JP2009298985A - Method for producing aqueous self-dispersive polymer dispersion, aqueous ink composition, ink set and image forming method - Google Patents
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Abstract
【課題】分散安定性に優れる自己分散ポリマー水性分散物の製造方法を提供する。
【解決手段】自己分散ポリマー水性分散物の製造方法として、エチレン性不飽和結合を有するモノマーに由来する、親水性の構成単位と疎水性の構成単位とを含む共重合体と、前記共重合体を溶解する有機良溶剤と前記共重合体を溶解しない有機貧溶剤とを含有する混合溶剤とを含む共重合体溶液を得る工程と、前記共重合体溶液に、水を添加する分散工程と、を含む製造方法とする。
【選択図】なしA method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer having excellent dispersion stability is provided.
A method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer includes a copolymer comprising a hydrophilic constituent unit and a hydrophobic constituent unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond, and the copolymer A step of obtaining a copolymer solution containing a mixed solvent containing an organic good solvent that dissolves the organic solvent and an organic poor solvent that does not dissolve the copolymer, a dispersion step of adding water to the copolymer solution, It is set as the manufacturing method containing.
[Selection figure] None
Description
本発明は、自己分散ポリマー水性分散物の製造方法、水性インク組成物、インクセット、及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a self-dispersing polymer aqueous dispersion, an aqueous ink composition, an ink set, and an image forming method.
インクジェット記録方法は、インクジェットヘッドに形成された多数のノズルからそれぞれインク滴を打滴することによって記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、多種多様な記録媒体に対して高品位な画像を記録できることなどから幅広く利用されている。 The ink jet recording method performs recording by ejecting ink droplets from a large number of nozzles formed on an ink jet head, and the noise during the recording operation is low, the running cost is low, and various recording media are used. On the other hand, it is widely used because it can record high-quality images.
ところで、インクジェット用インクでは、黒色インクにカーボンブラック顔料が使用されているが、カラーインクにおいては水溶性染料が中心的であり、耐候性(耐光性、耐オゾン性、耐水性)の改良が求められている。特に、印刷分野への応用を考えた場合、耐候性の改善は特に重要である。顔料は、その高い結晶性に起因して本質的に堅牢性が高く、耐光性、耐水性は染料に比べて格段に優れている。しかしながら、ノズル部の目詰まり等による吐出性、凝集沈降などの保存安定性や、さらに粒子が記録媒体表面に留まるために耐擦性や光沢性といった印字物の定着性が悪くなるなど、課題が残されている。
このような現状において本発明の課題は、インクジェット用インクの吐出性、定着性を改良させることである。
By the way, carbon black pigment is used for black ink in inkjet ink, but water-soluble dye is central in color ink, and improvement of weather resistance (light resistance, ozone resistance, water resistance) is required. It has been. In particular, when considering application to the printing field, improvement in weather resistance is particularly important. The pigment is inherently high in fastness due to its high crystallinity, and has excellent light resistance and water resistance compared to dyes. However, there are problems such as dischargeability due to clogging of the nozzle part, storage stability such as coagulation sedimentation, and further fixing of printed matter such as abrasion resistance and glossiness due to particles remaining on the surface of the recording medium. It is left.
Under such circumstances, an object of the present invention is to improve the dischargeability and fixability of inkjet ink.
定着性向上技術として、炭素数14〜20の脂肪族炭化水素基を有する不飽和単量体と、メタクリル酸ベンジル系単量体、スチレン系単量体を共重合して得られる自己水分散性共重合体樹脂を、水性インクジェット記録液中にハイドロゾルまたはエマルションの形態で用いる水性インクジェット記録液が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この記録液は、保存安定性が良好で、浸透乾燥による速やかな乾燥性を付与しても高い印字濃度と印字品位を維持し、さらに耐摩擦性、耐水性にも優れるとされている。 Self-water dispersibility obtained by copolymerizing an unsaturated monomer having an aliphatic hydrocarbon group having 14 to 20 carbon atoms, a benzyl methacrylate monomer, and a styrene monomer as a fixability improving technique An aqueous inkjet recording liquid that uses a copolymer resin in the form of a hydrosol or an emulsion in an aqueous inkjet recording liquid is disclosed (for example, see Patent Document 1). This recording liquid has good storage stability, maintains a high printing density and printing quality even when it is given quick drying by osmotic drying, and is also excellent in friction resistance and water resistance.
また、自己分散型顔料と、芳香族基含有モノマー由来の構成単位を含む自己乳化ポリマー粒子を含有するインクジェット記録用水系インクが開示されている(例えば、特許文献2参照)。該インクは、高い印字濃度を満足しつつ、専用紙に印字した際の光沢性に優れるとされる。 In addition, a water-based ink for ink jet recording containing self-dispersing pigments and self-emulsifying polymer particles containing a structural unit derived from an aromatic group-containing monomer is disclosed (for example, see Patent Document 2). The ink is said to be excellent in gloss when printed on special paper while satisfying a high printing density.
さらに、水性乳化重合体の製造方法に関する基礎的な技術が開示されている(例えば、特許文献3参照)。該製造方法によれば、分散安定性に優れた乳化分散物が得られるとされる。
しかしながら、特許文献1または特許文献2に記載の製造方法では、油相から水相への転相の際に溶媒の極性が急激に変化することになり、樹脂の親水基同士の会合や疎水基同士の相互作用等で樹脂の析出や粒子同士の融着が促進され、安定な微粒子形成が困難になる場合があった。また、いずれも分散安定性に乏しい水分散物しか得られず、必然的に該水分散物を含有する水性インク組成物の安定性は低くなる傾向があった。 However, in the production method described in Patent Document 1 or Patent Document 2, the polarity of the solvent changes suddenly during the phase inversion from the oil phase to the aqueous phase, and the association between the hydrophilic groups of the resin and the hydrophobic groups In some cases, the precipitation of the resin and the fusion of the particles are promoted by the mutual interaction and the like, making it difficult to form stable fine particles. In addition, only an aqueous dispersion having poor dispersion stability can be obtained, and the stability of the aqueous ink composition containing the aqueous dispersion inevitably tends to be low.
更に、特許文献3に記載の水性乳化重合体の製造方法においては、イソプロピルアルコールを重合溶媒且つ転相溶媒として用いている。この方法を採用すると、比較的分散安定性の高い粒子が得られるが、重合時にイソプロピルアルコールを用いるため、該溶媒と親和性の高いモノマーの組み合わせにしか適用できず、汎用性に乏しく、所望の構成単位を含む重合体に適用できない場合があった。 Furthermore, in the method for producing an aqueous emulsion polymer described in Patent Document 3, isopropyl alcohol is used as a polymerization solvent and a phase inversion solvent. By adopting this method, particles having relatively high dispersion stability can be obtained. However, since isopropyl alcohol is used at the time of polymerization, it can be applied only to a combination of monomers having a high affinity with the solvent, and is not versatile. In some cases, it cannot be applied to a polymer containing a structural unit.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、分散安定性に優れる自己分散ポリマー水性分散物の製造方法と、該水性分散物を含有する良好な定着性を有するインク組成物及びインクセットを提供すると共に、該インク組成物又は該インクセットを用いた画像記録方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer excellent in dispersion stability, and an ink composition and ink having good fixability containing the aqueous dispersion. An object of the present invention is to provide a set and an image recording method using the ink composition or the ink set.
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> エチレン性不飽和結合を有するモノマーに由来する、親水性の構成単位と疎水性の構成単位とを含む共重合体と、前記共重合体を溶解する有機良溶剤と前記共重合体を溶解しない有機貧溶剤とを含有する混合溶剤とを含む共重合体溶液を得る工程と、前記共重合体溶液に、水を添加する分散工程と、を含む自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。
Specific means for solving the above problems are as follows.
<1> A copolymer containing a hydrophilic constituent unit and a hydrophobic constituent unit, derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond, an organic good solvent for dissolving the copolymer, and the copolymer A method for producing a self-dispersing polymer aqueous dispersion, comprising: a step of obtaining a copolymer solution containing a mixed solvent containing an organic poor solvent that does not dissolve; and a dispersion step of adding water to the copolymer solution.
<2> 前記有機良溶剤は、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、およびエステル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であって、前記有機貧溶剤は、アルコール系溶剤である、前記<1>に記載の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。
<3> 前記混合溶剤は、前記有機貧溶剤の含有率が30質量%以上70質量%以下である、前記<1>または<2>に記載の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。
<4> 前記分散工程後に、前記有機貧溶媒の含有量を前記共重合体の0.05質量%以上10質量%以下とする溶媒除去工程を更に含む、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。
<5> 前記親水性の構成単位の少なくとも1種は、カルボキシル基を有する構成単位である、前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。
<6> 前記疎水性の構成単位の少なくとも1種は、アクリル酸エステル系モノマー及びメタクリル酸エステル系モノマーの少なくとも一方に由来する構成単位である、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。
<2> The organic good solvent is at least one selected from a ketone solvent, an ether solvent, and an ester solvent, and the organic poor solvent is an alcohol solvent, according to <1>. A method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer.
<3> The method for producing an aqueous self-dispersing polymer dispersion according to <1> or <2>, wherein the mixed solvent has a content of the organic poor solvent of 30% by mass or more and 70% by mass or less.
<4> Any one of <1> to <3>, further including a solvent removal step of setting the content of the organic poor solvent to 0.05% by mass or more and 10% by mass or less of the copolymer after the dispersion step. A process for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer according to claim 1.
<5> The method for producing an aqueous self-dispersing polymer dispersion according to any one of <1> to <4>, wherein at least one of the hydrophilic structural units is a structural unit having a carboxyl group.
<6> At least one of the hydrophobic structural units is a structural unit derived from at least one of an acrylic ester monomer and a methacrylic ester monomer, and any one of the above <1> to <5> A process for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer as described in 1.
<7> 着色剤を含む水不溶性着色粒子と、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法によって製造された自己分散ポリマー水性分散物と、を含有する水性インク組成物。
<8> 前記<7>に記載の水性インク組成物の少なくとも1種を含むインクセット。
<9> 前記<7>に記載の水性インク組成物、または前記<8>に記載のインクセットを用いて、被記録媒体上に、前記水性インク組成物を付与するインク付与工程を含む画像形成方法。
<7> Water-insoluble colored particles containing a colorant, and a self-dispersing polymer aqueous dispersion produced by the method for producing an aqueous self-dispersing polymer dispersion according to any one of <1> to <6>, A water-based ink composition containing
<8> An ink set comprising at least one water-based ink composition according to <7>.
<9> Image formation including an ink application step of applying the aqueous ink composition onto a recording medium using the aqueous ink composition according to <7> or the ink set according to <8>. Method.
本発明によれば、分散安定性に優れる自己分散ポリマー水性分散物の製造方法と、該水性分散物を含有する良好な定着性を有するインク組成物及びインクセットを提供すると共に、該インク組成物又は該インクセットを用いた画像記録方法を提供することができる。 According to the present invention, there are provided a method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer excellent in dispersion stability, an ink composition and an ink set containing the aqueous dispersion and having good fixability, and the ink composition. Alternatively, an image recording method using the ink set can be provided.
以下、本発明に係る自己分散ポリマー水性分散物の製造方法、水性インク組成物、インクセット及び画像記録方法について詳細に説明する。先ず、本発明の該ポリマー水性分散物の製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for producing a self-dispersing polymer aqueous dispersion, an aqueous ink composition, an ink set, and an image recording method according to the present invention will be described in detail. First, the manufacturing method of this polymer aqueous dispersion of this invention is demonstrated.
<自己分散ポリマー水性分散物の製造方法>
本発明の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法は、エチレン性不飽和結合を有するモノマー由来の親水性の構成単位と、エチレン性不飽和結合を有する疎水性の構成単位とを含む共重合体と、前記共重合体を溶解する有機良溶剤と前記共重合を溶解しない有機貧溶剤とを含有する混合溶剤と、を含む共重合体溶液を得る工程と、前記共重合体溶液に、水を添加する分散工程と、を含んで構成される。
かかる製造方法で製造された自己分散ポリマー水性分散物は、水系への転相が緩和な極性変化の条件下に行われるため微細な粒子径を有する水性分散物となり、優れた分散安定性を有している。
<Method for producing aqueous dispersion of self-dispersing polymer>
The method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer of the present invention comprises a copolymer comprising a hydrophilic constituent unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond, and a hydrophobic constituent unit having an ethylenically unsaturated bond; A step of obtaining a copolymer solution comprising an organic good solvent that dissolves the copolymer and an organic poor solvent that does not dissolve the copolymer, and water is added to the copolymer solution And a dispersing step.
The aqueous dispersion of a self-dispersing polymer produced by such a production method becomes an aqueous dispersion having a fine particle size because phase inversion to an aqueous system is performed under a mild polarity change condition, and has excellent dispersion stability. is doing.
本発明における自己分散ポリマーとは、エチレン性不飽和結合を有するモノマーに由来する親水性の構成単位とエチレン性不飽和結合を有するモノマーに由来する疎水性の構成単位とを含む共重合体であって、界面活性剤の不存在下、ポリマー自身の親水性の官能基(好ましくは、解離性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となりうる水不溶性ポリマーをいう。また、ここでいう分散状態とは、水性媒体中に水不溶性ポリマーが液体状態で分散された乳化状態(エマルジョン)、及び、水性媒体中に水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態(サスペンジョン)の両方の状態を含むものである。
前記自己分散ポリマーは、例えば、水性インク組成物に含有された場合のインク定着性の観点から、水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態となりうる自己分散ポリマーであることが好ましい。
The self-dispersing polymer in the present invention is a copolymer comprising a hydrophilic structural unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond and a hydrophobic structural unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond. In the absence of a surfactant, it refers to a water-insoluble polymer that can be dispersed in an aqueous medium by a hydrophilic functional group (preferably a dissociable group or a salt thereof) of the polymer itself. In addition, the dispersion state here means an emulsified state (emulsion) in which a water-insoluble polymer is dispersed in an aqueous medium, and a dispersion state (suspension) in which a water-insoluble polymer is dispersed in an aqueous medium. ) Including both states.
The self-dispersing polymer is preferably a self-dispersing polymer that can be in a dispersed state in which a water-insoluble polymer is dispersed in a solid state, for example, from the viewpoint of ink fixability when contained in an aqueous ink composition.
また本発明における自己分散ポリマーの分散状態とは、水不溶性ポリマー30gを70gの有機溶媒(例えば、メチルエチルケトン)に溶解した溶液、該水不溶性ポリマーの解離性基を100%中和できる中和剤(塩生成基がアニオン性であれば水酸化ナトリウム、カチオン性であれば酢酸)、及び水200gを混合、攪拌(装置:攪拌羽根付き攪拌装置、回転数200rpm、30分間、25℃)した後、該混合液から該有機溶媒を除去した後でも、分散状態が25℃で少なくとも1週間安定に存在することを目視で確認することができる状態をいう。 In the present invention, the dispersion state of the self-dispersing polymer means a solution in which 30 g of a water-insoluble polymer is dissolved in 70 g of an organic solvent (for example, methyl ethyl ketone), a neutralizing agent that can neutralize 100% of the dissociable group of the water-insoluble polymer ( After the salt-forming group is anionic, sodium hydroxide, acetic acid if it is cationic) and 200 g of water are mixed and stirred (apparatus: stirring apparatus with stirring blades, rotation speed 200 rpm, 30 minutes, 25 ° C.) It means a state in which even after removing the organic solvent from the mixed solution, it can be visually confirmed that the dispersed state exists stably at 25 ° C. for at least one week.
また、水不溶性ポリマーとは、ポリマーを105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100g中に溶解させたときに、その溶解量が10g以下であるポリマーをいい、その溶解量が好ましくは5g以下、更に好ましくは1g以下である。前記溶解量は、水不溶性ポリマーの解離性基の種類に応じて、水酸化ナトリウム又は酢酸で100%中和した時の溶解量である。 The water-insoluble polymer means a polymer having a dissolution amount of 10 g or less when the polymer is dried at 105 ° C. for 2 hours and then dissolved in 100 g of water at 25 ° C., and the dissolution amount is preferable. Is 5 g or less, more preferably 1 g or less. The dissolution amount is the dissolution amount when neutralized with sodium hydroxide or acetic acid 100% according to the type of dissociable group of the water-insoluble polymer.
本発明の自己分散性ポリマー水性分散物の製造方法において、前記混合溶剤は、前記共重合体を溶解する有機良溶剤の少なくとも1種と、前記共重合体を溶解しない有機貧溶剤の少なくとも1種と、を含むことを特徴とする。混合溶剤を用いることで優れた分散安定性を有する水性分散物を得ることができる。
ここで前記共重合体を溶解する有機良溶剤とは、本発明における自己分散ポリマー(共重合体)の溶解度が10質量%以上である有機溶剤を意味する。また前記共重合体を溶解しない有機貧溶剤とは、本発明における自己分散ポリマー(共重合体)の溶解度が10質量%未満である有機溶剤を意味する。
In the method for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer of the present invention, the mixed solvent is at least one organic good solvent that dissolves the copolymer and at least one organic poor solvent that does not dissolve the copolymer. It is characterized by including these. By using a mixed solvent, an aqueous dispersion having excellent dispersion stability can be obtained.
Here, the organic good solvent that dissolves the copolymer means an organic solvent in which the solubility of the self-dispersing polymer (copolymer) in the present invention is 10% by mass or more. Moreover, the organic poor solvent which does not melt | dissolve the said copolymer means the organic solvent whose solubility of the self-dispersing polymer (copolymer) in this invention is less than 10 mass%.
本発明における有機良溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系溶剤、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,3−オキソラン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶剤等を挙げることができる。本発明においてはケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、沸点が100℃以下のケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、メチルエチルケトン、アセトン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランおよび酢酸エチルから選ばれる少なくとも1種であることが更に好ましい。
尚、有機良溶剤は1種単独でも、2種以上を組合せて用いてもよい。
Examples of the organic good solvent in the present invention include ketone solvents such as methyl ethyl ketone and acetone, ether solvents such as 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,3-oxolane and tetrahydrofuran, and esters such as ethyl acetate. And amide solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, and the like. In the present invention, at least one selected from ketone solvents, ether solvents, and ester solvents is preferable, and at least one selected from ketone solvents, ether solvents, and ester solvents having a boiling point of 100 ° C. or less. It is more preferable that it is at least one selected from methyl ethyl ketone, acetone, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran and ethyl acetate.
The organic good solvents may be used alone or in combination of two or more.
本発明における有機貧溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤を挙げることができる。中でも、沸点が100℃以下のアルコール系溶剤であることが好ましく、エタノール、イソプロピルアルコール、t−ブタノールから選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
尚、有機貧溶剤は1種単独でも、2種以上を組合せて用いてもよい。
Examples of the organic poor solvent in the present invention include alcohol solvents such as ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, s-butanol, t-butanol, and 2-ethylhexanol. Especially, it is preferable that it is an alcohol solvent whose boiling point is 100 degrees C or less, and it is more preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from ethanol, isopropyl alcohol, and t-butanol.
The organic poor solvent may be used alone or in combination of two or more.
本発明における自己分散ポリマー樹脂を溶解する混合溶剤としては、自己分散ポリマー水性分散物の分散安定性の観点から、有機貧溶剤の含有率が30〜70質量%であることが好ましく、30〜60質量%であることがより好ましい。
有機貧溶剤の含有率が70質量%以下であることで、混合溶剤から自己分散ポリマー樹脂が析出することを抑制することができる。また有機貧溶剤の含有率が30質量%以上であることで、油相から水相への転相の際に溶媒の極性が急激に変化しすぎることを抑制することができ、樹脂の親水基同士の会合や疎水基同士の相互作用等で樹脂の析出や粒子同士の融着の発生を効果的に抑制でき、より安定な微粒子形成が可能になる。すなわち、30質量%以上70質量%以下であると、油相から水相への転相がスムーズに行われ、より分散安定性に優れる自己分散ポリマー水性分散物を調製することができる。
As the mixed solvent for dissolving the self-dispersing polymer resin in the present invention, from the viewpoint of dispersion stability of the self-dispersing polymer aqueous dispersion, the content of the organic poor solvent is preferably 30 to 70% by mass, and 30 to 60%. More preferably, it is mass%.
It can suppress that self-dispersing polymer resin precipitates from a mixed solvent because the content rate of an organic poor solvent is 70 mass% or less. Moreover, when the content of the organic poor solvent is 30% by mass or more, the polarity of the solvent can be prevented from changing abruptly during the phase inversion from the oil phase to the water phase. It is possible to effectively suppress the precipitation of the resin and the fusion of the particles due to the association between each other and the interaction between the hydrophobic groups, thereby enabling more stable formation of fine particles. That is, when the content is 30% by mass or more and 70% by mass or less, the phase inversion from the oil phase to the aqueous phase is smoothly performed, and a self-dispersing polymer aqueous dispersion having more excellent dispersion stability can be prepared.
更に本発明において前記混合溶剤は、自己分散ポリマー水性分散物の分散安定性の観点から、有機貧溶剤が含有率30〜70質量%のアルコール系溶剤であって、有機良溶剤が含有率70〜30質量%のケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、有機貧溶剤が含有率30〜60質量%の沸点100℃以下のアルコール系溶剤であって、有機良溶剤が含有率70〜40質量%の沸点100℃以下のケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
特に好ましくは、有機良溶剤がメチルエチルケトン、アセトン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランおよび酢酸エチルから選ばれる少なくとも1種であって、有機貧溶剤がエタノール、イソプロピルアルコール、t−ブタノールから選ばれる少なくとも1種である混合溶剤である。
Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of dispersion stability of the self-dispersing polymer aqueous dispersion, the mixed solvent is an alcohol solvent having a content of 30 to 70% by mass and a good organic solvent having a content of 70 to 70%. It is preferably at least one selected from 30% by mass of a ketone solvent, an ether solvent, and an ester solvent, and the organic poor solvent is an alcohol solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower with a content of 30 to 60% by mass. More preferably, the organic good solvent is at least one selected from a ketone solvent, an ether solvent, and an ester solvent having a content of 70 to 40% by mass and a boiling point of 100 ° C. or less.
Particularly preferably, the organic good solvent is at least one selected from methyl ethyl ketone, acetone, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran and ethyl acetate, and the organic poor solvent is ethanol, isopropyl alcohol, t-butanol. It is a mixed solvent which is at least one selected from
前記共重合体溶液を得る工程は、前記共重合体が前記混合溶剤に溶解している共重合体溶液を調製することができれば特に制限はなく、有機良溶剤と有機貧溶剤とを含む混合溶剤を調製した後に共重合体を該混合溶剤に溶解して共重合体溶液としてもよく、また、有機良溶剤に共重合体を溶解した後に有機貧溶剤を混合して共重合体溶液としてもよい。
本発明においては有機良溶剤に共重合体を溶解した後に、有機貧溶剤を混合する工程であることが好ましい。
The step of obtaining the copolymer solution is not particularly limited as long as the copolymer solution in which the copolymer is dissolved in the mixed solvent can be prepared, and is a mixed solvent containing an organic good solvent and an organic poor solvent. After preparing the copolymer, the copolymer may be dissolved in the mixed solvent to form a copolymer solution, or the copolymer may be dissolved in an organic good solvent and then mixed with an organic poor solvent to form a copolymer solution. .
In this invention, it is preferable that it is the process of mixing an organic poor solvent after melt | dissolving a copolymer in an organic good solvent.
また前記共重合体溶液は、中和剤の少なくとも1種を更に含んでいてもよい。
中和剤は、共重合体(自己分散ポリマー)が有することがある解離性基の一部又は全部を中和し、自己分散ポリマーが水性媒体中で安定した分散状態を形成するために用いられる。
The copolymer solution may further contain at least one neutralizing agent.
The neutralizing agent is used to neutralize some or all of the dissociable groups that the copolymer (self-dispersing polymer) may have, and the self-dispersing polymer forms a stable dispersion state in an aqueous medium. .
本発明における自己分散ポリマーが解離性基としてアニオン性の解離基を有する場合、用いられる中和剤としては有機アミン化合物、アンモニア、アルカリ金属の水酸化物等の塩基性化合物が挙げられる。有機アミン化合物の例としては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチル−エタノールアミン、N,N−ジエチル−エタノールアミン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアニン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。中でも、本発明の自己分散ポリマー粒子の水中への分散安定化の観点から、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミンが好ましい。 When the self-dispersing polymer in the present invention has an anionic dissociative group as a dissociable group, examples of the neutralizing agent used include basic compounds such as organic amine compounds, ammonia, and alkali metal hydroxides. Examples of organic amine compounds include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monopropylamine, dipropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N, N-dimethyl-ethanolamine, N, N-diethyl-ethanolamine, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolanine, monoisopropanolamine, di Examples include isopropanolamine and triisopropanolamine. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Among these, sodium hydroxide, potassium hydroxide, triethylamine, and triethanolamine are preferable from the viewpoint of stabilizing the dispersion of the self-dispersing polymer particles of the present invention in water.
これら中和剤(好ましくは、塩基性化合物)は、解離性基100モル%に対して、5〜120モル%使用することが好ましく、10〜110モル%であることがより好ましく、15〜100モル%であることが更に好ましい。15モル%以上とすることで、水中での粒子の分散を安定化する効果が顕著に発現し、100モル%以下とすることで、分散状態における水溶性成分を顕著に低下させる効果がある。 These neutralizing agents (preferably, basic compounds) are preferably used in an amount of 5 to 120 mol%, more preferably 10 to 110 mol%, based on 100 mol% of the dissociable group. More preferably, it is mol%. By making it 15 mol% or more, the effect of stabilizing the dispersion of particles in water is remarkably exhibited, and by making it 100 mol% or less, there is an effect of remarkably reducing the water-soluble component in the dispersed state.
本発明における分散工程は、前記共重合体溶液に少なくとも水を添加しながら、混合、攪拌して水性分散体を調製する工程であることが好ましい。このように混合溶剤に溶解した共重合体溶液中に、水を添加することで、強いせん断力を必要とせずに、より分散安定性に優れる自己分散ポリマー水性分散体を得ることができる。 The dispersion step in the present invention is preferably a step of preparing an aqueous dispersion by mixing and stirring while adding at least water to the copolymer solution. By adding water to the copolymer solution dissolved in the mixed solvent in this way, a self-dispersing polymer aqueous dispersion having better dispersion stability can be obtained without requiring a strong shearing force.
本発明において混合、攪拌する方法については特に制限はなく、一般に用いられる混合攪拌装置や、必要に応じて超音波分散機や高圧ホモジナイザー等の分散機を用いることができる。
本発明において共重合体溶液には、少なくとも水を添加するが、水に加えて中和剤や有機溶剤(好ましくは、有機貧溶剤)を更に添加してもよい。
In the present invention, the method of mixing and stirring is not particularly limited, and a generally used mixing and stirring device, or a dispersing machine such as an ultrasonic dispersing machine or a high-pressure homogenizer can be used as necessary.
In the present invention, at least water is added to the copolymer solution, but in addition to water, a neutralizing agent or an organic solvent (preferably an organic poor solvent) may be further added.
本発明の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法は、上記分散工程後に、溶剤除去工程を含むことが好ましい。前記溶剤除去工程は、前記混合溶剤の少なくとも一部を除去することができれば特に制限はなく、通常用いられる方法、例えば、蒸留、減圧蒸留等を適用することができる。
本発明においては溶剤除去工程を含むことで、より分散安定性に優れる自己分散ポリマー水性分散物を得ることができる。
The method for producing an aqueous self-dispersing polymer dispersion of the present invention preferably includes a solvent removal step after the dispersion step. The solvent removal step is not particularly limited as long as at least a part of the mixed solvent can be removed, and a commonly used method such as distillation, distillation under reduced pressure, or the like can be applied.
In the present invention, a self-dispersing polymer aqueous dispersion having better dispersion stability can be obtained by including a solvent removal step.
本発明の溶剤除去工程においては、混合溶剤の少なくとも一部が除去される。除去される混合溶剤における有機良溶剤と有機貧溶剤の含有比率には特に制限はなく、また混合溶剤とともに水の一部が除去されてもよい。 In the solvent removal step of the present invention, at least a part of the mixed solvent is removed. The content ratio of the organic good solvent and the organic poor solvent in the mixed solvent to be removed is not particularly limited, and a part of the water may be removed together with the mixed solvent.
本発明において前記溶剤除去工程は、自己分散ポリマー水性分散物中における有機貧溶剤の含有量が、共重合体の固形分質量の0.05質量%以上10質量%以下となるように混合溶剤を除去する工程であることが好ましく、0.08質量%以上8質量%以下であることがより好ましい。また、前記有機貧溶剤はアルコール系溶剤であることが好ましい。
自己分散ポリマー水性分散物に含まれる有機貧溶剤(好ましくは、アルコール系溶剤)の含有量が、共重合体の固形分質量の0.05質量%以上であることで、例えば、自己分散ポリマー水性分散物を含む水性インク組成物における成膜性が向上し、インク定着性がより良好になる。また10質量%以下であることで分散安定性の低下を抑制し、また水性インク組成物におけるインクの耐水性の低下を抑制することができる。
In the present invention, the solvent removal step is performed by adding a mixed solvent so that the content of the organic poor solvent in the aqueous dispersion of the self-dispersing polymer is 0.05% by mass or more and 10% by mass or less of the solid content mass of the copolymer. It is preferable that it is the process of removing, and it is more preferable that they are 0.08 mass% or more and 8 mass% or less. The organic poor solvent is preferably an alcohol solvent.
The content of the organic poor solvent (preferably an alcohol solvent) contained in the aqueous self-dispersing polymer dispersion is 0.05% by mass or more of the solid content mass of the copolymer. The film-forming property in the aqueous ink composition containing the dispersion is improved, and the ink fixing property is further improved. Moreover, the fall of dispersion stability can be suppressed because it is 10 mass% or less, and the fall of the water resistance of the ink in a water-based ink composition can be suppressed.
本発明における溶媒除去工程後に、自己分散ポリマー水性分散物中に含まれる有機貧溶剤は、(a)自己分散ポリマー樹脂を溶解した混合溶剤中の有機貧溶剤であっても良いし、(b)自己分散ポリマー水性分散物から、実質的に有機溶剤を除いてから、あらたに添加した有機貧溶剤であってもよい。
このうち、製造工程の簡略化の観点、また溶媒除去時の発泡を低減するという観点で、(a)自己分散ポリマー樹脂を溶解した混合溶剤中の有機貧溶剤であることが好ましい。
After the solvent removal step in the present invention, the organic poor solvent contained in the self-dispersing polymer aqueous dispersion may be (a) an organic poor solvent in a mixed solvent in which the self-dispersing polymer resin is dissolved, or (b) An organic poor solvent newly added after substantially removing the organic solvent from the self-dispersing polymer aqueous dispersion may be used.
Among these, from the viewpoint of simplifying the production process and reducing foaming during solvent removal, (a) an organic poor solvent in a mixed solvent in which the self-dispersing polymer resin is dissolved is preferable.
本発明における自己分散ポリマー水性分散物における自己分散ポリマー粒子の平均粒径は、10〜100nmの範囲であることが好ましく、10〜80nmがより好ましく、10〜60nmがさらに好ましい。10nm以上の平均粒径であることで製造適性が向上する。また、100nm以下の平均粒径とすることで保存安定性が向上する。一方10nm未満の場合、水への溶解成分量が増加して粘度が高くなり、吐出性の観点から水性インク組成物に適さない。また100nmを超えると、ポリマー粒子同士の融着やミクロンサイズの粗大粒子数が増加し、安定な分散状態を維持することが困難になる。 The average particle size of the self-dispersing polymer particles in the aqueous dispersion of the self-dispersing polymer in the present invention is preferably in the range of 10 to 100 nm, more preferably 10 to 80 nm, and further preferably 10 to 60 nm. Manufacturability is improved when the average particle diameter is 10 nm or more. Moreover, storage stability improves by setting it as an average particle diameter of 100 nm or less. On the other hand, when the thickness is less than 10 nm, the amount of components dissolved in water increases and the viscosity becomes high, which is not suitable for a water-based ink composition from the viewpoint of ejection properties. On the other hand, if it exceeds 100 nm, the fusion between polymer particles and the number of micron-sized coarse particles increase, and it becomes difficult to maintain a stable dispersion state.
本発明において、自己分散ポリマー粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つものであっても、単分散の粒径分布を持つものであってもよい。また、自己分散ポリマー樹脂(共重合体)を、2種以上混合して含むものであってもよい。
尚、自己分散ポリマー粒子の平均粒径及び粒径分布は、例えば、動的光散乱法を用いて測定することができる。
In the present invention, the particle size distribution of the self-dispersing polymer particles is not particularly limited, and may have a wide particle size distribution or a monodispersed particle size distribution. Moreover, two or more kinds of self-dispersing polymer resins (copolymers) may be mixed and contained.
The average particle size and particle size distribution of the self-dispersing polymer particles can be measured using, for example, a dynamic light scattering method.
本発明における自己分散ポリマーは、エチレン性不飽和結合を有するモノマー由来の疎水性の構成単位の少なくとも1種を含む。前記疎水性の構成単位のうち少なくとも1種は、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステル系単量体であることが好ましい。 The self-dispersing polymer in the present invention contains at least one hydrophobic constituent unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond. At least one of the hydrophobic structural units is preferably an acrylic ester and / or a methacrylic ester monomer.
アクリル酸エステル類、具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、tert−オクチルアクリレート、2−クロロエチルアクリレート、2−ブロモエチルアクリレート、4−クロロブチルアクリレート、シアノエチルアクリレート、2−アセトキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、2−クロロシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェニルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルアクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアクリレート、グリシジルアクリレート、1−ブロモ−2−メトキシエチルアクリレート、1,1−ジクロロ−2−エトキシエチルアクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチルアクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルアクリレート等が挙げられる。 Acrylic esters, specifically, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, amyl acrylate, hexyl acrylate, 2- Ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, 2-bromoethyl acrylate, 4-chlorobutyl acrylate, cyanoethyl acrylate, 2-acetoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, 2-chlorocyclohexyl acrylate , Cyclohexyl acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofur Furyl acrylate, phenyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2- Butoxyethyl acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl acrylate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acrylate, glycidyl acrylate, 1-bromo-2-methoxyethyl acrylate, 1,1-dichloro-2-ethoxyethyl acrylate 2,2,2-tetrafluoroethyl acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl acrylate and the like.
メタクリル酸エステル類、具体的には、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロロベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−(3−フェニルプロピルオキシ)エチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、2−フェノキシエチルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、トリエチレングリコールモノメタクリレート、ジプロピレングリコールモノメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、2−iso−プロポキシエチルメタクリレート、2−ブトキシエチルメタクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−アセトキシエチルメタクリレート、2−アセトアセトキシエチルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルメタクリレートなどが挙げられる。 Methacrylic acid esters, specifically, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate , Benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, stearyl methacrylate, 2- (3-phenylpropyloxy) ethyl methacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, phenyl methacrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, cresyl methacrylate, naphthyl methacrylate 2-Hido Xylethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, triethylene glycol monomethacrylate, dipropylene glycol monomethacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, 2-iso-propoxyethyl Methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl methacrylate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl methacrylate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl methacrylate, 2-acetoxyethyl methacrylate, 2-acetate Acetoxyethyl methacrylate, allyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2,2,2-tetra Le Oro methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H- perfluoro decyl methacrylate, and the like.
本発明における自己分散ポリマーは、エチレン性不飽和結合を有するモノマーに由来する親水性の構成単位の少なくとも1種を含む。前記親水性の構成単位は、親水性基含有モノマーに由来するものであれば特に制限はなく、1種の親水性基含有モノマーに由来するものであっても、2種以上の親水性基含有モノマーに由来するものであってもよい。前記親水性基としては、特に制限はなく、解離性基であってもノニオン性親水性基であってもよい。
本発明において前記親水性基は、自己分散促進の観点、形成された乳化又は分散状態の安定性の観点から、解離性基であることが好ましく、アニオン性の解離基であることがより好ましい。前記解離性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、水性インク組成物を構成した場合の定着性の観点から、カルボキシル基が好ましい。
The self-dispersing polymer in the present invention contains at least one hydrophilic structural unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond. The hydrophilic structural unit is not particularly limited as long as it is derived from a hydrophilic group-containing monomer, and even if it is derived from one kind of hydrophilic group-containing monomer, it contains two or more hydrophilic groups. It may be derived from a monomer. The hydrophilic group is not particularly limited, and may be a dissociable group or a nonionic hydrophilic group.
In the present invention, the hydrophilic group is preferably a dissociable group and more preferably an anionic dissociable group from the viewpoint of promoting self-dispersion and the stability of the formed emulsified or dispersed state. Examples of the dissociable group include a carboxyl group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group, and among them, a carboxyl group is preferable from the viewpoint of fixability when an aqueous ink composition is formed.
本発明における親水性基含有モノマーは、自己分散性の観点から、解離性基含有モノマーであることが好ましく、解離性基とエチレン性不飽和結合とを有する解離性基含有モノマーであることが好ましい。
解離性基含有モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
The hydrophilic group-containing monomer in the present invention is preferably a dissociable group-containing monomer from the viewpoint of self-dispersibility, and is preferably a dissociable group-containing monomer having a dissociable group and an ethylenically unsaturated bond. .
Examples of the dissociable group-containing monomer include an unsaturated carboxylic acid monomer, an unsaturated sulfonic acid monomer, and an unsaturated phosphoric acid monomer.
不飽和カルボン酸モノマーとして具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。不飽和スルホン酸モノマーとして具体的には、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和リン酸モノマーとして具体的には、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記解離性基含有モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
Specific examples of the unsaturated carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, and 2-methacryloyloxymethyl succinic acid. Specific examples of the unsaturated sulfonic acid monomer include styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 3-sulfopropyl (meth) acrylate, and bis- (3-sulfopropyl) -itaconate. It is done. Specific examples of unsaturated phosphoric acid monomers include vinylphosphonic acid, vinyl phosphate, bis (methacryloxyethyl) phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, dibutyl-2- Examples include acryloyloxyethyl phosphate.
Among the dissociable group-containing monomers, unsaturated carboxylic acid monomers are preferable and acrylic acid and methacrylic acid are more preferable from the viewpoints of dispersion stability and ejection stability.
本発明における自己分散ポリマーの分子量範囲は、重量平均分子量で、3000〜20万であることが好ましく、5000〜15万であることがより好ましく、10000〜10万であることが更に好ましい。重量平均分子量を3000以上とすることで水溶性成分量を効果的に抑制することができる。また、重量平均分子量を20万以下とすることで、自己乳化安定性を高めることができる。
尚、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)によって測定することできる。
The molecular weight range of the self-dispersing polymer in the present invention is preferably 3000 to 200,000, more preferably 5000 to 150,000, and still more preferably 10,000 to 100,000 in terms of weight average molecular weight. By setting the weight average molecular weight to 3000 or more, the amount of water-soluble components can be effectively suppressed. Moreover, self-emulsification stability can be improved by making a weight average molecular weight or less into 200,000.
The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
以下に、自己分散ポリマーの具体例として、例示化合物B−01〜B−10を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、括弧内は共重合成分の質量比を表す。 Specific examples of the self-dispersing polymer are listed below as exemplary compounds B-01 to B-10, but the present invention is not limited thereto. In addition, the parenthesis represents the mass ratio of the copolymer component.
B−01:メチルメタクリレート/メトキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(44/15/35/6)
B−02:メチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/フェノキシエチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(50/15/30/5)
B−03:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(45/50/5)
B−04:イソブチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(43/16/35/6)
B−05:メチルメタクリレート/フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(45/23/26/6)
B−06:メチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(39/55/6)
B−07:ベンジルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(55/40/5)
B−08:フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/メタクリル酸 共重合体(45/47/8)
B−09:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/ブチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(5/48/40/7)
B−10:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(35/30/30/5)
B-01: Methyl methacrylate / methoxyethyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (44/15/35/6)
B-02: Methyl methacrylate / benzyl acrylate / phenoxyethyl methacrylate / acrylic acid copolymer (50/15/30/5)
B-03: Methyl methacrylate / phenoxyethyl acrylate / acrylic acid copolymer (45/50/5)
B-04: Isobutyl methacrylate / phenoxyethyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (43/16/35/6)
B-05: Methyl methacrylate / phenoxyethyl methacrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (45/23/26/6)
B-06: Methyl methacrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (39/55/6)
B-07: benzyl acrylate / methyl methacrylate / acrylic acid copolymer (55/40/5)
B-08: Phenoxyethyl methacrylate / benzyl acrylate / methacrylic acid copolymer (45/47/8)
B-09: Styrene / phenoxyethyl acrylate / butyl methacrylate / acrylic acid copolymer (5/48/40/7)
B-10: benzyl methacrylate / isobutyl methacrylate / cyclohexyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (35/30/30/5)
本発明における自己分散ポリマーの合成方法としては特に制限はなく、溶液重合法、塊状重合法等の公知の重合法により、モノマー混合物を共重合させることによって合成することができる。これらの重合法の中では、水性インク組成物としたときの打滴安定性の観点から、溶液重合法が好ましい。例えば、モノマー混合物と、必要に応じて、有機溶媒及びラジカル重合開始剤とを含んだ混合物を、不活性ガス雰囲気下で共重合反応させて自己分散ポリマーを合成することができる。
合成された自己分散ポリマーは、本発明の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法によって、自己分散ポリマー水性分散物とすることができる。
The method for synthesizing the self-dispersing polymer in the present invention is not particularly limited, and it can be synthesized by copolymerizing the monomer mixture by a known polymerization method such as a solution polymerization method or a bulk polymerization method. Among these polymerization methods, the solution polymerization method is preferable from the viewpoint of droplet ejection stability when an aqueous ink composition is used. For example, a self-dispersing polymer can be synthesized by copolymerizing a mixture containing a monomer mixture and, if necessary, an organic solvent and a radical polymerization initiator in an inert gas atmosphere.
The synthesized self-dispersing polymer can be converted into a self-dispersing polymer aqueous dispersion by the method for producing an aqueous self-dispersing polymer dispersion of the present invention.
本発明の自己分散ポリマー水性分散物の製造方法によって製造される自己分散ポリマー水性分散物は、優れた分散安定性を有している。従って例えば、該自己分散ポリマー水性分散物を含有するインク組成物は、優れた保存安定性を示すことができ、さらに良好なインク定着性を示すことができる。またインクジェット用インク組成物に適用することで、保存安定性、インク定着性に加えて、優れた吐出安定性を示すことができる。
本発明における自己分散ポリマー水性分散物は1種単独で用いても、2種以上を組合せて用いてもよい。
The aqueous self-dispersing polymer dispersion produced by the method for producing an aqueous self-dispersing polymer dispersion of the present invention has excellent dispersion stability. Therefore, for example, an ink composition containing the aqueous self-dispersing polymer dispersion can exhibit excellent storage stability and can exhibit better ink fixing properties. Further, by applying the ink composition to an ink jet ink composition, excellent ejection stability can be exhibited in addition to storage stability and ink fixability.
The aqueous self-dispersing polymer dispersion in the present invention may be used alone or in combination of two or more.
<水性インク組成物>
本発明の水性インク組成物は、着色剤を含む水不溶性着色粒子の少なくとも1種と、前述の自己分散ポリマー水性分散物の少なくとも1種と、を含有する。自己分散ポリマー水性分散物を含有することで、インク組成物の保存安定性に優れ、形成された画像の定着性が向上する。
<Water-based ink composition>
The aqueous ink composition of the present invention contains at least one kind of water-insoluble colored particles containing a colorant and at least one kind of the above-mentioned self-dispersing polymer aqueous dispersion. By containing the self-dispersing polymer aqueous dispersion, the storage stability of the ink composition is excellent, and the fixability of the formed image is improved.
本発明の水性インク組成物は、単色の画像形成のみならず、フルカラーの画像形成に用いることができる。フルカラー画像を形成するために、マゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクを用いることができ、また、色調を整えるために、更にブラック色調インクを用いてもよい。また、イエロー、マゼンタ、シアン色調インク以外のレッド、グリーン、ブルー、白色インクやいわゆる印刷分野における特色インク(例えば無色)等を用いることができる。 The water-based ink composition of the present invention can be used not only for monochromatic image formation but also for full-color image formation. In order to form a full color image, a magenta color ink, a cyan color ink, and a yellow color ink can be used, and a black color ink may be further used to adjust the color tone. Further, red, green, blue, and white inks other than yellow, magenta, and cyan color inks, and so-called special color inks (for example, colorless) in the printing field can be used.
本発明の水性インク組成物を用いて画像を記録する方法としては、特に制限はなく公知の画像記録方法を用いることができ、例えば、インクジェット方式、謄写方式、捺転方式等の手段により、被記録媒体に水性インク組成物を付与する方法を挙げることができる。 The method for recording an image using the water-based ink composition of the present invention is not particularly limited, and a known image recording method can be used. For example, the image is coated by means such as an inkjet method, a copying method, a printing method, and the like. Examples thereof include a method of applying a water-based ink composition to a recording medium.
(A)水不溶性着色粒子
本発明における水不溶性着色粒子は、着色剤の少なくとも1種を含む。着色剤としては、公知の染料、顔料等を特に制限なく用いることができる。中でも、インク着色性の観点から、水に殆ど不溶であるか、又は難溶である着色剤であることが好ましい。具体的には例えば、各種顔料、分散染料、油溶性染料、J会合体を形成する色素等を挙げることができ、顔料であることがより好ましい。
本発明においては、水不溶性の顔料自体または分散剤で表面処理された顔料自体を水不溶性着色粒子とすることができる。
(A) Water-insoluble colored particles The water-insoluble colored particles in the present invention contain at least one colorant. As the colorant, known dyes, pigments and the like can be used without particular limitation. Among these, from the viewpoint of ink colorability, a colorant that is almost insoluble or hardly soluble in water is preferable. Specific examples include various pigments, disperse dyes, oil-soluble dyes, dyes forming J aggregates, and the like, and pigments are more preferable.
In the present invention, the water-insoluble pigment itself or the pigment surface-treated with a dispersant can be used as water-insoluble colored particles.
本発明における顔料としては、その種類に特に制限はなく、従来公知の有機及び無機顔料を用いることができる。例えば、アゾレーキ、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、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、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系、カーボンブラック系等の無機顔料が挙げられる。また、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水相に分散可能であれば、いずれも使用できる。更に、上記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表面処理したものや、グラフトカーボン等も勿論使用可能である。上記顔料のうち、特に、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、カーボンブラック系顔料を用いることが好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a pigment in this invention, A conventionally well-known organic and inorganic pigment can be used. For example, polycyclic pigments such as azo lakes, azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthaloni pigments, basic Examples include dye lakes such as dye-type lakes and acid dye-type lakes, organic pigments such as nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and daylight fluorescent pigments, and inorganic pigments such as titanium oxide, iron oxide, and carbon black. Any pigment not described in the color index can be used as long as it can be dispersed in the aqueous phase. Further, it is of course possible to use a pigment obtained by surface-treating the above pigment with a surfactant, a polymer dispersing agent or the like, or graft carbon. Among the above pigments, it is particularly preferable to use an azo pigment, a phthalocyanine pigment, an anthraquinone pigment, a quinacridone pigment, or a carbon black pigment.
本発明に用いられる有機顔料の具体的な例を以下に示す。
オレンジ又はイエロー用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等が挙げられる。
Specific examples of the organic pigment used in the present invention are shown below.
Examples of organic pigments for orange or yellow include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. And CI Pigment Yellow 185.
マゼンタまたはレッド用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。 Examples of organic pigments for magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. Pigment red 222C. I. Pigment violet 19 and the like.
グリーンまたはシアン用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7、米国特許4311775記載のシロキサン架橋アルミニウムフタロシアニン等が挙げられる。
ブラック用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
Examples of organic pigments for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment Green 7 and siloxane-crosslinked aluminum phthalocyanine described in U.S. Pat. No. 4,311,775.
Examples of organic pigments for black include C.I. I. Pigment black 1, C.I. I. Pigment black 6, C.I. I. Pigment black 7 and the like.
−分散剤−
本発明における着色剤が顔料である場合、分散剤によって水系溶媒に分散されていることが好ましい。分散剤としては、ポリマー分散剤でも低分子の界面活性剤型分散剤でもよい。また、ポリマー分散剤としては水溶性の分散剤でも非水溶性の分散剤の何れでもよい。
前記低分子の界面活性剤型分散剤(以下、「低分子分散剤」ということがある)は、インクを低粘度に保ちつつ、有機顔料を水溶媒に安定に分散させる目的で添加することができる。ここでいう低分子分散剤は、分子量2000以下の低分子分散剤である。また、低分子分散剤の分子量は、100〜2000が好ましく、200〜2000がより好ましい。
-Dispersant-
When the colorant in the present invention is a pigment, it is preferably dispersed in an aqueous solvent by a dispersant. The dispersant may be a polymer dispersant or a low molecular surfactant type dispersant. The polymer dispersant may be either a water-soluble dispersant or a water-insoluble dispersant.
The low molecular surfactant type dispersant (hereinafter sometimes referred to as “low molecular dispersant”) may be added for the purpose of stably dispersing the organic pigment in an aqueous solvent while keeping the ink at a low viscosity. it can. The low molecular dispersant herein is a low molecular dispersant having a molecular weight of 2000 or less. Moreover, 100-2000 are preferable and, as for the molecular weight of a low molecular dispersing agent, 200-2000 are more preferable.
前記低分子分散剤は、親水性基と疎水性基とを含む構造を有している。また、親水性基と疎水性基は、それぞれ独立に1分子に1以上含まれていればよく、また、複数種類の親水性基、疎水性基を有していてもよい。また、親水性基と疎水性基を連結するための連結基も適宜有することができる。 The low molecular weight dispersant has a structure including a hydrophilic group and a hydrophobic group. In addition, the hydrophilic group and the hydrophobic group may be independently contained in one molecule or more, and may have a plurality of types of hydrophilic groups and hydrophobic groups. In addition, a linking group for linking a hydrophilic group and a hydrophobic group can be appropriately included.
親水性基としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、あるいはこれらを組み合わせたベタイン型等を挙げることができる。
アニオン性基は、マイナスの電荷を有するものであれば特に制限はないが、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基またはカルボン酸基であることが好ましく、リン酸基またはカルボン酸基であることがより好ましく、カルボン酸基であることがさらに好ましい。
Examples of the hydrophilic group include an anionic group, a cationic group, a nonionic group, and a betaine type combining these.
The anionic group is not particularly limited as long as it has a negative charge, but may be a phosphate group, phosphonic acid group, phosphinic acid group, sulfuric acid group, sulfonic acid group, sulfinic acid group or carboxylic acid group. Preferably, it is a phosphoric acid group or a carboxylic acid group, more preferably a carboxylic acid group.
カチオン性基は、プラスの電荷を有するものであれば特に制限はないが、有機のカチオン性置換基であることが好ましく、窒素またはリンを含むカチオン性基であることがより好ましく、窒素を含むカチオン性基であることが更に好ましい。中でも、ピリジニウムカチオン又はアンモニウムカチオンであることが特に好ましい。
ノニオン性基は、マイナスまたはプラスの電荷を有しないものであれば特に制限はない。例えば、ポリアルキレンオキシド、ポリグリセリン、糖ユニットの一部等が挙げられる。
The cationic group is not particularly limited as long as it has a positive charge, but is preferably an organic cationic substituent, more preferably a cationic group containing nitrogen or phosphorus, and nitrogen. More preferably, it is a cationic group. Among these, a pyridinium cation or an ammonium cation is particularly preferable.
The nonionic group is not particularly limited as long as it has no negative or positive charge. For example, a polyalkylene oxide, polyglycerin, a part of sugar unit, etc. are mentioned.
本発明においては、顔料の分散安定性と凝集性の観点から、親水性基がアニオン性基であることが好ましい。
また、低分子分散剤がアニオン性の親水性基を有する場合、酸性の処理液と接触させて凝集反応を促進させる観点から、そのpKaは3以上であることが好ましい。本発明における低分子分散剤のpKaはテトラヒドロフラン−水=3:2(V/V)溶液に低分子分散剤1mmol/Lに溶解した液を酸あるいはアルカリ水溶液で滴定し、滴定曲線より実験的に求めた値のことである。
理論上、低分子分散剤のpKaが3以上であれば、pH3程度の処理液と接したときに、アニオン性基の50%以上が非解離状態になる。したがって、低分子分散剤の水溶性が著しく低下し、凝集反応が起こる。すなわち、凝集反応性が向上する。この観点から、低分子分散剤が、アニオン性基としてカルボン酸基を有していることが好ましい。
In the present invention, the hydrophilic group is preferably an anionic group from the viewpoint of dispersion stability and aggregation of the pigment.
Moreover, when a low molecular weight dispersing agent has an anionic hydrophilic group, it is preferable that the pKa is 3 or more from a viewpoint of making it contact with an acidic process liquid and promoting aggregation reaction. The pKa of the low molecular dispersant in the present invention is determined experimentally from a titration curve by titrating a solution of 1 mol / L of the low molecular dispersant in tetrahydrofuran-water = 3: 2 (V / V) solution with an acid or alkaline aqueous solution. It is the calculated value.
Theoretically, if the pKa of the low molecular dispersant is 3 or more, 50% or more of the anionic groups are in a non-dissociated state when in contact with a treatment solution having a pH of about 3. Accordingly, the water solubility of the low molecular weight dispersant is remarkably lowered, and an agglomeration reaction occurs. That is, the aggregation reactivity is improved. From this viewpoint, it is preferable that the low molecular dispersant has a carboxylic acid group as an anionic group.
一方、疎水性基は、炭化水素系、フッ化炭素系、シリコーン系等のいずれの構造を有するものであってもよいが、特に、炭化水素系であることが好ましい。また、これらの疎水性基は、直鎖状構造又は分岐状構造のいずれであってもよい。また疎水性基は、1本鎖状構造、又は2本以上の鎖状構造でもよく、2本鎖状以上の構造である場合は、複数種類の疎水性基を有していてもよい。 On the other hand, the hydrophobic group may have any structure such as hydrocarbon-based, fluorocarbon-based, and silicone-based, but is particularly preferably hydrocarbon-based. Further, these hydrophobic groups may have a linear structure or a branched structure. The hydrophobic group may have a single chain structure or two or more chain structures, and may have a plurality of types of hydrophobic groups in the case of a structure having two or more chains.
また、疎水性基は、炭素数2〜24の炭化水素基が好ましく、炭素数4〜24の炭化水素基がより好ましく、炭素数6〜20の炭化水素基がさらに好ましい。 The hydrophobic group is preferably a hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 4 to 24 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
本発明におけるポリマー分散剤のうち水溶性分散剤としては、親水性高分子化合物を用いることができる。例えば、天然の親水性高分子化合物では、アラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子などが挙げられる。 Among the polymer dispersants in the present invention, a hydrophilic polymer compound can be used as the water-soluble dispersant. For example, natural hydrophilic polymer compounds include plant polymers such as gum arabic, tragan gum, guar gum, karaya gum, locust bean gum, arabinogalactone, pectin, quince seed starch, seaweeds such as alginic acid, carrageenan and agar. Examples include molecules, animal polymers such as gelatin, casein, albumin and collagen, and microorganism polymers such as xanthene gum and dextran.
また、天然物を原料として化学修飾した親水性高分子化合物としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子などが挙げられる。 In addition, as hydrophilic polymer compounds chemically modified from natural products, fiber polymers such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, sodium starch glycolate, sodium starch phosphate, etc. And seaweed polymers such as alginic acid propylene glycol ester.
また、合成系の水溶性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物等が挙げられる。 Synthetic water-soluble polymer compounds include vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and polyvinyl methyl ether, acrylic polymers such as polyacrylamide, polyacrylic acid or alkali metal salts thereof, and water-soluble styrene acrylic resins. Resin, water-soluble styrene maleic acid resin, water-soluble vinyl naphthalene acrylic resin, water-soluble vinyl naphthalene maleic resin, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, alkali metal salt of β-naphthalene sulfonic acid formalin condensate, quaternary ammonium, amino group, etc. And a polymer compound having a cationic functional group salt in the side chain.
これらの中でも、顔料の分散安定性の観点から、カルボキシル基を含む高分子化合物が好ましく、例えば、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂等のようなカルボキシル基を含む高分子化合物が特に好ましい。 Among these, from the viewpoint of dispersion stability of the pigment, a polymer compound containing a carboxyl group is preferable. For example, an acrylic resin such as a water-soluble styrene acrylic resin, a water-soluble styrene maleic acid resin, a water-soluble vinyl naphthalene acrylic resin, A polymer compound containing a carboxyl group such as a water-soluble vinyl naphthalene maleic resin is particularly preferable.
ポリマー分散剤のうち非水溶性分散剤としては、疎水性部と親水性部の両方を有するポリマーを用いることができる。例えば、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−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体等が挙げられる。 As the water-insoluble dispersant among the polymer dispersants, a polymer having both a hydrophobic part and a hydrophilic part can be used. For example, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, styrene- (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester copolymer, (meth) acrylic acid ester- (meth) acrylic acid copolymer, polyethylene glycol ( Examples thereof include a meth) acrylate- (meth) acrylic acid copolymer and a styrene-maleic acid copolymer.
本発明におけるポリマー分散剤の重量平均分子量としては、3,000〜200,000が好ましく、より好ましくは5,000〜100,000、更に好ましくは5,000〜80,000、特に好ましくは10,000〜60,000である。 The weight average molecular weight of the polymer dispersant in the present invention is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000, still more preferably 5,000 to 80,000, and particularly preferably 10,000. 000-60,000.
また、顔料と分散剤との混合質量比(顔料:分散剤)としては、1:0.06〜1:3の範囲が好ましく、1:0.125〜1:2の範囲がより好ましく、更に好ましくは1:0.125〜1:1.5である。 Further, the mixing mass ratio of the pigment and the dispersant (pigment: dispersant) is preferably in the range of 1: 0.06 to 1: 3, more preferably in the range of 1: 0.125 to 1: 2. Preferably it is 1: 0.125 to 1: 1.5.
本発明において着色剤として染料を用いる場合には、染料を水不溶性の担体に保持したものを水不溶性着色粒子として用いることができる。染料としては公知の染料を特に制限なく用いることができ、例えば、特開2001−115066号公報、特開2001−335714号公報、特開2002−249677号公報等に記載の染料を本発明においても好適に用いることができる。また、担体としては、水に不溶または水に難溶であれば特に制限なく、無機材料、有機材料及びこれらの複合材料を用いることができる。具体的には、特開2001−181549号公報、特開2007−169418号公報等に記載の担体を本発明においても好適に用いることができる。
染料を保持した担体(水不溶性着色粒子)は、分散剤を用いて水系分散物として用いることができる。分散剤としては上述した分散剤を好適に用いることができる。
In the present invention, when a dye is used as the colorant, a water-insoluble carrier can be used as a water-insoluble colored particle. As the dye, known dyes can be used without particular limitation. For example, the dyes described in JP-A-2001-115066, JP-A-2001-335714, JP-A-2002-249677 and the like can be used in the present invention. It can be used suitably. The carrier is not particularly limited as long as it is insoluble in water or hardly soluble in water, and inorganic materials, organic materials, and composite materials thereof can be used. Specifically, the carriers described in JP-A-2001-181549, JP-A-2007-169418, etc. can be suitably used in the present invention.
The carrier holding the dye (water-insoluble colored particles) can be used as an aqueous dispersion using a dispersant. As the dispersant, the above-described dispersants can be suitably used.
本発明における水不溶性着色粒子は、画像の耐光性や品質などの観点から、顔料と分散剤と含むことが好ましく、有機顔料とポリマー分散剤とを含むことがより好ましく、有機顔料とカルボキシル基を含むポリマー分散剤とを含むことが特に好ましい。 The water-insoluble colored particles in the present invention preferably contain a pigment and a dispersant, more preferably contain an organic pigment and a polymer dispersant, from the viewpoint of light resistance and quality of the image, and the organic pigment and the carboxyl group. It is particularly preferable to include a polymer dispersant.
本発明において、水不溶性着色粒子の平均粒径としては、10〜200nmが好ましく、10〜150nmがより好ましく、10〜100nmがさらに好ましい。平均粒径が200nm以下であることで色再現性が良好になり、インクジェット方式の場合には打滴特性が良好になる。また、平均粒径が10nm以上であることで、耐光性が良好になる。
また、水不溶性着色粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ水不溶性着色粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
尚、水不溶性着色粒子の平均粒径及び粒径分布は、例えば、光散乱法を用いて測定することができる。
In the present invention, the average particle size of the water-insoluble colored particles is preferably 10 to 200 nm, more preferably 10 to 150 nm, and still more preferably 10 to 100 nm. When the average particle size is 200 nm or less, the color reproducibility is good, and in the case of the ink jet method, the droplet ejection characteristics are good. Moreover, light resistance becomes favorable because an average particle diameter is 10 nm or more.
The particle size distribution of the water-insoluble colored particles is not particularly limited, and may be either a wide particle size distribution or a monodisperse particle size distribution. Further, two or more kinds of water-insoluble colored particles having a monodisperse particle size distribution may be mixed and used.
The average particle size and particle size distribution of the water-insoluble colored particles can be measured using, for example, a light scattering method.
本発明において、上記水不溶性着色粒子は1種単独で、また2種以上を組合せて使用してもよい。
また、水不溶性着色粒子の含有率としては、画像濃度の観点から、水性インク組成物に対して、1〜25質量%であることが好ましく、2〜20質量%がより好ましく、5〜20質量%がさらに好ましく、5〜15質量%が特に好ましい。
In the present invention, the water-insoluble colored particles may be used alone or in combination of two or more.
Further, the content of the water-insoluble colored particles is preferably 1 to 25% by mass, more preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass with respect to the aqueous ink composition from the viewpoint of image density. % Is more preferable, and 5 to 15% by mass is particularly preferable.
本発明における水性インク組成物における自己分散ポリマーの固形分含有率としては、画像の光沢性などの観点から、水性インク組成物に対して、1〜30質量%であることが好ましく、5〜15質量%であることがより好ましい。
また、本発明の水性インク組成物における水不溶性着色粒子と水不溶性粒子の含有比率(水不溶性着色粒子/水不溶性粒子)としては、画像の耐擦過性などの観点から、1/0.5〜1/10であることが好ましく、1/1〜1/4であることがより好ましい。
The solid content of the self-dispersing polymer in the aqueous ink composition of the present invention is preferably 1 to 30% by mass with respect to the aqueous ink composition from the viewpoint of image glossiness, and 5 to 15%. More preferably, it is mass%.
In addition, the content ratio of the water-insoluble colored particles to the water-insoluble particles (water-insoluble colored particles / water-insoluble particles) in the water-based ink composition of the present invention is 1 / 0.5 to from the viewpoint of image scratch resistance. 1/10 is preferable, and 1/1 to 1/4 is more preferable.
−水溶性有機溶媒−
本発明の水性インク組成物は、水を溶媒として含むものであるが、水溶性有機溶媒を更に含むことができる。前記水溶性有機溶剤は乾燥防止剤、浸透促進剤として含有することができる。
乾燥防止剤は、特に、本発明の水性インク組成物をインクジェット方式による画像記録方法に適用する場合、インク噴射口におけるインクの乾燥によって発生し得るノズルの目詰まりを効果的に防止することができる。
-Water-soluble organic solvent-
The water-based ink composition of the present invention contains water as a solvent, but can further contain a water-soluble organic solvent. The water-soluble organic solvent can be contained as a drying inhibitor and a penetration enhancer.
The anti-drying agent can effectively prevent nozzle clogging that may occur due to drying of ink at the ink ejection port, particularly when the aqueous ink composition of the present invention is applied to an image recording method using an ink jet method. .
乾燥防止剤は、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒であることが好ましい。乾燥防止剤の具体的な例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類、エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノエチル(又はブチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチルモルホリン等の複素環類、スルホラン、ジメチルスルホキシド、3−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体等が挙げられる。中でも、乾燥防止剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが好ましい。また、上記の乾燥防止剤は単独で用いても、2種以上併用しても良い。これらの乾燥防止剤は、インク中に、10〜50質量%含有されることが好ましい。 The drying inhibitor is preferably a water-soluble organic solvent having a vapor pressure lower than that of water. Specific examples of the drying inhibitor include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, thiodiglycol, dithiodiglycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol, Polyhydric alcohols represented by acetylene glycol derivatives, glycerin, trimethylolpropane, etc., polyvalent alcohols such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monoethyl (or butyl) ether Lower alkyl ethers of alcohols, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, heterocyclic rings such as N-ethylmorpholine, sulfolane, dimethyls Sulfoxide, sulfur-containing compounds such as sulfolane, diacetone alcohol, polyfunctional compounds such as diethanolamine, and urea derivatives. Of these, polyhydric alcohols such as glycerin and diethylene glycol are preferred as the drying inhibitor. Moreover, said drying inhibitor may be used independently or may be used together 2 or more types. These drying inhibitors are preferably contained in the ink in an amount of 10 to 50% by mass.
また、浸透促進剤は、インクを記録媒体(印刷用紙)により良く浸透させる目的で、好適に使用される。浸透促進剤の具体的な例としては、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール等のアルコール類やラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムやノニオン性界面活性剤等を好適に用いることができる。これらの浸透促進剤は、インク組成物中に、5〜30質量%含有されることで、充分な効果を発揮する。また、浸透促進剤は、印字の滲み、紙抜け(プリントスルー)を起こさない添加量の範囲内で、使用されることが好ましい。 Further, the penetration accelerator is preferably used for the purpose of allowing the ink to penetrate better into the recording medium (printing paper). Specific examples of penetration enhancers include alcohols such as ethanol, isopropanol, butanol, di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, 1,2-hexanediol, sodium lauryl sulfate, sodium oleate, and nonionic surfactants. Etc. can be used suitably. These penetration enhancers exhibit a sufficient effect when contained in the ink composition in an amount of 5 to 30% by mass. Further, it is preferable that the penetration enhancer is used within a range of an addition amount that does not cause printing bleeding and paper loss (print through).
また、水溶性有機溶媒は、上記以外にも、粘度の調整に用いることができる。粘度の調整に用いることができる水溶性有機溶媒の具体的な例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール)、多価アルコール類(例えば、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、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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が含まれる。
尚、水溶性有機溶媒は、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
In addition to the above, the water-soluble organic solvent can be used for adjusting the viscosity. Specific examples of water-soluble organic solvents that can be used to adjust the viscosity include alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, hexanol, Cyclohexanol, benzyl alcohol), polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, Thiodiglycol), glycol derivatives (eg, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether) Ter, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, Triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether), amine (eg, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, N-ethylmorpholine, Tylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, polyethyleneimine, tetramethylpropylenediamine) and other polar solvents (eg, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, acetonitrile, acetone).
In addition, a water-soluble organic solvent may be used independently and may use 2 or more types together.
−その他の添加剤−
本発明におけるその他の添加剤としては、例えば、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、水性インク組成物を調製後に直接添加してもよく、水性インク組成物の調製時に添加してもよい。
-Other additives-
Examples of other additives in the present invention include, for example, antifading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, ultraviolet absorbers, preservatives, antifungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents, and viscosity adjusters. Well-known additives, such as an agent, a dispersing agent, a dispersion stabilizer, a rust preventive agent, a chelating agent, are mentioned. These various additives may be added directly after the aqueous ink composition is prepared, or may be added when the aqueous ink composition is prepared.
紫外線吸収剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。紫外線吸収剤としては、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤も用いることができる。 The ultraviolet absorber is used for the purpose of improving image storability. Examples of ultraviolet absorbers include benzotriazoles described in JP-A Nos. 58-185677, 61-190537, JP-A-2-782, JP-A-5-97075, JP-A-9-34057, and the like. Compounds, benzophenone compounds described in JP-A No. 46-2784, JP-A No. 5-194433, US Pat. No. 3,214,463, etc., JP-B Nos. 48-30492, 56-211141, Cinnamic acid compounds described in, for example, Kaihei 10-88106, JP-A-4-298503, 8-53427, 8-239368, 10-182621, JP-A-8- No. 501291, etc., triazine compounds, Research Disclosure No. Compounds described in No. 24239, compounds that emit fluorescence by absorbing ultraviolet rays typified by stilbene-based and benzoxazole-based compounds, so-called fluorescent brighteners, can also be used.
褪色防止剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。褪色防止剤としては、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機の褪色防止剤としてはハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類などがあり、金属錯体としてはニッケル錯体、亜鉛錯体などがある。より具体的にはリサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのIないしJ項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を用いることができる。 The anti-fading agent is used for the purpose of improving image storage stability. As the antifading agent, various organic and metal complex antifading agents can be used. Organic anti-fading agents include hydroquinones, alkoxyphenols, dialkoxyphenols, phenols, anilines, amines, indanes, chromans, alkoxyanilines, heterocycles, etc. Complex, zinc complex and the like. More specifically, Research Disclosure No. No. 17643, Nos. VII to I, J; 15162, ibid. No. 18716, page 650, left column, ibid. No. 36544, page 527, ibid. No. 307105, page 872, ibid. The compounds described in the patent cited in Japanese Patent No. 15162 and the compounds included in the general formulas and compound examples of typical compounds described on pages 127 to 137 of JP-A-62-215272 can be used.
防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン−1−オキシド、p−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン及びその塩等が挙げられる。これらは水性インク組成物中に0.02〜1.00質量%使用するのが好ましい。
pH調整剤としては、中和剤(有機塩基、無機アルカリ)を用いることができる。pH調整剤は水性インク組成物の保存安定性を向上させる目的で、該水性インク組成物がpH6〜10となるように添加するのが好ましく、pH7〜10となるように添加するのがより好ましい。
Examples of the antifungal agent include sodium dehydroacetate, sodium benzoate, sodium pyridinethione-1-oxide, p-hydroxybenzoic acid ethyl ester, 1,2-benzisothiazolin-3-one and salts thereof. These are preferably used in the water-based ink composition in an amount of 0.02 to 1.00% by mass.
As the pH adjuster, a neutralizer (organic base, inorganic alkali) can be used. For the purpose of improving the storage stability of the aqueous ink composition, the pH adjuster is preferably added so that the aqueous ink composition has a pH of 6 to 10, and more preferably added to have a pH of 7 to 10. .
表面張力調整剤としては、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。
また、表面張力調整剤の添加量は、インクジェット方式で良好に打滴するために、水性インク組成物の表面張力を20〜60mN/mに調整する添加量が好ましく、20〜45mN/mに調整する添加量がより好ましく、25〜40mN/mに調整する添加量がさらに好ましい。一方、インクの付与をインクジェット方式以外の方法で行う場合には、20〜60mN/mの範囲が好ましく、30〜50mN/mの範囲がより好ましい。
水性インク組成物の表面張力は、例えば、プレート法を用いて測定することができる。
Examples of the surface tension adjusting agent include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, betaine surfactants, and the like.
The addition amount of the surface tension adjusting agent is preferably an addition amount for adjusting the surface tension of the water-based ink composition to 20 to 60 mN / m in order to achieve good droplet ejection by the ink jet method, and is adjusted to 20 to 45 mN / m. The addition amount to be adjusted is more preferable, and the addition amount adjusted to 25 to 40 mN / m is more preferable. On the other hand, when ink is applied by a method other than the inkjet method, a range of 20 to 60 mN / m is preferable, and a range of 30 to 50 mN / m is more preferable.
The surface tension of the water-based ink composition can be measured using, for example, a plate method.
界面活性剤の具体的な例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、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アリルエーテル、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アルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&ChemicaLs社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。
更に、特開昭59−157636号公報の第(37)〜(38)頁、リサーチディスクロージャーNo.308119(1989年)記載の界面活性剤として挙げたものも用いることができる。
また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載されているようなフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等を用いることにより、耐擦性を良化することもできる。
また、これら表面張力調整剤は、消泡剤としても使用することができ、フッ素系化合物、シリコーン系化合物、及びEDTAに代表されるキレート剤等、も使用することができる。
Specific examples of surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkylbenzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl phosphate esters, naphthalene sulfonate formalin condensation in hydrocarbons Products, anionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxy Nonionic surfactants such as ethylene alkylamine, glycerin fatty acid ester and oxyethyleneoxypropylene block copolymer are preferred. Further, SURFYNOLS (Air Products & Chemicals), which is an acetylene-based polyoxyethylene oxide surfactant, is also preferably used. An amine oxide type amphoteric surfactant such as N, N-dimethyl-N-alkylamine oxide is also preferred.
Furthermore, pages (37) to (38) of JP-A-59-157636, Research Disclosure No. The surfactants described in 308119 (1989) can also be used.
Also, fluorine (fluorinated alkyl) surfactants, silicone surfactants, and the like described in JP-A Nos. 2003-322926, 2004-325707, and 2004-309806 are disclosed. By using, the abrasion resistance can be improved.
These surface tension modifiers can also be used as antifoaming agents, and fluorine compounds, silicone compounds, chelating agents represented by EDTA, and the like can also be used.
本発明の水性インク組成物の粘度としては、インクの付与をインクジェット方式で行う場合、打滴安定性と凝集速度の観点から、1〜30mPa・sの範囲が好ましく、1〜20mPa・sの範囲がより好ましく、2〜15mPa・sの範囲がさらに好ましく、2〜10mPa・sの範囲が特に好ましい。
また、インクの付与をインクジェット方式以外の方法で行う場合には、1〜40mPa・sの範囲が好ましく、5〜20mPa・sの範囲がより好ましい。
水性インク組成物の粘度は、例えば、ブルックフィールド粘度計を用いて測定することができる。
The viscosity of the aqueous ink composition of the present invention is preferably in the range of 1 to 30 mPa · s, and in the range of 1 to 20 mPa · s, from the viewpoint of droplet ejection stability and agglomeration speed when ink is applied by an inkjet method. Is more preferable, the range of 2 to 15 mPa · s is more preferable, and the range of 2 to 10 mPa · s is particularly preferable.
In addition, when ink is applied by a method other than the inkjet method, a range of 1 to 40 mPa · s is preferable, and a range of 5 to 20 mPa · s is more preferable.
The viscosity of the water-based ink composition can be measured using, for example, a Brookfield viscometer.
<インクセット>
本発明のインクセットは、前記水性インク組成物の少なくとも1種を含んで構成される。本発明のインクセットは、上述した水性インク組成物を用いる記録方法に用いられ、特にインクジェット記録方法に用いるインクセットとして好ましい。また、本発明のインクセットはこれらを一体的に若しくは独立に収容したインクカートリッジとして用いることができ、取り扱いが便利である点等からも好ましい。インクセットを含んで構成されるインクカートリッジは当技術分野において公知であり、公知の方法を適宜用いてインクカートリッジにすることができる。
<Ink set>
The ink set of the present invention includes at least one water-based ink composition. The ink set of the present invention is used in a recording method using the aqueous ink composition described above, and is particularly preferable as an ink set used in an ink jet recording method. Further, the ink set of the present invention can be used as an ink cartridge in which these are integrally or independently accommodated, and is preferable from the viewpoint of easy handling. An ink cartridge including an ink set is known in the art, and can be formed into an ink cartridge by appropriately using a known method.
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、前記水性インク組成物又は前記インクセットを用いて、被記録媒体上に、前記水性インク組成物を付与するインク付与工程を含むものである。
本発明の水性インク組成物及びインクセットは、一般の筆記具用、記録計用、ペンプロッター用等に使用することができるが、インクジェット記録方法に用いることが特に好ましい。本発明のインクセット又はインクカートリッジを用いることができるインクジェット記録方法は、インク組成物を細いノズルから液滴として吐出させ、その液滴を記録媒体に付着させるいかなる記録方法も含む。本発明の水性インク組成物を用いることができるインクジェット記録方法の具体例を以下に説明する。
<Image forming method>
The image forming method of the present invention includes an ink application step of applying the water-based ink composition onto a recording medium using the water-based ink composition or the ink set.
The water-based ink composition and ink set of the present invention can be used for general writing instruments, recorders, pen plotters, and the like, but are particularly preferably used for inkjet recording methods. The ink jet recording method in which the ink set or the ink cartridge of the present invention can be used includes any recording method in which the ink composition is ejected as droplets from a thin nozzle and the droplets are attached to a recording medium. Specific examples of the ink jet recording method in which the aqueous ink composition of the present invention can be used will be described below.
第一の方法は静電吸引方式とよばれる方法である。静電吸引方式は、ノズルとノズルの前方に配置された加速電極との間に強電界を印加し、ノズルから液滴状のインクを連続的に噴射させ、そのインク滴が偏向電極間を通過する間に印刷情報信号を偏向電極に与えることによって、インク滴を記録媒体上に向けて飛ばしてインクを記録媒体上に定着させて画像を記録する方法、又は、インク滴を偏向させずに、印刷情報信号に従ってインク滴をノズルから記録媒体上にむけて噴射させることにより画像を記録媒体上に定着させて記録する方法である。本発明のインクセット又はインクカートリッジはこの静電吸引方式による記録方法に用いることが好ましい。 The first method is a method called an electrostatic attraction method. In the electrostatic suction method, a strong electric field is applied between the nozzle and the acceleration electrode arranged in front of the nozzle, and droplet-like ink is continuously ejected from the nozzle, and the ink droplet passes between the deflection electrodes. In the meantime, by supplying a printing information signal to the deflection electrode, the ink droplets are blown toward the recording medium and the ink is fixed on the recording medium, or the image is recorded, or the ink droplets are not deflected, In this method, an image is fixed on a recording medium by ejecting ink droplets from a nozzle onto the recording medium in accordance with a print information signal. The ink set or ink cartridge of the present invention is preferably used in a recording method using this electrostatic suction method.
第二の方法は、小型ポンプによってインク液に圧力を加えるとともに、インクジェットノズルを水晶振動子等によって機械的に振動させることによって、強制的にノズルからインク滴を噴射させる方法である。ノズルから噴射されたインク滴は、噴射されると同時に帯電され、このインク滴が偏向電極間を通過する間に印刷情報信号を偏向電極に与えてインク滴を記録媒体に向かって飛ばすことにより、記録媒体上に画像を記録する方法である。本発明のインクセット又はインクカートリッジはこの記録方法に用いることが好ましい。 The second method is a method for forcibly ejecting ink droplets from the nozzles by applying pressure to the ink liquid with a small pump and mechanically vibrating the ink jet nozzles with a quartz vibrator or the like. The ink droplet ejected from the nozzle is charged at the same time as it is ejected, and while the ink droplet passes between the deflection electrodes, a print information signal is given to the deflection electrode to fly the ink droplet toward the recording medium, This is a method for recording an image on a recording medium. The ink set or ink cartridge of the present invention is preferably used for this recording method.
第三の方法は、インク液に圧電素子によって圧力と印刷情報信号を同時に加え、ノズルからインク滴を記録媒体に向けて噴射させ、記録媒体上に画像を記録する方法(ピエゾ)である。本発明のインクセット又はインクカートリッジはこの記録方法に用いることが好ましい。 The third method is a method (piezo) in which an image is recorded on a recording medium by simultaneously applying a pressure and a printing information signal to the ink liquid by a piezoelectric element and ejecting ink droplets from a nozzle toward the recording medium. The ink set or ink cartridge of the present invention is preferably used for this recording method.
第四の方法は、印刷信号情報に従って微小電極を用いてインク液を加熱して発泡させ、この泡を膨張させることによってインク液をノズルから記録媒体に向けて噴射させて記録媒体上に画像を記録する方法(バブルジェット(登録商標))である。本発明のインクセット又はインクカートリッジはこの記録方法に用いることが好ましい。 In the fourth method, the ink liquid is heated and foamed using microelectrodes according to the print signal information, and the bubbles are expanded to eject the ink liquid from the nozzle toward the recording medium, thereby forming an image on the recording medium. This is a recording method (Bubble Jet (registered trademark)). The ink set or ink cartridge of the present invention is preferably used for this recording method.
本発明における被記録媒体としては特に制限はなく、例えば、普通紙、上質紙、塗工紙等を挙げることができる。 The recording medium in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include plain paper, high-quality paper, and coated paper.
本発明のインクセット又はインクカートリッジは、上述した4つの方法を含むインクジェット記録方式による画像記録方法を用いて被記録媒体上に画像を記録する場合に用いるインク組成物として特に好ましい。本発明のインクセットを用いて記録された記録物は優れた画質を有し、さらにインク定着性に優れている。 The ink set or ink cartridge of the present invention is particularly preferable as an ink composition used when an image is recorded on a recording medium using an image recording method based on an ink jet recording method including the four methods described above. The recorded matter recorded using the ink set of the present invention has excellent image quality and is excellent in ink fixability.
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
[自己分散ポリマー水性分散物の調製]
<実施例1>
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン360.0gを仕込んで、75℃まで昇温した。反応容器内温度を75℃に保ちながら、メチルメタクリレート158.4g、メトキシエチルアクリレート54.0g、ベンジルメタクリレート126.0g、メタクリル酸21.6g、メチルエチルケトン72g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)1.44gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、「V−601」0.72g、メチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌後、さらに「V−601」0.72g、メチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した後、85℃に昇温して、さらに2時間攪拌を続けた。得られた共重合体の重量平均分子量(Mw)は66000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))であった。
[Preparation of aqueous dispersion of self-dispersing polymer]
<Example 1>
360.0 g of methyl ethyl ketone was charged into a 2-liter three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 75 ° C. While maintaining the temperature in the reaction vessel at 75 ° C., 158.4 g of methyl methacrylate, 54.0 g of methoxyethyl acrylate, 126.0 g of benzyl methacrylate, 21.6 g of methacrylic acid, 72 g of methyl ethyl ketone, and “V-601” (Wako Pure Chemical ( A mixed solution consisting of 1.44 g) was added dropwise at a constant speed so that the addition was completed in 2 hours. After completion of the dropwise addition, a solution consisting of 0.72 g of “V-601” and 36.0 g of methyl ethyl ketone was added. After stirring at 75 ° C. for 2 hours, a solution consisting of 0.72 g of “V-601” and 36.0 g of methyl ethyl ketone was further added. After stirring at 75 ° C. for 2 hours, the temperature was raised to 85 ° C., and stirring was further continued for 2 hours. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained copolymer was 66000 (calculated in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), and the columns used were TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ200 (manufactured by Tosoh Corporation)). there were.
次に、重合溶液668.3gを秤量し、イソプロパノール388.3g、1モル/LのNaOH水溶液145.7mlを加え、反応容器内温度を80℃に昇温した。次に蒸留水720.1gを20ml/minの速度で滴下し、水分散化せしめた。その後、大気圧下にて反応容器内温度80℃で2時間、85℃で2時間、90℃で2時間保った後、反応容器内を減圧にし、イソプロパノール、メチルエチルケトン、蒸留水を合計で913.7g留去し、固形分濃度28.0%の自己分散ポリマー(B−01)の水性分散物(B−01Lx)を得た。なお、下記化合物例(B−01)の各構成単位の数字は質量比を表す。以下、各構造式に関しても同様である。 Next, 668.3 g of the polymerization solution was weighed, 388.3 g of isopropanol and 145.7 ml of 1 mol / L NaOH aqueous solution were added, and the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. Next, 720.1 g of distilled water was added dropwise at a rate of 20 ml / min to disperse in water. Thereafter, the temperature in the reaction vessel was maintained at 80 ° C. for 2 hours, 85 ° C. for 2 hours, and 90 ° C. for 2 hours under atmospheric pressure, and then the reaction vessel was depressurized, and isopropanol, methyl ethyl ketone, and distilled water totaled 913. 7 g was distilled off to obtain an aqueous dispersion (B-01Lx) of a self-dispersing polymer (B-01) having a solid content concentration of 28.0%. In addition, the number of each structural unit of the following compound example (B-01) represents mass ratio. Hereinafter, the same applies to each structural formula.
<実施例2〜5>
実施例1の(B−01)の合成において、メチルメタクリレート、メトキシエチルアクリレート、ベンジルメタクリレート、およびメタクリル酸の代わりに、下記例示化合物の質量比となるように各モノマーの種類および混合比を変更したこと、および中和塩基種と量を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、下記例示自己分散ポリマー(B−02)〜(B−05)を得て、これらを用いて自己分散ポリマー水性分散物(B−02Lx)〜(B−05Lx)をそれぞれ得た。得られた自己分散ポリマー水性分散物(B−02Lx)〜(B−05Lx)の物性を表1に示した。
<Examples 2 to 5>
In the synthesis of (B-01) in Example 1, instead of methyl methacrylate, methoxyethyl acrylate, benzyl methacrylate, and methacrylic acid, the type and mixing ratio of each monomer were changed so that the mass ratio of the following exemplary compounds was obtained. Except that the neutralized base species and amount were changed as shown in Table 1, the same self-dispersing polymers (B-02) to (B-05) as shown below were obtained in the same manner as in Example 1, and these were obtained. Were used to obtain aqueous dispersions of self-dispersing polymers (B-02Lx) to (B-05Lx), respectively. The physical properties of the obtained self-dispersing polymer aqueous dispersions (B-02Lx) to (B-05Lx) are shown in Table 1.
<実施例6〜11>
実施例1の(B−01)の水性分散物を得る過程(転相過程)において、メチルエチルケトンおよびイソプロパノールの代わりに、表1に示す溶剤の種類および量比となるように転相溶媒を変更したこと、および、自己分散ポリマーを下記例示化合物(B−06)〜(B−10)および上記例示化合物(B−03)に変更したこと、ならびに中和塩基種と量を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、自己分散ポリマー水性分散物(B−06Lx)〜(B−11Lx)を得た。得られた自己分散ポリマー水性分散物(B−06Lx)〜(B−11Lx)の物性を表1に示す。
<Examples 6 to 11>
In the process of obtaining the aqueous dispersion of (B-01) in Example 1 (phase inversion process), the phase inversion solvent was changed so that the solvent type and amount ratio shown in Table 1 were used instead of methyl ethyl ketone and isopropanol. As shown in Table 1, the self-dispersing polymer was changed to the following Exemplified Compounds (B-06) to (B-10) and the Exemplified Compound (B-03), and the neutralized base species and amount were as shown in Table 1. Except having changed, it carried out similarly to Example 1, and obtained the self-dispersion polymer aqueous dispersion (B-06Lx)-(B-11Lx). Table 1 shows the physical properties of the obtained self-dispersing polymer aqueous dispersions (B-06Lx) to (B-11Lx).
<実施例12>
実施例1の(B−01)の合成において、メチルメタクリレート158.4g、メトキシエチルアクリレート54.0g、ベンジルメタクリレート126.0g、メタクリル酸21.6gの代わりに、スチレン324.0g、アクリル酸36.0gへと変更したこと以外は実施例1と同様にして下記例示化合物(BH−04)を得た。得られた例示化合物(BH−04)を用いて、実施例1と同様にして水性分散物(B−12Lx)を得た。得られた水性分散物(B−12Lx)の物性を表1に示した。
<Example 12>
In the synthesis of (B-01) in Example 1, instead of methyl methacrylate 158.4 g, methoxyethyl acrylate 54.0 g, benzyl methacrylate 126.0 g, and methacrylic acid 21.6 g, 324.0 g of styrene and 36. The following exemplary compound (BH-04) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0 g. An aqueous dispersion (B-12Lx) was obtained in the same manner as in Example 1 using the obtained exemplary compound (BH-04). Table 1 shows the physical properties of the aqueous dispersion (B-12Lx) obtained.
<比較例1>
実施例1の(B−01)の水分散物を得る過程(転相過程)において、メチルエチルケトンとイソプロパノールの代わりに、表1に示す種類および量比となるように転相溶媒を変更したこと、および、自己分散ポリマー種を表1に示すように変更したこと、ならびに中和塩基種と量を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、自己分散ポリマー水性分散物(BH−01Lx)を得た。得られた(BH−01Lx)の物性を表1に示す。
<Comparative Example 1>
In the process of obtaining the aqueous dispersion of (B-01) of Example 1 (phase inversion process), instead of methyl ethyl ketone and isopropanol, the phase inversion solvent was changed so as to have the kind and amount ratio shown in Table 1. And the self-dispersing polymer aqueous dispersion was the same as in Example 1 except that the self-dispersing polymer species were changed as shown in Table 1, and the neutralizing base species and amount were changed as shown in Table 1. (BH-01Lx) was obtained. Table 1 shows the physical properties of the obtained (BH-01Lx).
<比較例2>
特開2006−283003号公報の段落番号[0041]に記載の自己乳化ポリマー粒子の製造例に従って、中和塩基種と量を表1に示すように変更したこと以外は全て同様にして、下記例示化合物(BH−01)を得た。なお、下記例示化合物中、AS−6Sはスチレンマクロマーの商品名(東亞合成(株)社製)であり、NK ESTER EH−4Gはポリエチレングリコールメタクリレート2−エチルヘキシルエーテルの商品名(新中村化学(株)社製)である。得られた例示化合物(BH−01)の水性分散物(BH−03Lx)の物性を表1に示した。
<Comparative Example 2>
According to the production example of the self-emulsifying polymer particles described in paragraph No. [0041] of JP-A-2006-283003, all the same procedures except that the neutralized base species and amount are changed as shown in Table 1, and the following examples are given. Compound (BH-01) was obtained. In the following exemplified compounds, AS-6S is a trade name of styrene macromer (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and NK ESTER EH-4G is a trade name of polyethylene glycol methacrylate 2-ethylhexyl ether (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.). ). The physical properties of the aqueous dispersion (BH-03Lx) of the obtained exemplary compound (BH-01) are shown in Table 1.
<比較例3>
特開2002−88285号公報の段落番号[0098]に記載の共重合体樹脂液の製造例に従って下記例示化合物(BH−02)を得た。得られた例示化合物(BH−02)の水性分散物(BH−04Lx)の物性を表1に示した。
<Comparative Example 3>
The following exemplary compound (BH-02) was obtained according to the production example of the copolymer resin liquid described in paragraph No. [0098] of JP-A-2002-88285. The physical properties of the aqueous dispersion (BH-04Lx) of the obtained exemplary compound (BH-02) are shown in Table 1.
<比較例4>
特開2007−277495号公報の段落番号[0073][0080]に記載の自己分散ポリエステル水分散物製造例に従って、自己分散ポリエステル(BH−03)を含む水性分散物(BH−05Lx)を得た。得られた自己分散ポリエステル(BH−03)の水性分散物(BH−05Lx)の物性を表1に示した。
尚、自己分散ポリエステル(BH−03)の組成は、酸成分がモル比でテレフタル酸/イソフタル酸/トリメット酸=48/48/4であり、グリコール成分がモル比でエチレングリコール/2-メチル−1,3−プロパンジオール=85/15であった。
<Comparative example 4>
An aqueous dispersion (BH-05Lx) containing a self-dispersing polyester (BH-03) was obtained according to the self-dispersing polyester aqueous dispersion production example described in paragraph Nos. [0073] and [0080] of JP-A-2007-277495. . Table 1 shows the physical properties of the aqueous dispersion (BH-05Lx) of the obtained self-dispersing polyester (BH-03).
The composition of the self-dispersing polyester (BH-03) is such that the acid component has a molar ratio of terephthalic acid / isophthalic acid / trimetic acid = 48/48/4, and the glycol component has a molar ratio of ethylene glycol / 2-methyl- It was 1,3-propanediol = 85/15.
<比較例5>
実施例1の(B−01)の合成において、重合時の溶媒をメチルエチルケトンからイソプロピルアルコールへと変更したこと以外は実施例1と同様にして重合を行ったが、反応開始後4時間にて析出が始まり、反応開始後5時間後には攪拌不可となり、自己分散ポリマー水性分散物を得ることはできなかった。
<Comparative Example 5>
In the synthesis of (B-01) in Example 1, polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the solvent at the time of polymerization was changed from methyl ethyl ketone to isopropyl alcohol. After 5 hours from the start of the reaction, stirring was impossible, and an aqueous self-dispersing polymer dispersion could not be obtained.
表1中の略語は以下の通りである。
MEK:メチルエチルケトン
EtOH:エチルアルコール
IPA:イソプロピルアルコール
t−BuOH:t−ブチルアルコール
Acetone:アセトン
NaOH:水酸化ナトリウム
Amm:アンモニア水(2.8%溶液)
TEA:トリエチルアミン
TEDA:トリエチレンジアミン
Abbreviations in Table 1 are as follows.
MEK: methyl ethyl ketone EtOH: ethyl alcohol IPA: isopropyl alcohol t-BuOH: t-butyl alcohol Acetone: acetone NaOH: sodium hydroxide Amm: aqueous ammonia (2.8% solution)
TEA: Triethylamine TEDA: Triethylenediamine
表1中、粒径は動的散乱法を用いて測定した体積平均粒径であり、マイクロトラックUPA EX−150(日機装(株)製)を用いて常法により測定した値である。また、B−01Lx〜B−12Lx、BH−05Lxのいずれも、残存アルコール系溶剤は自己分散ポリマーを溶解する際の有機貧溶剤を残留させる形で系内に存在させた。なお、表1中、アルコール系溶剤含有量は自己分散ポリマー全固形分に対する質量比率(%)である。 In Table 1, the particle diameter is a volume average particle diameter measured using a dynamic scattering method, and is a value measured by a conventional method using Microtrac UPA EX-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Moreover, in any of B-01Lx to B-12Lx and BH-05Lx, the residual alcohol solvent was present in the system in such a manner that the organic poor solvent for dissolving the self-dispersing polymer remained. In Table 1, the alcohol solvent content is a mass ratio (%) to the total solid content of the self-dispersing polymer.
<実施例11>
[水性インク組成物の調製]
《シアンインクC−1の調製》
(水不溶性着色粒子としてのシアン分散液の調液)
反応容器に、スチレン6部、ステアリルメタクリレート11部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成製)4部、ブレンマーPP−500(日本油脂製)5部、メタクリル酸5部、2−メルカプトエタノール0.05部、メチルエチルケトン24部の混合溶液を調液した。
一方、スチレン14部、ステアリルメタクリレート24部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成製)9部、ブレンマーPP−500(日本油脂製)9部、メタクリル酸10部、2−メルカプトエタノール0.13部、メチルエチルケトン56部及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部からなる混合溶液を調液し、滴下ロートに入れた。
<Example 11>
[Preparation of water-based ink composition]
<< Preparation of Cyan Ink C-1 >>
(Preparation of cyan dispersion as water-insoluble colored particles)
In a reaction vessel, 6 parts of styrene, 11 parts of stearyl methacrylate, 4 parts of styrene macromer AS-6 (manufactured by Toa Gosei), 5 parts of Blenmer PP-500 (manufactured by NOF Corporation), 5 parts of methacrylic acid, 0.05 of 2-mercaptoethanol A mixed solution of 24 parts of methyl ethyl ketone was prepared.
On the other hand, 14 parts of styrene, 24 parts of stearyl methacrylate, 9 parts of styrene macromer AS-6 (manufactured by Toa Gosei), 9 parts of Blenmer PP-500 (manufactured by NOF Corporation), 10 parts of methacrylic acid, 0.13 part of 2-mercaptoethanol, A mixed solution consisting of 56 parts of methyl ethyl ketone and 1.2 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was prepared and placed in a dropping funnel.
次いで、窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら75℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を1時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から2時間経過後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部をメチルエチルケトン12質量部に溶解した溶液を3時間かけて滴下し、更に75℃で2時間、80℃で2時間熟成させ、ポリマー分散剤溶液を得た。 Next, under a nitrogen atmosphere, the mixed solution in the reaction vessel was heated to 75 ° C. while stirring, and the mixed solution in the dropping funnel was gradually dropped over 1 hour. 2 hours after the completion of the dropwise addition, a solution prepared by dissolving 1.2 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) in 12 parts by mass of methyl ethyl ketone was added dropwise over 3 hours, and further at 75 ° C. for 2 hours. And aged at 80 ° C. for 2 hours to obtain a polymer dispersant solution.
得られたポリマー分散剤溶液の一部について、溶媒を除去することによって単離し、得られた固形分をテトラヒドロフランにて0.1質量%に希釈し、GPCにて重量平均分子量を測定した。その結果、単離された固形分は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が25,000であった。 A part of the obtained polymer dispersant solution was isolated by removing the solvent, the obtained solid content was diluted to 0.1% by mass with tetrahydrofuran, and the weight average molecular weight was measured by GPC. As a result, the isolated solid had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 25,000.
また、得られたポリマー分散剤溶液を固形分換算で5.0g、シアン顔料ピグメントブルー15:3(大日精化製)10.0g、メチルエチルケトン40.0g、1mol/L水酸化ナトリウム8.0g、イオン交換水82.0g、0.1mmジルコニアビーズ300gをベッセルに供給し、レディーミル分散機(アイメックス製)で1000rpm6時間分散した。得られた分散液をエバポレーターでメチルエチルケトンが十分留去できるまで減圧濃縮し、顔料濃度が10%になるまで濃縮し、水不溶性着色粒子としてのシアン分散液C1を調液した。得られたシアン分散液C1の平均粒径は77nmであった。 Moreover, 5.0 g of the obtained polymer dispersant solution in terms of solid content, 10.0 g of cyan pigment pigment blue 15: 3 (manufactured by Dainichi Seika), 40.0 g of methyl ethyl ketone, 8.0 g of 1 mol / L sodium hydroxide, Ion-exchanged water 82.0 g and 0.1 mm zirconia beads 300 g were supplied to the vessel and dispersed with a ready mill disperser (manufactured by Imex) at 1000 rpm for 6 hours. The obtained dispersion was concentrated under reduced pressure using an evaporator until methyl ethyl ketone could be sufficiently distilled off, and concentrated until the pigment concentration became 10%, and a cyan dispersion C1 as water-insoluble colored particles was prepared. The average particle diameter of the obtained cyan dispersion liquid C1 was 77 nm.
そして、水不溶性着色粒子としてのシアン分散液C1と、自己分散ポリマー水性分散物としてB−01Lxを用いて、下記のインク組成になるようにインクを調液した。調液後5μmフィルターで粗大粒子を除去し、水性インク組成物としてシアンインクC−1を調製した。 Then, using cyan dispersion C1 as water-insoluble colored particles and B-01Lx as a self-dispersing polymer aqueous dispersion, ink was prepared so as to have the following ink composition. After the preparation, coarse particles were removed with a 5 μm filter, and cyan ink C-1 was prepared as an aqueous ink composition.
〈シアンインクC−1のインク組成〉
・シアン顔料(ピグメントブルー15:3)大日精化製 4 %
・ポリマー分散剤 2 %
・B−01Lx(固形分換算) 8 %
・ジエチレングリコール(和光純薬製) 10 %
・グリセリン 20 %
・オルフィンE1010(日信化学) 1 %
・イオン交換水 合計が100%となるように添加
<Ink composition of cyan ink C-1>
・ Cyan pigment (Pigment Blue 15: 3) manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd. 4%
・ Polymer dispersant 2%
・ B-01Lx (Solid content conversion) 8%
・ Diethylene glycol (Wako Pure Chemical Industries) 10%
・ Glycerin 20%
・ Orphine E1010 (Nisshin Chemical) 1%
・ Ion-exchanged water added to make the total 100%
《シアンインクC−2〜12、CH−1、CH−3〜CH−5、CH−7の調製》
シアンインクC−1における自己分散ポリマー水性分散物B−01Lxの代わりに、下記表2に示した自己分散ポリマー水性分散物をそれぞれ用いた以外はシアンインクC−1と同様の方法で、水性インク組成物のシアンインクC−2〜12、CH−1、CH−3〜CH−5、CH−7をそれぞれ調製した。尚、CH−7は自己分散ポリマー水性分散物を添加せずに調製した。
上記で得られたシアンインクの調液直後の物性値を、表2に示す。
<< Preparation of Cyan Inks C-2 to 12, CH-1, CH-3 to CH-5, CH-7 >>
A water-based ink was prepared in the same manner as in the cyan ink C-1, except that the self-dispersing polymer aqueous dispersion B-01Lx shown in the following Table 2 was used instead of the self-dispersing polymer aqueous dispersion B-01Lx in the cyan ink C-1. Cyan inks C-2 to 12, CH-1, CH-3 to CH-5, and CH-7 of the composition were prepared, respectively. In addition, CH-7 was prepared without adding a self-dispersing polymer aqueous dispersion.
Table 2 shows the physical property values of the cyan ink obtained above immediately after preparation.
なお、表2中、粘度の項は下記評価基準に従って記載した。
〜評価基準〜
○… 6.5mPa・s未満
△… 6.5mPa・s以上10mPa・s未満
×… 10mPa・s以上
In Table 2, the term of viscosity is described according to the following evaluation criteria.
~Evaluation criteria~
○: Less than 6.5 mPa · s Δ ... 6.5 mPa · s or more and less than 10 mPa · s ×… 10 mPa · s or more
[評価]
上記の如く調製した各シアンインク(以下、単に「インク」ということがある)についてインクの経時安定性試験ならびに打滴試験および画像の定着性試験を行った。インクの経時安定性試験は、インクを打滴する前、即ちインク貯留槽(あるいはカートリッジ)にインクが収納されているときの粒径や粘度の安定性についての評価であり、安定性が悪いとインクジェット装置の打滴ノズルから吐出する際に、打滴ノズルが詰まる等の問題が生じる。また、打滴試験は、吐出方向性に関する評価であり、インク粘度が高いとノズルに目詰まりが発生して方向性不良が生じる。
[Evaluation]
Each cyan ink prepared as described above (hereinafter sometimes simply referred to as “ink”) was subjected to an ink stability test over time, a droplet ejection test, and an image fixability test. The ink aging stability test is an evaluation of the stability of the particle size and viscosity before ink is ejected, that is, when the ink is stored in the ink storage tank (or cartridge). When discharging from the droplet ejection nozzle of the ink jet apparatus, problems such as clogging of the droplet ejection nozzle occur. Further, the droplet ejection test is an evaluation relating to the ejection directionality. When the ink viscosity is high, the nozzles are clogged, resulting in a directionality defect.
(インクの経時安定性試験)
インク10mLをそれぞれ15mLのガラス瓶に密閉して、(1)60℃14日間放置後、及び(2)40℃3ヶ月間放置後に、平均粒径及び粘度をそれぞれ測定した。放置前と放置後における平均粒径の変化率[(放置後の平均粒径−放置前の平均粒径)/放置前の平均粒径]及び粘度の変化率[(放置後の粘度−放置前の粘度)/放置前の粘度]をそれぞれ算出した。評価基準は、次の通りである。
〜評価基準〜
○…平均粒径の変化率、又は粘度の変化率が5%未満であった。
△…平均粒径の変化率、又は粘度の変化率が5%以上10%未満であった。
×…平均粒径の変化率、又は粘度の変化率が10%以上であった。
そして、×の評価を、使用不可と判断した。結果を表3に示した。
(Ink stability test over time)
10 mL of each ink was sealed in a 15 mL glass bottle, and the average particle size and viscosity were measured after (1) leaving at 60 ° C. for 14 days and (2) leaving at 40 ° C. for 3 months. Change rate of average particle size before and after standing [(average particle size after leaving-average particle size before leaving) / average particle size before leaving] and change rate of viscosity [(viscosity after leaving-before leaving) Viscosity) / viscosity before standing] was calculated. The evaluation criteria are as follows.
~Evaluation criteria~
A: The change rate of the average particle diameter or the change rate of the viscosity was less than 5%.
Δ: The change rate of the average particle diameter or the change rate of the viscosity was 5% or more and less than 10%.
X: The change rate of the average particle diameter or the change rate of the viscosity was 10% or more.
And evaluation of x was judged to be unusable. The results are shown in Table 3.
(打滴安定性試験)
打滴安定性試験は次のように行った。特菱両面アートN(三菱製紙)上に、リコー社製GELJETG717プリンターヘッドを用いて、解像度1200×600dpi、インク打滴量12pLになるように打滴した。連続して打適して5時間後の状態を観察することで、打滴安定性を評価した。表3に打滴安定性試験結果を示した。尚、表3の打滴安定性試験の評価基準は、次の通りである。尚、×の評価を使用不可と判断した。
〜評価基準〜
○… 吐出不良がなく、方向不良もなかった。
○△…吐出不良がなく、方向不良が少し生じた。
△… 吐出不良が殆どなく、方向不良が少し生じた。
×… 吐出不良が多かった。
(Drip droplet stability test)
The droplet ejection stability test was conducted as follows. On Tokishi double-sided art N (Mitsubishi Paper), droplets were ejected using a Ricoh GELJETG717 printer head so that the resolution was 1200 × 600 dpi and the ink ejection amount was 12 pL. The droplet ejection stability was evaluated by observing the state after 5 hours of continuous hitting. Table 3 shows the droplet ejection stability test results. The evaluation criteria for the droplet ejection stability test in Table 3 are as follows. In addition, it was judged that evaluation of x was unusable.
~Evaluation criteria~
○: No discharge failure and no direction failure.
○ △: There was no ejection failure and a little direction failure occurred.
Δ: Almost no ejection failure and some direction failure occurred.
×: There were many ejection failures.
(定着性試験)
インクを、リコー社製GELJETG717のカートリッジに詰め替え、特菱両面アートN(三菱製紙)にGELJETG717でべた画像をプリントし、プリント後プリントサンプルを室温で24時間以上乾燥させた。乾燥後に更に加熱オーブンESPEC(株)社製PDR−3KPの中で60℃1時間加熱放置し、12時間放置したサンプルの定着性評価を行った。結果を表3に示す。尚、表3の定着性試験の評価基準は、次の通りである。セロテープ(登録商標)(ニチバン製)及びメンディングテープ(3M)を塗布サンプルにテープが全面にくっつくように貼った後、直ちに剥がした。剥がしたテープへの色移りを下記評価基準に従って評価した。
〜評価基準〜
○… セロテープ(登録商標)及びメンディングテープ共、色移りが認められなかった。
○△… セロテープ(登録商標)またはメンディングテープの少なくとも一方で僅かな色移りが認められた。
△… セロテープ(登録商標)またはメンディングテープの少なくとも一方で色移りが認められた。
×… セロテープ(登録商標)及びメンディングテープの両方で色移りが認められた。
(Fixability test)
The ink was refilled into a cartridge of GELJETG717 manufactured by Ricoh, and an image printed with GELJETG717 was printed on Tokishi double-sided art N (Mitsubishi Paper), and the printed sample was dried at room temperature for 24 hours or more after printing. After drying, the sample was further left to stand at 60 ° C. for 1 hour in PDR-3KP manufactured by heating oven ESPEC Co., Ltd., and the fixability of the sample left for 12 hours was evaluated. The results are shown in Table 3. The evaluation criteria for the fixability test in Table 3 are as follows. Cellotape (registered trademark) (manufactured by Nichiban) and mending tape (3M) were applied to the coated sample so that the tape adhered to the entire surface, and then immediately peeled off. The color transfer to the peeled tape was evaluated according to the following evaluation criteria.
~Evaluation criteria~
○: No transfer of color was observed for both cello tape (registered trademark) and mending tape.
○ △: Slight color transfer was observed on at least one of the cello tape (registered trademark) and the mending tape.
Δ: Color transfer was observed in at least one of Cellotape (registered trademark) or Mending tape.
X: Color transfer was observed on both the cello tape (registered trademark) and the mending tape.
まず、表1からわかるように、本発明の自己分散ポリマー水分散物B−01Lx〜B−10Lx、B−12Lxは、転相溶媒に有機良溶剤と有機貧溶剤を30/70〜70/30の重量比にて併用しているため、平均粒径は15nm〜80nmと小さいのに対して、比較自己分散ポリマー水分散物のBH−01Lx、BH−03Lx〜BH−05Lxは95nm以上と大きい。分散安定性が本発明の自己分散ポリマー水分散物の方が優れていることを示唆する結果である。このことが、表2に示すインク粘度に反映されており、本発明のインク粘度はいずれも低いのに対して、比較例のインク粘度は高い傾向にあることがわかる。 First, as can be seen from Table 1, the self-dispersing polymer aqueous dispersions B-01Lx to B-10Lx and B-12Lx of the present invention were prepared by using an organic good solvent and an organic poor solvent as phase inversion solvents. Since the average particle size is as small as 15 to 80 nm, BH-01Lx and BH-03Lx to BH-05Lx of comparative self-dispersing polymer aqueous dispersions are as large as 95 nm or more. This result suggests that the dispersion stability of the self-dispersing polymer aqueous dispersion of the present invention is superior. This is reflected in the ink viscosity shown in Table 2, and it can be seen that the ink viscosity of the comparative example tends to be high while the ink viscosity of the present invention is low.
また、表3からわかるように、本発明のインクは経時安定性に優れている。一方、分散安定性が低く、インク粘度の高いインクであるCH−1、CH−3〜CH−5は経時で粘度や粒径が上昇する傾向にあった。
また、本発明のまた、本発明のインクはいずれもインク粘度が低いことから、吐出不良は起こらず打滴安定性に優れているのに対し、インク粘度が高く分散安定性の低い自己分散ポリエステル水分散物を含むCH−1、CH−3〜CH−5、CH−7の打滴安定性は低かった。
Further, as can be seen from Table 3, the ink of the present invention is excellent in stability over time. On the other hand, CH-1, CH-3 to CH-5, which have low dispersion stability and high ink viscosity, tended to increase in viscosity and particle size over time.
In addition, since all of the inks of the present invention have a low ink viscosity, there is no ejection failure and excellent droplet ejection stability, whereas self-dispersed polyester with high ink viscosity and low dispersion stability. The droplet ejection stability of CH-1, CH-3 to CH-5 and CH-7 containing the aqueous dispersion was low.
また、アルコール系溶媒を含む自己分散ポリマー水分散物を含有する本発明のインクC−1〜C−12の定着性は極めて良好であるが、アルコール系溶媒を含まない自己分散ポリマー水分散物を含有するCH−1、CH−3〜CH−5の定着性は1ランク悪化した。水性分散物中にアルコール系溶媒が少量含有されていることで、水性インク組成物とした時の成膜性を向上し、インク定着性が高まったことを示唆する結果である。
なお、自己分散ポリマー水性分散物を含まないインクCH−7の定着性は極めて悪くなった。
以上より、製造方法に特徴のある本発明の自己分散ポリマー水分散物を含有するインクを用いることで、従来にない安定な吐出性と良好な定着性を有するインク組成物を提供することができることが分かる。
Further, the fixing properties of the inks C-1 to C-12 of the present invention containing a self-dispersing polymer aqueous dispersion containing an alcohol solvent are very good, but a self-dispersing polymer aqueous dispersion containing no alcohol solvent is used. The fixability of the contained CH-1, CH-3 to CH-5 was deteriorated by one rank. This is a result suggesting that, when the aqueous dispersion contains a small amount of an alcohol-based solvent, the film-forming property of the aqueous ink composition is improved and the ink fixing property is enhanced.
The fixability of the ink CH-7 containing no self-dispersing polymer aqueous dispersion was extremely deteriorated.
As described above, by using the ink containing the self-dispersing polymer aqueous dispersion of the present invention characterized by the production method, it is possible to provide an ink composition having unprecedented stable ejection properties and good fixing properties. I understand.
Claims (9)
前記共重合体溶液に、水を添加する分散工程と、
を含む自己分散ポリマー水性分散物の製造方法。 A copolymer derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond, comprising a hydrophilic structural unit and a hydrophobic structural unit, an organic good solvent that dissolves the copolymer, and an organic that does not dissolve the copolymer A step of obtaining a copolymer solution containing a mixed solvent containing a poor solvent;
A dispersion step of adding water to the copolymer solution;
A process for producing an aqueous dispersion of a self-dispersing polymer comprising
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