説明

水性顔料分散液、インク組成物およびインクジェット記録方法

【課題】分散安定性に優れ、また、この水性顔料分散液を記録液として用いて、光沢性や鮮鋭性に優れた印刷物を得ることができる水性顔料分散液を提供する。
【解決手段】水性媒体、顔料、および分散剤を含む水性顔料分散液。該分散剤が、以下に示す樹脂(ポリマーA)を含む。
ポリマーA:アニオン性モノマー構造単位(a)と、X−Y−(RO)で表される含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)と、アミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(c)と、非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)とを含み、ポリマーA中のアニオン性モノマー構造単位(a)の含有量が1重量%以上、非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量が10重量%以上50重量%以下の樹脂。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アニオン性モノマー構造単位(a)と含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)と含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)と、これらの構造単位以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)とを含む特定の樹脂(ポリマーA)を分散剤として用いた、インクジェットプリンター等の記録液として好適な水性顔料分散液と、この水性顔料分散液を含むインク組成物およびその製造方法と、このインク組成物を用いたインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェットプリンターは、フルカラー化が容易であること、騒音が少ないこと、高解像度の画像が低価格で得られること、高速印字が出来ること、などの理由から、パーソナルユース、ビジネスユースの両面から急速に普及しつつある。現在、インクジェットプリンターに用いる記録液としては水性の記録液が主流であり、解像度の高い印刷物が得られるようになってきている。
【0003】
この水性記録液としては、従来、水溶性染料と液媒体を主成分とするものが主流であった。しかしこの水性記録液によって得られる印刷物は、水性記録液が水溶性染料を含むために、耐水性、耐光性、耐オゾン性等が不十分であった。そこで近年、この様な染料に代えて、顔料を水性媒体中に分散させた顔料分散型の水性記録液(以下、単に「インク」と言うことがある。)が開発されている。
【0004】
近年では、印刷物の解像度向上に伴い、インク吐出ノズルからの1回のインク吐出量の低下が著しい。そしてインクジェットプリンターの印刷速度向上に対する要求が高まっていることから、インクに対して、より高い顔料分散の安定化と低粘度化が求められてきている。また、写真専用紙においても、耐光性の観点から顔料インクが用いられてきているため、写真専用紙での印刷物の高光沢性や高鮮鋭性の要求も強くなっている。
【0005】
このような要求に対して、顔料分散型の水性記録液に、各種の樹脂を、顔料の分散剤として用いる方法が提案されている。
これらの樹脂としては、例えばポリオキシアルキレン基含有モノマーと(メタ)アクリルアミド系モノマーとを含有する樹脂等が一般的に知られている。
例えば、特許文献1では、分散性、他の樹脂との相溶性、塗膜光沢を改善するために、モノまたはポリアルキレングリコールまたはその誘導体で変性された(メタ)アクリル酸系単量体3〜98重量部、α,β−エチレン性不飽和含窒素単量体2〜97重量部、エチレン性不飽和カルボン酸0〜20重量部、それ以外のα,β−エチレン性不飽和単量体0〜91重量部の共重合体を分散剤とする水性顔料分散液が提案されている。
また、特許文献2では、インクジェット用インクとして、分散安定性、光沢性、印字濃度を改善するために、オキシアルキレン鎖含有モノマー、アクリルアミド系モノマーおよび疎水性モノマーを共重合して得られる水不溶性ポリマーを高分子分散剤として用いることが提案されている。
【特許文献1】特開昭60−123564号公報
【特許文献2】特開2005−41994号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、前記特許文献1に例示されている分散剤は、疎水性モノマー構造単位が含まれていないため、分散粒径が大きく、本発明における記録液として好適なより小粒径化された顔料粒子については分散性、分散安定性に劣り、またこのような粒径ではインクジェットプリンターによる印字では、十分な光沢性を発現しにくい。
【0007】
また、前記特許文献2に例示されている分散剤は、水不溶性ポリマーであるため、水溶性ポリマーと比較して印刷後の印刷面の平滑性が低く、十分な光沢性を発現しにくい。また、ここに例示されているポリマーの重量平均分子量が高く、本発明者らの実験結果によれば、このような分子量では、印刷後の乾燥過程におけるポリマーの流動性が低下し、印刷面の平滑性が低下する結果、十分な光沢性が発現されなかった。
【0008】
従って、本発明は、分散安定性に優れ、また、この水性顔料分散液を記録液として用いて、光沢性や鮮鋭性に優れた印刷物を得ることができる水性顔料分散液を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らはこのような課題を解決すべく、顔料分散型水性記録液について鋭意検討を行った。その結果、以下に示す樹脂(ポリマーA)を含む水系顔料分散液を用いた顔料分散型記録液により、分散安定性に優れ、また、この水性顔料分散液を記録液、特にインクジェット用の記録液として用いることで、光沢性や鮮鋭性に優れた印刷物を得られるという効果をも同時に奏することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
即ち、本発明の要旨は、水性媒体、顔料、および分散剤を含む水性顔料分散液において、該分散剤が、以下に示す樹脂(ポリマーA)を含むことを特徴とする水性顔料分散液(請求項1)、に存する。
【0011】
<ポリマーA>
一種類以上の(a):アニオン性モノマー構造単位(以下「アニオン性モノマー構造単位(a)」と称す。)と
一種類以上の(b):下記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(以下「含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)」と称す。)と
一種類以上の(c):一種類以上のアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(以下「含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)」と称す。)と
一種類以上の(d):(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(以下「非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)」と称す。)
とを含み、
該アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対し1重量%以上であり、
該非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量がポリマーA全体の重量に対し10重量%以上50重量%以下である樹脂。
【0012】
X−Y−(RO) …(1)
(式中、
Xは重合可能な不飽和基を表し、
Yは単結合,−C(O)−O−,−O−,−CHO−のいずれかを表し、
は炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、
は水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、
rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【0013】
本発明の別の要旨は、水性媒体、顔料、および以下に示す樹脂(ポリマーA)を含む分散剤を混合した後、分散処理することにより、請求項9に記載の水性顔料分散液を製造する方法であって、該水性媒体が、水、または水の割合が90重量%以上である水と水溶性有機溶媒との混合物であることを特徴とする水性顔料分散液の製造方法(請求項10)、に存する。
【0014】
<ポリマーA>
一種類以上の(a):アニオン性モノマー構造単位(以下「アニオン性モノマー構造単位(a)」と称す。)と
一種類以上の(b):下記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(以下「含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)」と称す。)と
一種類以上の(c):一種類以上のアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(以下「含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)」と称す。)と
一種類以上の(d):(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(以下「非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)」と称す。)
とを含み、
該アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対し1重量%以上であり、
該非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量がポリマーA全体の重量に対し10重量%以上50重量%以下である樹脂。
【0015】
X−Y−(RO) …(1)
(式中、
Xは重合可能な不飽和基を表し、
Yは単結合,−C(O)−O−,−O−,−CHO−のいずれかを表し、
は炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、
は水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、
rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【0016】
本発明の別の要旨は、この水性顔料分散液を含むことを特徴とするインク組成物(請求項11)、に存する。
【0017】
本発明の更に別の要旨は、このインク組成物の液滴をインクジェットヘッドから吐出させ、該液滴を記録媒体に付着させることを特徴とするインクジェット記録方法(請求項12)、に存する。
【発明の効果】
【0018】
本発明の水性顔料分散液によれば、写真専用紙に印刷した場合に高光沢性を有し、また鮮鋭性が高くブリードも少ない印刷物が得られ、マット紙に印刷した場合には印字濃度が高く発色性に優れ、普通紙に印刷した場合にも印字濃度が高く裏抜けやコックリングがなく耐擦過性にも優れ、また低粘度で分散安定性にも優れ、コゲやヘッド詰まりがなく、吐出性も良好である顔料分散型記録液を提供することが出来る。本発明に係る記録液は、特にインクジェットプリンター等の記録液に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容には特定されない。
【0020】
なお、以下において「(メタ)アクリレート」とは「アクリレートおよび/またはメタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリル」は「アクリルおよび/またはメタクリル」を意味する。
【0021】
また、本発明において、ポリマーAを構成するアニオン性モノマー構造単位(a)、含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)、含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)、非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)、および後述のその他の重合性モノマー構造単位の含有量および含有量比は、ポリマーAを製造する際の原料モノマーの仕込み量から計算により求めたものではなく、製造されたポリマーAについて、後述の実施例の項に記載される分析方法に従って、分析して求めた、実際のポリマーA中の含有量および含有量比である。
【0022】
{水性顔料分散液}
本発明の水性顔料分散液は、水性媒体、顔料、および分散剤を含み、該分散剤が、以下の特定のポリマーAを含むことを特徴とする。
【0023】
<ポリマーA>
一種類以上の(a):アニオン性モノマー構造単位(以下「アニオン性モノマー構造単位(a)」と称す。)と
一種類以上の(b):下記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(以下「含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)」と称す。)と
一種類以上の(c):一種類以上のアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(以下「含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)」と称す。)と
一種類以上の(d):(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(以下「非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)」と称す。)
とを含み、
該アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対し1重量%以上であり、
該非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量がポリマーA全体の重量に対し10重量%以上50重量%以下である樹脂。
【0024】
X−Y−(RO) …(1)
(式中、
Xは重合可能な不飽和基を表し、
Yは単結合,−C(O)−O−,−O−,−CHO−のいずれかを表し、
は炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、
は水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、
rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【0025】
分散剤として、上記ポリマーAを用いた本発明の水性顔料分散液を使用することにより、インクの分散安定性を保ちながら、印刷物の光沢性を高めることができる理由の詳細については明らかではないが、次のように考えられる。
【0026】
分散剤としてのポリマーAは、インク中においては、顔料表面の極性の低い部分に対しては疎水性相互作用により非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)が、顔料表面の極性の高い部分に対してはアミド結合部位との相互作用により、アミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(c)が吸着することで、どちらか一方の相互作用を利用した場合と比較して顔料表面により安定に吸着する。一方、分散剤であるポリマーA中のアニオン性モノマー構造単位(a)由来の静電反発、含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)由来の立体反発の相乗効果で、顔料粒子同士の凝集は抑制される。この際、ポリマーAの顔料表面への吸着成分と非吸着成分、特に非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)とアニオン性モノマー構造単位(a)を一定の範囲に調節することで、ポリマーAの顔料表面への吸着と、顔料粒子同士の反発のバランスが優れたものとなり、高い分散安定性が発現するものと考えられる。
【0027】
一方、この水性顔料分散液を含む記録液を用いて写真専用紙に印刷した場合、顔料の分散安定性が高いため、紙上で凝集が起こりにくいことに加えて、親水性のアルキレンオキサイド鎖および親水性のアミド結合部位が水を保持した状態で相互作用することで、ゆるく大きく広がったネットワークを形成する。それが印刷物表面で平滑性の高い被膜を形成することにより、高い光沢性が発現するものと考えられるが、ポリマーAの分子量を低く抑えることで、流動性を高めて光沢性を高めることができる。
【0028】
{分散剤:ポリマーA}
本発明で用いる分散剤としてのポリマーAには、前述のアニオン性モノマー構造単位(a)と、含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)と、含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)と、(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)とが含まれる。
【0029】
ここで、「モノマー構造単位」とは、ポリマーの基本構造の構成単位である。ポリマーの基本構造とは、合成高分子の場合には、重合または共重合による当該ポリマーの製造に用いられたモノマー分子に由来する構造、もしくはそれらが変性などにより修飾された構造である。また、天然高分子の場合には、繰り返し構造もしくはそれが変性等により修飾された構造である。
【0030】
なお、本発明において、モノマー構造単位は、当該モノマー(例えば「モノマーx」)を用いてポリマーを合成することによりポリマーA中に導入された構造単位に限らず、当該モノマーxとは異なるモノマー(例えば「モノマーy」)を用いてポリマーを合成し、その後、このモノマーyにより導入された構造単位を変性ないしは修飾して、モノマーxにより導入された構造単位と同じ構造単位を形成したものであってもよく、この場合であっても、そのモノマー構造単位は、「モノマーy構造単位」とは言わず、「モノマーx構造単位」と言うものとする。
【0031】
また、本発明において、上記モノマー構造単位(a)〜(d)は、ポリマーA中に、それぞれ1種が単独で含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。以下において、ポリマーA中のモノマー構造単位の含有量は、当該モノマー構造単位がポリマーA中に2種類以上含まれている場合は、その合計の含有量である。
【0032】
<アニオン性モノマー構造単位(a)の説明>
本発明に係るポリマーAに含まれるアニオン性モノマー構造単位(a)とは、アニオン性基を含むモノマー構造単位である。アニオン性基とは、水性媒体中でアニオン電荷を有することができる酸由来の基あるいはその塩であって、酸(塩の場合は共役酸)のpKaが8未満であるものを指す。具体的には、以下に示すようなアニオン性モノマー由来のカルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基あるいはそれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等が挙げられる。
【0033】
<アニオン性モノマーの種類>
本発明に係るポリマーAのアニオン性モノマー構造単位(a)を形成するアニオン性モノマーとしては特に限定されるものではなく、水性媒体中でアニオン電荷を有することができる酸由来の基あるいはその塩であり、酸(塩の場合は共役酸)のpKaが8未満であるアニオン性基を有するアニオン性モノマーが使用できるが、特に、以下に記載するようなアニオン性モノマーの1種類以上が好ましく用いられる。
【0034】
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、或いはこれらの塩等のカルボン酸系モノマー;
ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミドエタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミドエタンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−アクリロイルオキシブタンスルホン酸、2−メタクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−メタクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−メタクリロイルオキシブタンスルホン酸、或いはこれらの塩等のスルホン酸系モノマー;
ビニルホスホン酸、メタア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、ジブチル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート或いはこれらの塩等のリン酸系モノマー:
【0035】
これらの中でも、水性顔料分散液のpH変化が小さい点から、カルボン酸系モノマーが好ましく、中でもアクリル酸、メタクリル酸およびその塩がより好ましい。
【0036】
また、アニオン性モノマーは後述の如く、解離性の塩であることが好ましい。中でもアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩であることがより好ましく、ナトリウム塩であることが特に好ましい。
【0037】
<アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量>
本発明に係るポリマーAに含まれるアニオン性モノマー構造単位(a)の含有量は、ポリマーA全体の重量に対して1重量%以上である。アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対して1重量%未満であると、分散安定性や紙への定着性が低下してしまう。ポリマーAに含まれるアニオン性モノマー構造単位(a)の含有量は、ポリマーA全体の重量に対して好ましくは2重量%以上であり、且つ好ましくは60重量%以下、より好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量が多過ぎると、印刷時の吐出性が低下する。
【0038】
<アニオン性モノマー構造単位(a)の形態>
本発明に係るポリマーAに含まれるアニオン性モノマー構造単位(a)は、その一部または全部が解離性の塩であることが好ましい。中でもアルカリ金属、アルカリ土類金属の解離性の塩であることが特に好ましい。解離性の塩の部分がない場合、水溶性および静電反発力が著しく低下し、分散安定性、光沢性が低下する。
【0039】
<含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)の説明>
本発明に係るポリマーAに含まれる含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)とは、下記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーに由来する構造を有する構造単位である。ここで「含オキシアルキレン鎖モノマー由来」には、下記一般式(1)で表されるモノマーから重合によって構造単位を得ることに加え、異なる構造単位に修飾や変性を加えることで、モノマーから合成された場合と同じ構造単位を得ることも含まれる。例えば、(メタ)アクリル酸由来の構造単位にアルキレンオキサイドを付加することで得られる構造単位は、本発明に係る(b)含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)の概念に含まれる。
【0040】
X−Y−(RO) …(1)
(式中、
Xは重合可能な不飽和基を表し、
Yは単結合,−C(O)−O−,−O−,−CHO−のいずれかを表し、
は炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、
は水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、
rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【0041】
<含オキシアルキレン鎖モノマー>
本発明に係るポリマーAの含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)を構成する含オキシアルキレン鎖モノマーは、上記一般式(1)で表され、分子中にオキシアルキレン鎖構造を有するモノマーであり、これらの1種又は2種以上が用いられる。
【0042】
上記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの具体例としては、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)(メタ)アクリレート、プロピレングリコールポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールビニルエーテル、ポリエチレングリコールアリルエーテルなどが挙げられる。
【0043】
上記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの中でも、下記一般式(2)で表されるものが、重合性の観点から好ましい。
CH=C(R)COO(RO) …(2)
(式中、Rは炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、Rは水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、Rは水素原子またはメチル基を表し、rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【0044】
上記一般式(2)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの具体例としては、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)(メタ)アクリレート、プロピレングリコールポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0045】
上記一般式(2)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの中でも、Rが水素原子の場合、モノマーの製造の特性上重合性基が二つ入った架橋性モノマーが実質的に不純物として含まれ、ポリマーの製造時に架橋剤として働き、高分子量化することがあるため、Rは水素原子ではなく、炭素数1〜30の1価の炭化水素基が好ましく、このような含オキシアルキレン鎖モノマーとしては、下記一般式(3)で表されるものが好ましい。
【0046】
CH=C(R)COO(RO) …(3)
(式中、Rは炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【0047】
上記一般式(3)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの具体例としては、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)(メタ)アクリレート、プロピレングリコールポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0048】
上記一般式(3)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの中でも、rが2〜30のものが好ましい。即ち、rが1の場合、光沢性が不十分になりやすい。rが30を超える場合、吐出性が低下しやすい。本発明に係る含オキシアルキレン鎖モノマーは、中でも、下記一般式(4)で表されるものがより好ましい。
【0049】
CH=C(R)COO(CHCHO) …(4)
(式中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Rは炭素数1〜30の1価の炭化水素基を示し、sは2〜30の整数を示す)
【0050】
上記一般式(4)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの具体例としては、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0051】
上記一般式(4)で表される含オキシアルキレン鎖モノマーの中でも、Rは炭素数1〜12であることが好ましく、1〜6であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。このようなモノマーの具体例としては、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。この中でも光沢性と吐出性の観点から、sは4以上であることが好ましい。
【0052】
<含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)の含有量>
本発明に係るポリマーAに含まれる含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)の含有量は特に限定されないが、ポリマーA全体の重量に対して好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上、且つ好ましくは90重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。ポリマーA中の含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)の含有量が少な過ぎる場合は、印刷物の光沢性が低下する。また、含オキシアルキレン鎖モノマー由来構造単位(b)の含有量が多過ぎると、分散安定性が低下する。
【0053】
<含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)の説明>
本発明に係るポリマーAに含まれる含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)とは、構造中にイオン性基を含まず、アミド結合を含有する親水性のモノマー由来の構造単位である。なお、ここで、モノマーの「親水性」とは、20℃の水への溶解度が10重量%以上であることをさす。例えば、ポリマーA中のアクリルアミドモノマー由来の構造単位は、アミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(c)であるが、アクリルアミドモノマーの重合で得た場合においても、アクリル酸由来の構造単位をアンモノリシス等で変性して得た場合にも、その結果として得られる構造単位を構成するアクリルアミドモノマーの20℃の水への溶解度が10重量%以上であれば、いずれも含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)である。
【0054】
<含アミド非イオン性親水性モノマーの種類>
本発明に係るポリマーAの含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)を構成するアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマーとしては、構造中にイオン性基を含まず、アミド結合を含有し、20℃の水への溶解度が10重量%以上のモノマーであれば特に限定されないが、中でもアミド結合を側鎖に含むものが好ましい。
具体的には、以下に記載するようなアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマーの1種類以上が好ましく用いられる。
【0055】
(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、n−プロピル(メタ)アクリルアミド、i−プロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド(ダイアセトンアクリルアミド)、ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエタノール(メタ)アクリルアミド、N−(2−(ポリエチレングリコール)エチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−(2,2’−(ポリエチレングリコール)ジエチル)(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド系モノマー;
N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルホルムアミドなどのビニル系モノマー;
2−N−ピロリドンエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート系モノマー:
【0056】
これらの中でも、顔料表面に対する親和性および光沢性の観点から、(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、i−プロピル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドンが好ましく、ヒドロキシエチルアクリルアミドがさらに好ましい。
【0057】
<含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)の含有量>
本発明に係るポリマーAに含まれる含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)の含有量は特に限定されないが、ポリマーA全体の重量に対して好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上、且つ好ましくは30重量%以下、より好ましくは20重量%以下である。ポリマーA中の含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)の含有量が少な過ぎる場合、吸着力不足になり分散安定性が低下する。また、含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)含有量が多過ぎる場合、ポリマー同士の凝集を促進し、分散安定性が低下する。
【0058】
<非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の説明>
本発明に係るポリマーAに含まれるモノマー構造単位(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)とは、イオン性基を含まず、疎水性のモノマー由来の構造単位である。ここで、モノマーの「疎水性」とは、20℃の水への溶解度が10重量%未満であることをさす。例えば、ポリマーA中のアクリル酸ブチル由来の構造単位は、非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)であるが、アクリル酸ブチルモノマーの重合で得た場合においても、アクリル酸由来の構造単位をエステル化して得た場合にも、その結果として得られる構造単位を構成するアクリル酸ブチルの20℃の水への溶解度が10重量%未満であれば、いずれも非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)である。
【0059】
この中でも、顔料表面への吸着の観点から、20℃の水への溶解度が5重量%未満の疎水性モノマー由来の構造単位であることが好ましく、この溶解度は2重量%未満であることがより好ましく、1重量%未満であることが更に好ましい。
【0060】
非イオン性疎水性モノマー構造単位を構成する基としては、具体的には、脂肪族炭化水素由来の基、および芳香族炭化水素由来の基等が挙げられる。ここで、脂肪族炭化水素は、飽和または不飽和のいずれでもよく、直鎖、分岐、環状の何れでもよい。また、芳香族炭化水素は、1個以上の水素原子が、脂肪族炭化水素基で置換されたものであってもよい。
【0061】
<非イオン性疎水性モノマーの種類>
本発明に係るポリマーAのモノマー構造単位(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)を構成する非イオン性疎水性モノマーとしては、20℃の水への溶解度が10重量%未満であれば特に限定されない。
その中でも以下に記載するような芳香環含有モノマーおよび/または脂肪族炭化水素基含有モノマーの1種類以上が好ましく用いられる。
【0062】
スチレン、ビニルナフタレン、α―メチルスチレン、t−ブチルスチレン、p−メチルスチレンo−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−t−ブトキシスチレン、m−t−ブトキシスチレン、p−t−ブトキシスチレン、o−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、4−ビニルビフェニル、1,1−ジフェニルエチレンなどのスチレン系モノマー;
【0063】
ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、9−アントラセニル(メタ)アクリレート、1−ピレニルメチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、i−アミル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i−オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、i−デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、i−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、i−ステアリル(メタ)アクリレート、ベへニル(メタ)アクリレート、シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロノニル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート系のモノマー;
エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロドデセン、1,5−シクロオクタジエン、シクロペンタジエン、1,5,9−シクロドデカトリエン、1−クロロ−1,5− シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、5−ノルボルネン−2− カルボン酸メチル、5−ノルボルネン2,3−ジカルボン酸ジメチルなどのオレフィン類;
安息香酸ビニル、ベンジルビニルエーテル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテルなどのビニルエーテル系のモノマー;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル類;
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基を有するモノマー;
酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル系のモノマー;
マレイン酸エステル、イタコン酸エステルなどのジカルボン酸エステル系のモノマー;
酢酸ビニル、酢酸イソプロペニル等のビニルエステル類などのビニルエステル系のモノマー:
【0064】
また、20℃の水に対する溶解度が10重量%未満の非イオン性疎水性(メタ)アクリルアミド基含有モノマーとして、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジフェニル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−t−ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−t−(メタ)オクチルアクリルアミド、N−(1−メチルウンデシル)(メタ)アクリルアミド、N−イソボルニル(メタ)アクリルアミド、N−ノルボルニル(メタ)アクリルアミド、N−アダマンチル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、N−(4−メチルフェニル)メチルアクリルアミド、N−ジフェニル(メタ)アクリルアミド、フタリミドメチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−(1,1,3−トリメチル)ブチル(メタ)アクリルアミド、N−(1,5−ジメチル−1−エチル)ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヘプトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヘキシオキシメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
【0065】
これらの中でも、顔料との親和性の観点から、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、炭素数4〜18の直鎖アルキル構造を有するモノマー、炭素数4−10の環状構造を有する脂肪族炭化水素基を含むモノマー構造が好ましく、スチレン、ベンジルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレートがより好ましい。中でもスチレンがさらに好ましい。
【0066】
<非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量>
本発明に係るポリマーAに含まれる非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量は、ポリマーA全体の重量に対して10重量%以上50重量%以下である。ポリマーA中の非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)が10重量%未満では、顔料と樹脂の親和性が低下し、分散安定性が低下してしまう。また、ポリマーA中の非イオン性疎水性モノマー構造単位の含有量が50重量%を超えると、ポリマーが堅固な構造体を形成し、分散性が低下してしまう。ポリマーA中の非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量は、特に10重量%以上45重量%以下であることが好ましい。
【0067】
<非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の分子量>
本発明に係るポリマーAに含まれる非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の分子量は、樹脂中の疎水性部位同士の凝集の抑制という観点から、低いほうが好ましい。具体的には非イオン性疎水性モノマー構造単位の分子量は1000以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましく、中でも400以下であることがさらに好ましい。
【0068】
<その他のモノマー構造単位の説明>
本発明に係るポリマーAは、必要に応じて上述のアニオン性モノマー構造単位(a)、含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)、含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)、非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)以外の一種類以上の重合性モノマーに由来する構造単位を含んでもよい。
この場合、その他の重合性モノマー構造単位を形成する重合性モノマーとしては、例えばカチオン性基を含有するモノマー、複数の水酸基を含有する親水性モノマー、複数の水酸基を有する多糖類由来の親水性モノマー等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0069】
カチオン性基を有するモノマーのカチオン性基とは、水性媒体中でカチオン電荷を有することができる基であり、アミノ基またはその中和塩、四級化物等が挙げられる。
カチオン性基を有するモノマーとしては、例えばアミノ基を有するモノマーとして、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピルなどの第1級アミノ基を有するモノマー、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸エチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸エチルアミノプロピル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル(メタ)アクリレートなどの第2級アミノ基を有するモノマー、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノプロピルなどの第3級アミノ基を有するモノマー、これらのハロゲン化水素、硫酸、硝酸、有機酸等による中和塩、ハロゲン化アルキル、ベンジルハライド、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等による四級化物が挙げられ、また、複素環を有するイオン性モノマーとして、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、1−ビニルイミダゾールなどが挙げられる。
【0070】
複数の水酸基を含有する親水性モノマーとしては、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリビニルアルコール構造を有するモノマーなどが挙げられる。ポリビニルアルコールは、モノマーの段階ではポリ酢酸ビニル構造であったものを重合後に変性してもよい。
【0071】
多糖類由来の親水性モノマーとしては、グルコース、マンノース、ガラクトース、グルコサミン、マンノサミン、ガラクトサミン等の六炭糖類、アラビノース、キシロース、リボース等の五炭糖類、マルトース、ラクトース、トレハロース、セロビオース、イソマルトース、ゲンチオビオース、メリビオース、ラミナリビオース、キトビオース、キシロビオース、マンノビオース、ソホロース等の2糖類、その他、マルトトリオース、イソマルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マンノトリオース、マンニノトリオース等のオリゴ糖、セルロース、変性セルロース等の多糖類に由来するような構造を持ちグリコシル基を有する親水性モノマー、例えばグルコシルエチルメタクリレート等のような親水性モノマーが挙げられる。
【0072】
これらの中でも、分散安定性の観点から、複数の水酸基を含有する親水性モノマー、アミノ基を含有するモノマーが好ましい。
【0073】
<その他のモノマー構造単位の含有量>
必要に応じて用いられるその他の重合性モノマー構造単位のポリマーA中の含有量は、ポリマーA全体の重量に対して30重量%以下であることが好ましい。その他の重合性モノマーを用いることにより、分散安定性や吐出性が向上する等の効果が得られる場合があるが、その他の重合性モノマー構造単位の含有量が多過ぎると本発明の効果が低下してしまう。その他の重合性モノマーを用いる場合、そのより好ましい含有量は、ポリマー全体の重量に対して0.1重量%以上、20重量%以下である。
【0074】
<ポリマーAの分子量>
本発明に係るポリマーAの重量平均分子量(Mw)は、95000以下であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が95000を超えると樹脂の運動性が低下し、乾燥時の表面平滑性が低下する結果、印刷物の光沢性が低下する。中でも、ポリマーAの重量平均分子量は60000以下が好ましく、50000以下がより好ましく、且つ500以上が好ましく、1000以上がより好ましい。ポリマーAの重量平均分子量(Mw)が500未満である場合、記録液にしたときの分散安定性が低下する。
【0075】
なお、ここでいう重量平均分子量(Mw)の値は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定されるポリスチレン換算の値である。
【0076】
本発明に係るポリマーAの重量平均分子量(Mw)の測定は、具体的にはGPCを使用した下記条件で行われる。
カラム充填剤:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体
溶媒 :テトラヒドロフラン
流速 :0.7ml/min
温度 :40℃
【0077】
<ポリマーAの水溶性・水分散性>
本発明に係るポリマーAは水溶性または水分散性であることが好ましい。
なお、ここで、ポリマーの「水溶性」とは、ポリマー中に存在しているイオン性基の70モル%以上を中和した状態において、そのポリマーの25℃の水に対する溶解度が2重量%以上であることを指す。
また、「水分散性」とは、ポリマー中に存在しているイオン性基を70モル%以上中和した状態において、2重量%以上の濃度で沈殿が生じないものをいう。
【0078】
ポリマーが水溶性または水分散性ではない場合、印刷面の平滑性が低下し、印刷物の光沢性が低下する。これらの中でも、水に対する溶解度が、10重量%以上、更に16重量%以上、特に20重量%以上の水溶性であることが特に好ましい。
【0079】
<ポリマーAの由来>
本発明で用いるポリマーAは、合成高分子でも天然高分子でもよく、またそれらの誘導体や変性体であってもよい。中でも自由な構造設計が可能である点から、合成高分子であることが好ましい。
【0080】
<ポリマーAの構造>
本発明で用いるポリマーAの構造は特に限定されず、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ジブロックコポリマー、トリブロック以上のマルチブロックコポリマー、グラジエントコポリマー、グラフトコポリマー、スターコポリマー、デンドリマー等いずれでもよいが、ポリマー自身もしくはポリマー間の構造形成を抑制するために、ランダムコポリマーであることが好ましい。
【0081】
<ポリマーAの重合方法>
本発明で用いるポリマーAの合成法は特に限定されず、例えばラジカル重合、イオン重合、重付加、重縮合などの公知の重合方法を選択でき、またこれらの公知の方法で合成したポリマーの誘導体や変性体であってもよい。なかでも合成手法が簡便であることから、ラジカル重合法を用いて合成されるポリマーが好ましい。
【0082】
<ラジカル重合の方法>
本発明で用いるポリマーAをラジカル重合で得る場合、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の一般的な重合方法を用いて行うことができる。その中でも、反応操作が簡単なことから、モノマーを均一溶液中で重合させる溶液重合法が好ましい。
【0083】
(重合反応溶媒)
ラジカル重合反応は、無溶媒または溶媒の存在下に行なうことができるが、溶媒存在下で行うことが好ましい。
【0084】
重合反応溶媒としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、アニソール、ジメトキシベンゼン等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカルボニル化合物、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、イソアミルアルコール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素類が挙げられるが、中でも、重合反応溶媒としては水性溶媒が好ましい。
【0085】
水性溶媒とは、水100%もしくは水と極性有機溶媒とを任意の比率で混合した溶媒を指す。ここで用いる極性有機溶媒は、水と任意の比率で混合可能なものであればよく、具体的にはメタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジチルスルホキシド、テトラヒドロフラン等が例示される。これらの中で、特にメタノール、エタノール、イソプロパノールが好ましい。
【0086】
また、これら溶媒は1種類のみからなる単一溶媒でもよいし、2種類以上からなる混合溶媒でもよい。
【0087】
(重合開始剤)
ポリマーを合成する際のラジカル重合反応には公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、水溶性の重合開始剤でも油溶性の重合開始剤でも使用できる。
【0088】
<水溶性重合開始剤>
水溶性の重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩二水和物、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン}ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6,−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]二塩酸塩等のアゾ化合物系開始剤、過硫酸カリ、過硫酸ソーダ、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等の酸化剤単独、または亜硫酸ソーダ、次亜硫酸ソーダ、硫酸第1鉄、硝酸第1鉄、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、チオ尿素等の水溶性還元剤と組み合わせたレドックス系開始剤が挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0089】
<油溶性重合開始剤>
油溶性の重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カーボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物系開始剤、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、3,5,5−トリメチルヘキサノニルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニトリルパーオキサイド、サクシニックアシッドパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド、t−ブチルパーオキシラウレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジベンゾイルパーオキシヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジイソブチルジパーオキシフタレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジt−ブチルパーオキシヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、パラメンタンヒドロパーオキサイド、ピナンヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイドおよびクメンパーオキサイド等のパーオキサイド重合開始剤、さらにヒドロペルオキサイド(tret−ブチルヒドロキシペルオキサイド、クメンヒドロキシペルオキサイド等)、過酸化ジアルキル(過酸化ラウロイル等)および過酸化ジアシル(過酸化ベンゾイル等)等の油溶性過酸化物と、第三アミン(トリエチルアミン、トリブチルアミン等)、ナフテン酸塩、メルカプタン(メルカプトエタノール、ラウリルメルカプタン等)、有機金属化合物(トリエチルアルミニウム、トリエチルホウ素およびジエチル亜鉛等)等の油溶性還元剤とを併用する油溶性レドックス重合開始剤が挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0090】
(連鎖移動剤などの添加剤)
ラジカル重合反応には、上記の重合開始剤に加え、得られるポリマーを好ましい分子量に調節するために、連鎖移動剤、連鎖停止剤、重合促進剤等、公知のものを添加使用することができる。
【0091】
(重合条件)
重合反応を行う際、モノマー(アニオン性モノマー、含オキシアルキレン鎖モノマー、含アミド非イオン性親水性モノマー、および必要に応じて用いられるその他の重合性モノマー)、重合反応溶媒、重合開始剤等の原料の添加順序等は任意であるが、例えば、モノマー、重合反応溶媒、重合開始剤を反応容器に一括で仕込んだ後に温度を上昇させて重合反応を行う方法が挙げられる。この場合、モノマーあるいは重合開始剤をそのままの状態あるいは溶液にして追加添加してもよい。また、別の方法としては、モノマー、重合反応溶媒を反応容器に仕込んで温度を上昇させた後に、重合開始剤を含有するモノマー溶液、重合反応溶媒、またはこれらの混合物を、連続的にまたは分割して添加し、重合反応を行う方法等が挙げられる。
【0092】
中でも操作の簡便性から、原料を一括で仕込んだ後に温度を上昇させて重合反応を行う方法が好ましい。
【0093】
重合反応溶媒の使用量は特に限定されないが、モノマー100重量部に対し、通常1重量部以上、通常2000重量部以下、好ましくは1000重量部以下である。
【0094】
重合開始剤の使用量は、用いる重合開始剤の種類によっても異なり、特に限定されないが、モノマー100重量部に対して、通常0.01重量部以上、15重量部以下である。
【0095】
重合温度は特に限定されないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上であり、その上限は通常200℃以下、好ましくは150℃以下である。
【0096】
(精製)
重合により得られたポリマーは未精製のまま使用しても特に問題はないが、常法に従って精製し、次の顔料分散工程へ供されるのが好ましい。精製方法としては、ポリマーが不溶でモノマーと重合開始剤が可溶な溶媒へポリマー溶液を滴下し、ポリマーの沈澱、濾別を繰り返す再沈精製、ポリマー溶液にポリマーが不溶でモノマーと重合開始剤が可溶な溶媒を滴下し、ポリマーの沈澱、濾別を繰り返す分別沈澱精製、加熱蒸留や、減圧蒸留等によって未反応モノマーや反応溶媒を除去した後に、溶媒を水および/または水性溶媒に置換する方法、さらには平膜、精密濾過膜、限外濾過膜や透析膜などを用いて不溶物、高分子量不純物、低分子不純物や低分子量オリゴマー成分を除去する方法、などが挙げられる。この中でも限外濾過膜による精製を行うのが好ましい。
【0097】
{顔料}
本発明に用いられる顔料としては、各用途において一般的なものを適宜選択すればよく、特に限定されない。以下に顔料の代表的なものを例示する。
【0098】
炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、マイカなどを代表とする体質顔料;
酸化チタン、酸化亜鉛、ゲーサイト、マグネタイト、酸化クロムなどを代表とする金属酸化物系顔料;
チタンイエロー、チタンバフ、アンチモンイエロー、バナジウムスズイエロー、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、マンガングリーン、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンブルー、タングステンブルー、エジプトブルー、コバルトブラックなどを代表とする複合酸化物系顔料;
リトボン、カドミウムレッドイエロー、カドミウムレッドなどを代表とする硫化物系顔料;
ミネラルバイオレット、コバルトバイオレット、リン酸コバルトリチウム、リン酸コバルトナトリウム、リン酸コバルトカリウム、リン酸コバルトアンモニウム、リン酸ニッケル、リン酸銅を代表とするリン酸塩系顔料;
黄鉛、モリブデートオレンジを代表とするクロム酸塩系顔料;
群青、プルシアンブルーを代表とする金属錯塩系顔料;
アルミニウムペースト、ブロンズ粉、亜鉛末、ステンレスフレーク、ニッケルフレークを代表とする金属粉系顔料;
カーボンブラック、オキシ塩化ビスマス、塩基性炭酸塩、二酸化チタン、被覆雲母、ITO(インジウムスズ酸化物)、ATO(アンチモンスズ酸化物)を代表とする真珠光沢顔料・真珠顔導電性顔料等の無機顔料;
キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、金属錯体系顔料、アゾメチン系顔料またはアゾ系顔料などの有機顔料:
【0099】
上記顔料の具体例としては下記に示すピグメントナンバーの顔料および一般に色材分野で用いられている公知のカーボンブラックを挙げることができる。なお、以下に挙げる「C.I.ピグメントレッド2」等の用語は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
【0100】
赤色色剤:C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、54、57、57:1、57:2、58、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276;
【0101】
青色色剤:C.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79;
【0102】
緑色色剤:C.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55;
【0103】
黄色色剤:C.I.ピグメントイエロー1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、23、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208、215;
【0104】
オレンジ色剤:C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79;
【0105】
バイオレット色剤:C.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50
【0106】
ブラウン色剤:C.I.ピグメントブラウン1、6、11、22、23、24、25、27、29、30、31、33、34、35、37、39、40、41、42、43、44、45
【0107】
黒色色剤:C.I.ピグメントブラック1、31、32
【0108】
上記顔料のうち、赤色顔料として好ましくは、キナクリドン系顔料、キサンテン系顔料、ペリレン系顔料、アンタントロン系顔料およびモノアゾ系顔料が挙げられ、その具体例としては、C.I.ピグメントレッド−5、−7、−12、−112、−81、−122、−123、146、−147、−168、−173、−202、−206、−207、−209、C.I.ピグメントバイオレット−19等が挙げられる。このうち、顔料の安定性や色合いの面から、キナクリドン系顔料、および、2種類以上のキナクリドン系顔料からなる固溶体がより好ましい。
【0109】
上記顔料のうち、黄色顔料としてモノアゾ系顔料およびジスアゾ系顔料が印刷物としての発色が他の顔料に対して良好である事から好ましい。その中でも、C.I.ピグメント−1、−3、−16,−17、−74、−95、−120、−128、−151、−155、−175、−215は、その色合いの面から特に好ましく、更にその中でもC.I.ピグメントイエロー−74、−155がノンハロゲン化合物であり環境に与える影響が小さいことや色合いの面から特に好ましい。
【0110】
先述の顔料のうち、青色顔料として好ましくは、銅フタロシアニン顔料が印刷物としての発色が他の顔料に対して良好である事から好ましい。その中でも、C.I.ピグメントブルー−15:3が、安定性や色合いの面から好ましい。
【0111】
また、本発明において用いられるカーボンブラックとしては、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の各種のカーボンブラックが使用できる。これらの中では、チャンネルブラックまたはファーネスブラックが好ましく、特にファーネスブラックが好ましい。
【0112】
上記のカーボンブラックのDBP吸油量は、写真専用紙での光沢性の観点から、30ml/100g以上が好ましく、且つ250ml/100g以下が好ましく、100ml/100g以下がより好ましく、70ml/100g以下が更に好ましい。
揮発分は、8重量%以下が好ましく、特に4重量%以下が好ましい。
pHは記録液の保存安定性の観点から3以上、中でも6以上であることが好ましく、その上限は11以下、特に9以下が好ましい。
BET比表面積は、通常100m/g以上であるが、中でも150m/g以上であることが好ましく、その上限は700m/g以下、特に600m/g以下が好ましい。
【0113】
ここで、DBP吸油量はJISK6221A法で測定した値、揮発分はJISK6221の方法で測定した値、pHはカーボンブラックと蒸留水の混合液をガラス電極メーターで測定した値、BET比表面積はJISK6217の方法で測定した値である。
【0114】
また、安全性の観点から、600〜1500℃での焼成や、水、温水、溶剤等で洗浄することにより、多環芳香族成分を低減させたカーボンブラックを使用することが好ましい。特に高温での焼成処理は、カーボンブラック表面の官能基が除去されることにより、分散剤がカーボンブラック表面により効率よく、より堅固に吸着されるため、より好ましい。
【0115】
上記カーボンブラックの具体例としては、次の(1)〜(4)に示す商品が挙げられる。
【0116】
(1)#2700B,#2650,#2650B,#2600,#2600B,2450B,2400B,#2350,#2300,#2300B,#2200B,#1000,#1000B,#990,#990B,#980,#980B,#970,#960,#960B,#950,#950B,#900,#900B,#850,#850B,MCF88,MCF88B,MA600,MA600B,#750B,#650B,#52,#52B,#50,#47,#47B,#45,#45B,#45L,#44,#44B,#40,#40B,#33,#33B,#32,#32B,#30,#30B,#25,#25B,#20,#20B,#10,#10B,#5,#5B,CF9,CF9B,#95,#260,MA77,MA77B,MA7,MA7B,MA8,MA8B,MA11,MA11B,MA100,MA100B,MA100R,MA100RB,MA100S,MA230,MA220,MA200RB,MA14,#3030B,#3040B,#3050B,#3230B,#3350B(以上、三菱化学社製品)。
【0117】
(2)Monarch 1400,Black Pearls 1400,Monarch 1300,Black Pearls 1300,Monarch 1100,Black Pearls 1100,Monarch 1000,Black Pearls 1000,Monarch 900,Black Pearls 900,Monarch 880,Black Pearls 880,Monarch 800,Black Pearls 800,Monarch 700,Black Pearls 700,Black Pearls 2000,VulcanXC72R,Vulcan XC72,Vulcan PA90,Vulcan 9A32,Mogul L,Black Pearls L,Regal 660R,Regal 660,Black Pearls 570,Black Pearls 520,Regal 400R,Regal 400,Regal 330R,Regal 330,Regal 300R,Black Pearls 490,Black Pearls 480,Black Pearls 470,Black Pearls 460,Black Pearls 450,Black Pearls 430,Black Pearls 420,Black Pearls 410,Regal 350R,Regal 350,Regal250R,Regal 250,Regal 99R,Regal 99I,Elftex Pellets 115,Elftex 8, Elftex 5,Elftex 12,Monarch 280,Black Pearls 280,Black Pearls 170,Black Pearls 160,Black Pearls 130,Monarch 120,Black Pearls 120(以上、キャボット社製品)。
【0118】
(3)Color Black FW1,Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black FW18,Color Black FW200,Special Black 4,Special Black 4A,Special Black5,Special Black 6,Color Black S160,Color Black S170,Printex U,Printex V,Printex 150T,Printex 140U,Printex 140V,Printex 95,Printex 90,Printex 85,Printex 80,Printex 75,Printex 55,Printex 45,Printex 40,Printex P,Printex 60,Printex XE,Printex L6,Printex L,Printex 300,Printex 30,Printex 3,Printex 35,Printex 25,Printex 200,Printex A,Printex G,Special Black 550,Special Black 350,Special Black 250,Special Black 100(以上、デグッサ製品)。
【0119】
(4)Raven 7000,Raven 5750,Raven 5250,Raven 5000 ULTRA,Raven 3500,Raven 2000,Raven 1500,Raven 1255,Raven 1250,Raven 1200,Raven 1170,Raven 1060 ULTRA,Raven 1040,Raven 1035,Raven 1020,Raven 1000,Raven890H,Raven 890,Raven 850,Raven 790 ULTRA,Raven 760 ULTRA,Raven 520,Raven 500,Raven 450,Raven 430,Raven 420,Raven 410,CONDUCTEX 975 ULTRA,CONDUCTEX SC ULTRA,Raven H2O,Raven C ULTRA(以上、コロンビア社製品)。
【0120】
これら顔料の1次粒子の大きさは、目的に応じて任意に設定すればよいが、通常、10nm以上であり、且つ、800nm以下、好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下、特に好ましくは100nm以下である。
ここで顔料の一次粒子径は電子顕微鏡による算術平均径(数平均)である。
【0121】
また、本発明の水性顔料分散液中の顔料の平均分散粒径は、通常500nm以下、好ましくは200nm以下である。また下限としては、通常20nm以上である。
上記平均分散粒径は、SEMやTEM等の電子顕微鏡を用いて測定するか、市販の動的光散乱測定装置を使用して測定することができる。
【0122】
なお、上記顔料としては、化学修飾がされておらず、また、顔料の小粒径化を促進するための結晶化抑止剤等の、顔料以外の不純物を含まないものが、ポリマーの顔料への吸着を阻害しないことから好ましい。また、顔料に自己分散性を持たせるために、予め公知の化学修飾を行った自己分散性を有する顔料も使用できる。即ち、本発明の水性顔料分散液において用いる顔料は、先述したような、未処理の顔料でも、また表面を化学修飾した顔料でもよく、任意の顔料を使用できる。中でもポリマーとの親和性の観点から、自己分散性を有さない顔料を用いることが好ましい。
【0123】
これらの顔料は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。
【0124】
{水性媒体}
本発明の水性顔料分散液に用いる水性媒体としては、水および/または水溶性の有機溶媒が挙げられる。水溶性の有機溶媒としては、この用途に一般的に用いられるものであれば特に限定されないが、具体的には、水よりも蒸気圧の小さいものであり、次のようなものが挙げられる。
【0125】
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、テトラ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、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−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタメチレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、イソブチレングリコール、チオジグリコール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、グリセリン等の多価アルコール類;
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−t−ブチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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ブチルエーテル、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル等の多価アルコールエーテル類;
アセトニルアセトン等のケトン類;
γ−ブチロラクトン、ジアセチン、リン酸トリエチル等のエステル類;
2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等の低級アルコキシアルコール類;
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−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタメチルジエチレントリアミン等のアミン類;
ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;
2−ピロリドン、N−エチルピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、モルホリン、N−エチルモルホリン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、イミダゾール、メチルイミダゾール、ヒドロキシイミダゾール、ジメチルアミノピリジン、1,3−プロパンスルトン、ヒドロキシエチルピペラジン、ピペラジン等の複素環類;
ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;
スルホラン等のスルホン類:
【0126】
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0127】
本発明で用いる水性媒体としては、環境負荷の低さや製造の容易さの観点から、水、または水と水溶性有機溶媒との混合物であることが好ましい。中でも、安全性の観点から、水、または水の割合が90重量%以上である水と水溶性有機溶媒との混合物がより好ましい。この中でも水がさらに好ましい。水の割合が90%未満であると、ポリマーAの顔料表面への吸着が弱くなり、分散安定性が低下する。
【0128】
<他の樹脂について>
本発明の水性顔料分散液においては、ポリマーAのほかに、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリマーA以外の樹脂を含有してもよい。このような樹脂の具体例としては、ビニル系樹脂、例えば、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂等、および、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ブタジエン系樹脂、石油系樹脂、フッ素系樹脂等の公知の樹脂が挙げられる。これらの中でも水溶性もしくは水分散性樹脂が好ましい。中でもポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂がより好ましく、特にポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。
ポリビニルアルコール系樹脂の中でも、下記のような樹脂であることが記録液の定着性向上、写真専用紙に印刷した時の耐擦過性向上の点でより好ましい。
【0129】
好ましいポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリマー中に下記一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位および疎水性基を含むもの(以下「ポリマーB」と称す。)が挙げられる。ポリマーB中には、下記一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位の1種のみが含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。また、疎水性基の1種のみが含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。
【0130】
【化1】

【0131】
(式中、R10は水素原子または炭素数1〜6の炭化水素基を表す)
【0132】
上記一般式(5)におけるR10の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基などが挙げられる。中でも、水素原子または炭素数が少ないアルキル基が好ましく、具体的には炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、特に水素原子、またはメチル基が好ましい。
【0133】
一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位としては、例えばビニルアルコール、α−メチルビニルアルコール、α−エチルビニルアルコール、α−プロピルビニルアルコール、α−ブチルビニルアルコール、α−ヘキシルビニルアルコール等に由来する構造単位が挙げられる。
【0134】
一方、ポリマーBに含まれる疎水性基としては、例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基などの脂肪族系疎水性基、シクロヘキシル基、イソボルニル基などの脂環式系疎水性基、フェニル基、ナフチル基などの芳香族系疎水性基が挙げられる。またこれらの基は無置換でも更に置換基を有していてもよい。
【0135】
ポリマー構造に前記一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位および疎水性基を導入するには、ビニルエーテル系モノマーやビニルエステル系モノマーの様なビニルアルコール構造単位を誘導する重合性モノマーと疎水性基を有する重合性モノマーとを重合してこれらをポリマー構造中に導入した後に、ビニルエーテル系モノマーやビニルエステル系モノマーの側鎖部分を、酸またはアルカリを用いた変性反応により前記一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位に変換してもよい。
【0136】
前記一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位を誘導する、ビニルエーテル系モノマーとしては、例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、n−ヘキサデシルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、トリメチルシリルビニルエーテルなどが挙げられる。
【0137】
また、ビニルアルコール構造単位を誘導する、ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、ギ酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、アジピン酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル、これらのα−置換体などが挙げられる。
【0138】
また、ポリマーB中に含有される、前記一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位および疎水性基は、変性反応や修飾反応によってポリマー構造中の主鎖および/または側鎖部分に導入されていてもよい。
【0139】
ポリマーBは、一般式(5)で表されるビニルアルコール構造単位および疎水性基を含んでいればよく、それ以外の、オキシアルキレン基、水酸基、アミド基、ピロリドン基、オキサゾリン基などに代表される親水性基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基に代表される酸性基、アミノ基、ピリジニウム基、イミダゾリウム基に代表される塩基性基、さらには酸性基や塩基性基およびその塩であるイオン性解離基などを含んでいてもよい。なかでも酸性基や塩基性基およびその塩であるイオン性解離基構造を含んでいることが好ましい。
【0140】
ポリマーBの形態は、ランダムコポリマー、ジブロックコポリマー、トリブロック以上のマルチブロックコポリマー、グラジエントコポリマー、グラフトコポリマー、スターコポリマー等、特に限定されないが、中でもブロックコポリマーが好ましい。
【0141】
ポリマーBの分子量は大き過ぎると分散液の粘度が高くなる傾向があり、小さ過ぎると定着性が悪化することから、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定されるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量(Mw)で500以上、特に1000以上で、150000以下、特に100000以下であることが好ましい。
【0142】
このポリマーBの重量平均分子量(Mw)の測定は、具体的にはGPCを使用した下記条件で行われる。
カラム充填剤:ポリヒドロキシメタクリレート
溶媒 :水/アセトニトリル
(70/30(v/v),0.2Mトリス塩酸緩衝剤,0.1M KCl含)
流速 :0.7mL/min
温度 :40℃
【0143】
{水性顔料分散液組成}
本発明の水性顔料分散液は、上述の水性媒体と、顔料と分散剤としてのポリマーAとを含むものであり、必要に応じて、上述のポリマーB等のその他の樹脂を含んでいてもよい。
【0144】
<ポリマーAとそれ以外の樹脂の含有比>
本発明の水性顔料分散液において、ポリマーAとポリマーB等のその他の樹脂との含有割合としてはポリマーAの改善効果を損なわない範囲で適宜選択し決定すればよいが、ポリマーAによる記録液の分散安定性、印刷物の光沢性、鮮鋭性への改善効果を有効に発揮させるために、具体的にはポリマーAの総量の1重量部に対して、ポリマーB等のその他の樹脂が10重量部以下であることが好ましく、中でも5重量部以下であることがより好ましく、3重量部以下であることがさらに好ましい。
【0145】
<顔料と水性媒体の重量比>
本発明の水性顔料分散液中の顔料濃度としては、好ましくは30重量%以下、より好ましくは20重量%以下である。ただし、印刷濃度の観点から、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上である。
【0146】
本発明の水性顔料分散液中の顔料濃度が高過ぎると顔料が分散不良となり、また、分散液の粘度が増大し、分散液がゲル化したり、また、分散破壊により分散液が使用できなくなる場合がある。顔料濃度が低すぎるとインク化した際に十分な印刷濃度が出ない。
【0147】
<顔料とポリマーAの重量比>
また、本発明の水性顔料分散液中における顔料と本発明に係る分散剤としての前述のポリマーAとの重量比は、適宜選択し決定すればよいが、一般的には顔料1重量部に対してポリマーA(2種以上のポリマーAを含む場合はその合計)が0.01重量部以上、中でも0.03重量部以上、特に0.05重量部以上であることが好ましく、その上限は2重量部以下、中でも1.5重量部以下であることが好ましい。この範囲よりもポリマーAが少ないと分散安定性が低下し、多いと分散液、インクの粘度が高くなって吐出性が低下してしまう。
【0148】
<顔料と分散剤全量との重量比>
また、本発明の水性顔料分散液中における顔料と全分散剤(例えばポリマーAとポリマーB等の他の樹脂との合計)との重量比は、分散安定性の観点から、顔料1重量部に対して、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.05重量部以上、さらに好ましくは0.1重量部以上であり、且つ好ましくは2重量部以下、より好ましくは1.5重量部以下である。
【0149】
なお、本発明の水性顔料分散液において、ポリマーAは1種が単独で含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよく、ポリマーB等の他の樹脂についても1種が単独で含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。
【0150】
また、本発明の水性顔料分散液中には、上述の水性媒体、顔料および分散剤としてのポリマーA、その他の樹脂以外の成分が含まれていてもよく、特に、後述するような本発明のインク組成物に含有され得る他の添加剤として例示する各種の成分が含まれていてもよい。
【0151】
[インク組成物(記録液)]
分散剤として前述のポリマーAを含有することを特徴とする本発明の水性顔料分散液を含む本発明のインク組成物は、特に記録液、とりわけインクジェット用記録液として優れた効果を奏する。
【0152】
記録液等として用いられる本発明のインク組成物(以下「本発明の記録液」と称す)は、上述の本発明の水性顔料分散液の着色剤濃度を必要に応じて調整し、更には用途に応じて各種添加剤を加えて調製される。
【0153】
<着色剤>
着色剤としては、上述の本発明の水性顔料分散液中の顔料に加え、更に調色等の目的などで表面処理された自己分散性顔料や、染料、界面活性剤、ポリマー分散剤等で分散された顔料、あるいは、染料等を追加で含んでいてもよい。
【0154】
本発明の記録液における全着色剤の濃度は、記録液全量に対する、全着色剤の濃度として0.1重量%以上、中でも0.5重量%以上であることが好ましく、その上限は20重量%以下、好ましくは15重量%以下、特に10重量%以下であることが好ましい。この着色剤濃度が高過ぎると増粘し、かつ吐出性が悪化し、低すぎると印字濃度が低くなりすぎる。一方で、水性顔料分散液に追加する着色剤の量は、水性顔料分散液中の顔料100重量部に対して、通常100重量部以下、好ましくは75重量部以下、より好ましくは50重量部以下、特に好ましくは25重量部以下である。この着色剤の追加量が多過ぎると本発明の効果が低下する。
【0155】
<溶媒>
また、本発明の記録液に用いる溶媒は、水および水溶性有機溶媒を含むことが好ましく、更に所望により他の成分を含むことができる。
【0156】
本発明の記録液中の水溶性有機溶媒濃度は、適宜選択し決定すればよいが、通常、記録液に対して1重量%以上45重量%以下、中でも40重量%以下であることが好ましい。また記録液における水の含有量は、上述の着色剤や水溶性有機溶媒、および以下に記載される任意の添加成分の濃度を適宜設定できる量であればよい。
【0157】
水溶性の有機溶媒としては、前述の本発明の水性顔料分散液の水性媒体として例示したものを用いることができる。
【0158】
<添加剤>
本発明の記録液は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。
【0159】
このような添加剤としては例えば、浸透促進剤、表面張力調整剤、ヒドロトロピー剤、pH調整剤、キレート剤、防腐剤、粘度調整剤、保湿剤、防黴剤、防錆剤等の記録液用添加剤として公知のものが挙げられる。
【0160】
本発明の記録液における、これら添加剤の含有量は、分散安定性の観点から、記録液の全量に対して、好ましくはその合計で30重量%以下、より好ましくは15重量%以下である。
【0161】
浸透促進剤としては、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、イソブタノール、ペンタノール等の低級アルコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルグリコールエーテル等のカルビトール類、界面活性剤等の1種または2種以上が挙げられる。
【0162】
界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤およびポリマー系界面活性剤、その他の界面活性剤から任意のものの1種または2種以上を使用できる。中でも非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤およびポリマー系界面活性剤が好ましい。
【0163】
非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン誘導体類、オキシエチレン/オキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、アセチレングリコール類、アセチレンアルコール類等が挙げられる。
【0164】
陰イオン性界面活性剤としては、例えばステアリン酸ソーダ石鹸、オレイン酸カリ石鹸、半硬化牛脂脂肪酸ソーダ石鹸などの脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、高級アルコール硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの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ナトリウムなどのアルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどのアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフエニルエーテルジスルホン酸ナトリウムなどアルキルジフエニルエーテルジスルフォン酸塩、アルキル燐酸カリウムなどのアルキル燐酸塩、ポリオキシエチレンラウリ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硫酸トリエタノールアミンなどのポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、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などのアルキルアリル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物などが挙げられる。
【0165】
陽イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、ココナットアミンアセテートやステアリルアミンアセテートなどのアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドやアルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどの第4級アンモニウム塩、ラウリルジメチルアミンオキサイドなどのアミンオキサイド、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る。
【0166】
両性界面活性剤としては、ラウリルベタインやステアリルベタインなどのアルキルベタイン等が挙げられる。
【0167】
また、ポリマー系界面活性剤としては、ポリアクリル酸、スチレン/アクリル酸コポリマー、スチレン/アクリル酸/アクリル酸エステルコポリマー、スチレン/マレイン酸コポリマー、スチレン/マレイン酸/アクリル酸エステルコポリマー、スチレン/メタクリル酸コポリマー、スチレン/メタクリル酸/アクリル酸エステルコポリマー、スチレン/マレイン酸ハーフエステルコポリマー、スチレン/スチレンスルホン酸コポリマー、ビニルナフタレン/マレイン酸コポリマー、ビニルナフタレン/アクリル酸コポリマーあるいはこれらの塩といった合成高分子、カゼイン、ゼラチン、デンプン、デキストリン、セラックなどの天然高分子等が挙げられる。
【0168】
その他、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤や、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤、ラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等の界面活性剤も使用することができる。
【0169】
これらの界面活性剤の含有量は、適宜選択し決定すればよいが、印刷物の速乾性および印字品位の観点から、記録液に対して通常0.001重量%以上5重量%以下の範囲で添加することが好ましい。
【0170】
表面張力調整剤としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、グリセリン、ジエチレングリコール等のアルコール類、ノニオン、カチオン、アニオン、あるいは両性界面活性剤を挙げることができる。
【0171】
ヒドロトロピー剤としては、尿素、アルキル尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、チオ尿素、グアニジン酸塩、ハロゲン価テトラアルキルアンモニウム等の1種または2種以上が好ましい。
【0172】
保湿剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール等の1種または2種以上を水溶性有機溶媒と兼ねるものとして添加することもできる。
【0173】
更に、固体保湿剤(保水機能を有する25℃で固体の水溶性物質)を添加することもできる。好ましい固体保湿剤としては、糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸塩、トリメチロールプロパン、1,2,6−トリオール等が挙げられる。糖類としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類および四糖類を含む)および多糖類が挙げられ、具体的には、グルコース、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、ソルビット、マルトース、ラクトース、スクロース、トレハロース等が挙げられる。糖アルコール類としては、マルチトール、ソルビトール、キシリトール等が挙げられ、これらの固体保湿剤の1種または2種以上を添加することもできる。
【0174】
キレート剤としては、特に限定されるものではないが、エチレンジアミンテトラアセティックアシッドのナトリウム塩、エチレンジアミンテトラアセティックアシドのジアンモニウム塩等の1種または2種以上が用いられる。これらは、記録液に対して0.005重量%以上0.5重量%以下の範囲で用いられることが好ましい。
【0175】
防黴剤としては、特に限定されるものではないが、デヒドロ酢酸ナトリウム、ジクロロフェン、ソルビン酸、安息香酸ナトリウム、p−ヒドロキシ安息香酸エステル、1,2−Benzisothiazoline−3−one(製品名:プロキセルGXL(アーチ・ケミカルズ社製))等が用いられる。これらは、記録液に対して0.05重量%以上1重量%以下の範囲で含まれることが好ましい。
【0176】
<pH>
また、記録液のpHを調整し、記録液の安定性を得るため、特に限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、硝酸、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のpH調整剤、リン酸等の緩衝液を用いることができる。
【0177】
記録液のpHとしては、分散安定性の観点から、中性からアルカリ性の範囲が好ましく、その中でも好ましくは6以上、より好ましくは7以上、且つ好ましくは11以下、より好ましくは10以下である。
【0178】
<固形分>
本発明の記録液中における顔料と全分散剤からなる固形分量の重量割合は、粘度および印字濃度の観点から、好ましくは0.3重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1.0重量%以上であり、且つ好ましくは30重量%以下、より好ましくは20重量%以下である。
【0179】
<粘度>
本発明における記録液の粘度は、印字適性の観点から、好ましくは1.0mPa・s以上、より好ましくは1.2mPa・s以上、且つ好ましくは8.0mPa・s以下、より好ましくは6.0mPa・s以下である。
【0180】
<ポリマー微粒子>
本発明の記録液には、記録媒体への画像の定着性や耐擦性を更に向上させるためにポリマー微粒子を添加してもよい。ポリマー微粒子としては特に限定されないが、表面にイオン性基を有し、粒子径が10〜150nmのものが好ましい。
【0181】
ポリマー微粒子の使用量としては、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択し、決定すればよく、具体的には記録液中の顔料に対して、1〜100重量%、好ましくは10〜80重量%、より好ましくは10〜50重量%である。
【0182】
[水性顔料分散液およびインク組成物の製造方法]
分散剤として、先述のポリマーAを含む本発明の水性顔料分散液の製造方法において、顔料、水性媒体、および分散剤等の混合方法や添加順序は任意であり、例えば、未処理の顔料や、先述のように表面を化学修飾した顔料、界面活性剤等の公知の分散剤で処理された顔料、または染料を吸着させた顔料等の処理顔料と、ポリマーA等の高分子分散剤とを接触させてから、水性媒体と接触させ、混合、分散処理する方法が挙げられる。また、先述のような処理顔料を水性媒体中で分散した後に、ポリマーA等の高分子分散剤と接触させて、水性顔料分散液としてもよい。中でも、未処理の顔料をポリマーA等の分散剤と接触させてから、水性媒体と接触させ、混合、分散処理する方法が、本発明の効果が顕著となるので好ましい。また、水性媒体と顔料とポリマーA等の高分子分散剤とを一度に混合した混合物に一般的な分散機を用いて分散処理を施してもよい。
【0183】
本発明の水性顔料分散液中の水性媒体が、水、または水の割合が90重量%以上である水と水溶性有機溶媒との混合物である場合は、水性顔料分散液の製造方法としては、顔料と、ポリマーAを含む分散剤と、水の割合が90重量%未満の水と水溶性有機溶媒との混合物(又は有機溶媒)とを混合させた後、有機溶媒を水に置換して水含有率を上げる方法もあるが、製造工程の簡略化のために、顔料と、ポリマーAを含む分散剤と、水、または水の割合が90重量%以上の水と水溶性有機溶媒との混合物とを混合した後に、分散処理を行う方法が好ましい。本発明に係るポリマーAを用いれば、顔料を水含有率90%以上の水性媒体と混合しても、顔料を安定に分散させることができる。
【0184】
分散処理に用いる分散機としては、通常、顔料分散に使用される各種分散機が使用できる。
【0185】
分散機としては、特に限定されるものではないが、ペイントシェーカー、ボールミル、サンドミル、アトライター、パールミル、コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー、湿式ジェットミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等を用いることができる。分散機としてメディアを使うものには、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、磁性ビーズ、スチレンビーズを用いることができる。このうち、特に好ましい分散処理方法としては、ビーズをメディアとしてミルで分散後、超音波ホモジナイザーで分散する方法である。
【0186】
好ましい分散粒径を有する水性顔料分散液を得る方法としては、特に限定されるものではないが、分散機の分散メディアのサイズを小さくする、粉砕メディアの充填率を大きくする、分散液中の顔料濃度を高くする、処理時間を長くする、粉砕後フィルターや遠心分離機等で分級する等の方法が用いられる。または、それらの手法の組み合わせが挙げられる。特に規定されるものではないが、分散時における発熱により、分散液が増粘する場合は、必要に応じ冷却しながら分散処理をすることが好ましい。また、加熱により分散粒径の減少が顕著となる場合は、加熱しながら分散することが好ましい。さらに、粗大粒子や不純物を除去するために、フィルターによる加圧濾過や遠心分離を行うことが好ましい。
【0187】
得られた分散液を、必要に応じ粗大粒子除去を目的として、フィルターを使用した加圧濾過や遠心分離を行うことが望ましい。
【0188】
本発明の記録液(インク組成物)は、前述の如く、このようにして製造された水性顔料分散液に、必要に応じて着色剤や各種添加剤を加えて同様に混合、分散処理することにより調製される。
【0189】
[用途]
本発明の記録液は、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、感熱転写印刷などのあらゆる印刷方式のインクとして使用することができる。中でもインクジェット方式で印刷した場合に最も優れた効果を発揮する。インクジェット方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイプ、あるいは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等などのオンデマンド方式、連続式などのインクジェット方式であれば、その機種に限定なくすべてのプリンタに適用することができる。その中でも、オンデマンド方式のプリンタに対して、特に本発明の効果を発揮することができる。
【実施例】
【0190】
以下に合成例、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0191】
なお、以下の諸例においては、重量平均分子量(Mw)の測定は、ポリマーA(ランダムコポリマーA−1〜A−13)についてはポリスチレン標準試料で、ポリマーB(ブロックコポリマーB−1)についてはポリエチレングリコール標準試料で、それぞれ校正したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を使用して以下の条件で行った。
【0192】
<ポリマーAのGPC測定条件>
カラム充填剤:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体
溶媒 :テトラヒドロフラン
流速 :0.7ml/min
温度 :40℃
また、キャリブレーションはポリスチレンを用いて行った。
尚、今回は、以下の装置、検出器およびカラムを使って測定した。
装置 :日本ウォーターズ(株)製 Waters 2690
検出器 :日本ウォーターズ(株)製 Waters 2410
カラム :昭和電工株式会社製 Shodex KF-604・KF-603・KF-602.5
【0193】
<ポリマーBのGPC測定条件>
カラム充填剤:ポリヒドロキシメタクリレート
溶媒 :水/アセトニトリル
(70/30(v/v),0.2Mトリス塩酸緩衝剤,0.1M KCl含)
流速 :0.7mL/min
温度 :40℃
また、キャリブレーションはポリエチレングリコールを用いて行った。
尚、今回は、以下の装置、検出器およびカラムを使って測定した。
装置 :日本ウォーターズ(株)製 Waters 2695
検出器 :日本ウォーターズ(株)製 Waters 2410
使用カラム :昭和電工株式会社製 Shodex OHpak
SB-G・SB-804HQ・SB-803HQ・SB-802.5HQ
また、以下の表記において、「b」はblock polymerを、「co」はcopolymerを意味する。
また、ランダムコポリマーA−1〜A−13の構造は、DOを溶媒としたH−NMRにより確認し、NMRデータよりそのモノマー構造単位の組成比を求めた。
【0194】
[ポリマーの合成]
<合成例1>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−N−ビニル−2−ピロリドン−co−スチレン)(ランダムコポリマーA−1)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)3.85gを仕込み、溶媒としてメタノール416g、モノマーとしてスチレン(20℃の水に対する溶解度約0.03重量%)63.04g、N−ビニル−2−ピロリドン(20℃の水に任意の割合で混和)42.25g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製、前記一般式(4)におけるs=9)183.44g、およびアクリル酸10.96gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで30分かけて上昇させ、70℃で5時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.60gをメタノール14gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に3時間重合反応を行った。
【0195】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液29.00gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、水溶性のポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−N−ビニル−2−ピロリドン−co−スチレン):ランダムコポリマーA−1を得た。
【0196】
このランダムコポリマーA−1の重量平均分子量(Mw)は18100、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−1の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、N−ビニル−2−ピロリドン構造単位、スチレン構造単位の組成比は、11/38/4/47(モル比)=4/74/2/20(重量%比)であった。
【0197】
<合成例2>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−N−イソプロピルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマーA−2)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)5.9gを仕込み、溶媒としてメタノール1123.5g、モノマーとしてスチレン191.3g、N−イソプロピルアクリルアミド(20℃の水に対する溶解度約15重量%)59.4g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)632.6g、およびアクリル酸113.4gを仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5gをメタノール25.2gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に6時間重合反応を行った。
【0198】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液261.2gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、水溶性のポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−N−イソプロピルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−2を得た。
【0199】
このランダムコポリマーA−2の重量平均分子量(Mw)は35000、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−2の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、N−イソプロピルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、20/22/20/38(モル比)=10/57/12/21(重量%比)であった。
【0200】
<合成例3>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマーA−3)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)3.85gを仕込み、溶媒としてメタノール416g、モノマーとしてスチレン63.04g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド(20℃の水に任意の割合で混和)43.50g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)182.55g、およびアクリル酸10.90gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで30分かけて上昇させ、70℃で5時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.60gをメタノール14gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に3時間重合反応を行った。
【0201】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液28.70gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、水溶性のポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−3を得た。
【0202】
このランダムコポリマーA−3の重量平均分子量(Mw)は19500、分子量分布(Mw/Mn)は1.9であった。
また、このランダムコポリマーA−3の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、13/24/13/50(モル比)=6/59/8/27(重量%比)であった。
【0203】
<合成例4>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマーA−4)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)8.56gを仕込み、溶媒としてメタノール1124g、モノマーとしてスチレン145.16g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド26.72g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)717.58g、およびアクリル酸110.50gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3.57gをメタノール31.8gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に6時間重合反応を行った。
【0204】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液254.5gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−4を得た。
【0205】
このランダムコポリマーA−4の重量平均分子量(Mw)は28900、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−4の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン単位の組成比は、27/33/3/37(モル比)=11/71/2/16(重量%比)であった。
【0206】
<合成例5>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマーA−5)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)7.5gを仕込み、溶媒としてメタノール1305.0g、モノマーとしてスチレン214.5g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド67.8g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)568.1g、およびアクリル酸148.5gを仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3.3gをメタノール33.0gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に6時間重合反応を行った。
【0207】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液342.1gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、水溶性のポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−5を得た。
【0208】
このランダムコポリマーA−5の重量平均分子量(Mw)は21700、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−5の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、33/15/7/45(モル比)=20/46/5/29(重量%比)であった。
【0209】
<合成例6>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−N−ビニル−2−ピロリドン−co−スチレン)(ランダムコポリマーA−6)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)4.3gを仕込み、溶媒としてメタノール662.7g、モノマーとしてスチレン187.3g、N−ビニル−2−ピロリドン97.0g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)604.3g、およびアクリル酸109.9gを仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.9gをメタノール17.4gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に6時間重合反応を行った。
【0210】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液253.1gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、水溶性のポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−N−ビニル−2−ピロリドン−co−スチレン):ランダムコポリマーA−6を得た。
【0211】
このランダムコポリマーA−6の重量平均分子量(Mw)は43500、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−6の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、N−ビニル−2−ピロリドン構造単位、スチレン構造単位の組成比は、23/24/7/46(モル比)=11/60/4/25(重量%比)であった。
【0212】
<合成例7>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマー−A−7)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)8.98gを仕込み、溶媒としてメタノール1208g、モノマーとしてスチレン191.64g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド60.46g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)634.24g、およびアクリル酸113.65gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3.74gをメタノール31.68gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に6時間重合反応を行った。
【0213】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液261.81gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−7を得た。
【0214】
このランダムコポリマーA−7の重量平均分子量(Mw)は25500、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−7の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、28/22/12/38(モル比)=14/57/8/21(重量%比)であった。
【0215】
<合成例8>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−n−ブチルアクリレート−co−スチレン)(ランダムコポリマー−A−8)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)30gを仕込み、溶媒としてテトラヒドロフラン3500.0g、モノマーとしてアクリル酸600.0g、n−ブチルアクリレート(20℃の水に対する溶解度約0.14重量%)600.0g、およびスチレン400.0gを仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで1時間かけて上昇させ、70℃で8時間、重合反応を行った。
【0216】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、水酸化ナトリウム/メタノール溶液で中和後、イソプロピルアルコール中に沈殿させた。沈殿を濾過し、真空乾燥することで、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−n−ブチルアクリレート−co−スチレン)とアクリル酸ナトリウムの混合物を得た。
上記ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−n−ブチルアクリレート−co−スチレン)とアクリル酸ナトリウムの混合物の混合物30.0gを水970.0gに溶解した後、限外濾過膜処理により、アクリル酸ナトリウムを除去した。アクリル酸ナトリウム除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固することにより、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−n−ブチルアクリレート−co−スチレン):ランダムコポリマーA−8を得た。
【0217】
このランダムコポリマーA−8の重量平均分子量(Mw)は18000、分子量分布(Mw/Mn)は1.6であった。
このランダムコポリマーA−8の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、n−ブチルアクリレート構造単位、スチレン構造単位の組成比は、47/21/32(モル比)=42/26/32(重量比)であった。
【0218】
<合成例9>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−スチレン)(ランダムコポリマー−A−9)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)2.57gを仕込み、溶媒としてメタノール278g、モノマーとしてスチレン41.28g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)153.01g、およびアクリル酸5.71gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで30分かけて上昇させ、70℃で5時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.07gをメタノール10gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に3時間重合反応を行った。
【0219】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5N水酸化ナトリウム水溶液13.18gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−スチレン):ランダムコポリマーA−9を得た。
【0220】
このランダムコポリマーA−9の重量平均分子量(Mw)は22100、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−9の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、スチレン構造単位の組成比は、9/37/54(モル比)=4/73/23(重量比)であった。
【0221】
<合成例10>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマー−A−10)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)0.84gを仕込み、溶媒としてメタノール129g、モノマーとしてスチレン7.89g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド14.60g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)60.64g、およびアクリル酸67.01gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で2時間重合反応を行った。
【0222】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液215.64gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−10を得た。
【0223】
このランダムコポリマーA−10の重量平均分子量(Mw)は77900、分子量分布(Mw/Mn)は4.3であった。
また、このランダムコポリマーA−10の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、73/10/8/9(モル比)=50/36/7/7(重量%比)であった。
【0224】
<合成例11>
ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマー−A−11)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)1.92gを仕込み、溶媒としてメタノール208g、モノマーとしてスチレン84.00g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド5.27g、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)14.69g、およびアクリル酸46.07gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.80gをメタノール7.1gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に5時間重合反応を行った。
【0225】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、攪拌しながら5Nの水酸化ナトリウム水溶液113.72gを加えた後、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−11を得た。
【0226】
ランダムコポリマーA−11の重量平均分子量(Mw)は26800、分子量分布(Mw/Mn)は1.90であった。
また、このランダムコポリマーA−11の中のアクリル酸ナトリウム構造単位、メトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、35/2/2/61(モル比)=30/10/2/58(重量%比)であった。
【0227】
<合成例12>
ポリ(メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン)(ランダムコポリマー−A−12)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、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)1.93gを仕込み、溶媒としてメタノール208g、モノマーとしてスチレン22.15g、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド22.28g、およびメトキシポリエチレングリコールアクリレート(ライトアクリレート130A・共栄社化学(株)製)105.59gを上記のフラスコ内に仕込んだ。バス温度を室温から70℃まで50分かけて上昇させ、70℃で4時間重合反応を行った。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.80gをメタノール7.4gに溶かした溶液を反応系中に添加し、更に5時間重合反応を行った。
【0228】
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、エバポレーターでメタノールを除去しながら蒸留水を加水することにより、粗ポリマー水溶液を得た。粗ポリマー水溶液より限外濾過膜処理にて不純物を除去後、ポリマー水溶液を濃縮、乾固し、ポリ(メトキシポリエチレングリコールアクリレート−co−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド−co−スチレン):ランダムコポリマーA−12を得た。
【0229】
このランダムコポリマーA−12の重量平均分子量(Mw)は14500、分子量分布(Mw/Mn)は1.7であった。
また、このランダムコポリマーA−12の中のメトキシポリエチレングリコールアクリレート構造単位、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド構造単位、スチレン構造単位の組成比は、29/32/39(モル比)=64/17/19(重量%比)であった。
【0230】
<合成例13>
ポリビニルアルコール−b−ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−アクリル酸メチル−co−メタクリル酸ナトリウム−co−メタクリル酸ベンジル−co−スチレン)(ブロックコポリマーB−1)の合成
内部を窒素置換したコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、酢酸ビニル3587g、連鎖移動剤および溶媒としてクロロホルム1907gを仕込み、1時間掛けて70℃に昇温した。次いで、クロロホルム534gに重合開始剤としてアゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.3gを溶解した重合開始剤溶液を、6時間かけて滴下した。その後、クロロホルム444.5gに、重合開始剤としてアゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.5gを溶解した重合開始剤溶液を、5時間かけて滴下した。重合開始剤溶液の滴下後、加熱し、還流条件下、10時間重合反応を行った。反応終了後反応溶液中に0.01N水酸化ナトリウム/メタノール溶液を連続的に滴下しながら、内温40℃で未反応の酢酸ビニルとクロロホルムを減圧留去し、ポリ酢酸ビニルメタノール溶液(ポリマー濃度74重量%)を得た。このポリ酢酸ビニルは数平均分子量(Mn)3500、分子量分布(Mw/Mn)が2.4であった。
【0231】
上記のポリ酢酸ビニルの末端構造は、−CClであった。これは、H−NMR(溶媒CDCl)において、このポリ酢酸ビニルの末端に隣接してメチレン基のピーク(化学シフトδ=2.8〜3.2のピーク)が認められたことと、末端構造を−CClとして計算される数平均分子量(3500)とGPCから求めた数平均分子量が一致することに基き、これにより、片末端が定量的にハロゲン置換された基(−CCl)を有するポリ酢酸ビニルが合成できたことを確認した。
【0232】
次いで、内部が窒素置換されたコンデンサー、窒素導入管、撹拌機および温度計付きのフラスコに、溶媒としてメタノール17g、およびイソプロピルアルコール1048.5g、モノマーとしてアクリル酸メチル2623g、メタクリル酸ベンジル2142g、およびスチレン63.5g、マクロ開始剤として前記のポリ酢酸ビニルメタノール溶液1353gを仕込み、室温から60℃まで1時間で昇温した。内温が60℃に達した時点で、メタノール30gに触媒として臭化第一銅0.6g、配位子としてトリス(2−ジメチルアミノ)エチルアミン12.0gを溶解した触媒溶液を添加した。触媒溶液添加後、加熱し、還流条件下、30時間重合反応を行った。
【0233】
得られるポリマーの数平均分子量(Mn)は重合反応時間の経過とともに増大した。
【0234】
ガスクロマトグラフィーより求めた、重合溶液中のモノマー消費量から計算されるポリマー中のアクリル酸メチル(MA)、メタクリル酸ベンジル(BzMA)、スチレン(St)の各モノマーのモル比率を表1に示す。
【0235】
【表1】

【0236】
表1から明らかな通り、ポリ酢酸ビニルと連結したブロックコポリマーは、その数平均分子量の増加とともに組成が変化し、このブロックコポリマー中のモノマー組成が、末端に向かって変化している(グラジエントである)ポリ酢酸ビニル−b−ポリ(アクリル酸メチル−co−メタクリル酸ベンジル−co−スチレン)であることを確認した。またそのポリマーの数平均分子量は16300、分子量分布(Mw/Mn)は1.63であった。このポリ酢酸ビニル系ブロックコポリマーにおいて、ポリ酢酸ビニルブロックと他方のブロックとを連結する連結基は、ジクロロメチレン基である。
【0237】
次いで、コンデンサー、撹拌機および温度計付きの反応釜中でメタノール276gとテトラヒドロフラン552g、水138gの混合溶媒に上記の重合溶液502gを溶解した後、60℃まで昇温し、5N水酸化ナトリウム水溶液728g加え、65℃で7時間反応を行った。反応終了後、上澄み液を除去して得られたポリマー塊にテトラヒドロフラン(THF)550g、水140gを加え、懸濁させた後に、メタノール280gを加えてポリマーを沈殿させた。再度上澄み液を除去し、水300gを加えた後、酢酸で中和し、溶液を90℃まで加熱し、残THFとメタノールを留去し、ポリマー水溶液を得た。その後、限外濾過膜(ACP−1050・旭化成(株)製)を用いてポリマー水溶液から不純物を除去した。限外濾過後のポリマー水溶液を濃縮、乾固することにより、ポリビニルアルコール系ブロックと連結したコポリマーがグラジエントコポリマーであるポリビニルアルコール−b−ポリ(アクリル酸ナトリウム−co−アクリル酸メチル−co−メタクリル酸ナトリウム−co−メタクリル酸ベンジル−co−スチレン)(ブロックコポリマーB−1)を得た。
【0238】
このブロックコポリマーの重量平均分子量(Mw)は35000、分子量分布は2.2であった。
【0239】
[実施例および比較例]
以下に、合成例1〜7で得られた本発明に係るポリマーAであるランダムコポリマーA−1〜A−7または、合成例8〜12で得られたポリマーA以外のランダムコポリマーA−8〜A−12と、合成例13で得られたブロックコポリマーB−1とを用いた水性顔料分散液の製造例とそれを用いたインクの評価結果を示す。
【0240】
<実施例1>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−1水溶液(ランダムコポリマーA−1濃度16.9重量%)66.3g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.7重量%)14.5g、および脱イオン水171.3gを混合し、回転式分散・乳化機であるクレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM−0.8S)で1時間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0241】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で180分間分散して顔料分散液1を得た。
【0242】
この顔料分散液1を用い、以下の処方により、インク化した。
(インク組成)
顔料分散液1 5.63g
脱イオン水 6.60g
2−ピロリドン 0.77g
グリセリン 1.13g
1,6−ヘキサンジオール 0.74g
オルフィンE1010(エアプロダクツ社製界面活性剤) 0.15g
【0243】
上記成分を混合し、15分撹拌、30分間超音波処理後、実施例1の記録液(インク組成物)を得た。
【0244】
得られた実施例1の記録液について、下記(1),(2)の特性を以下の試験方法で評価した。結果を表3に示す。
【0245】
なお、プリンターとして、インクジェット記録方式プリンター(キヤノン(株)製BJ−S700プリンター)を用い、印字用紙として市販の光沢紙(キヤノン(株)製光沢紙GL−101)を用いた。
【0246】
(1)記録液の安定性評価
記録液について、調製直後の顔料の分散粒径および粘度と、70℃で15時間保持した後の顔料の分散粒径および粘度を測定した。保持後の粒径および粘度の増大が小さいほど安定である。
顔料の分散粒径は、記録液を脱イオン水で10000倍に希釈し、大塚電子(株)FPAR−1000で希釈用プローブを使用して測定し、平均粒径の値はCumulant法により算出した。また、粘度はレオメーター(REOLOGICA AB Insturuments;VAR−100;コーン1°/55φ)を使用して測定し、剪断速度100/秒の時の値を読み取った。
(2) 記録画像の光沢性・鮮鋭性評価
記録液で印字した光沢紙(キヤノン(株)社製SP−101)を、1日間室温で乾燥させたもののグロスおよびヘーズを測定することにより、光沢性と鮮鋭性を評価した。グロス測定およびヘーズ測定は、Haze−Glossメーター(BYK Gardner社製 Cat.No.4601)を用いて行い、グロス値は20°の測定値を採用し、光沢度の尺度とした。この数字が高いものほど光沢性が高い。また、一般的にグロスが高くなるとヘイズの値も高くなるため、ヘーズ/グロスの値を鮮鋭性として比較した。この値が小さいほど、鮮鋭性が高い、すなわち画像表面での光の乱反射が低いことを示す。
【0247】
<実施例2>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−2水溶液(ランダムコポリマーA−2濃度17.7重量%)95.1g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)9.0g、および脱イオン水147.9gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0248】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液2を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液2を用いて、実施例1と同様に記録液を調製し、同様に評価した。
【0249】
<実施例3>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−3水溶液(ランダムコポリマーA−3濃度26.4重量%)63.7g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)9.0g、および脱イオン水179.4gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0250】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液3を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液3を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0251】
<実施例4>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−4水溶液(ランダムコポリマーA−4濃度16.9重量%)99.6g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)9.0g、および脱イオン水143.4gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0252】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液4を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液4を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0253】
<実施例5>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−5水溶液(ランダムコポリマーA−5濃度15.4重量%)109.4g、ブロックコポリマーB−1(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)9.0g、および脱イオン水133.6gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0254】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液5を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液5を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0255】
<実施例6>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−3水溶液(ランダムコポリマーA−3濃度26.4重量%)42.4g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)9.0g、および脱イオン水200.6gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0256】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液6を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液6を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0257】
<実施例7>
キナクリドン系顔料(クロモフタールJETマゼンタ2BC;チバスペシャリティーケミカルズ;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−3水溶液(ランダムコポリマーA−3濃度12.9重量%)43.3g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)43.0g、および脱イオン水165.6gを混合し、ホモミキサーで予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとしてビーズミルを用いて60℃で7時間分散し、更に40℃で1時間分散して分散液を得た。
【0258】
上記分散液を500mlトールビーカーに秤量し、顔料濃度8重量%に調整した。その後、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散して顔料分散液7を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液7を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0259】
<実施例8>
キナクリドン系顔料(クロモフタールJETマゼンタ2BC;チバスペシャリティーケミカルズ;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−6水溶液(ランダムコポリマーA−6濃度15.3重量%)36.7g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)27.0g、および脱イオン水188.3gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0260】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液8を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液8を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0261】
<実施例9>
キナクリドン系顔料(クロモフタールJETマゼンタ2BC;チバスペシャリティーケミカルズ;パウダー;固形分量100重量%))28.0g、ランダムコポリマーA−2水溶液(ランダムコポリマーA−2濃度17.7重量%)31.7g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)27.0g、および脱イオン水193.3gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GLH型)で10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0262】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液9を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液9を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0263】
<実施例10>
ピグメントイエロー155(クラリアント社製INK JET YELLOW 4G VP2532;パウダー;固形分100.0重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−3水溶液(ランダムコポリマーA−3濃度12.9重量%)43.3g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)43.0g、および脱イオン水165.6gを混合し、ホモミキサーで10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとしてビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0264】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し、顔料分散液10を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液10を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0265】
<実施例11>
焼成品カーボンブラック(#2300B(三菱化学(株)製)を窒素雰囲気下で1200℃、1ヶ月間焼成;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−7水溶液(ランダムコポリマーA−7濃度13.8重量%)81.3g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度15.6重量%)9.0g、および脱イオン水161.7gを混合し、クレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM−0.8S)で1時間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとしてビーズミルを用いて60℃で7時間、40℃で1時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0266】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し、顔料分散液11を得た。
【0267】
上記顔料分散液11を用い、以下の処方により、インク化した。
(インク組成)
顔料分散液11 3.75g
脱イオン水 4.00g
2−ピロリドン 0.22g
グリセリン 0.57g
トリエチレングリコール 0.48g
エチレン尿素 0.88g
オルフィンE1010(エアプロダクツ社製界面活性剤) 0.1g
【0268】
上記成分を混合し、15分撹拌、30分間超音波処理後、実施例11の記録液を得た。 この記録液について、実施例1と同様に評価した。
【0269】
<実施例12>
焼成品カーボンブラック(#2300B(三菱化学(株)製)を窒素雰囲気下で1200℃、1ヶ月間焼成;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−3水溶液(ランダムコポリマーA−3濃度26.4重量%)42.4g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)14.3g、および脱イオン水195.2gを混合し、ホモミキサーで予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとしてビーズミルを用いて60℃で7時間分散し、更に40℃で1時間分散して分散液を得た。
【0270】
上記分散液を500mlトールビーカーに秤量し、顔料濃度8重量%に調整した。その後、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散して顔料分散液12を得た。
顔料分散液11の代りにこの顔料分散液12を用いて、実施例11と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0271】
<実施例13>
焼成品カーボンブラック(#2300B(三菱化学(株)製)を窒素雰囲気下で1200℃、1ヶ月間焼成;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−3水溶液(ランダムコポリマーA−3濃度26.4重量%)42.4g、および脱イオン水209.6gを混合し、クレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM−0.8S)で1時間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて60℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0272】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液13を得た。
顔料分散液11の代りにこの顔料分散液13を用いて、実施例11と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0273】
<比較例1>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−8水溶液(ランダムコポリマーA−8濃度20.5重量%)82.0g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)14.3g、および脱イオン水155.7gを混合し、オムニホモジナイザー(オムニ社製;GHL型)で10分予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で2時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0274】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液14を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液14を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0275】
<比較例2>
ピグメントイエロー155(クラリアント社製INK JET YELLOW 4G VP2532;パウダー;固形分量100.0重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−9水溶液(ランダムコポリマーA−9濃度16.3重量%)35.0g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)43.0g、および脱イオン水174.0gを混合し、ホモミキサーで10分間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとしてビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0276】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し、顔料分散液15を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液15を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0277】
<比較例3>
焼成品カーボンブラック(#2300B(三菱化学(株)製)を窒素雰囲気下で1200℃、1ヶ月間焼成;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−10水溶液(ランダムコポリマーA−10濃度14.7重量%)76.0g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)14.4g、および脱イオン水161.7gを混合し、クレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM−0.8S)で1時間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて60℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0278】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液16を得た。
顔料分散液11の代りにこの顔料分散液16を用いて、実施例11と同様にインクを調製し、印字しようとしたが、詰まりが発生し印字不能であった。
【0279】
<比較例4>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−11水溶液(ランダムコポリマーA−11濃度11.9重量%)94.0g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)14.3g、および脱イオン水143.6gを混合し、クレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM−0.8S)で1時間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0280】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液17を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液17を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0281】
<比較例5>
ピグメントブルー−15:3(大日精化工業(株)製;パウダー;固形分量100重量%)28.0g、ランダムコポリマーA−12水溶液(ランダムコポリマーA−12濃度20.0重量%)55.9g、ブロックコポリマーB−1水溶液(ブロックコポリマーB−1濃度9.8重量%)14.3g、および脱イオン水181.7gを混合し、クレアミックス(MTECHNIQUE社製;CLM−0.8S)で1時間予備分散後、0.3mmφのジルコニアビーズをメディアとして自作のビーズミルを用いて25℃で8時間分散し、ビーズを除いた後、顔料濃度8重量%に調整して分散液を得た。
【0282】
上記分散液を500mlトールビーカーに入れ、ビーカーを氷水中に漬け、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所(株);US−600T;使用チップ36mmφ)で120分間分散し顔料分散液18を得た。
顔料分散液1の代りにこの顔料分散液18を用いて、実施例1と同様にインクを調製し、同様に評価した。
【0283】
実施例1〜13および比較例1〜5の評価結果を下表に示す。
【0284】
【表2】

【0285】
実施例1〜6と比較例1を比べると、比較例1では写真専用紙での光沢性、鮮鋭性が大幅に低下していた。これは、比較例1で分散剤として用いたポリマーが含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)と含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)とを含まないため平滑性が低下したことによると考えられる。
実施例10と比較例2を比べると、比較例2では記録液の耐熱性に劣っていた。これは、比較例2で分散剤として用いたポリマーが含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)を含まないためと考えられる。
【0286】
実施例11,12と比較例3を比べると、比較例3では記録液の粒径が大きく、印字不能であった。これは、比較例3で分散剤として用いたポリマーが非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の重量比が小さいため、分散時に樹脂が顔料に吸着せず、分散性が低下したためと考えられる。
実施例1〜6と比較例4を比べると、比較例4では写真専用紙の鮮鋭性に劣っていた。これは、比較例4で分散剤として用いたポリマーが非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の重量比が多いため、樹脂の親水度が低下し、平滑性が低下したためと考えられる。
実施例1〜6と比較例5を比べると、比較例5では記録液の耐熱性に劣っていた。これは、比較例5で分散剤として用いたポリマーがアニオン性モノマー構造単位(a)を含まないため、顔料が凝集しやすくなったためと考えられる。
以上の結果から、特定のポリマーAを分散剤として用いた本発明の水性顔料分散液を使用した記録液は、従来の分散剤で調製された顔料分散液を使用した記録液よりも分散安定性が高く、その記録液により得られる印刷物は光沢性、鮮鋭性に優れ、印刷品位が良好であることが明らかである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水性媒体、顔料、および分散剤を含む水性顔料分散液において、該分散剤が、以下に示す樹脂(ポリマーA)を含むことを特徴とする水性顔料分散液。
<ポリマーA>
一種類以上の(a):アニオン性モノマー構造単位(以下「アニオン性モノマー構造単位(a)」と称す。)と
一種類以上の(b):下記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(以下「含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)」と称す。)と
一種類以上の(c):一種類以上のアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(以下「含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)」と称す。)と
一種類以上の(d):(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(以下「非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)」と称す。)
とを含み、
該アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対し1重量%以上であり、
該非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量がポリマーA全体の重量に対し10重量%以上50重量%以下である樹脂。
X−Y−(RO) …(1)
(式中、
Xは重合可能な不飽和基を表し、
Yは単結合,−C(O)−O−,−O−,−CHO−のいずれかを表し、
は炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、
は水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、
rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【請求項2】
前記含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)の含有量が、ポリマーA全体の重量に対し1重量%以上30重量%以下である、請求項1に記載の水性顔料分散液。
【請求項3】
前記含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)の含有量が、ポリマーA全体の重量に対し30重量%以上90重量%以下である、請求項1または2に記載の水性顔料分散液。
【請求項4】
前記一般式(1)中のRが炭素数1〜30の1価の炭化水素基である、請求項1ないし3のいずれかに記載の水性顔料分散液。
【請求項5】
前記一般式(1)中のrが2〜30の整数である、請求項1ないし4のいずれかに記載の水性顔料分散液。
【請求項6】
前記アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対し1重量%以上60重量%以下である、請求項1ないし5のいずれかに記載の水性顔料分散液。
【請求項7】
前記アニオン性モノマー構造単位(a)中のアニオン性基の一部または全部が解離性の塩である、請求項1ないし6のいずれかに記載の水性顔料分散液。
【請求項8】
前記ポリマーAの重量平均分子量が95000以下である、請求項1ないし7のいずれかに記載の水性顔料分散液。
【請求項9】
前記水性媒体が、水、または水の割合が90重量%以上である水と水溶性有機溶媒との混合物である、請求項1ないし8のいずれかに記載の水性顔料分散液。
【請求項10】
水性媒体、顔料、および以下に示す樹脂(ポリマーA)を含む分散剤を混合した後、分散処理することにより、請求項9に記載の水性顔料分散液を製造する方法であって、
該水性媒体が、水、または水の割合が90重量%以上である水と水溶性有機溶媒との混合物であることを特徴とする水性顔料分散液の製造方法。
<ポリマーA>
一種類以上の(a):アニオン性モノマー構造単位(以下「アニオン性モノマー構造単位(a)」と称す。)と
一種類以上の(b):下記一般式(1)で表される含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(以下「含オキシアルキレン鎖モノマー構造単位(b)」と称す。)と
一種類以上の(c):一種類以上のアミド結合を構造中に含む非イオン性親水性モノマー構造単位(以下「含アミド非イオン性親水性モノマー構造単位(c)」と称す。)と
一種類以上の(d):(a),(b),(c)以外の非イオン性疎水性モノマー構造単位(以下「非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)」と称す。)
とを含み、
該アニオン性モノマー構造単位(a)の含有量がポリマーA全体の重量に対し1重量%以上であり、
該非イオン性疎水性モノマー構造単位(d)の含有量がポリマーA全体の重量に対し10重量%以上50重量%以下である樹脂。
X−Y−(RO) …(1)
(式中、
Xは重合可能な不飽和基を表し、
Yは単結合,−C(O)−O−,−O−,−CHO−のいずれかを表し、
は炭素数1〜30の2価の炭化水素基を表し、
は水素原子または炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表し、
rは1〜90の整数であり、rが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
【請求項11】
請求項1ないし9のいずれかに記載の水性顔料分散液を含むことを特徴とするインク組成物。
【請求項12】
請求項11に記載のインク組成物の液滴をインクジェットヘッドから吐出させ、該液滴を記録媒体に付着させることを特徴とするインクジェット記録方法。

【公開番号】特開2010−13576(P2010−13576A)
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−175814(P2008−175814)
【出願日】平成20年7月4日(2008.7.4)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.バブルジェット
【出願人】(000005968)三菱化学株式会社 (4,356)
【Fターム(参考)】