Corporation (HLC-8120GPC), a column manufactured by Tosoh Corporation (TSK-GEL, α-M × 2), flow rate: 1 mL / min], using polystyrene as a standard substance.
(2) Measurement of average particle diameter As described above, the particle diameter is measured by a laser particle analysis system ELS-8000 (cumulant analysis) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The measurement conditions are a temperature of 25 ° C., an angle between incident light and a detector of 90 °, and an integration count of 100. The refractive index of water (1.333) is input as the refractive index of the dispersion solvent. The measured concentration is 5 × 10 −3 wt%.
(3) Measurement of solid content concentration 1 g of an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment and 10 g of sodium sulfate (sodium nitrate) are uniformly mixed and spread evenly on an evaporating dish 10.5 cm 2 at 105 ° C. for 2 hours. , And dried under reduced pressure at −0.07 MPa, the weight of the aqueous dispersion after drying was measured, and the solid content concentration (% by weight) was determined by the following formula.
Solid content concentration (%) = (weight of water dispersion after drying / weight of water dispersion before drying) × 100

製造例1(ポリマーの製造)
反応容器内に、メチルエチルケトン20部及び重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.03部、表1に示す各モノマーの200部の10%を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下ロートに、表1に示すモノマーの残りの90%を仕込み、前記重合連鎖移動剤0.27部、メチルエチルケトン60部及びラジカル重合開始剤(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)1.2部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら65℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を3時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から65℃で2時間経過後、前記ラジカル重合開始剤0.3部をメチルエチルケトン5部に溶解した溶液を加え、更に65℃で2時間、70℃で2時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。結果を表1に示す。
Production Example 1 (Production of polymer)
In a reaction vessel, 20 parts of methyl ethyl ketone, 0.03 part of a polymerization chain transfer agent (2-mercaptoethanol), and 10% of 200 parts of each monomer shown in Table 1 were mixed and thoroughly replaced with nitrogen gas. A mixed solution was obtained.
On the other hand, the remaining 90% of the monomers shown in Table 1 were charged into a dropping funnel, and 0.27 part of the polymerization chain transfer agent, 60 parts of methyl ethyl ketone and a radical polymerization initiator (2,2′-azobis (2,4-dimethyl) were added. Valeronitrile), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: V-65) 1.2 parts were added and mixed, followed by sufficient nitrogen gas substitution to obtain a mixed solution.
Under a nitrogen atmosphere, the mixed solution in the reaction vessel was heated to 65 ° C. while stirring, and the mixed solution in the dropping funnel was gradually dropped over 3 hours. After 2 hours at 65 ° C. from the end of dropping, a solution obtained by dissolving 0.3 part of the radical polymerization initiator in 5 parts of methyl ethyl ketone was added, and further aged at 65 ° C. for 2 hours and 70 ° C. for 2 hours to obtain a polymer solution. It was. The results are shown in Table 1.

Figure 0005320039
Figure 0005320039

なお、表1に示す化合物の詳細は、以下のとおりである。
(b)スチレンマクロマー:東亜合成株式会社製、商品名:AS−6(S)、数平均分子量:6000、重合性官能基:メタクロイルオキシ基、固形分濃度50%
(d)ポリエチレングリコールモノメタクリレート:新中村化学工業株式会社製、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−エチルへキシル基
The details of the compounds shown in Table 1 are as follows.
(B) Styrene macromer: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name: AS-6 (S), number average molecular weight: 6000, polymerizable functional group: methacryloyloxy group, solid content concentration 50%
(D) Polyethylene glycol monomethacrylate: manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name: NK ester EH-4E, average number of moles of ethylene oxide added = 4, terminal: 2-ethylhexyl group

実施例1
(1)顔料を含有するポリマー粒子の水分散体の製造
製造例1で得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られたポリマー25部をメチルエチルケトン70部に溶かし、その中に中和剤(5N水酸化ナトリウム溶液)6.7部(中和度75%)及びイオン交換水230部加えて塩生成基を中和し、これに更に顔料(C.I.ピグメントブラック7、キャボットスペシャルティケミカルズ社製、商品名:Monarch880)75部を加え、プライミクス株式会社製、TKロボミックス(商品名)+TKホモディスパー2.5型を用いて回転数8000/分で60分間分散し、さらに、マイクロフルイダイザー(Microfluidics 社製、商品名)で180MPaの圧力で10パス分散処理した。
得られた分散液に、イオン交換水250部を加えて攪拌した後、減圧下で60℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去し、原液分散体(固形分濃度25%)を得た。
得られた原液分散体を、日立工機株式会社製の冷却遠心分離機「himacCR22G」及びロータ(R12A 半径15.1cm)を用い、同社製遠心沈降管500PAボトルに300g入れて、12000回転/分で遠心加速度24300Gをかけ、この状態で30分間保持(12150G・hr)した。
遠心分離処理後、5分以内に、遠心沈降管内の分散液の液面を乱さないように遠心分離機及びロータから取り出し、液面の上部から水分散体を180gだけ分取した(液面から61重量%)。このとき、分取せずに廃棄した分散液は115gであり、さらに、遠心沈降管の底部に付着した沈殿成分は5gであった。
分取した分散液を5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ(テルモ株式会社製)で濾過したのちに適宜イオン交換水で希釈して固形分濃度が20%になるように調整し、顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得た。
Example 1
(1) Production of aqueous dispersion of polymer particles containing pigment 25 parts of a polymer obtained by drying the polymer solution obtained in Production Example 1 under reduced pressure was dissolved in 70 parts of methyl ethyl ketone, and a neutralizer (5N 6.7 parts (sodium hydroxide solution) (neutralization degree 75%) and 230 parts ion-exchanged water are added to neutralize the salt-forming groups, and further pigment (CI Pigment Black 7, manufactured by Cabot Specialty Chemicals) , Trade name: Monarch880), 75 parts, TK Robotics (trade name) + TK homodisper 2.5 type, manufactured by Primix Co., Ltd., and dispersed for 60 minutes at a rotational speed of 8000 / min, and a microfluidizer ( For 10 passes at a pressure of 180 MPa.
After adding 250 parts of ion-exchanged water to the obtained dispersion and stirring, methyl ethyl ketone was removed at 60 ° C. under reduced pressure, and a part of the water was removed to obtain a stock solution dispersion (solid content concentration 25%). Obtained.
Using the cooling centrifuge “himacCR22G” manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd. and a rotor (R12A radius: 15.1 cm), 300 g of the obtained undiluted dispersion is put into a 500 PA bottle made by the same company at 12000 rpm. A centrifugal acceleration of 24300G was applied, and this state was maintained for 30 minutes (12150 G · hr).
Within 5 minutes after the centrifugal separation treatment, the dispersion liquid in the centrifugal sedimentation tube is taken out from the centrifuge and the rotor so as not to disturb the liquid, and 180 g of the aqueous dispersion is separated from the top of the liquid surface (from the liquid surface). 61% by weight). At this time, the dispersion liquid discarded without separation was 115 g, and the precipitation component adhering to the bottom of the centrifugal settling tube was 5 g.
The separated dispersion was filtered with a 25 mL needleless syringe (Terumo Corporation) equipped with a 5 μm filter (acetylcellulose membrane, outer diameter: 2.5 cm, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) and then ion exchanged as appropriate. Dilution with water was made so that the solid content concentration was 20%, and an aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment was obtained.

(2)水系インクの調製
上記(1)で得られた顔料を含有するポリマー粒子の水分散体25部、グリセリン7部、トリエチレングリコール7部、トリメチロールプロパン5部、アセチレノールE100(川研ファインケミカル株式会社製、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのエチレンオキシド10モル付加物)0.5部、イオン交換水55.5部を混合して本発明のインクジェット記録用水系インクを得た。得られたインクは、1.2μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジで濾過して、物性を評価した。
(2) Preparation of water-based ink 25 parts of an aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment obtained in the above (1), 7 parts of glycerin, 7 parts of triethylene glycol, 5 parts of trimethylolpropane, acetylenol E100 (Kawaken Fine Chemical) 2 parts of ethylene oxide 10 mol adduct of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol) and 55.5 parts of ion-exchanged water were mixed. An aqueous ink for inkjet recording was obtained. The obtained ink was filtered with a 25-mL needleless syringe equipped with a 1.2 μm filter (acetylcellulose membrane, outer diameter: 2.5 cm, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) to evaluate physical properties.

実施例2
実施例1(1)において、遠心分離後、液面の上部から水分散体を150gだけ分取した以外は実施例1と同様にして、固形分濃度が20%の顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得た(液面から51重量%)。このとき廃棄した分散液は145gであり、さらに、遠心沈降管の底部に付着した沈殿成分は5gであった。
得られた顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を用いて、実施例1(2)と同様にして水系インクを得た。
Example 2
In Example 1 (1), after centrifugation, polymer particles containing a pigment having a solid content concentration of 20% were obtained in the same manner as in Example 1 except that only 150 g of the aqueous dispersion was collected from the upper part of the liquid surface. An aqueous dispersion was obtained (51% by weight from the liquid level). The dispersion liquid discarded at this time was 145 g, and the precipitation component adhering to the bottom of the centrifugal settling tube was 5 g.
A water-based ink was obtained in the same manner as in Example 1 (2) using the obtained aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment.

実施例3
実施例1において、日立工機株式会社製の冷却遠心分離機「himacCR22G」及びロータ(R12A、半径15.1cm)の代わりに、タナベウェルテック株式会社製BS−20型、を用い、20kgの分散液に15、000Gをかけ、この状態で60分間保持(15000G・hr)し、その後液面の上部から水分散体を12.2kgだけ分取する(液面から63.5重量%)。
尚、本装置は連続式の遠心分離装置であるため、20kgの分散液はバスケット内の滞留時間が60分となるように徐々に供給され、また分取もそれにつれて連続的に行われる。
このとき、分取せずに廃棄した分散液は7.0kgであり、さらに、遠心沈降管の底部に付着した沈殿成分は0.8kgであった。
この分取した分散液12.2kgを5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ(テルモ株式会社製)で濾過したのちに適宜イオン交換水で希釈して固形分濃度が20%になるように調整し、顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得た。
Example 3
In Example 1, instead of the cooling centrifuge “himacCR22G” manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd. and the rotor (R12A, radius 15.1 cm), Tanabe Weltech Co., Ltd. BS-20 type was used, and 20 kg dispersion was performed. 15,000 G is applied to the liquid, and this state is maintained for 60 minutes (15000 G · hr), and then 12.2 kg of the aqueous dispersion is taken from the top of the liquid level (63.5 wt% from the liquid level).
Since this apparatus is a continuous centrifugal separator, 20 kg of the dispersion liquid is gradually supplied so that the residence time in the basket is 60 minutes, and fractionation is continuously performed accordingly.
At this time, the dispersion liquid discarded without separation was 7.0 kg, and the precipitation component adhering to the bottom of the centrifugal sedimentation tube was 0.8 kg.
12.2 kg of the separated dispersion was filtered with a 25 mL needleless syringe (Terumo Corporation) with a 5 μm filter (acetylcellulose membrane, outer diameter: 2.5 cm, manufactured by Fujifilm Corporation). Was appropriately diluted with ion-exchanged water to adjust the solid content concentration to 20% to obtain an aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment.

比較例1
実施例1(1)において、遠心分離後、分散液295g全てを分取した以外は実施例1と同様にして、固形分濃度が20%の、顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得た。このとき遠心沈降管の底部に付着した沈殿成分は5gであった。
得られた顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を用いて、実施例1(2)と同様にして水系インクを得た。
比較例2
実施例1(1)において、遠心分離後、液面の上部から分散液を240gだけ分取した以外は実施例1と同様にして、固形分濃度が20%の、顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得た(液面から81重量%)。このとき廃棄した水分散液は55gであり、さらに、遠心沈降管の底部に付着した沈殿成分は5gであった。
得られた顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を用いて、実施例1(2)と同様にして水系インクを得た。
Comparative Example 1
In Example 1 (1), an aqueous dispersion of pigment-containing polymer particles having a solid content concentration of 20% was obtained in the same manner as in Example 1 except that all 295 g of the dispersion was fractionated after centrifugation. It was. At this time, the precipitation component adhering to the bottom of the centrifugal settling tube was 5 g.
A water-based ink was obtained in the same manner as in Example 1 (2) using the obtained aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment.
Comparative Example 2
In Example 1 (1), the polymer particles containing pigment having a solid content concentration of 20% were obtained in the same manner as in Example 1 except that only 240 g of the dispersion was collected from the upper part of the liquid surface after centrifugation. An aqueous dispersion was obtained (81% by weight from the liquid level). The amount of the aqueous dispersion discarded at this time was 55 g, and the amount of the precipitated component adhering to the bottom of the centrifugal settling tube was 5 g.
A water-based ink was obtained in the same manner as in Example 1 (2) using the obtained aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment.

比較例3
実施例1において、遠心分離操作を7000回転/分として遠心加速度8270Gをかけ、この状態で30分間保持(4135G・hr)した。
30分経過後、遠心沈降管内の分散液の液面を乱さないように遠心分離機及びロータから取り出し、液面の上部から分散液を180gだけ分取した以外は実施例1と同様にして、固形分濃度が20%の、顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を得た(液面から60重量%)。このとき、分取せずに廃棄した分散液は119gであり、さらに、遠心沈降管の底部に付着した沈殿成分は1gであった。
得られた顔料を含有するポリマー粒子の水分散体を用いて、実施例1(2)と同様にして水系インクを得た。
Comparative Example 3
In Example 1, a centrifugal operation was performed at 7000 rpm, a centrifugal acceleration of 8270G was applied, and this state was maintained for 30 minutes (4135 G · hr).
After 30 minutes, take out from the centrifuge and the rotor so as not to disturb the liquid level of the dispersion in the centrifugal sedimentation tube, in the same manner as in Example 1 except that only 180 g of the dispersion was collected from the top of the liquid level. An aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment having a solid content concentration of 20% was obtained (60% by weight from the liquid level). At this time, 119 g of the dispersion liquid discarded without separation was 1 g, and further, 1 g of the precipitated component adhering to the bottom of the centrifugal settling tube was 1 g.
A water-based ink was obtained in the same manner as in Example 1 (2) using the obtained aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment.

上記の実施例及び比較例で得られた水系インクの吐出性を次の方法で評価した。結果を表2に示す。
(吐出性の評価)
調製した水系インクを市販のサーマル方式インクジェットプリンター(キヤノン株式会社製、商品名PIXUS iP3500)を用い、普通紙(ゼロックス社製、商品名4200)に10枚ベタ印字して、10枚目の印字状態を観察し、以下の4段階の基準で評価した。
4:スジやムラが全くない
3:スジやムラがほとんどない
2:スジはないがムラの発生が認められる
1:スジがある
なお、「スジ」とはインクが印字されていない部分をいい、「ムラ」とはインクは印字されているが濃度が薄くなっている部分をいう。
The ejection properties of the water-based inks obtained in the above examples and comparative examples were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 2.
(Evaluation of ejectability)
Using the commercially available thermal ink jet printer (trade name: PIXUS iP3500, manufactured by Canon Inc.), 10 sheets of the prepared water-based ink were printed on plain paper (product name: 4200, manufactured by Xerox Co., Ltd.). Was evaluated and evaluated according to the following four criteria.
4: No streak or unevenness 3: No streak or unevenness 2: No streak but unevenness is observed 1: There is a streak Note that “streak” refers to the portion where ink is not printed, “Unevenness” means a portion where ink is printed but the density is low.

Figure 0005320039
Figure 0005320039

表2から、実施例1〜3の水系インクは、比較例1〜3の水系インクに比べて吐出性が優れており、インクジェット印刷に適していることが分かる。   From Table 2, it can be seen that the water-based inks of Examples 1 to 3 have excellent ejection properties compared to the water-based inks of Comparative Examples 1 to 3, and are suitable for inkjet printing.

本発明で用いられる無孔壁バスケット型遠心分離機の無孔壁バスケットの一例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example of the non-perforated wall basket of the non-perforated wall basket type centrifuge used by this invention. 本発明で用いられる無孔壁バスケット型遠心分離機の無孔壁バスケットの内壁に仕切板が配設されたときの一例を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example when the partition plate is arrange | positioned by the inner wall of the non-porous wall basket of the non-porous wall basket type centrifuge used by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:無孔壁バスケット
2:分散液
3:沈殿成分
4:液分取り出しパイプ
5:仕切板
6:モータ
1: Non-perforated wall basket 2: Dispersion liquid 3: Precipitating component 4: Liquid removal pipe 5: Partition plate 6: Motor

Claims (5)

下記工程(1)及び(2)を有するサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法。
工程(1):顔料を含有するポリマー粒子の水分散体であって、該ポリマー粒子の平均粒径が90〜150nmであり、固形分濃度が10〜30重量%である水分散体を、遠心加速度が12,000〜30,000Gであり、遠心加速度と遠心分離時間との積が7,000〜90,000G・hrである条件下で、分散液と沈殿成分とに遠心分離する工程
工程(2):工程(1)で得られた分散液の液面から、分散液量の70重量%以内の量を分取した後、濾過して、サーマルインクジェット記録用水分散体を得る工程
The manufacturing method of the water dispersion for thermal inkjet recording which has the following process (1) and (2).
Step (1): An aqueous dispersion of polymer particles containing a pigment , wherein the aqueous dispersion has an average particle size of 90 to 150 nm and a solid content of 10 to 30% by weight. A step of centrifuging into a dispersion and a precipitation component under conditions where the acceleration is 12,000 to 30,000 G and the product of centrifugal acceleration and centrifugation time is 7,000 to 90,000 G · hr. 2): A step of separating an amount of 70% by weight or less of the amount of the dispersion from the surface of the dispersion obtained in step (1) and then filtering to obtain an aqueous dispersion for thermal ink jet recording.
ポリマー粒子を構成するポリマーが、塩生成基含有モノマー(a)由来の構成単位と、(メタ)アクリル酸エステル系マクロマー(b)由来の構成単位、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル又はアリールエステル(c)由来の構成単位、及び下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸のアルカンジイルオキシドエステル(d)由来の構成単位から選ばれる1種以上の構成単位とから本質的になる、請求項1に記載のサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法。
CH2=C(R1)COO(R2O)q3 (1)
(式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数2又は3の炭化水素基、R3は水素原子又は炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を示し、qは平均付加モル数を示し1〜60の数である。)
The polymer constituting the polymer particles is a structural unit derived from the salt-forming group-containing monomer (a), a structural unit derived from the (meth) acrylic ester-based macromer (b), an alkyl ester or aryl ester of (meth) acrylic acid ( It consists essentially of a structural unit derived from c) and one or more structural units selected from structural units derived from alkanediyl oxide ester (d) of (meth) acrylic acid represented by the following general formula (1). A method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording according to claim 1.
CH 2 = C (R 1 ) COO (R 2 O) q R 3 (1)
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrocarbon group having 2 or 3 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, q represents the average number of moles added and is a number from 1 to 60.)
工程(1)における顔料を含有するポリマー粒子の水分散体の固形分濃度が10〜30重量%である、請求項1又は2に記載のサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法。   The method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording according to claim 1 or 2, wherein the solid content concentration of the aqueous dispersion of polymer particles containing the pigment in the step (1) is 10 to 30% by weight. 無孔壁バスケット型遠心分離機を用いて遠心分離する、請求項1〜3のいずれかに記載のサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法。   The manufacturing method of the water dispersion for thermal inkjet recording in any one of Claims 1-3 which centrifuges using a non-porous wall basket type centrifuge. 工程(1)において、分散液が85重量%以上、沈殿成分が15重量%未満になるように遠心分離する、請求項1〜4のいずれかに記載のサーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法。The method for producing an aqueous dispersion for thermal ink jet recording according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step (1), the dispersion is centrifuged so that the dispersion is 85% by weight or more and the precipitation component is less than 15% by weight.
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