JP2003286433A

JP2003286433A - 水性顔料分散組成物およびインクジェット用水性インク

Info

Publication number: JP2003286433A
Application number: JP2002091268A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Itotani; 一男糸谷
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】保存安定性に優れた水性顔料分散組成物を提
供し、さらには耐水性および耐光性に優れ、高解像度、
かつ高濃度の均一な画像が得られ、吐出安定性および保
存安定性に優れたインクジェット用水性インクを提供す
ること。【解決手段】顔料、側鎖に側鎖に第３級炭素原子また
は第四級炭素原子を含み、該炭素原子から三方向に分岐
したアルキル基を有する水溶性または自己水分散性重合
体、および水を含有する水性顔料分散組成物を提供し、
さらには、該水性顔料分散組成物を含有するインクジェ
ット用水性インクを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保存安定性に優れ
た水性顔料分散組成物、ならびに耐水性および耐光性に
優れ、高解像度、かつ高濃度の均一な画像が得られ、吐
出安定性および保存安定性に優れたインクジェット用水
性インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題に対する意識が高まると
ともに有機溶剤の使用が敬遠されるようになり、インク
や塗料においても、従来の有機溶剤系から水性系に変わ
りつつある。インクジェット記録方式は非接触記録であ
り、しかも小型記録機器から超大型機器まで広い適用範
囲を持ち、さらにカラー化が比較的容易で高品位の印刷
物が得られ、印刷時の騒音も少ないことから、個人用途
から産業用途まで広い範囲で用いられており、普通紙印
字可能な多種類のカラープリンターが市場に投入されて
いる。インクジェット用インクには元来水性インクが多
用されており、このこともインクジェット記録方式が広
く普及した要因の一つであるといえる。

【０００３】インクジェット記録に用いられるインクに
は、ヘッドからの吐出が安定していること、記録媒体上
でのインクの滲みが少なく乾燥性が高いこと、色再現性
が良好で、画像の耐水性および耐光性に優れること、高
速印字できることなどが要求される。従来、インクジェ
ット用水性インクとしてはもっぱら染料系インクが用い
られてきた。染料系のインクは色再現性に優れ、彩度が
高く良好な画像が得られるが、反面、耐水性や耐光性が
低いという欠点があった。

【０００４】このような染料系インクの欠点を改良する
ため、染料に代えて水系媒体に顔料を分散させた、顔料
分散型インクジェット用水性インクが開発されている。
一般に、顔料は染料と比較して耐水性、耐光性、熱安定
性、あるいは酸化安定性に優れているが、反面新たな問
題点も生じる。たとえば、顔料分散型インクジェット用
水性インクにおいては、微粒子状の固体である顔料をイ
ンク中に均一に分散させることが必要であり、かつその
均一分散状態を長期にわたって安定的に維持させなけれ
ばならない。

【０００５】さらに、インクジェットプリンターが高解
像度化するのに伴って、プリンターヘッドに設けられた
インク噴射ノズルの径が小さくなってきており、該ノズ
ルを目詰まりしないよう、顔料分散型インクジェット用
水性インクに使用する顔料の粒子径も、従来に増して微
細化することが要求されている。しかしながら、顔料を
微細化すると、顔料粒子の表面エネルギーが高くなるた
めに顔料が凝集しやすくなり、均一な分散状態を維持す
ることが困難となるほか、記録媒体が紙などの繊維質で
ある場合には、繊維の間に微細な顔料が入り込んでしま
い、顔料の隠蔽性が低下する結果、画像の鮮明性が得ら
れないという問題点を抱えている。

【０００６】これら顔料分散型インクジェット用水性イ
ンクが抱える問題点を解決するために、種々の改良がな
されている。その一つに、高分子分散剤の顔料分散機能
をより高めるために、疎水性部分と親水性部分を明確に
分離した機能分離型の構造化高分子分散剤を用いること
が提案されている。たとえば、特開平５−１７９１８３
号公報には、疎水性部分をＡ、親水性部分をＢとしたＡ
Ｂ又はＢＡＢブロック共重合体を用いたインクジェット
プリンター用水性顔料インクが、特開平６−１００８１
０号公報には、主鎖と側鎖の機能を親水性又は疎水性に
機能分離したグラフト共重合体を使用した水性顔料イン
クが開示されている。また、特開平１１−２２８８９１
号公報には、水、水溶性有機溶媒、顔料、及び親水性部
を構成するモノマーと疎水性部を構成するモノマーとの
共重合体からなる分散剤を含有するインクジェット記録
用インクが開示されている。これらの方法により顔料分
散型インクの課題に関して一定レベルの解決はなされて
いるが、インクジェット用インクに要求される種々の性
能はますます厳しくなり、さらに高性能のインクが要求
されているため、十分な性能が得られるまでには至って
いない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、保存安定性に優れた水性顔料分散組成物を
提供し、さらには耐水性および耐光性に優れ、高解像
度、かつ高濃度の均一な画像が得られ、吐出安定性およ
び保存安定性に優れたインクジェット用水性インクを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、側鎖に第
３級炭素原子または第四級炭素原子を含むアルキル基を
有する水溶性または自己水分散性重合体が、該第三級炭
素原子または第四級炭素原子から三方向に分岐したアル
キル基を有するため、顔料に対して強い親和性を有して
おり、該重合体を水性顔料分散組成物あるいはインクジ
ェット用水性インクの分散剤として使用することによっ
て、保存安定性が向上するほか、界面活性剤を使用する
ことなく微細な顔料を分散させることができ、インクジ
ェット用水性インクにおいては、繊維質の記録媒体に印
刷した場合であっても、滲みが少なく、インク塗膜が耐
水性および耐光性に優れ、隠蔽性の高い高濃度の画像が
得られることを見出した。すなわち、本発明は、顔料、
側鎖に下記一般式（１）で表されるアルキル基を有する
水溶性または自己水分散性重合体、および水を含有する
水性顔料分散組成物を提供し、さらには、該水性顔料分
散組成物を含有するインクジェット用水性インクを提供
することによって、上記課題を解決した。

【０００９】

【化３】（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３は、それぞれ独立して
炭素数１〜１０のアルキル基を表す。）

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳細
に説明する。本発明の水性顔料分散組成物は、着色剤、
側鎖に第３級炭素原子または第４級炭素原子を含むアル
キル基を有する水溶性または自己水分散性重合体、水、
および各種添加剤からなる。

【００１１】本発明においては、着色剤として顔料、ま
たは顔料と染料との混合物を使用する。顔料としては、
硫酸バリウム、硫酸鉛、酸化チタン、黄色鉛、ベンガ
ラ、酸化クロム、カーボンブラック等の無機顔料、アン
トラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジスアゾ系顔料、
フタロシアニン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキ
サジン系顔料、キナクリドン系顔料、ペリノン系顔料、
ベンズイミダゾロン系顔料等が挙げられる。これらを単
独または混合して用いることができる。

【００１２】黒色顔料としては、耐光性に優れ、隠蔽力
の高い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などのカーボンブラッ
クを使用するのが好ましい。具体的には、たとえば、ラ
ーベン（Ｒａｖｅｎ）７０００、ラーベン５７５
０、ラーベン５２５０、ラーベン５０００ウルト
ラ（ＵＬＴＲＡ）ＩＩ、ラーベン３５００、ラーベン
２５００ウルトラ、ラーベン２０００、ラーベン
１５００、ラーベン１２５５、ラーベン１２５０、
ラーベン１２００、ラーベン１１９０ウルトラＩ
Ｉ、ラーベン１１７０、ラーベン１０８０ウルト
ラ、ラーベン１０６０ウルトラ、ラーベン７９０
ウルトラ、ラーベン７８０ウルトラ、ラーベン７
６０ウルトラ（以上、コロンビアン・カーボン社
製）、リーガル（Ｒｅｇａｌ）４００Ｒ、リーガル
３３０Ｒ、リーガル６６０Ｒ、モーグル（Ｍｏｇｕ
ｌ）Ｌ、モナーク（Ｍｏｎａｒｃｈ）７００、モナ
ーク（Ｍｏｎａｒｃｈ）８００、モナーク８８０、
モナーク９００、モナーク１０００、モナーク１
１００、モナーク１３００、モナーク１４００（以
上、キャボット社製）、カラーブラックＦＷ１、カ
ラーブラックＦＷ２、カラーブラックＦＷ２
Ｖ、カラーブラック１８、カラーブラックＦＷ
２００、カラーブラックＳ１５０、カラーブラック
Ｓ１６０、カラーブラックＳ１７０、プリンテッ
クス（Ｐｒｉｎｔｅｘ）３５、プリンテックスＵ、プリ
ンテックスＶ、プリンテックス１４０Ｕ、プリンテック
ス１４０Ｖ、スペシャルブラック６、スペシャル
ブラック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャ
ルブラック４（以上、デグッサ社製）、Ｎｏ．２
５、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎ
ｏ．４５Ｌ、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．
９００、Ｎｏ．９６０、Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−
８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００（以
上、三菱化学社製）、などが挙げられる。

【００１３】さらに、色の三原色である、シアン、マゼ
ンタ、およびイエローの代表的な有機顔料の中で、本発
明において好適に使用できる顔料を以下に例示する。シ
アンの顔料としては、たとえば、Ｃ．Ｉ．ピグメント
ブルー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５：３４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー６０、などが挙げられる。

【００１４】マゼンタの顔料としては、たとえば、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレ
ッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド４８、Ｃ．Ｉ．ピグメント
レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５
７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１２、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４６、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド
２０２、などが挙げられる。

【００１５】イエローの顔料としては、たとえば、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメント
イエロー２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー
１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント
イエロー７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７
４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７５、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー
１１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２９、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー１５４、などが挙げられる。一方、顔料に混合し
て使用する染料としては、たとえば、「染料便覧」（有
機合成化学協会編、昭和４５年刊）、「色材工学ハンド
ブック」（色材協会編、朝倉書店、１９８９年刊）、
「工業用色素の技術と市場」（シーエムシー、１９８３
年刊）、「化学便覧応用化学編」（日本化学会編、丸善
書店、１９８６年刊）などに記載されている染料や、
「カラーインデックス便覧」（最新顔料便覧日本顔料技
術協会編、１９７７年刊）、「最新顔料応用技術」（Ｃ
ＭＣ出版、１９８６年刊）、「印刷インク技術」（ＣＭ
Ｃ出版、１９８４年刊）等に記載されている染料等を使
用することができる。具体的には、アゾ染料、金属鎖塩
アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、ナフトキノン染料、ア
ントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム
染料、キノンイミン染料、メチン染料、シアニン染料、
インジゴ染料、キノリン染料、ニトロ系染料、キサンテ
ン系染料、チアジン系染料、アジン染料、オキサジン染
料、スクワリリウム色素等の染料などが挙げられる。

【００１６】本発明の水性顔料分散組成物における顔料
の使用量は、水性顔料分散組成物全量に対して５〜３０
質量％の範囲が好ましく、１０〜２５質量％の範囲が特
に好ましい。顔料の使用量が５質量％よりも少ない場合
は、着色が不十分であり、３０質量％よりも多い場合、
水性顔料分散組成物の分散安定性が低下する傾向にあ
る。

【００１７】顔料の粒子径は、一次粒子径が１〜５００
ｎｍの範囲にあるのが好ましく、さらに好ましいのは２
０〜２００ｎｍの範囲である。また、媒体中に分散した
後の顔料の粒子径は、１０〜３００ｎｍの範囲にあるの
が好ましく、さらに好ましいのは、５０〜１５０ｎｍの
範囲である。顔料の一次粒子径の測定は、電子顕微鏡
や、ガスまたは溶質による吸着法、空気流通法、Ｘ線小
角散乱法などで行うことができる。分散後の顔料粒子径
の測定は、公知慣用の遠心沈降方式、レーザー回折方式
（光散乱方式）、ＥＳＡ方式、キャピラリー方式、電子
顕微鏡方式などで行うことができる。好ましいのは、動
的光散乱法を利用したマイクロトラックＵＰＡによる測
定である。

【００１８】本発明の水性顔料分散組成物には、分散剤
として、側鎖に第３級炭素原子または第４級炭素原子を
含むアルキル基を有する水溶性または自己水分散性重合
体（以下、単に「分散樹脂（Ａ）」と略記する。）を使
用する。分散樹脂（Ａ）は、前記一般式（１）で表され
るアルキル基を有する単量体（以下、単に「単量体
（Ａ）」と略記する。）、塩を形成し得る酸性基もしく
は塩基性基を有する単量体（以下、単に「単量体
（Ｂ）」と略記する。）、および必要に応じてその他の
単量体（以下、単に「単量体（Ｃ）」と略記する。）を
共重合することによって得られる。単量体（Ａ）の代表
的な例としては、下記一般式（２）で表される（メタ）
アクリル酸と、α位に分岐構造を有するモノカルボン酸
のグリシジルエステルとの反応生成物が挙げられる。該
単量体を使用して得られる分散樹脂（Ａ）は、適度な長
さの側鎖を有し、顔料、および水あるいは水系媒体双方
に対して高い親和性を有している。

【００１９】

【化４】ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ_４）−ＣＯ−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）−Ｏ−ＣＯ−Ｃ（Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）（２）（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、それぞれ独立して炭素数
１〜１０のアルキル基を表す。Ｒ_４は水素原子またはメ
チル基を表す。）

【００２０】一般式（２）で表される単量体から得られ
る分散樹脂（Ａ）を水性顔料分散組成物に配合した場
合、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３で表されるアルキル基の炭
素数が１０を越えると、顔料分散性が低下し、見かけ上
の顔料粒子径が増大する。この種の単量体としては、シ
ェル化学社製バーサチック酸グリシジルエステル「カー
ジュラーＥ１０」が市販されている。上記グリシジルエ
ステル以外の例としては、たとえば、２−メチル−２−
ブタノールや３−エチル−３−ペンタノールの（メタ）
アクリル酸エステルなどが挙げられる。

【００２１】単量体（Ｂ）としては、（メタ）アクリル
酸、無水マレイン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、エチレ
ンスルホン酸、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アク
リレート、ビニルピリジンなどが挙げられる。酸性基を
有する単量体を使用した場合は、酸性基を中和すること
によってアニオン性水溶性樹脂が、塩基性基を有する単
量体を使用した場合は、塩基性基を中和することによっ
てカチオン性水溶性樹脂が得られる。必要に応じて使用
する単量体（Ｃ）としては、各種（メタ）アクリル酸エ
ステル類、スチレン、アルキルビニルエーテル、酢酸ビ
ニルなどのビニル系単量体など、公知のビニル重合性単
量体を挙げることができる。

【００２２】上記単量体の重合には、塊状重合、溶液重
合、懸濁重合、あるいは乳化重合など、公知慣用の重合
方法を使用できる。これらはいずれも、ラジカル重合、
イオン重合、光重合などのいずれであってもよい。

【００２３】分散樹脂（Ａ）は、上記の方法だけではな
く、たとえば、カルボキシル基または酸無水物構造を有
する樹脂に、α位に分岐構造を有するモノカルボン酸の
グリシジルエステルを反応させ、残存するカルボキシル
基を中和する方法によっても得られる。カルボキシル基
または酸無水物構造を有する樹脂の例としては、（メ
タ）アクリル酸等酸性基を有する単量体の単独重合体ま
たは他の単量体との共重合体、あるいはマレイン酸もし
くは無水マレイン酸と他の単量体との共重合体などが挙
げられる。具体的には、たとえば、スチレン−（メタ）
アクリル酸共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）ア
クリル酸エステル共重合体、スチレン−（メタ）アクリ
ル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン
−［α−メチルスチレン］−（メタ）アクリル酸共重合
体、スチレン−［α−メチルスチレン］−（メタ）アク
リル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ビニル
ナフタレン−（メタ）アクリル酸共重合体等の（メタ）
アクリル酸系樹脂や、ジイソブチレン−マレイン酸−
（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸−
（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−無水
マレイン酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ビ
ニルナフタレン−マレイン酸−（メタ）アクリル酸エス
テル共重合体等のマレイン酸系アクリル樹脂や、（メ
タ）アクリル酸−スチレンスルホン酸共重合体等のスル
ホン酸系アクリル樹脂等があげられ、これらは、単独、
あるいは二種類以上を組み合わせて使用することができ
る。

【００２４】分散樹脂（Ａ）の分子量は、質量平均分子
量で３０００〜５００００の範囲内であることが好まし
く、５０００〜２００００の範囲が特に好ましい。水溶
性樹脂の質量平均分子量が３０００未満である場合、分
散安定性が低下する傾向にあり、また、分散剤の質量平
均分子量が５００００を超える場合は、該樹脂を使用し
て得られるインクジェット用水性インクの粘度が高くな
り、インクジェット記録時に、インク噴射ノズルからの
該インクの吐出性が低下し、印字濃度の低下を招く傾向
にある。なお、上記の質量平均分子量は、ゲル浸透クロ
マトグラフィー（以下、ＧＰＣと略記する。）法で測定
される値である。

【００２５】分散樹脂（Ａ）がアニオン性樹脂である場
合、該樹脂の酸価は、５０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇの範
囲にあることが好ましく、８０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ
の範囲にあることが特に好ましい。分散樹脂（Ａ）の酸
価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合、水性媒体に対する
溶解性が低下し、有機顔料の分散安定性が低下する傾向
にあり、酸価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇを超える場合は、
該樹脂を使用して得られるインクジェット用水性インク
の吐出安定性が低下し、印刷されたインク皮膜の耐水性
も低下する。

【００２６】本発明の水性顔料分散組成物に使用する分
散樹脂（Ａ）は、該樹脂が有する酸性基あるいは塩基性
基の少なくとも８０ｍｏｌ％が中和されたものであるこ
とが好ましい。分散樹脂（Ａ）がアニオン性樹脂である
場合、中和剤として使用できる塩基性物質としては、た
とえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカ
リ金属の水酸化物、２−ジメチルアミノエタノール、Ｎ
−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等
の有機アミン、アンモニア等が挙げられる。分散樹脂
（Ａ）がカチオン性樹脂である場合、中和剤として使用
できる酸性物質としては、塩酸、硫酸などの鉱酸のほ
か、スルホン酸やカルボン酸等が挙げられる。本発明の
水性顔料分散組成物への分散樹脂（Ａ）の配合率は、該
水性顔料分散組成物中に含まれる顔料に対して５〜１０
０質量％とするのが好ましく、さらに好ましいのは１０
〜５０質量％の範囲である。

【００２７】本発明の水性顔料分散組成物の溶媒には水
を用いるが、水と、水との相溶性を有する有機溶剤から
なる水系溶媒を使用してもよい。このような有機溶剤と
しては、たとえば、多価アルコール類が挙げられる。該
水性顔料分散組成物中の不揮発分濃度は、１０〜３５質
量％が好ましく、より好ましくは１０〜２５質量％の範
囲である。不揮発分濃度が１０質量％未満の場合は、顔
料の分散が低下し、３５質量％を超えると水性顔料分散
組成物の保存安定性が低下する傾向にある。本発明の水
性顔料分散組成物には、上記の成分以外に、必要に応じ
て、本発明の効果を損なわない範囲内で、一般の水性顔
料分散組成物に使用される各種添加剤を添加してもよ
い。添加剤としては、たとえば、ポリビニルアルコール
等の高分子分散剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤な
どが挙げられる。本発明においては、上記の、着色剤、
分散樹脂（Ａ）、水または水系溶媒、および必要に応じ
て使用する添加剤を、公知慣用の混合機あるいは分散機
を使用して水性顔料分散組成物を製造する。具体的な製
造方法には、たとえば、（１）中和した分散樹脂（Ａ）の水溶液もしくは水系溶
媒溶液に顔料を添加した後、各種の撹拌、分散装置を用
いて顔料を分散させた後、必要に応じて添加剤を添加し
て水性顔料分散組成物とする方法、

【００２８】（２）顔料と、中和前の分散樹脂（Ａ）と
を、ニーダー、２本ロール、あるいは押出式混練機等を
使用して溶融混練した後、得られた混練物を粉砕する。
粉砕した混練物を、必要量の中和剤を含有する水中に投
入し、撹拌、分散装置を用いて顔料分散液を調製した
後、必要に応じて添加剤を添加して水性顔料分散組成物
とする方法、

【００２９】（３）メチルエチルケトン、テトラヒドロ
フランなどの、水との相溶性を有する有機溶剤に、中和
前の分散樹脂（Ａ）を溶解させた溶液中に、撹拌・分散
装置を用いて顔料を分散させた後、攪拌しながら、必要
量の中和剤を含有する水を加えて転相乳化させる。次い
で減圧下に前記有機溶剤を留去した後、必要に応じて添
加剤を添加して水性顔料分散組成物とする方法、などが
ある。

【００３０】顔料を分散させるための攪拌・分散装置と
しては、たとえば、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジ
ナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミ
ル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、
ディスパーマット、ＳＣミル、ナノマイザーなど、公知
慣用の各種分散機を使用することができる。上記のよう
にして得られる本発明の水性顔料分散組成物は、分散剤
として分散樹脂（Ａ）を含有しているので、顔料の分散
が良好であり、保存安定性に優れている。本発明のイン
クジェット用水性インクは、本発明の水性顔料分散組成
物を水または水系溶媒で希釈し、これに必要に応じて乾
燥抑止剤、浸透剤、あるいはその他の添加剤を添加して
調製する。乾燥抑止剤は、インクジェットプリンターヘ
ッドのインク噴射ノズル口におけるインクジェット用水
性インクの乾燥を抑止する効果を与えるものである。通
常、水の沸点以上の沸点を有する水溶性有機溶剤を使用
する。

【００３１】乾燥抑止剤として使用できる有機溶剤とし
ては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポ
リエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール
類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン等の
ピロリドン類、アミド類、ジメチルスルホキシド、イミ
ダゾリジノン等を挙げることができる。乾燥抑止剤の使
用量は、溶媒が水の場合、水１００部に対して１〜１５
０部の範囲で使用するのが好ましい。

【００３２】浸透剤は、インクジェットプリンターヘッ
ドのインク噴射ノズルから噴射され、記録媒体に付着し
たインクジェット用水性インクが、該記録媒体へ浸透し
やすくするために使用される。具体的には、エタノー
ル、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、ジエ
チレングリコール−Ｎ−ブチルエーテル等のグリコール
エーテル、プロピレングリコール誘導体等の水溶性有機
溶媒、などがあげられる。

【００３３】本発明のインクジェット用水性インクは、
顔料の分散剤として分散樹脂（Ａ）を使用しているの
で、有機顔料の分散性を高める目的で界面活性剤を添加
する必要はないが、表面張力等のインクとしての物性を
調整する目的で、必要に応じ、本発明の効果を損なわな
い範囲で界面活性剤を添加してもよい。

【００３４】本発明のインクジェット記録用水性インク
に添加することができる界面活性剤としては、特に限定
はなく、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩
などのアニオン界面活性剤、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脂肪酸エステルなどの
ノニオン界面活性剤、その他、カチオン界面活性剤、両
性界面活性剤など、公知慣用の界面活性剤から適宜選択
すればよい。これらの界面活性剤は、単独で用いること
もでき、また、二種類以上を混合して用いることもでき
る。その他の添加剤としては、たとえば、防腐剤、防黴
剤、あるいはノズル目詰まり防止用のキレート化剤など
が挙げられる。

【００３５】インクジェット用水性インク中に粗大粒子
が存在すると、インクジェットプリンターのインク噴射
ノズルが目詰まりする原因となるので、分散処理後に遠
心分離または濾過等により粗大粒子を除去することが好
ましい。

【００３６】このようにして得られる本発明のインクジ
ェット用水性インクは、保存安定性、およびインクジェ
ットプリンターヘッドのインク噴射ノズルからの吐出性
に優れ、該インクを使用して記録媒体上に形成されたイ
ンク被膜は、従来のインクを使用したものに比べて耐水
性および耐光性に優れており、高解像度で、かつ高濃度
の均一な画像を形成できる。本発明のインクジェット用
水性インクは上記のような優れた特長を有しているの
で、インクジェット用水性インク用途ばかりではなく、
水性ボールペンやマーカーペンなど、筆記用具用の水性
インクとして使用することもできる。

【００３７】

【実施例】以下、実施例と比較例を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。なお、「部」および「％」は、特に
断らない限り、それぞれ「質量部」および「質量％」を
表す。

【００３８】＜分散樹脂水溶液（Ａ）の調製＞メチルエ
チルケトン（以下、ＭＥＫと略記する。）７５部を、窒
素気流中８０℃に保ち、攪拌しながらスチレン４４．８
部、アクリル酸１７．２部、メタクリル酸１３部、およ
び重合開始剤（和光純薬工業社製「Ｖ−５９」）４部か
らなる混合物を２時間かけて滴下した。滴下終了後、３
時間ごとに「Ｖ−５９」０．５部を添加し、８０℃で１
６時間攪拌した。このようにして、不揮発分５２％の、
カルボキシル基を有するアクリル樹脂のＭＥＫ溶液を得
た。該樹脂の質量平均分子量は２００００、酸価は２６
３ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【００３９】上記カルボキシル基を有するアクリル樹脂
のＭＥＫ溶液１５５部に、シェル化学社製バーサチック
酸グリシジルエステル「カージュラーＥ１０」２５部
と、アミン系触媒として２−メチルイミダゾール０．２
５ｇを加え、８０℃で１６時間攪拌し、不揮発分５８％
の分散樹脂（Ａ）のＭＥＫ溶液を得た。得られた分散樹
脂（Ａ）の酸価は、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。こ
の分散樹脂（Ａ）のＭＥＫ溶液１００部に、撹拌しなが
ら２．６％水酸化ナトリウム水溶液２５７部を徐々に加
えた後、減圧下でＭＥＫを留去し、水を加えて不揮発分
２２％の分散樹脂水溶液（Ａ）を得た。

【００４０】＜比較用分散樹脂水溶液（Ｂ）の調製＞Ｍ
ＥＫ１００部を、窒素雰気流中８０℃に保ち、攪拌しな
がらスチレン５２部、メタクリル酸ステアリル２５部、
アクリル酸１０部、メタクリル酸１３部および重合開始
剤（和光純薬工業社製「Ｖ−５９」）６部からなる混合
物を２時間かけて滴下した。滴下終了後、３時間ごとに
重合開始剤（和光純薬工業社製「Ｖ−５９」）０．５部
を添加し、８０℃で１６時間攪拌した。このようにし
て、不揮発分５０％の、カルボキシル基を有するアクリ
ル樹脂のＭＥＫ溶液を得た。該樹脂の質量平均分子量は
１５０００、酸価は１４８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。こ
のカルボキシル基を有するアクリル樹脂のＭＥＫ溶液１
００部に、水酸化ナトリウムの２％水溶液２５５部を撹
拌しながら徐々に加えた後、減圧下でＭＥＫを留去し、
水を加えて不揮発分２２％の比較用分散樹脂水溶液
（Ｂ）を得た。

【００４１】（実施例１）ＣＩピグメントブルー１５−３（大日本インキ化学工業社製「FASTGEN BLUE TGR」１０部分散樹脂水溶液（Ａ）２３部ジエチレングリコール２０部水１２部上記混合物を、直径１．２５ｍｍのジルコニアビーズ４
００部とともにペイントコンディショナーを使用して４
時間攪拌し、水性顔料分散組成物（１）を得た。得られ
た水性顔料分散組成物（１）に、ジエチレングリコー
ル、グリセリン、ポリオキシプロピレングリセリンエー
テル（三洋化成社製「サンニックスＧＰ−６００」）、
水を加えて、下記組成のインクジェット用水性インク
（１）を得た。

【００４２】ＣＩピグメントブルー１５−３１．５％分散樹脂水溶液（Ａ）３．６％ジエチレングリコール１０％グリセリン５％ポリオキシプロピレングリセリンエーテル５％水７４．９％

【００４３】（実施例２）ＣＩピグメントレッド２０２（大日本インキ化学工業社製「FASTGEN SUPER MAGENTA RTS」１０部分散樹脂水溶液（Ａ）１４部ジエチレングリコール２０部水１４部上記混合物を、直径１．２５ｍｍのジルコニアビーズ４
００部とともにペイントコンディショナーを使用して４
時間攪拌し、水性顔料分散組成物（２）を得た。得られ
た水性顔料分散組成物（２）に、ジエチレングリコー
ル、グリセリン、ポリオキシプロピレングリセリンエー
テル（三洋化成社製「サンニックスＧＰ−６００」）、
水を加えて、下記組成のインクジェット用水性インク
（２）を得た。

【００４４】ＣＩピグメントレッド２０２２．５％分散樹脂水溶液（Ａ）３．６％ジエチレングリコール１０％グリセリン５％ポリオキシプロピレングリセリンエーテル５％水７３．９％

【００４５】（実施例３）ＣＩピグメントイエロー１２８（チハ゛スヘ゜シャリティーケミカルス゛社製「IGRAPHOR YELLOW 8G-CF」）１０部分散樹脂水溶液（Ａ）１８部ジエチレングリコール２０部水１１部上記混合物を、直径１．２５ｍｍのジルコニアビーズ４
００部とともにペイントコンディショナーを使用して４
時間攪拌し、水性顔料分散組成物（３）を得た。得られ
た水性顔料分散組成物（３）に、ジエチレングリコー
ル、グリセリン、ポリオキシプロピレングリセリンエー
テル（三洋化成社製「サンニックスＧＰ−６００」）、
水を加えて、下記組成のインクジェット用水性インク
（３）を得た。

【００４６】ＣＩピグメントイエロー１２８２．５％分散樹脂水溶液（Ａ）４．５％ジエチレングリコール１０％グリセリン５％ポリオキシプロピレングリセリンエーテル５％水７３％

【００４７】（比較例１）実施例３における分散樹脂水
溶液（Ａ）１８部の代わりに、分散樹脂水溶液（Ｂ）１
８部を使用した以外は、実施例３と同様にして、水性顔
料分散組成物（Ｈ１）、および下記組成のインクジェッ
ト用水性インク（Ｈ１）を得た。ＣＩピグメントイエロー１２８２．５％分散樹脂水溶液（Ｂ）４．５％ジエチレングリコール１０％グリセリン５％ポリオキシプロピレングリセリンエーテル５％水７３％

【００４８】＜インクジェット用水性インクの性能試験
および評価基準＞実施例１〜３および比較例１で得られ
たインクジェット用水性インク（１）〜（３）および
（Ｈ１）を孔径６μｍのフィルターで濾過し、それぞれ
下記の性能試験の試料インクとした。

【００４９】（インクジェット用水性インク中の顔料粒
子径測定）試料インクに水を加えて１０００倍に希釈し
た後、粒度分析計（リーズ・アンド・ノースラップ社製
「マイクロトラックＵＰＡ１５０」）を使用して、試料
インク中に分散している顔料の粒子径を測定し、初期粒
子径とした。

【００５０】（水性顔料分散組成物の保存安定性）水性
顔料分散組成物を７０℃で３０日間静置した後、前記粒
度分析計を使用して、試料中に分散している顔料の粒子
径を測定した。測定値の初期粒子径に対する変化率が１
０％以下のものを「○」、１０％を超えるものを「×」
と評価した（インクジェット用水性インクの保存安定性）水性顔料
分散組成物に水を加えて、顔料濃度を１２％に調整し、
７０℃で３０日間静置した後、前記粒度分析計を使用し
て、試料中に分散している顔料の粒子径を測定した。測
定値の初期粒子径に対する変化率が１０％以下のものを
「○」、１０％を超えるものを「×」と評価した。

【００５１】（インクジェット記録試験）インクジェッ
トプリンター（エンキャド社製「ノバ・ジェット７０
０」）を使用して、普通紙（ゼロックス社製「マルチエ
ース」）上に試料インクで描画し、下記の性能試験を行
った。

【００５２】ａ）インク噴出ノズルからのインクの吐出
性幅１ｍｍの線を描画し、線幅のフレが１０％以下のもの
を「良好」、１０％を超えるものを「不良」でと評価し
た。

【００５３】ｂ）画像濃度インクジェットプリンターの印刷モード設定を、パス：
４、スピード：１０に設定してベタ画像を印刷し、反射
濃度計（マクベス社製「ＲＤ９１８」）を使用してベタ
部の反射濃度を測定した。

【００５４】ｃ）画像の鮮明性ベタ画像部を色差計（日本電色社性「ＳＺ−Σ９０」）
を使用して、Ｌ^＊Ｃ^＊ｈ表色系におけるＣ^＊（彩度）を
測定した。Ｃ^＊値が高いほど画像の鮮明性が高いと評価
した。

【００５５】上記インクジェット用水性インクの性能試
験結果、およびその評価をまとめて表１に示した。表１
において、「組成物」は「水性顔料分散組成物」を、
「水性インク」は「インクジェット用水性インク」を表
す。「分散樹脂」欄の（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ
分散樹脂水溶液（Ａ）および分散樹脂水溶液（Ｂ）を表
す。「画像濃度」はベタ画像部の反射濃度を光学濃度で
表した数値であり、「画像の鮮明性」はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色
系におけるＣ^＊（彩度）の値を示した。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１に示した結果から、着色剤として顔料
を含有し、分散剤として分散樹脂（Ａ）を使用した水性
顔料分散組成物は保存安定性に優れており、インクジェ
ット用水性インクは、青（シアン）、赤（マゼンタ）、
黄（イエロー）の各色インキにおいて、分散した顔料の
粒子径が好適な範囲内にあり、保存安定性、インクジェ
ット印字におけるインクの吐出性が良好であり、画像部
の反射濃度が高く、耐水性、鮮明性も良好であることが
明らかである。

【００５８】これに対し、比較例１に示すように、分散
剤として水溶性アクリル樹脂を用いた黄色インキでは、
有機顔料の粒子径が大きく、保存安定性が不良で、また
画像部の耐水性、鮮明性に劣る。

【００５９】

【発明の効果】着色剤として少なくとも顔料を含有し、
分散剤として、側鎖に第３級炭素原子または第４級炭素
原子から三方向に分岐したアルキル基を有し、水溶性ま
たは自己水分散性である分散樹脂（Ａ）を使用した本発
明の水性顔料分散組成物およびインクジェット用水性イ
ンクは、保存安定性に優れ、インクジェット用水性イン
クにおいては、印刷時にインク噴射ノズルからのインク
の吐出性が良好であり、かつ記録媒体上での滲みが少な
いので、高解像度、かつ高濃度の均一な画像形成が可能
である。また、着色剤に顔料を使用しているため、従来
の染料を使用したインクと比較して耐水性、耐光性にも
優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 EA05 EA13 FC02 2H086 BA59 4J037 AA02 AA09 AA13 AA15 AA19 AA22 CC16 CC17 DD24 EE08 FF15 4J039 AD10 AD13 AD14 BA04 BA13 BA15 BE01 BE22 CA06 EA42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、側鎖に下記一般式（１）で表され
るアルキル基を有する水溶性または自己水分散性重合
体、および水を含有することを特徴とする水性顔料分散
組成物。【化１】（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３は、それぞれ独立して
炭素数１〜１０のアルキル基を表す。）
【請求項２】前記水溶性または自己水分散性重合体
が、下記一般式（２）で表される単量体とその他の単量
体との共重合体である請求項１に記載の水性顔料分散組
成物。【化２】ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ_４）−ＣＯ−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）−Ｏ−ＣＯ−Ｃ（Ｒ_１）（Ｒ_２）（Ｒ_３）（２）（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３は、それぞれ独立して
炭素数１〜１０のアルキル基を表す。Ｒ_４は水素原子ま
たはメチル基を表す。）
【請求項３】請求項１に記載の水性顔料分散組成物を
含有することを特徴とするインクジェット用水性イン
ク。