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JP5667816B2 - 水系顔料分散物及びインクジェット記録用水性インク - Google Patents

水系顔料分散物及びインクジェット記録用水性インク Download PDF

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Description

本発明は、インク吐出性に優れ、良好な色相と高印画濃度(高い着色力)、印画物の高い画像堅牢性(例えば、耐光性、耐ガス性、耐熱性、耐水性)を実現するアゾ顔料、ビニルポリマー、水性媒体を含有する分散物安定性、貯蔵安定性に優れた水系顔料分散物及びインクジェット記録用水性インクに関する。
近年、画像記録材料としては、特にカラー画像を形成するための材料が主流であり、具体的には、インクジェット方式の記録材料、感熱転写方式の記録材料、電子写真方式の記録材料、転写式ハロゲン化銀感光材料、印刷インキ、記録ペン等が盛んに利用されている。また、撮影機器ではCCDなどの撮像素子において、ディスプレーではLCDやPDPにおいてカラー画像を記録・再現するためにカラーフィルターが使用されている。これらのカラー画像記録材料やカラーフィルターでは、フルカラー画像を表示あるいは記録する為に、いわゆる加法混色法や減法混色法の3原色の色素(染料や顔料)が使用されているが、好ましい色再現域を実現できる吸収特性を有し、かつさまざまな使用条件、環境条件に耐えうる堅牢な色素がないのが実状であり、改善が強く望まれている。
特に、使用用途が民生用途から工業用途となる事で、更に要求性能が高いレベル(色相、着色力、画像堅牢性;光、ガス、熱、湿度、薬品)で求められる。
用いる着色材料(例えば、インクジェット用インク)も、染料インクであれば水溶性インクから油溶性への変更が要求性能により必要となり、更に高いレベルでの性能が要求される場合(室内用途から屋外用用途)には、染料インクから顔料インクへの変更が必要となっている。
屋外用途での使用に関しては、屋内用途以上に各単色だけでなく他色とのバランスや低濃度部〜高濃度部においても各色バランスの良い保存性が付与されていることが必要である。
染料と顔料の使用形態の違いは、染料が繊維や溶媒などの媒体中に溶解状態(分子分散状態)で使用するのに対して、顔料は溶解させることなく、媒体中に微細に分散された粒子(分子集合体)で使用することである。
上記の各用途で使用する染料や顔料には、共通して次のような性質を具備している必要がある。即ち、色再現性上好ましい吸収特性を有すること、使用される環境条件下における堅牢性、例えば、耐光性、耐熱性、耐湿度、オゾンなどの酸化性ガスに対する耐性が良好であること等が挙げられる。
加えて色素が顔料の場合には、更に水や有機溶剤に実質的に不溶であり耐薬品堅牢性が良好であること、及び対応する色素の分子分散状態における好ましい吸収特性を、顔料粒子として使用しても損なわないこと等の性質をも具備している必要がある。上記要求特性は分子内・分子間相互作用の強弱である程度コントロールすることができるが、両者はトレードオフの関係になるため両立させるのが困難である。
また、顔料を使用するにあたっては、他にも、所望の透明性を発現させるために必要な粒子径、粒子形及び結晶形を有すること、使用される環境条件下における堅牢性、例えば、耐光性、耐熱性、耐湿度、オゾンなどの酸化性ガスに対する耐性、その他、有機溶剤や亜硫酸ガスなどへの耐薬品堅牢性が良好であること、使用される媒体中において微小粒子まで分散し、かつ、その分散状態が安定であること等の性質も必要となる。特に、良好なイエロー色相を有し、着色力が高く、光、熱、湿度及び環境中の活性ガスに対して堅牢な顔料が強く望まれている。
すなわち、顔料に対する要求性能は色素分子としての性能を要求される染料に比べて、多岐にわたり、色素分子としての性能だけでなく、色素分子の集合体としての固体(微粒子分散物)としての上記要求性能を全て満足する必要がある。結果として、顔料として使用できる化合物群は染料に比べて極めて限定されたものとなっており、高性能な染料を顔料に誘導したとしても微粒子分散物としての要求性能を満足できるものは数少なく、容易に開発できるものではない。これは、カラーインデックスに登録されている顔料の数が染料の数の1/10にも満たないことからも確認される。
アゾ顔料は、色彩的特性である色相及び着色力に優れているため、印刷インキ、インクジェット記録用インク、電子写真材料などに広く使用されている。これらのうち、最も典型的に使用されている黄色アゾ顔料は、ジアリーリド顔料である。ジアリーリド顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー12、同13、同17などが挙げられる。しかし、ジアリーリド顔料は、堅牢性とりわけ耐光性が非常に劣るため、印字物の長期間の保存に適さない。
このような欠点を改良するため、分子量を大きくしたり、強い分子間相互作用を持つ基を導入することにより堅牢性を改善したアゾ顔料も開示されている(例えば特許文献1〜3参照)。しかしながら、改良された顔料においても、例えば特許文献1に記載の顔料は耐光性が改善されてはいるが未だ不十分であり、また、例えば特許文献2及び3に記載の顔料は色相が緑味で着色力が低くなり、色彩的特性に劣るといった欠点があった。
また、特許文献4には色再現性に優れた吸収特性と十分な堅牢性を有する色素が開示されている。しかしながら、該特許文献に記載されている具体的化合物は、どれも水又は有機溶剤に溶解するため、耐薬品堅牢性が十分でない。
ところで、特許文献5には、色素を染料として水媒体に中に溶解してインクジェット用水溶性インクとして使用する例が記載されている。また、特許文献6にも光堅牢性に特徴を有する陰イオン型モノアゾ化合物の例が記載されている。しかし、これらの画像堅牢性のレベルは要求性能を高いレベルで満足するには充分なものでなく、かつ顔料としての使用形態を付与できるものではなかった。
イエロー、マゼンタ、シアンの3色、又は更にブラックを加えた4色による減色混合法を用いてフルカラーを表現する場合、イエロー用の顔料として堅牢性の劣る顔料を用いると、時間の経過とともに印字物のグレーバランスが変化してしまい、また、色彩的特性に劣る顔料を用いると、印刷時の色再現性が低下してしまう。したがって、高い色再現性を長期間維持する印字物を得るために、色彩的特性及び堅牢性の両立した黄色顔料及び顔料分散物が望まれている。
また、特許文献7には、染料として、色再現性に優れた吸収特性と非常に高いレベルの堅牢性を有する色素が開示されている。
一方、有機顔料の代表的なものの多くは多形性のものが存在し、同一の化学組成を有するにもかかわらず、このような顔料は2つ以上の結晶形態をとることが知られている。
有機顔料には、例えばアゾ顔料のように、合成時に適切な反応条件を選択することにより、微細で整粒された粒子を得ることができるものもあり、銅フタロシアニングリーン顔料のように、合成時に生成する極めて微細で凝集した粒子を、後工程で粒子成長、整粒させることにより顔料化するもの、銅フタロシアニンブルー顔料のように、合成時に生成する粗大で不揃いな粒子を後工程で微細化し、整粒させることにより顔料化を行うものもある。例えば、ジケトピロロピロール顔料は、一般的には、琥珀酸ジエステルと芳香族ニトリルとを有機溶媒中で反応させて合成される(例えば、特許文献8参照)。そして、粗製ジケトピロロピロール顔料は、水又は有機溶剤中で熱処理し、次に湿式摩砕のごとき粉末化を行うことにより、使用に適する形態にされる(例えば、特許文献9参照)。例えば、ジケトピロロピロール顔料C.I.ピグメントレッド254には、α型とβ型の結晶形態が知られている(例えば、特許文献10参照)。また、アゾ顔料であるC.I.ピグメントイエロー181は、数種の結晶形態が知られている(例えば、特許文献11参照)。
特開昭56−38354号公報 米国特許第2936306号明細書 特開平11−100519号公報 特開2003−277662号公報 米国特許第7125446号明細書 特開昭61−36362号公報 特許第4073453号公報 特開昭58−210084号公報 特開平5−222314号公報 特開平8−48908号公報 米国出願公開第2008/058531号明細書
しかしながら、特許文献7に記載されている具体的化合物は、どれも水又は有機溶剤に対する溶解性が高いため、顔料として使用しようとすると目的とする顔料微粒子分散物が得られず、色素が溶解した溶液又は乳化物となる。その結果、各種要求性能を高いレベルで付与する目的で、顔料分散体を含有した着色材料として用いることが困難であった。
本発明は、インク吐出性に優れ、良好な色相と高印画濃度(高い着色力)、印画物の高い画像堅牢性(例えば耐光性、耐ガス性、耐熱性、耐水性(特に屋外用途での耐光性)を実現するアゾ顔料、ビニルポリマー、水性媒体を含有するインクジェット記録用水性インク及び分散物安定性、貯蔵安定性に優れた水系顔料分散物を提供することを目的とする。
本発明者等は上記した実状に鑑みて鋭意検討した結果、アゾ基に隣接する炭素原子に分子内水素結合を形成可能なカルボニル基で置換したアゾ顔料が、色彩的特性に優れ、分散物の粒子径が小さく、着色力と耐光性を両立することを見出し、更に該アゾ顔料に、特定の構造を有するビニルポリマー及び水性媒体を組み合わせることにより、これらの課題が解決されることを見出し、本発明を完成した。
即ち、以下の手段により本発明の目的は達成される。
<1>
A及びBを含有することを特徴とする水系顔料分散物。
A:CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ)が5〜15°及び20〜30°に特徴的なX線回折ピークを少なくとも1個以上有する下記一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物
B:下記一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)と、親水性構造単位(c)とを含むビニルポリマー
Figure 0005667816

(一般式(1)中、Zは5〜6員ヘテロ環を表し、Y 、Y は、それぞれ独立に水素原子又は総炭素数1〜4の直鎖又は分岐アルキル基を表し、
11 、R 12 は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基を表し、
、G は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、W 、W はそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
Figure 0005667816

(一般式(AI)中、R は水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表し、L は−COO−、−OCO−、−CONR −、−O−、又は置換若しくは無置換のフェニレン基を表し、R は水素原子、アルキル基を表す。L は単結合又は、2価の連結基を表す。Ar は芳香族炭化水素環から誘導される1価の基を表す。)
<2>
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、W 、W が、それぞれ独立に総炭素数5以下のアルコキシ基、アミノ基、又は総炭素数5以下のアルキルアミノ基であることを特徴とする<1>に記載の水系顔料分散物。
<3>
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、G 、G が、それぞれ独立に総炭素数3以下のアルキル基であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の水系顔料分散物。
<4>
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、Zが、6員含窒素ヘテロ環であることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
<5>
一般式(1)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(10)で表されることを特徴とする<1>に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816

(一般式(10)中、Zは5〜6員含窒素ヘテロ環を表し、W 、W はそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
<6>
一般式(10)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(11)で表されることを特徴とする<5>に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816

(一般式(11)中、Z’は6員含窒素ヘテロ環を表す。)
<7>
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(1a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする<1>〜<6>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816

<8>
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(2a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする<1>〜<6>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816

<9>
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.5°、11.2°、18.6°、21.2°及び23.9°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(3a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする<1>〜<6>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816

<10>
前記Bで表されるビニルポリマーが更に、アクリル酸又はメタクリル酸の、アルキルエステルに由来する疎水性構造単位(b)を含むことを特徴とする<1>〜<9>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
<11>
前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位及びベンジル(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つを総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含み、前記親水性構造単位(c)がアクリル酸及びメタクリル酸に由来の構造単位より選択される少なくとも一つをビニルポリマー全質量に対して30質量%以下含む、ことを特徴とする<1>〜<10>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
<12>
前記疎水性構造単位(a)が、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位を総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含むことを特徴とする<1>〜<11>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
<13>
前記Bで表されるビニルポリマーが、下記一般式(AII)であることを特徴とする<1>〜<12>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816

(一般式(AII)中、aはビニルポリマー全質量に対して10質量%以上75質量%未満を表す。bはビニルポリマー全質量に対して5質量%以上50質量%未満を表す。cはビニルポリマー全質量に対して4質量%以上50質量%未満を表す。a+b+c=10
0を表す。)
<14>
更に水性媒体を含有することを特徴とする<1>〜<13>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
<15>
<1>〜<14>のいずれか一項に記載の水系顔料分散物を含むことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
なお、本発明は上記<1>〜<15>に関するものであるが、その他の事項についても参考のために記載した。
〔1〕
A及びBを含有することを特徴とする水系顔料分散物。
A:CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ)が5〜15°及び20〜30°に特徴的なX線回折ピークを少なくとも1個以上有する下記一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物
B:下記一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)と、親水性構造単位(c)とを含むビニルポリマー
Figure 0005667816
(一般式(1)中、Zは5〜6員ヘテロ環を表し、Y、Y、R11、R12は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、G、Gは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
Figure 0005667816
(一般式(AI)中、Rは水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表し、Lは−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換若しくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、アルキル基を表す。Lは単結合又は、2価の連結基を表す。Arは芳香族炭化水素環から誘導される1価の基を表す。)
〔2〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、W、Wが、それぞれ独立に総炭素数5以下のアルコキシ基、アミノ基、又は総炭素数5以下のアルキルアミノ基であることを特徴とする〔1〕に記載の水系顔料分散物。
〔3〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、G、Gが、それぞれ独立に総炭素数3以下のアルキル基であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の水系顔料分散物。
〔4〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、Zが、6員含窒素ヘテロ環であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク水系顔料分散物。
〔5〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(10)で表されることを特徴とする〔1〕のいずれかに記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816
(一般式(10)中、Zは5〜6員含窒素ヘテロ環を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
〔6〕
一般式(10)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(11)で表されることを特徴とする〔5〕に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816
(一般式(11)中、Z’は6員含窒素ヘテロ環を表す。)
〔7〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(1a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816
〔8〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(2a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816
〔9〕
一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.5°、11.2°、18.6°、21.2°及び23.9°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(3a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816
〔10〕
前記Bで表されるビニルポリマーが更に、アクリル酸又はメタクリル酸の、アルキルエステルに由来する疎水性構造単位(b)を含むことを特徴とする〔1〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
〔11〕
前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位及びベンジル(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つを総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含み、前記親水性構造単位(c)がアクリル酸及びメタクリル酸に由来の構造単位より選択される少なくとも一つをビニルポリマー全質量に対して30質量%以下含む、ことを特徴とする〔1〕〜〔10〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
〔12〕
前記疎水性構造単位(a)が、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位を総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含むことを特徴とする〔1〕〜〔11〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
〔13〕
前記Bで表されるビニルポリマーが、下記一般式(AII)であることを特徴とする〔1〕〜〔12〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
Figure 0005667816
(一般式(AII)中、aはビニルポリマー全質量に対して10質量%以上75質量%未満を表す。bはビニルポリマー全質量に対して5質量%以上50質量%未満を表す。cはビニルポリマー全質量に対して4質量%以上50質量%未満を表す。a+b+c=100を表す。)
〔14〕
更に水性媒体を含有することを特徴とする〔1〕〜〔13〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
〔15〕
〔1〕〜〔14〕のいずれか一項に記載の水系顔料分散物を含むことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
本発明によれば、特定のアゾ顔料と特定のビニルポリマーと水性媒体とを組み合わせることにより、(1)貯蔵安定性に優れた、アゾ顔料、ビニルポリマー、水性媒体を含有する水系顔料分散物、及び、(2)インク吐出性に優れ、良好な色相と高印画濃度(高い着色力)、印画物の高い画像堅牢性(耐光・耐オゾンガス・耐熱・耐湿度)を実現するアゾ顔料、ビニルポリマー、水性媒体を含有するインクジェット記録用水系インクが提供される。
本発明の水系顔料分散物は、例えば、インクジェットなどの印刷用のインク、電子写真用のカラートナー、LCD、PDPなどのディスプレーやCCDなどの撮像素子で用いられるカラーフィルター、塗料、着色プラスチック等に使用することができる。
合成例1で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例2で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例3で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例4で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例5で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例6で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例7で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例8で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例9で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例10で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例11で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例12で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例13で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例14で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例15で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例16で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例17で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例18で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。 合成例19で得られたアゾ顔料のCuKαX線回折図である。
<水系顔料分散物>
本発明の水系顔料分散物は、A及びBを含有する。
A:CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ)が5〜15°及び20〜30°に特徴的なX線回折ピークを少なくとも1個以上有する下記一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物
B:下記一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)と、親水性構造単位(c)とを含むビニルポリマー
Figure 0005667816
(一般式(1)中、Zは5〜6員ヘテロ環を表し、Y、Y、R11、R12は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、G、Gは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
Figure 0005667816
(一般式(AI)中、Rは水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表し、Lは−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換若しくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、アルキル基を表す。Lは単結合又は、2価の連結基を表す。Arは芳香族炭化水素環から誘導される1価の基を表す。)
本発明の顔料分散物は、上記A及びBを含有することにより、1:貯蔵安定性に優れた、アゾ顔料、ビニルポリマー、水性媒体を含有する水系顔料分散物、及び、2:インク吐出性に優れ、良好な色相と高印画濃度(高い着色力)、印画物の高い画像堅牢性(耐光・耐オゾンガス・耐熱・耐湿度)を実現する。
〔一般式(1)で表されるアゾ顔料〕
一般式(1)で表される化合物は、その特異的な構造により色素分子の分子内・分子間相互作用を形成しやすく、水又は有機溶媒等に対する溶解性が低く、好ましい形態のアゾ顔料とすることができる。
顔料は、水や有機溶媒等に分子分散状態で溶解させて使用する染料とは異なり、媒体中に分子集合体等の粒子として微細に分散させて用いるものである。
Figure 0005667816
(一般式(1)中、Zは5〜6員ヘテロ環を表し、Y、Y、R11、R12は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、G、Gは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
、Wで表されるアルコキシ基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルコキシ基が挙げられ、その中でも特に炭素数1から8の置換若しくは無置換のアルコキシ基が好ましく、更に炭素数1から4の置換若しくは無置換のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基等が挙げられる。特に好ましくはメトキシ基である。
、Wで表されるアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含み、好ましくは、アミノ基、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアニリノ基が挙げられ、その中でもアミノ基、炭素数1から8の置換若しくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6から18の置換若しくは無置換のアニリノ基が好ましく、更にアミノ基、炭素数1から4の置換若しくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6から12の置換若しくは無置換のアニリノ基が好ましく、例えば、アミノ基(−NH)、メチルアミノ基(−NHCH)、ジメチルアミノ基{−N(CH}、アニリノ基(−NHPh)、N−メチル−アニリノ基{−N(CH)Ph}、ジフェニルアミノ基{−N(Ph)}等が挙げられる。特に好ましくはアミノ基である。
、Wで表されるアルキル基としては、直鎖、分岐、環状の置換若しくは無置換のアルキル基が挙げられ、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えば、アルコキシ基、アルキルチオ基のアルキル基)もこのような概念のアルキル基を表す。詳細には、アルキル基としては、好ましくは、炭素数1から30のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−オクチル基、エイコシル基、2−クロロエチル基、2−シアノエチル基、2―エチルヘキシル基等が挙げられ、シクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数3から30の置換又は無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基等が挙げられ、ビシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数5から30の置換若しくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数5から30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基、例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル基等が挙げられる。
、Wで表されるアリール基としては、好ましくは、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリール基が挙げられ、その中でも、炭素数6から18の置換若しくは無置換のアリール基が好ましく、更に炭素数6から12の置換若しくは無置換のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、p−トリル基、ナフチル基、m−クロロフェニル基、o−ヘキサデカノイルアミノフェニル基等が挙げられる。
好ましいW、Wとしては、それぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基又はアルキル基が挙げられ、中でもアルコキシ基、又はアミノ基が好ましく、総炭素数5以下のアルコキシ基、アミノ基(−NH基)、総炭素数5以下のアルキルアミノ基が更に好ましく、総炭素数3以下のアルコキシ基又は総炭素数3以下のアルキルアミノ基が特に好ましく、その中でもメトキシ基が最も好ましい。Wが総炭素数5以下のアルコキシ基、アミノ基、総炭素数5以下のアルキルアミノ基の場合、色素分子が分子内及び分子間で相互作用(水素結合やπ−πスタッキング)を強固に形成しやすくなり、より安定な分子配列の構造(例えば3次元ネットワーク)を構成しやすくなることで、良好な色相、高い堅牢性(耐光・耐ガス・耐熱・耐水・耐薬品)の点で好ましい。
一般式(1)において、R11、R12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R11、R12が置換基を表す場合の置換基としては、炭素数1〜12の直鎖又は分岐鎖アルキル基、炭素数7〜18の直鎖又は分岐鎖アラルキル基、炭素数2〜12の直鎖又は分岐鎖アルケニル基、炭素数2〜12の直鎖又は分岐鎖アルキニル基、炭素数3〜12の直鎖又は分岐鎖シクロアルキル基、炭素数3〜12の直鎖又は分岐鎖シクロアルケニル基(例えばメチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、2−エチルヘキシル、2−メチルスルホニルエチル、3−フェノキシプロピル、トリフルオロメチル、シクロペンチル)、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子)、アリール基(例えば、フェニル、4−t−ブチルフェニル、2,4−ジ−t−アミルフェニル)、ヘテロ環基(例えば、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、2−フリル、2−チエニル、2−ピリミジニル、2−ベンゾチアゾリル)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシ基、アミノ基、アルキルオキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、2−メチルスルホニルエトキシ)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ、2−メチルフェノキシ、4−t−ブチルフェノキシ、3−ニトロフェノキシ、3−t−ブチルオキシカルボニルフェノキシ、3−メトキシカルボニルフェニルオキシ、アシルアミノ基(例えば、アセトアミド、ベンズアミド、4−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノキシ)ブタンアミド)、アルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ、ブチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルブチルアミノ)、アリールアミノ基(例えば、フェニルアミノ、2−クロロアニリノ)、ウレイド基(例えば、フェニルウレイド、メチルウレイド、N,N−ジブチルウレイド)、スルファモイルアミノ基(例えば、N,N−ジプロピルスルファモイルアミノ)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ、オクチルチオ、2−フェノキシエチルチオ)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ、2−ブトキシ−5−t−オクチルフェニルチオ、2−カルボキシフェニルチオ)、アルキルオキシカルボニルアミノ基(例えば、メトキシカルボニルアミノ)、アルキルスルホニルアミノ基及びアリールスルホニルアミノ基(例えば、メチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、p−トルエンスルホニルアミノ)、カルバモイル基(例えば、N−エチルカルバモイル、N,N−ジブチルカルバモイル)、スルファモイル基(例えば、N−エチルスルファモイル、N,N−ジプロピルスルファモイル、N−フェニルスルファモイル)、スルホニル基(例えば、メチルスルホニル、オクチルスルホニル、フェニルスルホニル、p−トルエンスルホニル)、アルキルオキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル)、ヘテロ環オキシ基(例えば、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ、2−テトラヒドロピラニルオキシ)、アゾ基(例えば、フェニルアゾ、4−メトキシフェニルアゾ、4−ピバロイルアミノフェニルアゾ、2−ヒドロキシ−4−プロパノイルフェニルアゾ)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ)、カルバモイルオキシ基(例えば、N−メチルカルバモイルオキシ、N−フェニルカルバモイルオキシ)、シリルオキシ基(例えば、トリメチルシリルオキシ、ジブチルメチルシリルオキシ)、アリールオキシカルボニルアミノ基(例えば、フェノキシカルボニルアミノ)、イミド基(例えば、N−スクシンイミド、N−フタルイミド)、ヘテロ環チオ基(例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ、2,4−ジ−フェノキシ−1,3,5−トリアゾール−6−チオ、2−ピリジルチオ)、スルフィニル基(例えば、3−フェノキシプロピルスルフィニル)、ホスホニル基(例えば、フェノキシホスホニル、オクチルオキシホスホニル、フェニルホスホニル)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル)、アシル基(例えば、アセチル、3−フェニルプロパノイル、ベンゾイル)、イオン性親水性基(例えば、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基及び4級アンモニウム基)が挙げられる。
一般式(1)において、好ましいR11、R12はそれぞれ独立に、置換若しくは無置換の総炭素数1〜8のアシルアミノ基、置換若しくは無置換の総炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは無置換の総炭素数6〜18のアリール基、又は置換若しくは無置換の総炭素数4〜12のヘテロ環基であり、より好ましくは、総炭素数1〜8の直鎖アルキル基又は分岐アルキル基、置換若しくは無置換の総炭素数6〜18のアリール基であり、その中でも総炭素数1〜8の直鎖アルキル基又は分岐アルキル基が好ましく、更に詳細にはメチル基、i−プロピル基又はt−ブチル基が好ましく、特にi−プロピル基又はt−ブチル基が好ましく、その中でもt−ブチル基が最も好ましい。
11、R12を総炭素数の小さい(1〜4)直鎖アルキル基又は分岐アルキル基にすることで、色素分子配列が立体的に制御(一定の距離・角度で配列)しやすくなる。その結果、色素分子が安定な分子内・分子間相互作用(水素結合やπ−πスタッキング)を有する構造が形成されやすく、より安定な分子配列の構造(例えば3次元ネットワーク)を構成しやすくなることで、良好な色相、着色力、高い画像堅牢性(耐光・耐ガス・耐熱・耐水・耐薬品)の点で好ましい。
一般式(1)において、Zはヘテロ環基を表し、それらは更に縮環していてもよい。Zとして好ましくは5〜6員ヘテロ環基であり、より好ましくは、5又は6員の置換若しくは無置換のヘテロ環基であり、特に好ましくは、炭素数3から10の6員含窒素ヘテロ環基である。
前記Zで表されるヘテロ環基の例には、置換位置を限定しないで例示すると、ピリジル、ピラジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、トリアジニル、キノリニル、イソキノリニル、キナゾリニル、シンノリニル、フタラジニル、キノキサリニル、ピロリル、インドリル、フリル、ベンゾフリル、チエニル、ベンゾチエニル、ピラゾリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、トリアゾリル、オキサゾリル、ベンズオキサゾリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、イソチアゾリル、ベンズイソチアゾリル、チアジアゾリル、イソオキサゾリル、ベンズイソオキサゾリル、ピロリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、イミダゾリジニル、チアゾリニル、スルホラニルなどが挙げられる。
好ましいヘテロ環基の例は、ピリジル、ピリミジニル、S−トリアジニル、ピリダジニル、ピラジニル、1,2,4−チアジアゾリル、1,3,4−チアジアゾリル、イミダゾリルであり、より好ましくは、ピリジル、ピリミジニル、S−トリアジニル、ピリダジニル、ピラジニルであり、特に色相、着色力、画像堅牢性の点から、ピリミジニル、S−トリアジニルが好ましく、更に4,6−に置換基を有するピリミジニル、2位に炭素数1〜4のアルコキシ基を有するS−トリアジニルが色相と画像堅牢性の点から好ましく、その中でも特に4,6−に置換基を有するピリミジニルが良好な画像の光堅牢性向上の点から最も好ましい。
Zをピリミジニル基、S−トリアジニル基にすることでビス型アゾ色素がアミノ基、含窒素6員ヘテロ環とで分子内水素結合を形成しやすくなり、色素分子配列が立体的に制御(一定の距離・角度、平面性で配列)しやすくなる。その結果、色素分子が安定な分子内・分子間相互作用(水素結合やπ−πスタッキング)を有する構造が形成されやすく、より安定な分子配列の構造(例えば3次元ネットワーク)を構成しやすくなることで、良好な色相、着色力、高い画像堅牢性(耐光・耐ガス・耐熱・耐水・耐薬品)の点で好ましい。
、Gは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表し、特に好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、ベンジル基、2−フェネチル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギル基、フェニル基、p−トリル基、ナフチル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基が好ましく、更に水素原子、メチル基、フェニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基が好ましく、その中でも総炭素数1〜8の直鎖アルキル基又は分岐アルキル基、2−ピリジル基、2,6−ピリミジニル基、2,5−ピラジニル基が好ましく、総炭素数3以下のアルキル基がより好ましい。更に色相と画像堅牢性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、その中でも色相と光堅牢性向上の点からメチル基が特に好ましい。
、Yが置換基を表す場合の例は、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基が例として挙げられる。Yの例として特に好ましくは、水素原子、アルキル基(例えば、メチル基)アリール基(例えば、フェニル基)、ヘテロ環基(例えば2−ピリジル基)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基)であり、更に水素原子、総炭素数1〜4の直鎖又は分岐アルキル基、フェニル基、メチルチオ基である。更に色相と画像堅牢性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、その中でも色相と光堅牢性向上の点から水素原子が特に好ましい。
、G、Y、Y、W、W、R11、R12、Zが、更に置換基を有する場合の置換基としては、下記の置換基(以下「置換基J」と称する場合がある)を挙げることができる。
例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基が例として挙げられる。
更に詳しくは、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基としては、直鎖、分岐、環状の置換若しくは無置換のアルキル基が挙げられ、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えば、アルコキシ基、アルキルチオ基のアルキル基)もこのような概念のアルキル基を表す。詳細には、アルキル基としては、好ましくは、炭素数1から30のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−オクチル基、エイコシル基、2−クロロエチル基、2−シアノエチル基、2―エチルヘキシル基等が挙げられ、シクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数3から30の置換又は無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基等が挙げられ、ビシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数5から30の置換若しくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数5から30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基、例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、置換若しくは無置換のアラルキル基が挙げられ、置換若しくは無置換のアラルキル基としては、炭素原子数が7〜30のアラルキル基が好ましい。例えばベンジル基及び2−フェネチル基を挙げられる。
アルケニル基としては、直鎖、分岐、環状の置換若しくは無置換のアルケニル基が挙げられ、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を包含する。詳細には、アルケニル基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換又は無置換のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、プレニル基、ゲラニル基、オレイル基等が挙げられ、シクロアルケニル基としては、好ましくは、炭素数3から30の置換若しくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3から30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基、例えば、2−シクロペンテン−1−イル基、2−シクロヘキセン−1−イル基等が挙げられ、ビシクロアルケニル基としては、置換若しくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5から30の置換若しくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基、例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル基等が挙げられる。
アルキニル基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換又は無置換のアルキニル基、例えば、エチニル基、プロパルギル基、トリメチルシリルエチニル基等が挙げられる。
アリール基としては、好ましくは、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリール基、例えば、フェニル基、p−トリル基、ナフチル基、m−クロロフェニル基、o−ヘキサデカノイルアミノフェニル基等が挙げられる。
ヘテロ環基としては、好ましくは、5又は6員の置換若しくは無置換の芳香族若しくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数3から30の5又は6員の芳香族のヘテロ環基、例えば、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基等が挙げられる。
アリールオキシ基としては、好ましくは、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−t−ブチルフェノキシ基、3−ニトロフェノキシ基、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ基等が挙げられる。
シリルオキシ基としては、好ましくは、炭素数0から20の置換若しくは無置換のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基等が挙げられる。
ヘテロ環オキシ基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換若しくは無置換のヘテロ環オキシ基、例えば、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基等が挙げられる。
アシルオキシ基としては、好ましくは、ホルミルオキシ基、炭素数2から30の置換若しくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
カルバモイルオキシ基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ基、N−n−オクチルカルバモイルオキシ基等が挙げられる。
アルコキシカルボニルオキシ基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換若しくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、n−オクチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニルオキシ基としては、好ましくは、炭素数7から30の置換若しくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
アミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含み、好ましくは、アミノ基、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアニリノ基、例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。
アシルアミノ基としては、好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ基等が挙げられる。
アミノカルボニルアミノ基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基等が挙げられる。
アルコキシカルボニルアミノ基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換若しくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメトキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニルアミノ基としては、好ましくは、炭素数7から30の置換若しくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。
スルファモイルアミノ基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基等が挙げられる。
アルキル又はアリールスルホニルアミノ基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリールスルホニルアミノ基、例えば、メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、p−メチルフェニルスルホニルアミノ基等が挙げられる。
アルキルチオ基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基等が挙げられる。
アリールチオ基としては、好ましくは、炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基等が挙げられる。
ヘテロ環チオ基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換又は無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ基等が挙げられる。
スルファモイル基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のスルファモイル基、例えば、N−エチルスルファモイル基、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N−アセチルスルファモイル基、N−ベンゾイルスルファモイル基、N−(N‘−フェニルカルバモイル)スルファモイル基等が挙げられる。
アルキル又はアリールスルフィニル基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換又は無置換のアルキルスルフィニル基、6から30の置換又は無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、p−メチルフェニルスルフィニル基等が挙げられる。
アルキル又はアリールスルホニル基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換又は無置換のアルキルスルホニル基、6から30の置換又は無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、p−メチルフェニルスルホニル基等が挙げられる。
アシル基としては、好ましくは、ホルミル基、炭素数2から30の置換又は無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7から30の置換若しくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数2から30の置換若しくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基、例えば、アセチル基、ピバロイル基、2−クロロアセチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル基、2−ピリジルカルボニル基、2−フリルカルボニル基等が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基としては、好ましくは、炭素数7から30の置換若しくは無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル基、o−クロロフェノキシカルボニル基、m−ニトロフェノキシカルボニル基、p−t−ブチルフェノキシカルボニル基等が挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、好ましくは、炭素数2から30の置換若しくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
カルバモイル基としては、好ましくは、炭素数1から30の置換若しくは無置換のカルバモイル基、例えば、カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル基、N−(メチルスルホニル)カルバモイル基等が挙げられる。
アリール又はヘテロ環アゾ基としては、好ましくは炭素数6から30の置換若しくは無置換のアリールアゾ基、炭素数3から30の置換若しくは無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ、p−クロロフェニルアゾ、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ等が挙げられる。
イミド基としては、好ましくは、N−スクシンイミド基、N−フタルイミド基等が挙げられる。
ホスフィノ基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、メチルフェノキシホスフィノ基等が挙げられる。
ホスフィニル基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル基、ジオクチルオキシホスフィニル基、ジエトキシホスフィニル基等が挙げられる。
ホスフィニルオキシ基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ基、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ基等が挙げられる。
ホスフィニルアミノ基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ基、ジメチルアミノホスフィニルアミノ基が挙げられる。
シリル基としては、好ましくは、炭素数0から30の置換若しくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基等が挙げられる。
上記の置換基の中で、水素原子を有するものは、該水素原子が上記の置換基で置換されていても良い。そのような置換基の例としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基が挙げられる。その例としては、メチルスルホニルアミノカルボニル基、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル基、アセチルアミノスルホニル基、ベンゾイルアミノスルホニル基が挙げられる。
なお、前記一般式(1)で表される化合物の好ましい置換基の組み合わせについては、種々の置換基の少なくとも1つが前記の好ましい基である化合物が好ましく、より多くの種々の置換基が前記好ましい基である化合物がより好ましく、全ての置換基が前記好ましい基である化合物が最も好ましい。
本発明の一般式(1)で表されるアゾ顔料として特に好ましい組み合わせは、以下の(イ)〜(ホ)を含むものである。
(イ)W、Wはそれぞれ独立に、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基)、アミノ基(例えば、−NH基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、t−ブチル基、シクロプロピル基)又はアリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、ナフチル基)が好ましく、その中でもアルコシキ基、アミノ基又はアルキル基が好ましく、更にアルコキシ基、アミノ基が好ましく、更に好ましくは、総炭素数5以下のアルコキシ基、アミノ基(−NH基)、総炭素数5以下のアルキルアミノ基であり、特に好ましくは、総炭素数3以下のアルコキシ基、アミノ基(−NH基)、総炭素数3以下のアルキルアミノ基であり、更に、メトキシ基(−OCH基)、エトキシ基(−OC基)、アミノ基(−NH基)が好ましく、その中でもメトキシ基(−OCH基)が最も好ましい。
(ロ)R11、R12はそれぞれ独立に、水素原子、又は置換基(例えば、置換若しくは無置換の総炭素数1〜8のアシルアミノ基、置換若しくは無置換の総炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは無置換の総炭素数6〜18のアリール基、又は置換若しくは無置換の総炭素数4〜12のヘテロ環基)が好ましく、より好ましくは、総炭素数1〜8の直鎖アルキル基又は分岐アルキル基であり、更にメチル基、i−プロピル基又はtert−ブチル基が好ましく、特にi−プロピル基又はt−ブチル基が好ましく、その中でもt−ブチル基が最も好ましい。
(ハ)Zは、二価のヘテロ環基を表し、それらは更に縮環していてもよい。Zとして好ましくは5〜6員ヘテロ環基であり、より好ましくは、5又は6員の置換若しくは無置換の含窒素ヘテロ環が挙げられ、更に好ましくは、6員の置換若しくは無置換の含窒素ヘテロ環である。例えば、ピロール環、ピラゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアジアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピリダジン環、ピラジン環が好ましく、特に好ましくは、6員含窒素ヘテロ環、具体的には炭素数3から10の6員含窒素ヘテロ環基である。更に好ましいヘテロ環の例は、ピリジン環、ピリミジン環、S−トリアジン環、ピリダジン環、ピラジン環であり、より好ましくは、ピリジン環、ピリミジン環、S−トリアジン環、ピリダジン環、ピラジン環であり、更に好ましくは、ピリミジン環、S−トリアジン環であり、特にピリミジン環、S−トリアジン環が好ましく、更に4,6−に置換基を有するピリミジン環、2位に炭素数1〜4のアルコキシ基を有するS−トリアジン環が好ましく、その中でも4,6−に置換基を有するピリミジン環が最も好ましい。
(ニ)G、Gはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表し、特に好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、ベンジル基、2−フェネチル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギル基、フェニル基、p−トリル基、ナフチル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基が好ましく、更に水素原子、メチル基、フェニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基が好ましく、その中でもメチル基、2−ピリジル基、2,6−ピリミジニル基、2,5−ピラジニル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
(ホ)Y、Yはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基(例えば、メチル基)アリール基(例えば、フェニル基)、ヘテロ環基(例えば2−ピリジル基)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基)であり、更に水素原子、メチル基、フェニル基、メチルチオ基であり、その中でも水素原子が最も好ましい。
本発明は、一般式(1)で表されるアゾ顔料の互変異性体もその範囲に含むものである。
一般式(1)は、化学構造上取りうる数種の互変異性体の中から極限構造式の形で示しているが、記載された構造以外の互変異性体であってもよく、複数の互変異性体を含有した混合物として用いても良い。
例えば、一般式(1)で表される顔料には、下記一般式(1’)で表されるアゾ−ヒドラゾンの互変異性体が考えられる。本発明は、一般式(1)で表されるアゾ顔料の互変異性体である以下の一般式(1’)で表される化合物もその範囲に含むものである。
Figure 0005667816
(一般式(1’)中、R11、R12、W、W、Y、Y、G、G及びZは一般式(1)中のR11、R12、W、W、Y、Y、G、G及びZと同義である。)
本発明の上記一般式(1)で表されるアゾ顔料のうち、好ましくは下記一般式(2)で表されるアゾ顔料である。
Figure 0005667816
上記一般式(2)中のG、G、R11、R12、W、W、Y及びYは、上記一般式(1)中のG、G、R11、R12、W、W、Y及びYと同義である。
Het.は、上記一般式(1)中のZが構成するヘテロ環を表し、X11、X12はそれぞれ独立にHet.が構成するヘテロ環中のそれぞれヘテロ原子を表す。
また、本発明において、一般式(1)で表されるアゾ顔料は、分子内水素結合又は分子内交叉水素結合を形成する置換基を有することが好ましい。少なくとも1個以上の分子内交叉水素結合を形成する置換基を有することが好ましく、より好ましくは少なくとも3個以上の分子内水素結合を形成する置換基を有する場合が挙げられ、更に少なくとも3個以上の分子内水素結合を形成する置換基を有し、かつ、それらの水素結合の少なくとも2個が分子内交叉水素結合を形成する置換基を有する場合が特に好ましい。
一般式(1)で表されるアゾ顔料のうち、前述したように特に好ましいアゾ顔料の一般式の例としては、上記一般式(2)で表されるアゾ顔料を挙げることができる。
この構造が好ましい要因としては、一般式(2)で示すようにアゾ顔料構造に含有するヘテロ環を構成する窒素原子、水素原子及びヘテロ原子(アゾ基又はその互変異性体であるヒドラゾン基の窒素原子とカルボニル基の酸素原子又はアミノ基の窒素原子)が少なくとも1個以上の分子内の交叉水素結合(分子内水素結合)を容易に形成し易いことが挙げられる。
更に好ましくは、上記一般式(2)で示すようにアゾ顔料構造に含有するヘテロ環基を構成する窒素原子、アミノ基の水素原子及びヘテロ原子(アゾ基又はその互変異性体であるヒドラゾン基の窒素原子とカルボニル基の酸素原子又はアミノ基の窒素原子)が少なくとも4個以上の分子内水素結合を容易に形成し易く、かつ、少なくとも2個以上の分子内の交叉水素結合を容易に形成し易いことが挙げられる。
その結果、分子の平面性が上がり、更に分子内・分子間相互作用(水素結合・π−πスタッキング)が向上し、例えば一般式(2)で表されるアゾ顔料の結晶性が高くなり(高次構造を形成し易くなり)、顔料としての要求性能である、光堅牢性、熱安定性、湿熱安定性、耐水性、耐ガス性及び又は耐溶剤性が大幅に向上するため、最も好ましい例となる。
本発明において、上記式(1)で表されるアゾ顔料の結晶形はα型、β型、γ型等の結晶多形が存在する場合がある。その場合は、対応するアゾ顔料のX線回折の測定結果から、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)に特有のそれぞれのピーク位置や数及びの強度比から、容易に算出する事ができる。本発明のX線回折測定は、日本工業規格JISK0131(X線回析分析通則)に準じて、粉末X線回折測定装置RINT2500(株式会社リガク製)にて行った。
本発明において、上記式(1)で表されるアゾ顔料は、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ)が5〜15°及び20〜30°に特徴的なX線回折ピークを少なくとも1個以上有するものであることにより、後述する特定のビニルポリマー及び水性媒体と組み合わせたときに、インク吐出性に優れ、良好な色相と高印画濃度(高い着色力)、印画物の高い画像堅牢性(例えば、耐光性、耐オゾンガス性、耐熱性、耐湿度性等)を実現することができる。なお本発明では、上記のアゾ顔料の要件を満たすことが必要であり、これにより、同一の化学組成、色素分子構造式を有する対応する顔料粒子の結晶形のものよりも、優れた上記効果を奏することができる。
なお本発明において特徴的なX線回折ピークとは、同一の化学構造式で表されるアゾ色素が3次元的に分子配列した際のとり得る結晶多形の中で、特に好ましい結晶形を表す場合の粉末X線回折ピークを意味する。
また、本発明では、一般式(1)〜(2)で表される化合物中に同位元素(例えば、2H、3H、13C、15N)を含有していても適用できる。
本発明では、効果の点から、以下の一般式(10)で表されるアゾ顔料が更に好ましく、一般式(11)で表されるアゾ顔料が特に好ましい。
Figure 0005667816
(一般式(10)中、Zは5〜6員含窒素ヘテロ環を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
Figure 0005667816
(一般式(11)中、Z’は6員含窒素ヘテロ環を表す。)
一般式(11)中、Z’が表す6員含窒素ヘテロ環としては、一般式(1)中のZが表す6員含窒素ヘテロ環と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
以下に前記一般式(1)〜(2)で表されるアゾ顔料の具体例を以下に示すが、本発明に用いられるアゾ顔料は、下記の例に限定されるものではない。また、以下の具体例の構造は化学構造上取りうる数種の互変異性体の中から極限構造式の形で示されるが、記載された構造以外の互変異性体構造のものであっても良いことは言うまでもない。
Figure 0005667816
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Figure 0005667816
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Figure 0005667816
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Figure 0005667816
Figure 0005667816
Figure 0005667816
Figure 0005667816
Figure 0005667816
上記の中でも、本発明の効果の点から、Pig.−1,Pig.−18,Pig.−25が好ましい。Pig.−1は、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有するものが好ましい。Pig.−18は、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有するものが好ましい。Pig.−25は、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.5°、11.2°、18.6°、21.2°及び23.9°に特徴的なX線回折ピークを有するものが好ましい。
本発明では、化合物の構造によって互変異性体が存在する場合においても、本発明においては代表的な形の一つで記載しているが、本発明の記述と異なる互変異性体も本発明のアゾ顔料に含まれる。また、本発明のアゾ顔料の塩、水和物も本発明のアゾ顔料に含まれる。
本発明の一般式(1)で表される顔料は、化学構造式が一般式(1)又はその互変異性体であれば良く、多形とも呼ばれるいかなる結晶形態の顔料であっても良い。
結晶多形は、同じ化学組成を有するが、結晶中におけるビルディングブロック(分子又はイオン)の配置が異なることを言う。結晶構造によって化学的及び物理的性質が決定され、各多形は、レオロジー、色、及び他の色特性によってそれぞれ区別することができる。また、異なる多形は、X−Ray Diffraction(粉末X線回折測定結果)やX−Ray Analysis(X線結晶構造解析結果)によって確認することもできる。
本発明の一般式(1)〜(4)で表される顔料に結晶多形が存在する場合、どの多形であってもよく、また2種以上の多形の混合物であっても良いが、結晶型が単一のものを主成分とすることが好ましい。すなわち結晶多形が混入していないものが好ましく、単一の結晶型を有するアゾ顔料の含有量はアゾ顔料全体に対し70%〜100%、好ましくは80%〜100%、より好ましくは90%〜100%、更に好ましくは95%〜100、特に好ましくは100%である。単一の結晶型を有するアゾ顔料を主成分とすることで、色素分子の配列に対して規則性が向上し、分子内・分子間相互作用が強まり高次な3次元ネットワークを形成しやすくなる。その結果として色相の向上・光堅牢性・熱堅牢性・湿度堅牢性・酸化性ガス堅牢性及び耐溶剤性等、顔料に要求される性能の点で好ましい。
アゾ顔料における結晶多形の混合比は、単結晶X線結晶構造解析、粉末X線回折(XRD)、結晶の顕微鏡写真(TEM)、IR(KBr法)等の固体の物理化学的測定値から確認できる。
本発明において、一般式(1)で表されるアゾ顔料は、酸基のある場合には、酸基の一部あるいは全部が塩型のものであってもよく、塩型の顔料と遊離酸型の顔料が混在していてもよい。上記の塩型の例としてNa、Li、K等のアルカリ金属の塩、Mg、Ca、Ba等のアルカリ土類金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、又は有機アミンの塩が挙げられる。有機アミンの例として、低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換低級アルキルアミン、カルボキシ置換低級アルキルアミン及び炭素数2〜4のアルキレンイミン単位を2〜10個有するポリアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は1種類に限られず複数種混在していてもよい。
更に、本発明で使用する顔料の構造において、その1分子中に酸基が複数個含まれる場合は、その複数の酸基は塩型あるいは酸型であり互いに異なるものであってもよい。
本発明において、前記一般式(1)で表されるアゾ顔料は、結晶中に水分子を含む水和物であっても良い。
次に上記一般式(1)で表されるアゾ顔料の製造方法の一例について説明する。例えば、下記一般式(A)で表されるヘテロ環アミンを酸性条件でジアゾニウム化し、下記一般式(B)で表される化合物とカップリング反応を行い、常法による後処理を行って上記一般式(1)で表されるアゾ顔料を製造することができる。
Figure 0005667816
(一般式(A)及び(B)中、G、Y、W、R11、R12、Zは一般式(1)中の対応するG、G、Y、Y、W、W、R11、R12、Zと同義である。)
上記一般式(A)で表されるヘテロ環アミンは、一般的には公知慣用の方法、例えば、Helv.Chim.Acta,41,1958,1052〜1056やHelv.Chim.Acta,42,1959,349〜352等に記載の方法、及び、それに準じた方法で製造することができる。
上記一般式(B)で表される化合物は、国際公開第06/082669号や特開2006−57076号公報に記載の方法、及び、それに準じた方法で製造することができる。
上記一般式(A)で表されるヘテロ環アミンのジアゾニウム化反応は、例えば、硫酸、リン酸、酢酸、塩酸、メタンスルホン酸などの酸性溶媒中、亜硝酸ナトリウム、ニトロシル硫酸、亜硝酸イソアミル等の試薬を15℃以下の温度で10分〜6時間程度反応させることで行うことができる。
カップリング反応は、上述の方法で得られたジアゾニウム塩と上記一般式(B)で表される化合物とを40℃以下、好ましくは、25℃以下で10分〜12時間程度反応させることで行うことができる。
このようにして反応させたものは、結晶が析出しているものもあるが、一般的には反応液に水、あるいはアルコール系溶媒を添加し、結晶を析出させ、結晶を濾取することができる。また、反応液にアルコール系溶媒、水等を添加して結晶を析出させて、析出した結晶を濾取することができる。濾取した結晶を必要に応じて洗浄・乾燥して、一般式(1)で表されるアゾ顔料を得ることができる。
上記の製造方法によって、上記一般式(1)で表される化合物は粗アゾ顔料(クルード)として得られるが、本発明の顔料として用いる場合、後処理を行うことが望ましい。この後処理の方法としては、例えば、ソルベントソルトミリング、ソルトミリング、ドライミリング、ソルベントミリング、アシッドペースティング等の磨砕処理、溶媒加熱処理などによる顔料粒子制御工程、樹脂、界面活性剤及び分散剤等による表面処理工程が挙げられる。
前述したように、Pig.−18は、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態が好ましく、更に、7.2°、15.0°、19.8°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態がより好ましい。その中でも特に、7.2°、8.2°、10.0°、13.4°、15.0°、19.8°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態が最も好ましい。
更に、Pig.−1は、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態が好ましく、更に、7.6°、13.5°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態がより好ましい。その中でも特に、7.6°、13.5°、15.9°、16.9°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態が最も好ましい。
また、上記Pig.−1及びPig.−18の1次粒子を、透過型顕微鏡で観察した際の長軸方向の長さは、0.01μm以上30μm以下であることが好ましく、0.02μm以上30μm以下であることが更に好ましく、0.03μm以上2μm以下であることが特に好ましい。
1次粒子を透過型顕微鏡で観察した際の長軸方向の長さが0.01μm以上である場合には、光やオゾンに対する堅牢性、及び、顔料分散物とした場合の分散性をより確実に発現できる。一方、30μm以下である場合には、分散して所望の体積平均粒子径にした際に過分散状態(1次粒子を破壊した形態)になりにくく、顔料粒子の表面に活性面を露出しにくいことから凝集が起こりにくいため、顔料分散物の保存安定性をより確実に発現できる。
1次粒子の大きさが、上記の範囲内に制御する事で、分子内・分子間相互作用が強くて強固で安定な3次元ネーとワークを形成した顔料粒子となり、光、熱、湿度、酸化性ガスに対して高い堅牢性を示し、その顔料分散物を用いた着色物は保存安定性に優れていて好ましい。
本発明の顔料組成物を含有する顔料分散物の体積平均粒子径測定は、ナノトラックUPA粒度分析計(UPA−EX150;日機装社製)を用いることができる。その測定は、例えば、顔料分散物3mlを測定セルに入れ、所定の測定方法に従って行うことができる。なお、測定時に入力するパラメーターとしては、粘度にはインク粘度を、分散粒子の密度には顔料の密度を用いる。
CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態のPig.−18の平均粒径は0.01μm以上30μm以下であることが好ましく、0.02μm以上10μm以下であることが更に好ましく、0.03μm以上1μm以下であることが最も好ましい。
CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°及び25.6°に特徴的なX線回折ピークを有する結晶形態のPig.−1の平均粒径は0.01μm以上30μm以下であることが好ましく、0.02μm以上30μm以下であることが更に好ましく、0.03μm以上20μm以下であることが最も好ましい。
上記の範囲であれば印画物の印画濃度が高く、分散物の安定性が増し、赤や緑などの混色部の色再現性が向上し、透明性が高くなり、インクジェット等で印画する際に、ノズルの目詰まりが起こりにくくなるため好ましい。また、顔料分散物の凝集が起こり難く、分散物の経時安定性が高くなる点からも好ましい。
本発明の顔料組成物を含有する顔料分散物の体積平均粒径を上記の範囲とするには、後
述の顔料分散条件を便宜組み合わせる事で容易に調整する事ができる。
以下に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び
25.9°に特徴的なX線回折ピークを有するPig.−18又は互変異性体を少なくとも1種含有するアゾ顔料組成物の製造方法に関して詳細に説明する。
Pig.−18の製造方法は、下記式(3)で表されるヘテロ環アミン(ジアゾ成分)から誘導したジアゾニウム塩と、下記式(4)で表される化合物(カップリング成分)とをアゾカップリング反応させる工程を含む。
Figure 0005667816
次に、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°及び25.6°に特徴的なX線回折ピークを有するPig.−1又は互変異性体を少なくとも1種含有するアゾ顔料組成物の製造方法に関して詳細に説明する。
Pig.−1の製造方法は、下記式(3)で表されるヘテロ環アミン(ジアゾ成分)から誘導したジアゾニウム塩と、下記式(5)で表される化合物(カップリング成分)とをアゾカップリング反応させる工程を含む。
Figure 0005667816
〔ヘテロ環アミンのジアゾニウム塩調製工程〕
上式(3)で表されるヘテロ環アミン(ジアゾ成分)のジアゾニウム塩への調製及びジアゾニウム塩と上式(4)及び(5)で表される化合物(カップリング成分)とのカップリング反応は、慣用法によって実施できる。
上式(3)で表されるヘテロ環アミンのジアゾニウム塩調製は、例えば酸(例えば、塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、プロピオン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等)含有反応媒質中で、ニトロソニウムイオン源、例えば亜硝酸、亜硝酸塩又はニトロシル硫酸を用いる慣用のジアゾニウム塩調製方法が適用できる。
より好ましい酸の例としては、酢酸、プロピオン酸、メタンスルホン酸、リン酸、硫酸を単独又は併用して用いる場合が挙げられ、その中でリン酸、又は酢酸と硫酸の併用系、酢酸とプロピオン酸の併用系、酢酸とプロピオン酸と硫酸の併用系が更に好ましく、酢酸とプロピオン酸の併用系、酢酸とプロピオン酸と硫酸の併用系が特に好ましい。
反応媒質(溶媒)の好ましい例としては、有機酸、無機酸を用いることが好ましく、特にリン酸、硫酸、酢酸、プロピオン酸、メタンスルホン酸が好ましく、その中でも酢酸及び又はプロピオン酸が好ましい。
好ましいニトロソニウムイオン源の例としては、亜硝酸エステル類、亜硝酸塩類、ニトロシル硫酸等が挙げられる。その中でも、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸イソアミル、ニトロシル硫酸(例えば、ONHSO硫酸溶液)が好ましく、特に亜硝酸イソアミル、ニトロシル硫酸(例えば、40質量%〜50質量%ONHSO硫酸溶液)が好ましく、その中でも上記の好ましい酸含有反応媒質中でニトロシル硫酸を用いることが安定にかつ効率的にジアゾニウム塩を調製できる。
式(3)のジアゾ成分に対する溶媒の使用量は、0.5〜50質量倍が好ましく、より好ましくは1〜20質量倍であり、特に3〜15質量倍が好ましい。
本発明において、式(3)のジアゾ成分は溶媒に分散している状態であっても、ジアゾ成分の種類によっては溶解液の状態になっていてもどちらでも良い。
ニトロソニウムイオン源の使用量はジアゾ成分に対して0.95〜5.0当量が好ましく、より好ましくは1.00〜3.00当量であり、特に1.00〜1.10当量であることが好ましい。
反応温度は、−15℃〜40℃が好ましく、より好ましくは−5℃〜35℃であり、更に好ましくは−0℃〜30℃である。−15℃未満では反応速度が顕著に遅くなり合成に要する時間が著しく長くなるため経済的でなく、また40℃を超える高温で合成する場合には、副生成物の生成量が増加するため好ましくない。
反応時間は、30分から300分が好ましく、より好ましくは30分から200分であり、更に好ましくは30分から150分である。
〔カップリング反応工程〕
カップリング反応する工程は、酸性反応媒質中〜塩基性反応媒質中で実施することができるが、本発明のアゾ顔料は酸性〜中性反応媒質中で実施することが好ましく、特に酸性反応媒質中で実施することがジアゾニウム塩の分解を抑制し効率良くアゾ顔料に誘導することができる。
反応媒質(溶媒)の好ましい例としては、有機酸、無機酸、有機溶媒を用いることができるが、特に有機溶媒が好ましく、反応時に液体分離現象を起こさず、溶媒と均一な溶液を呈する溶媒が好ましい。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、t−ブチルアルコール、アミルアルコール等のアルコール性有機溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系有機溶媒、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール等のジオール系有機溶媒、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ジエチルエーテル等のエーテル系有機溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル等が挙げられる、これらの溶媒は2種類以上の混合液であってもよい。
好ましくは、極性パラメータ(ET)の値が40以上の有機溶媒である。なかでも溶媒分子中に水酸基を2個以上有するグリコール系の溶媒、あるいは炭素原子数が3個以下のアルコール系溶媒、総炭素数5以下のケトン系溶媒、好ましくは炭素原子数が2以下のアルコール溶媒(例えば、メタノール、エチレングリコール)、総炭素数4以下のケトン系溶媒(例えばアセトン、メチルエチルケトン)が好ましい。またこれらの混合溶媒も含まれる。
溶媒の使用量は上記式(4)及び(5)で表されるカップリング成分の1〜100質量倍が好ましく、より好ましくは1〜50質量倍であり、更に好ましくは2〜30質量倍である。
本発明において、式(4)及び(5)で表されるカップリング成分は溶媒に分散している状態であっても、カップリング成分の種類によっては溶解液の状態になっていてもどちらでも良い。
カップリング成分の使用量は、アゾカップリング部位あたり、ジアゾ成分が0.95〜
5.0当量が好ましく、より好ましくは1.00〜3.00当量であり、特に1.00〜1.50当量であることが好ましい。
反応温度は、−30℃〜30℃が好ましく、より好ましくは−15℃〜10℃であり、更に好ましくは−10℃〜5℃である。−30℃未満では反応速度が顕著に遅くなり合成に要する時間が著しく長くなるため経済的でなく、また30℃を超える高温で合成する場合には、副生成物の生成量が増加するため好ましくない。
反応時間は、30分から300分が好ましく、より好ましくは30分から200分であり、更に好ましくは30分から150分である。
本発明のアゾ顔料組成物の製造方法においては、これらの反応によって得られる生成物
(粗アゾ顔料)は通常の有機合成反応の後処理方法に従って処理した後、精製してあるいは精製せずに供することができる。
すなわち、例えば、反応系から遊離したものを精製せずに、あるいは再結晶、造塩等にて精製する操作を単独、あるいは組み合わせて行ない、供することができる。
また、反応終了後、反応溶媒を留去して、あるいは留去せずに水、又は氷にあけ、中和してあるいは中和せずに、遊離したものをあるいは有機溶媒/水溶液にて抽出したものを、精製せずにあるいは再結晶、晶析、造塩等にて精製する操作を単独に又は組み合わせて行なった後、供することもできる。
更に詳細に本発明のアゾ顔料組成物の製造方法について説明する。
本発明のアゾ顔料組成物の製造方法は、上記式(3)で表されるヘテロ環アミンをジアゾニウム化したジアゾニウム化合物と、上記式(4)及び(5)で表される化合物とのカップリング反応において、該式(4)及び(5)で表される化合物を有機溶媒に溶解させた後カップリング反応を行うことを特徴とする。
上記式(3)で表されるヘテロ環アミンのジアゾニウム塩調製反応は、例えば、硫酸、リン酸、酢酸などの酸性溶媒中、亜硝酸ナトリウム、ニトロシル硫酸等の試薬と15℃以下の温度で10分〜6時間程度反応させることで行うことができる。カップリング反応は、上述の方法で得られたジアゾニウム塩と上記式(4)及び(5)で表される化合物とを40℃以下、好ましくは15℃以下で10分〜12時間程度反応させることで行うことが好ましい。
上述した互変異性及び/又は結晶多形の制御は、カップリング反応の際の製造条件で制御することができる。より好ましい形態である本発明の7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有するPig.−18の結晶又は7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有するPig.−1の結晶を主成分とする顔料組成物を製造する方法としては、例えば、上記式(4)及び(5)で表される化合物を有機溶媒に一度溶解させた後カップリング反応を行う本発明の方法を用いるのが好ましい。このとき使用できる有機溶媒としては、例えば、アルコール溶媒、ケトン系溶媒が挙げられる。アルコール溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等が好ましく、その中でもメタノールが特に好ましい。ケトン系溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が好ましく、その中でもアセトンが特に好ましい。
本発明の別のアゾ顔料組成物の製造方法は、上記式(3)で表されるヘテロ環アミンをジアゾニウム化したジアゾニウム化合物と、上記式(4)及び(5)で表される化合物とのカップリング反応において、極性非プロトン性溶媒の存在下カップリング反応を行うことを特徴とする。
極性非プロトン性溶媒の存在下カップリング反応を行う方法によっても、7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有するPig.−18の結晶又は7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有するPig.−1の結晶を主成分とする顔料組成物を効率よく製造することができる。極性非プロトン性溶媒の例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。これらの溶媒の中でも、アセトン、メチルエチルケトン、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリルが特に好ましい。これらの溶媒を用いる場合、上記式(3)で表される化合物は溶媒に完溶していても完溶していなくてもよい。
上記の製造方法によって得られた化合物を用途に応じて、精製工程として塩基を加えてpHを調整してもしなくても良い。pHを調整する場合、pHは4〜10が好ましい。その中でも、pHが5〜8がより好ましく、5.5〜7.5が特に好ましい。
pHが10以下であれば、色相の観点で変色・褪色を引き起こすことなくが赤味を増すこともなく、一定品質の色相を確保する点の観点から好ましい。pHが4以上の場合には、例えば、インクジェット記録用インクとして用いた場合、ノズルを腐食してしまう等の問題が生じ難いため好ましい。
上記の製造方法によって、上記Pig.−18及びPig.−1で表される化合物は粗アゾ顔料(クルード)として得られる。
本発明は上記製造方法で製造されたアゾ顔料組成物にも関する。
〔後処理工程〕
本発明の製造方法においては、後処理を行う工程を含むことが好ましい。この後処理工程の方法としては、例えば、ソルベントソルトミリング、ソルトミリング、ドライミリング、ソルベントミリング、アシッドペースティング等の磨砕処理、溶媒加熱処理などによる顔料粒子制御工程、樹脂、界面活性剤及び分散剤等による表面処理工程が挙げられる。
本発明の一般式(1)で表される化合物、Pig.−18及びPig.−1で表される化合物は後処理工程として溶媒加熱処理及び/又はソルベントソルトミリングを行うことが好ましい。例えば、水を除いた有機溶媒中で還流することにより目的とする結晶形態のアゾ顔料を製造できる。
溶媒加熱処理に使用される溶媒としては、例えば、水、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル等の極性非プロトン性有機溶媒、氷酢酸、ピリジン、又はこれらの混合物等が挙げられる。上記で挙げた溶媒に、更に無機又は有機の酸又は塩基を加えても良い。
溶媒加熱処理の温度は所望する顔料の一次粒子径の大きさによって異なるが、40〜150℃が好ましく、60〜100℃が更に好ましい。また、処理時間は、30分〜24時間が好ましい。
ソルベントソルトミリングとしては、例えば、粗アゾ顔料と、無機塩と、それを溶解しない有機溶剤とを混練機に仕込み、その中で混練磨砕を行うことが挙げられる。上記無機塩としては、水溶性無機塩が好適に使用でき、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を用いることが好ましい。また、平均粒子径0.5〜50μmの無機塩を用いることがより好ましい。当該無機塩の使用量は、粗アゾ顔料に対して3〜20質量倍とするのが好ましく、5〜15質量倍とするのがより好ましい。有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好適に使用でき、混練時の温度上昇により溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から高沸点溶剤が好ましい。このような有機溶剤としては、例えばジエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングルコール、液体ポリプロピレングリコール、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、2ー(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール又はこれらの混合物が挙げられる。当該水溶性有機溶剤の使用量は、粗アゾ顔料に対して0.1〜5質量倍が好ましい。混練温度は、20〜130℃が好ましく、40〜110℃が特に好ましい。混練機としては、例えばニーダーやミックスマーラー等が使用できる。
〔ビニルポリマー〕
本発明に用いるビニルポリマーは、下記一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)と、親水性構造単位(c)とを含む。
Figure 0005667816
(一般式(AI)中、Rは水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表し、Lは−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換若しくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、又はアルキル基を表す。Lは単結合又は、2価の連結基を表す。Arは芳香族炭化水素環から誘導される1価の基を表す。)
一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a):
一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)(以下単に「疎水性構造単位(a)」と称する場合がある。)の含有量は、顔料の分散安定性、吐出安定性、洗浄性の観点から、前記ビニルポリマーの全質量のうち10質量%以上75質量%未満であることが好ましく、20質量%以上70質量%未満であることがより好ましく、30質量%以上60質量%未満であることが特に好ましい。
が表すアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
ここで、前記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、水酸基等、シアノ基等が挙げられるが、特に限定されない。
が2価の連結基である場合、好ましくは炭素数1〜30の連結基であり、より好ましくは炭素数1〜25の連結基であり、特に好ましくは炭素数1〜20の連結基である。
上記一般式(AI)の中でも、Rが水素原子又はメチル基であり、Lが(主鎖側)−COO−であり、Lがアルキレンオキシ基及びアルキレン基より選択される少なくとも一つを含む炭素数1〜25の2価の連結基である構造単位の組合せが好ましく、より好ましくは、Rが水素原子又はメチル基であり、Lが(主鎖側)−COO−であり、Lが(主鎖側)−(CH−CH−O)−である(nは平均の繰り返し単位数をあらわし、n=1〜6である)構造単位の組合せである。
Arにおける芳香族炭化水素環としては、特に限定されないが、ベンゼン環、炭素数8以上の縮環型芳香族炭化水素環、芳香族炭化水素環が縮環したヘテロ環、又は二個以上連結したベンゼン環が挙げられる。
前記炭素数8以上の縮環型芳香族炭化水素環とは、少なくとも二個以上のベンゼン環が縮環した芳香族炭化水素環、及び/又は、少なくとも一種以上の芳香族炭化水素環と該芳香族炭化水素環に縮環した脂環式炭化水素で環が構成される、炭素数8以上の芳香族化合物である。具体的な例としては、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、フェナントレン、アセナフテンなどが挙げられる。
前記芳香族炭化水素環が縮環したヘテロ環とは、ヘテロ原子を含まない芳香族化合物(好ましくはベンゼン環)と、ヘテロ原子を有する環状化合物とが少なくとも縮環した化合物である。ここで、ヘテロ原子を有する環状化合物は5員環又は6員環であることが好ましい。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子が好ましい。ヘテロ原子を有する環状化合物は複数のヘテロ原子を有していても良く、この場合、ヘテロ原子は互いに同じでも異なっていてもよい。芳香族炭化水素環が縮環したヘテロ環の具体例としては、フタルイミド、アクリドン、カルバゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールなどが挙げられる。
一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)はアクリレート及び(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つであることが好ましい。アクリレート及び(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つであれば、主鎖から芳香族炭化水素環をエステル結合を介して結合することができ、顔料と吸着性などの相互作用が期待できる芳香族炭化水素環が主鎖から自由度を持った立体構造をとることができる。
また、一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)はベンゼン環、炭素数8以上の縮環型芳香族炭化水素環、芳香族炭化水素環が縮環したヘテロ環、又は二個以上連結したベンゼン環から誘導される1価の基を含むことが好ましい。前記の芳香族炭化水素環を採用することで顔料との吸着性などの相互作用が発揮できるからである。
以下に、一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)を形成しうるモノマーの具体例を挙げるが、本発明は以下の具体例に制限されるものではない。
Figure 0005667816
Figure 0005667816
本発明において、一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)の中でも、分散安定性の観点から、ベンジルアクリレート、ベンジルメタアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、及びフェノキシエチルメタクリレートのいずれかより選択される少なくとも一つに由来する構造単位であることが好ましく、フェノキシエチルメタクリレート及びベンジルメタアクリレートより選択される少なくとも一つを含むことがより好ましい。
本発明においては、前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位を総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含むことがより好ましい。
前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位及びベンジル(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つを総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含み、前記親水性構造単位(c)がアクリル酸及びメタクリル酸に由来の構造単位より選択される少なくとも一つをビニルポリマー全質量に対して30質量%以下含むことが更に好ましい。
その中でも、前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位を総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含み、前記親水性構造単位(c)がアクリル酸及びメタクリル酸に由来の構造単位より選択される少なくとも一つをビニルポリマー全質量に対して15質量%以下含むことが特に好ましい。
アクリル酸又はメタクリル酸の、アルキルエステルに由来する疎水性構造単位(b):
ビニルポリマーはアクリル酸又はメタクリル酸の、アルキルエステルに由来する疎水性構造単位(b)を含有してもよい。
アルキルエステルの炭素数は炭素数1〜18が好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜4が更に好ましく、炭素数1〜2が特に好ましい。
疎水性構造単位(b)の含有量はビニルポリマー中に好ましくは5質量%以上75質量%以下、更に好ましくは、20質量%以上60質量%以下である。
疎水性構造単位(b)の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類が挙げられる。
中でもメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレートが好ましい。
親水性構造単位(c):
本発明におけるビニルポリマーに含まれる親水性構造単位(c)について説明する。
親水性構造単位(c)の例として、カルボン酸を有するアクリル酸、メタクリル酸を挙げることができる。また、非イオン性の親水性基を含有する親水性構造単位を挙げることができる。
前記親水性構造単位(c)の例として、親水性の官能基を有する(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエステル類が挙げられる。
親水性の官能基としては、水酸基、アミノ基、(窒素原子が無置換の)アミド基及び、後述するようなポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のアルキレンオキシド重合体が挙げられる。
これらのうち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、アミノエチルアクリレート、アミノプロピルアクリレート、アルキレンオキシド重合体を含有する(メタ)アクリレートが特に好ましい。
前記親水性構造単位(c)の例として、アルキレンオキシド重合体構造を有する親水性の構造単位を挙げることができる。
前記アルキレンオキシド重合体のアルキレンとしては、親水性の観点から炭素数1〜6が好ましく、炭素数2〜6がより好ましく、炭素数2〜4が特に好ましい。
また、前記アルキレンオキシド重合体の重合度としては、1〜120が好ましく、1〜60がより好ましく、1〜30が特に好ましい。
前記親水性構造単位(c)の例として、水酸基を含む親水性の構造単位を挙げることができる。水酸基数としては、特に限定されず、ビニルポリマーの親水性、重合時の溶媒や他のモノマーとの相溶性の観点から、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2が特に好ましい。
親水性構造単位(c)の好ましい例として、アクリル酸、メタクリル酸を挙げることができる。
前記親水性構造単位(c)の含有量は、ビニルポリマー全質量に対して、4質量%以上50質量%以下が好ましく、6質量%以上25質量%以下が好ましく、8質量%以上15質量%以下がより好ましい。
本発明におけるビニルポリマーは、本発明の効果の点から下記一般式(AII)で表されるポリマーであることが特に好ましい。
Figure 0005667816
(一般式(AII)中、aはビニルポリマー全質量に対して10質量%以上75質量%未満を表す。bはビニルポリマー全質量に対して5質量%以上50質量%未満を表す。cはビニルポリマー全質量に対して4質量%以上50質量%未満を表す。a+b+c=100を表す。)
この一般式(AII)の形態である場合は、aはビニルポリマー全質量に対して20質量%以上60質量%未満、bはビニルポリマー全質量に対して5質量%以上60質量%未満、cはビニルポリマー全質量に対して4質量%以上50質量%未満を表す場合が好ましく、更に、aはビニルポリマー全質量に対して40質量%以上60質量%未満、bはビニルポリマー全質量に対して20質量%以上60質量%未満、cはビニルポリマー全質量に対して8質量%以上15質量%未満を表す場合が特に好ましい。なお、a+b+c=100を表す。
また、この一般式(AII)の形態のビニルポリマーと、前記式(1a)〜(3a)のいずれかのアゾ顔料(それぞれ、Pig−18、Pig−1、Pig−25に対応)との組み合わせによれば、本発明の効果が一層向上し好ましい。
<構造単位(d)>
本発明におけるビニルポリマーは、前述の通り、前記疎水性構造単位(a)、前記疎水性構造単位(b)、及び前記親水性構造単位(c)とは異なる構造を有する構造単位(d)(以下、単に「構造単位(d)」という。)を含有することもできる。
前記構造単位(d)の含有量は、ビニルポリマー全質量に対して、15質量%以上80質量%以下が好ましく、25質量%以上70質量%以下が好ましく、40質量%以上60質量%以下がより好ましい。
前記構造単位(d)が疎水性の構造単位である場合のモノマーは、重合体を形成しうる官能基と疎水性の官能基とを有していれば特に制限はなく、公知の如何なるモノマー類をも用いることができる。
前記疎水性の構造単位を形成しうるモノマーとしては、入手性、取り扱い性、汎用性の観点から、ビニルモノマー類、((メタ)アクリルアミド類、スチレン類、ビニルエステル類等)が好ましい。
(メタ)アクリルアミド類としては、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアリル(メタ)アクリルアミド、N−アリル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
スチレン類としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、n−ブチルスチレン、tert−ブチルスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、ビニル安息香酸メチル、及びα−メチルスチレン、ビニルナフタレン等などが挙げられ、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、及び安息香酸ビニルなどのビニルエステル類が挙げられ、中でも、ビニルアセテートが好ましい。
これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
ビニルポリマーは疎水性構造単位(a)、親水性構造単位(c)のみから構成されることも可能である。
インクジェット記録用水性インクとしてより好ましくは、前記ビニルポリマーの前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位及びベンジル(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つを総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含み、前記親水性構造単位(c)がアクリル酸及びメタクリル酸に由来の構造単位より選択される少なくとも一つをビニルポリマー全質量に対して30質量%以下含むものがより好ましい。
本発明のビニルポリマーの酸価は、顔料分散性、保存安定性の観点から、30mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であることが好ましく、40mgKOH/g以上150mgKOH/g未満であることがより好ましく、50mgKOH/g以上100mgKOH/gであることが特に好ましい。
なお、ここでいう酸価とは、ビニルポリマーの1gを完全に中和するのに要するKOHの質量(mg)で定義され、JIS規格(JISK0070、1992)記載の方法により測定することができる。
本発明におけるビニルポリマーは、各構造単位が不規則的に導入されたランダム共重合体であっても、規則的に導入されたブロック共重合体であっても良く、ブロック共重合体である場合の各構造単位は、如何なる導入順序で合成されたものであっても良く、同一の構成成分を2度以上用いてもよいが、ランダム共重合体であることが汎用性、製造性の点で好ましい。
更に、本発明で用いるビニルポリマーの分子量範囲は、質量平均分子量(Mw)で、好ましくは3万〜15万であり、より好ましくは3万〜10万であり、更に好ましくは3万〜8万である。
前記分子量を上記範囲とすることにより、分散剤としての立体反発効果が良好な傾向となり、また立体効果により顔料への吸着に時間がかからなくなる傾向の観点から好ましい。
また、本発明で用いるビニルポリマーの分子量分布(質量平均分子量値/数平均分子量値で表される)は、1〜6であることが好ましく、1〜4であることがより好ましい。
前記分子量分布を上記範囲とすることは、インクの分散安定性、吐出安定性の観点から好ましい。ここで数平均分子量及び、質量平均分子量は、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(何れも東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したGPC分析装置により、溶媒THF、示差屈折計により検出し、標準物質としてポリスチレンを用い換算して表した分子量である。
本発明に用いられるビニルポリマーは、種々の重合方法、例えば溶液重合、沈澱重合、懸濁重合、沈殿重合、塊状重合、乳化重合により合成することができる。重合反応は回分式、半連続式、連続式等の公知の操作で行うことができる。
重合の開始方法はラジカル開始剤を用いる方法、光又は放射線を照射する方法等がある。これらの重合方法、重合の開始方法は、例えば鶴田禎二「高分子合成方法」改定版(日刊工業新聞社刊、1971)や大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和47年刊、124〜154頁に記載されている。
上記重合方法のうち、特にラジカル開始剤を用いた溶液重合法が好ましい。溶液重合法で用いられる溶剤は、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノールのような種々の有機溶剤の単独あるいは2種以上の混合物でも良いし、水との混合溶媒としても良い。
重合温度は生成するポリマーの分子量、開始剤の種類などと関連して設定する必要があり、通常、0℃〜100℃程度であるが、50〜100℃の範囲で重合を行うことが好ましい。
反応圧力は、適宜選定可能であるが、通常は、1〜100kg/cm、特に、1〜30kg/cm程度が好ましい。反応時間は、5〜30時間程度である。得られた樹脂は再沈殿などの精製を行っても良い。
本発明における前記ビニルポリマーの添加量比率は、分散安定性の観点から、顔料に対して質量基準で、10%以上100%以下の範囲が好ましく、30%以上60%以下がより好ましい。
本発明におけるビニルポリマーの顔料分散物は、特定樹脂及び顔料等を用いて従来の物理的、化学的方法によって製造することができる。例えば、特開平9−151342号、特開平10−140065号、特開平11−209672号、特開平11−172180号、特開平10−25440号、又は特開平11−43636号の各公報に記載の方法により製造することができる。具体的には、特開平9−151342号及び特開平10−140065号の各公報に記載の転相法と酸析法等が挙げられ、中でも、分散安定性の点で転相法が好ましい。
特定樹脂がポリマー主鎖と連結基を介して結合した芳香族炭化水素環を有する疎水性構造単位(a)と、親水性構造単位(c)とを含むことが好ましい。更に水性媒体を含有することが好ましい。
a)転相法
転相法は、基本的には、自己分散能又は溶解能を有する樹脂と顔料との混合溶融物を水に分散させる自己分散(転相乳化)させる方法であり、顔料を含有するビニルポリマー粒子を得ることができる。ここで、混合溶融物とは、溶解せず混合した状態、溶解して混合した状態、又はこれら両者の状態のいずれの状態を含むものをいう。「転相法」のより具体的な製造方法は、特開平10−140065号に記載の方法が挙げられる。
b)酸析法
酸析法は、樹脂と顔料とからなる含水ケーキを用意し、その含水ケーキ中の、樹脂が有するアニオン性基の一部又は全部を、塩基性化合物を用いて中和することによって、顔料を含有するビニルポリマー粒子を製造する方法である。
酸析法は、具体的には、(1)樹脂と顔料とをアルカリ性水性媒体中に分散し、必要に応じて加熱処理を行なって樹脂のゲル化を図る工程と、(2)pHを中性又は酸性にすることによって樹脂を疎水化して、樹脂を顔料に強く固着する工程と、(3)必要に応じて、濾過及び水洗を行って含水ケーキを得る工程と、(4)含水ケーキを中の、樹脂が有するアニオン性基の一部又は全部を、塩基性化合物を用いて中和し、その後、水性媒体中に再分散する工程と、(5)必要に応じて加熱処理を行い、樹脂のゲル化を図る工程と、を含む方法がある。
上記の転相法及び酸析法のより具体的な製造方法は、特開平9−151342号、特開平10−140065号の各公報に記載の方法が挙げられる。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、ビニルポリマーの顔料分散物は、特定樹脂を水性分散物として得る工程、具体的には下記の工程(1)及び工程(2)を含む方法により顔料を含有するビニルポリマー粒子の分散物を調製する調製工程を設けて得ることができ、また、本発明のインクジェット記録用水性インクの製造は、この調製工程を設け、得られたビニルポリマーの顔料分散物を水と水溶性有機溶媒と共に用いて水性インクとする方法により好適に行なえる。
工程(1):既述の本発明における特定樹脂、有機溶媒、中和剤、顔料、及び水を含有する混合物を攪拌等により分散して分散物を得る工程
工程(2):前記分散物から前記有機溶媒を除去する工程
攪拌方法には特に制限はなく、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、ビーズミル等の分散機を用いることができる。
有機溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、及びエーテル系溶媒が好ましく挙げられる。
前記アルコール系溶媒としては、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、エタノール等が挙げられる。前記ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。前記エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン等が挙げられる。これらの溶媒の中では、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒とイソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が好ましく、メチルエチルケトンが最も好ましい。
中和剤は、解離性基の一部又は全部が中和され、特定樹脂が水中で安定した乳化又は分散状態を形成するために用いられる。特定樹脂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。前記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。前記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、水中で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く、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。
前記塩基性化合物の含有量は、解離性基100モル%に対して、5〜120モル%の範囲が好ましく、10〜120モル%の範囲がより好ましく、80〜120モル%の範囲が更に好ましい。該含有量は、5モル%以上であると水中での分散安定化に効果的であり、120モル%以下であると水溶性成分を低下させる効果がある。
前記工程(2)では、前記工程(1)で得られた分散物から、減圧蒸留等の常法により有機溶剤を留去して水系へと転相することで、顔料の粒子表面が前記樹脂で被覆されたビニルポリマーの顔料分散物を得ることができる。得られた分散物中の有機溶媒は実質的に除去されており、ここでの有機溶媒の量は、好ましくは0.2質量%以下であり、更に好ましくは0.1質量%以下である。
より具体的には、例えば、(1)アニオン性基を有する、本発明における特定樹脂を有機溶剤に溶解した溶液と塩基性化合物(中和剤)と水とを混合して中和する工程と、(2)得られた混合液に顔料を混合して懸濁液とした後に、分散機等で顔料を分散して顔料分散液を得る工程と、(3)有機溶剤を例えば蒸留して除去することによって、顔料を、アニオン性基を有する特定樹脂で被覆し、水性媒体中に分散させて水性分散体とする工程と、を設けて、インクジェット記録用水性インクを製造することができる。
なお、より具体的には、特開平11−2096722号公報及び特開平11−172180号の記載を参照することができる。
顔料分散物の体積平均粒子径とは、顔料そのものの粒子径、又は顔料にビニルポリマー分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒子径をいう。
本発明のインクジェット記録用水性インク中に含まれるビニルポリマーの顔料分散物の体積平均粒子径(Mv)は、10〜400nmの範囲であることが好ましく、より好ましい体積平均粒子径は、20nm以上250nm以下であり、更に好ましくは25nm以上150nm以下であり、その中でも特に50nm以上100nm以下が最も好ましい。体積平均粒子径が20nm未満である場合には、保存安定性が確保できない場合が存在し、一方、250nmを超える場合には、光学濃度が低くなる場合がある。なお、ビニルポリマーの顔料分散物の粒径分布に関しては、特に制限はなく、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもののいずれでもよい。
ビニルポリマーの顔料分散物の平均粒子径及び粒径分布は、本発明において、顔料粒子の体積平均粒子径の測定装置には、ナノトラックUPA粒度分析計(UPA−EX150;日機装社製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求めたものである。その測定は、顔料分散物3mlを測定セルに入れ、所定の測定方法に従って行った。なお、測定時に入力するパラメーターとしては、粘度にはインク粘度を、分散粒子の密度には顔料の密度を用いた。
本発明において、分散処理は、例えば、スターラーやインペラー攪拌方式、インライン攪拌方式、ミル方式(例えば、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ペイントシェイカー、アジテーターミル等)、超音波方式、高圧乳化分散方式(高圧ホモジナイザー;具体的な市販装置としてはゴーリンホモジナイザー、マイクロフルイダイザー、DeBEE2000等)を使用することができる。
本発明の水系顔料分散物に含まれる顔料の濃度は、1〜35質量%の範囲であることが好ましく、2〜25質量%の範囲であることがより好まし、その中でも特に10〜20質量%の範囲が好ましい。濃度が1質量%に満たないと、インクとして顔料分散物を単独で用いるときに十分な画像濃度が得られない場合がある。濃度が35質量%を超えると、分散安定性が低下する場合がある。
本発明における特定樹脂により被覆されてなるビニルポリマーの顔料分散物のインクジェット記録用水性インク中における含有量としては、インクジェット記録用水性インクの分散安定性、濃度の観点から、1〜10質量%が好ましく、2〜8質量%がより好ましく、2〜6質量%が特に好ましい。
〔インクジェット記録用水性インク〕
次に、本発明のインクジェット記録用水性インクについて説明する。本発明のインクジェット記録用水性インク(以下、「インク」という場合がある)は、本発明の水系顔料分散物及び水性媒体を含む。好ましくは、水性媒体、水等を混合して調製される。
本発明のインク中の顔料分散物の含有割合は、記録媒体上に形成した画像の色相、色濃度、彩度、透明性等を考慮すると、1〜100質量%の範囲が好ましく、3〜20質量%の範囲が特に好ましく、その中でも3〜10質量%の範囲がもっとも好ましい。
本発明のインク100質量部中に、本発明の顔料を0.1質量部以上20質量部以下含有するのが好ましく、0.2質量部以上10質量部以下含有するのがより好ましく、1〜10質量部含有するのが更に好ましい。また、本発明のインクには、本発明の顔料とともに、他の顔料を併用してもよい。2種類以上の顔料を併用する場合は、顔料の含有量の合計が前記範囲となっているのが好ましい。
本発明のインクは、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。
更に、本発明におけるインクは、上記本発明におけるアゾ顔料の他に別の顔料を同時に用いることができる。適用できるイエロー顔料としては、例えば、C.I.P.Y.−74、C.I.P.Y.−120、C.I.P.Y.−128、C.I.P.Y.−138、C.I.P.Y.−139、C.I.P.Y.−150、C.I.P.Y.−155、C.I.P.Y.−180、C.I.P.Y.−185、C.I.P.Y.−213が挙げられ、適用できるマゼンタ顔料としては、C.I.P.V.−19、C.I.P.R.−122が挙げられ、適用できるシアン顔料としては、C.I.P.B.−15:3、C.I.P.B.−15:4が挙げられ、これらとは別に、各々任意のものを使用する事ができる。適用できる黒色材としては、ジスアゾ、トリスアゾ、テトラアゾ顔料のほか、カーボンブラック(C.I.P.B.−7)の分散体を挙げることができる。
<水性媒体>
本発明のインクジェット記録用水性インクは水性媒体を必須成分として含む。水性媒体としては、水溶性有機溶剤が挙げられる。水溶性有機溶剤は乾燥防止剤、湿潤剤あるいは浸透促進剤の目的で使用される。
ノズルのインク噴射口において該インクが乾燥することによる目詰まりを防止する目的で乾燥防止剤が用いられ、乾燥防止剤や湿潤剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。また、インクを紙により良く浸透させる目的で浸透促進剤として、水溶性有機溶剤が好適に使用される。
水溶性有機溶媒の例として、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、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、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等のアルカンジオール(多価アルコール類);ヴルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の糖類;糖アルコール類;ピアルロン酸類;尿素類等のいわゆる固体湿潤剤;エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類;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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−t−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エチルエーテル、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテルなどのグリコールエーテル類;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、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルポキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホラン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
乾燥防止剤や湿潤剤の目的としては,ポリオール化合物が有用であり、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
浸透剤の目的としては、ポリオール化合物が好ましく、脂肪族ジオールとしては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが好ましい例として挙げることができる。
本発明に使用される水性媒体は、単独で使用しても、2種類以上混合して使用しても構わない。水性媒体の好ましい例として、グリセリン、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテルを挙げることができる。
水性溶媒の含有量としては、5質量%以上60質量%以下、好ましくは、10質量%以上40質量%以下で使用される。
本発明に使用される水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。更に好ましくは、50質量%以上70質量%以下である。
<界面活性剤>
本発明のインクには、表面張力調整剤を含有することが好ましい。表面張力調整剤としてはノニオン、カチオン、アニオン、ベタイン界面活性剤が挙げられる。表面張力の調整剤の添加量は、インクジェットで良好に打滴するために、本発明のインクの表面張力を20〜60mN/mに調整する量が好ましく、より好ましくは20〜45mN/m、更に好ましくは25〜40mN/mに調整できる量である。
本発明における界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。更には、上記高分子物質(高分子分散剤)を界面活性剤としても使用することもできる。
アニオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルポコハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ナトリウムジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ジアルキルスルポコハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、t−オクチルフェノキシエトキシポリエトキシエチル硫酸ナトリウム塩等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマー、t−オクチルフェノキシエチルポリエトキシエタノール、ノニルフェノキシエチルポリエトキシエタノール等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
カチオン性界面活性剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられ、具体的には、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド等が挙げられる。
本発明におけるインクジェット用液体組成物に添加する界面活性剤の量は、特に限定されるものではないが、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1〜10質量%、更に好ましくは1〜3質量%である。
<その他成分>
本発明のインクには、その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
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。
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、ソルビン酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウムなどが挙げられる。これらはインク中に0.02〜1.00質量%使用するのが好ましい。
pH調整剤としては、調合される記録用インクに悪影響を及ぼさずにpHを所望の値に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類(例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールなど)、アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)、アンモニウム水酸化物(例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物)、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩などが挙げられる。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、りん系酸化防止剤などが挙げられる。
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウムなどが挙げられる。
<樹脂微粒子>
本発明のインクには樹脂微粒子あるいはポリマーラテックスを含有してもよい。樹脂微粒子あるいはポリマーラテックスとしては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、パラフィン系樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂を好ましい例として挙げることができる。
樹脂微粒子の好ましい例として、自己分散性ポリマー微粒子を挙げることができる。自己分散性ポリマー微粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基(特に、酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となりうるビニルポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しないビニルポリマーの微粒子を意味する。ここで分散状態とは、水性媒体中にビニル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、水性媒体中にビニル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。本発明ではビニルポリマーが固体状態で分散された分散状態となりうるビニルポリマーであることが好ましい。
本発明で好ましく用いられる自己分散性ポリマー微粒子は、自己分散性の観点から、親水性の構成単位と芳香族基含有モノマーに由来する構成単位とを含むビニルポリマーを含むことが好ましい。
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。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、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。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。
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。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。
前記芳香族基含有モノマーは、芳香族基と重合性基とを含む化合物であれば特に制限はない。前記芳香族基は芳香族炭化水素に由来する基であっても、芳香族複素環に由来する基であってもよい。水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、芳香族炭化水素に由来する芳香族基であることが好ましい。また前記重合性基は、縮重合性の重合性基であっても、付加重合性の重合性基であってもよい。本発明においては水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、付加重合性の重合性基であることが好ましく、エチレン性不飽和結合を含む基であることがより好ましい。
芳香族基含有モノマーは、芳香族炭化水素に由来する芳香族基とエチレン性不飽和結合とを有するモノマーであることが好ましく、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーであることがより好ましい。前記芳香族基含有モノマーとしては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマー等が挙げられる。中でも、ポリマー鎖の親水性と疎水性のバランスとインク定着性の観点から、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、及びフェニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートであることがより好ましく、フェノキシエチルアクリレートであることが特に好ましい。
なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。自己分散性ポリマー微粒子は、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を含み、その含有量が10質量%〜95質量%であることが好ましい。芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量が10質量%〜95質量%であることで、自己乳化又は分散状態の安定性が向上し、更にインク粘度の上昇を抑制することができる。自己分散状態の安定性、芳香環同士の疎水性相互作用による水性媒体中での粒子形状の安定化、粒子の適度な疎水化による水溶性成分量の低下の観点から、15質量%〜90質量%であることがより好ましく、15質量%〜80質量%であることがより好ましく、25質量%〜70質量%であることが特に好ましい。
自己分散性ポリマー微粒子は、例えば、芳香族基含有モノマーからなる構成単位と、解離性基含有モノマーからなる構成単位とから構成することができるが、必要に応じて、その他の構成単位を更に含んで構成することができる。前記その他の構成単位を形成するモノマーとしては、前記芳香族基含有モノマーと解離性基含有モノマーと共重合可能なモノマーであれば特に制限はない。中でも、ポリマー骨格の柔軟性やガラス転移温度(Tg)制御の容易さの観点から、アルキル基含有モノマーであることが好ましい。
前記アルキル基含有モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−、イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
本発明における自己分散性ポリマー微粒子を構成するビニルポリマーの分子量範囲は、質量平均分子量で、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。質量平均分子量を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、質量平均分子量を20万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。
なお、質量平均分子量は、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。
自己分散性ポリマー微粒子を構成するビニルポリマーは、ポリマーの親疎水性制御の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーを共重合比率として15〜90質量%とカルボキシル基含有モノマーとアルキル基含有モノマーとを含み、酸価が25〜100であって、質量平均分子量が3000〜20万であることが好ましく、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーを共重合比率として15〜80質量%とカルボキシル基含有モノマーとアルキル基含有モノマーとを含み、酸価が25〜95であって、質量平均分子量が5000〜15万であることがより好ましい。
自己分散性ポリマー微粒子の平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。
自己分散性ポリマー微粒子の添加量はインクに対して、0.5〜20質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましく、5〜15質量%が更に好ましい。
自己分散性ポリマー微粒子のガラス転移温度Tgは30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上が更に好ましい。
また、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、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つポリマー微粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
<プリント性を向上させる液体組成物>
本発明には、プリント性を向上させる液体組成物を印字媒体に付与することが好ましい例として挙げることができる。
本発明に用いることができるプリント性を向上させる液体組成物の好ましい一例として、インクのpHを変化させることにより凝集物を生じさせる液体組成物を挙げることができる。このとき、液体組成物のpHは1〜6であることが好ましく、pHは2〜5であることがより好ましく、pHは3〜5であることが更に好ましい。液体組成物の成分として、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれることが好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
また、本発明に用いることができるプリント性を向上させる液体組成物の好ましい一例として、多価金属塩あるいはポリアリルアミンを添加した処理液を挙げることができる。液体組成物の成分として、多価金属塩として周期表の2A属のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウムとカルシウム);周期表の3B属の遷移金属(例えば、ランタン);周期表の3A属からのカチオン(例えば、アルミニウム);ランタニド類(例えば、ネオジム);及びポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、を挙げることができる。好ましい例として、カルシウムとマグネシウムを挙げることができる。カルシウム又はマグネシウムの対塩として好ましく採用されるアニオンは、カルボン酸塩(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩を挙げることができる。処理液への添加量として、当該塩は約1〜約10質量%、好ましくは約1.5〜約7質量%、より好ましくは約2〜約6質量%の範囲の量で処理液中に存在させることができる。
本発明に使用される水性媒体は、単独で使用しても、2種類以上混合して使用しても構わない。水性媒体の含有量としては、インク全体の1質量%以上60質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下で使用される。インク中の水性媒体量が1質量%よりも少ない場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、逆に、60質量%よりも多い場合には、液体の粘度が大きくなり、インク液体の噴射特性が不安定になる場合が存在する。
<インク物性>
本発明のインクの好ましい物性は以下の通りである。インクの表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上35mN/m以下である。表面張力が20mN/m未満となると記録ヘッドのノズル面に液体が溢れ出し、正常に印字できない場合がある。一方、60mN/mを超えると、印字後の記録媒体への浸透性が遅くなり、乾燥時間が遅くなる場合がある。
なお、上記表面張力は、前記同様ウイルヘルミー型表面張力計を用いて、23℃、55%RHの環境下で測定した。
インクの粘度は、1.2mPa・s以上8.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは1.5mPa・s以上6.0mPa・s未満、更に好ましくは1.8mPa・s以上4.5mPa・s未満である。粘度が8.0mPa・sより大きい場合には、吐出性が低下する場合がある。一方、1.2mPa・sより小さい場合には、長期噴射性が悪化する場合がある。
なお、上記粘度(後述するものを含む)の測定は、回転粘度計レオマット115(Contraves社製)を用い、23℃でせん断速度を1400s−1として行った。
インクには、前記各成分に加えて、上記の好ましい表面張力及び粘度となる範囲で、水が添加される。水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、インク全体に対して、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。
<インクジェット記録方法>
本発明に好ましいインクジェット記録方法として、インクにエネルギーを供与して、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、例えば特開平8−169172号公報、同8−27693号公報、同2−276670号公報、同7−276789号公報、同9−323475号公報、特開昭62−238783号公報、特開平10−153989号公報、同10−217473号公報、同10−235995号公報、同10−337947号公報、同10−217597号公報、同10−337947号公報等に記載されているインクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等に画像を形成する。なお、本発明に好ましいインクジェット記録方法として特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105の記載が適用できる。
画像を形成する際に、光沢性や耐水性を与えたり耐候性を改善する目的からポリマーラテックス化合物を併用してもよい。ラテックス化合物を受像材料に付与する時期については、着色剤を付与する前であっても、後であっても、また同時であってもよく、したがって添加する場所も受像紙中であっても、インク中であってもよく、あるいはポリマーラテックス単独の液状物として使用しても良い。具体的には、特開2002−166638(特願2000−363090)、特開2002−121440(特願2000−315231)、特開2002−154201(特願2000−354380)、特開2002−144696(特願2000−343944)、特開2002−080759(特願2000−268952)に記載された方法を好ましく用いることができる。
本発明に好ましい画像形成方式の一例として、第一の工程:プリント性を向上させる液体組成物を記録媒体に付与する工程。第二の工程:前記液体組成物が付与された記録媒体にインク組成物を付与する工程。その他の工程:その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。前記乾燥除去工程としては、記録媒体に付与されたインク組成物におけるインク溶媒を乾燥除去する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記加熱定着工程としては、前記インクジェット記録方法で用いられるインク中に含まれるラテックス粒子を溶融定着する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明に好ましい画像形成方式のもう一つの例として、第一の工程:プリント性を向上させる液体組成物を中間転写体に付与する工程。第二の工程:前記液体組成物が付与された中間転写体にインク組成物を付与する工程。第三の工程:前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程。その他の工程:その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例中、「部」とは質量部を表す。
本発明のアゾ顔料は、下記顔料の合成例1で説明する合成方法に準じて合成することが可能である。
本発明の顔料組成物のX線回折の測定は、日本工業規格JISK0131(X線回析分析通則)に準じて、粉末X線回折測定装置RINT2500(株式会社リガク製)にてCuKα線を用い、次の条件で行ったものである。
使用測定器 :Rigaku社製 自動X線回折装置RINT2500
X線管球 :Cu
管電圧 :55KV
管電流 :280mA
スキャン方法 :2θ/θスキャン
スキャン速度 :6deg./min.
サンプリング間隔 :0.100deg.
スタート角度(2θ) :5deg.
ストップ角度(2θ) :55deg.
ダイバージェンススリット :2deg.
スキャッタリングスリット :2deg.
レジーピングスリット :0.6mm
縦型ゴニオメータ使用
〔合成例1〕アゾ顔料組成物(1a)の合成
Figure 0005667816
(1)中間体(a)の合成
シアノ酢酸メチル29.7g(0.3モル)にオルトギ酸トリメチル42.4g(0.4モル)、無水酢酸20.4g(0.2モル)、p−トルエンスルホン酸0.5gを加えて110℃(外温)に加熱し、反応系から生じる低沸点成分を留去しながら20時間攪拌した。この反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラム精製を行い前記中間体(a)を14.1g(黄色粉末、収率30%)で得た。得られた中間体(a)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、CDCl)7.96(s,1H),4.15(s,3H),3.81(s,3H)
(2)中間体(b)の合成
メチルヒドラジン7.4mL(141ミリモル)にイソプロパノール150mLを加えて15℃(内温)に冷却し、この混合液に中間体(a)7.0g(49.6ミリモル)を徐々に添加した後、50℃に加熱して1時間40分攪拌した。この反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラム精製を行い前記中間体(b)を10.5g(白色粉末、収率50%)で得た。得られた中間体(b)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、CDCl)7.60(s,1H),4.95(brs,2H),3.80(s,3H),3.60(s,3H)
(3)中間体(c)の合成
メタノール1.1Lに水136mLを加えて、炭酸水素ナトリウム182g(2.17モル)を添加し、室温にて攪拌した。同温度にて塩化シアヌル200g(1.08モル)を分割添加した。添加終了後、内温を30℃まで昇温した。同温度にて30分間攪拌した後、水500mLを加え、析出した固体を濾別し、水500mL、メタノール300mLでかけ洗い後、乾燥を行い、前記中間体(c)を168g(白色粉末、収率86.2%)で得た。得られた中間体(c)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、CDCl)4.14(s,3H)
(4)中間体(d)の合成
ヒドラジン1水和物363mL(7.46モル)に水673mLを加えて10℃(内温)に冷却し、この混合液に中間体(c)168g(934ミリモル)を徐々に添加(内温20℃以下)した後、氷浴をはずし、室温まで昇温し、同温度にて30分攪拌した。反応液から析出した結晶をろ取、水700mL、アセトニトリル1Lでかけ洗い後、乾燥を行い前記中間体(d)の疎精製物(白色粉末)を得た。
(5)中間体(e)の合成
中間体(d)の疎精製物に、エチレングリコール480mLを加えて室温で攪拌した。この懸濁液にピバロイルアセトニトリル257g(2.06モル)を加え、内温が50℃になるまで加熱した。同温度にて12M塩酸水をpH3になるように滴下した後、内温が80℃になるまで加熱して3時間攪拌した。反応終了後、氷冷し内温が8℃になるまで冷却し、析出した結晶をろ取、水でかけ洗い後、シリカゲルカラム精製を行い、前記中間体(e)を105g(白色粉末、2工程収率29.2%)で得た。得られた中間体(e)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、d−DMSO)7.00(s,4H),5.35(s,2H),4.05(s,3H),5.35(s,2H),1.22(s,18H)
(6)アゾ顔料(1a)の合成
酢酸125mLと硫酸24mLの混合液を氷冷し、内温を3℃まで冷却した。同温度にてニトロシル硫酸26.4gを添加し、続いて、同温度にて中間体(b)11.6gを分割添加して溶解させた。同温度にて1時間攪拌した後、同温度にて尿素1.2gを分割添加し、同温度にて15分間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別に、中間体(e)11.6gをメタノール405mLに室温にて完溶させ、氷冷して内温を−3℃に冷却した。同温にて、上述のジアゾニウム塩溶液を内温が3℃以下になるように分割添加し、添加終了後、2時間攪拌した。氷浴をはずし、室温にて10分間攪拌した後、析出した結晶を濾別し、メタノール150mLでかけ洗いし、更に水100mLでかけ洗いした。得られた結晶を乾燥せずに水750mLに懸濁させ、8規定の水酸化カリウム水溶液を添加して、pHを5.7にした。室温にて20分間攪拌した後、得られた結晶を濾別し、水で十分にかけ洗いしたのち、メタノール80mLでかけ洗いした。得られた結晶を室温にて、12時間乾燥させた。
得られた結晶をジメチルアセトアミド180mLと水180mLの混合溶液に懸濁させた後、内温を85℃まで昇温し、同温度にて2時間攪拌した。その後、得られた結晶を熱時にて濾別し、メタノール300mLに懸濁し、室温にて30分攪拌した。得られた結晶を濾別し、室温にて5時間乾燥させ、アゾ顔料(1a)を19.5g得た。収率90.3%
得られたアゾ顔料(1a)を透過型顕微鏡(日本電子(株)製:JEM−1010電子顕微鏡)で目視にて観察したところ、1次粒子の長軸方向の長さは、約150nmであった。
アゾ顔料(1a)のX線回折の測定を上記の条件により行ったところ、ブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを示した。
CuKα特性X線回折図を図2に示す。
〔合成例2〕アゾ顔料組成物(2a)の合成
アゾ顔料(2a)の合成スキームを下記に示す。
Figure 0005667816
(7)中間体(a)の合成
シアノ酢酸メチル29.7g(0.3モル)にオルトギ酸トリメチル42.4g(0.4モル)、無水酢酸20.4g(0.2モル)、p−トルエンスルホン酸0.5gを加えて110℃(外温)に加熱し、反応系から生じる低沸点成分を留去しながら20時間攪拌した。この反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラム精製を行い前記中間体(a)を14.1g(黄色粉末、収率30%)で得た。得られた中間体(a)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、CDCl)7.96(s,1H),4.15(s,3H),3.81(s,3H)
(8)中間体(b)の合成
メチルヒドラジン7.4mL(141ミリモル)にイソプロパノール150mLを加えて15℃(内温)に冷却し、この混合液に中間体(a)7.0g(49.6ミリモル)を徐々に添加した後、50℃に加熱して1時間40分攪拌した。この反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラム精製を行い前記中間体(b)を10.5g(白色粉末、収率50%)で得た。得られた中間体(b)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、CDCl)7.60(s,1H), 4.95(brs,2H),3.80(s,3H),3.60(s,3H)
(9)中間体(c’)の合成
ヒドラジン1水和物387mL(7.98モル)にメタノール298mLを加えて10℃(内温)に冷却し、この混合液に4,6−ジクロロピリミジン149g(1.00モル)を徐々に添加(内温20℃以下)した後、氷浴をはずし、室温まで昇温し、同温度にて30分攪拌した。その後更に加熱して内温60℃まで昇温し、同温度にて5時間攪拌した。反応終了後、水750mLを加えた後、氷冷して内温が8℃になるまで冷却し、析出した結晶をろ取、水でかけ洗いし、イソプロパノールでかけ洗いした。室温にて36時間乾燥を行い前記中間体(c’)を119g(白色粉末、収率84.5%)で得た。得られた中間体(c’)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、d−DMSO)7.80(s,1H),7.52(s,2H), 5.98(s,1H),4.13(s,4H)
(10)中間体(d’)の合成
中間体(c’)50g(357ミリモル)に、水128mLを加えて室温で攪拌した。この懸濁液にピバロイルアセトニトリル98.2g(785ミリモル)を加え、同温度にて12M塩酸水をpH3になるように滴加した後、内温が50℃になるまで加熱し、同温度にて6時間攪拌した。反応終了後、8Nの水酸化カリウム水溶液を加えて中和し、pH6.4にした。氷冷し内温が10℃になるまで冷却し、析出した結晶をろ取、水でかけ洗いした。得られた結晶を減圧下60℃にて乾燥し、得られた粗精製物にトルエン30mLを加え、60℃に加熱して溶解させた。得られた溶液を室温にて12時間静置し、析出した結晶をろ取、冷却したトルエンでかけ洗いし、減圧下60℃にて乾燥し、前記中間体(d’)を87.7g(白色粉末、収率69.3%)で得た。得られた中間体(d’)のNMR測定結果は以下の通りである。H−NMR(300MHz、d−DMSO)8.74(s,1H),7.99(s,1H),6.87(s,4H),5.35(s,2H),1.24(s,18H)
(11)アゾ顔料(2a)の合成
酢酸55mLとプロピオン酸37mLの混合液に室温にて中間体(b)9.2gを溶解させた。氷冷して内温を−3℃まで冷却し、内温が−3℃〜4℃でニトロシル硫酸の40質量%硫酸溶液を10分かけて滴下した。内温4℃にて1時間攪拌した後、尿素0.2gを加え、その後、内温を−3℃に冷却し、更に10分攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別に中間体(d’)10gをアセトン150mLに完溶させた後、内温を17℃に冷却し、上述のジアゾニウム塩溶液に内温−3℃〜3℃の範囲内で25分かけて添加した。添加完了後、3℃で30分攪拌した後、氷浴をはずし、30分かけて室温まで昇温させた。室温にて30分攪拌した後、得られた結晶を濾別し、アセトン150mLでかけ洗いし、更に水100mLでかけ洗いした。得られた結晶を乾燥せずに水400mLに懸濁させ、8規定の水酸化カリウム水溶液を添加して、pHを5.7にした。室温にて20分間攪拌した後、得られた結晶を濾別し、水で十分にかけ洗いしたのち、アセトン80mLをかけ洗いした。得られた結晶を室温にて、12時間乾燥させた。
得られた結晶をアセトン580mLに懸濁させた後、還流下30分間攪拌した。その後、10分間かけて室温に冷却し、得られた結晶を濾別し、室温にて5時間乾燥させ、アゾ顔料(2a)を17.1g得た。収率88.5%。
得られたアゾ顔料(2)を透過型顕微鏡(日本電子(株)製:JEM−1010電子顕微鏡)で目視にて観察したところ、1次粒子の長軸方向の長さは、約15μmであった。
アゾ顔料(2a)のX線回折の測定を上記の条件により行ったところ、ブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°、及び25.6°に特徴的なX線回折ピークを示した。CuKα特性X線回折図を図1に示す。
[合成例3〜19]
上記例合成例1及び2に示す上記例示化合物(Pig.−1)、(Pig.−18)と同様の合成法又は上記記載の本発明のアゾ顔料の製造方法を組み合わせることにより、下記表1に示す本発明のアゾ顔料を合成した。
得られたアゾ顔料のCuKα特性X線回折図を図3〜19に示す。
Figure 0005667816
[合成例104]
(ビニルポリマー(P−1)の合成)
下記モノマー組成の成分を全量が100質量部になるように混合し、更に重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1質量部添加し、窒素ガス置換を十分に行い、合成混合液を得た。
フェノキシエチルメタクリレート 50質量部
メチルメタクリレート 39質量部
メタクリル酸 11質量部
2−メルカプトエタノール 0.1質量部
次に、メチルエチルケトン100質量部を窒素雰囲気下で撹拌しながら75℃まで昇温させた。75℃、攪拌状態で上記合成混合液を3時間にわたって滴下した。更に75℃、攪拌状態で5時間反応を続けた。その後、反応合成物を25℃まで自然冷却した後、固形分が40%になるようにメチルエチルケトンを加えて希釈し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)が41000であり、JIS規格(JIS K 0070:1992)記載の方法により求めた酸価が71.7mgKOH/gであるビニルポリマー溶液を得た。
[実施例1]
(10質量%の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の調製)
以下の組成にて混合し、ビーズミルで0.1mmφジルコニアビーズを用いて3〜6時間分散した。続いて、得られた分散体を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去することにより、例示化合物(Pig.−1)の濃度が10.0質量%となるよう顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体を調製した。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)について、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法により平均粒子径を測定した。測定は、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体30μlに対してイオン交換水10mlを加えて測定用サンプル液を調製し、これを25℃に調温して行ない、体積平均粒子径Mvが90nm、個数平均粒子径Mnが40nmであった。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)について、R100型粘度計(東機産業社製)を用い、25℃、コーンの回転数100rpmの条件により測定し、粘度が1.9mPasであった。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)について、東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGを用い、25℃で測定したところ、8.8であった。
<顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の組成>
例示化合物(Pig.−1) 10.0質量部
ビニルポリマー(P−1) 7.5質量部
メチルエチルケトン 14.6質量部
1mol/L NaOH水溶液 3.8質量部
イオン交換水 71.2質量部
(自己分散性ポリマー微粒子の調製)
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350.0g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、フェノキシエチルアクリレート162.0g、メチルメタクリレート180.0g、アクリル酸18.0g、メチルエチルケトン70g、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、更に「V−601」0.72g、イソプロパノール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、更に2時間攪拌を続けた。得られた共重合体の質量平均分子量(Mw)は64000(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))、酸価は38.9(mgKOH/g)であった。
次に、重合溶液668.3gを秤量し、イソプロパノール388.3g、1mol/L
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%の自己分散性ポリマー微粒子(B−01)の水分散物(エマルジョン)を得た。
(インクジェット記録用水性インク組成物(1)の調製)
次に、得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)を用い、以下の組成にて水性インク組成物(1)を調製した。東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(1)のpHを25℃で測定したところ、9.1であった。
<水性インク組成物(1)の組成>
顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1) 43質量部
1,2−ヘキサンジオール 2質量部
グリセリン 8質量部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 2質量部
2−ピロリドン 2質量部
プロピレングリコール 1質量部
トリメチロールプロパン 3質量部
サーフィノール465(日信化学工業(株)製) 3質量部
イオン交換水 36質量部
[実施例2]
実施例1で用いた本発明の例示化合物(Pig.−1)の代わりに例示化合物(Pig.−2)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(2)を得た。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(2)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが87nm、個数平均粒子径Mnが37nm、粘度が1.6mPas、pHが9.0であった。
引き続き、実施例1で用いた本発明の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の代わりに顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(2)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(2)を得た。
東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(2)のpHを25℃で測定したところ、9.2であった。
[実施例3]
実施例1で用いた本発明の例示化合物(Pig.−1)の代わりに例示化合物(Pig.−3)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(3)を得た。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(3)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが86nm、個数平均粒子径Mnが39nm、粘度が1.5mPas、pHが9.1であった。
引き続き、実施例1で用いた本発明の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の代わりに顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(3)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(3)を得た。
東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(3)のpHを25℃で測定したところ、9.3であった。
[実施例4]
実施例1で用いた本発明の例示化合物(Pig.−1)の代わりに例示化合物(Pig.−18)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(4)を得た。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(4)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが90nm、個数平均粒子径Mnが46nm、粘度が2.0mPas、pHが9.2であった。
引き続き、実施例1で用いた本発明の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の代わりに顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(4)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(4)を得た。
東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(4)のpHを25℃で測定したところ、9.3であった。
[実施例5]
実施例1で用いた本発明の例示化合物(Pig.−1)の代わりに例示化合物(Pig.−25)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(5)を得た。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(5)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが83nm、個数平均粒子径Mnが34nm、粘度が1.2mPas、pHが8.6であった。
引き続き、実施例1で用いた本発明の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の代わりに顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(5)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(5)を得た。
東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(5)のpHを25℃で測定したところ、8.9であった。
[実施例6]
実施例1の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の組成において、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体組成を以下にように変更した以外は同様にして、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(6)を調整した。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(6)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが95nm、個数平均粒子径Mnが49nm、粘度が2.3mPas、pHが9.4であった。
<顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(5)の組成>
例示化合物(Pig.−1) 10.0質量部
ビニルポリマー(P−1) 12.5質量部
メチルエチルケトン 9.7質量部
1mol/L NaOH水溶液 6.4質量部
イオン交換水 68.6質量部
引き続き、実施例1で用いた本発明の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の代わりに顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(6)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(6)を得た。
東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(6)のpHを25℃で測定したところ、9.4であった。
[実施例7]
実施例6のインクジェット記録用水性インク組成物(6)の組成において、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体組成を以下にように変更した以外は同様にして、インクジェット記録用水性インク組成物(7)を調整した。東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(7)のpHを25℃で測定したところ、9.3であった。
<水性インク組成物(7)の組成>
顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(6) 43質量部
1,2−ヘキサンジオール 2質量部
グリセリン 8質量部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 2質量部
2−ピロリドン 2質量部
プロピレングリコール 1質量部
トリメチロールプロパン 3質量部
サーフィノール465(日信化学工業(株)製) 3質量部
自己分散性ポリマー微粒子(B−01)の水分散物 7質量部
イオン交換水 29質量部
[実施例8]
実施例6のインクジェット記録用水性インク組成物(6)の組成において、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体組成を以下にように変更した以外は同様にして、インクジェット記録用水性インク組成物(8)を調整した。東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(8)のpHを25℃で測定したところ、9.4であった。
<水性インク組成物(8)の組成>
顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(6) 43質量部
1,2−ヘキサンジオール 2質量部
グリセリン 8質量部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 2質量部
2−ピロリドン 2質量部
プロピレングリコール 1質量部
トリメチロールプロパン 3質量部
サーフィノール465(日信化学工業(株)製) 3質量部
自己分散性ポリマー微粒子(B−01)の水分散物 11質量部
イオン交換水 25質量部
[実施例9]
実施例6で用いた本発明の例示化合物(Pig.−1)の代わりに例示化合物(Pig.−18)を用いた以外は実施例6と同様の操作をして顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(7)を得た。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(7)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが99nm、個数平均粒子径Mnが53nm、粘度が2.8mPas、pHが9.2であった。
引き続き、実施例5と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(9)を得た。東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(9)のpHを25℃で測定したところ、9.4であった。
[実施例10]
実施例1のビーズミル分散を以下の分散方法に変更した他は同様にして、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(7)を得た。
実施例1の組成にて混合し、クレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM-0.8S、10000rpm)で5分間予備分散し、更に高圧ホモジナイザー((株)スギノマシン社製;スタ―バースト)の処理条件を100MPaの圧力、パス回数を12パスで分散処理を行った。
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(7)について、実施例1と同様に測定した液物性は、体積平均粒子径Mvが87nm、個数平均粒子径Mnが36nm、粘度が1.7mPas、pHが8.6であった。
引き続き、実施例1で用いた本発明の顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(1)の代わりに顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体(7)を用いた以外は実施例1と同様の操作をして本発明の水性インク組成物(10)を得た。
東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、水性インク組成物(4)のpHを25℃で測定したところ、8.8であった。
[比較例](実験1051〜1054)
実施例8のインクジェット用水性インク組成物(8)の組成において、顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散物における顔料、及び、ビニルポリマーを、表3に記載の顔料(C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー150)、及び、表3に記載の組成で上記の合成例4と同様の方法で合成したビニルポリマーに変更した以外は、同様にして、比較例のインク組成物を得た。
(顔料含有ビニルポリマー粒子の水分散体の安定性)
得られた顔料含有ビニルポリマー粒子水分散体を、PET製容器に入れて密栓し、60℃恒温槽中で7日間保存し、保存後の粘度及び平均粒子径を測定した。また、同様の方法で保存前の顔料含有ビニルポリマー粒子水分散体の粘度及び平均粒子径も測定した。粘度は、R100型粘度計(東機産業社製)により25℃、コーンの回転数20〜100rpmの条件にて測定した。平均粒子径は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法により体積平均粒子径Mvを測定した。それぞれの測定値を指標にして、下記の評価基準にしたがって顔料含有ビニルポリマー粒子水分散体の安定性の評価をした。評価結果は下記表2に示す。
<評価基準>
A:粘度及び平均粒子径ともに、保存前の値の±10%未満であった。
B:粘度及び平均粒子径いずれかの値が、保存前の値の±10%以上であった。
C:粘度及び平均粒子径ともに、保存前の値の±10%以上であった。
(インク組成物の安定性)
得られたインク組成物を、上記の顔料含有ビニルポリマー粒子水分散体の安定性と同様に測定し、それぞれの測定値を指標にして、下記の評価基準にしたがってインク組成物の安定性の評価をした。評価結果は下記表2に示す。
<評価基準>
A:粘度及び平均粒子径ともに、保存前の値の±10%未満であった。
B:粘度及び平均粒子径いずれかの値が、保存前の値の±10%以上であった。
C:粘度及び平均粒子径ともに、保存前の値の±10%以上であった。
Figure 0005667816
[実施例11](実験1001〜1054)
表3及び表4に記載の組成で上記の合成例104と同様の方法で合成した本発明のビニルポリマーを用いて、実施例1と同様の操作をして対応する本発明のインク組成物を得た。
上記方法で作成した本発明のインクジェット記録用水性インクを用いた実験1001〜1050、及び、上記の比較例のインクジェット記録用水性インクを用いた実験1051〜1054に関し、これらのインクの組成及び評価結果を表3及び表4中に示す。
(吐出精度評価)
表3及び表4に示す顔料インク組成物をPET製容器に密栓し65℃環境下に3週間経時した。インクジェット記録装置として、富士フイルムDimatix社製DMP−2831プリンターを用い、インク液滴量2pLで吐出周波数20kHz、ノズル配列列方向×搬送方向16×1200dot/25.4mmで10cmライン印字した。記録媒体として富士フイルム社製画彩写真仕上げProを用いた。印字サンプルの打滴開始部から5cmの部位のライン間の距離を王子計測機器製ドットアナライザイーDA−6000で測定し、その標準偏差を算出し、吐出の方向精度を評価した。
A・・・標準偏差が3μm未満
B・・・標準偏差が3μm以上4μm未満
C・・・標準偏差が4μm以上5μm未満
D・・・標準偏差が5μm以上
(印画濃度)
表3及び表4に示す顔料インク組成物を、インクジェット記録装置として、セイコーエプソン社製PX−V630を用い濃度が階段状のイエロー単色画像を印字した。記録媒体として富士フイルム社製画彩写真仕上げProを用いた。反射濃度計(GRETAG MACBETH Spectrolino)で測定し、実験1019を基準に階調部とベタ部のOD(Opticai Density)を評価した。結果を表3及び表4に示す。
A・・・実験1019に対し、ベタ部濃度高く、階調部濃度同等
B・・・実験1019に対し、ベタ部濃度及び階調部濃度同等
C・・・実験1019に対し、ベタ部濃度低く、階調部濃度同等
D・・・実験1019に対し、ベタ部濃度及び階調部濃度低い
(色相)
色相については、上記で得られた印字物のOD1付近の目視とL*a*b*を上記反射濃度計で測定し実験1019に対しての評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
A・・・実験1019に対し鮮やかで、色差(△E)が3未満
B・・・実験1019に対し鮮やかさ同等で、色差(△E)が3未満
C・・・実験1019に対し色差(△E)が3以上5以内
D・・・実験1019に対し色差(△E)が5以上
(熱堅牢性)
上記印字物を70℃の環境下で2週間暴露し、暴露前のODが1の画像部について、濃度変化率を[(暴露後濃度/暴露前濃度)×100%]、熱堅牢性として評価した。結果を表3及び表4に示す。
A・・・濃度変化が5%未満
B・・・濃度変化が5%以上10%未満
C・・・濃度変化が10%以上20%未満
D・・・濃度変化が20%以上
(光堅牢性)
上記印字物を、キセノンウェザーメーター(スガ試験機社製)を用いて屋外直接暴露相当条件(9.9kw、フィルタ:#275)で5週間照射し、照射前のODが1の画像部について、色素残存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]を求めて、光堅牢性を評価した。結果を表3及び表4に示す。
A・・・色素残存率が95%以上
B・・・色素残存率が95%未満85%以上
C・・・色素残存率が85%未満70%以上
D・・・色素残存率が70%未満50%以上
E・・・色素残存率が50%未満
(オゾンガス堅牢性)
上記印字物を、オゾン発生装置内(5ppm)で4週間暴露し、照射前のODが1の画像部について、色素残存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]を求めて、オゾン堅牢性を評価した。結果を表3及び表4に示す。
A・・・色素残存率が95%以上
B・・・色素残存率が95%未満85%以上
C・・・色素残存率が85%未満70%以上
D・・・色素残存率が70%未満
Figure 0005667816
Figure 0005667816
実施例1〜10から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−1)、(Pig.−2)、(Pig.−3)、(Pig.−18)又は(Pig.−25)を用い、ビニルポリマーの疎水性構造単位にフェノキシエチルメタクリレートを用いることにより高温条件下で保存した後であっても、インク吐出精度評価で良好な結果が得られたことが判り、特に、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−1)、(Pig.−18)又は(Pig.−25)を用いることにより、印画濃度や色相も更に良好な結果が得られることが判る。
実験1001〜1004から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−1)を用い、ビニルポリマーの疎水性構造単位にフェノキシエチルメタクリレートを用いることにより高温条件下で保存した後であっても、インク吐出精度評価、光堅牢性で特に良好な結果が得られたことが判る。
また、実験1003及び1005〜1007から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−1)を用い、ビニルポリマーの親水性構造単位が8質量%〜15質量%の場合、インク吐出精度評価で特に良好な結果が得られたことが判る。
また、実験1003及び1008〜1011から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−1)を用い、顔料に対するビニルポリマーの添加量が30%〜60%の場合、インク吐出精度評価、光堅牢性で特に良好な結果が得られたことが判る。
また、実験1003及び1012〜1015から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.1)を用い、ビニルポリマーの質量平均分子量が3万〜8万の場合、インク吐出精度評価で特に良好な結果が得られたことが判る。
また、実験1019〜1020から、顔料としてC.I.ピグメントイエロー74を用いると吐出精度、熱堅牢性、光堅牢性が悪化したことが判る。
また、実験1016及び1021〜1024から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−18)を用い、インク中の顔料添加量が4.3%〜6.3%の場合、特に良好な吐出精度、印画濃度、光堅牢性が得られたことが判る。
また、実験1016及び1025〜1029から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−18)を用い、顔料に対するビニルポリマーの添加量が30%〜90%の場合、特に良好な吐出精度、印画濃度、色相が得られたことが判る。
また、実験1016及び実験1030〜1034から、顔料として本発明の例示化合物(Pig.−18)を用い、インク中の自己分散性ポリマー微粒子の添加量がなし〜6%の場合、特に良好な吐出精度、印画濃度、色相が得られたことが判る。
また、実験1035〜1045から、顔料として本発明の例示化合物Pig.−6,10,12,19,24,25,33,41,45,46のいずれかを用い、ビニルポリマーの疎水性構造単位にフェノキシエチルメタクリレートを用いることにより、各インク吐出精度評価で特に良好な結果が得られたことが判る。
また、実験1046〜1050から、ビニルポリマーの疎水性構造単位にフェノキシエチルメタクリレート以外の芳香族基を有する構造単位を使用した場合も、光堅牢性で特に良好な結果が得られたことが判る。
また、実験1051〜1054から、顔料としてC.I.ピグメントイエロー155、128、185、150を用いると、特に、吐出精度、印画濃度、色相が悪化したことが判る。

Claims (15)

  1. A及びBを含有することを特徴とする水系顔料分散物。
    A:CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ)が5〜15°及び20〜30°
    に特徴的なX線回折ピークを少なくとも1個以上有する下記一般式(1)で表されるアゾ
    顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物
    B:下記一般式(AI)で表される疎水性構造単位(a)と、親水性構造単位(c)と
    を含むビニルポリマー
    Figure 0005667816

    (一般式(1)中、Zは5〜6員ヘテロ環を表し、Y、Y は、それぞれ独立に水素原子又は総炭素数1〜4の直鎖又は分岐アルキル基を表し、
    11、R12、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基を表し、
    、Gは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
    Figure 0005667816

    (一般式(AI)中、Rは水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表し、Lは−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換若しくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、アルキル基を表す。Lは単結合又は、2価の連結基を表す。Arは芳香族炭化水素環から誘導される1価の基を表す。)
  2. 一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、W、Wが、それぞれ独立に総炭素数5以下のアルコキシ基、アミノ基、又は総炭素数5以下のアルキルアミノ基であることを特徴とする請求項1に記載の水系顔料分散物。
  3. 一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、G、Gが、それぞれ独立に総炭素数3以下のアルキル基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水系顔料分散物。
  4. 一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、Zが、6員含窒素ヘテロ環であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
  5. 一般式(1)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(10)で表されることを特徴とする請求項1に記載の水系顔料分散物。
    Figure 0005667816

    (一般式(10)中、Zは5〜6員含窒素ヘテロ環を表し、W、Wはそれぞれ独立にアルコキシ基、アミノ基、アルキル基又はアリール基を表す。)
  6. 一般式(10)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(11)で表されることを特徴とする請求項5に記載の水系顔料分散物。
    Figure 0005667816

    (一般式(11)中、Z’は6員含窒素ヘテロ環を表す。)
  7. 一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.2°及び25.9°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(1a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
    Figure 0005667816
  8. 一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.6°、25.6°及び27.7°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(2a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
    Figure 0005667816
  9. 一般式(1)で表されるアゾ顔料、その互変異性体、それらの塩又は水和物において、CuKα特性X線回折におけるブラッグ角(2θ±0.2°)が7.5°、11.2°、18.6°、21.2°及び23.9°に特徴的なX線回折ピークを有する下式(3a)で表されるアゾ顔料又は互変異性体を少なくとも1種含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
    Figure 0005667816
  10. 前記Bで表されるビニルポリマーが更に、アクリル酸又はメタクリル酸の、アルキルエステルに由来する疎水性構造単位(b)を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
  11. 前記疎水性構造単位(a)がフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位及びベンジル(メタ)アクリレートに由来の構造単位より選択される少なくとも一つを総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含み、前記親水性構造単位(c)がアクリル酸及びメタクリル酸に由来の構造単位より選択される少なくとも一つをビニルポリマー全質量に対して30質量%以下含む、ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
  12. 前記疎水性構造単位(a)が、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来の構造単位を総量でビニルポリマー全質量に対して20質量%以上含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
  13. 前記Bで表されるビニルポリマーが、下記一般式(AII)であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
    Figure 0005667816

    (一般式(AII)中、aはビニルポリマー全質量に対して10質量%以上75質量%未満を表す。bはビニルポリマー全質量に対して5質量%以上50質量%未満を表す。cはビニルポリマー全質量に対して4質量%以上50質量%未満を表す。a+b+c=10
    0を表す。)
  14. 更に水性媒体を含有することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の水系顔料分散物。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の水系顔料分散物を含むことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
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