JP2002294133A - 水性顔料分散液およびインク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】経時安定性に優れた水性顔料分散液および筆記
具用インクやインクジェット用インクに使用した場合、
発色性が良好であり、被記録体に筆記したり印字した時
のかすれを改善し、高ＯＤ値を維持する。 【解決手段】顔料、界面活性剤、水可溶性または自己乳
化性樹脂および水からなる分散液であって、顔料を界面
活性剤で分散してのち、水可溶性または自己乳化性樹脂
が架橋剤で反応してなることを特徴とし、それを使用し
たインクジェット用インクまたは筆記具用インクは、安
定性に優れ発色性が良好であり、被記録体に筆記したり
印字した時のかすれを改善し、高彩度かつ高ＯＤ値を有
するインクを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性顔料分散液お
よびインク組成物に関し、詳しくは、経時安定性に優れ
た水性顔料分散液、および、筆記具用インクやインクジ
ェット用インクに使用した際の発色性が良好であり、被
記録体に筆記したり印字した時のかすれが改善され、高
ＯＤ値を示すインク組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、筆記具用インクやインクジェット
用インク等の水性インクの着色剤には、水溶性染料が広
く用いられてきた。しかしながら、水溶性染料は、イン
クの安定性は優れているものの耐光性、耐水性が大きく
劣るため、光に対して印字物が変色を起こしたり、水で
容易に滲む等の現象が起きていた。そこで、それらの問
題を改善するために着色剤としてカーボンブラック等の
顔料が用いられる様になってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】筆記具用インクやイン
クジェット用インクには、筆記性能や吐出性能と共に、
耐光性、耐水性、耐溶剤性などの諸物性が要求される。
しかし、着色剤として顔料を用いた場合には、これらの
要求物性は完全には満足されていないのが現状である。
また、顔料を用いた場合にはインクの経時安定性も十分
ではない。顔料を水性インクに用いるには、顔料を水媒
体中に低粘度で微粒子状態で分散させる必要があり、し
かも、経時変化により粘度が増加したり、顔料粒子が大
きくなったりしない様に長期の安定性を保つ必要があ
る。

【０００４】これらの目的のため、顔料を用いた水性イ
ンクにおいては、一般に、顔料を分散させるために分散
剤が用いられている。分散剤としては、一般には界面活
性剤や水溶性樹脂が用いられている。しかしながら、界
面活性剤で分散した系を使用したインクは、泡立ち易く
耐水性が劣るという欠点を有している。また、水溶性樹
脂を用いた場合には、顔料を微粒子化するのが困難であ
る。また、水溶性樹脂系の分散剤は、分散剤が顔料に吸
着することにより顔料を分散させるが、顔料へ吸着した
水溶性樹脂が顔料から離れ易く、分散状態を維持するこ
とが困難である。上述の様に、顔料を使用したインクは
耐水性は、良好であるという利点を有するものの、良好
な分散状態を得ることが困難であり、このため吐出性能
に問題がある。

【０００５】顔料系水性インクにおける上述の欠点を解
消するため、顔料を樹脂で包含してカプセル化した水性
分散液が提案されている。例えば、分散剤として親水性
部分と親油性部分とを併有するポリエステルを主成分と
する重合体を使用し、耐光性、耐水性、耐溶剤性および
顔料の分散安定性を向上させた筆記具用水性インキの製
法（特開昭６０−２６０７０号公報）や、特開平３−２
２１１３７号公報および特開平９−１５１３４２号公報
に記載の発明がある。しかし、これらの方法によって得
られた顔料インキも、分散が不充分なため経時安定性が
悪く沈澱を起こしたり、工程が煩雑で溶剤を回収しなけ
ればないという問題があった。さらに、これらの方法で
は、顔料の微粒子化が困難であり、やはり品質的に満足
できるものではなかった。

【０００６】また、特開平１１−１８１３４２号公報に
は、少なくとも顔料と高分子系分散剤と界面活性剤とを
含む水性顔料インクが開示されているが、耐水性や耐溶
剤性に関しては触れられておらずこれらの問題が十分に
解決されたとは言い難い。特開平１１−１８１３４２号
公報には、架橋性官能基と酸性基とを有する疎水性樹脂
を顔料のまわりで架橋させて架橋物を析出させる製造方
法が記載されているが、架橋後に析出する量の塩基で樹
脂の中和率を算出しなければならず、かつ樹脂が析出す
るために顔料の微粒子化は困難と推測され、インクジェ
ット用インクにした場合の連続印字性能については十分
に解決したとは言い難い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑みて鋭意検討を行った結果、特定の方法で調製した水
性顔料分散液は、顔料が微細な粒子径で分散し、液の経
時安定性に優れると共に、インクジェット用や筆記具用
の水性インクに使用した場合には、発色性が良好であ
り、被記録体に筆記したり印字した時のかすれが改善さ
れ、高ＯＤ値を維持することの出来るインク組成物を提
供できることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は次の通りである。

【０００９】（１）少なくとも、顔料、界面活性剤およ
び架橋反応し得る樹脂を水性媒体中に配合してなる分散
液であって、顔料と界面活性剤を配合した後、架橋反応
し得る樹脂を添加し架橋反応させたものであることを特
徴とする水性顔料分散液。

【００１０】（２）架橋反応し得る樹脂が水可溶性樹脂
および／または自己乳化性樹脂である上記（１）記載の
水性顔料分散液。

【００１１】（３）水可溶性樹脂および／または自己乳
化性樹脂の酸価が２０〜１００の範囲である上記（２）
記載の水性顔料分散液。

【００１２】（４）顔料と界面活性剤との割合が重量比
で１００：５から１００：２００の範囲であり、顔料と
架橋反応し得る樹脂との割合が重量比で１００：２から
１００：１００の範囲である上記（１）〜（３）の何れ
かに記載の水性顔料分散液。

【００１３】（５）顔料の粒子径が５〜１００ｎｍであ
る上記（１）〜（４）の何れかに記載の水性顔料分散
液。

【００１４】（６）完全水溶性または有機溶剤含有の水
溶性タイプの架橋剤を用いて架橋反応を行う上記（１）
〜（５）の何れかに記載の水性顔料分散液。

【００１５】（７）架橋反応し得る樹脂と架橋剤との割
合が重量比で１００：１から１００：５０の範囲である
上記（６）記載の水性顔料分散液。

【００１６】（８）架橋後の樹脂のゲル分率が５〜７０
％の範囲である上記（１）〜（７）の何れかに記載の水
性顔料分散液。

【００１７】（９）２価の金属イオン含有量が１００ｐ
ｐｍ以下である上記（１）〜（８）の何れかに記載の水
性顔料分散液。

【００１８】（１０）少なくとも上記（１）〜（９）の
何れかに記載の水性顔料分散液と水溶性有機溶剤とを含
有してなることを特徴とする水性インク組成物。

【００１９】（１１）インクジェット用インクである上
記（１０）記載の水性インク組成物。

【００２０】（１２）筆記具用インクである上記（１
０）記載の水性インク組成物。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の顔料分散液は、少なくとも、顔料、界面活性剤
および架橋反応し得る樹脂が水性媒体中に配合されてな
る。

【００２２】〔顔料〕本発明に用いる顔料は、特に限定
がなく、有機顔料および無機顔料の何れをも使用するこ
とが出来る。有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、
不溶性モノアゾ顔料、不溶性ジスアゾ顔料、縮合アゾ顔
料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料；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、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など
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；ニトロソ顔料など
が挙げられる。無機顔料としては、例えば、酸化チタ
ン、酸化鉄、べんがら、酸化クロム、紺青、群青、モリ
ブデン赤、鉄黒、黄鉛、カーボンブラック等が挙げられ
る。

【００２３】上記の顔料は単独または２種以上を混合し
て用いることが出来る。中でも、耐光性を考慮すれば、
イソインドリノン系顔料、キナクリドン系顔料、縮合ア
ゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キノフタロン系顔
料、アントラキノン系顔料、カーボンブラックが好適に
用いられる。

【００２４】前記有機顔料の具体例としては、ピグメン
ト・イエロー１（カラー・インデックス（以下、Ｃ．
Ｉ．という）１１６８０）、ピグメント・イエロー３
（Ｃ．Ｉ．１１７１０）、ピグメント・イエロー１４
（Ｃ．Ｉ．２１０９５）、ピグメント・イエロー１７
（Ｃ．Ｉ．２１１０５）、ピグメント・イエロー４２
（Ｃ．Ｉ．７７４９２）、ピグメント・イエロー７４
（Ｃ．Ｉ．１１７４１）、ピグメント・イエロー８３
（Ｃ．Ｉ．２１１０８）、ピグメント・イエロー９３
（Ｃ．Ｉ．２０７１０）、ピグメント・イエロー９８
（Ｃ．Ｉ．１１７２７）、ピグメント・イエロー１０９
（Ｃ．Ｉ．５６２８４）、ピグメント・イエロー１１０
（Ｃ．Ｉ．５６２８０）、ピグメント・イエロー１２８
（Ｃ．Ｉ．２００３７）、ピグメント・イエロー１３８
（Ｃ．Ｉ．５６３００）、ピグメント・イエロー１３９
（Ｃ．Ｉ．５６２９８）、ピグメント・イエロー１４７
（Ｃ．Ｉ．６０６４５）、ピグメント・イエロー１５４
（Ｃ．Ｉ．１１７８１）、ピグメント・イエロー１５
５、ピグメント・イエロー１８０（Ｃ．Ｉ．２１２９
０）、ピグメント・イエロー１８５、ピグメント・オレ
ンジ５（Ｃ．Ｉ．１２０７５）、ピグメント・オレンジ
１３（Ｃ．Ｉ．２１１１０）、ピグメント・オレンジ１
６（Ｃ．Ｉ．２１１６０）、ピグメント・オレンジ３４
（Ｃ．Ｉ．２１１６０）、ピグメント・オレンジ４３
（Ｃ．Ｉ．７１１０５）、ピグメント・オレンジ６１
（Ｃ．Ｉ．１１２６５）、ピグメント・オレンジ７１
（Ｃ．Ｉ．５６１２００）、ピグメント・レッド５
（Ｃ．Ｉ．１２４９０）、ピグメント・レッド８（Ｃ．
Ｉ．１２３３５）、ピグメント・レッド１７（Ｃ．Ｉ．
１２３９０）、ピグメント・レッド２２（Ｃ．Ｉ．１２
３１５）、ピグメント・レッド４８：２（Ｃ．Ｉ．１５
８６５：２）、ピグメント・レッド１１２（Ｃ．Ｉ．１
２３７０）、ピグメント・レッド１２２（Ｃ．Ｉ．７３
９１５）、ピグメント・レッド１７７（Ｃ．Ｉ．６５３
００）、ピグメント・レッド２０２（Ｃ．Ｉ．７３９０
７）、ピグメント・レッド２５４（Ｃ．Ｉ．５６１１
０）、ピグメント・バイオレット１９（Ｃ．Ｉ．４６５
００）、ピグメント・バイオレット２３（Ｃ．Ｉ．５１
３１９）、ピグメント・ブルー１５：１（Ｃ．Ｉ．７４
１６０）、ピグメント・ブルー１５：３（Ｃ．Ｉ．７４
１６０）、ピグメント・ブルー１５：４（Ｃ．Ｉ．７４
１６０）、ピグメント・ブルー６０（Ｃ．Ｉ．６９８０
０）、ピグメント・グリーン７（Ｃ．Ｉ．７４２６
０）、ピグメント・グリーン３６（Ｃ．Ｉ．７４２６
５）等が挙げられる。

【００２５】無機顔料の具体例としては、ピグメント・
イエロー４２（Ｃ．Ｉ．７７４９２）、ピグメント・ホ
ワイト６（Ｃ．Ｉ．７７８９１）、ピグメント・ブルー
２７（Ｃ．Ｉ．７７５１０）、ピグメント・ブルー２９
（Ｃ．Ｉ．７７００７）、ピグメント・ブラック７
（Ｃ．Ｉ．７７２６６）等が挙げられる。

【００２６】特に好ましい顔料としては、ピグメント・
イエロー７４（Ｃ．Ｉ．１１７４１）、ピグメント・イ
エロー１０９（Ｃ．Ｉ．５６２８４）、ピグメント・イ
エロー１１０（Ｃ．Ｉ．５６２８０）、ピグメント・イ
エロー１２８（Ｃ．Ｉ．２００３７）、ピグメント・イ
エロー１５５、ピグメント・イエロー１８０（Ｃ．Ｉ．
２１２９０）、ピグメント・レッド１２２（Ｃ．Ｉ．７
３９１５）、ピグメント・レッド２０２（Ｃ．Ｉ．７３
９０７）、ピグメント・バイオレット１９（Ｃ．Ｉ．４
６５００）、ピグメント・ブルー１５：１（Ｃ．Ｉ．７
４１６０）、ピグメント・ブルー１５：３（Ｃ．Ｉ．７
４１６０）、ピグメント・ブルー１５：４（Ｃ．Ｉ．７
４１６０）、ピグメント・ブルー６０（Ｃ．Ｉ．６９８
００）、ピグメント・ブラック７（Ｃ．Ｉ．７７２６
６）等が挙げられる。

【００２７】なお、本発明においては、粒子径が小さく
なり易く、比重も小さいことから、安定性の面で有機顔
料を用いることが好ましい。また、顔料の一次粒子径
は、分散性を考慮すると、通常０．１μｍ程度以下であ
ることが好ましい。

【００２８】〔界面活性剤〕本発明に用いられる界面活
性剤は、顔料の分散剤として作用するものであり、顔料
との混和性や吸着性、分散性に優れたものが好ましい。
界面活性剤は、水系での分散性能ならびに安定化を重視
する以外に、インクにした場合の筆記性能ならびに吐出
性能を考慮して選択されるのが好ましい。

【００２９】界面活性剤は、ノニオン又はアニオンが好
ましく、具体的には、例えば、アルキルベンゼンスルホ
ン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級脂肪酸
塩、高級アルキルジカルボン酸塩、アルキルナフタレン
スルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレン
スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリ
ン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリ
ン酸塩などのアニオン系界面活性剤；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、脂肪酸モノグリセリド、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脂肪酸エステル、ポ
リグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン付加
アセチレングリコール等のノニオン系界面活性剤が挙げ
られる。

【００３０】界面活性剤の添加量は、顔料と界面活性剤
との割合（重量比）として、１００：５から１００：２
００の範囲が好ましい。顔料１００重量部に対し５重量
部未満の場合は、顔料の分散性が不十分となり沈殿物を
生じたり経時安定性も悪くなる。一方、２００重量部を
超える場合は、分散液ならびにインク化した場合に高粘
度となり、しかも、耐水性が低下する。

【００３１】一般には、界面活性剤で分散した系では耐
水性が悪くなるが、本発明では、顔料分散時に上記の添
加量の界面活性剤を使用し、更に、その後に特定の樹脂
成分を配合して架橋反応させることにより、耐水性の問
題は完全に克服される。しかも、界面活性剤自体の湿潤
効果により、筆記具用インクにした場合の書き味やイン
クジェット用インクにした場合の吐出性が格段に向上す
る。

【００３２】顔料と界面活性剤を混合攪拌した後、分散
機にて処理し、顔料を微粒子に分散させる。前記混合物
は水系で処理され、当該混合物を処理する分散機として
は、例えばメデイア媒体型分散機や衝突型分散機が挙げ
られる。

【００３３】メデイア媒体型分散機とは、ベッセル内に
おいて、ガラス、アルミナ、ジルコニア、スチール、タ
ングステン等の小径のメデイアを高速で運動させ、その
間を通過するスラリーをメデイア間の剪断力で摩砕させ
る構造の分散機をいう。斯かるメデイア媒体型分散機の
具体例としては、ボールミル、サンドミル、パールミ
ル、アジテータミル、コボールミル、ウルトラビスコミ
ル、スパイクミル、ウルトラファインミル等が挙げられ
る。衝突型分散機とは、１つの壁面に流体を高速で衝突
させるか、または、流体同士を高速で衝突させて流体中
の顔料などを粉砕させる構造の分散機いう。斯かる衝突
型分散機の具体例としては、ナノマイザー、ホモゲナイ
ザー、マイクロフルイダイザー、アルチマイザー等が挙
げられる。これら以外にもロールミル、超音波分散機な
どによっても分散液を得ることが出来る。

【００３４】〔架橋性樹脂〕本発明では、上述の方法に
より顔料と界面活性剤を混合・撹拌して顔料を分散させ
た後、架橋反応し得る樹脂と配合して樹脂の架橋反応を
行う。架橋反応し得る樹脂は、顔料および界面活性剤を
含有する水性媒体中で架橋反応し得るものであれば特に
限定されないが、得られる水性顔料分散液をインク組成
物に用いた際の特性が特に良好であることから、水可溶
性樹脂および自己乳化性樹脂のうち１種以上を用いるの
が好ましい。

【００３５】水可溶性および自己乳化性樹脂のうち、酸
価が２０〜１００の範囲のものが好ましく、後述する水
系架橋剤の機能を効果的に発現させ、樹脂成分の顔料へ
の吸着性や分散液の経時安定性を特に優れたものとする
ためには、酸化が２５〜８０の範囲のものが特に好まし
い。これらの樹脂は、その酸価の量をコントロールする
ため、カルボキシル基、スルホン酸基などの親水基を分
子中に有している。

【００３６】水可溶性樹脂または自己乳化性樹脂として
は、カルボキシル基含有熱可塑性樹脂が好ましい。より
具体的には、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、
スチレン−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチ
レン−アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル（Ｃ１
〜Ｃ４程度の低級アルキルエステル、以下同様）共重合
体、メタクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル、アク
リル酸−（メタ）アクリル酸エステル、スチレン−メタ
クリル酸共重合体もしくはスチレン−メタクリル酸−
（メタ）アクリル酸エステル共重合体など；例えば、ス
チレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メチルスチレ
ン−マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル
酸エステル−マレイン酸共重合体もしくはスチレン−
（メタ）アクリル酸エステル−マレイン酸共重合体な
ど；例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル−
スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−メタクリルス
ルホン酸共重合体もしくはスチレン−（メタ）アクリル
酸エステル−アリルスルホン酸共重合体などのアクリル
樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂など又はそれらのナトリウム、カリウム、アンモニ
ウム等の塩が挙げられる。これらは単独でまたは２種以
上を混合して用いてもよい。

【００３７】上記の樹脂のうち、ポリウレタン樹脂は、
密着性および耐溶剤性に優れるという点から特に好まし
い。ポリウレタン樹脂は、樹脂成分の中でポリオールの
種類によって分類され、例えば、ポリエステル系ポリウ
レタン、ポリカーボネイト系ポリウレタン、ポリエーテ
ル系ポリウレタン等が挙げられ、これらは単独で又は２
種以上を混合して用いてもよい。

【００３８】上述の樹脂成分の配合量は、顔料と樹脂成
分との割合が重量比で１００：２から１００：１００の
範囲が好ましい。顔料１００重量部に対し２重量部未満
の場合は、得られる分散液またはインク組成物の耐水性
や経時安定性が不十分の場合があり、一方、１００重量
部を超える場合は、分散液またはインク組成物が高粘度
となり、しかも、吐出性が悪くなる。

【００３９】更に、顔料を分散した後に水系架橋剤で顔
料に吸着している樹脂を架橋反応させるのが好ましい。
水系架橋剤としては、完全水溶性または有機溶剤含有の
水溶性タイプの架橋剤が挙げられるが、特に、カルボキ
シル基反応型タイプが好ましく、その具体例としては、
ポリカルボジイミド系水溶性ポリマー、オキサゾリン系
水溶性ポリマー等が挙げられる。これら以外にもポリエ
チレンイミン系水溶性ポリマー、ポリエポキシポリマ
ー、（メタ）アクリロイル基含有オリゴアクリレート等
を用いることが出来る。

【００４０】水系架橋剤の樹脂に対する配合割合は、重
量比で１／１００〜５０／１００であることが好まし
い。１／１００より少ない場合は、架橋効果に乏しく分
散液やインクの安定性が悪くなり、一方、５０／１００
より多い場合は、顔料の凝集が発生し易く、また、液の
粘度も高くなる。

【００４１】樹脂を架橋させる際の温度および時間には
特に限定はなく、例えば樹脂および架橋剤の種類などに
応じて、適宜調節すればよい。なお、架橋させた水可溶
性または自己乳化性樹脂のゲル分率は、優れた耐アルカ
リ性、耐溶剤性などの物性が発現され得るという点か
ら、５〜７０％までの範囲であることが好ましい。５％
未満の場合は十分に上記性能が発揮できず、また、７０
％を超える場合は凝集が発生してくる。

【００４２】一般に、ゲル分率は樹脂の架橋度を示す尺
度とされているが、本発明においては、水性顔料分散液
を粉末乾燥させ、水またはアルコールで洗浄して界面活
性剤を取り除き、その後、溶剤としてテトラヒドロフラ
ンを用いて樹脂の溶出量を測定し、その数値からゲル分
率を算出する。

【００４３】水性顔料分散液中の顔料の粒子径は５〜１
００ｎｍであるのが好ましい。５ｎｍ未満の場合は粒子
の制御や耐光性などの性能が劣り、また、粒子径が１０
０ｎｍを超える場合は顔料の分離や沈降が発生し易くな
る。なお、ここでの粒子径は、顔料が実際に分散液中で
形成している粒子としての径であり、測定装置として、
マイクロトラックＵＰＡ（ＬＥＥＤＳ＆ＮＯＲＴＨＲＵ
Ｐ社）を用いることが出来る。

【００４４】水性顔料分散液中の２価の金属イオン含有
量は、イオン交換樹脂で処理し、１００ｐｐｍ以下にす
るのが好ましい。カチオン交換樹脂としては、弱酸性陽
イオン交換樹脂、強酸性陽イオン交換樹脂などの市販品
を用いることが出来る。分散液とイオン交換樹脂との接
触方法としては、イオン交換処理塔やカラム装置に分散
液を通過させる方法、分散液とイオン交換樹脂との単な
る機械的な混合と攪拌、その他の任意の方法を採用でき
る。金属イオンの含有量は、原子吸光分光光度計
（（株）日立製作所製「Ｚ−８２３０」）やＩＣＰ分析
装置（セイコー電子（株）製「ＳＰＱ９０００」）で測
定することが出来、本発明の規定はこれらの装置で測定
した数値である。

【００４５】〔水性インク組成物〕更に、得られた顔料
分散液に含まれている粗大粒子を遠心処理して除去する
のが好ましい。そして、その後、水溶性有機溶剤を添加
してインク化工程に進むのが好ましい。また、インク組
成物中の顔料の含有量は、着色効果が充分に発現される
様にするため、通常０．５重量％以上、好ましくは２重
量％以上であり、また、吐出性能を良好に保持し得る適
性粘度にするため、通常２５重量％以下、好ましくは１
０重量％以下である。

【００４６】以上説明した本発明の水性顔料分散液と水
溶性有機溶剤とを少なくとも含有する水性インク組成物
は、インクジェット用インクや筆記具用インクに使用し
た場合の発色性が良好であり、被記録体に筆記したり印
字した時のかすれが改善され、高ＯＤ値を維持できると
いう今まで具現することが出来なかった性能を実現する
ことが出来る。

【００４７】本発明の水性インク組成物に用いる水溶性
有機溶剤は、筆記具用インクに用いた場合、発色性の向
上やペン先の乾燥性を調節したり、インクジェット用イ
ンクに用いた場合、ヘッド部分の目詰まり防止や印字し
た時のかすれを改善する働きを有する。

【００４８】水溶性有機溶剤の具体例としては、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリ
オ−ル、チオグルコール、ヘキシレングリコール、グリ
セリン、ジグリセリン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、１，５−ペンタンジオ−ル、１，３−
ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これ
らは単独で又は２種以上を混合して用いることが出来
る。

【００４９】水溶性有機溶剤の添加量は、インク液中に
通常５〜３０重量％、好ましくは６〜２５重量％であ
る。それ以上の添加では、インク自体が高粘度となり、
インクの安定性や吐出性が悪くなったり、紙へのにじみ
が大きく、しかも、乾燥速度が遅くなったりする。特に
粘度は２０mPa・s以下が好ましい。

【００５０】前記以外の水溶性有機溶剤、例えば、メタ
ノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロ
パノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｔ−
ブタノール、トリメチロールプロパン、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
ルエーテル等を添加してもよい。

【００５１】更に、本発明の水性インク組成物には、所
望の物性を有する様にするため、防カビ剤、消泡剤、防
錆剤、防腐剤などの添加剤を適宜配合することが出来
る。

【００５２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。実施例において「部」は重量部を示し、
「％」は重量部を示す。

【００５３】実施例１ 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で１
時間攪拌した。

【００５４】

【表１】

【００５５】次いで、得られた混合物に対し、０．７ｍ
ｍ径ガラスビーズを８０％充填したサンドミルにて３パ
ス処理を行った。この分散液にスチレン−アクリル酸共
重合体エマルジョン（酸価８０、アンモニア中和、固形
分２５％）２０．０部、３０％ポリカルボジイミド系ポ
リマー（カルボジイミド当量３００）５部を添加し、９
０℃で５時間攪拌して分散液中の樹脂を架橋させた。架
橋反応終了時の分散液のＰＨが７．２であった。

【００５６】上記の分散液を水酸化ナトリウムでＰＨ
８．５に調節し、２５０００Ｇで５分間遠心処理して粗
大粒子を除去し、次いで、カチオン交換樹脂（強酸性陽
イオン交換ゲル形、官能基−ＳＯ₃Ｍ）で金属イオンを
取り除いた。その際の顔料の粒子径は１５ｎｍ、２価の
金属イオン含有量は６７ｐｐｍ、ゲル分率は１７％であ
った。そして、固形分濃度が２０重量％となる様に調節
後、次のインク化を行った。すなわち、下記配合にて攪
拌を３０分行ってインクを作成した。

【００５７】

【表２】

【００５８】更に、上記インクについて、以下の方法に
従って、経時安定性試験、吐出性試験、筆記性試験、Ｏ
Ｄ値を調べた。これらの評価結果を表１１に示す。

【００５９】（１）経時安定性試験：インクを５０℃の
恒温室内に１か月間静置した後、顔料の分離、水浮き及
び沈降の有無ならびに粘度や顔料の平均粒子径の変化を
確認した。顔料の分離、水浮き及び沈降が少しでも生じ
た状態または粘度や顔料の平均粒子径の変化があった場
合を異常と評価した。表１中、○は異常なしの場合を、
×は異常ありの場合を表す。

【００６０】（２）吐出性試験：インクをカートリッジ
に充填し、プリンター（ヒューレット・パッカード社製
「Ｄｅｓｋｊｅｔ９７０ｃｘｉ」）でノーマルモードで
２００枚印字試験を行った。紙は、ＸＥＲＯＸ４０２４
を用いた。ノズルの目詰まりやかすれが少しでも発生し
た状態を異常と評価した。表１中、○は異常なしの場合
を、×は異常ありの場合を表す。

【００６１】（３）筆記性試験：先端径０．５ｍｍの超
硬ボールで内径３ｍｍの中綿方式のボールペンにインク
を充填し、５００ｍ筆記して描線のかすれやとびが少し
でも発生した状態を異常と評価した。表１中、○は異常
なしの場合を、×は異常ありの場合を表す。

【００６２】（４）ＯＤ値：上記（２）の吐出性試験に
おいて印字した紙をＭａｃｂｅｔｈ濃度計（ＲＤ−９１
８）を用いてＯＤ値を測定した。

【００６３】比較例１ 実施例１において、分散液に３０％ポリカルボジイミド
系ポリマーを添加しない以外は、同様にインクを作成し
た。得られたインクの評価結果を表１１に示す。

【００６４】実施例２ 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で１
時間攪拌した。

【００６５】

【表３】

【００６６】次いで、得られた混合物に対し、０．５ｍ
ｍ径ジルコニアビーズを８０％充填したサンドミルにて
３パス処理を行った。この分散液にメチルメタクリル酸
エチル−アクリル酸共重合体（酸価６５、アンモニア中
和、固形分２５％）４０部、３５％オキサゾリン系水溶
性ポリマー（オキサゾリン当量２００）５部を添加し、
８０℃で７時間攪拌して分散液中の樹脂を架橋させた。
架橋反応終了時の分散液のＰＨが７．３であった。

【００６７】上記の分散液をトリエタノールアミンでＰ
Ｈ９．０に調節し、２５０００Ｇで５分間遠心処理して
粗大粒子を除去し、次いで、カチオン交換樹脂（強酸性
陽イオン交換ゲル形、官能基−ＳＯ３Ｍ）で金属イオン
を取り除いた。その際の顔料の粒子径は７２ｎｍ、２価
の金属イオン含有量は８１ｐｐｍ、ゲル分率は５３％で
あった。そして、固形分濃度が２０重量％となる様に調
節後、次のインク化を行った。すなわち、下記配合にて
攪拌３０分行ってインクを作成した。得られたインクの
評価結果を表１１に示す。

【００６８】

【表４】

【００６９】比較例２ 実施例２において、分散剤をナフタレンスルホン酸ホル
マリン縮合物ナトリウム塩からスチレン−アクリル酸共
重合体（酸価１９０、モノエタノールアミン中和、固形
分２５％）に変更した以外は、同様にインクを作成し
た。得られたインクの評価結果を表１１に示す。

【００７０】実施例３ 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で１
時間攪拌した。

【００７１】

【表５】

【００７２】次いで、得られた混合物に対し、０．５ｍ
ｍ径ガラスビーズを８０％充填したサンドミルにて５パ
ス処理を行った。この分散液にポリカーボネイト系ポリ
ウレタン樹脂（酸価３０、トリエチルアミン中和、固形
分４０％）４部、３０％ポリエチレンイミン系水溶性ポ
リマー（アミン水素当量６５０）２部を添加し、９０℃
で３．５時間攪拌して分散液中の分散樹脂を架橋させ
た。架橋反応終了時の分散液のＰＨが７．２であった。

【００７３】上記の分散液をモノエタノールアミンでＰ
Ｈ９．０に調節し、２５０００Ｇで５分間遠心処理して
粗大粒子を除去し、次いで、カチオン交換樹脂（強酸性
陽イオン交換ゲル形、官能基−ＳＯ３Ｍ）で金属イオン
を取り除いた。その際の顔料の粒子径は６８ｎｍ、２価
の金属イオン含有量は８９ｐｐｍ、ゲル分率は６２％で
あった。そして、固形分濃度が２０重量％となる様に調
節後、次のインク化を行った。すなわち、下記配合にて
攪拌３０分行ってインクを作成した。得られたインクの
評価結果を表１１に示す。

【００７４】

【表６】

【００７５】比較例３ 実施例３において、分散した液にポリカーボネイト系ポ
リウレタン樹脂と３０％ポリエチレンイミン系水溶性ポ
リマーを添加しない以外は、同様にインクを作成した。
得られたインクの評価結果を表１１に示す。

【００７６】実施例４ 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で１
時間攪拌した。

【００７７】

【表７】

【００７８】次いで、得られた混合物に対し、０．５ｍ
ｍ径ジルコニアビーズを８０％充填したサンドミルにて
３パス処理を行った。この分散液にスチレン−アクリル
酸エチル−アクリル酸共重合体エマルジョン（酸価４
０、アンモニア中和、固形分４０％）３５．０部、３０
％ポリカルボジイミド系ポリマー（カルボジイミド当量
３００）７部を添加し、９０℃で５時間攪拌して分散液
中の分散樹脂を架橋させた。架橋反応終了時の分散液の
ＰＨは７．３であった。

【００７９】上記の分散液をジエタノールアミンでＰＨ
９．０に調節し、２５０００Ｇで５分間遠心処理して粗
大粒子を除去し、次いで、カチオン交換樹脂（強酸性陽
イオン交換ゲル形、官能基−ＳＯ３Ｍ）で金属イオンを
取り除いた。その際の顔料の粒子径は５５ｎｍ、２価の
金属イオン含有量は５７ｐｐｍ、ゲル分率は３８％であ
った。そして固形分濃度が２０重量％となる様に調節
後、次のインク化を行った。すなわち、下記配合にて攪
拌を３０分行ってインクを作成した。得られたインクの
評価結果を表１１に示す。

【００８０】

【表８】

【００８１】比較例４ 実施例４において、分散した液にスチレン−アクリル酸
エチル−アクリル酸共重合体エマルジョンと３０％ポリ
カルボジイミド系ポリマーを添加しない以外は、同様に
インクを作成した。得られたインクの評価結果を表１１
に示す。

【００８２】実施例５ 以下に示す成分を配合し、プロペラ攪拌機にて室温で１
時間攪拌した。

【００８３】

【表９】

【００８４】次いで、得られた混合物に対し、０．５ｍ
ｍ径ガラスビーズを８０％充填したサンドミルにて３パ
ス処理を行った。この分散液にポリエーテル系ポリウレ
タン樹脂（酸価５０、トリエチルアミン中和、固形分２
５％）４０部、２０％ポリエポキシポリマー（エポキシ
当量２００）８部を添加し、９０℃で５時間攪拌して分
散液中の分散樹脂を架橋させた。架橋反応終了時の分散
液のＰＨが７．４であった。

【００８５】上記の分散液を水酸化ナトリウムでＰＨ
９．５に調節し、２５０００Ｇで５分間遠心処理して粗
大粒子を除去し、次いで、カチオン交換樹脂（強酸性陽
イオン交換ゲル形、官能基−ＳＯ３Ｍ）で金属イオンを
取り除いた。その際の顔料の粒子径は９５ｎｍ、２価の
金属イオン含有量は４５ｐｐｍ、ゲル分率は２５％であ
った。そして、固形分濃度が２０重量％となる様に調節
後、次のインク化を行った。すなわち、下記配合にて攪
拌３０分行ってインクを作成した。得られたインクの評
価結果を表１１に示す。

【００８６】

【表１０】

【００８７】比較例５ 実施例５において、分散剤をモノオレイン酸ポリオキシ
エチレンソルビタンからスチレン−アクリル酸共重合体
（酸価２２０、トリエタノールアミン中和、固形分２５
％）に変更した以外は、同様にインクを作成した。得ら
れたインクの評価結果を表１１に示す。

【００８８】

【表１１】

【００８９】

【発明の効果】顔料の粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以
下でかつ経時安定性に優れた水性顔料分散液、ならびに
インクジェット用インクや筆記具用インクに使用した場
合、発色性が良好であり、被記録体に筆記したり印字し
た時のかすれを改善し、高ＯＤ値を維持することが出来
るインク組成物を提供することが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J037 AA08 AA15 AA16 AA19 AA22 AA28 CB09 CB21 CC13 CC16 CC23 CC24 CC25 CC26 CC29 EE08 FF23 4J039 AD03 AD09 AD10 AD14 AD22 AE01 AE04 AE05 AE06 AE07 BA04 BA13 BA23 BA34 BA35 BA36 BA37 BC07 BC09 BC19 BC20 BC36 BC37 BC39 BC50 BC51 BC54 BC60 BE01 BE12 BE22 BE25 CA06 EA15 EA16 EA17 EA19 EA21 EA42 EA44 GA24

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、顔料、界面活性剤および架
   橋反応し得る樹脂を水性媒体中に配合してなる分散液で
   あって、顔料と界面活性剤を配合した後、架橋反応し得
   る樹脂を添加し架橋反応させたものであることを特徴と
   する水性顔料分散液。
2. 【請求項２】 架橋反応し得る樹脂が水可溶性樹脂およ
   び／または自己乳化性樹脂である請求項１記載の水性顔
   料分散液。
3. 【請求項３】 水可溶性樹脂および／または自己乳化性
   樹脂の酸価が２０〜１００の範囲である請求項２記載の
   水性顔料分散液。
4. 【請求項４】 顔料と界面活性剤との割合が重量比で１
   ００：５から１００：２００の範囲であり、顔料と架橋
   反応し得る樹脂との割合が重量比で１００：２から１０
   ０：１００の範囲である請求項１〜３の何れかに記載の
   水性顔料分散液。
5. 【請求項５】 顔料の粒子径が５〜１００ｎｍである請
   求項１〜４の何れかに記載の水性顔料分散液。
6. 【請求項６】 完全水溶性または有機溶剤含有の水溶性
   タイプの架橋剤を用いて架橋反応を行う請求項１〜５の
   何れかに記載の水性顔料分散液。
7. 【請求項７】 架橋反応し得る樹脂と架橋剤との割合が
   重量比で１００：１から１００：５０の範囲である請求
   項６記載の水性顔料分散液。
8. 【請求項８】 架橋後の樹脂のゲル分率が５〜７０％の
   範囲である請求項１〜７の何れかに記載の水性顔料分散
   液。
9. 【請求項９】 ２価の金属イオン含有量が１００ｐｐｍ
   以下である請求項１〜８の何れかに記載の水性顔料分散
   液。
10. 【請求項１０】少なくとも請求項１〜９の何れかに記載
    の水性顔料分散液と水溶性有機溶剤とを含有してなるこ
    とを特徴とする水性インク組成物。
11. 【請求項１１】インクジェット用インクである請求項１
    ０記載の水性インク組成物。
12. 【請求項１２】筆記具用インクである請求項１０記載の
    水性インク組成物。