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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-12
(45)【発行日】2024-03-21
(54)【発明の名称】水性顔料分散体及びインク組成物
(51)【国際特許分類】
   C09D 17/00 20060101AFI20240313BHJP
   C09D 11/03 20140101ALI20240313BHJP
   C09D 11/326 20140101ALN20240313BHJP
   C09B 67/20 20060101ALN20240313BHJP
【FI】
C09D17/00
C09D11/03
C09D11/326
C09B67/20 L
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2019234212
(22)【出願日】2019-12-25
(65)【公開番号】P2021102698
(43)【公開日】2021-07-15
【審査請求日】2022-10-20
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】DIC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149445
【弁理士】
【氏名又は名称】大野 孝幸
(74)【代理人】
【識別番号】100163290
【弁理士】
【氏名又は名称】岩本 明洋
(74)【代理人】
【識別番号】100186646
【弁理士】
【氏名又は名称】丹羽 雅裕
(72)【発明者】
【氏名】新海 智照
(72)【発明者】
【氏名】山本 辰弥
【審査官】高崎 久子
(56)【参考文献】
【文献】特開2002-220556(JP,A)
【文献】特開2004-051687(JP,A)
【文献】特開2002-371207(JP,A)
【文献】特開2002-173620(JP,A)
【文献】特表2015-501197(JP,A)
【文献】特開2017-002097(JP,A)
【文献】国際公開第2004/039483(WO,A1)
【文献】特開2002-338850(JP,A)
【文献】特開昭60-243159(JP,A)
【文献】特開2018-095768(JP,A)
【文献】特開2002-180028(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09C1/00-3/12
C09D11/00-13/00;15/00-17/00
C09K23/00-23/56
C09B1/00-69/10
C07B31/00-63/04;C07C1/00-409/44
C08G81/00-85/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
顔料(A)、顔料分散剤(B)、有機溶剤(C)及び水(D)を含み、
前記顔料分散剤(B)が、式(1-1)~(1-15)、(1-19)~(1-45)及び(1-49)~(1-60)で表される化合物からなる群より選ばれる1種以上を含むものである水性顔料分散体であって、
前記化合物の含有率が、前記顔料分散剤(B)中80質量%以上であり、
前記有機溶剤(C)の含有量が、前記顔料(A)100質量部に対して、1~300質量部であることを特徴とする水性顔料分散体。
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
[式(1-1)~(1-15)、(1-19)~(1-45)及び(1-49)~(1-60)中、n1は、4~6の整数を表す。Phはフェニル基を表す。]
【請求項2】
前記顔料分散剤(B)と前記顔料(A)との質量比が、0.001以上0.1以下である請求項1記載の水性顔料分散体。
【請求項3】
請求項1又は2記載の水性顔料分散体を含むインク組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性顔料分散体及びインク組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット印刷法等で使用されるインクには、印刷の際に、顔料等の凝集に起因したインクの不吐出や、吐出の異常を起こすことなく、長期間にわたり安定してインクを吐出可能な性能(吐出安定性)が求められている。また、こうしたインクには、長期間保存した後であっても、顔料等の凝集や沈降を引き起こすことがない保存安定性も求められている。
【0003】
吐出安定性と保存安定性とを両立可能なインクを得るため、インクの原料である水性顔料分散体において、顔料の凝集や沈降を抑制する試みがなされている。こうしたインクとしては、例えば、顔料分散樹脂と顔料と有機溶剤と水とを含有し、該顔料分散樹脂及び有機溶剤のハンセン溶解度パラメータが所定の関係にある水性顔料分散体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、C.I.ピグメントレッド150、水溶性有機溶剤、芳香環又は複素環を有する酸価50~120mgKOH/gのラジカル重合体を含有する水性顔料分散体などが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2019-189852号公報
【文献】特開2013-257672号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、本発明者らの検討によれば、従来から用いられる顔料分散樹脂では、用いる有機溶剤の種類によって、顔料の分散性が十分に満足することができないものである場合があった。本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、用いる有機溶剤の種類によらず、顔料分散性が良好である顔料分散体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】
【0006】
本発明者らは、鋭意検討した結果、顔料分散剤として、特定の化合物を用いることで、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。すなわち本発明の水性顔料分散体は、顔料(A)、顔料分散剤(B)、有機溶剤(C)及び水(D)を含み、前記顔料分散剤(B)が、以下の式(1)で表される化合物を含むものである。
【0007】
【化1】
[式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基、以下の式(2)で表される基、親水性基又は水素原子を表す。

2は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素原子数7~20のアラルキル基を表す。
3は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基又は水素原子を表す。
nは、2~10の整数を表す。
ただし、R1及びR2の少なくとも1つは、置換基として親水性基を有する。
【0008】
【化2】
【0009】
[式(2)中、
4は、炭素原子数1~15のアルカンジイル基を表す。
5は、炭素原子数6~19の芳香族炭化水素基、炭素原子数3~20の脂環式炭化水素基又は炭素原子数2~20の複素環基を表す。
ただし、R4とR5の炭素原子数の合計は、7~20である。]]
【発明の効果】
【0010】
本発明の顔料分散体では、顔料の分散性が良好である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の水性顔料分散体は、顔料(A)、顔料分散剤(B)、有機溶剤(C)及び水(D)を含む。
【0012】
前記顔料(A)としては、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)でピグメントに分類されている化合物を用いることができ、無機顔料や有機顔料が挙げられる。
【0013】
前記無機顔料としては、酸化鉄;カーボンブラック(コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等により製造されたカーボンブラック);酸化チタン等が挙げられる。
【0014】
前記カーボンブラックとしては、例えば、#2300、#2200B、#990、#900、#960、#980、#33、#40、#45、#45L、#52、HCF88、MA7、MA8、MA100等(以上、三菱ケミカル株式会社製);Ravenシリーズ(5750、5250、5000、3500、1255、700等)(以上、コロンビア社製);Regalシリーズ(400R、330R、660R等)、Mogulシリーズ(L、700等)、Monarchシリーズ(800、880、900、1000、100、1300、1400等)(以上、キャボット社製);Color Blackシリーズ(FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170)、Printexシリーズ(35、U、V、1400U等)、Special Blackシリーズ(6、5、4、4A等)、NIPEXシリーズ(150、160、170、180、95、90、85、80、75等)(以上、オリオン・エンジニアドカーボンズ株式会社製)などが挙げられる。
【0015】
前記有機顔料としては、1種又は2種以上を用いることができ、化学構造によれば、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等の染料キレート;ニトロ顔料;ニトロソ顔料;アニリンブラック等が挙げられる。
【0016】
前記有機顔料としては、具体的には、
C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等のイエロー顔料;
C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、150、168、176、184、185、202、209、213、269、282等のマゼンダ顔料;
C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、63、66等のシアン顔料;
C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、34、36、43、51、64、71等のオレンジ顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、3、5:1、16、19、23、38等のバイオレット顔料;
C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等のグリーン顔料;
C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、150、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264等のレッド顔料などが挙げられる。
【0017】
前記顔料(A)の含有率は、前記水性顔料分散体中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。
【0018】
前記顔料(A)の一次粒子径は、分散性の観点から、好ましくは25μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは1μm以下であり、安定性の観点から、例えば10nm以上、30nm以上であってもよい。前記一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定できる。
【0019】
前記顔料(A)の体積平均粒子径は、分散性の観点から、好ましくは1μm以下、より好ましくは250nm以下、さらに好ましくは200nm以下であり、安定性の観点から、例えば10nm以上、50nm以上であってもよい。前記顔料(A)の体積平均粒子径は、レーザー回折法により測定できる。
【0020】
前記顔料分散剤(B)は、親水部と疎水部とを有する化合物であり、水(D)中における顔料(A)の分散性を向上する作用を有する。前記顔料分散剤(B)は、以下の式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」という場合がある。)を含む。
【0021】
【化3】
[式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基、以下の式(2)で表される基、親水性基又は水素原子を表す。
2は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素原子数7~20のアラルキル基を表す。
3は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基又は水素原子を表す。
nは、2~10の整数を表す。
ただし、R1及びR2の少なくとも1つは、置換基として親水性基を有する。
【0022】
【化4】
【0023】
[式(2)中、
4は、炭素原子数1~15のアルカンジイル基を表す。
5は、炭素原子数6~19の芳香族炭化水素基、炭素原子数3~20の脂環式炭化水素基又は炭素原子数2~20の複素環基を表す。
ただし、R4とR5の炭素原子数の合計は、7~20である。]]
【0024】
式(1)中、R1で表される脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等のアルキル基などが挙げられる。前記脂肪族炭化水素基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基の炭素原子数は、1~20であり、好ましくは3~18、より好ましくは4~15である。
【0025】
1で表される脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、カルボキシ基、水酸基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられ、カルボキシ基が好ましい。
【0026】
式(2)中、R4で表されるアルカンジイル基としては、メタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基、ヘプタンジイル基、オクタンジイル基、ノナンジイル基、デカンジイル基、ウンデカンジイル基、ドデカンジイル基、トリデカンジイル基、ブタデカンジイル基、ペンタデカンジイル基などが挙げられる。前記アルカンジイル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。前記アルカンジイル基の炭素原子数は、1~15であり、好ましくは1~10、より好ましくは1~5である。
【0027】
5で表される芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基などが挙げられる。前記芳香族炭化水素基は、単環であっても多環であってもよい。前記芳香族炭化水素基の炭素原子数は、6~19であり、好ましくは6~10である。
【0028】
5で表される脂環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環の脂環式炭化水素基;ノルボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基等の橋掛け環の脂環式炭化水素基などが挙げられる。前記脂環式炭化水素基の炭素原子数は、3以上であり、好ましくは5以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは15以下、さらに好ましくは10以下である。
【0029】
5で表される複素環基としては、オキシラニル基、オキセタニル基、ピロリジニル基、イミダゾリル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、モルホリニル基、ジオキサニル基、等の飽和複素環基;ピロリル基、フルフリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピリジニウム基、トリアジニル基、テトラジニル基等の不飽和複素環などが挙げられる。前記複素環基の炭素原子数は、2以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは10以下、よりさらに好ましくは5以下である。
【0030】
なかでも、R5としては、芳香族炭化水素基が好ましい。
【0031】
前記式(2)で表される基の炭素原子数は、7~20であり、好ましくは7~15、より好ましくは7~12である。
【0032】
1で表される親水性基としては、アニオン性基、カチオン性基及びノニオン性基が挙げられる。前記アニオン性基としては、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられ、前記カチオン性基としては、例えば、置換又は無置換のアミノ基等が挙げられ、前記ノニオン性基としては、オキシエチレン単位を有する基等が挙げられる。
【0033】
前記親水性基がアニオン性基である場合、前記水性顔料分散体は、塩基性化合物を含んでいてもよい。前記塩基性化合物を含むことで、前記カチオン性基を中和し、さらに分散安定性を高めることができる。前記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物;カリウム炭酸塩、ナトリウム炭酸塩等のアルカリ金属炭酸塩;カルシウム炭酸塩、バリウム炭酸塩等のアルカリ土類金属炭酸塩;水酸化アンモニウム;トリエタノールアミン、N,N-ジメタノールアミン、N-アミノエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、N-N-ブチルジエタノールアミン等のアミノアルコール化合物;モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のモルホリン化合物;N-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、ピペラジンヘキサハイドレード等のピペラジン化合物などが挙げられる。なかでも、前記塩基性化合物としては、前記水性顔料分散体の粘度を引き下げる観点から、アルカリ金属酸化物が好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。
【0034】
前記アニオン性基の中和率は、好ましくは80%以上、好ましくは120%以下である。前記中和率は、以下の式で表される。
中和率(%)=[{塩基性化合物の質量(g)×56.11×1,000}/{顔料分散剤(B)の酸価(mgKOH/g)×塩基性化合物の当量×顔料分散剤(B)の質量(g)}]×100
【0035】
前記親水性基がカチオン性基である場合、前記水性顔料分散体は、酸性化合物を含んでいてもよい。前記酸性化合物としては、塩酸、硝酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、酒石酸、アジピン酸、リン酸等が挙げられる。
【0036】
また、前記親水性基が第3級アミノ基である場合、前記第3級アミノ基は、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、メチルクロライド、エチルクロライド等の4級化剤により4級化されていてもよい。
【0037】
前記カチオン性基の中和率は、好ましくは80%以上、好ましくは120%以下である。前記中和率は、以下の式で表される。
中和率(%)=[{酸性化合物の質量(g)×56.11×1,000}/{顔料分散剤(B)のアミン価(mgKOH/g)×酸性化合物の当量×顔料分散剤(B)の質量(g)}]×100
【0038】
1で表される親水性基としては、アニオン性基であることが好ましく、カルボキシ基であることがより好ましい。
【0039】
なかでも、R1は、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよいアラルキル基又は親水性基であることが好ましく、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基又は親水性基であることが好ましく、親水性基であることがより好ましく、カルボキシ基であることがさらに好ましい。
【0040】
式(1)中、R2で表される脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等のアルキル基などが挙げられる。前記脂肪族炭化水素基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基の炭素原子数は、1~20であり、好ましくは3~18、より好ましくは4~15である。
【0041】
2で表される脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、カルボキシ基、水酸基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられ、カルボキシ基が好ましい。
【0042】
2で表されるアラルキル基としては、例えば、R1で表されるアラルキル基として例示した基などが挙げられる。
【0043】
式(1)中、R3で表される脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等のアルキル基などが挙げられる。前記脂肪族炭化水素基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。前記脂肪族炭化水素基の炭素原子数は、1~20であり、好ましくは1~10、より好ましくは1~5である。
【0044】
3で表される脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、水酸基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子等(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)が挙げられる。
【0045】
式(1)中、R3で表される芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基地、アントリル基などが挙げられる。前記芳香族炭化水素基は、単環であっても多環であってもよい。前記芳香族炭化水素基の炭素原子数は、6~20であり、好ましくは6~15、より好ましくは6~10である。
【0046】
3で表される芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、水酸基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【0047】
なかでも、R3としては、水素原子が好ましい。
【0048】
nは、2~10の整数を表し、好ましくは3~8の整数、より好ましくは4~6の整数である。nが前記範囲にあると、構造安定性を維持することができる。
【0049】
式(1)中、R1、R2、R3の組合せとしては、R1が親水性基(好ましくはアニオン性基、より好ましくはカルボキシ基)であり、R2が炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基であり、R3が水素原子である組合せ;R1が親水性基(好ましくはアニオン性基、より好ましくはカルボキシ基)であり、R2が炭素原子数7~20のアラルキル基であり、R3が水素原子である組合せ;R1が炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基であり、R2がカルボキシ基を有する炭素原子数1~20の脂肪族炭化水素基であり、R3が水素原子である組合せ等が挙げられる。
【0050】
式(1)において、ベンゼン環上の-R1、-OR2、及び主鎖骨格を形成する結合の置換位置は、例えば、以下の式(2)において、-R1及び-OR2が、それぞれ*aの位置に一つずつ置換し、*1、*2が、それぞれ、*b又は*cのいずれかの位置に一つずつ置換していることが好ましく;-R1及び-OR2が、それぞれ*aの位置に一つずつ置換し、*1、*2が、それぞれ*bのいずれかの位置に一つずつ置換しているか、-R1及び-OR2が、それぞれ*aの位置に一つずつ置換し、*1、*2が、それぞれ*cのいずれかの位置に一つずつ置換していることがより好ましく;-R1及び-OR2が、それぞれ*aの位置に一つずつ置換し、*1、*2が、それぞれ、-R1の置換位置に対してメタ位に置換していることがさらに好ましい。
【0051】
【化5】
【0052】
前記化合物(1)としては、具体的には、以下の式で表される化合物などが挙げられる。式中、n1は、4~8の整数を表す。Phはフェニル基を表す。
【0053】
【化6】
【0054】
【化7】
【0055】
【化8】
【0056】
【化9】
【0057】
【化10】
【0058】
【化11】
【0059】
【化12】
【0060】
【化13】
【0061】
【化14】
【0062】
前記化合物(1)の含有率は、前記顔料分散剤(B)中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、上限は100質量%である。
【0063】
前記顔料分散剤(B)と前記顔料(A)との質量比(B/A)は、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.005以上、さらに好ましくは0.01以上、いっそう好ましくは0.02以上であり、例えば、0.1以下、0.07以下であってもよい。
【0064】
前記化合物(1)の製造方法の概要は、例えば、以下のスキームで表される。
【0065】
【化15】
【0066】
[上記スキーム中、
1~R3は、上記と同義である。
6は、炭素原子数1~19の脂肪族炭化水素基を表す。
7は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~19の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素原子数7~19のアラルキル基を表す。
1、X2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表す。
n2は、2~10の整数を表す。]
【0067】
6、R7で表される脂肪族炭化水素基としては、R1として例示した脂肪族炭化水素基のうち、炭素原子数1~19の基が挙げられる。
【0068】
7で表されるアラルキル基としては、R2として例示したアラルキル基のうち、炭素原子数7~19の基が挙げられる。
【0069】
7で表される脂肪族炭化水素基、R7で表されるアラルキル基が有していてもよい置換基としては、カルボキシ基、炭素原子数2~5のアルキルオキシカルボニル基、水酸基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【0070】
1、X2で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、塩素原子、臭素原子が好ましい。
【0071】
式(a)で表される化合物に、ルイス酸触媒(塩化アルミニウム等)、必要に応じて用いる助触媒(ニトロベンゼン等)の存在下、化合物(b)を反応させ、さらに強塩基(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)の存在下、ヒドラジンと反応させることで化合物(c)を得て(工程1)、得られた化合物(c)に、強塩基(水酸化ナトリウム等)の存在下、化合物(d)を反応させ、さらに強塩基(水酸化ナトリウム等)の存在下、加水分解することで製造することができる(工程2)。また、前記化合物(1)は、例えば、式(a)で表される化合物に、強塩基(水素化ナトリウム等)の存在下、化合物(e)を反応させることで化合物(f)を得て(工程3)、得られた化合物(f)に、酸(トリフルオロ酢酸等)の存在下、ヘキサメチレントリアミンを反応させ、さらに酸触媒(亜塩素酸ナトリウム)及び塩素捕捉剤(スルファミン酸等)の存在下、酸化することで製造することもできる(工程4)。
【0072】
前記顔料分散剤(B)は、前記化合物(1)以外に、その他の顔料分散剤を含んでいてもよい。該その他の顔料分散剤としては、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体等のスチレン-アクリル酸共重合体などが挙げられる。前記スチレン-アクリル酸共重合体を用いる場合、前記水性顔料分散体には、水酸化カリウム等の塩基性化合物が共存していてもよい。
【0073】
前記有機溶剤(C)としては、1種又は2種類以上を用いることができ、親水性有機溶剤(25℃において水と混和しうる有機溶剤)が好ましく、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、ペンチルアルコール、2-メトキシエタノール等のアルコール溶剤;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド溶剤;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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール溶剤;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、およびこれらと同族のジオール等のジオール溶剤;ラウリン酸プロピレングリコール等のグリコールエステル溶剤;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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;スルホラン;γ-ブチロラクトン等のラクトン溶剤;N-メチルピロリドン、N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン、2-ピロリドン等のラクタム溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;グリセリン;ポリオキシアルキレンを付加したグリセリン等のグリセリン誘導体等;これらの1種又は2種以上の混合溶剤などが挙げられる。
【0074】
前記顔料(A)としてシアン顔料を用いる場合、前記有機溶剤(C)としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;エーテル溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;ジプロピレングリコール;N-メチルピロリドン;2-ピロリドン;テトラヒドロフラン;1,2-ヘキサンジオール;N-メチルピロリドンとメタノールとの混合溶剤;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/アルコール溶剤、ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0075】
前記顔料(A)としてマゼンダ顔料を用いる場合、前記有機溶剤(C)としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;エーテル溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤;ラクタム溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、ジプロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;テトラヒドロフランとメタノールとの混合溶剤;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(エーテル溶剤/アルコール溶剤、ラクタム溶剤/アルコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0076】
前記顔料(A)としてイエロー顔料を使用する場合、前記有機溶剤(C)としては、ケトン溶剤;ニトリル溶剤;グリコール溶剤;ラクタム溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、メチルエチルケトン;アセトニトリル;プロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0077】
前記顔料(B)としてブラック顔料を使用する場合、前記有機溶剤(C)としては、ラクタム溶剤;ケトン溶剤;アミド溶剤が好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、メチルエチルケトンがより好ましい。
【0078】
前記顔料(B)としてオレンジ顔料を使用する場合、前記有機溶剤(C)としては、エーテル溶剤;ラクタム溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;テトラヒドロフラン;2-ピロリドン;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤;N-メチルピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドンがさらに好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0079】
前記顔料(B)としてバイオレット顔料を使用する場合、前記有機溶剤(C)としては、ラクタム溶剤;アルコール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-ピロリドン;2-プロパノール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤がより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0080】
前記顔料(B)としてグリーン顔料を使用する場合、前記有機溶剤(C)としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;アルコール溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、ジプロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-プロパノール;1,2-ヘキサンジオール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0081】
前記顔料(B)としてレッド顔料を使用する場合、前記有機溶剤(C)としては、グリコール溶剤;アルコール溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;ジプロピレングリコール;2-プロパノール:1,2-ヘキサンジオール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0082】
前記有機溶剤(C)は、分散性及び保存安定性の観点から、前記顔料(A)100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは4~200質量部である。
【0083】
前記水(D)としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水;超純水などを用いることができる。前記水(D)は、カビやバクテリアの発生を抑制し、長期保存安定性を向上する観点から、紫外線照射、過酸化水素添加等により滅菌されていてもよい。前記水(D)は、分散性及び保存安定性の観点から、前記顔料(B)100質量部に対して、好ましくは100質量部以上、10,000質量部以下である。
【0084】
前記水性顔料分散体は、前記顔料(A)、前記顔料分散剤(B)、前記有機溶剤(C)及び水(D)以外に、必要に応じて、その他の成分(E)を含んでいてもよい。前記その他の成分としては、例えば、防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
【0085】
前記その他の成分(E)の含有率は、前記水性顔料分散体中、例えば50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましく20質量%以下であり、下限は0質量%であり、例えば0.1質量%以上、1質量%以上であってもよい。
【0086】
前記水性顔料分散体は、前記顔料(A)、前記顔料分散剤(B)、前記有機溶剤(C)、水(D)及び必要に応じて用いるその他の成分(E)を混合分散することによって製造することができる。前記混合分散法としては、湿式分散法、混練分散法等が挙げられ、分散性の観点から、湿式分散法が好ましい。
【0087】
前記湿式分散法としては、例えば水(D)や前記有機溶剤(C)を含む水性媒体中に、顔料(A)と顔料分散樹脂(B)と必要に応じて用いるその他の成分(E)とを供給、混合し、分散させる方法などが挙げられる。前記混合の際には、ペイントコンディショナなどを用いてもよい。
【0088】
また、前記混練分散法としては、例えば前記顔料(A)、前記顔料分散樹脂(B)と有機溶剤(C)や、必要に応じて用いる塩基性化合物等を混合し、混練機等を用いることによって混練物を製造し、前記混練物と水(D)とを混合する方法などが挙げられる。前記前記顔料(A)、顔料分散樹脂(B)、有機溶剤(C)及び必要に応じて用いる塩基性化合物は、全量を同時に仕込んで混練を開始してもよいし、各々を少量ずつ仕込んでもよい。
【0089】
前記混練物を混練する際は、混練機を用いてもよく、該混練機としては、例えば、ペイントコンディショナ、ビーズミル、サンドミル、ボールミル等のメディアミル;超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ナノマイザー、アルティマイザー等のメディアレス攪拌機;ロールミル;ヘンシェルミキサー;加圧ニーダー;インテンシブミキサー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー等のミキサー;トリミックスなどが挙げられる。を使用することができる。なかでも、混練機としては、撹拌槽と撹拌羽根を有し撹拌槽を密閉可能な混練装置を用いることが好ましい。こうした混練装置としては、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、トリミックス等が挙げられ、特にプラネタリーミキサーが好ましい。
【0090】
前記混練物に水(D)を供給し、混合・分散することによって、前記混練物を水(D)に分散させることができる。
【0091】
得られた水性顔料分散体は、さらに、分散処理を行ってもよい。該分散処理に用いられる分散機としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、ペイントシェーカー、ペイントコンディショナ、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、アトライター、ナノミル、バスケットミル、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、スパイクミル、アジテーターミル等のメディアを用いた分散機;ジュースミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ナノマイザー、デゾルバー、ディスパー、高速インペラー分散機、ニーダー(加圧ニーダーなど)、プラネタリーミキサー、ロールミル、ヘンシェルミキサー、インテンシブミキサー、バンバリーミキサー、トリミックス等のメディアを用いない分散機が挙げられる。これらのなかでも、分散能力が高いことから、メディアを用いた分散機が好ましい。
【0092】
前記水性顔料分散体中、顔料粒子の体積平均粒子径は、分散性及び保存安定性の観点から、好ましくは250nm以下、より好ましくは200nm以下であり、例えば10nm以上、好ましくは50nm以上である。
【0093】
前記水性顔料分散体を任意の濃度に希釈等することによって、インク組成物を調製することができ、オフセットインキ、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ等の印刷インキ分野、あるいはインクジェット記録用インク分野等に使用することができる。
【0094】
前記インク組成物は、例えば前記水性顔料分散体と、必要に応じて用いる水溶性溶媒;水;アクリル系樹脂やポリウレタン系樹脂等の樹脂;乾燥抑止剤、浸透剤、界面活性剤等の添加剤を混合することによって製造することができる。
【0095】
前記乾燥抑止剤としては、水(D)との混和性があり、インクジェットプリンターのヘッドの目詰まり防止効果が得られるものを使用することが好ましく、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、分子量2000以下の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、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、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、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、等が挙げられる。なかでも、前記乾燥抑止剤としては、グリセリン、トリエチレングリコールを使用することが、安全性が高く、インクの乾燥性、吐出性能に優れた効果を付与できるため好ましい。前記乾燥抑止剤の含有率は、前記インク組成物中、3~50質量%であることが好ましい。
【0096】
前記浸透剤としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;エチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのグリコールモノエーテルが挙げられる。前記浸透剤の含有率は、記録媒体へのインクの浸透性の改良や、記録媒体上でのインクのドット径を調整する観点から、前記インク組成物中、0.01~10質量%であることが好ましい。
【0097】
前記界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、表面張力等のインク特性を調整する観点から、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
【0098】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級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カルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等が好ましい。
【0099】
ノニ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、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脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、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ドデシルフェニルエーテル、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、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。
【0100】
その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤;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のようなフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等を使用してもよい。
【0101】
前記界面活性剤の含有率は、印刷画像等のにじみ等を効果的に防止する観点から、前記インク組成物中、好ましくは0.001~2質量%であり、より好ましくは0.001~1.5質量%であり、さらに好ましくは0.01~1質量%である。
【0102】
また、前記その他の添加剤としては、必要に応じて防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。
【0103】
(記録媒体)
インクジェット記録用水性インクは、各種記録媒体への印刷に使用することができる。前記記録媒体としては、複写機で一般的に使用されているコピー用紙(PPC紙)等の吸収性の記録媒体、インクの吸収層を有する記録媒体、インクの吸収性を有しない非吸水性の記録媒体、インクの吸水性の低い難吸収性の記録媒体等がありうる。
【実施例
【0104】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0105】
(合成例1:化合物(I)の合成)
フラスコにカリックス(4)アレーン15.0質量部、55質量%水素化ナトリウム(関東化学製)6.7質量部、N-ジメチルホルムアミド225.0質量部を氷浴につけた状態で仕込み、室温で30分撹拌した。その後、1-ブロモドデカン(富士フィルム和光純薬製)70.0質量部を加え、60℃に加温し6時間反応させた。その後、フラスコを氷浴につけた状態でイオン交換水10質量部を加え、水素化ナトリウムを失活させた。その後、イオン交換水1,000質量部に反応液を注ぎ、5N塩酸を加え溶液を中和したのち、析出物をろ過により取り出した。析出物をイオン交換水およびメタノールで洗浄したのち、酢酸エチル/メタノール混合溶媒を用いて再結晶を行い、化合物(I)を収率70%で得た。
【0106】
【化16】
【0107】
(合成例2:化合物(II)の合成)
フラスコに化合物(I)15.0質量部、トリフルオロ酢酸(関東化学製)900質量部を仕込み、懸濁液とした。フラスコを氷浴につけた状態でヘキサメチレンテトラミン(関東化学製)76.6質量部を少しずつ加え、90℃に加熱し50時間反応させた。その後、反応液をイオン交換水2,000質量部に注ぎ、10時間撹拌した。目的物をクロロホルムにより抽出し、クロロホルム相を飽和炭酸水素化ナトリウム溶液、水、飽和食塩水により洗浄した。その後、クロロホルム相に硫酸マグネシウムを加え、ろ過したのちにロータリーエバポレーターによりクロロホルムを留去した。その後、酢酸エチル/メタノール混合溶媒を用いて再結晶を行い、化合物(II)を収率68%で得た。
【0108】
【化17】
【0109】
(合成例3;化合物(III)の合成)
フラスコに化合物(II)12.0質量部を仕込み、アセトン600質量部/クロロホルム500質量部の混合溶媒に溶解させた。フラスコを氷浴につけた状態で、アミド硫酸(関東化学製)9.6質量部/イオン交換水80.0質量部の水溶液を加え、次いで亜塩素酸ナトリウム(関東化学製)9.0質量部/イオン交換水40.0質量部の水溶液を加えた。その後は室温で5時間反応させた。反応後はロータリーエバポレーターによりアセトンおよびクロロホルムを留去し、2N塩酸水溶液を200質量部加えた。析出物をろ過により取り出し、イオン交換水およびメタノールにより洗浄した。その後析出物をジエチルエーテル/テトラヒドロフラン混合溶媒に溶かし、有機相をイオン交換水および飽和食塩水で洗浄した。その後、有機相に硫酸マグネシウムを加え、ろ過したのちにロータリーエバポレーターによりジエチルエーテル/テトラヒドロフランを留去した。その後、酢酸エチルを用いて再結晶を行い、化合物(III)を収率78%で得た。
【0110】
【化18】
【0111】
(合成例4:化合物(IV)の合成)
前記1-ブロモドデカンを3-フェニルプロピルブロミド(東京化成工業株式会社製)56.0質量部に変更した以外は、合成例1と同様の方法で化合物(IV)を収率78%で得た。
【0112】
【化19】
【0113】
(合成例5:化合物(V)の合成)
前記化合物(I)を化合物(IV)に変更した以外は、合成例2と同様の方法で化合物(V)を収率90%で得た。
【0114】
【化20】
【0115】
(合成例6:化合物(VI)の合成)
前記化合物(II)を化合物(V)に変更し、再結晶の溶媒を酢酸エチル/クロロホルム混合溶媒に変更した以外は、合成例2と同様の方法で化合物(VI)を収率70%で得た。
【0116】
【化21】
【0117】
(合成例7:化合物(VII)の合成) フラスコにカリックス(4)アレーン10.0質量部、濃硫酸(関東化学製)230.0質量部を加え、60℃で16時間反応させた。フラスコを室温まで徐冷した後、氷浴中のジエチルエーテル1000質量部に滴下し、反応を終了させた。析出物をろ過により取り出し、ジエチルエーテルにより繰り返し洗浄することにより、化合物(VII)を収率93%で得た。
【0118】
【化22】
【0119】
(合成例8:化合物(VIII)の合成) フラスコに化合物(VII)10.0質量部、48質量%水酸化ナトリウム(関東化学製)22.4質量部、ジメチルスルホキシド150質量部を氷浴につけた状態で仕込み、室温で30分撹拌した。その後、1-ブロモドデカン(富士フィルム和光純薬製)26.7質量部を加え、60℃に加温し24時間反応させた。反応後、反応液をイソプロパノール1000質量部に滴下し、析出物をろ過により取り出した。析出物を1mоl/L塩酸50.0質量部に溶かしたのち、イソプロパノール200質量部を加え、析出物を取り出した。イオン交換水への溶解およびイソプロパノールによる析出をさらに2回繰り返すことにより、化合物(VIII)を収率73%で得た。
【0120】
【化23】
【0121】
(合成例9:化合物(IX)の合成 1-ブロモドデカンを3-フェニルプロピルブロミド(東京化成工業株式会社製)21.3質量部に変更した以外は、合成例8と同様の方法で化合物(IX)を収率71%で得た。
【0122】
【化24】
【0123】
(合成例10:化合物(X)の合成 文献(Org.Biomol.Chem.,2015,13,1708-1723)に示される方法において、5,11,17,23-テトラホルミル-25,26,27,28,テトラキス(n-ヘキシルオキシ)カリックス(4)アレーンを化合物(II)に変更した以外は同様の方法で、化合物(X)を収率65%で得た。
【0124】
【化25】
【0125】
(合成例11:化合物(XI)の合成)
化合物(II)を化合物(V)に変更した以外は、合成例10と同様の方法で化合物(XI)を収率59%で得た。
【0126】
【化26】
【0127】
[顔料分散体作製方法]
ミニプラネタリーミキサー(株式会社愛工舎mini-PLM)の0.5Lジャケット付タンクに、50質量部のC.I.ピグメントブルー15:3(DIC株式会社製「SBG-SD」。以下「PB15:3」という場合がある。)、1.5質量部のカリックスアレーン誘導体を順番に投入し、ジャケット付タンクの温度を80℃に加温した状態で、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで10分間撹拌した。
【0128】
次に、ジャケット付タンクの温度を80℃に保温した状態で、34質量%の水酸化カリウム水溶液、30質量部の溶剤を前記組成物に加え、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで60分間混練を行うことによって、固形状の混練物を得た。
【0129】
前記混練物に、イオン交換水100mlとトリエチレングリコール10gを加え、ジューサーミキサーで10分間攪拌混合した。イオン交換水とProxel-GXL(ロンザジャパン株式会社)を供給し、混合することによって、顔料濃度が15.5質量%、トリエチレングリコール濃度が12.4質量%、Proxel-GXL濃度が0.1質量%、不揮発分が16.3質量%の水性顔料分散体を得た。
【0130】
[分散体物性値測定方法]
1.体積平均粒子径測定方法
はじめに、実施例及び比較例で調製した水性顔料分散体を、イオン交換水で10000倍に希釈した。次に、希釈後の水性顔料分散体の約4mlをセルにいれ、マイクロトラック・ベル(株)社製ナノトラック粒度分布計「UPA150」を用い、25℃環境下で、レーザー光の散乱光を検出することにより、体積平均粒子径(MV)を測定した。前記体積平均粒子径を3回測定し、それらの平均値を体積平均粒子径の値(単位:nm)とした。MVが小さいほど、顔料分散性が高いため高評価とした。
【0131】
2. 粗大粒子数測定方法
実施例及び比較例で得られた水性顔料分散体をイオン交換水で希釈したものを測定試料とした。前記測定試料に含まれる直径0.5μm以上の粗大粒子の数を、個数カウント方式粒度分布計(Particle Sizing Systems社製:アキュサイザー780APS)を用いて測定した。前記方法で測定された粗大粒子の数に、前記希釈倍率を乗じることによって、実施例及び比較例の水性顔料分散体1mLに含まれる粗大粒子数を算出した。なお、水性顔料分散体の希釈倍率は、毎秒当たりに検出器を通過する粒子径0.5μm以上の粗大粒子数が1000~4000個/mlとなるように希釈を行った。通常得られる値の桁数は高く比較が困難になるので、106で除し単位を×106個/mlとする。粗大粒子数が小さいほど、顔料分散性が高いため高評価とした。
【0132】
(実施例1)
ミニプラネタリーミキサー(株式会社愛工舎mini-PLM)の0.5Lジャケット付タンクに、50質量部のPB15:3、1.5質量部の化合物(3)を順番に投入し、ジャケット付タンクの温度を80℃に加温した状態で、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで10分間撹拌した。
次に、ジャケット付タンクの温度を80℃に保温した状態で、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液、30質量部のトリエチレングリコールを前記組成物に加え、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで60分間混練を行うことによって、固形状の混練物を得た。
【0133】
前記混練物に、イオン交換水100質量部とトリエチレングリコール10質量部を加え、ジューサーミキサーで10分間攪拌混合した。イオン交換水とProxel-GXL(ロンザジャパン株式会社)を混合することによって、顔料濃度が15.5質量%、トリエチレングリコール濃度が12.4質量%、Proxel-GXL濃度が0.1質量%、不揮発分が16.3質量%の水性顔料分散体を得た。
【0134】
(実施例2)
前記トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0135】
(実施例3)
前記化合物(3)を化合物(6)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.92質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0136】
(実施例4)
前記化合物(3)を化合物(6)に変更し、トリエチレングリコールを1-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.92質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0137】
(実施例5)
前記化合物(3)を化合物(8)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.70質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0138】
(実施例6)
前記化合物(3)を化合物(8)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.70質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0139】
(実施例7)
前記化合物(3)を化合物(9)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.82質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0140】
(実施例8)
前記化合物(3)を化合物(9)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.82質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0141】
(実施例9)
前記化合物(3)を化合物(10)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.0mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0142】
(実施例10)
前記化合物(3)を化合物(10)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.0mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0143】
(実施例11)
前記化合物(3)を化合物(11)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.2mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0144】
(実施例12)
前記化合物(3)を化合物(11)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.2mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0145】
(実施例13)
前記PB15:3をC.I.ピグメントレッド122(DIC株式会社製「FASTOGEN Super Magenta RY」。以下、「PR122」という場合がある。)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0146】
(実施例14)
前記PB15:3をPR122に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0147】
(実施例15)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(6)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.92質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0148】
(実施例16)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(6)に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.92質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0149】
(実施例17)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(8)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.70質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0150】
(実施例18)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(8)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.70質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0151】
(実施例19)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(9)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.82質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0152】
(実施例20)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(9)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.82質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0153】
(実施例21)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(10)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.0mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0154】
(実施例22)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(10)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.0mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0155】
(実施例23)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(11)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.2mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0156】
(実施例24)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)を化合物(11)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.2mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0157】
(実施例25)
前記PB15:3をC.I.ピグメントイエロー74(山陽色素社製「FAST YELLOW 7428」。以下、「PY74」という場合がある。)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0158】
(実施例26)
前記PB15:3をPY74に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0159】
(実施例27)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(6)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.92質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0160】
(実施例28)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(6)に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.92質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0161】
(実施例29)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(8)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.70質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0162】
(実施例30)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(8)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.70質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0163】
(実施例31)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(9)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.82質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0164】
(実施例32)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(9)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.82質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0165】
(実施例33)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(10)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.0mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0166】
(実施例34)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(10)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.0mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0167】
(実施例35)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(11)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.2mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0168】
(実施例36)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)を化合物(11)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を1.2mlの5mоl/L塩酸水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0169】
(比較例1)
前記化合物(3)をスチレン-アクリル酸共重合体(重量平均分子量11,000、酸価180 mgKOH/g)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.79質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0170】
(比較例2)
前記トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0171】
(比較例3)
前記スチレン-アクリル酸共重合体を4-(ドデシルオキシ)安息香酸(東京化成工業株式会社製)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.81質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0172】
(比較例4)
前記スチレン-アクリル酸共重合体を4-(ドデシルオキシ)安息香酸に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.81質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0173】
(比較例5)
前記PB15:3をPR122に変更し、化合物(3)をスチレン-アクリル酸共重合体(重量平均分子量11,000、酸価180 mgKOH/g)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.79質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0174】
(比較例6)
前記PB15:3をPR122に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0175】
(比較例7)
前記PB15:3をPR122に変更し、スチレン-アクリル酸共重合体を4-(ドデシルオキシ)安息香酸(東京化成工業株式会社製)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.81質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0176】
(比較例8)
前記PB15:3をPR122に変更し、スチレン-アクリル酸共重合体を4-(ドデシルオキシ)安息香酸に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.81質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0177】
(比較例9)
前記PB15:3をPY74に変更し、化合物(3)をスチレン-アクリル酸共重合体(重量平均分子量11,000、酸価180 mgKOH/g)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.79質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0178】
(比較例10)
前記PB15:3をPY74に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0179】
(比較例11)
前記PB15:3をPY74に変更し、スチレン-アクリル酸共重合体を4-(ドデシルオキシ)安息香酸(東京化成工業株式会社製)に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.81質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0180】
(比較例12)
前記PB15:3をPY74に変更し、スチレン-アクリル酸共重合体を4-(ドデシルオキシ)安息香酸に変更し、0.78質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液を0.81質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液に変更し、トリエチレングリコールをN-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンに変更した以外は、比較例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た。
【0181】
【表1】
【0182】
実施例1~36は、本発明の実施例であり、化学構造や親水性が大きく異なる溶剤であるグリコール溶剤のトリエチレングリコール(表中ではTEGと表記)、ラクタム溶剤のN-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン(表中ではHEPと表記)のいずれを用いた場合にも、MV、粗大粒子数とも低く抑えられており、顔料の分散性が良好であった。
【0183】
一方、樹脂型分散剤を使用した場合、比較例1、5、9に示すように、トリエチレングリコールを用いた場合には、MV、粗大粒子数とも良好であったものの、比較例2、6、10に示すように、有機溶剤をN-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドンに変更した場合は、粗大粒子数が増加し、溶剤の種類によって顔料分散性が著しく低下した。また、本発明の顔料分散体の1単位である低分子化合物を使用した場合、比較例3、4、7、8、11、12に示すように、MV、粗大粒子数のいずれかまたは両方が増大し、顔料の分散性が不良であった。