JP7423175B2 - Aqueous pigment dispersion and method for producing an aqueous pigment dispersion - Google Patents
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Description
本発明は、水性顔料分散体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an aqueous pigment dispersion and a method for producing the same.
インクジェット記録方式で使用されるインクには、粘度が低く、長時間使用されなくとも沈澱や凝集が生じず、インクジェットプリンターのヘッドの先端部及びインク流路内で詰まりにくく、かつ、光学濃度が高く印字品質に優れた印刷物を製造できるものが求められる。 The ink used in the inkjet recording method has a low viscosity, does not precipitate or aggregate even if it is not used for a long time, does not clog easily at the tip of the inkjet printer head and in the ink flow path, and has a high optical density. There is a need for something that can produce printed matter with excellent print quality.
前記インクとしては、例えば着色剤として顔料を用いるインクジェット記録用水系インクにおいて、そのインク中に溶解している１２０～４００ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有する樹脂が、酸価×中和度が１１０以上でかつ、１．０当量未満に中和されていることを特徴とするインクジェット記録用インク組成物が知られている（例えば特許文献１参照）。 As for the ink, for example, in an aqueous inkjet recording ink using a pigment as a colorant, a resin having an acid value of 120 to 400 mgKOH/g dissolved in the ink has an acid value x neutralization degree of 110 or more. Further, an inkjet recording ink composition characterized in that the ink composition is neutralized to less than 1.0 equivalent is known (see, for example, Patent Document 1).
しかし、前記インク組成物は、普通紙に印刷した際に、普通紙の内部まで浸透しやすいため、印刷物の光学濃度が低下する場合があった。 However, when the ink composition is printed on plain paper, it tends to penetrate into the inside of the plain paper, so that the optical density of the printed matter may decrease.
また、前記インクとしては、顔料とポリマー分散体と、特定の塩基性化合物とを混合し、分散処理して顔料分散液を得ることを特徴とする顔料分散液が知られている（例えば特許文献２参照。）。 Further, as the ink, a pigment dispersion is known, which is characterized in that a pigment, a polymer dispersion, and a specific basic compound are mixed and subjected to dispersion treatment to obtain a pigment dispersion (for example, Patent Document (See 2).
しかし、前記顔料分散液を用いて得たインクは、依然として普通紙に印刷した際の発色性の低下が生じるという課題があった。 However, the ink obtained using the pigment dispersion still has a problem in that the color development property decreases when printed on plain paper.
本発明が解決しようとする課題は、普通紙に印刷した場合に発色性に優れた印刷物の製造に使用可能な水性顔料分散体を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an aqueous pigment dispersion that can be used to produce printed matter with excellent color development when printed on plain paper.
本発明者らは、普通紙に対する発色性を得るためには、インクが紙に着弾した直後に顔料分散性を急激に低下させて顔料の普通紙への浸透速度を下げ、普通紙の浅い部分（インクが着弾した面に近い部分）に顔料を固着させることが効果的ではないかと推定し、鋭意検討を行った。 The present inventors believe that in order to obtain color development on plain paper, the pigment dispersibility is rapidly lowered immediately after the ink lands on the paper to reduce the penetration speed of the pigment into the plain paper, and the ink is applied to shallow areas of the plain paper. We presumed that it would be effective to fix the pigment to the area close to the surface where the ink landed, and conducted extensive research.
その結果、特定範囲の酸価を有する重合体（Ａ）を選択し、その中和に使用する塩基性化合物として特定のものを選択し、かつ、中和率を一定の割合以上に設定した場合に、上記課題を解決できることを見出した。 As a result, when a polymer (A) having an acid value within a specific range is selected, a specific basic compound is selected as the basic compound used for neutralization, and the neutralization rate is set to a certain level or higher. We have found that the above problems can be solved.
すなわち、本発明は、酸価４０～１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの重合体（Ａ）と水性媒体とを含有する水性顔料分散体であって、前記重合体（Ａ）が有する酸基は、アルカリ金属化合物（Ｂ）によって中和された構造を有し、下記式によって算出される中和率が１００％超であることを特徴とする水性顔料分散体に関するものである。
中和率（％）＝［｛アルカリ金属化合物（Ｂ）の合計質量（ｇ）×５６．１１×１０００｝／｛重合体（Ａ）の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）×（アルカリ金属化合物（Ｂ）の当量）×重合体の質量（ｇ）｝］×１００
That is, the present invention provides an aqueous pigment dispersion containing a polymer (A) having an acid value of 40 to 120 mgKOH/g and an aqueous medium, wherein the acid group of the polymer (A) is an alkali metal compound ( This invention relates to an aqueous pigment dispersion having a structure neutralized by B) and having a neutralization rate calculated by the following formula of more than 100%.
Neutralization rate (%) = [{total mass (g) of alkali metal compound (B) x 56.11 x 1000}/{acid value of polymer (A) (mgKOH/g) x (alkali metal compound (B) ) x mass of polymer (g)}] x 100
本発明の水性顔料分散体は、優れた分散性および保存安定性を維持でき、かつ、普通紙に印刷した場合に発色性に優れた印刷物の製造に使用可能なインクの製造に使用することができる。 The aqueous pigment dispersion of the present invention can maintain excellent dispersibility and storage stability, and can be used to produce inks that can be used to produce printed matter with excellent color development when printed on plain paper. can.
本発明の水性顔料分散体は、酸価４０～１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの重合体（Ａ）と水性媒体とを含有する水性顔料分散体であって、前記重合体（Ａ）が有する酸基は、アルカリ金属化合物（Ｂ）によって中和された構造を有し、下記式によって算出される中和率が１００％超であることを特徴とする。
中和率（％）＝［｛アルカリ金属化合物（Ｂ）の合計質量（ｇ）×５６．１１×１０００｝／｛重合体（Ａ）の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）×（アルカリ金属化合物（Ｂ）の当量）×重合体の質量（ｇ）｝］×１００
ここで、水性顔料分散体とは、顔料が水等の溶媒に分散した状態のものを指す。前記水性顔料分散体は、水性顔料インクを製造する際に使用する材料、または、水性顔料インクそのものを指す。
The aqueous pigment dispersion of the present invention is an aqueous pigment dispersion containing a polymer (A) having an acid value of 40 to 120 mgKOH/g and an aqueous medium, wherein the acid group of the polymer (A) is alkali. It is characterized by having a structure neutralized by the metal compound (B), and having a neutralization rate calculated by the following formula of more than 100%.
Neutralization rate (%) = [{total mass (g) of alkali metal compound (B) x 56.11 x 1000}/{acid value of polymer (A) (mgKOH/g) x (alkali metal compound (B) ) x mass of polymer (g)}] x 100
Here, the aqueous pigment dispersion refers to a state in which a pigment is dispersed in a solvent such as water. The aqueous pigment dispersion refers to the material used when manufacturing the aqueous pigment ink, or the aqueous pigment ink itself.
（重合体（Ａ））
本発明の水性顔料分散体に含まれる重合体（Ａ）としては、酸価４０～１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの重合体のうち、前記重合体が有する酸基がアルカリ金属化合物（Ｂ）によって中和された構造を有するもの（中和物）を使用する。その際、前記重合体（Ａ）としては、下記式によって算出される中和率が１００％を超えるものを使用することが、水性顔料分散体中における顔料の優れた分散性と、普通紙に印刷した際の高発色性とを両立するうえで必須である。
(Polymer (A))
The polymer (A) contained in the aqueous pigment dispersion of the present invention is a polymer having an acid value of 40 to 120 mgKOH/g, the acid group of which is neutralized by the alkali metal compound (B). Use something with a certain structure (neutralized product). In this case, as the polymer (A), it is recommended to use a polymer with a neutralization rate calculated by the following formula exceeding 100% because of the excellent dispersibility of the pigment in the aqueous pigment dispersion and the ability to be used on plain paper. This is essential for achieving both high color development when printed.
前記重合体（Ａ）としては、例えば後述する顔料の分散樹脂としてはたらくものを使用する。 As the polymer (A), for example, one that functions as a pigment dispersion resin, which will be described later, is used.
前記重合体（Ａ）としては、例えば芳香族環式構造または複素環式構造を有するものを使用することができる。 As the polymer (A), for example, one having an aromatic cyclic structure or a heterocyclic structure can be used.
前記芳香族環式構造または複素環式構造としては、後述する芳香族環式構造を有する単量体または複素環式構造を有する単量体を使用することによって前記重合体（Ａ）に導入される環構造が挙げられる。 The aromatic cyclic structure or heterocyclic structure is introduced into the polymer (A) by using a monomer having an aromatic cyclic structure or a monomer having a heterocyclic structure, which will be described later. Examples include ring structures.
前記環構造としては、ベンゼン環構造を使用することが好ましく、スチレン由来の環構造であることがより好ましい。 As the ring structure, a benzene ring structure is preferably used, and a styrene-derived ring structure is more preferable.
前記芳香族環式構造または複素環式構造は、前記重合体（Ａ）の疎水性を高め、顔料への吸着性を高め、その結果、水性顔料分散体中における顔料の優れた分散性を得ることができる。 The aromatic cyclic structure or heterocyclic structure increases the hydrophobicity of the polymer (A) and increases its adsorption to the pigment, resulting in excellent dispersibility of the pigment in the aqueous pigment dispersion. be able to.
前記重合体（Ａ）が有する酸価は、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基に由来する酸価である。 The acid value that the polymer (A) has is an acid value derived from acid groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, and phosphoric acid groups.
前記酸価は、６０～１２０ｍｇＫＯＨ／ｍｇの範囲であることが好ましく、８０～１２０ｍｇＫＯＨ／ｍｇの範囲であることが、分散性および保存安定性をより一層向上でき、かつ、普通紙へ印刷した際の発色性をより一層向上させることができるためより好ましい。 The acid value is preferably in the range of 60 to 120 mgKOH/mg, and the range of 80 to 120 mgKOH/mg can further improve dispersibility and storage stability, and when printed on plain paper. It is more preferable because it can further improve the color development.
なお、上記酸価は、日本工業規格「Ｋ００７０：１９９２． 化学製品の酸価、けん化価、エステル価、よう素価、水酸基価及び不けん化物の試験方法」に従って測定された数値であり、未中和の重合体（Ａ）１ｇを完全に中和するのに必要な水酸化カリウムの量（ｍｇ）である。 The above acid value is a value measured in accordance with the Japanese Industrial Standards "K0070:1992. Testing methods for acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and unsaponifiable substances of chemical products", and unsaponifiables. This is the amount (mg) of potassium hydroxide required to completely neutralize 1 g of the neutralizing polymer (A).
前記重合体（Ａ）としては、各種単量体をラジカル重合することによって得られた重合体を使用することができる。 As the polymer (A), polymers obtained by radical polymerization of various monomers can be used.
前記単量体としては、前記重合体（Ａ）に芳香族環式構造を導入する場合であれば芳香族環式構造を有する単量体を使用することができ、複素環式構造を導入する場合であれば複素環式構造を有する単量体を使用することができる。 As the monomer, a monomer having an aromatic cyclic structure can be used if an aromatic cyclic structure is introduced into the polymer (A), and a monomer having an aromatic cyclic structure can be used. Monomers having a heterocyclic structure can be used if necessary.
前記芳香族環式構造を有する単量体としては、例えばスチレン、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシロキシスチレン、ｏ－メチルスチレン、ｐ－メチルスチレン、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルスチレン、ｐ－ｔｅｒｔ－ブトキシスチレン、ｍ－ｔｅｒｔ－ブトキシスチレン、ｐ－ｔｅｒｔ－（１－エトキシメチル）スチレン、ｍ－クロロスチレン、ｐ－クロロスチレン、ｐ－フロロスチレン、α－メチルスチレン、ｐ－メチル－α－メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等を使用することができる。 Examples of the monomer having an aromatic ring structure include styrene, p-tert-butyldimethylsiloxystyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-tert-butoxystyrene, m-tert-butoxystyrene, p-tert-(1-ethoxymethyl)styrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-fluorostyrene, α-methylstyrene, p-methyl-α-methylstyrene, vinylnaphthalene , vinylanthracene, etc. can be used.
前記複素環式構造を有する単量体としては、例えば２－ビニルピリジン、４－ビニルピリジン等のビニルピリジン系単量体を使用することができる。 As the monomer having the heterocyclic structure, for example, vinylpyridine monomers such as 2-vinylpyridine and 4-vinylpyridine can be used.
前記重合体（Ａ）として芳香族環式構造及び複素環式構造の両方を有するものを使用する場合、前記単量体として、芳香族環式構造を有する単量体及び複素環式構造を有する単量体を組合せ使用することができる。 When the polymer (A) has both an aromatic cyclic structure and a heterocyclic structure, the monomer has an aromatic cyclic structure and a heterocyclic structure. Combinations of monomers can be used.
本発明の水性顔料分散体としては、芳香族環式構造を有する重合体を使用することが好ましいことから、前記単量体としても芳香族環式構造を有する単量体を使用することが好ましく、スチレン、α－メチルスチレン、ｔｅｒｔ－ブチルスチレンを使用することがより好ましい。 Since it is preferable to use a polymer having an aromatic cyclic structure in the aqueous pigment dispersion of the present invention, it is also preferable to use a monomer having an aromatic cyclic structure as the monomer. It is more preferable to use , styrene, α-methylstyrene, and tert-butylstyrene.
前記芳香族環式構造または複素環式構造を有する単量体は、顔料への吸着性をより一層高めるうえで、前記単量体の全量に対して６０質量％～９５質量％の範囲で使用することが好ましい。 The monomer having an aromatic cyclic structure or a heterocyclic structure is used in a range of 60% by mass to 95% by mass based on the total amount of the monomer in order to further increase adsorption to the pigment. It is preferable to do so.
前記重合体（Ａ）のうち、前記重合体（Ａ）の製造に使用する単量体成分の全量に対する前記芳香族環式構造または複素環式構造を有する単量体の使用比率が６０質量％以上である重合体は、顔料に吸着しやすいため、得られる水性顔料分散体の分散性および保存安定性をより一層向上させることができる。 Of the polymer (A), the usage ratio of the monomer having the aromatic cyclic structure or heterocyclic structure is 60% by mass based on the total amount of monomer components used for producing the polymer (A). Since the above polymers are easily adsorbed to pigments, the dispersibility and storage stability of the resulting aqueous pigment dispersion can be further improved.
また、前記水性顔料分散体を用いて得られるインクジェット記録用水性インクは、普通紙への印刷特性に優れ、発色濃度が高くなる傾向があり、耐水特性も良好となる傾向がある。 Furthermore, the aqueous inkjet recording ink obtained using the aqueous pigment dispersion has excellent printing properties on plain paper, tends to have high color density, and tends to have good water resistance.
前記重合体（Ａ）のうち、前記重合体（Ａ）の製造に使用する単量体成分の全量に対する前記芳香族環式構造または複素環式構造を有する単量体の使用比率が９５質量％以下である重合体、前記重合体で被覆された顔料の水性媒体に対する分散性を良好に維持することができ、水性顔料分散体における分散安定性を向上させることができる。 Of the polymer (A), the usage ratio of the monomer having an aromatic cyclic structure or a heterocyclic structure is 95% by mass based on the total amount of monomer components used for producing the polymer (A). The following polymers can maintain good dispersibility of a pigment coated with the polymer in an aqueous medium, and can improve dispersion stability in an aqueous pigment dispersion.
上記したように前記芳香族環式構造または複素環式構造を有する単量体の使用量が、前記単量体の全量に対して６０～９５質量％である重合体（Ａ）は、非常に疎水性の高い重合体である。疎水性の高い重合体は、水中での顔料表面との親和性が高くなる。これにより、顔料に吸着する前記重合体（Ａ）の量が増加し、顔料に吸着しない余剰の前記重合体（Ａ）の量は減ると推定される。その結果、分散性と保存安定性を維持するための前記重合体（Ａ）量を減じることが可能となり、顔料粒子の普通紙への浸透速度を下げる事で普通紙での発色性向上効果が奏される。 As mentioned above, the polymer (A) in which the amount of the monomer having the aromatic cyclic structure or the heterocyclic structure used is 60 to 95% by mass based on the total amount of the monomers is very It is a highly hydrophobic polymer. A highly hydrophobic polymer has a high affinity with the pigment surface in water. It is estimated that this increases the amount of the polymer (A) adsorbed to the pigment and reduces the amount of the surplus polymer (A) that does not adsorb to the pigment. As a result, it is possible to reduce the amount of the polymer (A) needed to maintain dispersibility and storage stability, and by lowering the penetration rate of pigment particles into plain paper, the effect of improving color development on plain paper is achieved. It is played.
また、前記重合体（Ａ）としては、前記した特定範囲の酸価を有する重合体を製造するうえで、前記単量体として酸基を有する単量体を使用することができる。 Further, as the polymer (A), a monomer having an acid group can be used as the monomer in producing a polymer having an acid value within the above-mentioned specific range.
前記酸基を有する単量体としては、例えばカルボキシル基、スルホン酸基またはリン酸基等のアニオン性基を有する単量体を使用することができる。 As the monomer having an acid group, for example, a monomer having an anionic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group can be used.
前記アニオン性基を有する単量体としては、入手しやすく、カルボキシル基を有する単量体を使用することが、より一層優れた顔料分散安定性を備えた水性顔料分散体を得るうえで好ましく、アクリル酸またはメタクリル酸を使用することがより好ましい。 As the monomer having an anionic group, it is preferable to use a monomer having a carboxyl group, which is easily available, in order to obtain an aqueous pigment dispersion with even better pigment dispersion stability. More preferably, acrylic acid or methacrylic acid is used.
前記酸基を有する単量体は、前記重合体（Ａ）の製造に使用する単量体の全量に対して５～２０質量％の範囲で使用することが、前記した所定範囲の酸価を有するラジカル重合体を得るうえで好ましい。 The monomer having an acid group may be used in an amount of 5 to 20% by mass based on the total amount of monomers used in the production of the polymer (A). It is preferable to obtain a radical polymer having the following.
また、前記重合体（Ａ）の製造に使用可能な単量体としては、前記したもの以外に、必要に応じてその他の単量体を使用することができる。 Furthermore, as monomers that can be used for producing the polymer (A), other monomers can be used in addition to those described above, if necessary.
前記その他の単量体としては、例えばメチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、２－エチルブチル（メタ）アクリレート、１，３－ジメチルブチル（メタ）アクリレート、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、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、２－メチルブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、３－エトキシプロピル（メタ）アクリレート、３－エトキシブチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、エチル－α－（ヒドロキシメチル）（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニルエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコール（メタ）アクリレート、トリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、グリセリン（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ（メタ）アクリレート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、酢酸ビニル等を単独または２種以上組合せ使用することができる。なお、上記「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを指す。 Examples of the other monomers include methyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, tert-butyl ( meth)acrylate, 2-ethylbutyl(meth)acrylate, 1,3-dimethylbutyl(meth)acrylate, hexyl(meth)acrylate, 2-ethylhexyl(meth)acrylate, octyl(meth)acrylate, ethyl(meth)acrylate, n -Butyl (meth)acrylate, 2-methylbutyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, 3-ethoxypropyl (meth)acrylate, 3-ethoxybutyl (meth)acrylate , dimethylaminoethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, ethyl-α-(hydroxymethyl)(meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenylethyl (meth)acrylate, diethylene glycol (meth)acrylate, triethylene glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate Acrylate, glycerin (meth)acrylate, bisphenol A (meth)acrylate, dimethyl maleate, diethyl maleate, vinyl acetate, and the like can be used alone or in combination of two or more. Note that the above-mentioned "(meth)acrylate" refers to acrylate or methacrylate.
また、前記重合体（Ａ）としては、前記単量体のラジカル重合によって形成される構造が線状（リニア）である重合体、分岐（グラフト）した構造を有する重合体、架橋した構造を有する重合体を使用することができる。それぞれの重合体において、モノマー配列は特に限定することはなく、ランダム型やブロック型配列の重合体を使用することができる。 In addition, the polymer (A) may include a polymer having a linear structure formed by radical polymerization of the monomer, a polymer having a branched (grafted) structure, and a polymer having a crosslinked structure. Polymers can be used. In each polymer, the monomer arrangement is not particularly limited, and polymers with random or block arrangement can be used.
前記架橋構造を有する重合体は、前記単量体として架橋性官能基を有する単量体を使用することによって製造することができる。 The polymer having the crosslinked structure can be produced by using a monomer having a crosslinkable functional group as the monomer.
前記架橋性官能基を有する単量体としては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングルコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリ（オキシエチレンオキシプロピレン）グリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンのアルキレンオキシド付加物のトリ（メタ）アクリレート等の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート；グリシジル（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン等を使用することができる。 Examples of the monomer having a crosslinkable functional group include ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, and poly(oxyethyleneoxypropylene)glycol di(meth)acrylate. ) Acrylate, poly(meth)acrylate of polyhydric alcohol such as tri(meth)acrylate of alkylene oxide adduct of glycerin; glycidyl(meth)acrylate, divinylbenzene, etc. can be used.
前記重合体（Ａ）としては、前記酸基を有する単量体及び芳香族環式構造または複素環式構造を有する単量体のみを含む単量体成分を重合して得られる重合体を使用することが好ましい。 As the polymer (A), a polymer obtained by polymerizing monomer components containing only the monomer having an acid group and a monomer having an aromatic cyclic structure or a heterocyclic structure is used. It is preferable to do so.
前記重合体（Ａ）としては、前記したなかでも、スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン－（メタ）アクリル酸系エステル－（メタ）アクリル酸重合体等の、スチレン構造単位と（メタ）アクリル酸構造単位とを有する重合体のうち、前記特定範囲の酸価を有するものを使用することが、より一層優れた分散性および保存安定性を備え、普通紙に対する発色性に優れた印刷物を形成可能な水性顔料分散体を得るうえで好ましい。 Among the above-mentioned polymers, the polymer (A) includes a styrene structural unit and ( Among polymers having a meth)acrylic acid structural unit, the use of a polymer having an acid value within the above-mentioned specific range provides even better dispersibility and storage stability, and excellent color development on plain paper. This is preferable for obtaining an aqueous pigment dispersion that can form printed matter.
前記スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体としては、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－メタクリル酸共重合体、スチレン－アクリル酸－メタクリル酸共重合体のいずれも使用できるが、スチレン－アクリル酸－メタクリル酸共重合体を使用することが、前記単量体の共重合性が向上して、重合体の均一性が向上し、その結果、より分散性および保存安定性に優れた顔料分散体が得られるため好ましい。 As the styrene-(meth)acrylic acid copolymer, any of styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, and styrene-acrylic acid-methacrylic acid copolymer can be used. The use of an acid-methacrylic acid copolymer improves the copolymerizability of the monomer and improves the uniformity of the polymer, resulting in a pigment dispersion with better dispersibility and storage stability. It is preferable because the body can be obtained.
前記スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体としては、その製造に使用する単量体の全量に対するスチレンとアクリル酸とメタクリル酸との合計量が８０質量％以上であるものを使用することが好ましく、８５質量％以上がより好ましく、９０質量％以上のものを使用することがさらに好ましい。 As the styrene-(meth)acrylic acid copolymer, it is preferable to use one in which the total amount of styrene, acrylic acid, and methacrylic acid is 80% by mass or more based on the total amount of monomers used for its production. , more preferably 85% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
なお、本発明では、前記ラジカル重合の際の各単量体の重合率（反応率）は、ほぼ同一とし、各単量体の使用割合（仕込み割合）が、ラジカル重合体を構成する各単量体由来の構造単位の割合と同一であるとみなした。 In addition, in the present invention, the polymerization rate (reaction rate) of each monomer during the radical polymerization is approximately the same, and the usage ratio (feeding ratio) of each monomer is determined by each monomer constituting the radical polymer. It was assumed that the proportion of structural units derived from the polymer was the same as that of the structural units derived from the polymer.
前記重合体（Ａ）をラジカル重合法により製造する方法としては、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の方法が挙げられる。その際、必要に応じて公知慣用の重合開始剤、連鎖移動剤（重合度調整剤）、界面活性剤及び消泡剤を使用することができる。 Examples of the method for producing the polymer (A) by radical polymerization include methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization. At that time, known and commonly used polymerization initiators, chain transfer agents (polymerization degree regulators), surfactants, and antifoaming agents can be used as necessary.
重合開始剤としては、例えば、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２’－アゾビスイソブチロニトリル、１，１’－アゾビス（シクロヘキサン－１－カルボニトリル）、ベンゾイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。前記重合開始剤は、前記ラジカル重合体の製造に使用する単量体の全量に対して０．１～１０質量％の範囲で使用することが好ましい。 Examples of the polymerization initiator include 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, and 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile). , benzoyl peroxide, dibutyl peroxide, butyl peroxybenzoate and the like. The polymerization initiator is preferably used in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the total amount of monomers used for producing the radical polymer.
前記スチレン－アクリル酸共重合体としては、リニア重合体、グラフト重合体のどちらも使用することができる。 As the styrene-acrylic acid copolymer, either a linear polymer or a graft polymer can be used.
前記グラフト重合体としては、（メタ）アクリル酸および／またはスチレンとを含む単量体の共重合体が分岐鎖または主鎖を構成し、ポリスチレンやエポキシ、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイド鎖、ビスフェノール、長鎖アルキルなどの疎水性側鎖で構成するグラフト共重合体が挙げられる。スチレン－アクリル酸系重合体は、このグラフト重合体とリニア重合体の混合物であってもよい。 As the graft polymer, a copolymer of monomers containing (meth)acrylic acid and/or styrene constitutes a branched chain or a main chain, and an alkylene oxide chain such as polystyrene, epoxy, ethylene oxide, propylene oxide, etc. Examples include graft copolymers composed of hydrophobic side chains such as , bisphenol, and long-chain alkyl. The styrene-acrylic acid polymer may be a mixture of the graft polymer and the linear polymer.
前記重合体（Ａ）としては、重量平均分子量が２０００～３００００の範囲内であるものを使用することが好ましく、５０００～２００００の範囲内であるものを使用することがより好ましく、８０００～１５０００の範囲内であるものを使用することが特に好ましい。 The polymer (A) preferably has a weight average molecular weight of 2,000 to 30,000, more preferably 5,000 to 20,000, and more preferably 8,000 to 15,000. It is particularly preferred to use those within this range.
重量平均分子量が２０００以上であると、水性顔料分散体の長期保存安定性が良くなる傾向にあり、顔料の凝集などによる沈降が発生しにくい傾向がある。一方、前記スチレン－アクリル酸共重合体の重量平均分子量が３００００以下である水性顔料分散体は、インクジェット記録用インクの吐出安定性をより一層向上させる傾向にある。なお、前記重量平均分子量はＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）法で測定される値であり、標準物質として使用するポリスチレンの分子量に換算した値である。 When the weight average molecular weight is 2000 or more, the long-term storage stability of the aqueous pigment dispersion tends to improve, and sedimentation due to pigment aggregation etc. tends to be less likely to occur. On the other hand, an aqueous pigment dispersion in which the weight average molecular weight of the styrene-acrylic acid copolymer is 30,000 or less tends to further improve the ejection stability of inkjet recording ink. The weight average molecular weight is a value measured by GPC (gel permeation chromatography), and is a value converted to the molecular weight of polystyrene used as a standard substance.
本発明の水性顔料分散体に使用する前記重合体（Ａ）の含有量は、顔料の全量に対する前記重合体（Ａ）の質量割合［重合体（Ａ）の質量／顔料の質量］が好ましくは０．００１～０．３となる範囲で適宜選択できるが、より優れた分散性および保存安定性を備え、かつ、普通紙に対する優れた発色性を備えた水性顔料分散体を得るうえで、０．０１～０．３の範囲で使用することがより好ましく、０．０５～０．２５の範囲で使用することが特に好ましい。 The content of the polymer (A) used in the aqueous pigment dispersion of the present invention is preferably the mass ratio of the polymer (A) to the total amount of the pigment [mass of polymer (A)/mass of pigment]. It can be selected as appropriate within the range of 0.001 to 0.3, but in order to obtain an aqueous pigment dispersion with better dispersibility and storage stability, and excellent color development on plain paper, It is more preferable to use it in the range of .01 to 0.3, and it is especially preferable to use it in the range of 0.05 to 0.25.
顔料の全量に対する前記重合体（Ａ）の質量比率が上記範囲である水性顔料分散体は、前記顔料に対する前記重合体（Ａ）の使用量が少ないため、水中では良好な分散安定性を有するもののインクが紙に着弾する際に受ける大きな刺激により、重合体（Ａ）で分散された顔料は急激に凝集しやすくなると考えられる。凝集した顔料は、普通紙の内部に浸透しにくく普通紙の表面付近に固着されやすくなり、その結果、発色性が向上するのではないかと推定される。 The aqueous pigment dispersion in which the mass ratio of the polymer (A) to the total amount of pigment is within the above range has good dispersion stability in water because the amount of the polymer (A) used relative to the pigment is small. It is thought that the pigment dispersed in the polymer (A) tends to rapidly aggregate due to the large stimulation received when the ink lands on the paper. It is presumed that the aggregated pigments are difficult to penetrate into the inside of the plain paper and are more likely to be fixed near the surface of the plain paper, resulting in improved color development.
（アルカリ金属化合物（Ｂ））
前記重合体（Ａ）が有する酸基は、前記したとおり、アルカリ金属化合物（Ｂ）によって中和される。
(Alkali metal compound (B))
As described above, the acid groups possessed by the polymer (A) are neutralized by the alkali metal compound (B).
前記アルカリ金属化合物（Ｂ）としては、例えばカリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物；カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩；カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属などの炭酸塩；水酸化アンモニウム等の無機系塩基性化合物や、Ｎ，Ｎ－ジメタノールアミンなどのアミノアルコール類、モルホリン、Ｎ－メチルモルホリン、Ｎ－エチルモルホリンなどのモルホリン類、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）ピペラジン、ピペラジンヘキサハイドレートなどのピペラジン等の有機系塩基性化合物を使用することができる。なかでも、前記アルカリ金属化合物（Ｂ）としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムに代表されるアルカリ金属水酸化物を使用することが、水性顔料分散体の低粘度化に寄与し、インクジェット記録用インクの保存安定性及び吐出安定性をより一層向上させるうえで好ましく、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムを使用することが特に好ましい。 Examples of the alkali metal compound (B) include hydroxides of alkali metals such as potassium and sodium; carbonates of alkali metals such as potassium and sodium; carbonates of alkaline earth metals such as calcium and barium; and hydroxides. Inorganic basic compounds such as ammonium, amino alcohols such as N,N-dimethanolamine, morpholines such as morpholine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-(2-hydroxyethyl)piperazine, piperazine Organic basic compounds such as piperazine such as hexahydrate can be used. Among them, as the alkali metal compound (B), use of an alkali metal hydroxide represented by potassium hydroxide, sodium hydroxide, and lithium hydroxide contributes to lowering the viscosity of the aqueous pigment dispersion. It is preferable to further improve the storage stability and ejection stability of the inkjet recording ink, and it is particularly preferable to use potassium hydroxide and sodium hydroxide.
前記酸基の中和率は、未中和樹脂による凝集物の生成を抑制し且つ、分散性を向上するために、１００％超となる範囲で行うことが好ましく、１００％超～１５０％以下の範囲で使用することがより好ましく、１１０％～１３０％の範囲で使用することが、良好な分散性を示し、保存安定性に優れた水性顔料分散体を得るうえで特に好ましい。分散性と保存安定性に優れた水性顔料分散体の使用により、インクジェットプリンターのヘッドの先端部及びインク流路内で詰まりにくくしインク吐出性を確保することができる。 The neutralization rate of the acid groups is preferably carried out in a range of more than 100%, in order to suppress the formation of aggregates due to unneutralized resin and improve dispersibility, and more than 100% to 150% or less. It is more preferable to use it in the range of 110% to 130%, and it is particularly preferable to use it in the range of 110% to 130% in order to obtain an aqueous pigment dispersion that shows good dispersibility and has excellent storage stability. By using an aqueous pigment dispersion with excellent dispersibility and storage stability, it is possible to prevent clogging at the tip of the head of an inkjet printer and in the ink flow path, and to ensure ink ejection performance.
前記アルカリ金属化合物（Ｂ）は、本発明の水性顔料分散体を製造する際に、予め水等の溶媒に溶解または分散等させたものを使用することができる。 The alkali metal compound (B) may be dissolved or dispersed in a solvent such as water in advance when producing the aqueous pigment dispersion of the present invention.
（水性媒体）
本発明の水性顔料分散体において、溶媒としては水及び／または水溶性有機溶媒等の水性媒体を使用する。これらは水単独で使用してもよいし、水と水溶性溶媒からなる混合溶媒でもよい。
(aqueous medium)
In the aqueous pigment dispersion of the present invention, an aqueous medium such as water and/or a water-soluble organic solvent is used as the solvent. These may be used alone or in a mixed solvent consisting of water and a water-soluble solvent.
前記水としては、水、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、前記水としては、紫外線照射または過酸化水素添加等によって滅菌された水を用いることが、水性顔料分散体やそれを使用したインク等を長期保存する場合に、カビまたはバクテリアの発生を防止することができるため好適である。 As the water, pure water such as water, ion exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used. In addition, it is recommended to use water that has been sterilized by ultraviolet irradiation or hydrogen peroxide addition to prevent the growth of mold or bacteria when storing aqueous pigment dispersions or inks using them for long periods of time. This is suitable because it can be done.
前記水性媒体として使用可能な水溶性有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類；メタノール、エタノール、２－プロパノール、２－メチル－１－プロパノール、１－ブタノール、２－メトキシエタノール、等のアルコール類；テトラヒドロフラン、１，４－ジオキサン、１，２－ジメトキシエタン、等のエーテル類；ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチルピロリドン、等のアミド類が挙げられ、とりわけ炭素数が３～６のケトン及び炭素数が１～５のアルコールからなる群から選ばれる化合物を用いるのが好ましい。 Examples of water-soluble organic solvents that can be used as the aqueous medium include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, and methyl isobutyl ketone; methanol, ethanol, 2-propanol, 2-methyl-1-propanol, and -Alcohols such as butanol and 2-methoxyethanol; ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and 1,2-dimethoxyethane; amides such as dimethylformamide and N-methylpyrrolidone; Preferably, a compound selected from the group consisting of ketones having 3 to 6 carbon atoms and alcohols having 1 to 5 carbon atoms is used.
前記水溶性有機溶媒としては、前記したものの他に、粘度の高いエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類；ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、およびこれらと同族のジオールなどのジオール類；ラウリン酸プロピレングリコールなどのグリコールエステル；ジエチレングリコールモノエチル、ジエチレングリコールモノブチル、ジエチレングリコールモノヘキシルの各エーテル、プロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコールエーテル、およびトリエチレングリコールエーテルを含むセロソルブなどのグリコールエーテル類；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、およびこれらと同族のアルコールなどのアルコール類；あるいは、スルホラン；γ－ブチロラクトンなどのラクトン類；Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）ピロリドンなどのラクタム類；グリセリンおよびその誘導体、ポリオキシエチレンベンジルアルコールエーテルなどを湿潤剤として使用することもできる。 Examples of the water-soluble organic solvent include, in addition to those mentioned above, glycols with high viscosity such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol; butanediol, pentanediol, and hexane. Diols and diols such as diols of the same family as these; glycol esters such as propylene glycol laurate; each ether of diethylene glycol monoethyl, diethylene glycol monobutyl, diethylene glycol monohexyl, propylene glycol ether, dipropylene glycol ether, and triethylene glycol Glycol ethers such as cellosolve containing ether; alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, butyl alcohol, pentyl alcohol, and alcohols of the same family; Alternatively, sulfolane; lactones such as γ-butyrolactone; lactams such as N-(2-hydroxyethyl)pyrrolidone; glycerin and its derivatives, polyoxyethylene benzyl alcohol ether, etc. can also be used as wetting agents.
前記水溶性有機溶媒は、１種または２種以上混合して用いることができ、高沸点、低揮発性で、高表面張力のグリコール類やジオール類等多価アルコール類を湿潤剤として使用することが好ましく、特にジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール類を使用することがより好ましい。 The water-soluble organic solvent can be used alone or in combination of two or more, and polyhydric alcohols such as glycols and diols having a high boiling point, low volatility, and high surface tension may be used as a wetting agent. is preferred, and it is particularly preferred to use glycols such as diethylene glycol and triethylene glycol.
(顔料)
本発明で使用する顔料としては、公知慣用の有機顔料及び無機顔料を使用する。なかでも、前記顔料としては、有機顔料を使用することが好ましい。
(pigment)
As the pigment used in the present invention, known and commonly used organic pigments and inorganic pigments are used. Among these, it is preferable to use an organic pigment as the pigment.
有機顔料としては、未処理顔料、処理顔料のいずれでも適用することができ、具体的には、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料などを使用することができる。 As organic pigments, either untreated pigments or treated pigments can be applied, and specifically, azo pigments (including azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments, etc.), polycyclic pigments ( For example, phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinofularone pigments, etc.), dye chelates (for example, basic dye type chelates, acid dye type chelates, etc.) , nitro pigments, nitroso pigments, etc. can be used.
具体的なピグメントナンバーとしては、イエロー水性顔料分散体に使用される有機顔料の具体例として、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、１２、１３、１４、１６、１７、７３、７４、７５、８３、９３、９５、９７、９８、１０９、１１０、１１４、１２０、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１５５、１７４、１８０、１８５等が挙げられる。 Specific pigment numbers include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 12, 13, 14, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 109, 110, 114, 120, 128, 129, 138, 150, 151, 154, 155, 174, 180, 185 and the like.
またマゼンタ水性顔料分散体に使用される有機顔料の具体例として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、１１２、１２２、１２３、１４６、１６８、１７６、１８４、１８５、２０２、２０９、等が挙げられる。 Further, as a specific example of the organic pigment used in the magenta aqueous pigment dispersion, C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57:1, 112, 122, 123, 146, 168, 176, 184, 185, 202, 209, etc. It will be done.
またシアン水性顔料分散体に使用される有機顔料の具体例として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：３、１５：４、１６、２２、６０、６３、６６等が挙げられる。 Further, as a specific example of the organic pigment used in the cyan aqueous pigment dispersion, C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:3, 15:4, 16, 22, 60, 63, 66 and the like.
前記処理顔料としては、いわゆる自己分散型顔料も含まれる。自己分散型顔料は、例えば、顔料に物理的処理または化学的処理を施すことで、親水基を顔料の表面に結合（グラフト）させることにより製造されたものを使用することができる。 The treated pigments also include so-called self-dispersing pigments. As the self-dispersing pigment, for example, one manufactured by subjecting the pigment to physical treatment or chemical treatment to bond (graft) a hydrophilic group to the surface of the pigment can be used.
前記自己分散型顔料は、例えば、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ２５０Ｃ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ２６０Ｍ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ２７０Ｙ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ４５０Ｃ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ４６５Ｍ」及び「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ４７０Ｙ」；等があげられる。また、市販品として、自己分散型顔料を水性媒体に分散させた顔料分散液を用いることもできる。例えば、米国センシエントカラーズ社製の「Ｓｅｎｓｉｊｅｔ Ｕｌｔｒａ Ｙｅｌｌｏｗ ＰＹ７４」、「Ｓｅｎｓｉｊｅｔ Ｕｌｔｒａ Ｍａｇｅｎｔａ ＰＲ１２２」、「Ｓｅｎｓｉｊｅｔ Ｕｌｔｒａ Ｃｙａｎ ＰＢ１５：４」；等があげられる。これらの自己分散型顔料は１種単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用してもよい。 For example, a commercially available product may be used as the self-dispersing pigment. Commercially available products include, for example, "CAB-O-JET250C", "CAB-O-JET260M", "CAB-O-JET270Y", "CAB-O-JET450C", and "CAB-" manufactured by Cabot Specialty Chemicals. Examples include "O-JET465M" and "CAB-O-JET470Y". Further, as a commercially available product, a pigment dispersion in which a self-dispersing pigment is dispersed in an aqueous medium can also be used. Examples include "Sensijet Ultra Yellow PY74", "Sensijet Ultra Magenta PR122", and "Sensijet Ultra Cyan PB15:4" manufactured by Sensient Colors, Inc. of the United States. These self-dispersing pigments may be used alone or in combination.
前記顔料としては、必要に応じてアシッドペースティングやソルベントソルトミリング、ドライミリング等の方法により、所望の粒子径に調整したものを使用することができる。また前記顔料は、乾燥状態のものを使用しても良いし、あらかじめ水性媒体と混合されたもの使用してもよい。 The pigment may be adjusted to a desired particle size by acid pasting, solvent salt milling, dry milling, or the like, if necessary. Further, the pigment may be used in a dry state, or may be mixed in advance with an aqueous medium.
顔料の粒子径は１μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ～２００ｎｍの粒子からなる顔料を、さらに好ましくは３０ｎｍ～１００ｎｍの粒子からなる顔料が好ましい。 粒子径がこの範囲にあれば、顔料の沈降が発生しにくく、顔料分散性が良好となる。粒子径の測定は、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して測定した値を採用することができる。 The particle diameter of the pigment is preferably 1 μm or less, more preferably a pigment consisting of particles of 10 nm to 200 nm, and still more preferably a pigment consisting of particles of 30 nm to 100 nm. If the particle size is within this range, pigment precipitation will be less likely to occur and pigment dispersibility will be good. The particle diameter can be measured using, for example, a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM).
本発明の水性顔料分散体に使用する前記顔料の含有量は、水性顔料分散体の全量に対する顔料の質量比率が０．１～１０質量％となる範囲で使用することが好ましく、より優れた分散性および保存安定性を備え、かつ、普通紙に対する優れた発色性を備えた水性顔料分散体を得るうえで、１～１０質量％の範囲で使用することが好ましく、３～１０質量％の範囲で使用することがより好ましい。 The content of the pigment used in the aqueous pigment dispersion of the present invention is preferably within a range such that the mass ratio of the pigment to the total amount of the aqueous pigment dispersion is 0.1 to 10% by mass, and more excellent dispersion can be achieved. In order to obtain an aqueous pigment dispersion having good properties and storage stability, and excellent color development on plain paper, it is preferably used in a range of 1 to 10% by mass, and in a range of 3 to 10% by mass. It is more preferable to use it in
（水性顔料分散体の製造方法）
本発明の水性顔料分散体は、酸価４０～１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの重合体（Ａ）、アルカリ金属化合物（Ｂ）、顔料及び水性媒体を、前記中和率が１００％超となるように混合することによってそれらの混練物を製造する工程、ならびに、前記混練物と水とを混合する工程を有する方法によって製造することができる。
(Method for producing aqueous pigment dispersion)
The aqueous pigment dispersion of the present invention is prepared by mixing a polymer (A) with an acid value of 40 to 120 mgKOH/g, an alkali metal compound (B), a pigment, and an aqueous medium such that the neutralization rate exceeds 100%. It can be produced by a method including a step of producing a kneaded product thereof, and a step of mixing the kneaded product with water.
はじめに、顔料、アルカリ金属化合物（Ｂ）、水性媒体、及び、前記重合体（Ａ）を容器へ供給する。その際、前記顔料の質量に対する前記重合体（Ａ）の質量割合［重合体（Ａ）の質量／顔料の質量］が好ましくは０．００１～０．３、より好ましくは０．１～０．２５となる範囲で供給することが、普通紙で発色性効果を奏するうえで好ましい。 First, a pigment, an alkali metal compound (B), an aqueous medium, and the polymer (A) are supplied to a container. At that time, the mass ratio of the polymer (A) to the mass of the pigment [mass of polymer (A)/mass of pigment] is preferably 0.001 to 0.3, more preferably 0.1 to 0. It is preferable to supply the amount within a range of 25 in order to achieve a coloring effect on plain paper.
前記供給は、顔料、アルカリ金属化合物（Ｂ）、水性媒体及び重合体（Ａ）を一括または分割して行ってもよく、供給順序も任意に選択することができる。前記供給方法としては、例えば前記重合体（Ａ）とアルカリ金属化合物（Ｂ）と顔料とを予め反応容器に供給し混合した後、水性媒体を供給する方法が挙げられる。 The pigment, the alkali metal compound (B), the aqueous medium, and the polymer (A) may be fed all at once or in portions, and the order of feeding may be arbitrarily selected. Examples of the supply method include a method in which the polymer (A), the alkali metal compound (B), and the pigment are previously supplied to a reaction vessel and mixed, and then an aqueous medium is supplied.
次に、前記容器内の混合物をさらに混合することによって、上記混練物を製造する。 Next, the mixture in the container is further mixed to produce the kneaded material.
前記混合方法としては、例えば、ペイントシェーカー、ビーズミル、サンドミル、ボールミル等のメディアを使用するメディアミル分散法；超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ナノマイザー、アルティマイザー等を使用したメディアレス分散法；ロールミル、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、インテンシブミキサー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー等の混練機を使用した混練分散法等が挙げられる。 The mixing method includes, for example, a media mill dispersion method using media such as a paint shaker, bead mill, sand mill, ball mill, etc.; a medialess dispersion method using an ultrasonic homogenizer, a high pressure homogenizer, a nanomizer, an ultimizer, etc.; a roll mill, Henschel. Examples include kneading and dispersion methods using kneading machines such as mixers, pressure kneaders, intensive mixers, Banbury mixers, and planetary mixers.
なかでも、前記混練分散法は、例えば混練機を用いることで、顔料、重合体（Ａ）、アルカリ金属化合物（Ｂ）及び水性媒体を含有する混合物に強い剪断力を与えることができるため、顔料濃度が高い場合であっても顔料粒子が微細化され、粗大粒子が少ない混練物を得ることができるため好ましい。 Among these, the kneading and dispersion method can apply a strong shearing force to a mixture containing a pigment, a polymer (A), an alkali metal compound (B), and an aqueous medium by using, for example, a kneader. Even when the concentration is high, the pigment particles are made fine and a kneaded product containing few coarse particles can be obtained, which is preferable.
前記混練分散法で前記混練物を製造する方法としては、顔料、アルカリ金属化合物（Ｂ）、水性媒体、及び、前記重合体（Ａ）の混合物を混練する。このときの混合物の仕込み順序には特に限定はなく全量を同時に仕込んで混練を開始してもよいし、各々を少量ずつ仕込んでもよいし、例えば重合体（Ａ）とアルカリ金属化合物（Ｂ）と顔料とを仕込んだのち水性媒体を仕込む等、原料によって仕込み順を変えてもよい。前記混練分散法においては、混合物中の水は、混合物の全固形分に対し５０質量％以下で含むかあるいは水を含まないことが好ましい。 As a method for producing the kneaded product using the kneading and dispersion method, a mixture of a pigment, an alkali metal compound (B), an aqueous medium, and the polymer (A) is kneaded. There is no particular limitation on the order in which the mixture is added at this time; the entire amount may be added at the same time and kneading may be started, or each may be added in small amounts, for example, the polymer (A) and the alkali metal compound (B) may be added together. The order of charging may be changed depending on the raw materials, such as charging the pigment and then charging the aqueous medium. In the kneading and dispersion method, the mixture preferably contains water in an amount of 50% by mass or less based on the total solid content of the mixture, or does not contain water.
塩基性化合物を配合する際、予め水に溶解された塩基性化合物水溶液を使用する場合には、前記混合物中の水の量は、前記塩基性化合物水溶液に含まれる水の量を考慮して決定することが好ましい。 When blending a basic compound, when using a basic compound aqueous solution dissolved in water in advance, the amount of water in the mixture is determined by taking into account the amount of water contained in the basic compound aqueous solution. It is preferable to do so.
混練分散法のメリットである強い剪断力を混合物に与えるためには、前記混合物の固形分比率が高い状態で混練することが好ましい。前記混合物の固形分比率は、２０～１００質量％の範囲であることが好ましく、３０～９０質量％の範囲であることがより好ましく、４０～８０質量％の範囲であることが、混練中の混合物の粘度を適度に高く保つことができるため混練機によって混合物にかかる負荷を大きくでき、その結果、混合物中の顔料の十分な解砕と、顔料への重合体（Ａ）の吸着とをより効率的に行うことができるため特に好ましい。 In order to impart strong shearing force to the mixture, which is an advantage of the kneading and dispersion method, it is preferable to knead the mixture in a state where the solid content ratio is high. The solid content ratio of the mixture is preferably in the range of 20 to 100% by mass, more preferably in the range of 30 to 90% by mass, and preferably in the range of 40 to 80% by mass during kneading. Since the viscosity of the mixture can be kept appropriately high, the load applied to the mixture by the kneader can be increased, and as a result, the pigment in the mixture can be sufficiently crushed and the adsorption of the polymer (A) to the pigment can be improved. This is particularly preferred because it can be carried out efficiently.
前記混練時の温度は混練物に十分な剪断力が加わるように、使用する重合体（Ａ）のガラス転移点等の温度特性を考慮して適宜調整を行うことができる。例えば重合体（Ａ）がスチレン－アクリル酸系共重合体の場合、ガラス転移点より低く、かつガラス転移点との温度差が５０℃より小さい範囲で行うことが好ましい。 The temperature during the kneading can be appropriately adjusted in consideration of the temperature characteristics such as the glass transition point of the polymer (A) used so that a sufficient shearing force is applied to the kneaded product. For example, when the polymer (A) is a styrene-acrylic acid copolymer, it is preferable to carry out the treatment at a temperature lower than the glass transition point and at a temperature difference of less than 50° C. from the glass transition point.
このような温度範囲で混練を行うことにより、混練温度の上昇による重合体（Ａ）の溶融に伴う混練物の粘度低下によって剪断力が不足することがない。 By performing kneading in such a temperature range, the shearing force will not be insufficient due to a decrease in the viscosity of the kneaded product due to melting of the polymer (A) due to an increase in the kneading temperature.
混練工程に用いる混練機としては、固形分比率の高い混合物に対して高い剪断力を発生させることのできるものであればよく、前述したような公知の混練機の中から選択して用いることが可能であるが、撹拌槽と撹拌羽根を有し撹拌槽を密閉可能な混練装置を用いることが好ましい。 The kneading machine used in the kneading process may be any kneading machine as long as it can generate a high shearing force for a mixture with a high solid content ratio, and it can be selected from among the known kneading machines mentioned above. Although it is possible, it is preferable to use a kneading device that has a stirring tank and stirring blades and can seal the stirring tank.
このような装置としては、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサーなどが例示され、特にプラネタリーミキサーなどが好適である。本発明においては、好ましくは顔料濃度と顔料と重合体（Ａ）からなる固形分濃度が高い状態で混練を行うため、混合物の混練状態に依存して混練物の粘度が広い範囲で変化するが、プラネタリーミキサーは二本ロール等と比較すると、広い範囲の粘度領域で混練処理が可能であり、更に水性媒体の添加及び減圧溜去も可能であるため、混練時の粘度及び負荷剪断力の調整が容易である。 Examples of such devices include Henschel mixers, pressure kneaders, Banbury mixers, and planetary mixers, with planetary mixers being particularly suitable. In the present invention, since kneading is preferably carried out in a state where the pigment concentration and solid content consisting of the pigment and polymer (A) are high, the viscosity of the kneaded product varies over a wide range depending on the kneading state of the mixture. Compared to two rolls, etc., planetary mixers can perform kneading over a wider range of viscosity, and can also add aqueous media and distill under reduced pressure, so the viscosity and shear force applied during kneading can be reduced. Easy to adjust.
前記混合物を混練して得た混練物を水性媒体に分散させる工程においては、例えば撹拌槽と撹拌羽根を有し撹拌槽を密閉可能な混練装置を使用していれば、混練物を得る工程に続いて水性媒体を供給することが可能である。ここで使用する水性媒体は、水単独で使用する他、前記水溶性有機溶媒を併用していてもよい。 In the step of dispersing the kneaded product obtained by kneading the mixture in an aqueous medium, for example, if a kneading device having a stirring tank and stirring blades and the stirring tank can be sealed is used, the process of obtaining the kneaded product can be performed easily. It is possible to subsequently supply an aqueous medium. The aqueous medium used here may be water alone, or the water-soluble organic solvent described above may be used in combination.
このようにして得た水性顔料分散体は、用途にもよるが、通常、顔料濃度が１０～５０質量％となるように調整してあると、インク化の希釈が容易であり好ましい。前記水性顔料分散体を使用してインクを製造する際には、所望するインク用途や物性に応じて、適宜、水溶性有機溶媒や水や添加剤を添加して、顔料濃度を０．１～２０質量％となるように希釈するのみでよい。 The aqueous pigment dispersion thus obtained is usually preferably adjusted to have a pigment concentration of 10 to 50% by mass, since it can be easily diluted to form an ink, although it depends on the use. When producing ink using the aqueous pigment dispersion, depending on the desired use and physical properties of the ink, a water-soluble organic solvent, water, or additives may be added as appropriate to adjust the pigment concentration to 0.1 to 0.1. It is only necessary to dilute it to 20% by mass.
また、前記方法で、顔料濃度が前記範囲内であっても粘度が上記範囲よりも高く取扱いに不便を感じる場合には、水性媒体で適宜希釈し、所望の粘度範囲の水性顔料分散体とすることも可能である。 In addition, in the above method, if the viscosity is higher than the above range and feels inconvenient to handle even if the pigment concentration is within the above range, dilute it appropriately with an aqueous medium to obtain an aqueous pigment dispersion with a desired viscosity range. It is also possible.
具体的には、例えば前述のように撹拌槽を有する混練機で混練物を製造した後、該撹拌槽に水性媒体を添加、混合し、必要に応じて撹拌して直接希釈することにより水性顔料分散体を製造できる。また、撹拌翼を備えた別の攪拌機で固体の顔料分散体と水性媒体を混合し、必要に応じて撹拌して水性顔料分散体を調製できる。 Specifically, for example, after producing a kneaded material in a kneading machine having a stirring tank as described above, an aqueous medium is added to the stirring tank, mixed, and stirred as necessary to directly dilute the aqueous pigment. Dispersions can be produced. Alternatively, an aqueous pigment dispersion can be prepared by mixing a solid pigment dispersion and an aqueous medium using a separate stirrer equipped with a stirring blade and stirring as necessary.
水性媒体の混合に関しては、混練物に対して必要量を一括混合してもよいが、連続的あるいは断続的に必要量を添加して混合を進めた方が、水性媒体による希釈が効率的に行われ、より短時間で水性顔料分散体を作製することができる。 Regarding mixing of the aqueous medium, it is possible to mix the required amount of the kneaded material all at once, but dilution with the aqueous medium is more efficient if the required amount is added continuously or intermittently. It is possible to prepare an aqueous pigment dispersion in a shorter time.
また、得られた水性顔料分散体を、更に分散機により分散処理しても良い。分散機としては、ペイントシェーカー、ビーズミル、ロールミル、サンドミル、ボールミル、アトライター、バスケットミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、ＳＣミル、スパイクミル、アジテーターミル、ジュースミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ナノマイザー、デゾルバー、ディスパー、高速インペラー分散機、ニーダー、プラネタリーミキサーなどがあげられる。 Further, the obtained aqueous pigment dispersion may be further subjected to a dispersion treatment using a dispersion machine. Dispersing machines include paint shaker, bead mill, roll mill, sand mill, ball mill, attritor, basket mill, sand mill, sand grinder, Dyno mill, Dispermat, SC mill, spike mill, agitator mill, juice mixer, high pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer. , nanomizer, resolver, disperser, high-speed impeller disperser, kneader, planetary mixer, etc.
本発明では、前記方法で得られた水性顔料分散体に、更に酸析工程、水性媒体減量濾過工程、水性媒体中に再度分散する邂逅工程のような後工程を施して得られた水性顔料分散体を使用することもできる。 In the present invention, the aqueous pigment dispersion obtained by further subjecting the aqueous pigment dispersion obtained by the above method to post-processes such as an acid precipitation step, an aqueous medium reduction filtration step, and an encounter step of redispersing in an aqueous medium. You can also use your body.
前記酸析工程は、重合体（Ａ）を顔料の表面に吸着させる工程である。 The acid precipitation step is a step in which the polymer (A) is adsorbed onto the surface of the pigment.
酸析工程は、例えば混練機を使用して分散し、分散工程後に希釈した水性顔料分散体に塩酸、硫酸、酢酸等の酸を加えて酸性化することで、前記重合体（Ａ）を顔料表面に析出させる工程である。この工程により顔料への重合体（Ａ）の吸着性を向上することができる。 In the acid precipitation step, for example, the polymer (A) is dispersed using a kneader, and acidified by adding an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or acetic acid to the diluted aqueous pigment dispersion after the dispersion step. This is the process of depositing on the surface. This step can improve the adsorption of the polymer (A) onto the pigment.
また、所望の固形分濃度にするため余剰の水性媒体を除去する工程または／及び酸析工程で得られた分散体の不純物等を除去する工程として、前述した酸析工程後に固形分をフィルタープレス、ヌッチェ式濾過装置、加圧濾過装置等により濾過する水性媒体減量濾過工程等がある。 In addition, as a step to remove excess aqueous medium and/or remove impurities from the dispersion obtained in the acid precipitation step in order to achieve the desired solid content concentration, the solid content may be filter-pressed after the acid precipitation step described above. , an aqueous medium reduction filtration step in which filtration is performed using a Nutsche filter device, a pressure filtration device, etc.
また、前記邂逅工程としては、前記酸析工程、水性媒体減量濾過工程によって得られた固形分に塩基性化合物および水性媒体、必要により添加物を加えて再び水性顔料分散体とする工程がある。ここで使用する塩基性化合物は、分散時に使用したアルカリ金属化合物（Ｂ）であってもよいし、分散工程で用いたものから変更することもできる。 Further, the encounter step includes a step of adding a basic compound, an aqueous medium, and optionally an additive to the solid content obtained in the acid precipitation step and the aqueous medium reduction filtration step to form an aqueous pigment dispersion again. The basic compound used here may be the alkali metal compound (B) used during dispersion, or may be changed from that used in the dispersion step.
以上の方法で得られた水性顔料分散体は、分散物の体積平均粒子径が、２０ｎｍから４００ｎｍであることが好ましく、６０ｎｍから１５０ｎｍであることが優れた分散性および保存安定性を備え、発色性に優れた印刷物を形成するうえで最も好ましい。 The aqueous pigment dispersion obtained by the above method preferably has a volume average particle diameter of from 20 nm to 400 nm, and preferably from 60 nm to 150 nm, to provide excellent dispersibility and storage stability, and to provide color development. Most preferable for forming printed matter with excellent properties.
（インクジェット記録用水性インク）
前記水性顔料分散体を所望の濃度に希釈して、インクジェット記録用インク分野や、自動車や建材用の塗料分野や、オフセットインキ、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ等の印刷インキ分野等様々な用途に使用することができる。
(Water-based ink for inkjet recording)
The aqueous pigment dispersion is diluted to a desired concentration and used in various applications such as inkjet recording inks, coatings for automobiles and building materials, and printing inks such as offset inks, gravure inks, flexographic inks, and silk screen inks. It can be used for various purposes.
本発明の水性顔料分散体をインクジェット記録用インクに適用する場合は、更に水溶性溶媒及び／または水、バインダー目的のアクリル系樹脂やポリウレタン系樹脂等の樹脂を加え、所望の物性に必要に応じて乾燥抑止剤、浸透剤、界面活性剤、あるいはその他の添加剤を添加して調製する。 When applying the aqueous pigment dispersion of the present invention to an inkjet recording ink, a water-soluble solvent and/or water, and a resin such as an acrylic resin or a polyurethane resin as a binder may be added as necessary to obtain the desired physical properties. It is prepared by adding drying inhibitors, penetrants, surfactants, or other additives.
インクの調製時あるいは調製後に、遠心分離あるいは濾過処理工程を加えてもよい。 A centrifugation or filtration treatment step may be added during or after the preparation of the ink.
前記乾燥抑止剤は、インクの乾燥防止を目的として使用することができる。乾燥抑止剤のインク中の含有量は、特に制限はない。 The drying inhibitor can be used for the purpose of preventing ink from drying. The content of the drying inhibitor in the ink is not particularly limited.
前記乾燥抑止剤としては特に限定はないが、水との混和性がありインクジェットプリンターのヘッドの目詰まり防止効果が得られるものが好ましい。例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル、分子量２０００以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、等が挙げられる。中でもグリセリン、トリエチレングリコールを含むことが安全性を有し、かつインク乾燥性、吐出性能に優れた効果が見られる。 The drying inhibitor is not particularly limited, but it is preferably one that is miscible with water and has the effect of preventing clogging of the head of an inkjet printer. For example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol mono-n-butyl ether, polyethylene glycol with a molecular weight of 2000 or less, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-propylene glycol, isopropylene glycol , isobutylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, mesoerythritol, pentaerythritol, and the like. Among them, containing glycerin and triethylene glycol is safe and has excellent effects on ink drying properties and ejection performance.
なお、該乾燥防止剤は、水性顔料分散体で使用する前述の水溶性有機溶媒と同じ化合物を使用することができる。従って水性顔料分散体に既に水溶性有機溶媒を使用している場合、乾燥防止剤としての役割を兼ねることできる。 Note that the same compound as the above-mentioned water-soluble organic solvent used in the aqueous pigment dispersion can be used as the anti-drying agent. Therefore, if a water-soluble organic solvent is already used in the aqueous pigment dispersion, it can also serve as an anti-drying agent.
前記浸透剤は、記録媒体への浸透性改良や記録媒体上でのドット径調整を目的として使用することができる。 The penetrant can be used for the purpose of improving permeability into the recording medium and adjusting the dot diameter on the recording medium.
浸透剤としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール；エチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのグリコールモノエーテルが挙げられる。インク中の浸透剤の含有量は０．０１～１０質量％であることが好ましい。 Examples of penetrants include lower alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol; and glycol monoethers of alkyl alcohols such as ethylene glycol hexyl ether, diethylene glycol butyl ether, and propylene glycol propyl ether. The content of the penetrant in the ink is preferably 0.01 to 10% by mass.
前記界面活性剤は、表面張力等のインク特性を調整するために使用することができる。界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、これらの中では、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好ましい。 The surfactant can be used to adjust ink properties such as surface tension. Surfactants are not particularly limited, and include various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, etc. Among these, anionic surfactants Surfactants and nonionic surfactants are preferred.
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩などを挙げることができる。 Examples of anionic surfactants include alkylbenzene sulfonates, alkylphenyl sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, higher fatty acid salts, sulfate ester salts of higher fatty acid esters, sulfonate salts of higher fatty acid esters, and higher alcohol ethers. Sulfuric acid ester salts and sulfonic acid salts, higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, etc. Specific examples of these include dodecylbenzenesulfonate, isopropylnaphthalenesulfonate, monobutylphenylphenol monosulfonate, monobutylphenylphenol sulfonate, dibutylphenylphenol disulfonate, and the like.
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。 Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, and glycerin fatty acid ester. , polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide, fatty acid alkylolamide, alkyl alkanolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, Examples include polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymers, among which polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester , sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid alkylolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, and polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer are preferred.
その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤；パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルのようなフッ素系界面活性剤；スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等も使用することができる。 Other surfactants include silicone surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers. ; Biosurfactants such as spicrisporic acid, rhamnolipid, lysolecithin, etc. can also be used.
これらの界面活性剤は、単独で用いることもでき、２種類以上を混合して用いることもできる。界面活性剤の使用量はインクの全質量に対し、０．００１～２質量％の範囲が好ましく、０．００１～１．５質量％であることがより好ましく、０．０１～１質量％の範囲であることが、印刷画像のにじみ等をより効果的に防止するうえでさらに好ましい。 These surfactants can be used alone or in combination of two or more. The amount of surfactant used is preferably in the range of 0.001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1.5% by mass, and 0.01 to 1% by mass, based on the total mass of the ink. It is more preferable that the amount is within this range in order to more effectively prevent blurring, etc. of printed images.
また、前記その他の添加剤としては、必要に応じて防腐剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、キレート剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。 Further, as the other additives, preservatives, viscosity modifiers, pH adjusters, chelating agents, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, etc. can be added as necessary.
（記録媒体）
インクジェット記録用水性インクの記録媒体としては特に限定はなく、複写機で一般的に使用されている普通紙（コピー用紙、ＰＰＣ紙）等の吸収性の記録媒体、インクの吸収層を有する記録媒体、インクの吸収性を有しない非吸水性の記録媒体、インクの吸水性の低い難吸収性の記録媒体などがありうる。
(recoding media)
The recording medium for water-based ink for inkjet recording is not particularly limited, and includes absorbent recording media such as plain paper (copy paper, PPC paper) commonly used in copying machines, and recording media with an ink absorption layer. , a non-water-absorbent recording medium that does not have ink absorbency, and a poorly absorbent recording medium that has low ink absorbency.
吸収性の記録媒体の例としては、例えば普通紙、表面にカチオン成分を含むインクジェット専用普通紙等のインクジェット専用普通紙、布帛、ダンボール、木材等があげられる。また吸収層を有する記録媒体の例としては、インクジェット専用紙等があげられ、この具体例としては、例えば、株式会社ピクトリコのピクトリコプロ・フォトペーパーやＥＰＳＯＮ株式会社のプロフェッショナルフォトペーパー等が挙げられる。本発明の水性顔料分散体の使用においては、廉価で受理相を有さない普通紙やコピー用紙で特に発色が良く鮮明な画像が得られるため好ましい。 Examples of the absorbent recording medium include plain paper, plain paper for inkjet use such as plain paper for inkjet use containing a cationic component on the surface, fabric, cardboard, wood, and the like. Further, examples of recording media having an absorbing layer include inkjet paper, and specific examples thereof include Pictrico Pro Photo Paper manufactured by Pictrico Corporation and Professional Photo Paper manufactured by EPSON Corporation. The use of the aqueous pigment dispersion of the present invention is preferred because it is inexpensive and produces clear images with particularly good color development on plain paper or copy paper that does not have a receiving phase.
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
（重合体Ａ１）
重合体Ａ１は、溶液重合で製造された粉体状（直径１ｍｍ以下）である。重合体Ａ１の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン／アクリル酸／メタクリル酸／アクリル酸ブチル＝８３／７．３５／９．５５／０．１０（質量比）である。重合体Ａ１は重量平均分子量１１０００、酸価１１７ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は１０８℃である。
(Polymer A1)
Polymer A1 is in the form of a powder (1 mm or less in diameter) produced by solution polymerization. The composition ratio of the monomer components used in the production of polymer A1 was styrene/acrylic acid/methacrylic acid/butyl acrylate=83/7.35/9.55/0.10 (mass ratio). Polymer A1 has a weight average molecular weight of 11,000, an acid value of 117 mgKOH/g, and a glass transition temperature of 108°C.
（重合体Ｂ１）
重合体Ｂ１は、溶液重合で製造された粉体状（直径１ｍｍ以下）である。重合体Ｂ１の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン／アクリル酸＝８７．７０／１２．３０（質量比）である。重合体Ｂ１は重量平均分子量１１０００、酸価９２ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は１０１℃である。
(Polymer B1)
Polymer B1 is in the form of a powder (1 mm or less in diameter) produced by solution polymerization. The composition ratio of the monomer components used in the production of polymer B1 was styrene/acrylic acid=87.70/12.30 (mass ratio). Polymer B1 has a weight average molecular weight of 11,000, an acid value of 92 mgKOH/g, and a glass transition temperature of 101°C.
（重合体Ｃ１）
重合体Ｃ１は、溶液重合で製造された粉体状（直径１ｍｍ以下）である。重合体Ｃ１の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン／アクリル酸＝８６．００／１４．００（質量比）である。重合体Ｃ１は重量平均分子量８０００、酸価１０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は１０１℃である。
(Polymer C1)
The polymer C1 is in the form of a powder (1 mm or less in diameter) produced by solution polymerization. The composition ratio of the monomer components used in the production of polymer C1 was styrene/acrylic acid=86.00/14.00 (mass ratio). Polymer C1 has a weight average molecular weight of 8000, an acid value of 102 mgKOH/g, and a glass transition temperature of 101°C.
（重合体Ｄ１）
重合体Ｄ１は、溶液重合で製造された粉体状（直径１ｍｍ以下）である。重合体Ｄ１の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン／アクリル酸／メタクリル酸／アクリル酸ブチル＝７２．００／１２．１３／１５．７６／０．１（質量比）である。重合体Ｄ１は重量平均分子量８０００、酸価１８４ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は１１３℃である。
(Polymer D1)
The polymer D1 is in the form of a powder (1 mm or less in diameter) produced by solution polymerization. The composition ratio of the monomer components used in the production of polymer D1 is styrene/acrylic acid/methacrylic acid/butyl acrylate = 72.00/12.13/15.76/0.1 (mass ratio) . Polymer D1 has a weight average molecular weight of 8000, an acid value of 184 mgKOH/g, and a glass transition temperature of 113°C.
なお、本発明における重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・浸透・クロマトグラフィー）法で測定される値であり、標準物質として使用するポリスチレンの分子量に換算した値である。測定は以下の装置及び条件により実施した。 The weight average molecular weight in the present invention is a value measured by a GPC (gel permeation chromatography) method, and is a value converted to the molecular weight of polystyrene used as a standard substance. The measurements were carried out using the following equipment and conditions.
送液ポンプ：ＬＣ－９Ａ
システムコントローラー：ＳＬＣ－６Ｂ
オートインジェクター：Ｓ１Ｌ－６Ｂ
検出器：ＲＩＤ－６Ａ
以上、株式会社島津製作所製
データ処理ソフト：Ｓｉｃ４８０ＩＩデータステーション（システムインスツルメンツ社製）。
カラム：ＧＬ－Ｒ４００（ガードカラム）＋ＧＬ－Ｒ４４０＋ＧＬ－Ｒ４５０＋ＧＬ－Ｒ４００Ｍ（日立化成工業株式会社製）
溶出溶媒：ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）
溶出流量：２ｍｌ／ｍｉｎ
カラム温度：３５℃
Liquid pump: LC-9A
System controller: SLC-6B
Auto injector: S1L-6B
Detector: RID-6A
The above is data processing software manufactured by Shimadzu Corporation: Sic480II Data Station (manufactured by System Instruments).
Column: GL-R400 (guard column) + GL-R440 + GL-R450 + GL-R400M (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
Elution solvent: THF (tetrahydrofuran)
Elution flow rate: 2ml/min
Column temperature: 35℃
（実施例１ 水性顔料分散体の製造方法）
重合体Ａ１を７．５質量部、顔料として「ＦＡＳＴＯＧＥＮ ＢＬＵＥ ＴＧＲ（ＤＩＣ(株)製）」５０質量部を、プラネタリーミキサー（商品名：ケミカルミキサーＡＣＭ０４ＬＶＴＪ－Ｂ 株式会社愛工舎製作所製）に仕込み、ジャケットを加温し、内容物温度が８０℃に達した後、自転回転数：８０回転／分、公転回転数：２５回転／分で混練を行った。５分後、トリエチレングリコールを３５質量部、３４質量％水酸化カリウム水溶液を３．１０質量部加えた。
(Example 1 Method for producing an aqueous pigment dispersion)
7.5 parts by mass of polymer A1 and 50 parts by mass of "FASTOGEN BLUE TGR (manufactured by DIC Corporation)" as a pigment were charged into a planetary mixer (product name: Chemical mixer ACM04LVTJ-B manufactured by Aikosha Seisakusho Co., Ltd.). After the jacket was heated and the temperature of the contents reached 80° C., kneading was performed at an autorotation speed of 80 revolutions/min and a revolution speed of 25 revolutions/min. After 5 minutes, 35 parts by mass of triethylene glycol and 3.10 parts by mass of 34% by mass aqueous potassium hydroxide solution were added.
プラネタリーミキサーの電流値が最大電流値を示してから１２０分を経過した時点まで混練を継続し混練物を得た。尚、前記混練物の顔料に対する前記重合体（Ａ）の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１５であった。 Kneading was continued until 120 minutes had passed since the current value of the planetary mixer showed the maximum current value to obtain a kneaded product. The mass ratio (R/P) of the polymer (A) to the pigment in the kneaded product was 0.15.
得られた混練物８０質量部をジャケットから取出し、１ｃｍ角状に切断した後、市販のジューサーミキサーに入れた。そこにイオン交換水８０質量部を加え１０分間ミキサーにかけて混合、希釈し純水に分散させた。 80 parts by mass of the obtained kneaded product was taken out from the jacket, cut into 1 cm square pieces, and then put into a commercially available juicer mixer. 80 parts by mass of ion-exchanged water was added thereto, mixed in a mixer for 10 minutes, diluted, and dispersed in pure water.
さらに純水とトリエチレングリコールを加え、顔料濃度が１５．０質量％、前記顔料に対するトリエチレングリコールの濃度が１００質量％の水性顔料分散体を得た。 Further, pure water and triethylene glycol were added to obtain an aqueous pigment dispersion having a pigment concentration of 15.0% by mass and a triethylene glycol concentration of 100% by mass relative to the pigment.
（インクジェット記録用水性インクの製造方法）
得られた水性顔料分散体を純水で顔料濃度１２質量％に希釈し、該希釈液に対して以下を配合し、顔料濃度６質量％のインクジェット記録用水性インク（Ｊ１）を作製した。
水性顔料分散体の水希釈液：５０質量部
２－ピロリジノン：８質量部
トリエチレングリコール：４質量部
トリエチレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル：８質量部
精製グリセリン：３質量部
サーフィノール４４０ （エアープロダクツ社製）：０．５質量部
純水：２６．５質量部
(Method for producing water-based ink for inkjet recording)
The obtained aqueous pigment dispersion was diluted with pure water to a pigment concentration of 12% by mass, and the following was blended with the diluted solution to prepare an aqueous inkjet recording ink (J1) having a pigment concentration of 6% by mass.
Water diluted solution of aqueous pigment dispersion: 50 parts by mass 2-pyrrolidinone: 8 parts by mass Triethylene glycol: 4 parts by mass Triethylene glycol mono-n-butyl ether: 8 parts by mass Purified glycerin: 3 parts by mass Surfynol 440 (Air Products) ): 0.5 parts by mass Pure water: 26.5 parts by mass
（実施例２）
実施例１の重合体Ａ１の７．５質量部の代わりに重合体Ｂ１を７．５質量部使用し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．４４質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｊ２）を得た。顔料に対する前記重合体Ｂ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１５であった。
(Example 2)
Except that 7.5 parts by mass of polymer B1 was used instead of 7.5 parts by mass of polymer A1 in Example 1, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed to 2.44 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (J2) were obtained in the same manner as in Example 1. The mass ratio (R/P) of the polymer B1 to the pigment was 0.15.
（実施例３）
実施例１の重合体Ａ１の７．５質量部の代わりに重合体Ｂ１を１０．０質量部使用し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．９８質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｊ３）を得た。顔料に対する前記重合体Ｂ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．２であった。
(Example 3)
Except that 10.0 parts by mass of polymer B1 was used instead of 7.5 parts by mass of polymer A1 in Example 1, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed to 2.98 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (J3) were obtained in the same manner as in Example 1. The mass ratio (R/P) of the polymer B1 to the pigment was 0.2.
（実施例４）
実施例１の重合体Ａ１の７．５質量部の代わりに重合体Ｃ１を７．５質量部使用し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．７０質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｊ４）を得た。顔料に対する前記重合体Ｃ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１５であった。
(Example 4)
Except that 7.5 parts by mass of polymer C1 was used instead of 7.5 parts by mass of polymer A1 in Example 1, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed to 2.70 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (J4) were obtained in the same manner as in Example 1. The mass ratio (R/P) of the polymer C1 to the pigment was 0.15.
（実施例５）
実施例１の重合体Ａ１の使用量を５．０質量部に変更し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．０６質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｊ５）を得た。顔料に対する前記重合体Ａ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１０であった。
(Example 5)
The same method as in Example 1 except that the amount of polymer A1 used in Example 1 was changed to 5.0 parts by mass, and the amount of 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution was changed to 2.06 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (J5) were obtained. The mass ratio (R/P) of the polymer A1 to the pigment was 0.10.
（実施例６）
実施例１の重合体Ａ１の使用量を１０．０質量部に変更し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を３．７８質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｊ６）を得た。顔料に対する前記重合体Ａ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．２であった。
(Example 6)
The same method as in Example 1, except that the amount of polymer A1 used in Example 1 was changed to 10.0 parts by mass, and the amount of 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution was changed to 3.78 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (J6) were obtained. The mass ratio (R/P) of the polymer A1 to the pigment was 0.2.
（比較例８）
実施例１の重合体Ａ１の７．５質量部の代わりに重合体Ｄ１を１５．０質量部使用し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を６．５０質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｊ７）を得た。顔料に対する前記重合体Ｄ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．３であった。
( Comparative example 8 )
Except that 15.0 parts by mass of polymer D1 was used instead of 7.5 parts by mass of polymer A1 in Example 1, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed to 6.50 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (J7) were obtained in the same manner as in Example 1. The mass ratio (R/P) of the polymer D1 to the pigment is 0. It was 3 .
（比較例１）
３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を３．１０質量部から２．５８質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ１）を得た。顔料に対する前記重合体Ａ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１５であった。
(Comparative example 1)
An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H1) were prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the 34% by mass aqueous potassium hydroxide solution used was changed from 3.10 parts by mass to 2.58 parts by mass. I got it. The mass ratio (R/P) of the polymer A1 to the pigment was 0.15.
（比較例２）
３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．４４質量部から２．０３質量部に変更したこと以外は、実施例２と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ２）を得た。顔料の質量に対する前記重合体Ｂ１の質量の比率（Ｒ／Ｐ）は０．１５であった。
(Comparative example 2)
An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H2) were prepared in the same manner as in Example 2, except that the amount of the 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution used was changed from 2.44 parts by mass to 2.03 parts by mass. I got it. The ratio (R/P) of the mass of the polymer B1 to the mass of the pigment was 0.15.
（比較例３）
３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．９８質量部から２．７１質量部に変更したこと以外は、実施例３と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ３）を得た。顔料に対する前記重合体Ｂ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．２であった。
(Comparative example 3)
An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H3) were prepared in the same manner as in Example 3, except that the amount of the 34% by mass aqueous potassium hydroxide solution used was changed from 2.98 parts by mass to 2.71 parts by mass. I got it. The mass ratio (R/P) of the polymer B1 to the pigment was 0.2.
（比較例４）
３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．７０質量部から２．２５質量部に変更したこと以外は、実施例４と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ４）を得た。顔料に対する前記重合体Ｃ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１５であった。
(Comparative example 4)
An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H4) were prepared in the same manner as in Example 4, except that the amount of the 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution used was changed from 2.70 parts by mass to 2.25 parts by mass. I got it. The mass ratio (R/P) of the polymer C1 to the pigment was 0.15.
（比較例５）
３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．０６質量部から１．７２質量部に変更したこと以外は、実施例５と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ５）を得た。顔料に対する前記重合体Ａ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１０であった。
(Comparative example 5)
An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H5) were prepared in the same manner as in Example 5, except that the amount of the 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution used was changed from 2.06 parts by mass to 1.72 parts by mass. I got it. The mass ratio (R/P) of the polymer A1 to the pigment was 0.10.
（比較例６）
３４質量％水酸化カリウム水溶液の代わりにジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）６．０２質量部を使用したこと以外は、実施例６と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ６）を得た。顔料に対する前記重合体Ａ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．２であった。
(Comparative example 6)
An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H6) were prepared in the same manner as in Example 6, except that 6.02 parts by mass of dimethylethanolamine (DMEA) was used instead of the 34% by mass aqueous potassium hydroxide solution. Obtained. The mass ratio (R/P) of the polymer A1 to the pigment was 0.2.
（比較例７）
実施例１の重合体Ａ１の使用量を１０．０質量部に変更し、３４質量％水酸化カリウム水溶液の使用量を２．７５質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク（Ｈ７）を得た。顔料に対する前記重合体Ａ１の質量比率（Ｒ／Ｐ）は０．１０であった。
(Comparative example 7)
The same method as in Example 1 except that the amount of polymer A1 used in Example 1 was changed to 10.0 parts by mass, and the amount of 34% by mass potassium hydroxide aqueous solution was changed to 2.75 parts by mass. An aqueous pigment dispersion and an aqueous inkjet recording ink (H7) were obtained. The mass ratio (R/P) of the polymer A1 to the pigment was 0.10.
以上の実施例、比較例で作製した水性顔料分散体の評価を以下の方法で行った。 The aqueous pigment dispersions prepared in the above Examples and Comparative Examples were evaluated by the following method.
（水性顔料分散体の評価）
〔体積平均粒子径の測定方法〕
はじめに、実施例及び比較例で調製した水性顔料分散体を、イオン交換水で１０００倍に希釈した。
(Evaluation of aqueous pigment dispersion)
[Method for measuring volume average particle diameter]
First, the aqueous pigment dispersions prepared in Examples and Comparative Examples were diluted 1000 times with ion-exchanged water.
次に、希釈後の水性顔料分散体の約４ｍｌをセルにいれ、マイクロトラック・ベル（株）社製ナノトラック粒度分布計「ＵＰＡ１５０」を用い、２５℃環境下で、レーザー光の散乱光を検出することにより、体積平均粒子径（ＭＶ）を測定した。 Next, approximately 4 ml of the diluted aqueous pigment dispersion was put into a cell, and the scattered light of the laser light was measured in a 25°C environment using a Nanotrac particle size analyzer "UPA150" manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd. The volume average particle diameter (MV) was measured by detection.
前記体積平均粒子径を３回測定し、それらの平均値の上位２桁を有効数字として算出した値を、体積平均粒子径の値（単位：ｎｍ）とした。 The volume average particle diameter was measured three times, and the value calculated using the upper two digits of the average value as significant figures was defined as the value of the volume average particle diameter (unit: nm).
〔粗大粒子数の測定方法〕
はじめに、実施例及び比較例で調製した水性顔料分散体を、イオン交換水で５００～１０００倍に希釈した。
[Method for measuring the number of coarse particles]
First, the aqueous pigment dispersions prepared in Examples and Comparative Examples were diluted 500 to 1000 times with ion-exchanged water.
次に、Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製、個数カウント方式 粒度分布計（Ａｃｃｕｓｉｚｅｒ ７８０ ＡＰＳ）を用い、前記希釈後の水性顔料分散体に含まれる直径０．５μｍ以上の粒子数を３回測定した。 Next, the number of particles with a diameter of 0.5 μm or more contained in the diluted aqueous pigment dispersion was measured three times using a particle size distribution analyzer (Accusizer 780 APS) manufactured by Particle Sizing Systems.
次に、前記測定値に、それぞれ希釈濃度を乗じることによって、粗大粒子数を算出した。次に、上記方法で算出した３つの粗大粒子数の平均値を、実施例及び比較例で調製した水性顔料分散体の粗大粒子数とした。 Next, the number of coarse particles was calculated by multiplying each of the measured values by the dilution concentration. Next, the average value of the three coarse particle counts calculated by the above method was taken as the coarse particle count of the aqueous pigment dispersions prepared in Examples and Comparative Examples.
（水性顔料分散体の保存安定性の試験方法）
はじめに、実施例及び比較例で製造した直後の水性顔料分散体の体積平均粒子径を、前記〔体積平均粒子径の測定方法〕に記載した方法と同様の方法で測定した。
(Test method for storage stability of aqueous pigment dispersion)
First, the volume average particle size of the aqueous pigment dispersion immediately after being produced in Examples and Comparative Examples was measured by the same method as described in [Method for measuring volume average particle size] above.
次に、実施例及び比較例で得た水性顔料分散体をポリプロピレン容器に密封し、６０℃で１週間保存した後の体積平均粒子径を〔体積平均粒子径の測定方法〕と同様の方法で測定した。 Next, the aqueous pigment dispersions obtained in Examples and Comparative Examples were sealed in a polypropylene container and stored at 60°C for one week, and then the volume average particle diameter was measured using the same method as [method for measuring volume average particle diameter]. It was measured.
次に、前記製造直後の水性顔料分散体の体積平均粒子径と、前記保存後の水性顔料分散体の体積平均粒子径と、変化率（％）＝［（前記保存後の水性顔料分散体の体積平均粒子径－前記製造直後の水性顔料分散体の体積平均粒子径）／前記製造直後の水性顔料分散体の体積平均粒子径］×１００の式に基づき、体積平均粒子径の変化率を算出した。前記変化率が１０％以内であったものを保存安定性は良好であり◎と評価した。加えて、変化率２０％以内なら○、変化率が２０％を超えて４０％以内なら△、４０％以上であれば×と記載した。 Next, the volume average particle diameter of the aqueous pigment dispersion immediately after production, the volume average particle diameter of the aqueous pigment dispersion after storage, and the rate of change (%) = [(of the aqueous pigment dispersion after storage). Volume average particle diameter - volume average particle diameter of the aqueous pigment dispersion immediately after production)/volume average particle diameter of the aqueous pigment dispersion immediately after production] x 100, calculate the rate of change in the volume average particle diameter. did. If the rate of change was within 10%, the storage stability was evaluated as good and ◎. In addition, if the rate of change was within 20%, it was written as ◯, if the rate of change was more than 20% and less than 40%, it was marked as △, and if it was 40% or more, it was marked as ×.
〔印刷濃度の測定方法〕
はじめに、製造後２４時間以上静置したインクジェット記録用水性インクを、市販のインクジェットプリンターのカートリッジに充填し、コピー用紙に画像濃度設定１００％設定の印刷パターンを印刷した。
[How to measure print density]
First, a cartridge of a commercially available inkjet printer was filled with an aqueous inkjet recording ink that had been allowed to stand for at least 24 hours after manufacture, and a print pattern with an image density setting of 100% was printed on copy paper.
次に、Ｘ－Ｒｉｔｅ社製の「ｅＸａｃｔ」で前記印刷パターンのＯＤを測色した。 Next, the OD of the printed pattern was measured using "eXact" manufactured by X-Rite.
水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インクの評価結果を表１に示す。なお、ＯＤの列に記載の「－」は、前記インクジェットプリンターでは吐出せず印刷パターンの単色ＯＤを測定できなかったことを示している。 Table 1 shows the evaluation results of the aqueous pigment dispersion and the aqueous inkjet recording ink. Note that the "-" in the OD column indicates that the inkjet printer did not eject, and the monochromatic OD of the printed pattern could not be measured.
Claims (5)
中和率（％）＝［｛アルカリ金属化合物（Ｂ）の合計質量（ｇ）×５６．１１×１０００｝／｛重合体（Ａ）の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）×（アルカリ金属化合物（Ｂ）の当量）×重合体の質量（ｇ）｝］×１００An aqueous pigment dispersion containing a polymer (A) having an acid value of 40 to 120 mgKOH/g, an aqueous medium, and a pigment, the polymer (A) having a styrene structural unit and a (meth)acrylic acid structural unit. The acid group of the polymer (A) has a structure neutralized by the alkali metal compound (B), and the mass ratio of the polymer (A) to the mass of the pigment [polymer An aqueous pigment dispersion characterized in that the mass of combined (A)/mass of pigment] is in the range of 0.001 to 0.25, and the neutralization rate calculated by the following formula is in the range of 110 to 130. .
Neutralization rate (%) = [{total mass (g) of alkali metal compound (B) x 56.11 x 1000}/{acid value of polymer (A) (mgKOH/g) x (alkali metal compound (B) ) x mass of polymer (g)}] x 100
／顔料の質量］が０．００１～０．２５の範囲で、前記中和率が１１０～１３０の範囲
となるように混合混練物を製造する工程、ならびに、前記混練物と水とを混合する工程を有し、前記重合体（Ａ）はスチレン構造単位と（メタ）アクリル酸構造単位とを有する重合体であることを特徴とする水性顔料分散体の製造方法。A polymer (A) having an acid value of 40 to 120 mgKOH/g, an alkali metal compound (B), a pigment, and an aqueous medium were mixed in the mass ratio of the polymer (A) to the mass of the pigment [mass of polymer (A) / mass of pigment] is in the range of 0.001 to 0.25, and the neutralization rate is in the range of 110 to 130.
and a step of mixing the kneaded product with water, wherein the polymer (A) is a polymer having a styrene structural unit and a (meth)acrylic acid structural unit. A method for producing an aqueous pigment dispersion characterized by a coalescence.
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