(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性媒体中に重合性界面活性剤のモノマーと顔料を含むことを特徴とする顔料の水性分散体。
【請求項２】
顔料がカーボンブラックである請求項１に記載の、顔料の水性分散体。
【請求項３】
顔料が有機顔料である請求項１に記載の、顔料の水性分散体。
【請求項４】
水性分散体中の顔料の平均粒径が１μｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の、顔料の水性分散体。
【請求項５】
重合性界面活性剤がイオン性界面活性剤である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の、顔料の水性分散体。
【請求項６】
重合性界面活性剤がアニオン性界面活性剤である請求項５に記載の、顔料の水性分散体。
【請求項７】
重合性界面活性剤がカチオン性界面活性剤である請求項５に記載の、顔料の水性分散体。
【請求項８】
粘度が５ｃＰ以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の、顔料の水性分散体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水性顔料分散体に関するものであり、インクジェット用記録液、もしくは筆記具用記録液として用いるのに特に好適な水性顔料分散体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顔料の水性分散体としては顔料と分散剤を水性媒体中で分散処理し、顔料表面に分散剤を物理的に吸着させている。しかしながらこれらの分散体は長期間もしくは高温下での保存中に分散剤が顔料表面から脱着し、顔料が凝集してしまうという問題がある。これらを改善する目的で顔料表面を化学的に改質したり（酸化処理等）、溶解性基を化学的に顔料表面に結合させたり（グラフト化等）する試みが報告されているが、いずれも導入率が低いことや、顔料表面に結合せず、媒体中に遊離している化合物が非常に多くなり、それが原因となって耐水性や保存安定性が悪化したり、粘度が上昇したりするなどの問題を生じている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は長期間及び高温下で保存した場合にも保存安定性が良好であり、耐水性の悪化や粘度上昇を引き起こさない水性顔料分散体を提供することを目的とし、なかでもこれをインクジェット記録用もしくは筆記具用の記録液として使用した場合には、普通紙に記録した場合にも記録物の耐水性が良好で、高濃度であり、印字品位もよく、この他耐光性など耐水性以外の堅牢性も良好な記録が可能であると共に、長時間保存した場合の安定性が良好であり、インクジェット記録装置のノズル等からの吐出安定性も優れた水性顔料分散インクを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は水性媒体中に重合性界面活性剤のモノマーと顔料を含むことを特徴とする顔料の水性分散体に存する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者らは顔料の水性分散体に関し種々の検討を行った結果、分散剤として重合性界面活性剤を用いた顔料水性分散体が特に優れた効果を発揮することを見いだし、本発明に至ったものである。
【０００６】
本発明の水性分散体に使用される重合性界面活性剤は界面活性能をもち、かつ重合性基を持つものであればいかなるものでも良い。すなわち分子内に親水性基と親油性基を持ち、界面活性能を有する化合物で、かつ重合性の基も有する化合物である。この重合性基としては、ラジカル重合が可能な基を持つものが好ましく、例えば炭素−炭素２重結合を持つ、ビニル基、アリル基、プロペニル基等を有するものが好ましい。具体的には、市販のもの［テラムルＳ−１８０Ａ、テラムルＳ−１８０（以上商品名、花王（株）製品）、アクアロンＲＮ−５、アクアロンＲＮ−１０、アクアロンＲＮ−２０、アクアロンＲＮ−３０、アクアロンＲＮ−５０、アクアロンＲＮ−２０２５、アクアロンＨＳ−５、アクアロンＨＳ−１０、アクアロンＨＳ−２０、アクアロンＨＳ−１０２５（以上商品名、第一工業（株）製品）、エレミノールＪＳ−２、ＲＳ−３０（以上商品名三洋化成（株）製品）、ＡｎｔｏｘＭＳ−６０（商品名、日本乳化剤（株）製品）、アデカリアソープＮＥ−５、アデカリアソープＮＥ−１０、アデカリアソープＮＥ−２０、アデカリアソープＮＥ−３０、アデカリアソープＮＥ−４０、アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ（以上商品名、旭電化（株）製品）、ブレンマーＰＥ−９０、ブレンマーＰＥ−２００、ブレンマーＰＥ−３５０、ラピゾールＡｉＳ−１１２、ラピゾールＡｉＳ−１１３（以上商品名、日本油脂（株）製品）等が上げられる］を使用しても良い。なかでもイオン性基を持つもの、特にアニオン性もしくはカチオン性の基をもつものが好ましい。
【０００７】
またその添加量は水性分散体全重量に対し通常０．１〜５重量％の範囲がよいが、０．４〜２．５重量％の範囲が好ましい。重合性界面活性剤がこの範囲よりも少ないと保存安定性の向上が見られず、逆にこの範囲よりも多いと粘度が上昇したり、水性分散体中で顔料表面に吸着していない界面活性剤が多くなる傾向にあり、該水性分散体をインクジェット用記録液として用いる場合、吐出安定性や耐水性などが損なわれる。またこれらの重合性界面活性剤は必要により２種以上を添加することや他の分散剤と併用してもよい。
【０００８】
また、本発明の水性分散体に使用されるカーボンブラック以外の顔料としては市販されている物を使用することができる。具体的には、カラーインデックスに記載されているピグメントイエロー、ピグメントレッド、ピグメントバイオレット、ピグメントブルー、ピグメントブラックなどの顔料が挙げられるが、それら以外でもフタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、アゾメチン系、縮合環系等の顔料も用いることができる。また、黄色４号、５号、２０５号、４０１号；橙色２０４号；赤色１０４号、２０１号、２０２号、２０４号、２２０号、２２６〜２２８号、４０５号；青色１号、４０４号などの有機顔料の他、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化鉄、群青、紺青、酸化クロームなどの無機顔料を用いることもできる。これら顔料は２種以上併用してもよい。
【０００９】
本発明の水性分散体に使用されるカーボンブラックとしては、市販の一般の物を使用することが出来るが、その１次粒子径が１０〜１００ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、ｐＨが３〜９の物が良いが、好ましくは１次粒子径１０〜５０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量５０〜１３０ｍｌ／１００ｇの物が特に好ましい。具体的には、三菱化学（株）製の商品＃５、＃１０、＃３０、＃３３、＃４０、＃４２、＃４５、＃４８、＃５２、＃９５、＃２６０、＃２６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２３０、ＭＡ６００等が挙げられる。またこれらのカーボンブラックを化学的に処理した物（オゾン酸化処理、フッ素化処理等）や、分散剤、界面活性剤などを物理的または化学的に結合させた物（グラフトカーボン、分散剤を分散前にあらかじめ吸着させたカーボンブラック等）等を使用しても良い。またこれらカーボンブラック等の顔料は２種以上併用して用いてもよい。本発明に好ましく使用される代表的なカーボンブラックの物性値については後記第１表に示す。
【００１０】
本発明の水性分散体に用いられる水性媒体は水を主体とするが、水に水溶性有機溶剤を添加して用いるのが好ましい。水溶性有機溶剤としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、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（＃２００，＃４００）、グリセリン、上記グリコール類のアルキルエーテル類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリノン、チオジグリコール、２−ピロリドン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
【００１１】
本発明の水性分散体には上記の成分の他に、表面張力調整剤、水溶性樹脂、防黴剤、殺菌剤、ｐＨ調整剤、尿素等を必要に応じて添加しても良い。
本発明の水性分散体の調製方法としては上記の各成分を混合し、分散機を用いて顔料を微粒子に摩砕、分散処理することにより行われる。分散機としてはボールミル，ロールミル、サンドグラインドミル等が用いられるが、特にサンドグラインドミルが好ましい。摩砕、分散処理の後濾過機あるいは遠心分離機を用いて粗大粒子を除去する。分散体中の顔料の粒径は１μｍ以下で分散されているようにすることが望ましい。顔料、重合性界面活性剤、水以外の成分は摩砕、分散処理後に添加しても良い。また、摩砕、分散処理は顔料濃度を約５〜３０重量％の高濃度で行うことにより効率的に実施できるので、このような高濃度で調製した処理液を、水性媒体で希釈して目的の水性分散体の濃度（例えば以下のような顔料濃度）に調整することが好ましい。
【００１２】
顔料は水性分散体に対し１〜１０重量％の範囲で用いられるが、３〜８重量％が好ましい。水性分散体中の水溶性有機溶剤の使用量は５〜３０重量％の範囲であるが１０〜２０重量％が好ましい。
これらの顔料、該重合性界面活性剤及び有機溶剤は１種類の物を単独で用いても良いが、場合により２種以上の物を併用しても良い。
本発明では、重合性界面活性剤を使用するが、上記から明らかなように、重合を行わせるような処理は、特別には行わない。従って該重合性界面活性剤は重合せず、モノマーのまま存在していると思われる。これを重合させると、重合度の厳密な制御が容易でないため、記録液としての粘度が高くなりすぎ、実用的でない。
【００１３】
【実施例】
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。尚以下の実施例で使用した重合性界面活性剤の構造式を後記第３表に示す。
実施例１
（記録液の調製）
【００１４】
【表１】
0003757461.tif 000002
【００１５】
上記の各成分をステンレス製の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のガラスビーズ１５２部と共にサンドグラインダーを用いて４０時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水１２７部で希釈、攪拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過して顔料（カーボンブラック）の水性分散体とした。
【００１６】
（印字試験）
上記実施例に記された方法で得られた水性分散体を用いて、インクジェットプリンター（ヒューレット・パッカード社製品、商品名ＤｅｓｋＷｒｉｔｅｒＣ）で電子写真用紙（商品名Ｘｅｒｏｘ  ４０２４紙、Ｘｅｒｏｘ製品）にインクジェット記録を行った結果、目詰まりなど無く安定でかつ良好な吐出性を示し、印字品位の良好な印字物が得られた。
【００１７】
（印字濃度評価）
上記の印字試験で得た印字物の濃度をマクベス反射濃度計（ＲＤ９１４）を用いて測定した。評価結果は下記第２表に示した。
【００１８】
（耐水性試験）
印字試験で得た印字物をビーカーに取った水道水に５秒間浸漬した。この後印字物を乾燥し、字汚れの有無を目視評価した。結果は以下のように分類し、下記第２表に示した。
○…字汚れほとんどなし
△…かすかに字汚れあるが実用上問題なし
×…字汚れが目立つ
【００１９】
（耐水性試験）
印字物をキセノンフェードメーター（スガ試験機（株）製造）を用いて１００時間照射した後の変退色を目視評価した。結果は以下のように分類し、下記第２表に示した。
○…良好
△…変退色あるが実用上問題なし
×…変退色が目立つ
【００２０】
（記録液の保存安定試験）
記録液をテフロン（登録商標）容器に密閉し、７０℃で１カ月間保存した後、分散体中のゲル状物や沈澱物の有無を目視評価した。結果は以下のように分類し、下記第２表に示した。
○…ゲル状物や沈澱物ほとんどなし
△…かすかにゲル状物や沈澱物がみられるが実用上問題なし
×…ゲル状物や沈澱物が多い
実施例２
（記録液の調製）
【００２１】
【表２】
0003757461.tif 000003
【００２２】
上記の各成分をステンレス製の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のガラスビーズ１５２部と共にサンドグラインダーを用いて４０時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水１２７部で希釈、攪拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過して顔料（カーボンブラック）の水性分散体とした。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果は下記第２表に示した。
実施例３
（記録液の調製）
【００２３】
【表３】
0003757461.tif 000004
【００２４】
上記の各成分をステンレス製の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のガラスビーズ１５２部と共にサンドグラインダーを用いて４０時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水１２７部で希釈、攪拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過して顔料（カーボンブラック）の水性分散体とした。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果は下記第２表に示した。
実施例４
（記録液の調製）
【００２５】
【表４】
0003757461.tif 000005
【００２６】
上記の各成分をステンレス製の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のガラスビーズ１５２部と共にサンドグラインダーを用いて４０時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水１２７部で希釈、攪拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過して得られた液を顔料の水性分散体とした。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果は下記第２表に示した。
実施例５
（記録液の調製）
【００２７】
【表５】
0003757461.tif 000006
【００２８】
上記の各成分をステンレス製の容器に取り、平均０．５ｍｍ径のガラスビーズ１５２部と共にサンドグラインダーを用いて４０時間粉砕処理を行った。得られた液をイオン交換水１２７部で希釈、攪拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて加圧濾過して得られた液を顔料の水性分散体とした。
印字試験、耐水性試験、耐光性試験、保存安定性試験、及びその評価は実施例１と同様の方法で行った。評価結果は下記第２表に示した。
【００２９】
【表６】
0003757461.tif 000007
【００３０】
【表７】
0003757461.tif 000008
【００３１】
【表８】
0003757461.tif 000009
【００３２】
【表９】
0003757461.tif 000010
【００３３】
【発明の効果】
本発明の顔料の水性分散体は、長期間や高温下で保存した場合にも安定性が良好であり、耐水性の悪化や粘度上昇を引き起こさない。なかでもインクジェット記録用もしくは筆記具用の記録液として使用した場合には、普通紙に記録した場合にも記録物の耐水性が良好で、高濃度であり、印字品位もよく、かつ耐光性など耐水性以外の堅牢性も良好であると共に、記録液として長時間保存した場合の安定性が良好であり、インクジェット記録用ノズル等からの吐出安定性も良好である。本発明は上記の特性を有するのでインクジェット用及び筆記具用の記録液としての用途に止まらず、他の用途の記録液として使用することも出来る。