JP7346803B2 - Aqueous pigment dispersion and method for producing an aqueous pigment dispersion - Google Patents
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Description
本発明は、C.I.ピグメントオレンジ43を含有する水性顔料分散体及びその製造方法に関する。 The present invention is based on C. I. The present invention relates to an aqueous pigment dispersion containing Pigment Orange 43 and a method for producing the same.
顔料を含有するインクは、例えばオフセット印刷法やグラビア印刷法やフレキソ印刷法やシルクスクリーン印刷法やインクジェット印刷法等による印刷場面で広く使用されている。 Inks containing pigments are widely used in printing situations such as offset printing, gravure printing, flexographic printing, silk screen printing, and inkjet printing.
なかでも、溶媒として水を用いた水性顔料インクは、従来の有機溶剤系インクと比較して、発火等の危険性が低いため、様々な用途での使用が検討されている。 Among them, aqueous pigment inks that use water as a solvent are being considered for use in a variety of applications because they have a lower risk of ignition than conventional organic solvent-based inks.
前記水性顔料インクの製造に使用される水性顔料分散体としては、顔料と顔料分散樹脂と水性媒体とを含有するものが知られており、前記水性顔料分散体には、前記顔料が顔料分散樹脂によって水性媒体中に安定して分散されていることが求められる。 As the aqueous pigment dispersion used for manufacturing the aqueous pigment ink, those containing a pigment, a pigment dispersion resin, and an aqueous medium are known. Therefore, it is required to be stably dispersed in an aqueous medium.
しかし、前記水性顔料分散体に含まれる顔料の分散性は、顔料の種類や配合等によって異なるため、水性顔料分散体の分散性を向上させるためには、顔料の種類やインクの配合等に応じた対策を講じる必要がある。 However, the dispersibility of the pigment contained in the aqueous pigment dispersion differs depending on the type of pigment and the formulation, so in order to improve the dispersibility of the aqueous pigment dispersion, it is necessary to It is necessary to take appropriate measures.
一方、インクジェット印刷法で水性顔料インクの印刷を行う場面では、基本色であるイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のインクのほか、特色と呼ばれるグリーン色、レッド色、ブルー色、オレンジ色等のインクを組み合わせ使用することがある。 On the other hand, when printing with aqueous pigment ink using the inkjet printing method, in addition to the basic colors of yellow, magenta, cyan, and black, the special colors of green, red, blue, and orange are used. A combination of inks such as these may be used.
前記オレンジ色の顔料を用いた水性インクとしては、例えばC.I.ピグメントオレンジ43を含有するインクが知られている(例えば特許文献1参照。)。 Examples of the water-based ink using the orange pigment include C.I. An ink containing Pigment Orange 43 is known (see, for example, Patent Document 1).
しかし、前記インクは、体積平均粒子径が大きくかつ粗大粒子が大量に存在するため、どうしても基本色のインクや顔料分散体に匹敵するレベルの分散性や、経時での物性変化を抑制可能なレベルの保存安定性を実現することができない場合があった。 However, because these inks have a large volume average particle diameter and a large amount of coarse particles, they cannot achieve a level of dispersibility comparable to that of basic color inks or pigment dispersions, or a level that can suppress changes in physical properties over time. In some cases, storage stability could not be achieved.
また、分散性や保存安定性は、前記したとおり、顔料の種類と分散樹脂との相互作用に起因する場合が多い。よって、基本色の顔料分散体で使用した顔料分散樹脂を、前記特色用の顔料と組合せ使用した場合であっても、ただちに良好な分散性を発現できるとは限らないため、特色用の顔料分散体の分散性を向上させるためには、当業者の相当の試行錯誤を伴う場合があった。 Further, as described above, dispersibility and storage stability are often caused by the interaction between the type of pigment and the dispersion resin. Therefore, even if the pigment dispersion resin used in the pigment dispersion for the basic color is used in combination with the pigment for the special color, it is not always possible to immediately achieve good dispersibility. In order to improve the dispersibility of the body, considerable trial and error was sometimes required by those skilled in the art.
本発明が解決しようとする課題は、粗大粒子が低減され、水性顔料分散体中における顔料の分散性と、経時的な物性変化を引き起こしにくいレベルの保存安定性とに優れたインク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 manufacture an ink with reduced coarse particles, excellent pigment dispersibility in an aqueous pigment dispersion, and storage stability at a level that does not easily cause changes in physical properties over time. The object of the present invention is to provide a possible aqueous pigment dispersion.
本発明は、一次粒子径が150nm以下であるC.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)と、酸価80~150mgKOH/gのラジカル重合体を含有する顔料分散樹脂(B)と、水(C)と、混練助剤(D)とを含有す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。 The present invention provides C.I. I. A pigment (A) containing Pigment Orange 43 (a), a pigment dispersion resin (B) containing a radical polymer with an acid value of 80 to 150 mgKOH/g, water (C), and a kneading aid (D). The present invention relates to an aqueous pigment dispersion characterized by containing:
本発明の水性顔料分散体及びそれを含有するインクは、基本色のインクや水性顔料分散体に匹敵するレベルの分散性を備える。 The aqueous pigment dispersion of the present invention and the ink containing the same have a level of dispersibility comparable to basic color inks and aqueous pigment dispersions.
本発明の水性顔料分散体は、一次粒子径が150nm以下であるC.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)と、酸価80~150mgKOH/gのラジカル重合体を含有する顔料分散樹脂(B)と、水(C)と、混練助剤(D)とを含有することを特徴とするものである。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 has a primary particle size of 150 nm or less. I. A pigment (A) containing Pigment Orange 43 (a), a pigment dispersion resin (B) containing a radical polymer with an acid value of 80 to 150 mgKOH/g, water (C), and a kneading aid (D). It is characterized by containing. 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.
本発明では、C.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)を使用する。 In the present invention, C. I. Pigment (A) containing Pigment Orange 43(a) is used.
前記C.I.ピグメントオレンジ43としては、一次粒子径が150nm以下のものを使用する。これにより、基本色のインクや水性顔料分散体に匹敵するレベルの分散性や、経時での物性変化を抑制可能なレベルの保存安定性を実現することができる。また、前記C.I.ピグメントオレンジ43の一次粒子径が50~130nmであるものを使用することが好ましく、65~120nmの範囲であるものを使用することが、保存安定性をより一層向上させるうえでより好ましい。なお、上記一次粒子径の値は、以下の装置及び条件で測定した。 Said C. I. Pigment Orange 43 used has a primary particle size of 150 nm or less. This makes it possible to achieve a level of dispersibility comparable to that of basic color inks and aqueous pigment dispersions, and a level of storage stability that can suppress changes in physical properties over time. In addition, the above C. I. Pigment Orange 43 having a primary particle size of 50 to 130 nm is preferably used, and it is more preferable to use one having a primary particle size of 65 to 120 nm in order to further improve storage stability. The above primary particle diameter values were measured using the following equipment and conditions.
はじめに、前記C.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)1質量部とエタノール99質量部とを混合したものを、コロジオン膜付きメッシュに滴下し乾燥させたものを測定試料とした。 First, the above C. I. A measurement sample was obtained by dropping a mixture of 1 part by mass of pigment (A) containing Pigment Orange 43(a) and 99 parts by mass of ethanol onto a collodion film-coated mesh and drying it.
次に、前記測定試料の任意の1000個を、走査透過型電子顕微鏡(STEM、JSM-7500FA、日本電子株式会社製、加速電圧:30kv)を用いて観察し、長径の平均値を一次粒子径とした。 Next, any 1000 measurement samples were observed using a scanning transmission electron microscope (STEM, JSM-7500FA, manufactured by JEOL Ltd., accelerating voltage: 30 kv), and the average value of the long axis was calculated as the primary particle diameter. And so.
一次粒子径が150nm以下のC.I.ピグメントオレンジ43(a)は、一次粒子径が150nmを超えるC.I.ピグメントオレンジ43を、例えば乾式粉砕、湿式粉砕、ソルベントソルトミリング等を行うことで製造することができる。しかし、乾式粉砕や湿式粉砕は、金属製のビーズを用いるため、不純物として金属が混入する可能性が高い。そこで、金属の混入が低いソルベントソルトミリングを採用するのが好ましい。 C.I. with a primary particle diameter of 150 nm or less I. Pigment Orange 43(a) is a C.I. pigment with a primary particle size exceeding 150 nm. I. Pigment Orange 43 can be produced, for example, by dry grinding, wet grinding, solvent salt milling, or the like. However, since dry pulverization and wet pulverization use metal beads, there is a high possibility that metals will be mixed in as impurities. Therefore, it is preferable to use solvent salt milling, which has a low level of metal contamination.
ソルベントソルトミリングとは、粗顔料と、無機塩と、有機溶剤とを少なくとも含む混合物を、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、アトライター等の混練機を用いて混練摩砕する方法である。なお、本発明では一次粒子径150nmを超えるC.I.ピグメントオレンジ43を粗顔料とする。 Solvent salt milling is a method of kneading and grinding a mixture containing at least a crude pigment, an inorganic salt, and an organic solvent using a kneader such as a kneader, two-roll mill, three-roll mill, or attritor. In addition, in the present invention, C.I. I. Pigment Orange 43 is used as a crude pigment.
前記ソルベントソルトミリングで使用可能な無機塩としては、水溶性無機塩を使用することが好ましく、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いることが好ましい。前記無機塩としては、一次粒子径0.5~50μmの無機塩を用いることがより好ましい。当該無機塩の使用量は、粗顔料1質量部に対して3~20質量部とするのが好ましく、5~15質量部とするのがより好ましい。 As the inorganic salt that can be used in the solvent salt milling, it is preferable to use a water-soluble inorganic salt, such as sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, etc. As the inorganic salt, it is more preferable to use an inorganic salt having a primary particle size of 0.5 to 50 μm. The amount of the inorganic salt used is preferably 3 to 20 parts by weight, more preferably 5 to 15 parts by weight, per 1 part by weight of the crude pigment.
前記ソルベントソルトミリングで使用可能な有機溶剤としては、結晶成長を抑制し得る有機溶剤を使用することが好ましく、このような有機溶剤としては水溶性有機溶剤が好適に使用でき、例えばジエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングルコール、液体ポリプロピレングリコール、2-(メトキシメトキシ)エタノール、2-ブトキシエタノール、2-(イソペンチルオキシ)エタノール、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール等を用いることができる。 As the organic solvent that can be used in the solvent salt milling, it is preferable to use an organic solvent that can suppress crystal growth, and as such an organic solvent, a water-soluble organic solvent can be suitably used, such as diethylene glycol, glycerin, Ethylene glycol, propylene glycol, liquid polyethylene glycol, liquid polypropylene glycol, 2-(methoxymethoxy)ethanol, 2-butoxyethanol, 2-(isopentyloxy)ethanol, 2-(hexyloxy)ethanol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene Glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl Ether, dipropylene glycol, etc. can be used.
前記有機溶剤は、粗顔料1質量部に対して0.01~5質量部が好ましい。 The organic solvent is preferably 0.01 to 5 parts by weight per 1 part by weight of the crude pigment.
前記ソルベントソルトミリングで混練摩砕する際の温度は、30~150℃であることが好ましい。混練摩砕する時間は、2時間から20時間であることが好ましい。 The temperature during kneading and grinding in the solvent salt milling is preferably 30 to 150°C. The kneading and grinding time is preferably from 2 hours to 20 hours.
以上の方法によって、一次粒子径が150nm以下であるC.I.ピグメントオレンジ43(a)と前記無機塩と前記有機溶剤との混合物を得ることができる。前記混合物を用いて本発明の水性顔料分散体及びインクを製造する際には、必要に応じて前記無機塩と前記有機溶剤を洗浄濾別した後、乾燥、粉砕したものを使用することができる。 By the above method, C.I. I. A mixture of Pigment Orange 43(a), the inorganic salt and the organic solvent can be obtained. When producing the aqueous pigment dispersion and ink of the present invention using the mixture, if necessary, the inorganic salt and the organic solvent may be washed and filtered, then dried and pulverized. .
前記洗浄濾別工程では、水洗、湯洗のいずれも採用できる。また、前記C.I.ピグメントオレンジ43(a)の結晶状態を変化させないように、酸やアルカリや溶剤を用いて洗浄してもよい。前記洗浄は、1~5回の範囲で繰り返し行うこともできる。前記無機塩及び有機溶剤として水溶性無機塩及び水溶性有機溶剤を用いた場合であれば、前記洗浄によって容易に水溶性無機塩及び水溶性有機溶剤を除去することが出来る。 In the washing and filtering step, either washing with water or washing with hot water can be employed. In addition, the above C. I. Pigment Orange 43(a) may be washed with acid, alkali, or a solvent so as not to change its crystalline state. The washing may be repeated 1 to 5 times. If a water-soluble inorganic salt and a water-soluble organic solvent are used as the inorganic salt and organic solvent, the water-soluble inorganic salt and the water-soluble organic solvent can be easily removed by the washing.
前記乾燥工程では、例えば、乾燥機に設置した加熱源による80~120℃の加熱等により、顔料の脱水及び/又は脱溶剤をする回分式あるいは連続式の乾燥方法を行うことが出来る。前記乾燥機としては、箱型乾燥機、バンド乾燥機、スプレードライヤー等を使用することができる。 In the drying step, a batch or continuous drying method may be used in which the pigment is dehydrated and/or the solvent is removed by, for example, heating at 80 to 120° C. using a heat source installed in a dryer. As the dryer, a box dryer, a band dryer, a spray dryer, etc. can be used.
前記粉砕工程は、前記C.I.ピグメントオレンジ43(a)の比表面積を大きくしたり一次粒子径をより一層小さくしたりするための工程ではなく、例えば箱型乾燥機やバンド乾燥機を用いた際に、前記C.I.ピグメントオレンジ43(a)がランプ状等になったものを解して粉末化するために行ってもよい工程である。 The pulverizing step includes the C. I. Rather than increasing the specific surface area of Pigment Orange 43(a) or further reducing the primary particle size, for example, when a box dryer or band dryer is used, the C. I. This step may be carried out in order to decompose Pigment Orange 43(a) into a lamp shape or the like and turn it into powder.
前記粉砕工程では、例えば、乳鉢、ジューサー、ハンマーミル、ディスクミル、ピンミル、ジェットミル等を使用することができる。 In the grinding step, for example, a mortar, a juicer, a hammer mill, a disk mill, a pin mill, a jet mill, etc. can be used.
前記ソルベントソルトミリングで得られた一次粒子径が150nm以下であるC.I.ピグメントオレンジ43(a)は、前記顔料(A)全体に対して70~100質量部含まれることが保存安定性効果を奏するうえで好ましく、100質量部に近いほどより好ましい。 C.I. having a primary particle diameter of 150 nm or less obtained by the solvent salt milling. I. Pigment Orange 43(a) is preferably contained in an amount of 70 to 100 parts by mass based on the entire pigment (A) in order to achieve a storage stability effect, and the closer it is to 100 parts by mass, the more preferred it is.
顔料分散樹脂(B)としては、酸価80~150mgKOH/gのラジカル重合体を使用する。上記範囲の酸価を有するラジカル重合体を顔料分散樹脂(B)として使用することによって、水性顔料分散体中における前記顔料(A)が良好な分散性を持つインクジェット記録用インクを得ることができる。前記分散樹脂(B)としては、前記酸価が90~150mgKOH/gのラジカル重合体を使用することが好ましく、酸価が100~130mgKOH/gのラジカル重合体を使用することが、水(C)中における顔料(A)の分散性をより一層向上させるうえで特に好ましい。 As the pigment dispersion resin (B), a radical polymer having an acid value of 80 to 150 mgKOH/g is used. By using a radical polymer having an acid value within the above range as the pigment dispersion resin (B), it is possible to obtain an inkjet recording ink in which the pigment (A) has good dispersibility in the aqueous pigment dispersion. . As the dispersion resin (B), it is preferable to use a radical polymer having an acid value of 90 to 150 mgKOH/g, and it is preferable to use a radical polymer having an acid value of 100 to 130 mgKOH/g. ) is particularly preferable in order to further improve the dispersibility of pigment (A).
なお、前記酸価は、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」に記載された中和滴定法で測定された値を指す。 The above acid value was determined by the neutralization titration method described in the Japanese Industrial Standards "K0070:1992, Test methods for acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and unsaponifiables of chemical products". Refers to the measured value.
前記ラジカル重合体としては、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、ベンゼン環構造を有するものを使用することがより好ましく、スチレン由来の構造を有するものを使用することがさらに好ましい。 As the radical polymer, one having an aromatic ring structure or a heterocyclic structure can be used, and it is more preferable to use one having a benzene ring structure, and one having a styrene-derived structure is used. It is more preferable to do so.
前記ラジカル重合体の全量に対する前記スチレン由来の構造単位の質量割合は50質量部以上であることが好ましく。前記質量割合が60質量部~95質量部の範囲であることが、分散性効果を奏するうえでより好ましい。 The mass ratio of the styrene-derived structural unit to the total amount of the radical polymer is preferably 50 parts by mass or more. It is more preferable that the mass ratio is in the range of 60 parts by mass to 95 parts by mass in order to achieve a dispersibility effect.
前記ラジカル重合体としては、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 radical polymer, a polymer obtained by radical polymerizing various monomers can be used.
前記単量体としては、前記ラジカル重合体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, if an aromatic cyclic structure is to be introduced into the radical polymer, a monomer having an aromatic cyclic structure can be used, and if a heterocyclic structure is to be introduced, a monomer having an aromatic cyclic structure can be used. Monomers having heterocyclic structures, if available, can be used.
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.
前記ラジカル重合体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 using a radical polymer having both an aromatic cyclic structure and a heterocyclic structure, the monomers include a monomer having an aromatic cyclic structure and a monomer having a heterocyclic structure. The bodies can be used in combination.
前記ラジカル重合体としては、前記したとおりスチレン由来の構造単位を有するラジカル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。 As the radical polymer, it is preferable to use a radical polymer having a structural unit derived from styrene as described above, and therefore, styrene, α-methylstyrene, or tert-butylstyrene may also be used as the monomer. is more preferable.
また、前記ラジカル重合体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。 Moreover, as monomers that can be used for producing the radical polymer, 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.
前記ラジカル重合体としては、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。 As the radical polymer, 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 are used. can do. In each polymer, the monomer arrangement is not particularly limited, and polymers with random or block arrangement can be used.
前記ラジカル重合体としては、その重量平均分子量が2000~20000の範囲内であるものを使用することが好ましく、5000~20000の範囲内にあることがより好ましく、さらに7000~15000範囲内にあると、顔料(A)の凝集や沈降が発生しにくくなり、水性顔料分散体の保存安定性が向上し、かつ、インクの吐出安定性がより一層が向上するため特に好ましい。 As the radical polymer, it is preferable to use one whose weight average molecular weight is within the range of 2,000 to 20,000, more preferably within the range of 5,000 to 20,000, and further preferably within the range of 7,000 to 15,000. It is particularly preferable because the aggregation and sedimentation of the pigment (A) are less likely to occur, the storage stability of the aqueous pigment dispersion is improved, and the ejection stability of the ink is further improved.
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。 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.
前記ラジカル重合体としては、前記ラジカル重合体が有する酸基の一部または全部は塩基性化合物によって中和されたもの(中和物)を使用することが、優れた保存安定性を奏するうえで好ましい。 As the radical polymer, it is preferable to use one in which some or all of the acid groups of the radical polymer have been neutralized with a basic compound (neutralized product) in order to achieve excellent storage stability. preferable.
前記塩基性化合物としては、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、トリエタノールアミン、N,N-ジメタノールアミン、N-アミノエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、N-N-ブチルジエ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、前記塩基性化合物としては、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、水酸化カリウムを使用することが特に好ましい。 Examples of the basic compound 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; ammonium hydroxide, etc. Inorganic basic compounds, amino alcohols such as triethanolamine, N,N-dimethanolamine, N-aminoethylethanolamine, dimethylethanolamine, N-N-butyldiethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, N- - Organic basic compounds such as morpholines such as ethylmorpholine, piperazine such as N-(2-hydroxyethyl)piperazine, and piperazine hexahydrate can be used. Among these, the use of alkali metal hydroxides, such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, and lithium hydroxide, as the basic compound contributes to lowering the viscosity of the aqueous pigment dispersion, making it suitable for inkjet recording. It is preferable to further improve the storage stability and ejection stability of the ink, and it is particularly preferable to use potassium hydroxide.
前記ラジカル重合体の中和率は、特に限定はないが、ラジカル重合体の凝集を抑制するうえで80~120%となる範囲であることが好ましい。本発明において、中和率とは、以下の式で計算された値を指す。 The neutralization rate of the radical polymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 80 to 120% in order to suppress aggregation of the radical polymer. In the present invention, the neutralization rate refers to a value calculated using the following formula.
中和率(%)=[{塩基性化合物の質量(g)×56.11×1000}/{ラジカル重合体の酸価(mgKOH/g)×塩基性化合物の当量×ラジカル重合体の質量(g)}]×100 Neutralization rate (%) = [{Mass of basic compound (g) x 56.11 x 1000}/{Acid value of radical polymer (mgKOH/g) x Equivalent of basic compound x Mass of radical polymer ( g)}]×100
前記塩基性化合物は、顔料(A)等と混合する際に、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。 When the basic compound is mixed with the pigment (A), etc., it is possible to use a compound that has been previously dissolved or dispersed in a solvent such as water.
本発明の水性顔料分散体は、前記顔料(A)と前記顔料分散樹脂(B)との質量比[前記顔料分散樹脂(B)/前記顔料(A)]が0.1~0.7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るには、0.1~0.4の範囲で使用することが好ましい。 The aqueous pigment dispersion of the present invention has a mass ratio of the pigment (A) and the pigment dispersion resin (B) [the pigment dispersion resin (B)/the pigment (A)] of 0.1 to 0.7. However, in order to have better dispersibility and storage stability, it is preferably used within the range of 0.1 to 0.4.
水(C)としては、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(C)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 water (C), pure water or ultrapure water such as ion-exchanged water, ultrafiltrated water, reverse osmosis water, distilled water, etc. can be used. In addition, as for the water (C), it is recommended to use water that has been sterilized by ultraviolet irradiation or addition of hydrogen peroxide, etc., to prevent mold or bacteria from forming when storing aqueous pigment dispersions or inks using them for a long period of time. This is preferable because it can prevent the occurrence.
前記水(C)は、本発明の水性顔料分散体の全量に対して40質量%~80質量%の範囲で含まれることが好ましい。 The water (C) is preferably contained in a range of 40% by mass to 80% by mass based on the total amount of the aqueous pigment dispersion of the present invention.
また、本発明の水性顔料分散体としては、混練助剤(D)を含有するものを使用する。 Moreover, as the aqueous pigment dispersion of the present invention, one containing a kneading aid (D) is used.
インクの原料となる水性顔料分散体の製造場面では、顔料の表面に顔料分散樹脂を吸着等させることによって、水中における顔料等の良好な分散性を発現させる。 In the production of an aqueous pigment dispersion, which is a raw material for ink, a pigment dispersion resin is adsorbed onto the surface of the pigment, thereby achieving good dispersibility of the pigment in water.
しかし、前記吸着のしやすさは、顔料の種類等によって異なるため、使用する顔料に応じた顔料分散樹脂の選択が必要な場合があった。とりわけ前記ピグメントオレンジ43顔料を使用する場合に、前記選択が適切でないと、前記顔料分散樹脂の前記顔料への吸着等が十分にされず、水性顔料分散体中に前記顔料分散樹脂が未吸着の顔料と、前記顔料分散樹脂とが多く共存することとなり、前記顔料分散樹脂が経時的に2以上の顔料粒子の架橋を引き起こし、その結果、顔料等の凝集を引き起こすことが懸念されていた。 However, since the ease of adsorption varies depending on the type of pigment, etc., it is sometimes necessary to select a pigment dispersion resin depending on the pigment used. Particularly when using the Pigment Orange 43 pigment, if the selection is not appropriate, the adsorption of the pigment dispersion resin to the pigment will not be sufficient, and the unadsorbed pigment dispersion resin will remain in the aqueous pigment dispersion. There was a concern that the pigment and the pigment dispersion resin would coexist in large amounts, and that the pigment dispersion resin would cause crosslinking of two or more pigment particles over time, resulting in aggregation of the pigments, etc.
本発明では、前記混練助剤(D)を、インクの原料である水性顔料分散体の製造場面において予め顔料(A)や顔料分散樹脂(B)と混合することによって、前記顔料(A)と前記顔料分散樹脂(B)との接触を促し、その結果、前記顔料(A)の凝集や沈降を効果的に抑制することができる。 In the present invention, the kneading aid (D) is mixed with the pigment (A) and the pigment dispersion resin (B) in advance in the production of the aqueous pigment dispersion that is the raw material of the ink, so that the kneading aid (D) can be mixed with the pigment (A) and the pigment dispersion resin (B) in advance. Contact with the pigment dispersion resin (B) is promoted, and as a result, aggregation and sedimentation of the pigment (A) can be effectively suppressed.
前記混練助剤(D)としては、例えばアセチレングリコール系化合物、アセチレングリコール系化合物及びエーテル系化合物からなる群より選ばれる1種以上を含有するものを使用することができる。なかでも、前記混練助剤(D)としては、粗大粒子数が少なく、分散物の分散性をより一層向上させることができ、かつ、長期保存安定性に優れた水性顔料分散体を得るうえで、アセチレングリコール系化合物とエーテル系化合物を含有する混合物を使用することが好ましい。 As the kneading aid (D), for example, one containing one or more selected from the group consisting of acetylene glycol compounds, acetylene glycol compounds, and ether compounds can be used. Among these, the kneading aid (D) is useful in obtaining an aqueous pigment dispersion that has a small number of coarse particles, can further improve the dispersibility of the dispersion, and has excellent long-term storage stability. It is preferable to use a mixture containing an acetylene glycol compound and an ether compound.
前記アセチレングリコール系化合物としては、例えば2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、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サイド付加物などを使用することができ、なかでも2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールを使用することが顔料分散性および保存安定化効果を得るうえで好ましい。 Examples of the acetylene glycol compounds include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol and 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol. Ethylene oxide adducts, etc. can be used, and among them, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol can be used to obtain pigment dispersibility and storage stabilization effects. Yes, it is preferable.
前記エーテル系化合物としては、例えばポリ(オキシエチレン)=セカンダリ-アルキルエーテルを使用することができ、炭素原子数12~14のアルキルエーテル構造を有するものを使用することが、顔料分散性および保存安定化効果を奏するうえで好ましい。
As the ether compound, for example, poly(oxyethylene) secondary alkyl ether can be used, and it is preferable to use one having an alkyl ether structure having 12 to 14 carbon atoms, since pigment dispersibility and storage stability are improved. This is preferable in terms of providing a protective effect.
前記混練助剤(D)は、例えば前記顔料(A)と前記混練助剤(D)との質量比[前記混練助剤(D)/前記顔料(A)]が0.5/100~7/100となる範囲で使用することが好ましく、1/100~6/100の範囲で使用することが、粗大粒子数が少なく、分散物の分散性をより一層向上させることができ、かつ、長期保存安定性に優れた水性顔料分散体を得るうえでより好ましい。 The kneading aid (D) has, for example, a mass ratio of the pigment (A) and the kneading aid (D) [the kneading aid (D)/the pigment (A)] of 0.5/100 to 7. It is preferable to use it in the range of /100, and use in the range of 1/100 to 6/100 can reduce the number of coarse particles, further improve the dispersibility of the dispersion, and provide long-term This is more preferable for obtaining an aqueous pigment dispersion with excellent storage stability.
本発明の水性顔料分散体は、前記した顔料(A)と顔料分散樹脂(B)と水(C)と混練助剤(D)の他に、水溶性有機溶剤を含有するものを使用することが、前記顔料(A)の表面の湿潤性を高め、前記顔料(A)の表面への前記顔料分散樹脂(B)の吸着しやすさを向上し、その結果、顔料の分散性をより一層向上させるうえで好ましい。 The aqueous pigment dispersion of the present invention may contain a water-soluble organic solvent in addition to the pigment (A), pigment dispersion resin (B), water (C), and kneading aid (D) described above. However, it increases the wettability of the surface of the pigment (A) and improves the adsorption of the pigment dispersion resin (B) onto the surface of the pigment (A), thereby further improving the dispersibility of the pigment. It is preferable to improve the performance.
前記水溶性有機溶剤としては、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等のグリコール類;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等のジオール類;ラウリン酸プロピレングリコール等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等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、ペンチルアルコール、およびこれらと同族のアルコール等のアルコール類;あるいは、スルホラン;γ-ブチロラクトン等のラクトン類;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン等のラクタム類;グリセリンや、ポリオキシアルキレンを付加したグリセリン等のグリセリン誘導体等;水溶性有機溶剤として知られる他の各種の溶剤等を、1種または2種以上混合して用いることができる。 Examples of the water-soluble organic solvent include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol; butanediol, pentanediol, hexanediol, and diols similar to these, and the like. diols; glycol esters such as propylene glycol laurate; glycol ethers such as diethylene glycol monoethyl, diethylene glycol monobutyl, diethylene glycol monohexyl ethers, propylene glycol ether, dipropylene glycol ether, and cellosolve including triethylene glycol ether; ; Alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, pentyl alcohol, and alcohols of the same family; or sulfolane; lactones such as γ-butyrolactone; Lactams such as N-(2-hydroxyethyl)pyrrolidone; glycerin, glycerin derivatives such as glycerin added with polyoxyalkylene, etc.; and one or two types of other various solvents known as water-soluble organic solvents. The above can be mixed and used.
前記水溶性有機溶剤としては、前記したなかでも、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の多価アルコール類を使用することが、湿潤剤や乾燥抑止剤としての役割も果たすため使用することが好ましく、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。 Among the above-mentioned water-soluble organic solvents, it is recommended to use polyhydric alcohols such as glycols and diols, which have a high boiling point, low volatility, and high surface tension, and are effective as wetting agents and drying inhibitors. It is preferable to use it because it also plays a role, and it is more preferable to use glycols such as diethylene glycol and triethylene glycol.
本発明の水性顔料分散体は、前記顔料(A)と前記水溶性有機溶剤との質量比[前記水溶性有機溶剤/前記顔料(A)]が0.3~2.0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るには、0.4~1.5の範囲で使用することが好ましい。 The aqueous pigment dispersion of the present invention can be prepared as appropriate within a range where the mass ratio of the pigment (A) to the water-soluble organic solvent [the water-soluble organic solvent/the pigment (A)] is from 0.3 to 2.0. Although it can be selected, it is preferably used in the range of 0.4 to 1.5 in order to provide better dispersibility and storage stability.
本発明の水性顔料分散体の製造方法は、一次粒子径が150nm以下のC.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)と、顔料分散樹脂(B)と前記混練助剤(D)とを含有する混練物を製造する工程、及び、前記工程で得た前記混練物と水(C)を混合する工程を有することを特徴とする。 The method for producing the aqueous pigment dispersion of the present invention uses C.I. I. A step of producing a kneaded product containing a pigment (A) containing Pigment Orange 43(a), a pigment dispersion resin (B), and the kneading aid (D), and the kneaded product obtained in the step; It is characterized by having a step of mixing water (C).
はじめに、前記一次粒子径が150nm以下のC.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)と、顔料分散樹脂(B)と、必要に応じて前記塩基性化合物や水溶性有機溶剤を、容器へ供給し混練する。前記混練物を得る工程は、特に限定されず公知の分散方法で行うことができる。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分散法等が挙げられる。このうち混練分散法は、顔料(A)を含有する高固形分濃度の混合物に混練機で強い剪断力を与えることによって顔料(A)を微細化させる方法であり、顔料濃度の高い混練物を得ることができ、かつ、粗大粒子の低減に有効な方法であり好ましい。前記混練分散法においては、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。 First, the C.I. I. Pigment (A) containing Pigment Orange 43(a), pigment dispersion resin (B), and, if necessary, the basic compound and water-soluble organic solvent are supplied to a container and kneaded. The step of obtaining the kneaded material is not particularly limited and can be performed by a known dispersion method. For example, media mill dispersion method using media such as paint shaker, bead mill, sand mill, ball mill, etc.; medialess dispersion method using ultrasonic homogenizer, high pressure homogenizer, nanomizer, ultimateizer, etc.; roll mill, Henschel mixer, pressure kneader, Examples include kneading and dispersion methods such as intensive mixers, Banbury mixers, and planetary mixers. Among these, the kneading and dispersion method is a method in which the pigment (A) is made fine by applying strong shearing force to a mixture containing the pigment (A) with a high solid content concentration using a kneader. This method is preferable because it can be obtained and is effective in reducing coarse particles. In the kneading and dispersion method, water is preferably contained in an amount of 50% by mass or less based on the total solid content of the mixture, or preferably water is not contained.
前記混練分散法は、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、原料によって仕込み順を変えてもよい。各々の原料の仕込み量は前述の範囲で行うことができる。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。 In the kneading and dispersion method, there is no particular limitation on the order in which the mixtures are added, and the entire amount may be added at the same time and kneading may be started, each may be added in small amounts, or the order of addition may be changed depending on the raw materials. The amount of each raw material charged can be within the ranges mentioned above. 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.
前記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、該混合物の固形分比率が高い状態で混練するほうが好ましく、より高い剪断力を該混合物に加えることができる。固形分比率としては、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(A)の顔料分散樹脂(B)による被覆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 a 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, so that a higher shearing force can be applied to the mixture. The solid content ratio 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 of the mixture during kneading. Since the viscosity 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 pigment (A) can be coated with the pigment dispersion resin (B). This is particularly preferred since it can be carried out more efficiently.
混練時の温度は混練物に十分な剪断力が加わるように、顔料分散樹脂(B)に含まれるラジカル重合体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。例えばラジカル重合体がスチレン-アクリル酸系共重合体の場合、ガラス転移点より低く、かつ該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。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ラジカル重合体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。 The temperature during kneading can be appropriately adjusted in consideration of the temperature characteristics such as the glass transition point of the radical polymer contained in the pigment dispersion resin (B) so that sufficient shearing force is applied to the kneaded material. For example, when the radical polymer is a styrene-acrylic acid copolymer, it is preferable to carry out the reaction in a range that is lower than the glass transition point and the temperature difference from the glass transition point is less than 50°C. By performing kneading in such a temperature range, there is no shortage of shear force due to a decrease in the viscosity of the kneaded product due to melting of the radical polymer due to an increase in the kneading temperature.
混練工程に用いる混練装置としては、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装置の中から選択して用いることが可能であるが、二本ロール等の撹拌槽を有しない開放型の混練機を用いるよりは、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 device used in the kneading process may be any device that can generate a high shearing force for a mixture with a high solid content ratio, and can be selected from among the known kneading devices described above. Although this is possible, it is preferable to use a kneading device that has a stirring tank and stirring blades and can seal the stirring tank, rather than using an open-type kneader such as a two-roll kneader that does not have a 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。 Examples of such devices include Henschel mixers, pressure kneaders, Banbury mixers, and planetary mixers, with planetary mixers being particularly suitable.
前記混練工程では、混練される混合物の粘度が経時的に大きく変化する場合がある。前記プラネタリーミキサーであれば、前記混合物への負荷せん断力を適宜調整可能であるため、前記混合物の粘度が大きく変化した場合であっても、実用上十分に混練することが可能である。また、前記プラネタリーミキサーを使用した場合、前記混練工程終了後、前記プラネタリーミキサーに水を供給することで、すみやかに前記混練物を水(C)に分散させる工程へすすむことができる。 In the kneading step, the viscosity of the mixture to be kneaded may change significantly over time. If the planetary mixer is used, the shearing force applied to the mixture can be adjusted appropriately, so even if the viscosity of the mixture changes significantly, it is possible to mix the mixture sufficiently for practical purposes. Furthermore, when the planetary mixer is used, by supplying water to the planetary mixer after the kneading step is completed, it is possible to quickly proceed to the step of dispersing the kneaded material in water (C).
前記混合物を混練した混練物を水(C)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る場合では、前記混練終了後に、引き続き水(C)を供給することが可能である。前記水(C)を供給する際には、必要に応じて水溶性有機溶剤を供給することができる。 In the step of dispersing the kneaded product obtained by kneading the mixture into water (C), for example, when using a kneading device that has a stirring tank and stirring blades and can seal the stirring tank, after the completion of the kneading, It is possible to supply water (C). When supplying the water (C), a water-soluble organic solvent can be supplied as necessary.
前記方法で得られ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。これを使用してインク化する際は、所望するインク用途や物性に応じて、適宜、水溶性溶媒及び/または水、あるいは添加剤を添加して、顔料濃度を0.1~20質量%となるように希釈するのみで、インクを得ることができる。 The aqueous pigment dispersion obtained by the above method is preferably adjusted to have a pigment concentration of 10 to 50% by mass, although it depends on the use, since it can be easily diluted to form an ink. When making an ink using this, a water-soluble solvent and/or water, or additives may be added as appropriate to adjust the pigment concentration to 0.1 to 20% by mass, depending on the desired ink use and physical properties. Ink can be obtained by simply diluting it so that it becomes the same.
水(C)の混合に関しては、顔料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(C)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 water (C), the required amount may be mixed into the pigment kneaded material all at once, but it is better to add the required amount continuously or intermittently to advance the mixing. Dilution is performed efficiently and an aqueous pigment dispersion can be prepared 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.
以上の方法で得られた水性顔料分散体に含まれる粒子の体積平均粒子径が、50nmから300nmであることが好ましく、80nmから180nmであることが優れた分散性および保存安定性を備えるうえで最も好ましい。 The volume average particle diameter of the particles contained in the aqueous pigment dispersion obtained by the above method is preferably from 50 nm to 300 nm, and preferably from 80 nm to 180 nm in order to provide excellent dispersibility and storage stability. Most preferred.
(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、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、あるいはインクジェット記録用インク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 coatings for automobiles and building materials, printing inks such as offset inks, gravure inks, flexographic inks, and silk screen inks, and inkjet recording 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 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.
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.
(ソルベントソルトミリングによる顔料の調製)
ニーダーに、顔料Orange A-76(C.I.ピグメントオレンジ43、有本化学社製、一次粒子径190nm)100質量部、塩化ナトリウム(水溶性無機塩) 1000質量部、ジエチレングリコール(水溶性有機溶剤)200質量部を仕込んだ。
(Preparation of pigment by solvent salt milling)
In a kneader, 100 parts by mass of pigment Orange A-76 (C.I. Pigment Orange 43, manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd., primary particle size 190 nm), 1000 parts by mass of sodium chloride (water-soluble inorganic salt), diethylene glycol (water-soluble organic solvent) ) 200 parts by mass were charged.
ニーダージャケット温度を40℃に調節したのち、6時間の混練(ソルベントソルトミリング)を行った。 After adjusting the kneader jacket temperature to 40°C, kneading (solvent salt milling) was performed for 6 hours.
次に、上記で得られた混練物を防食性容器に取り出したのち、10Lの0.5質量%HCl水溶液を加え、攪拌することによって、前記塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを溶解した組成物を得た。 Next, the kneaded product obtained above was taken out into an anticorrosive container, and then 10 L of 0.5% by mass HCl aqueous solution was added and stirred to obtain a composition in which the sodium chloride and diethylene glycol were dissolved.
次に、前記組成物をろ過し、残渣(顔料分)を採取した。この際、残渣に前記塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールが残存しないように、温水およびイオン交換水で、残渣の洗浄を行った。採取した残渣を90℃で32時間以上乾燥させ、完全に水分を取り除き乾燥物を得た。前記乾燥物をジューサーで粉砕することで、一次粒子径80nmの顔料Xを得た。 Next, the composition was filtered and the residue (pigment content) was collected. At this time, the residue was washed with warm water and ion-exchanged water so that the sodium chloride and diethylene glycol did not remain in the residue. The collected residue was dried at 90° C. for 32 hours or more to completely remove water and obtain a dried product. Pigment X having a primary particle size of 80 nm was obtained by pulverizing the dried material using a juicer.
顔料Orange A-76(C.I.ピグメントオレンジ43、有本化学社製、一次粒子径190nm)の代わりにPV FAST ORANGE GRL(C.I.ピグメントオレンジ43、クラリアント社製、一次粒子径200nm)に変更したこと以外は、前記方法と同様の方法で、一次粒子径90nmの顔料Yを得た。 PV FAST ORANGE GRL (C.I. Pigment Orange 43, manufactured by Clariant, primary particle size 200 nm) instead of pigment Orange A-76 (C.I. Pigment Orange 43, manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd., primary particle size 190 nm) Pigment Y having a primary particle size of 90 nm was obtained in the same manner as the above method except that the method was changed to .
なお、前記顔料X及びYの一次粒子径は、以下の方法で測定し算出した。 The primary particle diameters of the pigments X and Y were measured and calculated using the following method.
はじめに、前記C.I.ピグメントオレンジ43(a)を含む顔料(A)1質量部とエタノール99質量部とを混合したものを、コロジオン膜付きメッシュに滴下し乾燥させたものを測定試料とした。 First, the above C. I. A measurement sample was obtained by dropping a mixture of 1 part by mass of pigment (A) containing Pigment Orange 43(a) and 99 parts by mass of ethanol onto a collodion film-coated mesh and drying it.
次に、前記測定試料の任意の1000個を、走査透過型電子顕微鏡(STEM、JSM-7500FA、日本電子株式会社製、加速電圧:30kv)を用いて観察し、その長径の平均値を一次粒子径とした。 Next, any 1000 measurement samples were observed using a scanning transmission electron microscope (STEM, JSM-7500FA, manufactured by JEOL Ltd., accelerating voltage: 30kv), and the average value of the major axis was calculated as the primary particle size. The diameter was taken as the diameter.
顔料分散樹脂として、後述するラジカル重合体A~Eを使用した。
(ラジカル重合体A)
ラジカル重合体Aは、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)であり、単量体組成比は、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸/ブチルアクリレート=83.00/7.35/9.55/0.10(質量比)であり、重量平均分子量11000、酸価120mgKOH/g、ガラス転移温度は120℃である。
Radical polymers A to E, which will be described later, were used as pigment dispersion resins.
(Radical polymer A)
Radical polymer A is a powder (diameter 1 mm or less) produced by solution polymerization, and the monomer composition ratio is styrene/acrylic acid/methacrylic acid/butyl acrylate = 83.00/7.35/9. .55/0.10 (mass ratio), weight average molecular weight 11000, acid value 120 mgKOH/g, and glass transition temperature 120°C.
(ラジカル重合体B)
ラジカル重合体Bは、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)であり、単量体組成比は、スチレン/アクリル酸=87.70/12.30(質量比)であり、重量平均分子量8000、酸価90mgKOH/g、ガラス転移温度は103℃である。
(Radical polymer B)
Radical polymer B is in the form of powder (diameter 1 mm or less) produced by solution polymerization, and the monomer composition ratio is styrene/acrylic acid = 87.70/12.30 (mass ratio), and the weight The average molecular weight is 8000, the acid value is 90 mgKOH/g, and the glass transition temperature is 103°C.
(ラジカル重合体C)
ラジカル重合体Cは、溶液重合で作製された粉体状(直径1mm以下)であり、単量体組成比において、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸/ブチルアクリレート=76.92/9.99/12.99/0.10(質量比)であり、重量平均分子量8000、酸価150mgKOH/g、ガラス転移温度は121℃である。
(Radical polymer C)
Radical polymer C is a powder (diameter 1 mm or less) produced by solution polymerization, and the monomer composition ratio is styrene/acrylic acid/methacrylic acid/butyl acrylate = 76.92/9.99/12. .99/0.10 (mass ratio), weight average molecular weight 8000, acid value 150 mgKOH/g, and glass transition temperature 121°C.
(ラジカル重合体D)
ラジカル重合体Dは、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)であり、単量体組成比は、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸/ブチルアクリレート=72.00/12.13/15.77/0.10(質量比)であり、重量平均分子量8000、酸価180mgKOH/g、ガラス転移温度は113℃である。
(Radical polymer D)
Radical polymer D is a powder (diameter 1 mm or less) produced by solution polymerization, and the monomer composition ratio is styrene/acrylic acid/methacrylic acid/butyl acrylate = 72.00/12.13/15. .77/0.10 (mass ratio), weight average molecular weight 8000, acid value 180 mgKOH/g, and glass transition temperature 113°C.
(ラジカル重合体E)
ラジカル重合体Eは、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)であり、単量体組成比は、スチレン/アクリル酸/ブチルアクリレート=90.40/9.50/0.10(質量比)であり、重量平均分子量8000、酸価70mgKOH/g、ガラス転移温度は98℃である。
(Radical polymer E)
Radical polymer E is in the form of powder (diameter 1 mm or less) produced by solution polymerization, and the monomer composition ratio is styrene/acrylic acid/butyl acrylate = 90.40/9.50/0.10 ( It has a weight average molecular weight of 8000, an acid value of 70 mgKOH/g, and a glass transition temperature of 98°C.
なお、本発明における重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・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。なお、測定は以下の装置及び条件により実施した。 Note that the weight average molecular weight in the present invention is a value measured by GPC (gel permeation chromatography) method, and is a value converted to the molecular weight of polystyrene used as a standard substance. Note that 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)製)
溶出溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
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: Tetrahydrofuran (THF)
Elution flow rate: 2ml/min
Column temperature: 35℃
(実施例1 水性顔料分散体の製造方法)
ラジカル重合体Aを3.75質量部、前記顔料X15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、混練助剤(D)としてカルボウェトGA-211(エボニックジャパン製、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールを40質量%と、ポリ(オキシエチレン)=セカンダリ-アルキルエーテル(炭素原子数12~14のアルキルエーテル)を42.5質量%と、水17.5質量%とを含有する組成物)0.3質量部と、溶剤としてトリエチレングリコールを12質量部、34質量%水酸化カリウム水溶液を1.32質量部加えた。
(Example 1 Method for producing an aqueous pigment dispersion)
3.75 parts by mass of radical polymer A and 15 parts by mass of pigment After reaching 80° C., kneading was performed at an autorotation speed of 80 revolutions/minute and a revolution speed of 25 revolutions/minute. After 5 minutes, 40% by mass of Karbowet GA-211 (manufactured by Evonik Japan, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol) and poly(oxyethylene) were added as a kneading aid (D). )=composition containing 42.5% by mass of secondary alkyl ether (alkyl ether having 12 to 14 carbon atoms) and 17.5% by mass of water) and 0.3 parts by mass of triethylene glycol as a solvent. 12 parts by mass of and 1.32 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60分を経過した時点まで混練を継続し混練物を得た。尚、顔料Xに対する前記ラジカル重合体Aの比率(R/P)は0.25であり、顔料Xに対する溶剤の比率(S/P)は0.80であった。 Kneading was continued until 60 minutes had passed since the current value of the planetary mixer showed the maximum current value to obtain a kneaded product. The ratio of the radical polymer A to the pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the solvent to the pigment X (S/P) was 0.80.
得られた混練物にイオン交換水15質量部を加えて混合、希釈しイオン交換水に分散させた。さらに、イオン交換水とを加えて混合することによってピグメントオレンジ43の濃度が15質量%の水性顔料分散体を得た。 15 parts by mass of ion-exchanged water was added to the obtained kneaded product, mixed, diluted, and dispersed in ion-exchanged water. Further, ion-exchanged water was added and mixed to obtain an aqueous pigment dispersion having a concentration of Pigment Orange 43 of 15% by mass.
(実施例2)
ラジカル重合体A3.75質量部の代わりにラジカル重合体Bを3.75質量部使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を1.32質量部から0.99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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Bの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Example 2)
3.75 parts by mass of radical polymer B was used instead of 3.75 parts by mass of radical polymer A, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution was changed from 1.32 parts by mass to 0.99 parts by mass. Except for this, an aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer B to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of the solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(実施例3)
ラジカル重合体A3.75質量部の代わりにラジカル重合体Cを3.75質量部使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を1.32質量部から1.65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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Cの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Example 3)
3.75 parts by mass of radical polymer C was used instead of 3.75 parts by mass of radical polymer A, and the amount of the 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution was changed from 1.32 parts by mass to 1.65 parts by mass. Except for this, an aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer C to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(実施例4)
トリエチレングリコール12質量部の代わりに、2-ピロールを12質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Example 4)
An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that 12 parts by mass of 2-pyrrole was used instead of 12 parts by mass of triethylene glycol. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
顔料X15質量部の代わりに、顔料Yを15質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。顔料Yの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Yの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。 An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that 15 parts by mass of pigment Y was used instead of 15 parts by mass of pigment X. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment Y (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of the solvent to the mass of pigment Y (S/P) was 0.80.
(実施例6)
トリエチレングリコール12質量部の代わりにLEG-1(LIPO CHEMICALS INC製、ポリオキシエチレングリセリン)12質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(S/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(R/S)は0.80であった。
(Example 6)
An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that 12 parts by mass of LEG-1 (manufactured by LIPO CHEMICALS INC, polyoxyethylene glycerin) was used instead of 12 parts by mass of triethylene glycol. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (S/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (R/S) was 0.80.
(実施例7)
ラジカル重合体Aの使用量を3.75質量部から1.50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1.32質量部から0.53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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.10であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Example 7)
Other than changing the usage amount of radical polymer A from 3.75 parts by mass to 1.50 parts by mass, and changing the usage amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution from 1.32 parts by mass to 0.53 parts by mass. An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (R/P) was 0.10, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(実施例8)
ラジカル重合体Aの使用量を3.75質量部から10.5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1.32質量部から3.76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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.70であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Example 8)
Other than changing the amount of radical polymer A used from 3.75 parts by mass to 10.5 parts by mass, and changing the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution from 1.32 parts by mass to 3.76 parts by mass. An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (R/P) was 0.70, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(実施例9)
トリエチレングリコールの使用量を12質量部から6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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.40であった。
(Example 9)
An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of triethylene glycol used was changed from 12 parts by mass to 6 parts by mass. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.40.
(実施例10)
トリエチレングリコールの使用量を12質量部から18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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は1.20であった。
(Example 10)
An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of triethylene glycol used was changed from 12 parts by mass to 18 parts by mass. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 1.20.
(実施例11)
カルボウェトGA-211(エボニックジャパン製)の使用量を0.3質量部から0.75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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Example 11)
An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of Karbowet GA-211 (manufactured by Evonik Japan) was changed from 0.3 parts by mass to 0.75 parts by mass. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(比較例1)
前記顔料X15質量部の代わりに、前記ソルベントミリング処理していない「A-76」(有本化学工業株式会社製、C.I.ピグメントオレンジ43、一次粒子径300nm)15質量部を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。「A-76」の質量に対する前記ラジカル重合体Aの質量の比率(R/P)は0.25であり、「A-76」の質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Comparative example 1)
Instead of 15 parts by mass of the pigment Except for this, an aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer A to the mass of "A-76" (R/P) is 0.25, and the ratio of the mass of the solvent to the mass of "A-76" (S/P) is 0.25. It was 80.
(比較例2)
前記顔料X15質量部の代わりに、前記ソルベントミリング処理していない「A-76」(有本化学工業株式会社製、C.I.ピグメントオレンジ43、一次粒子径300nm)15質量部を使用し、ラジカル重合体A3.75質量部の代わりにラジカル重合体D3.75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1.32質量部から1.99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を得た。「A-76」の質量に対する前記ラジカル重合体Dの質量の比率(R/P)は0.25であり、「A-76」の質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Comparative example 2)
Instead of 15 parts by mass of the pigment X, 15 parts by mass of "A-76" (manufactured by Arimoto Chemical Co., Ltd., C.I. Pigment Orange 43, primary particle diameter 300 nm) which was not subjected to the solvent milling treatment was used, Except that 3.75 parts by mass of radical polymer A was replaced by 3.75 parts by mass of radical polymer D, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed from 1.32 parts by mass to 1.99 parts by mass. An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer D to the mass of "A-76" (R/P) is 0.25, and the ratio of the mass of the solvent to the mass of "A-76" (S/P) is 0.25. It was 80.
(比較例3)
ラジカル重合体A3.75質量部の代わりにラジカル重合体D3.75質量部を使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を1.32質量部から1.99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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Dの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Comparative example 3)
Except that 3.75 parts by mass of radical polymer D was used instead of 3.75 parts by mass of radical polymer A, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed from 1.32 parts by mass to 1.99 parts by mass. An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer D to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(比較例4)
ラジカル重合体A3.75質量部の代わりにラジカル重合体E3.75質量部を使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を1.32質量部から0.77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を得た。顔料Xの質量に対する前記ラジカル重合体Eの質量の比率(R/P)は0.25であり、顔料Xの質量に対する溶剤の質量の比率(S/P)は0.80であった。
(Comparative example 4)
Except that 3.75 parts by mass of radical polymer E was used instead of 3.75 parts by mass of radical polymer A, and the amount of 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution used was changed from 1.32 parts by mass to 0.77 parts by mass. An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1. The ratio of the mass of the radical polymer E to the mass of pigment X (R/P) was 0.25, and the ratio of the mass of solvent to the mass of pigment X (S/P) was 0.80.
(比較例5)
界面活性剤であるカルボウェトGA-211(エボニックジャパン製)0.30質量部を使用しないこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
(Comparative example 5)
An aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.30 parts by mass of Karbowet GA-211 (manufactured by Evonik Japan) as a surfactant was not used.
(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2000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 2000 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。体積平均粒子径が190以下であれば良好と判断した。 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). A volume average particle diameter of 190 or less was judged to be good.
〔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50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 50 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粗大粒子数を、前記〔粗大粒子数の測定方法〕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 number of coarse particles in the aqueous pigment dispersions immediately after being produced in Examples and Comparative Examples was measured in the same manner as described in the above [Method for Measuring Number of Coarse Particles].
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4週間保存した後の粗大粒子数を〔粗大粒子数の測定方法〕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 polypropylene containers and stored at 60°C for 4 weeks, after which the number of coarse particles was measured in the same manner as [Method for measuring the number of coarse particles]. .
次に、前記製造直後の水性顔料分散体の粗大粒子数と、前記保存後の水性顔料分散体の粗大粒子数と、変化率(%)=[(前記保存後の水性顔料分散体の粗大粒子数-前記製造直後の水性顔料分散体の粗大粒子数)/前記製造直後の水性顔料分散体の粗大粒子数]×100の式に基づき、粗大粒子数の変化率を算出した。前記変化率が10%以内であれば保存安定性は良好であると判断した。 Next, the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion immediately after the production, the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion after the storage, and the rate of change (%) = [(the coarse particles in the aqueous pigment dispersion after the storage) The rate of change in the number of coarse particles was calculated based on the formula: number−number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion immediately after production)/number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion immediately after production]×100. If the rate of change was within 10%, the storage stability was judged to be good.
(水性顔料分散体の分散性の試験方法)
実施例及び比較例で製造した直後の水性顔料分散体をガラス試験管に30ml注ぎ、安定した場所に室温にて静置し、2週間後に溶液の上部を観察する。
○:分散体上部が変色、分離していない
×:分散体上部が変色、二層に分離している
(Test method for dispersibility of aqueous pigment dispersion)
Pour 30 ml of the aqueous pigment dispersion immediately produced in Examples and Comparative Examples into a glass test tube, leave it in a stable place at room temperature, and observe the upper part of the solution after two weeks.
○: The upper part of the dispersion is discolored and not separated. ×: The upper part of the dispersion is discolored and separated into two layers.
Claims (5)
酸価80~150mgKOH/gのラジカル重合体を含有する顔料分散樹脂(B)と、
水(C)と、
混練助剤(D)を含有し、
前記混練助剤(D)が、アセチレングリコール系化合物及びエーテル系化合物からなる群より選ばれる1種以上を含有することを特徴とする水性顔料分散体。 C.I. having a primary particle diameter of 150 nm or less. I. Pigment (A) containing Pigment Orange 43(a);
A pigment dispersion resin (B) containing a radical polymer with an acid value of 80 to 150 mgKOH/g,
Water (C) and
Contains a kneading aid (D),
An aqueous pigment dispersion characterized in that the kneading aid (D) contains one or more selected from the group consisting of acetylene glycol compounds and ether compounds.
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