JP2006176759A - 水性顔料分散液、およびインクジェットインク組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、青色有機顔料微粒子が安定化した状態で分散している水性青色顔料分散液およびそれを含有する安定性に優れる青色インクジェットインク組成物を提供しようというものである。
【解決手段】本発明の水性青色顔料分散液は、銅フタロシアニン青色顔料、該顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体、水の3種類の材料を含有し、銅フタロシアニン青色顔料へのスルホン酸基の導入個数が3個の誘導体が全スルホン酸基含有顔料誘導体の少なくとも15%以上であることを特徴とするものである。
【選択図】 なし
Description
本発明は、分散安定性に優れる水系顔料分散液に関するものである。さらに、インクジェット法により基材上に文字や画像を印刷する際に用いられ、印刷後に耐久性の良好な印字および印画を保持することができるインクジェットインク組成物に関するものである。
インクジェット記録法は、圧電素子の振動や加熱による発泡の際に生じる圧力により、インク滴を発生、飛翔させ、基材に付着して印刷する方法である。従来、インクジェット記録に用いられるインクでは着色剤として染料が用いられてきた。しかし近年、インクジェットで描画した画像に関し、空気中のオゾンによる染料の劣化に起因する退色が問題視されてきている。このため、着色剤として堅牢性に優れる顔料を使用することが多数検討されている。一般にインクジェットインクでは溶媒として水が使用されるが、顔料は染料と異なり水に不溶なため、顔料を使用するインクジェットインクでは顔料を微粒子の状態で水中に安定に分散することが重要である。
水中で顔料微粒子を安定に分散する方法としては、高分子分散剤を用いる方法が報告されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、この方法では、高分子分散剤を顔料粒子表面に吸着させる必要がある。このため、比較的極性が大きいカーボンブラックなどの無機顔料の分散安定化には有効であるが、粒子表面の極性が小さい有機顔料の分散安定化にはそれほど有効な方法でない。
有機顔料を水中に安定に分散させるために有機顔料スルホン酸誘導体を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献2〜8参照)。この方法では、有機顔料スルホン酸誘導体が有機顔料表面に強く吸着し、スルホン酸誘導体の静電反発力により顔料の凝集が抑制される。
一般に広く用いられる有機顔料は縮合多環系顔料であり、スルホン化反応の過程で、通常は一分子中に2個以上のスルホン酸基が導入された化合物が、1個だけ導入された化合物および未反応物との混合物として得られる。分子中に2個以上のスルホン酸基を有する顔料誘導体は1個だけ導入されたものよりも水への親和性が高い。このため2個以上のスルホン酸基を有する顔料誘導体が、水中で有機顔料表面に吸着せずに水に溶解し、顔料の分散安定性を妨げる場合があることが報告されている。この問題を解決するため、顔料のスルホン化反応の後に、スルホン酸基を2個以上有する顔料誘導体を除去することが提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、スルホン酸基を2個以上有する顔料誘導体とスルホン酸基を1個だけ有する顔料誘導体と分離するためには、限外濾過膜、半透膜、逆浸透膜などを用いる煩雑な精製工程が必要である。
また、1個だけしかスルホン酸基が導入されない特定の化学構造を有する顔料にスルホン酸基を導入することにより煩雑な精製方法を不要とする方法が提案されている(例えば、特許文献8参照)。しかし、この方法は対称性のある化学構造を有する顔料には適用できない。
さらに、有機顔料の表面にスルホン酸基を導入することにより、有機顔料を水中に安定に分散させる方法も提案されている(例えば、特許文献9、10参照)。しかし、この場合も安定した吐出特性と保存安定性を得るためには、限外濾過膜、半透膜、逆浸透膜などを用いる煩雑な精製工程が必要であることが指摘されている(例えば、特許文献11参照)。
水中で有機顔料粒子を安定に分散する別の方法として、マイクロカプセル化顔料を用いる方法が報告されている(例えば、特許文献12)。この方法では、スチレンアクリル系ポリマーで銅フタロシアニン顔料を被覆したマイクロカプセル化顔料を用いている。この方法では、α型銅フタロシアニンとβ型銅フタロシアニンの含有比率を一定範囲にすることで、顔料分散体の吸光度比を調整しマイクロカプセル化顔料を水中に分散安定化している。しかし、この方法では、マイクロカプセル化顔料の粒径が大きく、インクジェットプリンターにより得られる印画の印字濃度が低い。
特開平5−179183号公報(第4頁)
特開平11−49974号公報(第3頁)
特開2002−121419号公報(第2頁)
特開2002−121460号公報(第3頁)
特開2002−241638号公報(第3頁)
特開2002−285067号公報(第2頁)
特開2002−309122号公報(第2頁)
特開2004−196893号公報(第2頁)
特開平10−110110号公報(第3頁)
特開平10−110111号公報(第3頁)
特開2002−327144号公報(第5頁)
特開2003−342491号公報(第2頁、第10頁)
本発明は、分散安定性に優れ、かつ、印画が耐久性に優れるインクジェットインク組成物を提供することを目的とする。
本発明は、かかる課題を解決するために、つぎのような手段を採用する。すなわち、銅フタロシアニン青色顔料、該顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体、水の3種類の材料を含有することを特徴とし、銅フタロシアニン青色顔料へのスルホン酸基の導入個数が3個の誘導体が全スルホン酸基含有顔料誘導体の少なくとも15%以上であることを特徴とする水性青色顔料分散液、および該水性顔料分散液を含有することを特徴とする青色インクジェットインク組成物である。
本発明の水性青色顔料分散液は、銅フタロシアニン青色顔料へのスルホン酸基の導入個数が3個の誘導体を全スルホン酸基含有顔料誘導体の少なくとも15%以上とすることにより、顔料表面に吸着した顔料誘導体による静電反発効果を高めることによって顔料の凝集を防ぎ保存安定性に優れる。スルホン酸基を2個以上有する顔料誘導体とスルホン酸基を1個だけ有する顔料誘導体と分離するための煩雑な精製工程を経ることなく製造が可能である。本発明の水性顔料分散液を用いて製造されるインクジェットインク組成物は保存安定性に優れ、ノズルで目詰まりしにくく、長期に渡り安定なインクの吐出を実現できる。このインクを用いて基材に描画した画像は、染料を用いた画像と比較して対オゾン性に優れ退色しにくい。
本発明では、青色顔料として銅フタロシアニン顔料を使用する。銅フタロシアニン青色顔料の例としては、青色顔料PB15、PB15:2、PB15:3、PB15:4、B15:5、PB15:6などが挙げられる。
インクジェットによるカラー描画は一般に減法混色により行われるため、カラーインクとして通常シアン、マゼンダ、イエローの3色のインクが必須となる。大量に市販されているために比較的安価に入手でき、色調に優れ色再現範囲を広くすることができることから、シアンインク用の顔料には特にPB15:3の使用が好ましい。
本発明者が鋭意検討した結果、これまでに報告されていた事実とは異なり、銅フタロシアニン青色顔料にスルホン酸基が3個導入された誘導体は、水中で銅フタロシアニン青色顔料表面から引き剥がされることなく吸着していることがわかった。スルホン酸基が3個導入された誘導体はスルホン酸基の導入数が1または2個の誘導体よりも強く負帯電するために大きな静電反発効果を発揮し、顔料の分散安定化に大きく寄与する。
なお、スルホン酸基が4個以上導入された誘導体は水への溶解性が高く、水中で銅フタロシアニン青色顔料表面にほとんど吸着せず、水中で顔料分散安定化効果をほとんど発揮することはない。逆にスルホン酸基が4個以上導入された誘導体が大量に水中に存在すると静電反発効果が弱められ顔料凝集が引き起こされるおそれがある。
本発明で用いられるスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン青色顔料誘導体は通常、一分子中に1〜4個のスルホン酸基が導入された化合物の混合物である。スルホン酸基の導入個数が3個の誘導体が全スルホン酸基含有銅フタロシアニン青色顔料誘導体の少なくとも15%以上であることが必要であり、23%以上であることが好ましい。スルホン酸基の導入個数が3個の誘導体が全誘導体中に占める割合に特に上限はない。スルホン酸基の導入数が1個または2個のものは特に顔料の分散状態に悪影響を及ぼすおそれが小さいため、それらの合計量が85%以下、好ましくは77%以下であればよい。スルホン酸基の導入数が4個のものは水中で静電反発効果を弱め顔料凝集が引き起こされるおそれがあることからなるべく少量であることが好ましく、10%以下、好ましくは5%以下であることが望まれる。なお、スルホン酸基が3個導入された誘導体の全誘導体中に占める割合は、高速原子衝撃イオン化法質量分析により銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行い、負イオン測定で得られるスルホン酸基が導入された個数に対応するイオンの質量と電荷の比のピークの強度比より算定することができる。
水性顔料分散液中に含まれる銅フタロシアニン顔料誘導体の1分子中のスルホン酸基導入個数は、水性顔料分散液に含有される銅フタロシアニン顔料誘導体を合成する時の反応条件(反応温度、反応液濃度、反応時間など)によって制御することが可能である。例えば、濃硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸、またはこれらの混合液などの濃度や混合比などを適切に調節し、反応温度0〜150℃、反応時間1〜24時間の範囲において適宜反応条件を変更することにより、質量分析でのピーク強度比で、全スルホン酸基含有銅フタロシアニン顔料誘導体中における1分子中に3個のスルホン酸基を有する銅フタロシアニン顔料誘導体の含有量を15%以上とすることができる。
本発明は、水性顔料分散液の分散安定性が、銅フタロシアニン顔料誘導体のスルホン化度合いにより大きく変化することを見いだした結果得られたものである。水性顔料分散液の分散安定性を向上させるためには、添加する銅フタロシアニン顔料誘導体のスルホン化の度合いを最適化することにより水性顔料分散液の400〜800nmにおける吸光度比を一定値以上にすることが有効である。
さらに本発明は、水性顔料分散液の分散安定性が、銅フタロシアニン顔料誘導体のスルホン化度合いにより大きく変化することを見いだした結果得られたものである。水性顔料分散液の分散安定性を向上させるためには、添加する銅フタロシアニン顔料誘導体のスルホン化の度合いを最適化することにより水性顔料分散液の400〜800nmにおける吸光度比を一定値以上にすることが有効である。
すなわち、水性顔料分散液を有するインク組成物を水で希釈して銅フタロシアニン顔料と銅フタロシアニン顔料誘導体を合わせた濃度を10ppmとしたときの、波長400〜800nmにおける吸収スペクトルのピークのうち、最大の吸光度を示す吸収スペクトルのピークの吸光度と、それに最も近接した長波長側に発現した吸収スペクトルのピークの吸光度との比が1.24以上にすることが有効である。
本発明では、最大の吸光度を示す吸収スペクトルのピークの吸光度と、それに最も近接した長波長側に発現した吸収スペクトルのピークの吸光度との比は、次のようにして求める。波長400〜800nmの範囲に発現した吸収スペクトルのピークのうち、最大のピークを有するピークを決定し、その吸光度を読みとる。これを吸光度[1]とする。次に、決定した最大ピークよりも長波長側に最も近接して出現したピークを決定し、その吸光度を読みとる。これを吸光度[2]とする。吸光度[1]/吸光度[2]より吸光度比を算出する。最大の吸光度を示す吸収スペクトルのピークの吸光度と、それに最も近接した長波長側に発現した吸収スペクトルのピークの吸光度との比(以下、吸光度比)は、1.24以上であることが好ましく、より好ましくは1.26以上である。吸光度比が1.24以上であると水性顔料分散液の分散安定性が良好となり、吸光度比が1.26以上であると水性顔料分散液の分散安定性がさらに良好となる。
吸光度比は、水性顔料分散液に含有される銅フタロシアニン顔料誘導体を合成する時の反応条件(反応温度、反応液濃度、反応時間など)によって制御することが可能である。例えば、濃硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸、またはこれらの混合液などの濃度や混合比などを適切に調節し、反応温度0〜150℃、反応時間1〜24時間の範囲において適宜反応条件を変更することにより、吸光度比を1.24以上することができる。
本発明における吸収スペクトルのピーク吸光度比は例えば次のような試料を作製し、測定する。水性顔料分散液を銅フタロシアニン顔料と銅フタロシアニン顔料誘導体の各々の含有量を合わせた濃度が顔料分散液総量に対し、10ppmとなるようイオン交換水で希釈する。次いで、紫外可視分光光度計(例えば(株)島津製作所製MultiSpec−1500等)を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルの測定を行う。測定によって得られた吸収スペクトルを用い、上記に示した算出方法に基づき、吸光度比を算出する。
本発明で用いるスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン顔料誘導体は、その混合液の波長400〜800nmにおける吸収スペクトルの最大吸収波長が615〜635nmの範囲、より好ましくは620〜630nmの範囲であることが好ましい。吸収スペクトルの最大吸収波長がこの範囲にある場合に、この銅フタロシアニン顔料誘導体と銅フタロシアニン顔料から得られる水性顔料分散液の顔料分散状態が微少な粒径のまま安定化される。
本発明における銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルの最大吸収波長の測定方法は例えば次のような方法により行う。銅フタロシアニン顔料誘導体をイオン交換水に投入し、次いでボールミル、ビーズミル、超音波を印加するなどの方法により、銅フタロシアニン顔料誘導体とイオン交換水の混合液を作製する。最も好ましい方法としては超音波を適当な時間印加し、顔料誘導体とイオン交換水の混合液を作製する。次いで、紫外可視分光光度計(例えば(株)島津製作所製MultiSpec−1500)を用いて混合液の吸収スペクトルの測定を行う。波長400〜800nmの範囲において、最大の吸光度を示す吸収スペクトルのピークの波長を最大吸収波長とする。
本発明で用いるスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン顔料誘導体は、通常、一分子中に1〜4個のスルホン酸基が導入された化合物の混合物である。スルホン酸基が導入された銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルは、スルホン酸基が導入された銅フタロシアニン顔料誘導体をイオン交換水と混合して、最大吸光度が3(通常の紫外可視分光光度計の検知限界)を越えない濃度の混合液を作製し、この混合液の状態で測定する。スルホン酸基が導入された銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルの最大吸収波長は、前記と同様に銅フタロシアニン顔料誘導体を合成する時の反応条件(反応温度、反応液濃度、反応時間など)によって制御することが可能である。
本発明で用いられるスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン青色顔料誘導体は、例えば次のような方法により合成される。前記の有機顔料を濃硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸、またはこれらの混合液などに投入してスルホン化反応を行う。得られた反応液を水で希釈し、場合により金属アルカリ水溶液またはアミン水溶液で中和する。このようにして得られた懸濁液を濾過した後に水系の洗浄液で洗浄し、乾燥する。
上記の合成過程で中和を行う場合、金属アルカリ水溶液を用いるよりもアミン水溶液を用いるほうが好ましい。インクジェット組成物として金属アルカリを含有していると、基材にインク滴を付着させて溶媒を揮発させた後も金属アルカリ成分が基材に残留する。この場合、基材が再び水に濡れると、残留した金属アルカリ成分が着色した部分の親水性を高め、滲みを生じやすくするおそれがある。一方、アミンは揮発しやすいため、このような滲みが発生するおそれが小さくなる。
中和に用いるアミン水溶液としてはアンモニア、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの水溶液を用いることができる。本発明では特にこれらに限定されずに種々のアミン水溶液を使用することができるが、アンモニアの使用がその揮発のしやすさから好ましい。
本発明において銅フタロシアニン青色顔料と、該顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体は、通常重量比で50:50〜99:1、好ましくは80:20〜98:2、より好ましくは70:30〜97:3の割合で混合される。顔料誘導体の量が少なすぎれば顔料分散安定化効果が発揮されず、逆に顔料誘導体の量が多すぎれば、色調が好ましくないほど変化する可能性が生じる。
本発明の水性青色顔料分散液において、顔料濃度と顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体の合計量の濃度は、通常8〜20重量%、好ましくは10〜16重量%である。濃度が小さすぎると分散液の製造効率が低くコストがかさむとういう問題が生じる。一方濃度が高すぎると分散状態を安定化することが非常に困難となる。
本発明では、塩析などによる顔料凝集を防ぐために、分散液中の不純物イオンを除去することができる。分散液中の不純物イオンを除去する方法としては透析法やイオン交換法などが挙げられる。
また、本発明の水性青色顔料分散液には銅フタロシアニン青色顔料の水への濡れ性を向上し分散効率を改善するために水溶性有機溶媒を添加することができる。水溶性有機溶媒としてはジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、γ−ブチロラクトンやN−メチル−2−ピロリドン、ジメチエルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒のほか、アセチレングリコール類、アセチレンアルコール類、アルキレングリコール類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶媒を顔料分散液に添加する場合、通常は顔料分散液の1〜40重量%、好ましくは2〜20重量%の範囲で添加される。添加量が少なすぎると分散効率向上効果が発揮されず、添加量が多すぎれば顔料の分散状態が不安定化するおそれがある。
水溶性有機溶媒の添加により銅フタロシアニン青色顔料の水への濡れ性が向上したことを示す指標として、顔料分散液の表面張力の測定が有効である。水の表面張力が73mN/mであるのに対し、顔料分散液の表面張力が60mN/m以下、好ましくは50mN/m以下であると顔料が水によく濡れている状態となるため望ましい。
本発明の水性青色顔料分散液では分散安定化のために水系高分子分散剤を併用することもできる。高分子分散剤としては、アミノ基を有する側鎖と親水性側鎖を含有するものを使用することが好ましい。水中で正帯電したアミノ基が負帯電した微粒子表面に静電引力により結合し、微粒子に高分子分散剤が吸着する。親水性側鎖が水中に拡がることにより、立体安定化効果によって水中で微粒子の分散状態が安定化する。
粒子表面に静電引力により結合するアミノ基は1級アミン、2級アミン、3級アミンまたは4級アミンのいずれであってもかまわないが、顔料や顔料誘導体を加水分解するおそれをできるだけ小さくするために、3級および/または4級アミンであることが好ましい。
水中に拡がる親水性側鎖としてはポリエチレングリコール鎖、ポリプロピレングリコール鎖、ポリテトラメチレングリコール鎖などを用いることができるが、親水性がより大きいことからポリエチレングリコール鎖が好ましい。
また、前記の高分子分散剤に疎水性側鎖が含有されていると、インク滴が基材に着弾し水の蒸発により塗膜が形成される際、疎水性側鎖が塗膜表面に伸展して塗膜の耐水性を向上させることができる。
乾燥後に塗膜表面に伸展する疎水性側鎖としては、アルキル鎖、アルケニル鎖、アリール鎖などを用いることができるが、安定性が高く疎水性が大きいアルキル鎖が好ましい。
高分子分散剤の主鎖の構造には特に制限はなくどのようなものであってもかまわないが、合成の容易さからアクリル系高分子であることが好ましい。たとえば、3級アミンのアミノ基を有する側鎖やポリエチレングリコール鎖、アルキル側鎖をもつアクリルモノマーが広く市販されている。これらのアクリルモノマーを共重合することにより、比較的低コストで前記の高分子分散剤を合成することが可能である。
高分子分散剤を使用する場合、銅フタロシアニン青色機顔料と該顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体からなる微粒子成分と、高分子分散剤は、通常重量比で50:50〜99:1、好ましくは60:40〜95:5、より好ましくは70:30〜90:10の割合で混合される。高分子分散剤の量が少なすぎれば立体安定化効果による微粒子の分散安定化が果たされず、逆に高分子分散剤の量が多すぎれば架橋凝集や枯渇凝集が起こり微粒子の分散状態が不安定化するおそれがある。
顔料の分散にはサンドミル、ボールミル、ビーズミル、3本ロールミル、アトライターなどを用いる方法が好ましく採用される。メディアを使用する分散では、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、ガラスビーズなどを用いることができる。
分散された顔料微粒子の粒径は通常1〜1000nm、好ましくは10〜500nmの範囲にあることが望ましい。粒径が大きすぎるとインクジェットノズルでの目詰まりを引き起こす可能性が高くなる。一方、粒径が小さすぎると、粒子の比表面積が大きくなりすぎ、分散状態が不安定化しやすくなる。
顔料分散液の分散安定性は降伏値を測定することにより評価することができる。降伏値は異なるずり速度でインク組成物の粘度を測定し、Cassonの式を用いることにより求められる。降伏値が小さいほど、顔料の凝集の程度が小さいと推定される。顔料はできるだけ凝集していないことが望まれ、したがって降伏値は小さければ小さいほど好ましく、水性顔料分散液の降伏値は好ましくは1×10−2Pa以下、さらに好ましくは1×10−3Pa以下であるのがよい。
本発明の水性青色顔料分散液を水で希釈し適当な添加物を加えることによってインクジェットインク組成物が得られる。本発明で用いる水としては、例えばイオン交換水や蒸留水などの硫酸イオンを除去したものを使用することができる。
インクジェットインク組成物は、インク組成物中に銅フタロシアニン青色顔料と該顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体からなる微粒子成分が1〜10重量%、好ましくは2〜8重量%含有されていることが好ましい。インク組成物中に微粒子成分が少なすぎると着色力が小さくなり良好な描画ができなくなる。また、微粒子成分が多すぎるとインクジェットノズルで目詰まりを起こす可能性が高くなる。
また、水性顔料分散液の分散安定性を向上させ、さらに水性顔料分散液の顔料の粒径を小さくするためには、水性顔料分散液中の硫酸イオンなどのイオン濃度を低下させることが有効である。水性顔料分散液中の硫酸イオン濃度を低下させるためには、原料となる銅フタロシアニン顔料、銅フタロシアニン顔料誘導体および水のそれぞれに含まれる硫酸イオン濃度が低いことが好ましい。
本発明で用いられる銅フタロシアニン顔料としては、例えばイオン交換水や蒸留水などで洗浄することで十分に硫酸イオンを洗浄したものを用いることが好ましい。通常有機顔料は水との親和性が低いために、公知の水洗ろ過などの方法で容易に硫酸イオンを除去することが可能である。
本発明で用いられる銅フタロシアニン顔料誘導体中には、通常スルホン化反応後に原料となる硫酸イオンが大量に混入する。銅フタロシアニン顔料誘導体中から硫酸イオンを除去するためには、透析あるいはイオン交換樹脂を用いた手法が挙げられる。特に透析は銅フタロシアニン顔料誘導体と水と硫酸イオンからなるスラリーから、透析膜を通して水と硫酸イオンを取り除き、取り除いた量と同量のイオン交換水を添加することでスラリーの粘度を増加させることなく効果的に硫酸イオンを除去することが可能である。効率よく硫酸イオンを除去するためには、透析有効面積が大きい中空糸膜を用いることが好ましい。中空糸膜の材質としては、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどを使用することができる。
インクジェットインク組成物には、基材への定着性を向上させるために前記の高分子分散剤以外の高分子を含有させることができる。水溶性高分子と水分散性高分子を含有させることができ、アクリル系高分子、酢酸ビニル系高分子、ポリエステル系高分子、ポリウレタン系高分子などを使用することができる。これらの高分子をインクジェットインク組成物中に含有させる場合には、通常、0.1〜10重量%含有される。量が少なすぎれば、基材への定着性を向上させる効果が得られない。一方、量が多すぎれば、インク組成物の粘度を好ましくないほど増大させたり、顔料の分散状態の不安定化を引き起こすおそれがある。
インクジェットインク組成物には、インク組成物のノズル部分での乾燥の防止や、基材への塗れ性や浸透性を改善する目的で、水溶性の有機溶媒を含有させることができる。このような目的で使用される有機溶媒は、前記の顔料の水への濡れ性を向上し分散効率を改善するために用いる水溶性有機溶媒と同様のものである。これらの水溶性有機溶媒のインクの全溶媒中での含有量は、通常50重量%以下に抑えられる。50重量%を越えて水溶性有機溶媒を含有させた場合、顔料の分散状態が不安定化するおそれがある。
インクジェットインク組成物には、カビや細菌の混入を防止する目的で防腐剤を添加することができる。ジンクピリジンチオン−1−オキサイド、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩などを好適に用いることができる。これらは通常、インク組成物中に0.05〜1重量%含有される。これらの添加量が少なければカビや細菌の混入防止効果が発揮されず、添加量が多すぎれば顔料の分散状態の不安定化を引き起こす可能性が生じる。
インクジェットインク組成物には、表面張力の調整や基材への浸透性の改善のためにアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性の界面活性剤を添加することができる。また、泡の発生を防止するために消泡剤を添加することができる。
インクジェットインク組成物のpHは通常7〜10の範囲にあることが望ましい。この範囲にあれば人体に触れた場合でも大きな障害を及ぼすおそれが小さい。本発明の水性青色顔料分散液を用いてインクジェットインク組成物のpHをこの領域にするには、アンモニア、有機アミンなどのpH調整剤やリン酸などの緩衝液を添加する、あるいは、陽イオン交換樹脂や陰イオン交換樹脂を用いてインクジェットインク組成物中から陽イオンや陰イオンを除去するなどの方法により適宜調整する。
インクジェットインク組成物は粘度は10mPa・s以下、好ましくは5mPa・s以下であることが望ましい。粘度が大きいと適当なサイズのインク滴を発生させてそれを飛翔させることが困難になる。
本発明のインクジェットインク組成物から得られる印刷物の光学濃度は、例えば光学濃度計により測定することができる。印刷物の光学濃度は、1.8以上、好ましくは1.9以上であることが望まれる。光学濃度が小さすぎると印刷物の着色力が小さくなり良好な印刷物を得ることが困難となる。
本発明のインクジェットインク組成物から得られる印刷物の光沢度は、例えば光沢計により測定することができる。光沢度は、45以上、好ましくは60以上であることが望まれる。光沢度が小さすぎると表面がなめらかで光沢のある印刷物を得ることが困難となる。
本発明の顔料分散液を用いて作製されるインクジェットインク組成物は保存安定性に優れ、ノズルで目詰まりしにくく、長期に渡り安定なインクの吐出を実現できる。また、このインクを用いて基材に描画した画像は対オゾン性に優れ退色しにくい。このインクジェットインク組成物はインクジェットプリンターを用いてカラー印刷を行う広範な分野で利用できる。
以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。
実施例1
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら70℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。3時間攪拌した後、氷1500g上に加えた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水2000ml中へ前記生成物を投入し、アンモニア水溶液で中和(pHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加)し、濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を10回繰り返して、69gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら70℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。3時間攪拌した後、氷1500g上に加えた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水2000ml中へ前記生成物を投入し、アンモニア水溶液で中和(pHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加)し、濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を10回繰り返して、69gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(スルホン酸基導入数の測定)
m−ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして用い、高速原子衝撃イオン化法質量分析装置(日本電子(株)製JMS−SX102A)を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。測定はイオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行われた。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は6%、2個導入された誘導体は71%、3個導入された誘導体は23%と算定された。
m−ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして用い、高速原子衝撃イオン化法質量分析装置(日本電子(株)製JMS−SX102A)を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。測定はイオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行われた。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は6%、2個導入された誘導体は71%、3個導入された誘導体は23%と算定された。
(水性顔料分散液の作製)
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して1600rpmで分散処理を3時間継続して水性青色顔料分散液を得た。
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して1600rpmで分散処理を3時間継続して水性青色顔料分散液を得た。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液を銅フタロシアニン顔料と銅フタロシアニン顔料誘導体の固形分濃度が合わせて10ppmになるようイオン交換水で希釈し、紫外可視分光光度計((株)島津製作所製MultiSpec−1500)を用いて得られた溶液の吸収スペクトルの測定を室温にて行った。波長400〜800nmの範囲に発現した吸収スペクトルのピークのうち、最大のピークを有するピークを決定し、その吸光度を読みとり、これを吸光度[1]とした。次に、決定した吸光度[1]よりも長波長側に最も近接して出現したピークを読みとり、これを吸光度[2]とした。得られた値より、吸光度[1]/吸光度[2](吸光度比)を算出した。上記に示した方法により得られた水性顔料分散液の吸光度比を測定したところ1.265であった。
得られた水性顔料分散液を銅フタロシアニン顔料と銅フタロシアニン顔料誘導体の固形分濃度が合わせて10ppmになるようイオン交換水で希釈し、紫外可視分光光度計((株)島津製作所製MultiSpec−1500)を用いて得られた溶液の吸収スペクトルの測定を室温にて行った。波長400〜800nmの範囲に発現した吸収スペクトルのピークのうち、最大のピークを有するピークを決定し、その吸光度を読みとり、これを吸光度[1]とした。次に、決定した吸光度[1]よりも長波長側に最も近接して出現したピークを読みとり、これを吸光度[2]とした。得られた値より、吸光度[1]/吸光度[2](吸光度比)を算出した。上記に示した方法により得られた水性顔料分散液の吸光度比を測定したところ1.265であった。
(銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルの測定)
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体をイオン交換水に投入して超音波を引加することにより混合液を作製し、紫外可視分光光度計((株)島津製作所製MultiSpec−1500)を用いて吸収スペクトルの測定を行った。測定の結果、400〜800nmにおいて吸光度の値が最も大きいピークが位置する波長を最大吸収波長とした。上記に示した方法により、得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを測定したところ、最大吸収波長は622nmであった。
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体をイオン交換水に投入して超音波を引加することにより混合液を作製し、紫外可視分光光度計((株)島津製作所製MultiSpec−1500)を用いて吸収スペクトルの測定を行った。測定の結果、400〜800nmにおいて吸光度の値が最も大きいピークが位置する波長を最大吸収波長とした。上記に示した方法により、得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを測定したところ、最大吸収波長は622nmであった。
水溶性青色顔料分散液をポリエチレンの容器に入れ、液体窒素中で凍結し顔料分散液の
固化物を粉砕して真空乾燥を行った。真空乾燥処理後に前記と同様に高速原子衝撃イオン
化法質量分析装置を使用して負イオン測定を行った。
固化物を粉砕して真空乾燥を行った。真空乾燥処理後に前記と同様に高速原子衝撃イオン
化法質量分析装置を使用して負イオン測定を行った。
銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は6%、2個導入された誘導体は71%、3個導入された誘導体は23%と算定された。
(水性顔料分散液の評価)
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ48mN/mであった。
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ48mN/mであった。
円錐平板型粘度計(東機産業(株)製RE100L)を用いて、異なる3段階のずり速度で顔料分散液の粘度を測定し降伏値を求めたところ、7.4×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は4.1mPa・sであった。
顔料分散液を純水で100倍に希釈して動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の粒径を測定した。算術平均径が72nmであった。
顔料分散液を50℃に30日間放置して、再び粘度測定を行ったところ、降伏値は9.1×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は3.9mPa・sであった。
(インク組成物の作製と評価)
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.6mPa・sであった。
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.6mPa・sであった。
インクジェットインク組成物をインクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製“カラリオ”PX−V600)のカートリッジに詰めて普通紙へ印刷した。プリンターを3台並べてノズルから120分間連続吐出した。3台とも120時間安定に着弾の乱れもなく連続吐出することができた。試験終了後、3台ともノズルに異常はみられなかった。
実施例2
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら80℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。その後実施例1と同様の操作を行い70gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら80℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。その後実施例1と同様の操作を行い70gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(スルホン酸基導入数の測定)
実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピーク、4個導入されたことを示すm/z=894のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は4%、2個導入された誘導体は59%、3個導入された誘導体は32%、4個導入されたものは5%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピーク、4個導入されたことを示すm/z=894のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は4%、2個導入された誘導体は59%、3個導入された誘導体は32%、4個導入されたものは5%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
(水性顔料分散液の作製)
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.259であった。
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.259であった。
(銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルの測定)
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ、最大吸収波長は625nmであった。
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ、最大吸収波長は625nmであった。
(水性顔料分散液の評価)
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ47mN/mであった。
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ47mN/mであった。
異なる3段階のずり速度で顔料分散液の粘度を測定し降伏値を求めたところ、5.9×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は3.9mPa・sであった。
顔料分散液を純水で100倍に希釈して動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の粒径を測定した。算術平均径が67nmであった。
顔料分散液を50℃に30日間放置して、再び粘度測定を行ったところ、降伏値は6.3×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は3.8mPa・sであった。
(インク組成物の作製と評価)
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.5mPa・sであった。
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.5mPa・sであった。
インクジェットインク組成物をカートリッジに詰めて実施例1と同様の試験をしたところ、3台とも120時間安定に着弾の乱れもなく連続吐出することができた。試験終了後、3台ともノズルに異常はみられなかった。
実施例3
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら60℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。その後実施例1と同様の操作を行い68gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら60℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。その後実施例1と同様の操作を行い68gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(スルホン酸基導入数の測定)
実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は11%、2個導入された誘導体は74%、3個導入された誘導体は15%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は11%、2個導入された誘導体は74%、3個導入された誘導体は15%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
(水性顔料分散液の作製)
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.242であった。
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.242であった。
(銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルの測定)
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は623nmであった。
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は623nmであった。
(水性顔料分散液の評価)
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ49mN/mであった。
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ49mN/mであった。
異なる3段階のずり速度で顔料分散液の粘度を測定し降伏値を求めたところ、8.7×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は4.3mPa・sであった。
顔料分散液を純水で100倍に希釈して動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の粒径を測定した。算術平均径が78nmであった。
顔料分散液を50℃に30日間放置して、再び粘度測定を行ったところ、降伏値は9.3×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は4.8mPa・sであった。
(インク組成物の作製と評価)
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.7mPa・sであった。
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.7mPa・sであった。
インクジェットインク組成物をカートリッジに詰めて実施例1と同様の試験をしたところ、2台は120時間安定に着弾の乱れもなく連続吐出することができた。1台はプリント中に一度かすんだが、ノズルのクリーニング操作を行うことにより、かすれは解消した。かすれ解消後120時間の連続吐出が可能であった。試験終了後、3台ともノズルに異常はみられなかった。
比較例1
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら50℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。その後実施例1と同様の操作を行い67gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(顔料誘導体の合成)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)60gを攪拌しながら50℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)780g中に投入した。その後実施例1と同様の操作を行い67gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を得た。
(スルホン酸基導入数の測定)
実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピークが観測されたが、3個導入されたことを示すm/z=814のピークは観測されなかった。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は14%、2個導入された誘導体は86%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピークが観測されたが、3個導入されたことを示すm/z=814のピークは観測されなかった。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は14%、2個導入された誘導体は86%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
(水性顔料分散液の作製)
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
256gのPB15:3と64gの銅フタロシアニンスルホン酸基含有誘導体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.235であった。
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.235であった。
(銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルの測定)
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は650nmであった。
得られた銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は650nmであった。
(水性顔料分散液の評価)
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ52mN/mであった。
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ52mN/mであった。
異なる3段階のずり速度で顔料分散液の粘度を測定し降伏値を求めたところ、9.1×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は43.9mPa・sであった。
顔料分散液を純水で100倍に希釈して動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の粒径を測定した。算術平均径が83nmであった。
顔料分散液を50℃に30日間放置して、再び粘度測定を行ったところ、降伏値は1.2×10−3Paであり、最も大きいずり速度での粘度は45.8mPa・sであった。
(インク組成物の作製と評価)
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は4.7mPa・sであった。
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は4.7mPa・sであった。
インクジェットインク組成物をカートリッジに詰めて実施例1と同様の試験をしたところ、3台ともプリント中にかすれが生じた。ノズルのクリーニング操作を行ったが印刷不良は改善されなかった。ノズルの観察を行ったところ3台ともに目詰まりがみられた。
比較例2
(スルホン酸基導入数の測定)
銅フタロシアニン青色顔料にスルホン酸基が導入された市販の顔料分散剤(“ソルスパース”12000、アビシア社製)の負イオン測定を、実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は26%、2個導入された誘導体は65%、3個導入された誘導体は9%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
(スルホン酸基導入数の測定)
銅フタロシアニン青色顔料にスルホン酸基が導入された市販の顔料分散剤(“ソルスパース”12000、アビシア社製)の負イオン測定を、実施例1と同様に高速原子衝撃イオン化法質量分析装置を使用して行った。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は26%、2個導入された誘導体は65%、3個導入された誘導体は9%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
(水性顔料分散液の作製)
256gのPB15:3と64gの“ソルスパース”12000を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
256gのPB15:3と64gの“ソルスパース”12000を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.234であった。吸光スペクトルのチャートを図2に示す。
(“ソルスパース”12000の吸収スペクトルの測定)
“ソルスパース”12000の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は641nmであった。
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.234であった。吸光スペクトルのチャートを図2に示す。
(“ソルスパース”12000の吸収スペクトルの測定)
“ソルスパース”12000の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は641nmであった。
(水性顔料分散液の評価)
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ51mN/mであった。
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ51mN/mであった。
異なる3段階のずり速度で顔料分散液の粘度を測定し降伏値を求めたところ、9.1×10−4Paであり、最も大きいずり速度での粘度は29.6mPa・sであった。
顔料分散液を純水で100倍に希釈して動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の粒径を測定した。算術平均径が81nmであった。
顔料分散液を50℃に30日間放置して、再び粘度測定を行ったところ、降伏値は1.1×10−3Paであり、最も大きいずり速度での粘度は31.3mPa・sであった。
(インク組成物の作製と評価)
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は4.4mPa・sであった。
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は4.4mPa・sであった。
インクジェットインク組成物をカートリッジに詰めて実施例1と同様の試験をしたところ、3台ともプリント中にかすれが生じた。ノズルのクリーニング操作を行ったが印刷不良は改善されなかった。ノズルの観察を行ったところ3台ともに目詰まりがみられた。
比較例3
256gのPB15:3と銅フタロシアニン青色顔料にスルホン酸基が4個導入された市販の顔料誘導体である銅フタロシアニンテトラスルホニックアシッド・テトラソジウムソルト(アルドリッッチ社カタログナンバー27,401−1)64gを、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。
256gのPB15:3と銅フタロシアニン青色顔料にスルホン酸基が4個導入された市販の顔料誘導体である銅フタロシアニンテトラスルホニックアシッド・テトラソジウムソルト(アルドリッッチ社カタログナンバー27,401−1)64gを、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ0.947であった。
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ0.947であった。
(銅フタロシアニンテトラスルホニックアシッド・テトラソジウムソルトの吸収スペクトルの測定)
銅フタロシアニンテトラスルホニックアシッド・テトラソジウムソルトの吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長610nmであった。
スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。得られた分散液はどろどろであり、粘度測定を試みたところ1200mPa・s以上との表示がなされ粘度測定が不能であった。
銅フタロシアニンテトラスルホニックアシッド・テトラソジウムソルトの吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長610nmであった。
スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機とチューブでつなぎ、実施例1と同様の操作を行い、水性青色顔料分散液を得た。得られた分散液はどろどろであり、粘度測定を試みたところ1200mPa・s以上との表示がなされ粘度測定が不能であった。
実施例4
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)120gを攪拌しながら70℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)1560g中に投入した。3時間攪拌した後、氷3000g上に加えた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水4000ml中へ前記生成物を投入し、アンモニア水溶液で中和(pHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加)し、濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を10回繰り返して、137gのスルホン酸基含有銅フタロシアニン誘導体を得た。
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパーム”ブルーB2G)120gを攪拌しながら70℃に加熱した発煙硫酸(28%SO3)1560g中に投入した。3時間攪拌した後、氷3000g上に加えた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水4000ml中へ前記生成物を投入し、アンモニア水溶液で中和(pHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加)し、濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を10回繰り返して、137gのスルホン酸基含有銅フタロシアニン誘導体を得た。
次に、得られたとスルホン酸基含有銅フタロシアニン誘導体とイオン交換水を混合し、硫酸イオンを含むスラリーを作製した。作製したスラリーはPMMA透析モジュール(東レ(株)製“フィルトライザー”(商品名)B3−20A)を用いて透析を行い、110gのスルホン酸基含有銅フタロシアニン誘導体透析物を得た。
(スルホン酸基導入数の測定)
m−ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして用い、高速原子衝撃イオン化法質量分析装置(日本電子(株)製JMS−SX102A)を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。測定はイオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行われた。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は6%、2個導入された誘導体は71%、3個導入された誘導体は23%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
m−ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして用い、高速原子衝撃イオン化法質量分析装置(日本電子(株)製JMS−SX102A)を使用して銅フタロシアニンスルホン酸含有誘導体の負イオン測定を行った。測定はイオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行われた。銅フタロシアニンにスルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比より、全誘導体中で、スルホン酸基が1個導入された誘導体は6%、2個導入された誘導体は71%、3個導入された誘導体は23%と算定された。なお、水性顔料分散液を作製した後に測定したスルホン酸基導入数も上記と同じであった。
(水性顔料分散液の作製)
256gのPB15:3と64gのスルホン酸基含有銅フタロシアニン誘導体透析物を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して1600rpmで分散処理を3時間継続して水性青色顔料分散液を得た。
256gのPB15:3と64gのスルホン酸基含有銅フタロシアニン誘導体透析物を、ジエチレングリコールモノブチルエーテル160gとともに純水1520gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して1600rpmで分散処理を3時間継続して水性青色顔料分散液を得た。
(水性顔料分散液の吸光度比の測定)
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.397であった。吸光スペクトルのチャートを図1に示す。
得られた水性顔料分散液の吸光度比を実施例1と同様にして測定したところ1.397であった。吸光スペクトルのチャートを図1に示す。
(顔料誘導体の吸収スペクトルの測定)
銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は622nmであった。
銅フタロシアニン顔料誘導体の吸収スペクトルを実施例1と同様にして測定したところ最大吸収波長は622nmであった。
(水性顔料分散液の評価)
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ48mN/mであった。
表面張力測定器((株)山本鍍金試験器製)を用いて顔料分散液の表面張力を測定したところ48mN/mであった。
円錐平板型粘度計(東機産業(株)製RE100L)を用いて、異なる3段階のずり速度で顔料分散液の粘度を測定し降伏値を求めたところ、1.6×10−5Paであり、最も大きいずり速度での粘度は3.6mPa・sであった。
顔料分散液を純水で100倍に希釈して動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の粒径を測定した。算術平均径が42nmであった。
顔料分散液を50℃に30日間放置して、再び粘度測定を行ったところ、降伏値は8.2×10−5Paであり、最も大きいずり速度での粘度は3.6mPa・sであった。
(インク組成物の作製と評価)
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.5mPa・sであった。
放置試験後の水性顔料分散液100gに純水189g、グリセリン20g、エチレングリコール10g、トリエタノールアミン1gを加え、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過してインクジェットインク組成物を作製した。このインクジェットインク組成物の粘度は2.5mPa・sであった。
インクジェットインク組成物をインクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製“カラリオ”PX−V600)のカートリッジに詰めて普通紙へ印刷した。プリンターを3台並べてノズルから120分間連続吐出した。3台とも120時間安定に着弾の乱れもなく連続吐出することができた。試験終了後、3台ともノズルに異常はみられなかった。
実施例5
(印刷物に塗布、印刷したときのインク組成物から得られる印画の光学濃度評価)
実施例1で得られたインク組成物をサーマル方式インクジェットプリンター(キヤノン(株)製“ピクサス”(商品名)550i)のインクカートリッジにつめて、記録媒体(キヤノン(株)製“スーパーフォトペーパー”(商品名)SP−101)に印字し、5cm×5cmのベタ画像を得た。
(印刷物に塗布、印刷したときのインク組成物から得られる印画の光学濃度評価)
実施例1で得られたインク組成物をサーマル方式インクジェットプリンター(キヤノン(株)製“ピクサス”(商品名)550i)のインクカートリッジにつめて、記録媒体(キヤノン(株)製“スーパーフォトペーパー”(商品名)SP−101)に印字し、5cm×5cmのベタ画像を得た。
実施例1で得られたインク組成物をピエゾ方式インクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製“カラリオ” (商品名)PX−V600)のインクカートリッジに詰めて、記録媒体(セイコーエプソン(株)製、(商品名)フォト光沢紙顔料専用)に印字し、5cm×5cmのベタ画像を得た。得られたベタ画像部分の光学濃度を、光学濃度計(GRETAG社製、SPECTROEYE)を用い、光源D50、視野角2度で測定した。
(印刷物に塗布、印刷したときのインク組成物から得られる印画の光沢度評価)
得られたベタ画像部分の光沢度を、光沢度計((株)村上色材技術研究所製、GM−3D)を用い、測定角度45度で測定した。結果を表1に示す。
得られたベタ画像部分の光沢度を、光沢度計((株)村上色材技術研究所製、GM−3D)を用い、測定角度45度で測定した。結果を表1に示す。
実施例6〜8、比較例4〜5
実施例2〜4および比較例1〜2のインク組成物を用いて、実施例5と同様の方法でインク組成物の評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2〜4および比較例1〜2のインク組成物を用いて、実施例5と同様の方法でインク組成物の評価を行った。結果を表1に示す。
本発明の水系顔料分散液はインクジェットプリンター用の顔料インクへ適用できるほか、液晶ディスプレイ用カラーフィルターの画素膜形成などにも応用が可能である。
1 波長400〜800nmにおける吸光度[1]
2 波長400〜800nmにおける吸光度[2]
2 波長400〜800nmにおける吸光度[2]
Claims (7)
- 銅フタロシアニン青色顔料、1分子中に1個以上のスルホン酸基を有する銅フタロシアニン青色顔料誘導体、および水を含有する水性青色顔料分散液であって、1分子中に3個のスルホン酸基を有する銅フタロシアニン青色顔料誘導体が、質量分析でのピーク強度比で、全スルホン酸基含有銅フタロシアニン青色顔料誘導体の少なくとも15%以上である水性青色顔料分散液。
- 銅フタロシアニン顔料、1分子中に1個以上のスルホン酸基を有する銅フタロシアニン顔料誘導体、および水を含有する水性顔料分散液であって、水性顔料分散液を有するインク組成物を水で希釈して銅フタロシアニン顔料と銅フタロシアニン顔料誘導体を合わせた濃度を10ppmとしたときの、波長400〜800nmにおける吸収スペクトルのピークのうち、最大の吸光度を示す吸収スペクトルのピークの吸光度と、それに最も近接した長波長側に発現した吸収スペクトルのピークの吸光度との比が1.24以上である水性顔料分散液。
- 銅フタロシアニン系顔料にスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン顔料誘導体と、水の混合液の400〜800nmにおける吸収スペクトルの最大吸収波長が615〜635nmの範囲となる銅フタロシアニン顔料誘導体を用いる請求項1または2記載の水性顔料分散液。
- 水溶性有機溶媒を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の水性青色顔料分散液。
- 表面張力が60mN/m以下である請求項1〜4のいずれかに記載の水性青色顔料分散液。
- 銅フタロシアニン青色顔料がPB15:3である請求項1〜5のいずれかに記載の水性青色顔料分散液。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の水性青色顔料分散液を含有する青色インクジェットインク組成物。
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| JP2005329843A JP2006176759A (ja) | 2004-11-25 | 2005-11-15 | 水性顔料分散液、およびインクジェットインク組成物 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008248112A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | 顔料分散剤、顔料組成物、顔料着色剤およびカラーフィルター用着色剤 |
| JP2012021120A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | インクジェットインク用水性顔料分散液およびインクジェットプリンタ用水性顔料インク |
| JP2017002221A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社リコー | インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、及び記録物 |
| EP3263659A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-03 | Seiko Epson Corporation | Water-based ink composition and method of discharging liquid droplet |
| CN116917424A (zh) * | 2021-04-13 | 2023-10-20 | Dic株式会社 | 水性颜料分散体和喷墨油墨 |
-
2005
- 2005-11-15 JP JP2005329843A patent/JP2006176759A/ja not_active Withdrawn
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| CN116917424A (zh) * | 2021-04-13 | 2023-10-20 | Dic株式会社 | 水性颜料分散体和喷墨油墨 |
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