(57)【要約】【課題】短時間で分散可能な顔料分散方法、該顔料分散方法で分散された顔料分散体、及び該顔料分散体を用い高温保存性に優れたインクジェット用インクを提供すること。【解決手段】円筒状ベッセル（４）と、その中に配置された筒状ロータ（１５）と、該筒状ロータ（１５）に配置された回転ディスク（５）と、該筒状ロータ（１５）の胴内に胴内周面と一定間隙を有して配置され表面に多数の小孔が設けられた筒状の粉砕媒体分離機構（６）を有する３重構造の分散機を用いたインクジェットインク用顔料の分散方法であって、該各回転ディスク（５）は、その外周の複数領域に、半径方向外側に突出した形状の羽根（５ａ）を有し、前記ディスク（５）の形状としてベッセル（４）内径に対するディスク（５）外径の比が０．９１以上０．９５以下であり、かつベッセル内径に対するディスクの前記羽根の高さの比が０．１１以上０．１５以下である分散機を用いることを特徴とするインクジェットインク用顔料分散方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ベッセル（４）と、その中に配置された筒状ロータ（１５）と、該筒状ロータ（１５）に配置された回転ディスク（５）と、該筒状ロータ（１５）の胴内に胴内周面と一定間隙を有して配置され表面に多数の小孔が設けられた筒状の粉砕媒体分離機構（６）を有する３重構造の分散機を用いたインクジェットインク用顔料の分散方法であって、該各回転ディスク（５）は、その外周の複数領域に、半径方向外側に突出した形状の羽根（５ａ）を有し、前記ディスク（５）の形状としてベッセル（４）内径に対するディスク（５）外径の比が０．９１以上０．９５以下であり、かつベッセル内径に対するディスクの前記羽根の高さの比が０．１１以上０．１５以下である分散機を用いることを特徴とするインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項２】
ラボ用バッチ式分散機での分散時間が６０分以上３００分以下である分散体を分散することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項３】
粘度３０ｍＰａ・ｓ以下の分散体を循環させながら分散することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項４】
顔料がＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項５】
分散剤が界面活性剤系分散剤であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項６】
ベッセル容積（Ｌ）に対する循環流量（Ｌ／ｍｉｎ）を０．５以上５以下の条件で運転することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項７】
ディスクの周速が８ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法で製造されたことを特徴とするインクジェットインク用顔料分散体。
【請求項９】
Ｄ５０が１００ｎｍ以下、かつＤ９０が２５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットインク用顔料分散体。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のインクジェットインク用顔料分散体を用いたことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項１１】
請求項８又は９に記載のインクジェットインク用顔料分散体とインク原材料を混合攪拌することを特徴とするインクジェット用インクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温保存性が良好なインクジェットインク用の高効率な顔料分散方法、顔料分散体、及び該顔料分散体を用いたインクジェット用インク等に関するものであり、印刷インキ等の顔料分散、機能性材料の分散に応用される。
【背景技術】
【０００２】
顔料系インクジェット用インクは、通常、顔料と分散剤、水等を混合し、媒体ミル等の分散機で分散して顔料分散体を製造後、該顔料分散体と水、水溶性有機溶剤、界面活性剤等を混合して製造されている。顔料インクは従来の染料インクと比較して高温保存時に顔料凝集による粒径増大や粘度上昇が起こりやすい傾向があり、このようなインクを用いるとプリンタのノズル詰まりを生じる危険性がある。また顔料インクは染料インクと比較して製造時に顔料分散工程が必要であり、顔料分散工程では通常長い時間がかかるため製造コストが高くなる傾向がある。
【０００３】
上記課題を解決する手段として、特許文献１（特開２００６−１６４４４号公報）には、中和されたアニオン性基を有する有機高分子化合物で顔料が被覆されてなるインクジェットプリンター用水性記録液の製造方法であって、分散装置として、円筒形粉砕部内のロータとセパレータを有する分散媒体攪拌型分散装置を用い、当該分散装置内における分散メディア効率が、顔料１ｋｇにつき、０．１〜１．２ｋｗｈ／ｋｇとなる様に懸濁液を供給して、顔料を微分散して顔料分散液とすることを特徴とするインクジェットプリンター用水性記録液の製造方法が開示されているが、顔料の種類によっては上記製造方法ではインクの高温保存性の確保が困難である。特に黄色顔料であるピグメントイエロー７４では高温保存時に粒径が大きくなりやすい傾向がある。また分散時間の短縮に関しては何ら考慮されていない。
【０００４】
一方、特許文献２（特開２００４−１４９６３２号公報）には、顔料分散液が少なくとも顔料と分散剤、水からなるインクジェット用顔料分散液の製造方法であって、顔料粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が１００ｎｍ以下で、該顔料粒子の粒度分布における粒子径標準偏差が平均粒子径（Ｄ５０）より小さく、該顔料分散液の製造をメディアミルを用いて分散する際、分散時の液流量を３００ｍｌ／分以上とすることを特徴とするインクジェット用顔料分散液の製造方法が開示されているが、顔料の種類によっては顔料の粒子径と分散時の液流量の制御だけではインクの高温保存性を確保することが困難である。さらに分散時間の短縮に関しては何ら考慮されていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６４４４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、短時間で分散可能な顔料分散方法、該顔料分散方法で分散された顔料分散体、及び該顔料分散体を用い高温保存性に優れたインクジェット用インクを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、分散機に用いるディスクの形状を最適化することでインクの高温保存性と顔料分散効率を高度に両立できることを初めて見出し本発明に至った。
【０００８】
すなわち、上記課題は、以下の本発明により解決される。
（１）「円筒状ベッセル（４）と、その中に配置された筒状ロータ（１５）と、該筒状ロータ（１５）に配置された回転ディスク（５）と、該筒状ロータ（１５）の胴内に胴内周面と一定間隙を有して配置され表面に多数の小孔が設けられた筒状の粉砕媒体分離機構（６）を有する３重構造の分散機を用いたインクジェットインク用顔料の分散方法であって、該各回転ディスク（５）は、その外周の複数領域に、半径方向外側に突出した形状の羽根（５ａ）を有し、前記ディスク（５）の形状としてベッセル（４）内径に対するディスク（５）外径の比が０．９１以上０．９５以下であり、かつベッセル内径に対するディスクの前記羽根の高さの比が０．１１以上０．１５以下である分散機を用いることを特徴とするインクジェットインク用顔料分散方法」、
（２）「ラボ用バッチ式分散機での分散時間が６０分以上３００分以下である分散体を分散することを特徴とする前記第（１）項に記載のインクジェットインク用顔料分散方法」、
（３）「粘度３０ｍＰａ・ｓ以下の分散体を循環させながら分散することを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載のインクジェットインク用顔料分散方法」、
（４）「顔料がＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の顔料分散方法」、
（５）「分散剤が界面活性剤系分散剤であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法」、
（６）「ベッセル容積（Ｌ）に対する循環流量（Ｌ／ｍｉｎ）を０．５以上５以下の条件で運転することを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法」、
（７）「ディスクの周速が８ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載のインクジェットインク用顔料分散方法」、
（８）「前記第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載の顔料分散方法で製造されたことを特徴とするインクジェットインク用顔料分散体」、
（９）「Ｄ５０が１００ｎｍ以下、かつＤ９０が２５０ｎｍ以下であることを特徴とする前記第（８）項に記載のインクジェットインク用顔料分散体」、
（１０）「前記第（８）項又は第（９）項に記載のインクジェットインク用顔料分散体を用いたことを特徴とするインクジェット用インク」、
（１１）「前記第（８）項又は第（９）項に記載のインクジェットインク用顔料分散体とインク原材料を混合攪拌することを特徴とするインクジェット用インクの製造方法」。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインクジェットインク用顔料分散方法では、短時間で顔料の分散が可能であり、該インクジェットインク用顔料分散体を用いたインクジェット用インクは高温保存性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、円筒状ベッセル（４）と、その中に配置された筒状ロータ（１５）と、該筒状ロータ（１５）に配置された回転ディスク（５）と、該筒状ロータ（１５）の胴内に胴内周面と一定間隙を有して配置され表面に多数の小孔が設けられた筒状の粉砕媒体分離機構（６）を有する３重構造の分散機を用いたインクジェットインク用顔料の分散方法であって、該各回転ディスク（５）は、その外周の複数領域に、半径方向外側に突出した形状の羽根（５ａ）を有し、前記ディスク（５）の形状としてベッセル（４）内径に対するディスク（５）外径の比が０．９１以上０．９５以下であり、かつベッセル内径に対するディスクの前記羽根の高さの比が０．１１以上０．１５以下である分散機を用いることを特徴とするインクジェットインク用顔料分散方法である。
【００１１】
本発明における分散装置としては図１に示されるようなプレミックスタンク（１）と分散機（３）、ポンプ（７）を有する循環式分散装置が挙げられる。
プレミックスタンク（１）には攪拌羽根（２）のような攪拌手段を備え付けていても良い。
また分散機（３）は、円筒状ベッセル（４）、その中に配置された筒状ロータ（１５）、筒状ロータ（１５）に複数配置された回転ディスク（５）、筒状ロータ（１５）の胴内周面と一定間隙（１１）を有して配置され表面に多数の小孔が設けられた筒状のギャップセパレータ等の粉砕媒体分離機構（６）を有しており、ベッセル（４）内に、粉砕媒体としてのセラミックビーズ（ジルコニアビーズ、アルミナビーズ等）、ガラスビーズ、スチールビーズ、樹脂ビーズ等の粉砕媒体（図示せず）が導入されている。円筒状ベッセル（４）と筒状ロータ（１５）との間には環状の間隙（１２）が設けられており、セラミックビーズ等の粉砕媒体は、ベッセル（４）内壁とその中に配置された筒状ロータ（１５）の外面との間の間隙（１２）、及び、筒状ロータ（１５）内側と粉砕媒体分離機構（６）外面との間の間隙（１１）両方に存在している。したがって、筒状ロータ（１５）には、そのための細孔または溝、例えば螺旋状の溝が設けられている。粉砕媒体分離機構（６）は、小孔が設けられているが、これ以外にもスリットであってもよい（図中の符号（Ａ）部分）。回転ディスク（５）は、この例では、平板で、図１の右図に示されるように、内部域に孔が開いており、材質は、セラミックス（ジルコニア等）、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、金属（耐磨耗鋼等）等がある。また、回転ディスク（５）は、ベッセル（４）の軸方向に直交する断面方向に沿って配置されているが、この例では、筒状ロータ（１５）の外面に挿入されている。
円筒状ベッセル（４）の一部（この図の装置例では上端部）に被分散物導入部（１３）が設けられ、粉砕媒体分離機構（６）の一部（この装置例では、被分散物導入部の反対側の粉砕媒体分離機構（６）の一端面）には処理済みの被分散物排出部（１４）が設けられている。
回転ディスク（５）は、相互に間隔を置いて筒状ロータ（１５）に複数設けられ、各回転ディスク（５）は、その外周の複数領域(この図では４箇所)に外側方向（ベッセル（４）の内壁方向）に突出した形状の羽根（５ａ）を有する。
【００１２】
分散機の運転に先立って、分散剤水溶液をプレミックスタンク（１）に投入後、顔料を投入し、必要に応じてホモミキサー、超音波ホモジナイザー等（図示せず）で分散体のプレ分散を行なう。なお、固体、あるいはペースト状の分散剤と水等をプレミックスタンク（１）に入れ、攪拌羽根（２）で攪拌して溶解して分散剤水溶液を製造しても良い。その後必要に応じて攪拌羽根（２）を運転しながら分散機（３）にポンプ（７）で顔料と分散剤水溶液の混合物（＝分散体）を導入、分散体を循環させながら分散機を運転して顔料の分散を行なう。分散体は分離機構（６）を通り抜けて分散機から排出されプレミックスタンク（１）に戻り、粉砕媒体は分散機（３）内に残留する。
【００１３】
分散機のディスク形状としては、図２に示される「ベッセル内径に対するディスク外径の比」と「ベッセル内径に対するディスクの羽根の高さの比」の両者を特定範囲となるような構成とすることにより、分散機内の粉砕媒体のずり速度を大きく保ち、かつ粉砕媒体のずり速度のばらつきを極限まで減らすことができ、分散時間の短縮化と過分散による顔料の一次粒子の破砕防止、インク高温保存性の両立を高度に達成できる。なお、このような高品質な分散は単純な分散条件の最適化（ディスク周速、循環流量、粉砕媒体充填率等）でも達成可能であるが、分散時間の短縮と両立することは不可能である。
【００１４】
ベッセル内径に対するディスク外径の比としては０．９１以上０．９５以下が好ましい。０．９１未満では粉砕媒体の動きが不十分であるため分散効率が低下し、０．９５を超えると分散機内での粉砕媒体のずり速度のばらつきが大きくなり分散体の保存安定性が低下する傾向がある。
【００１５】
ベッセル内径に対するディスクの羽根の高さの比は０．１１以上０．１５以下が好ましい。０．１１未満では粉砕媒体の動きが不十分であるため分散効率が低下し、０．１５を超えるとディスク中心部の粉砕媒体の動きが遅くなるためやはり分散効率が低下する傾向がある。
【００１６】
本発明における分散方法はラボ用バッチ式分散機での分散時間が６０分以上３００分以下である分散体に適用することが好ましいが、分散時間が６０分未満、あるいは３００分より長くかかる分散体でも適用可能である。ラボ用バッチ式分散機での分散時間が６０分以上３００分以下、すなわち分散性が悪い顔料を用いても本分散方法では効率良く分散が可能である。分散時間が６０分未満の顔料では本分散方法では過分散によるインクの高温保存安定性低下が生じやすい傾向があり、３００分を超える顔料では本分散方法を以ってしても顔料の分散が困難である傾向がある。
この「ラボ用バッチ式分散機」は、図１に示されるタイプの分散機とは別のタイプのもので、図３に示されるように、バッチ式のため、プレミックスタンクやポンプ等はない。顔料分散体（プレ分散済み）や粉砕媒体はベッセル上部から入れ、分散終了後に下部から取り出す（図３には投入口、排出口は図示していない）。
なお、ラボ用バッチ式分散機での分散時間としてはシンマル社製ダイノーミルＭＵＬＴＩ  ＬＡＢ（０．３Ｌガラスコンテナ使用）で０．３ｍｍφジルコニアビーズを充填率８５％で充填し、ディスクの周速１０ｍ／ｓで運転した際に顔料が所定の粒径まで小さくなるのに要する分散時間のことである。
【００１７】
本分散方法に適用する顔料分散体の粘度としては３０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、２０ｍＰａ・ｓ以下が特に好ましい。粘度が３０ｍＰａ・ｓを超えると循環分散を行なう際に粉砕媒体分離機構での圧損が大きくなるため流量を確保することが困難となり、分散体の温度上昇によるインク高温保存性低下、あるいは粉砕媒体分離機構詰まりの原因となる。
なお、本発明における粘度は、東機産業株式会社製粘度計ＲＥ８０Ｌでロータ１゜３４×Ｒ２４を用い、温度２５℃、回転数２０ｒｐｍで測定した値のことである。
【００１８】
本発明で用いられる顔料としては、有機顔料としてアゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、ローダミンＢレーキ顔料等が挙げられ、無機顔料としてカーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉が挙げられる。
【００１９】
より具体的には、ブラック顔料として、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、又は銅酸化物、鉄酸化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、若しくは酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料を挙げることができる。
【００２０】
イエロー顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ）、２、３、１２（ジスアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１６、１７、２０、２３、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７３、７４、７５、８１、８３（ジスアゾイエローＨＲ）、８６、９３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１４、１１７、１２０、１２５、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８５等が挙げられる。
【００２１】
マゼンタ顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、７、９、１２、１７、２２（ブリリアントファーストスカーレット）、２３、３１、３８、４８：１（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ））、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ））、４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ）、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８３、８８、９２、９７、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（ジメチルキナクリドン）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７５、１７６、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１９０、１９２、１９３、２０２、２０９、２１５、２１６、２１７、２１９、２２０、２２３、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２５４、２５５、２７２等が挙げられる。
【００２２】
シアン顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５（銅フタロシアニンブルーＲ）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルーＧ）、１５：４、１５：６（フタロシアニンブルーＥ）、１６、１７：１、２２、５６、６０、６３、６４、バットブルー４、バットブルー６０等が挙げられる。
【００２３】
また中間色としてはレッド、グリーン、ブルー用としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、１９４、２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３、１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６等が挙げられる。
【００２４】
上記の顔料のうち、本発明では特にＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４に適用することが好ましい。ピグメントイエロー７４では分散が不十分だと高温保存時に粒径が大きくなる傾向があり、従来の分散機では高温保存性を確保するためには分散に極端に時間をかける必要があるが、本分散方法では分散時間の大幅な短縮が可能である。
【００２５】
本発明の顔料分散体では顔料を分散するのに用いるノニオン系またはアニオン系の活性剤系分散剤、高分子分散剤等を適宜使用可能である。ノニオン系界面活性剤としては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ミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオクチ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等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンαナフチルエーテル、ポリオキシエチレンβナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等が挙げられる。また、上記の界面活性剤のポリオキシエチレンの一部をポリオキシプロピレンに置き換えた界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の芳香環を有する化合物をホルマリン等で縮合させた界面活性剤も使用できる。
【００２６】
ノニオン系界面活性剤のＨＬＢは１２以上１９．５以下のものが好ましく、１３以上１９以下のものがより好ましい。ＨＬＢが１２未満だと界面活性剤の分散媒へのなじみが悪いため分散安定性が悪化する傾向があり、ＨＬＢが１９．５を超えると界面活性剤が顔料に吸着しにくくなるためやはり分散安定性が悪化する傾向がある。
【００２７】
アニオン系界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルカルボン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラニンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、スルホコハク酸アルキル二塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二塩、アルキルスルホ酢酸塩、α―オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸塩、アシル化ペプチド、石鹸等が挙げられるが、これらのうち、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルの硫酸塩もしくはリン酸塩が特に好ましい。
【００２８】
高分子分散剤としては水性高分子として、天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子、半合成系ではメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ブロピレングリコールエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００２９】
本発明の顔料分散方法では分散剤として界面活性剤系分散剤を用いることが特に好ましい。界面活性剤系分散剤を用いた分散体は顔料の微粒化に有利であるため、特にピグメントイエロー７４を用いたインクの高温安定性の確保に有利であり、分散速度も速い傾向がある。
【００３０】
分散剤の添加量は顔料の１０重量％以上５０重量％以下が好ましい。分散剤の添加量が顔料の１０重量％未満では顔料分散体及びインクの保存安定性が低下するか、分散に極端に時間がかかってしまい、５０重量％を超えるとインクの粘度が高くなりすぎてしまうため吐出安定性が低下する傾向がある。
【００３１】
本分散方法ではベッセル容量（Ｌ）に対する循環流量（Ｌ／ｍｉｎ）を０．５以上５以下の条件で運転することが好ましく、１以上３以下が特に好ましい。０．５未満ではベッセル内の温度が高くなりすぎるため顔料凝集や装置破損が生じやすい傾向があり、５を超えると流量が速すぎるため粉砕媒体分離機構が詰まりやすく、ベッセル内の圧力が上昇しやすい傾向がある。
【００３２】
またディスク周速としては８ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下が好ましく、１０ｍ／ｓ以上１５ｍ／ｓ以下が特に好ましい。８ｍ／ｓ未満では顔料の分散に時間がかかるのみならず粗大粒子が残りやすいため粒度分布がブロードになる傾向があり、２０ｍ／ｓを超えるとベッセル内の温度が高くなりすぎるため顔料が凝集しやすく、分散機の破損の懸念も高まる。
【００３３】
本発明の顔料分散体では顔料の粒径はインクの特性を考慮して適宜設定できるが、Ｄ５０が１００ｎｍ以下、かつＤ９０が２５０ｎｍ以下が好ましい。Ｄ５０が１００ｎｍを超えるか、Ｄ９０が２５０ｎｍを超えると顔料粒径が大きすぎるためインクの保存安定性が低下する傾向がある。
なお、本発明におけるＤ５０あるいはＤ９０は、日機装社製マイクロトラックＵＰＡ−１５０を用い、測定サンプル中の顔料濃度（重量濃度）が０．０１％になるように純水で希釈したサンプルを用い、粒子屈折率１．５１、粒子密度１．４ｇ／ｃｍ３、溶媒パラメーターは純水のパラメーターを用い、２３℃で測定した粒径Ｄ５０、あるいはＤ９０のことである。
【００３４】
本発明のインクジェット用インクは、上記の顔料分散体とインク用の原材料を攪拌混合、必要に応じて加熱処理、遠心処理、イオン交換処理、濾過等を行なって製造することができる。
【００３５】
本発明のインクジェット用インクには紙への浸透性を向上させ、インクに速乾性を付与するためにノニオン系、またはアニオン系の界面活性剤を含有することが可能である。
ノニオン系またはアニオン系の界面活性剤としては、前記顔料の分散に用いるノニオン系またはアニオン系の活性剤系の他にポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
【００３６】
上記界面活性剤の添加量は０．０５重量％以上１０重量％以下が好ましく、０．１重量％以上５重量％以下がさらに好ましい。０．０５重量％未満では十分な浸透性が得られないため２色重ね部での境界にじみが発生し、１０重量％を超えると化合物自体が低温で析出することがあり信頼性が悪くなる。
【００３７】
本発明においては１種類以上の樹脂エマルジョンを含有することが可能である。樹脂エマルジョンとしてはアクリル酸（又はメタクリル酸）あるいはその誘導体（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタアクリル酸、又はメタアクリル酸メチル等）の重合体若しくは共重合体であるアクリル酸系ポリマー、スチレン−アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂、あるいはスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−ビニルアセテート（ＥＶＡ）、若しくはアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴム系ポリマー、でんぷん、変性でんぷん、ゼラチン、カゼイン、若しくは大豆蛋白などの天然高分子化合物、あるいはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、若しくはヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）等のセルロース変性ポリマー、あるいはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、変性ＰＶＡ、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、ポリアセタール樹脂、グアーガム、ポリエステル、ポリビニルピロリドン、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体等を挙げることができる。これらのうち、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂が定着性、画質、保存安定性の観点から特に好ましい。
【００３８】
インクのｐＨとしては５以上１２以下が好ましく、６以上１１以下がより好ましく、７以上１０以下がさらに好ましい。ｐＨが５未満、あるいは１２を超えるとインクの保存時に凝集・増粘が生じやすくなる傾向がある。なお、本発明におけるｐＨは東亜電波社製ｐＨメーターＨＭ−５０Ｖで２５℃の条件で測定した値である。
【００３９】
本発明のインクは主に水を液媒体として使用するものであるが、インクを所望の物性にするため、インクの乾燥を防止するために、また、本発明のインクに添加する化合物の溶解安定性を向上するため等の目的で下記の水溶性有機溶剤を使用することができる。
【００４０】
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、２−ブタノール、イソブチルアルコール等のアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、２−メチルー１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール、上記多価アルコールと上記アルコールを脱水縮合して得られるモノエーテル誘導体及びジエーテル誘導体、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールフェニルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチルー２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、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、トリイソプロパノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ―ブチロラクトン類である。これらの溶剤は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。
【００４１】
これらの中で特に好ましいものはジエチレングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコール２００〜６００、トリエチレングリコール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１、２、４−ブタントリオール、ペトリオール、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、２−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン，Ｎ−ヒドロキシエチルピロリドン、２−ピロリドン、１、３ジメチルイミダゾリジノンであり、これらを用いることにより本発明のインクに添加する化合物の高い溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。
【００４２】
水溶性有機溶剤の添加量としては１０％以上５０％以下が好ましい。水溶性有機溶剤が１０％未満だと乾燥後の粘度が高くなり、５０％を越えるとインクの粘度が高くなるばかりでなく、印字した際に文字品質が低下する傾向にある。
【００４３】
また、本発明のインクに添加する界面活性剤以外で表面張力を調整する目的で添加される浸透剤としてはジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、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、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール等のジオール類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、エタノール、２−プロパノール等の低級アルコール類が挙げられるが、特に好ましいのは多価アルコールアルキルエーテルとしてジエチレングリコールモノブチルエーテル、炭素数６以上のジオールとして２−エチル−１，３ヘキサンジオール及び２，２，４−トリメチル１，３ペンタンジオールである。ジオール類は水不溶性色材の凝集が発生しにくいということで好適である。
添加量はその種類や所望の物性にもよるが、０．１重量％以上２０重量％以下、好ましくは０．５重量％以上１０重量％以下の範囲で添加される。０．１重量％未満では浸透性が不充分であり、２０重量％を越えると粒子化特性に悪影響を及ぼす。またこれらの添加によりインクジェットヘッド部材や記録器具への濡れ性も改善され、充填性が向上し気泡による記録不良が発生しにくくなる。
【００４４】
本発明のインクジェット用インクには、上記の材料のほかに従来より知られている添加剤を加えることができる。
例えば、防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、イソチアゾリン等が本発明に使用できる。
その他キレート試薬としては、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等がある。
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イウムニトライト、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、ベンゾトリアゾール等がある。
その他、目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤、消泡剤、ｐＨ緩衝剤等を添加することも可能である。
また必要に応じ染料の併用も可能である。好ましい染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料に分類される染料で耐水、耐光性が優れたものが用いられる。
【００４５】
本発明におけるインクの製造方法は、色材、水溶性有機溶剤、界面活性剤、水等のインク原材料をタンクに投入後均一になるまで混合攪拌を行ない、インクを製造する。この後ろ過装置にインクを圧送しろ過を行なっても良い。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されないものである。なお実施例中の部数は重量部を表わすものである。
＜実施例１＞
分散機の概略構成図を図１に示す。分散機としてアシザワ・ファインテック社製スターミルＬＭＺ４（ベッセル内径１８０ｍｍφ）を用い、外径１６８ｍｍφ、羽根高さ２４ｍｍのディスクを装着（ベッセル内径に対するディスク外径の比＝０．９３、ベッセル内径に対するディスクの羽根の高さの比＝０．１３）、ベッセル内部に直径０．３ｍｍφのジルコニアビーズを充填率８５％で投入した。ベッセル容量は３．９Ｌであった。
次いでプレミックスタンクに純水４２０００部、界面活性剤系分散剤（ポリオキシエチレン（ｎ＝４０）βナフチルエーテル）６０００部を入れ、攪拌羽根で攪拌、溶解後に顔料（ピグメントイエロー７４）１２０００部を投入後、攪拌羽根でプレミックスを行なった。その後ポンプを稼動して液流量５Ｌ／ｍｉｎで循環（ベッセル容積（Ｌ）に対する循環流量（Ｌ／ｍｉｎ）＝１．３）し、分散機をディスクの周速１２ｍ／ｓで２０時間稼動して顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は６．５ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は１３．５ｎｍ、Ｄ９０は３５．９ｎｍであった。
なお、本分散体のラボ用バッチ式分散機での分散時間は１２０分であった。
【００４７】
＜実施例２＞
実施例１において、外径１６４ｍｍφ、羽根高さ２０ｍｍのディスクを装着（ベッセル内径に対するディスク外径の比＝０．９１、ベッセル内径に対するディスクの羽根の高さの比＝０．１１）した以外は実施例１と同様にして顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は６．４ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は１３．９ｎｍ、Ｄ９０は４３．６ｎｍであった。
【００４８】
＜実施例３＞
分散体の処方を純水４１９４０部、界面活性剤系分散剤（ポリオキシエチレン（ｎ＝４０）βナフチルエーテル）６０００部、界面活性剤（ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物）６０部、顔料（ピグメントレッドブルー１５：３）１２０００部に変更し、分散時間を６時間に変更した以外は実施例１と同様にして顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は６．０ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は７３．８ｎｍ、Ｄ９０は２０９．４ｎｍであった。
なお、本分散体のラボ用バッチ式分散機での分散時間は８分であった。
【００４９】
＜実施例４＞
実施例１において、循環流量を７Ｌ／ｍｉｎに変更（ベッセル容積（Ｌ）に対する循環流量（Ｌ／ｍｉｎ）＝１．８）した以外は実施例１と同様にして顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は６．３ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は１２．０ｎｍ、Ｄ９０は２７．７ｎｍであった。
【００５０】
＜実施例５＞
実施例１において、ディスクの周速を１０ｍ／ｓに変更した以外は実施例１と同様にして顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は６．２ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は１４．５ｎｍ、Ｄ９０は５６．９ｎｍであった。
【００５１】
＜比較例１＞
実施例１において、外径１６０ｍｍφ、羽根高さ２４ｍｍのディスクを装着（ベッセル内径に対するディスク外径の比＝０．８９、ベッセル内径に対するディスクの羽根の高さの比＝０．１３）を用いた以外は実施例１と同様にして顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は６．４ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は２９．９ｎｍ、Ｄ９０は１２４．５ｎｍであり、実施例１より分散効率が悪かった。
【００５２】
＜比較例２＞
実施例１において、外径１６０ｍｍφ、羽根高さ１２ｍｍのディスクを装着（ベッセル内径に対するディスク外径の比＝０．８９、ベッセル内径に対するディスクの羽根の高さの比＝０．０７）を用いた以外は実施例１と同様にして顔料の分散を行なった。
分散後の液粘度は３．９ｍＰａ・ｓ、顔料のＤ５０は５３．０ｎｍ、Ｄ９０は１６６．３ｎｍであり、実施例１より分散効率が悪かった。
【００５３】
次いで、実施例１〜５、比較例１、２の顔料分散体を用い、下記表１に示す処方でインクを調合した。その後インクの５０℃、２週間の保存前後の粒径を確認した結果を表２に示す。
【００５４】
【表１】
2008069304.tif 000003
【００５５】
【表２】
2008069304.tif 000004
【００５６】
実施例１〜５の分散体を用いたインクは５０℃、２週間の保存でも平均粒径の増大が小さいのに対し、比較例１、２の分散体を用いたインクでは保存性試験で平均粒径が大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明で用いる分散機の概略構成図である。
【図２】分散機のディスク形状を説明するための図である。
【図３】ラボ用バッチ式分散機を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  プレミックスタンク
２  攪拌羽根
３  分散機
４  ベッセル
５  ディスク
５ａ  羽根
６  粉砕媒体分離機構
７  ポンプ
８  ベッセル内径
９  ディスク外径
１０  ディスク羽根の高さ
１１  間隙
１２  間隙
１３  被分散物導入部
１４  被分散物排出部
１５  筒状ロータ
Ａ  小孔
【図１】
2008069304.tif 000005
【図２】
2008069304.tif 000006
【図３】
2008069304.tif 000007