JP2004277449A - 水性インク及びこれを用いた印刷物 - Google Patents
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Abstract
【課題】滲み・濃淡ムラが少なく定着性に優れ、特に光沢メディア上においては優れた光沢性を有する水性インクの提供。
【解決手段】着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に下記の式で表わされる官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる、水性インク。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、C1〜12のアルキル基、フェニル基またはナフチル基、C1〜12のアルキレン基、フェニレン基またはナフチレン基を表わす。)
【選択図】 なし
【解決手段】着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に下記の式で表わされる官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる、水性インク。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、C1〜12のアルキル基、フェニル基またはナフチル基、C1〜12のアルキレン基、フェニレン基またはナフチレン基を表わす。)
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式に用いられる水性インクに関し、特に普通紙やインクジェット印刷に通常用いられる光沢メディア等の印刷媒体上での印刷品質に優れた水性インクに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年来、インクジェットプリンタ用インクに求められる特性としては、印刷画像の耐水性や耐光性等の堅牢性が良好であること、また、印刷媒体種によらずに不規則なインクの流れや付着したインク小滴より大きく広がる(以下これを“滲み”とする)等の不具合が無いこと、また印刷媒体種によらずに不規則な印刷濃度のムラが発生する(以下これを“濃淡ムラ”とする)等の不具合が無いこと、更に印刷媒体種によらずに印刷画像濃度が高く印刷品質に優れていることが挙げられる。
【0003】
こうした目的のうち、印刷画像の堅牢性確保に対しては、着色成分として染料の代わりに堅牢性に優れる顔料を利用することが検討されてきている。顔料は、染料と異なり水への溶解性がないため、顔料を水中に微粒子状態で分散することが必要であるが、この分散状態を安定して保つことが非常に困難である。そのために、顔料を水中に安定して分散させる技術が種々提案されており、その手段の一つとして、顔料粒子表面に分散性付与基を物理的あるいは化学的に結合させることによって顔料の分散性を改善し、分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとした、いわゆる自己分散型の表面処理顔料(以下、「表面処理顔料」ということがある)が提案されている。その方法として、カーボンブラックの表面に直接または他の原子団を介してカルボキシル基、カルボニル基、スルホン基、ヒドロキシル基等の親水性基を結合させた自己分散型カーボンブラックが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。また、カーボンブラックの表面を酸化処理して分散性を改善することが提案されている(例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5)。更に、有機顔料の表面にスルホン基を導入した表面処理顔料が提案されている(例えば、特許文献6、特許文献7、特許文献8)。また、これら表面処理顔料を用いた水性インクとして、活性プロトンを有さない溶剤中に分散させた有機顔料をスルホン化剤で処理して得られる“スルホン化表面処理有機顔料”を含むインクジェット用インクが記載されている(例えば、特許文献9)。
【0004】
また、滲みや濃淡ムラの無い画像を得る目的に対して、従来検討されてきた例としては、カルボキシル基を親水基として有する水溶性高分子化合物、具体的にはアルギン酸やペクチン酸を添加する方法(例えば、特許文献10、特許文献11)が提案されている。このインクは、該水溶性高分子化合物が印刷媒体に含まれる水溶性塩類の作用によりゲル化・凝集することで滲みが抑えられるとされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−195360号公報
【特許文献2】
特開平10−330665号公報
【特許文献3】
特開平8−3498号公報
【特許文献4】
特開平10−195331号公報
【特許文献5】
特開平10−237349号公報
【特許文献6】
特開平8−283596号公報
【特許文献7】
特開平10−110110号公報
【特許文献8】
特開平10−110111号公報
【特許文献9】
特開平10−110129号公報
【特許文献10】
特開平5−239390号公報
【特許文献11】
特開2001−115069号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上挙げた従来例については、以下に述べる課題があった。
従来検討されてきた顔料粒子表面に分散性付与基を化学結合させる方法では、顔料表面に定着成分がないため、印刷画像の定着性に乏しいという問題点があった。そのため、特許文献9には、水溶性樹脂を添加することにより定着性を改善する旨が記載されている。
【0007】
しかし、特許文献9に記載の組成インクでは、カラー写真と同等以上の高品質な印刷画像を要求される光沢紙、光沢フィルム等の写真印刷用特殊印刷媒体、いわゆる光沢メディアで画像を形成した場合、インクの浸透性に乏しい。その結果、インクが印刷媒体表面に残る状態となってそのまま乾燥する為、印刷媒体との接着性がなく定着性に乏しいという問題点があった。
【0008】
また、カルボキシル基を親水基として有する水溶性高分子化合物を含んだ従来のインク(特許文献10、特許文献11)では、印刷媒体中の水溶性塩類のみではインクが記録媒体中に浸透するまでに水溶性高分子化合物のゲル化・凝集反応が充分に進み難いため、結果的に滲みが発生するという課題があった。
【0009】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その目的とするところは、普通紙・再生紙等や光沢メディア等の印刷媒体種の区別無く、印刷画像に滲み・濃淡ムラが少なく高発色で定着性・色再現性・光沢性に優れ、かつインクジェット印刷にあっては吐出安定性に優れる水性インクを提供するところにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の水性インクは、着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に下記の式で表わされる官能基およびこれらの塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれることを特徴とする。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基、炭素数1〜12のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表わす。)
また、本発明の水性インクは、前記天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が、ロジン樹脂、テルペン樹脂、シェラック樹脂及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種を含んでなることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の水性インクは、前記顔料がC.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16から選ばれる少なくとも1種を含んでなることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の水性インクは、前記顔料が、硫黄を含む処理剤によりその粒子表面に−SO3M及び/または−RSO2M(Mは対イオンであって、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、または、有機アンモニウムイオンを示す)が化学結合するように表面処理され、水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであることを特徴とする。
【0013】
更に、本発明の水性インクは、前記浸透剤が、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、1,2−アルキレングリコール、一価アルコール類から選ばれる1種以上であることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明による水性インクは、着色成分の分散安定性に優れ、普通紙・再生紙や光沢メディア等の印刷媒体種の区別無く印刷画像に滲み・濃淡ムラが少なく高発色で定着性・色再現性・光沢性に優れ、かつインクジェット印刷にあっては吐出安定性に優れる等の特性が要求されていることに鑑み、鋭意検討した結果によるものである。
【0015】
本発明の水性インクでは、着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなるが、このうち本発明の水性インクに使用する樹脂微粒子は、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる。このような樹脂微粒子を用いることによって、普通紙・再生紙上においても滲みや濃淡ムラが少ない鮮明な画像が印刷できる。更に、光沢メディア上においては、優れた光沢性や定着性を実現できる。
【0016】
以下に本発明の水性インクの構成要素について説明する。
【0017】
<着色成分>
本発明の水性インクには、着色成分として、官能基またはその塩を表面に有する表面処理顔料を用いる。以下に、該表面処理顔料に用いられる顔料について詳細に説明する。
【0018】
(顔料)
本発明の水性インクに用いられる顔料としては、有機または無機顔料を好適に用いることができるが、特に以下に述べる顔料を用いると、印刷媒体種によらずに色再現性の良好な画像が得られるので好ましい。具体的には、黒色系としてはファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、またはアニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)が、黄色系としてはC.I.ピグメントイエロー74、110、128、180が、赤色系としてはC.I.ピグメントレッド122(キナクリドンマゼンタ)、202、209、C.I.ピグメントバイオレット19が、青色系としてはC.I.ピグメントブルー15(フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、16が挙げられる。
【0019】
以上述べた顔料の添加量は、水性インク全量に対して0.5〜30重量%の範囲が好ましい。より好ましくは1〜12重量%の範囲である。顔料濃度が0.5重量%未満の添加量では印刷濃度が薄すぎて色再現性に関して所望の目的を達成できなくなり、また30重量%より多い添加量ではインクの粘度増加や粘度特性に構造粘性が生じ、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が悪くなる傾向になる。
【0020】
(表面処理顔料)
上述した顔料を含む着色成分として、本発明の水性インクでは、その表面に下記の式で表わされる官能基およびこれらの塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものである、表面処理顔料を含んでなる。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基、炭素数1〜12のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表わす。)
一つの顔料粒子に結合している官能基またはその塩は単一でも複数種であってもよい。結合している官能基またはその塩の種類及びその程度は、水性インク中での分散安定性、色濃度、及びインクジェットヘッド前面での乾燥性等を考慮しながら適宜決定されてよい。また本発明の水性インクに含まれる表面処理顔料においては、前記の官能基またはその塩が、少なくとも粒子表面上に存在すればよく、粒子内部に含まれていてもよい。
【0021】
また、前記表面処理顔料としては、硫黄を含む処理剤によりその粒子表面に−SO3M及び/又は−RSO2M(Mは対イオンであって、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、又は有機アンモニウムイオンを示す)が化学結合するように表面処理されたもの、すなわち、前記顔料が、活性プロトンを持たず、スルホン酸との反応性を有せず、顔料が不溶ないしは難溶である溶剤中に、顔料を分散させ、次いでアミド硫酸、又は三酸化硫黄と第三アミンとの錯体によりその粒子表面に−SO3M及び/又は−RSO2Mが化学結合するように表面処理され、水に分散及び/又は溶解が可能なものとされたものであることが好ましい。
【0022】
前記官能基またはその塩を顔料粒子の表面に直接又は多価の基を介してグラフトさせる表面処理手段としては、種々の公知の表面処理手段を適用することができる。
【0023】
例えば、市販の酸化カーボンブラックにオゾンや次亜塩素酸ソーダ溶液を作用し、カーボンブラックをさらに酸化処理してその表面をより親水化処理する手段(例えば、特開平7−258578号公報、特開平8−3498号公報、特開平10−120958号公報、特開平10−195331号公報、特開平10−237349号公報)、カーボンブラックを3−アミノ−N−アルキル置換ピリジウムブロマイドで処理する手段(例えば、特開平10−195360号公報、特開平10−330665号公報)、有機顔料が不溶または難溶である溶剤中に有機顔料を分散させ、スルホン化剤により顔料粒子表面にスルホン基を導入する手段(例えば、特開平8−283596号公報、特開平10−110110号公報、特開平10−110111号公報)、三酸化硫黄と錯体を形成する塩基性溶剤中に有機顔料を分散させ、三酸化硫黄を添加することにより有機顔料の表面を処理し、スルホン基又はスルホンアミノ基を導入する手段(例えば、特開平10−110114号公報)等が挙げられるが、本発明の水性インクで用いられる表面処理顔料のための作製手段はこれらの手段に限定されるものではない。
【0024】
また、本発明の水性インクに使用する表面処理顔料分散液(水性分散液)の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、30mV以上であることが好ましい。すなわちこれらの表面処理顔料はその粒子表面に導入された分散基により電気的に反発することで分散安定性を確保している為、顔料表面の電位(ゼータ電位)が一定値以上であることが好ましい。特に本発明の水性インクにおいて好ましいとする後記の浸透剤を水性インク中に添加する場合には、顔料の分散安定性を確保する為、20℃、pH8〜9における表面処理顔料分散液のゼータ電位の絶対値が30mV以上であることが好ましい。20℃、pH8〜9における表面処理顔料分散液のゼータ電位は、レーザー・ドップラー型電気泳動装置(商品名;ELS−800、大塚電子株式会社製)で測定することができる。
【0025】
20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値が30mV以上である表面処理顔料分散液は、例えば、後記の実施例に記載したような手段によって得られる。
【0026】
また、表面処理顔料の粒径は分散安定性の観点から5μm以下が好ましく、より好ましくは0.3μm以下(300nm以下)、更に好ましくは0.01〜0.15μm(10〜150nm)の範囲である。
【0027】
分散方法は超音波分散、ビーズミル、サンドミル、ロールミルなどによる方法などの分散方法を用いることができる。
【0028】
以上述べたような前記の官能基またはその塩を表面に有する表面処理顔料を着色成分として用いることによって、保存安定性に優れたインクジェット印刷に好適な水性インクとすることができる。また、前述の着色成分を筆記具用インクにも好適に用いることができる。
【0029】
<樹脂微粒子>
本発明の水性インクは、樹脂微粒子を含んでなる。その樹脂微粒子は、それを構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる。天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体としては、この範疇に入るものであれば特に限定されないが、普通紙・再生紙上での滲み・濃淡ムラの抑制、光沢メディア上での定着性・光沢性向上の観点から、ロジン樹脂、テルペン樹脂、シェラック樹脂及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種を含んでなることが好ましい。
【0030】
具体的にそれらを述べると、ロジン樹脂はマツ科植物から採取される樹脂酸の一種が重合したものを示す。その樹脂酸としてはアビエチン酸とその類縁体、例えばジヒドロアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、無水アビエチン酸等の成分からなる混合物が好ましい。
【0031】
また、テルペン樹脂は、松の木より得られるテレピン油と柑橘類の皮より得られるオレンジオイルを精製・重合して得られる熱可塑性オリゴマーを示す。テレピン油はα−ピネン、β−ピネン等を主成分とし、オレンジオイルはリモネン等を主成分とした混合物が好ましい。
【0032】
また、シェラック樹脂はラックカイガラ虫の分泌液から抽出された幾多の樹脂酸混合物の重合体であり、詳細にはアレウリチン酸、ジャラール酸、ラクシジャラール酸等がエステル結合して出来た樹脂が好ましい。
【0033】
本発明の水性インクに用いる樹脂微粒子は、以上述べた天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体のみで構成されていてもよいが、印刷画像の耐水性・定着性・光沢性に対して更に改善する目的で、合成樹脂を一部含んでいてもよい。具体的には、スチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、エステル、アミド、イミド等を、上述した天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体と共重合させるか、あるいはグラフト重合させることで含ませることができる。
【0034】
これら天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む樹脂微粒子のうち、ロジン樹脂系やシェラック樹脂系は、その樹脂分子内にカルボキシル基等の親水性官能基が存在しているため、水酸化ナトリウムやアンモニア等のアルカリ成分と共存させてそれらが解離することで、水中に安定的に溶解あるいは分散することができる。テルペン樹脂はその分子構造中に親水性を示す官能基が存在しないが、上述したように親水性官能基を持つ合成樹脂を共重合あるいはグラフト重合させることで、ロジン樹脂・シェラック樹脂と同様な形態で、水中に安定的に溶解あるいは分散することができる。従ってこのようにした形態で水性インク中に含ませることで、安定的に水性インク中で存在させることができる。その中で、普通紙・再生紙上での滲み・濃淡ムラの抑制や光沢メディア上での定着性・光沢性向上に対して有効な添加量と、インクジェットプリンタ用インクとしての特性(例えば、粘度、表面張力等)とを兼ね備えるには、これら天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む樹脂微粒子を分散形態で含むことが好ましい。
【0035】
本発明の水性インクに用いる樹脂微粒子は、以上述べた構成のものとして市販品を用いることも可能である。具体的には、ロジン樹脂及び/またはそれの誘導体及び/またはそれを含んだものとして、スーパーエステルE−720、スーパーエステルE−730−55、スーパーエステルE−650、スーパーエステルE−786−60、タマノルE−100、エマルジョンAM−1002、エマルジョンSE−50(以上全て商品名、特殊ロジンエステルエマルジョン、荒川化学工業株式会社製)、スーパーエステルL、スーパーエステルA−18、スーパーエステルA−75、スーパーエステルA−100、スーパーエステルA−115、スーパーエステルA−125、スーパーエステルT−125(以上全て商品名、特殊ロジンエステル、荒川化学工業株式会社製)、タマノル135、タマノル145、タマノル340、タマノル350、タマノル351、タマノル352、タマノル353、タマノル354、タマノル359、タマノル361、タマノル362、タマノル366、タマノル374、タマノル379、タマノル380、タマノル381、タマノル384、タマノル387、タマノル388、タマノル392、タマノル394、タマノル395、タマノル396、タマノル405、タマノル406、タマノル409、タマノル410、タマノル414、タマノル415(以上全て商品名、ロジン変性フェノール樹脂、荒川化学工業株式会社製)、ロンヂスR、ロンヂスK−25、ロンヂスK−80、ロンヂスK−18(以上全て商品名、ロジン誘導体、荒川化学工業株式会社製)、エステルガムAAG、エステルガムAAL、エステルガムA、エステルガムAAV、エステルガム105、エステルガムHS、エステルガムAT、エステルガムH、エステルガムHP、エステルガムHD、ペンセルA、ペンセルAD、ペンセルAZ、ペンセルC、ペンセルD−125、ペンセルD−135、ペンセルD−160、ペンセルKK(以上全て商品名、ロジンエステル系樹脂、荒川化学工業株式会社製)、パインクリスタルKR−85、パインクリスタルKR−612、パインクリスタルKR−614、パインクリスタルKE−100、パインクリスタルKE−311、パインクリスタルKE−359、パインクリスタルKE−604、パインクリスタル30PX、パインクリスタルD−6011、パインクリスタルD−6154、パインクリスタルD−6240、パインクリスタルKM−1500、パインクリスタルKM−1550(以上全て商品名、超淡色系ロジン誘導体、荒川化学工業株式会社製)、ハイロジン、ガムロジン、トールロジン(以上全て商品名、ロジン系樹脂、ヤスハラケミカル株式会社製)等が挙げられる。また、テルペン樹脂及び/またはそれの誘導体及び/またはそれを含んだものとして、タマノル803L、タマノル901(以上全て商品名、テルペンフェノール樹脂、荒川化学工業株式会社製)、YSポリスター2130、YSポリスター2115、YSポリスター2100、YSポリスターU115、YSポリスターT145、YSポリスターT130、YSポリスターT115、YSポリスターT100、YSポリスターT80、YSポリスターT30、YSポリスターS145、YSポリスターN125、マイティエースG150、マイティエースG125、マイティエースK125(以上全て商品名、テルペンフェノール共重合体、ヤスハラケミカル株式会社製)、スタロン2130、ナノレットG1250(以上全て商品名、テルペンフェノール共重合体乳化物、ヤスハラケミカル株式会社製)、ナノレットR1050(商品名、芳香族変性テルペン樹脂乳化物、ヤスハラケミカル株式会社製)、ラバーソフト#200、ラバーソフト#300(以上全て商品名、テルペン系樹脂、ヤスハラケミカル株式会社製)等が挙げられる。また、シェラック樹脂及び/またはそれの誘導体及び/またはそれを含んだものとして、GSN、GSNハルス、2GSN、3GSN、GPN、GSFN、GS、GS−3、GST、BH、GSA、GSオレンジ−1、GSオレンジ−8、GSL(以上全て商品名、一般シェラック、株式会社岐阜セラック製造所製)、PEARL−N811(商品名、脱色シェラック、株式会社岐阜セラック製造所製)、GBN−D、GBN−DB、GBN−D−6、GBN、S−GB−D、F−GB−D、S−GB、F−GB、GBN−DF(以上全て商品名、白ラック、株式会社岐阜セラック製造所製)、アクリスLT−48(商品名、白ラック水溶液、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーGH、エマポリーGX(以上全て商品名、シェラック−スチレン系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーGY(商品名、シェラック−(メタ)アクリル酸エステル系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーDH−88(商品名、シェラック系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーDH−89(商品名、シェラック−アクリル系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーDH−90(商品名、変性シェラック樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)等が挙げられる。
【0036】
以上述べた天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む樹脂微粒子の水性インクへの添加量は、水性インク全量に対して固形分で0.1〜30重量%が好ましく、0.5〜15重量%がより好ましい。0.1重量%より少ないと、光沢メディア上における印刷画像に所望の定着性・光沢性を実現できない場合がある。反対に30重量%より多いと、インクジェットヘッドのノズル面を濡らして安定した吐出を妨げたり、インク粘度が高くなりすぎてインクジェット用インクとしては不適当となる場合がある。
【0037】
以上述べた樹脂微粒子を用いることによって、普通紙や再生紙上においても滲みや濃淡ムラが少ない鮮明な画像が印刷できる。更に、光沢メディアにおいては、優れた光沢性や定着性が実現できる。
【0038】
<浸透剤>
本発明の水性インクは、その成分として浸透剤を含んでなる。本発明の水性インクに用いる浸透剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、1,2−アルキレングリコール、一価アルコール類から選ばれる少なくとも1種が好適である。これらを添加することにより印刷物の乾燥性が向上し、連続して印刷しても前の印刷部分が次の印刷媒体の裏面に転写されることがなくなるため、特にインクジェット印刷方法にあっては高速印刷が可能となる。
【0039】
そして、本発明の水性インクは、その好ましい態様によれば、前述のアルキレングリコールモノアルキルエーテルが繰り返し単位10以下のアルキレングリコールであって、炭素数4〜10のアルキルエーテルである。その中でも、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエ−テル及び/または(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルであることが好ましい。また、前述の1,2−アルキレングリコールが1,2−ヘキサンジオール及び/または1,2−ペンタンジオールであることが好ましい。更に、前記一価アルコール類が1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールから選ばれる1種以上であることが好ましい。
【0040】
また本発明の水性インクは、前述のジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール、及び一価アルコール類から選ばれた1種以上からなる物質の添加量が水性インク全量に対して0.5重量%〜30重量%の範囲であることが好ましい。0.5重量%未満では浸透性向上の効果が低く印刷品質が向上しない。30重量%を超えると粘度上昇によりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらく、またそれ以上添加しても印刷品質向上の効果がない。より好ましくは1重量%〜15重量%の範囲である。
【0041】
また本発明の水性インクは、その好ましい態様によれば、前述のアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上を水性インク全量に対して0.1重量%〜5重量%の範囲で含む。5重量%を超えると印刷品質向上の効果が頭打ちであり、また粘度上昇によりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらく、更にヘッドの先端にインクが付着しやすくなるためインクドットの飛翔が曲がって印刷が乱れやすくなる。0.1重量%未満では印刷品質向上の効果が低くなる。より好ましい添加量は0.15重量%〜2重量%の範囲である。
【0042】
そして、本発明の水性インクは、その好ましい態様によれば、上記浸透剤として、少なくとも前述のアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上と、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上を同時に含む。アセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤とジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上は同時に用いる方が印刷品質向上の面で有利である。
【0043】
そして、本発明の水性インクは、前述のアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上が水性インク全量に対して0.01重量%〜0.5重量%の範囲であり、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上が1重量%以上であることが好ましい。アセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上は少量で浸透性を向上させる効果がある。従って、0.5重量%以下であり、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上は1重量%以上であることで印刷品質が更に向上する。
【0044】
本発明の水性インクは、前述の1,2−アルキレングリコールが炭素数4〜10の1,2−アルキレングリコールであり、水性インク全量に対する添加量が10重量%以下であることが好ましい。10重量%を超えると粘度上昇によりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらく、それ以上添加しても印刷品質向上の効果がない。しかし、筆記具用としてはこれに限定されない。より好ましくは1重量%〜8重量%の範囲である。また、炭素数が4未満であると上記範囲より多く添加しても浸透性向上の効果が得られにくく、炭素数が10を超えると水溶性が低いので本発明のような水性インクには使用しづらい。
【0045】
前述の1,2−アルキレングリコールのうち、本発明の水性インクに特に好適に用いられるものとしては1,2−ペンタンジオールまたは1,2−ヘキサンジオールである。1,2−ペンタンジオールの添加量は、水性インク全量に対して3重量%〜10重量%の範囲が好ましい。3重量%未満であると浸透性向上の効果が低く、そのため印刷画像に滲みの発生が多い。反対に10重量%を超えると粘度が高くなりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらい。1,2−ヘキサンジオールの添加量は水性インク全量に対して0.5重量%〜10重量%が好ましい。0.5重量%未満であると浸透性向上の効果が低く、そのため印刷画像の滲みが多い。反対に10重量%を超えると粘度が高くなりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらい。
【0046】
また、前述の一価アルコール類のうち、本発明の水性インクに特に好適に用いられるものとしては1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールである。これら一価アルコール類の添加量は、水性インク全量に対して1重量%〜10重量%の範囲が好ましい。1重量%未満であると浸透性向上の効果が低く、そのため印刷画像に滲みの発生が多い。反対に10重量%を超えると粘度が高くなりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらい。
【0047】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が0.5重量%以上のときはその1,2−アルキレングリコールとの重量比が1:0〜1:50の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば普通紙及び光沢系メディア上でも、滲みの少ない印刷品質に優れた画像が得られるので好ましい。1,2−アルキレングリコールがアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の50倍を超えると印刷品質の向上効果が頭打ちでありそれ以上添加しても効果が低く、逆に粘度上昇の弊害を生じる。
【0048】
そして、本発明の水性インクは、更に前述の(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルを10重量%以下含むことが好ましい。10重量%を超えると印刷品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害と水溶性が低いので溶解助剤の添加が必要になってくる。より好ましくは0.5重量%〜5重量%の範囲である。
【0049】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤と(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルの重量比が1:0〜1:10の範囲であることが好ましい。(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルがアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の10倍を超えると印刷品質の向上効果が頭打ちでありそれ以上添加しても効果が低く、逆に粘度上昇の弊害を生じる。
【0050】
本発明の水性インクは、前述のジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルを20重量%以下含むことが好ましい。ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルとはジエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、“DEGmBE”と記載する場合がある)及び/またはトリエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、“TEGmBE”と記載する場合がある)を示すが、印刷品質改良のための浸透性の必要レベルとして、20重量%以下の添加が好ましい。20重量%を超えると印刷品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害が生じる。より好ましくは0.5重量%〜15重量%の範囲である。
【0051】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が0.5重量%以上であり、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルとの重量比が1:0〜1:10の範囲であることが好ましい。ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルをアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の10倍まで添加することが印刷品質の観点から好ましい。ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルはアセチレングリコール系の界面活性剤の溶解性を向上させることと印刷品質の向上に役立つが、10倍を超える添加量ではそれらの効果が頭打ちになるのでインクジェット用水性インクとしては使用しにくくなる。
【0052】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が0.5重量%以上であり、一価アルコール類との重量比が1:0〜1:10の範囲であることが好ましい。一価アルコール類をアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の10倍まで添加することが印刷品質の観点から好ましい。一価アルコール類はアセチレングリコール系の界面活性剤の溶解性を向上させることと印刷品質の向上に役立つが、10倍を超える添加量ではそれらの効果が頭打ちになるのでインクジェット用水性インクとしては使用しにくくなる。
【0053】
<保湿剤>
本発明の水性インクは、その成分として保湿剤を含んでなる。保湿剤とは、インクジェットのノズル先端や筆記具のペン先で乾燥を抑えるために必要なものであり、そのような特性を示すものとしては、水溶性・高沸点低揮発性の多価アルコール類、含窒素有機溶剤、含硫黄有機溶剤、糖類などが好ましい。
【0054】
多価アルコール類の具体例としては、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、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、トリプロピレングリコール、分子量2,000以下のポリエチレングリコール、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、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
【0055】
また、含窒素有機溶剤の具体例としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが挙げられる。
【0056】
また、含硫黄有機溶剤の具体例としては、2,2’−チオジエタノール、チオジグリコールなどが挙げられる。
【0057】
更に、糖類としては単糖類及び多糖類があり、その具体例としてはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の他にアルギン酸及びその塩、シクロデキストリン類、セルロース類を用いることができる。
【0058】
以上述べた保湿剤の水性インク全量に対する添加量は0.05重量%〜30重量%の範囲が好ましい。0.05重量%未満ではインクがヘッドのノズル先端で乾燥して詰まる目詰まり現象を回復させる効果は少なく、30重量%を超えるとインクの粘度が上昇して適切な印刷ができなくなる。より好ましい添加量は3〜20重量%の範囲である。糖類のアルギン酸及びその塩、シクロデキストリン類、セルロース類はインクにしたときの粘度が高くなり過ぎない程度の添加量にする必要がある。
【0059】
<その他の添加剤>
本発明の水性インクは、上述した着色成分(表面処理顔料)、樹脂微粒子、浸透剤、保湿剤、水を少なくとも含んでなるが、その他に放置安定性の確保、インク吐出ヘッドからの安定吐出達成等の目的で溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防黴剤、腐食防止剤、分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート剤等種々の添加剤を添加する場合がある。以下、それらを例示する。
【0060】
溶解助剤及び/あるいは浸透制御剤としては、水と相溶性を有し、インクに含まれる水溶性の低いグリコールエーテル類やインク成分の溶解性を向上させ、更に普通紙・再生紙や光沢メディア等の印刷媒体に対する浸透性を適宜制御させ、あるいはノズル先端やペン先の目詰まりを防止するために用いることのできるものとして、本発明の水性インクに以下のものを含ませることができる。具体的には、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類、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−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−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、ジエチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、1−メチル−1−メトキシブタノール、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−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、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−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホランなどがあり、これらを適宜選択して使用することができる。
【0061】
また、本発明の水性インクには更に普通紙・再生紙や光沢メディア等の印刷媒体への浸透性を制御するため、他の界面活性剤を添加することも可能である。添加する界面活性剤は前述したアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤あるいはシリコン系界面活性剤である浸透性界面活性剤が好ましいが、それ以外でも必要に応じて用いることができる。その例としては、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などが挙げられる。両性界面活性剤としてはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミダゾリン誘導体などがある。非イオン界面活性剤としては、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アリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などの含フッ素系界面活性剤などがある。
【0062】
また、pH調整剤、溶解助剤あるいは酸化防止剤としてモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、モルホリンなどのアミン類及びそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム、4級アンモニウム水酸化物(テトラメチルアンモニウムなど)などの無機塩類、炭酸(水素)カリウム、炭酸(水素)ナトリウム、炭酸(水素)リチウムなどの炭酸塩類その他燐酸塩など、あるいは尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素などの尿素類、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、L−アスコルビン酸及びその塩などを用いることができる。また、市販の酸化防止剤、紫外線吸収剤なども用いることができる。その例としてはチバガイギー社製のTinuvin328、900、1130、384、292、123、144、622、770、292、Irgacor252、153、Irganox1010、1076、1035、MD1024など、あるいはランタニドの酸化物などがある。
【0063】
更に、粘度調整剤としては、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチなどを用いることができる。
【0064】
(作用)
本発明者は、従前より普通紙・再生紙や光沢紙や光沢フィルム等の光沢メディアのいずれにも、鮮明な印刷画像を実現できるインクジェット印刷用インクを鋭意検討してきた。従来から、インクジェット印刷には着色成分として水溶性染料を用いたインクが多く使用されている。このインクで印刷した場合、普通紙・再生紙上の印刷では滲み・濃淡ムラ等の印刷品質、耐水性・耐光性等の印刷物耐候性が課題として挙げられていた。本発明者はこれら課題の解決を目指し、種々検討してきた結果、インクの着色成分として顔料を用いることが必要不可欠であるとの結論を得た。しかし従来検討されてきた水性顔料インクは、従来の水溶性染料インクによる印刷物と比較して印刷物耐候性の向上はあるものの、特に普通紙・再生紙上での印刷品質の向上の点ではあまり効果がなかった。普通紙・再生紙には万年筆等のインクの滲みを抑えるため、“サイズ剤”と呼ばれる薬剤が塗布・添加されている。この“サイズ剤”は普通紙・再生紙の主要構成材料であるセルロース繊維と比較して疎水性を示す。従来の水性顔料インクには、顔料を分散させるために分散剤として親水性に富む水溶性樹脂や分散性界面活性剤を用いた顔料分散体を用いていた。そのため従来の水性顔料インクではその“サイズ剤”が多く存在している部分で弾かれてしまい、それに付随して顔料も流れてしまうため、普通紙・再生紙上において滲みや濃淡のムラが発生してしまっていた。これが印刷品質劣化の要因となっていた。そこで、本発明者は更に検討を重ね、普通紙・再生紙上での滲み・濃淡ムラに対して、更に印刷濃度・発色性に対して、その表面に特定の官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または多価の基を介して結合するように表面処理され、分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされた表面処理顔料を着色成分とすることで効果があることを確認した。この理由は詳細には不明であり、憶測の域を出ないが、以下のように推察している。すなわち、着色成分である表面処理顔料は、水性インク中ではそれの表面に有する官能基またはその塩がイオン解離することで顔料粒子間に静電反発力が働くため安定的に分散している。この水性インクが印刷媒体に付着した時に印刷媒体中のイオン性物質、例えばマグネシウムやカルシウム等のアルカリ土類金属イオンが水性インク中に溶け出し、それによって解離した前記の官能基と前記イオン性物質とが塩析反応により結合して、粒子同士が凝集することにより、水性インク中の液性成分(顔料粒子を除いた液状のインク成分)との分離が生じる。その結果、顔料粒子凝集物がまず印刷媒体表面に沈降吸着して、その後に液性成分が印刷媒体表面や中へ浸透拡散する。この顔料粒子凝集物は、水溶性樹脂や分散性界面活性剤を分散剤として用いていた従来の顔料分散体と比較して疎水性が強い。そのため、“サイズ剤”が多く存在している部分においても弾かれることなくその凝集物が付着するため、滲みや濃淡ムラの少ない画像が得られる。また、この顔料粒子凝集物は、セルロース繊維に対してもその疎水性のためと比較的大きな粒子径のために、普通紙・再生紙内部に浸透せずに比較的表面に付着する。そのため、発色体である顔料が普通紙・再生紙表面に多く存在することとなり、印刷濃度・発色性が向上するという効果もあることを確認した。
【0065】
しかし、光沢メディアにおいては、その疎水性や浸透しにくい性質が逆に問題となってしまった。すなわち、光沢メディアの表面に顔料粒子凝集物が多く存在することは普通紙・再生紙と同様であるが、この顔料粒子はその表面に印刷媒体に対しての定着成分がないため、印刷画像に定着性がほとんど無かった。更に、顔料粒子凝集物の表面が平滑性に乏しいため、印刷画像に光沢性がほとんど無かった。この点について従来種々の検討がされてきているが、普通紙・再生紙上での優れた印刷品質(滲みや濃淡ムラ)と光沢メディア上での優れた印刷品質(定着性・光沢性)との両者を同時に満たすことはできていなかった。そこで本発明者は、これらを両立させるべく種々検討した結果、水性インク中に天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を主成分とする樹脂微粒子を添加することで達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0066】
本発明の水性インクに含まれる樹脂微粒子は、その主成分として天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含んでなる。これらを含むことで上記の目的が達成できる理由は詳細には不明であるが、本発明の水性インクに用いる表面処理顔料が本来所持している機能、すなわち普通紙・再生紙や光沢メディア表面に均一に多く存在する機能、をこの樹脂微粒子も所持しており、特に光沢メディア上では顔料粒子表面・粒子間(それの凝集物も含めて)に存在して皮膜化することで、印刷画像の定着性・光沢性を向上させるものと推定している。
【0067】
【実施例】
次に本発明を実施例等によりさらに詳しく説明する。
本発明において示す着色成分の例として、以下の実施例及び比較例では一部の有機または無機顔料を用いた場合について述べているが、これらに限定されず本発明に好適な着色剤として例示した有機・無機顔料を用いることができる。<>中にそれぞれの平均粒径をnm(ナノメートル)単位で示す。また、平均粒径は20℃における値であり、粒度分布計(商品名;ELS−800、大塚電子株式会社製)で測定した。
【0068】
(表面処理ブラック顔料1の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)22部をスルホラン280部中に混合し、アイガーモーターミル(商品名、アイガージャパン株式会社製)で、ビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で1時間整粒分散し、整粒分散した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱して、系内に含まれる水分をできるだけ留去したのち、150℃に温度制御した。次いで、三酸化硫黄26部を加えて7時間反応させ、反応終了後、過剰なスルホランで数回洗浄した後に水中に注ぎ、濾過することで表面処理ブラック顔料1を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料1を20部、中和剤としてトリエタノールアミンを2.5部、イオン交換水を77.5部混合しペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が100nmになるまで分散してブラック表面処理顔料1の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、62mVであった。
【0069】
(表面処理ブラック顔料2の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)220gを水1000g中に混合・分散させ、これに次亜塩素酸ソーダ(12%)400gを滴下して90〜110℃で10時間撹拌し、続いて水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料2を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料2を15部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を10部、イオン交換水を75部を混合し、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が110nmになるまで分散して、15重量%のカルボキシル基、フェノール性水酸基を表面に有する表面処理ブラック顔料2の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、55mVであった。
【0070】
(表面処理ブラック顔料3の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−77(商品名、三菱化学株式会社製)25gを水500g中に混合・分散した。得られた液を更に攪拌しながらオゾン濃度8重量%のオゾン含有ガス500cc/分で2.5時間処理後、水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料3を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料3を16部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を8部、イオン交換水を76部混合し、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用;ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が115nmになるまで分散して、16重量%の表面処理ブラック顔料3の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、40mVであった。
【0071】
(表面処理ブラック顔料4の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)15gとp−アミノ−N−安息香酸5gとを水110g中に混合・分散させ、これに硝酸2.4gを滴下し、70℃で5分撹拌した。亜硝酸ナトリウムの水溶液を加え、更に2時間撹拌した後、水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料4を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料4を12部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を8部、イオン交換水を80部混合して、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用;ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が110nmになるまで分散して、12重量%の表面にフェニル基を介してスルホン基が結合した表面処理ブラック顔料4の分散液を得た。この分散液の20℃、H8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、35mVであった。
【0072】
(表面処理ブラック顔料5の製造)
濃塩酸水溶液にアントラニル酸を加えた溶液を常に10℃以下に保ち、5℃の水に10gの亜硝酸ナトリウム2gを加えた亜硝酸ナトリウム水溶液を加え、20分撹拌しながら、顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)25gを混合・分散させ、更に30分撹拌した。水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料5を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料5を10部、トリエタノールアミンを2部、イオン交換水を88部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が108nmになるまで分散して、10重量%の表面にフェニル基を介してカルボキシル基が結合した表面処理ブラック顔料5の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、38mVであった。
【0073】
(表面処理ブラック顔料6の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)20gとp−アミノ−N−エチルピリジニウムブロマイド62gとを水150g中に混合・分散させ、これに硝酸32gを滴下し、75℃で5分撹拌した。亜硝酸ナトリウムの水溶液を加え、更に2時間撹拌した。水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料6を得た。
以上の操作で得られたブラック表面処理顔料6を10部、トリエタノールアミンを2部、イオン交換水を88部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が108nmになるまで分散して、10重量%の表面にN−エチルピリジル基が結合した表面処理ブラック顔料6の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、41mVであった。
【0074】
(表面処理イエロー顔料の製造)
イソインドリノン顔料(C.I.ピグメンイエロー110)22部をキノリン510部と混合し、アイガーモーターミルM250型(商品名、アイガージャパン株式会社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散させ、整粒分散終了した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱し系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体21部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄してから水中に注ぎ、濾過することにより表面処理イエロー顔料を得た。
以上の操作で得られた表面処理イエロー顔料を20部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を5部、イオン交換水を75部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が90nmになるまで分散して表面処理イエロー顔料の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、50mVであった。
【0075】
(表面処理マゼンタ顔料の製造)
ジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメントレッド122)24部をキノリン520部と混合し、アイガーモーターミル(商品名、アイガージャパン株式会社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散させ、整粒分散終了した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱し系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、165℃に温度制御した。次いで、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体22部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄してから水中に注ぎ、濾過することにより表面処理マゼンタ顔料を得た。
以上の操作で得られた表面処理マゼンタ顔料を15部、中和剤としてトリプロパノールアミンを2部、イオン交換水を83部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が100nmになるまで分散して表面処理マゼンタ顔料の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、45mVであった。
【0076】
(表面処理シアン顔料の製造)
銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)17部をキノリン450部と混合し、アイガーモーターミルM(商品名、アイガージャパン株式会社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散し、整粒分散した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら120℃に加熱し、系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、スルホン化ピリジン錯体22部を加えて8時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄した後に水中に注ぎ、濾過することで表面処理シアン顔料を得た。
以上の操作で得られた表面処理シアン顔料を10部、中和剤としてN,N−ジエチルエタノールアミンを2部、イオン交換水を88部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が95nmになるまで分散して表面処理シアン顔料の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、53mVであった。
【0077】
(水性インクの調製例)
以下具体的に、本発明の水性インクに好適なインク組成の例を示す。以下の組成例中の添加量は全て重量%で示してあるが、着色成分(表面処理顔料)についてはその固形分について示す。<>は以下の各実施例、比較例で得た水性インクを、顔料濃度が0.001〜0.01重量%(顔料により測定時の最適濃度が若干異なるため)になるように、イオン交換水で希釈し、その分散粒子の“20℃における平均粒径”を、粒度分布計(商品名;ELS−800、大塚電子株式会社製)で測定した値をnm単位で示す。なお、本実施例中の残量の水と示す中にはインクの腐食防止のためプロキセルXL−2を0.05重量%、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを0.02重量%、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにEDTA・2Na塩を0.04重量%それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
【0078】
(組成例1:ブラックインク1<105>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料1(固形分として);6.0
〔樹脂微粒子〕
エマポリーDH−88(固形分として);3.0
〔浸透剤〕
DEGmBE;2.0
オルフィンE1010;1.0
オルフィンSTG;0.2
1,2−ペンタンジオール;2.0
〔保湿剤〕
グリセリン;8.0
テトラエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;2.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマポリーDH−88はシェラックを主成分とした樹脂エマルジョン(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを、同じく浸透剤であるオルフィンE1010及びオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(いずれも商品名、日信化学工業株式会社製)を示す。
【0079】
(組成例2:ブラックインク2<110>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料2(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
ナノレットR1050(固形分として);5.0
〔浸透剤〕
オルフィンSTG;0.5
2−ブタノール;5.0
〔保湿剤〕
グリセリン;7.0
テトラエチレングリコール;5.0
〔その他添加剤〕
トリエタノールアミン;0.3
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるナノレットR1050は芳香族変性テルペン樹脂乳化品(商品名、ヤスハラケミカル株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール465はアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を示す。
【0080】
(組成例3:ブラックインク3<110>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料3(固形分として);5.0
〔樹脂微粒子〕
スーパーエステルE−720(固形分として);1.0
〔浸透剤〕
サーフィノール61;0.5
DPGmBE;3.0
1,5−ペンタンジオール;5.0
〔保湿剤〕
マルトース;3.0
チオジグリコール;7.0
〔その他添加剤〕
水酸化ナトリウム;0.01
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるスーパーエステルE−720は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるDPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0081】
(組成例4:ブラックインク4<120>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料4(固形分として);7.0
〔樹脂微粒子〕
スタロン2130(固形分として);7.0
〔浸透剤〕
サーフィノール465;1.0
サーフィノール61;0.3
DPGmBE;10.0
〔保湿剤〕
ジエチレングリコール;5.0
2−ピロリドン;1.0
グリセリン;5.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるスタロン2130はテルペン−フェノール共重合体乳化物(商品名、ヤスハラケミカル株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール465はアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるDPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0082】
(組成例5:ブラックインク5<105>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料5(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
エマルジョンAM−1002(固形分として);2.0
〔浸透剤〕
オルフィンSTG;0.5
TEGmBE;1.0
1,2−ヘキサンジオール;3.0
〔保湿剤〕
2−ピロリドン;2.0
トリメチロールプロパン;8.0
グリセリン;15.0
〔その他添加剤〕
モノエタノールアミン;3.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマルジョンAM−1002は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、日信化学工業株式会社製)を、同じく浸透剤であるTEGmBEはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0083】
(組成例6:ブラックインク6<100>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料6(固形分として);10.0
〔樹脂微粒子〕
アクリスLT−48(固形分として);0.2
〔浸透剤〕
DEGmBE;5.0
DPGmBE;5.0
〔保湿剤〕
エチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;1.0
トリメチロールプロパン;10.0
グリセリン;5.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるアクリスLT−48はシェラック−アンモニア水溶液(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを、同じく浸透剤であるDPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
(組成例7:イエローインク1<100>)
〔着色成分〕
表面処理イエロー顔料(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
ナノレットG1250(固形分として);8.0
〔浸透剤〕
1,2−ヘキサンジオール;5.0
DEGmBE;5.0
2−プロパノール;3.0
〔保湿剤〕
ジエチレングリコール;5.0
グリセリン;10.0
尿素;2.0
〔その他添加剤〕
トリエタノールアミン;1.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるナノレットG1250はテルペン−フェノール共重合体乳化物(商品名、ヤスハラケミカル株式会社製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0084】
(組成例8:イエローインク2<95>)
〔分散体〕
表面処理イエロー顔料(固形分として);10.0
〔樹脂微粒子〕
スーパーエステルE−730−55(固形分として);1.5
〔浸透剤〕
サーフィノール61;1.0
〔保湿剤〕
トリメチロールエタン;8.0
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン;2.0
トリエチレングリコール;10.0
〔その他添加剤〕
28%アンモニア水;0.5
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるスーパーエステルE−730−55は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を示す。
【0085】
(組成例9:マゼンタインク1<105>)
〔着色成分〕
表面処理マゼンタ顔料(固形分として);7.5
〔樹脂微粒子〕
エマポリーDH−89(固形分として);1.0
〔浸透剤〕
オルフィンE1010;0.1
オルフィンSTG;0.5
TEGmBE;1.0
1,2−ヘキサンジオール;2.5
〔保湿剤〕
トリエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;4.0
トリメチロールプロパン;6.0
グリセリン;12.0
〔その他添加剤〕
水酸化ナトリウム;0.01
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマポリーDH−89はシェラック−アクリル酸混合物エマルジョン(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるオルフィンE1010及びオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(いずれも商品名、日信化学工業株式会社製)を、同じく浸透剤であるTEGmBEはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0086】
(組成例10:マゼンタインク2<100>)
〔分散体〕
表面処理マゼンタ顔料(固形分として);6.0
〔樹脂微粒子〕
エマルジョンSE−50(固形分として);3.0
〔浸透剤〕
2−ペンタノール;10.0
1−ブタノール;2.0
〔保湿剤〕
ジエチレングリコール;3.0
N−メチル−2−ピロリドン;1.0
グリセリン;10.0
〔その他添加剤〕
トリエタノールアミン;0.3
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマルジョンSE−50は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0087】
(組成例11:シアンインク1<100>)
〔分散体〕
表面処理シアン顔料(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
エマポリーDH−90(固形分として);2.0
〔浸透剤〕
サーフィノール465;0.5
オルフィンSTG;0.3
TEGmBE;1.0
1,2−ヘキサンジオール;3.0
〔保湿剤〕
グリセリン;17.0
トリエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;2.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマポリーDH−90はシェラックエマルジョン(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるサーフィノール465はアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、日信化学工業株式会社製)を、同じく浸透剤であるTEGmBEはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0088】
(組成例12:シアンインク2<95>)
〔分散体〕
表面処理シアン顔料(固形分として);10.0
〔樹脂微粒子〕
パインクリルタルKR−614;5.0
〔浸透剤〕
サーフィノール61;0.5
PGmBE;5.0
〔保湿剤〕
フルクトース;5.0
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン;2.0
テトラエチレングリコール;10.0
〔その他添加剤〕
水酸化カリウム;1.0
トリエタノールアミン;1.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるパインクリルタルKR−614はロジン誘導体(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるPGmBEはプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0089】
(比較例)
(比較例1:ブラックインク7の調製)
本比較例1では、樹脂微粒子であるエマポリーDH−88(商品名、シェラックを主成分とした樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)を添加しない他は、前記組成例1で示したものと同様な組成で、本比較例1のブラックインク7を調製した。その組成を以下に示す。
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料1(固形分として);6.0
〔浸透剤〕
DEGmBE;2.0
オルフィンE1010;1.0
オルフィンSTG;0.2
1,2−ペンタンジオール;2.0
〔保湿剤〕
グリセリン;8.0
テトラエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;2.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを、同じく浸透剤であるオルフィンE1010及びオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(いずれも商品名、日信化学工業株式会社製)を示す。また、この比較例では、プロキセルXL−2、EDTA・2Na塩、ベンゾトリアゾールを添加しなかった。
(比較例2:シアンインク3の調製)
本比較例2では、特開平10−110129号公報に記載と同じ組成と方法を用いて、シアンインク3を調製した。以下に具体的な組成を示す。
〔着色成分〕
表面処理シアン顔料(固形分として);3.0
〔樹脂成分〕
ジョンクリル61J;0.1
〔保湿剤〕
グリセリン;10.0
N−メチル−2−ピロリドン;1.0
〔その他添加剤〕
モノエタノールアミン;0.1
1,2−ベンゾチアゾリン−3−オン;0.3
EDTA・2Na塩;0.03
〔水〕
イオン交換水;残量
なお、上記組成中、樹脂成分であるジョンクリル61Jはスチレン−アクリル酸系樹脂(商品名、30.5%水溶液、ジョンソンポリマー株式会社製)を示す。
【0090】
<水性インクの評価>
(▲1▼普通紙・再生紙上での印刷品質の評価)
上記実施例、比較例及び参考例で調製した水性インクを、インクジェットプリンタPM−4000PX(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、印刷設定を「用紙種類;普通紙、印刷品質;ファイン」にして、普通紙・再生紙上に1〜20ポイントのゴシック文字を1ポイント刻みで印刷した場合の文字の滲みによる印刷品質(文字品質)を評価した。更に、同様な印刷設定で5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を印刷して、その印刷物の濃淡ムラによる印刷品質(塗りつぶし画像品質)を評価した。この評価では、普通紙として▲1▼Xerox Premium Multipurpose 4024(商品名、Xerox Corporation製)を、再生紙として▲2▼Xerox R(商品名、富士ゼロックス オフィスサプライ株式会社製)を用い、評価は目視で行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表1に示した。なお、表1中の印刷媒体種に示した丸数字は上記の普通紙・再生紙の名称に付した丸数字と同一である。
〔文字品質〕
評価A:全てのポイントの文字において、滲みがわからない。
【0091】
評価B:5ポイント以下の文字で、わずかに滲みが認められる(実用レベル)。
【0092】
評価C:滲みのため、5ポイント以下の文字が太く見える。
【0093】
評価D:滲みが著しく、5ポイント以下の文字が判別できない。
〔塗りつぶし画像品質〕
評価A:全ての塗りつぶし画像において、ほとんど濃淡ムラが認められない。
【0094】
評価B:塗りつぶし密度100%画像でわずかに濃淡ムラが認められるが、
実用上問題ないレベル。
【0095】
評価C:塗りつぶし密度50%以上の画像で濃淡ムラが認められる。
【0096】
評価D:全ての塗りつぶし画像で濃淡ムラが認められる。
【0097】
【表1】
表1に示したように、本発明においては、普通紙・再生紙上において、鮮明で滲みや濃淡ムラの少ない、高品質で実用性の高いインクジェット記録に好適な水性インクを提供することができる。
【0098】
(▲2▼光沢メディア上での光沢性の評価)
上記実施例及び比較例で作成した水性インクを、インクジェットプリンタPM−4000PX(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、印刷設定を「用紙種類;PM/MC写真用紙、印刷品質;フォト」にして、5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を光沢メディア上に印刷して、その印刷物の光沢性を評価した。この評価で用いた光沢メディアは、▲3▼フォトプリント紙2、▲4▼PM/MC写真用紙、▲5▼PM写真用紙(▲3▼、▲4▼、▲5▼とも商品名、セイコーエプソン株式会社製)、▲6▼Proffetional Photo Paper(商品名、キャノン株式会社製)、▲7▼Premium Plus Photo Paper、Glossy(商品名、ヒューレッド・パッカード社製)、▲8▼Photolike QP QP20A4GH(商品名、コニカ株式会社製)である。評価は目視で行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表2に示した。なお、表2中の印刷媒体種に示した丸数字は上記の光沢メディアの名称に付した丸数字と同一である。
【0099】
評価A:全ての塗りつぶし画像で光沢性が認められる。
【0100】
評価B:塗りつぶし密度100%画像がわずかに光沢性に欠けるが、実用上問題ないレベル。
【0101】
評価C:塗りつぶし密度50%以上での画像が光沢性に欠ける。
【0102】
評価D:全ての塗りつぶし画像で光沢性に欠ける。
【0103】
【表2】
表2に示したように、本発明においては、インクジェットに通常用いられる光沢紙等の光沢メディアにおいても、光沢性に優れた、高品質で実用性の高いインクジェット記録に好適な水性インクを提供することができる。
【0104】
(▲3▼印刷物の定着性の評価)
上記実施例及び比較例で調製した水性インクを、インクジェットプリンタPM−4000PX(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、普通紙・再生紙の場合は印刷設定を「用紙種類;普通紙、印刷品質;ファイン」に、光沢メディアの場合は印刷設定を「用紙種類;PM/MC写真用紙、印刷品質;フォト」にして、それぞれに12ポイントのゴシック文字印刷を行ない、その印刷物の定着性を評価した。この評価で用いた普通紙・再生紙及び光沢メディアは、(▲1▼普通紙・再生紙上での印刷品質の評価)及び(▲2▼光沢メディア上での光沢性の評価)で使用したものと同一なものを用いた。評価は、印刷後一時間20〜25℃/40〜60%RH下で乾燥させた印刷物を用い、指で擦った後の文字のずれ・かすれ状態を目視で観察する事により行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表3に示した。なお、表3中の印刷媒体種に示した丸数字は、表1・表2と同様である。
【0105】
評価A:ずれ、かすれが認められない。
【0106】
評価B:わずかにずれが認められるが、実用上問題ないレベル。
【0107】
評価C:ずれ、あるいはかすれが認められる。
【0108】
評価D:ずれ、かすれが甚だしく、文字が判読し難い。
【0109】
【表3】
表3に示したように、本発明においては、普通紙・再生紙のみならずインクジェットに通常用いられる光沢紙等の光沢メディアにおいても、定着性に優れた、高品質で実用性の高いインクジェット記録に好適な水性インクを提供することができる。
【0110】
以上のように、本発明の水性インクは、普通紙・再生紙やインクジェット記録に通常用いられる光沢メディアの区別無く、優れた印刷物特性(滲み、濃淡ムラ、定着性、光沢性)を示すことが判る。
【0111】
なお、本発明はこれらの実施例に限定されると考えるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の変更は可能である。
【0112】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明における着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に特定の官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる水性インクを用いれば、普通紙上・光沢メディア上の区別無く滲み・濃淡ムラが少なく定着性に優れ、特に光沢メディア上においては優れた光沢性を有する水性インクを提供できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式に用いられる水性インクに関し、特に普通紙やインクジェット印刷に通常用いられる光沢メディア等の印刷媒体上での印刷品質に優れた水性インクに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年来、インクジェットプリンタ用インクに求められる特性としては、印刷画像の耐水性や耐光性等の堅牢性が良好であること、また、印刷媒体種によらずに不規則なインクの流れや付着したインク小滴より大きく広がる(以下これを“滲み”とする)等の不具合が無いこと、また印刷媒体種によらずに不規則な印刷濃度のムラが発生する(以下これを“濃淡ムラ”とする)等の不具合が無いこと、更に印刷媒体種によらずに印刷画像濃度が高く印刷品質に優れていることが挙げられる。
【0003】
こうした目的のうち、印刷画像の堅牢性確保に対しては、着色成分として染料の代わりに堅牢性に優れる顔料を利用することが検討されてきている。顔料は、染料と異なり水への溶解性がないため、顔料を水中に微粒子状態で分散することが必要であるが、この分散状態を安定して保つことが非常に困難である。そのために、顔料を水中に安定して分散させる技術が種々提案されており、その手段の一つとして、顔料粒子表面に分散性付与基を物理的あるいは化学的に結合させることによって顔料の分散性を改善し、分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとした、いわゆる自己分散型の表面処理顔料(以下、「表面処理顔料」ということがある)が提案されている。その方法として、カーボンブラックの表面に直接または他の原子団を介してカルボキシル基、カルボニル基、スルホン基、ヒドロキシル基等の親水性基を結合させた自己分散型カーボンブラックが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。また、カーボンブラックの表面を酸化処理して分散性を改善することが提案されている(例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5)。更に、有機顔料の表面にスルホン基を導入した表面処理顔料が提案されている(例えば、特許文献6、特許文献7、特許文献8)。また、これら表面処理顔料を用いた水性インクとして、活性プロトンを有さない溶剤中に分散させた有機顔料をスルホン化剤で処理して得られる“スルホン化表面処理有機顔料”を含むインクジェット用インクが記載されている(例えば、特許文献9)。
【0004】
また、滲みや濃淡ムラの無い画像を得る目的に対して、従来検討されてきた例としては、カルボキシル基を親水基として有する水溶性高分子化合物、具体的にはアルギン酸やペクチン酸を添加する方法(例えば、特許文献10、特許文献11)が提案されている。このインクは、該水溶性高分子化合物が印刷媒体に含まれる水溶性塩類の作用によりゲル化・凝集することで滲みが抑えられるとされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−195360号公報
【特許文献2】
特開平10−330665号公報
【特許文献3】
特開平8−3498号公報
【特許文献4】
特開平10−195331号公報
【特許文献5】
特開平10−237349号公報
【特許文献6】
特開平8−283596号公報
【特許文献7】
特開平10−110110号公報
【特許文献8】
特開平10−110111号公報
【特許文献9】
特開平10−110129号公報
【特許文献10】
特開平5−239390号公報
【特許文献11】
特開2001−115069号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上挙げた従来例については、以下に述べる課題があった。
従来検討されてきた顔料粒子表面に分散性付与基を化学結合させる方法では、顔料表面に定着成分がないため、印刷画像の定着性に乏しいという問題点があった。そのため、特許文献9には、水溶性樹脂を添加することにより定着性を改善する旨が記載されている。
【0007】
しかし、特許文献9に記載の組成インクでは、カラー写真と同等以上の高品質な印刷画像を要求される光沢紙、光沢フィルム等の写真印刷用特殊印刷媒体、いわゆる光沢メディアで画像を形成した場合、インクの浸透性に乏しい。その結果、インクが印刷媒体表面に残る状態となってそのまま乾燥する為、印刷媒体との接着性がなく定着性に乏しいという問題点があった。
【0008】
また、カルボキシル基を親水基として有する水溶性高分子化合物を含んだ従来のインク(特許文献10、特許文献11)では、印刷媒体中の水溶性塩類のみではインクが記録媒体中に浸透するまでに水溶性高分子化合物のゲル化・凝集反応が充分に進み難いため、結果的に滲みが発生するという課題があった。
【0009】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その目的とするところは、普通紙・再生紙等や光沢メディア等の印刷媒体種の区別無く、印刷画像に滲み・濃淡ムラが少なく高発色で定着性・色再現性・光沢性に優れ、かつインクジェット印刷にあっては吐出安定性に優れる水性インクを提供するところにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の水性インクは、着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に下記の式で表わされる官能基およびこれらの塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれることを特徴とする。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基、炭素数1〜12のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表わす。)
また、本発明の水性インクは、前記天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が、ロジン樹脂、テルペン樹脂、シェラック樹脂及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種を含んでなることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の水性インクは、前記顔料がC.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16から選ばれる少なくとも1種を含んでなることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の水性インクは、前記顔料が、硫黄を含む処理剤によりその粒子表面に−SO3M及び/または−RSO2M(Mは対イオンであって、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、または、有機アンモニウムイオンを示す)が化学結合するように表面処理され、水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであることを特徴とする。
【0013】
更に、本発明の水性インクは、前記浸透剤が、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、1,2−アルキレングリコール、一価アルコール類から選ばれる1種以上であることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明による水性インクは、着色成分の分散安定性に優れ、普通紙・再生紙や光沢メディア等の印刷媒体種の区別無く印刷画像に滲み・濃淡ムラが少なく高発色で定着性・色再現性・光沢性に優れ、かつインクジェット印刷にあっては吐出安定性に優れる等の特性が要求されていることに鑑み、鋭意検討した結果によるものである。
【0015】
本発明の水性インクでは、着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなるが、このうち本発明の水性インクに使用する樹脂微粒子は、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる。このような樹脂微粒子を用いることによって、普通紙・再生紙上においても滲みや濃淡ムラが少ない鮮明な画像が印刷できる。更に、光沢メディア上においては、優れた光沢性や定着性を実現できる。
【0016】
以下に本発明の水性インクの構成要素について説明する。
【0017】
<着色成分>
本発明の水性インクには、着色成分として、官能基またはその塩を表面に有する表面処理顔料を用いる。以下に、該表面処理顔料に用いられる顔料について詳細に説明する。
【0018】
(顔料)
本発明の水性インクに用いられる顔料としては、有機または無機顔料を好適に用いることができるが、特に以下に述べる顔料を用いると、印刷媒体種によらずに色再現性の良好な画像が得られるので好ましい。具体的には、黒色系としてはファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、またはアニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)が、黄色系としてはC.I.ピグメントイエロー74、110、128、180が、赤色系としてはC.I.ピグメントレッド122(キナクリドンマゼンタ)、202、209、C.I.ピグメントバイオレット19が、青色系としてはC.I.ピグメントブルー15(フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、16が挙げられる。
【0019】
以上述べた顔料の添加量は、水性インク全量に対して0.5〜30重量%の範囲が好ましい。より好ましくは1〜12重量%の範囲である。顔料濃度が0.5重量%未満の添加量では印刷濃度が薄すぎて色再現性に関して所望の目的を達成できなくなり、また30重量%より多い添加量ではインクの粘度増加や粘度特性に構造粘性が生じ、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が悪くなる傾向になる。
【0020】
(表面処理顔料)
上述した顔料を含む着色成分として、本発明の水性インクでは、その表面に下記の式で表わされる官能基およびこれらの塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものである、表面処理顔料を含んでなる。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基、炭素数1〜12のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表わす。)
一つの顔料粒子に結合している官能基またはその塩は単一でも複数種であってもよい。結合している官能基またはその塩の種類及びその程度は、水性インク中での分散安定性、色濃度、及びインクジェットヘッド前面での乾燥性等を考慮しながら適宜決定されてよい。また本発明の水性インクに含まれる表面処理顔料においては、前記の官能基またはその塩が、少なくとも粒子表面上に存在すればよく、粒子内部に含まれていてもよい。
【0021】
また、前記表面処理顔料としては、硫黄を含む処理剤によりその粒子表面に−SO3M及び/又は−RSO2M(Mは対イオンであって、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、又は有機アンモニウムイオンを示す)が化学結合するように表面処理されたもの、すなわち、前記顔料が、活性プロトンを持たず、スルホン酸との反応性を有せず、顔料が不溶ないしは難溶である溶剤中に、顔料を分散させ、次いでアミド硫酸、又は三酸化硫黄と第三アミンとの錯体によりその粒子表面に−SO3M及び/又は−RSO2Mが化学結合するように表面処理され、水に分散及び/又は溶解が可能なものとされたものであることが好ましい。
【0022】
前記官能基またはその塩を顔料粒子の表面に直接又は多価の基を介してグラフトさせる表面処理手段としては、種々の公知の表面処理手段を適用することができる。
【0023】
例えば、市販の酸化カーボンブラックにオゾンや次亜塩素酸ソーダ溶液を作用し、カーボンブラックをさらに酸化処理してその表面をより親水化処理する手段(例えば、特開平7−258578号公報、特開平8−3498号公報、特開平10−120958号公報、特開平10−195331号公報、特開平10−237349号公報)、カーボンブラックを3−アミノ−N−アルキル置換ピリジウムブロマイドで処理する手段(例えば、特開平10−195360号公報、特開平10−330665号公報)、有機顔料が不溶または難溶である溶剤中に有機顔料を分散させ、スルホン化剤により顔料粒子表面にスルホン基を導入する手段(例えば、特開平8−283596号公報、特開平10−110110号公報、特開平10−110111号公報)、三酸化硫黄と錯体を形成する塩基性溶剤中に有機顔料を分散させ、三酸化硫黄を添加することにより有機顔料の表面を処理し、スルホン基又はスルホンアミノ基を導入する手段(例えば、特開平10−110114号公報)等が挙げられるが、本発明の水性インクで用いられる表面処理顔料のための作製手段はこれらの手段に限定されるものではない。
【0024】
また、本発明の水性インクに使用する表面処理顔料分散液(水性分散液)の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、30mV以上であることが好ましい。すなわちこれらの表面処理顔料はその粒子表面に導入された分散基により電気的に反発することで分散安定性を確保している為、顔料表面の電位(ゼータ電位)が一定値以上であることが好ましい。特に本発明の水性インクにおいて好ましいとする後記の浸透剤を水性インク中に添加する場合には、顔料の分散安定性を確保する為、20℃、pH8〜9における表面処理顔料分散液のゼータ電位の絶対値が30mV以上であることが好ましい。20℃、pH8〜9における表面処理顔料分散液のゼータ電位は、レーザー・ドップラー型電気泳動装置(商品名;ELS−800、大塚電子株式会社製)で測定することができる。
【0025】
20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値が30mV以上である表面処理顔料分散液は、例えば、後記の実施例に記載したような手段によって得られる。
【0026】
また、表面処理顔料の粒径は分散安定性の観点から5μm以下が好ましく、より好ましくは0.3μm以下(300nm以下)、更に好ましくは0.01〜0.15μm(10〜150nm)の範囲である。
【0027】
分散方法は超音波分散、ビーズミル、サンドミル、ロールミルなどによる方法などの分散方法を用いることができる。
【0028】
以上述べたような前記の官能基またはその塩を表面に有する表面処理顔料を着色成分として用いることによって、保存安定性に優れたインクジェット印刷に好適な水性インクとすることができる。また、前述の着色成分を筆記具用インクにも好適に用いることができる。
【0029】
<樹脂微粒子>
本発明の水性インクは、樹脂微粒子を含んでなる。その樹脂微粒子は、それを構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる。天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体としては、この範疇に入るものであれば特に限定されないが、普通紙・再生紙上での滲み・濃淡ムラの抑制、光沢メディア上での定着性・光沢性向上の観点から、ロジン樹脂、テルペン樹脂、シェラック樹脂及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種を含んでなることが好ましい。
【0030】
具体的にそれらを述べると、ロジン樹脂はマツ科植物から採取される樹脂酸の一種が重合したものを示す。その樹脂酸としてはアビエチン酸とその類縁体、例えばジヒドロアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、無水アビエチン酸等の成分からなる混合物が好ましい。
【0031】
また、テルペン樹脂は、松の木より得られるテレピン油と柑橘類の皮より得られるオレンジオイルを精製・重合して得られる熱可塑性オリゴマーを示す。テレピン油はα−ピネン、β−ピネン等を主成分とし、オレンジオイルはリモネン等を主成分とした混合物が好ましい。
【0032】
また、シェラック樹脂はラックカイガラ虫の分泌液から抽出された幾多の樹脂酸混合物の重合体であり、詳細にはアレウリチン酸、ジャラール酸、ラクシジャラール酸等がエステル結合して出来た樹脂が好ましい。
【0033】
本発明の水性インクに用いる樹脂微粒子は、以上述べた天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体のみで構成されていてもよいが、印刷画像の耐水性・定着性・光沢性に対して更に改善する目的で、合成樹脂を一部含んでいてもよい。具体的には、スチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、エステル、アミド、イミド等を、上述した天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体と共重合させるか、あるいはグラフト重合させることで含ませることができる。
【0034】
これら天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む樹脂微粒子のうち、ロジン樹脂系やシェラック樹脂系は、その樹脂分子内にカルボキシル基等の親水性官能基が存在しているため、水酸化ナトリウムやアンモニア等のアルカリ成分と共存させてそれらが解離することで、水中に安定的に溶解あるいは分散することができる。テルペン樹脂はその分子構造中に親水性を示す官能基が存在しないが、上述したように親水性官能基を持つ合成樹脂を共重合あるいはグラフト重合させることで、ロジン樹脂・シェラック樹脂と同様な形態で、水中に安定的に溶解あるいは分散することができる。従ってこのようにした形態で水性インク中に含ませることで、安定的に水性インク中で存在させることができる。その中で、普通紙・再生紙上での滲み・濃淡ムラの抑制や光沢メディア上での定着性・光沢性向上に対して有効な添加量と、インクジェットプリンタ用インクとしての特性(例えば、粘度、表面張力等)とを兼ね備えるには、これら天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む樹脂微粒子を分散形態で含むことが好ましい。
【0035】
本発明の水性インクに用いる樹脂微粒子は、以上述べた構成のものとして市販品を用いることも可能である。具体的には、ロジン樹脂及び/またはそれの誘導体及び/またはそれを含んだものとして、スーパーエステルE−720、スーパーエステルE−730−55、スーパーエステルE−650、スーパーエステルE−786−60、タマノルE−100、エマルジョンAM−1002、エマルジョンSE−50(以上全て商品名、特殊ロジンエステルエマルジョン、荒川化学工業株式会社製)、スーパーエステルL、スーパーエステルA−18、スーパーエステルA−75、スーパーエステルA−100、スーパーエステルA−115、スーパーエステルA−125、スーパーエステルT−125(以上全て商品名、特殊ロジンエステル、荒川化学工業株式会社製)、タマノル135、タマノル145、タマノル340、タマノル350、タマノル351、タマノル352、タマノル353、タマノル354、タマノル359、タマノル361、タマノル362、タマノル366、タマノル374、タマノル379、タマノル380、タマノル381、タマノル384、タマノル387、タマノル388、タマノル392、タマノル394、タマノル395、タマノル396、タマノル405、タマノル406、タマノル409、タマノル410、タマノル414、タマノル415(以上全て商品名、ロジン変性フェノール樹脂、荒川化学工業株式会社製)、ロンヂスR、ロンヂスK−25、ロンヂスK−80、ロンヂスK−18(以上全て商品名、ロジン誘導体、荒川化学工業株式会社製)、エステルガムAAG、エステルガムAAL、エステルガムA、エステルガムAAV、エステルガム105、エステルガムHS、エステルガムAT、エステルガムH、エステルガムHP、エステルガムHD、ペンセルA、ペンセルAD、ペンセルAZ、ペンセルC、ペンセルD−125、ペンセルD−135、ペンセルD−160、ペンセルKK(以上全て商品名、ロジンエステル系樹脂、荒川化学工業株式会社製)、パインクリスタルKR−85、パインクリスタルKR−612、パインクリスタルKR−614、パインクリスタルKE−100、パインクリスタルKE−311、パインクリスタルKE−359、パインクリスタルKE−604、パインクリスタル30PX、パインクリスタルD−6011、パインクリスタルD−6154、パインクリスタルD−6240、パインクリスタルKM−1500、パインクリスタルKM−1550(以上全て商品名、超淡色系ロジン誘導体、荒川化学工業株式会社製)、ハイロジン、ガムロジン、トールロジン(以上全て商品名、ロジン系樹脂、ヤスハラケミカル株式会社製)等が挙げられる。また、テルペン樹脂及び/またはそれの誘導体及び/またはそれを含んだものとして、タマノル803L、タマノル901(以上全て商品名、テルペンフェノール樹脂、荒川化学工業株式会社製)、YSポリスター2130、YSポリスター2115、YSポリスター2100、YSポリスターU115、YSポリスターT145、YSポリスターT130、YSポリスターT115、YSポリスターT100、YSポリスターT80、YSポリスターT30、YSポリスターS145、YSポリスターN125、マイティエースG150、マイティエースG125、マイティエースK125(以上全て商品名、テルペンフェノール共重合体、ヤスハラケミカル株式会社製)、スタロン2130、ナノレットG1250(以上全て商品名、テルペンフェノール共重合体乳化物、ヤスハラケミカル株式会社製)、ナノレットR1050(商品名、芳香族変性テルペン樹脂乳化物、ヤスハラケミカル株式会社製)、ラバーソフト#200、ラバーソフト#300(以上全て商品名、テルペン系樹脂、ヤスハラケミカル株式会社製)等が挙げられる。また、シェラック樹脂及び/またはそれの誘導体及び/またはそれを含んだものとして、GSN、GSNハルス、2GSN、3GSN、GPN、GSFN、GS、GS−3、GST、BH、GSA、GSオレンジ−1、GSオレンジ−8、GSL(以上全て商品名、一般シェラック、株式会社岐阜セラック製造所製)、PEARL−N811(商品名、脱色シェラック、株式会社岐阜セラック製造所製)、GBN−D、GBN−DB、GBN−D−6、GBN、S−GB−D、F−GB−D、S−GB、F−GB、GBN−DF(以上全て商品名、白ラック、株式会社岐阜セラック製造所製)、アクリスLT−48(商品名、白ラック水溶液、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーGH、エマポリーGX(以上全て商品名、シェラック−スチレン系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーGY(商品名、シェラック−(メタ)アクリル酸エステル系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーDH−88(商品名、シェラック系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーDH−89(商品名、シェラック−アクリル系樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)、エマポリーDH−90(商品名、変性シェラック樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)等が挙げられる。
【0036】
以上述べた天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む樹脂微粒子の水性インクへの添加量は、水性インク全量に対して固形分で0.1〜30重量%が好ましく、0.5〜15重量%がより好ましい。0.1重量%より少ないと、光沢メディア上における印刷画像に所望の定着性・光沢性を実現できない場合がある。反対に30重量%より多いと、インクジェットヘッドのノズル面を濡らして安定した吐出を妨げたり、インク粘度が高くなりすぎてインクジェット用インクとしては不適当となる場合がある。
【0037】
以上述べた樹脂微粒子を用いることによって、普通紙や再生紙上においても滲みや濃淡ムラが少ない鮮明な画像が印刷できる。更に、光沢メディアにおいては、優れた光沢性や定着性が実現できる。
【0038】
<浸透剤>
本発明の水性インクは、その成分として浸透剤を含んでなる。本発明の水性インクに用いる浸透剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、1,2−アルキレングリコール、一価アルコール類から選ばれる少なくとも1種が好適である。これらを添加することにより印刷物の乾燥性が向上し、連続して印刷しても前の印刷部分が次の印刷媒体の裏面に転写されることがなくなるため、特にインクジェット印刷方法にあっては高速印刷が可能となる。
【0039】
そして、本発明の水性インクは、その好ましい態様によれば、前述のアルキレングリコールモノアルキルエーテルが繰り返し単位10以下のアルキレングリコールであって、炭素数4〜10のアルキルエーテルである。その中でも、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエ−テル及び/または(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルであることが好ましい。また、前述の1,2−アルキレングリコールが1,2−ヘキサンジオール及び/または1,2−ペンタンジオールであることが好ましい。更に、前記一価アルコール類が1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールから選ばれる1種以上であることが好ましい。
【0040】
また本発明の水性インクは、前述のジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール、及び一価アルコール類から選ばれた1種以上からなる物質の添加量が水性インク全量に対して0.5重量%〜30重量%の範囲であることが好ましい。0.5重量%未満では浸透性向上の効果が低く印刷品質が向上しない。30重量%を超えると粘度上昇によりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらく、またそれ以上添加しても印刷品質向上の効果がない。より好ましくは1重量%〜15重量%の範囲である。
【0041】
また本発明の水性インクは、その好ましい態様によれば、前述のアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上を水性インク全量に対して0.1重量%〜5重量%の範囲で含む。5重量%を超えると印刷品質向上の効果が頭打ちであり、また粘度上昇によりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらく、更にヘッドの先端にインクが付着しやすくなるためインクドットの飛翔が曲がって印刷が乱れやすくなる。0.1重量%未満では印刷品質向上の効果が低くなる。より好ましい添加量は0.15重量%〜2重量%の範囲である。
【0042】
そして、本発明の水性インクは、その好ましい態様によれば、上記浸透剤として、少なくとも前述のアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上と、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上を同時に含む。アセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤とジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上は同時に用いる方が印刷品質向上の面で有利である。
【0043】
そして、本発明の水性インクは、前述のアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上が水性インク全量に対して0.01重量%〜0.5重量%の範囲であり、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上が1重量%以上であることが好ましい。アセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上は少量で浸透性を向上させる効果がある。従って、0.5重量%以下であり、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上は1重量%以上であることで印刷品質が更に向上する。
【0044】
本発明の水性インクは、前述の1,2−アルキレングリコールが炭素数4〜10の1,2−アルキレングリコールであり、水性インク全量に対する添加量が10重量%以下であることが好ましい。10重量%を超えると粘度上昇によりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらく、それ以上添加しても印刷品質向上の効果がない。しかし、筆記具用としてはこれに限定されない。より好ましくは1重量%〜8重量%の範囲である。また、炭素数が4未満であると上記範囲より多く添加しても浸透性向上の効果が得られにくく、炭素数が10を超えると水溶性が低いので本発明のような水性インクには使用しづらい。
【0045】
前述の1,2−アルキレングリコールのうち、本発明の水性インクに特に好適に用いられるものとしては1,2−ペンタンジオールまたは1,2−ヘキサンジオールである。1,2−ペンタンジオールの添加量は、水性インク全量に対して3重量%〜10重量%の範囲が好ましい。3重量%未満であると浸透性向上の効果が低く、そのため印刷画像に滲みの発生が多い。反対に10重量%を超えると粘度が高くなりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらい。1,2−ヘキサンジオールの添加量は水性インク全量に対して0.5重量%〜10重量%が好ましい。0.5重量%未満であると浸透性向上の効果が低く、そのため印刷画像の滲みが多い。反対に10重量%を超えると粘度が高くなりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらい。
【0046】
また、前述の一価アルコール類のうち、本発明の水性インクに特に好適に用いられるものとしては1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールである。これら一価アルコール類の添加量は、水性インク全量に対して1重量%〜10重量%の範囲が好ましい。1重量%未満であると浸透性向上の効果が低く、そのため印刷画像に滲みの発生が多い。反対に10重量%を超えると粘度が高くなりインクジェットヘッドでは吐出しにくくなるため使いづらい。
【0047】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が0.5重量%以上のときはその1,2−アルキレングリコールとの重量比が1:0〜1:50の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば普通紙及び光沢系メディア上でも、滲みの少ない印刷品質に優れた画像が得られるので好ましい。1,2−アルキレングリコールがアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の50倍を超えると印刷品質の向上効果が頭打ちでありそれ以上添加しても効果が低く、逆に粘度上昇の弊害を生じる。
【0048】
そして、本発明の水性インクは、更に前述の(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルを10重量%以下含むことが好ましい。10重量%を超えると印刷品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害と水溶性が低いので溶解助剤の添加が必要になってくる。より好ましくは0.5重量%〜5重量%の範囲である。
【0049】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤と(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルの重量比が1:0〜1:10の範囲であることが好ましい。(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルがアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の10倍を超えると印刷品質の向上効果が頭打ちでありそれ以上添加しても効果が低く、逆に粘度上昇の弊害を生じる。
【0050】
本発明の水性インクは、前述のジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルを20重量%以下含むことが好ましい。ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルとはジエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、“DEGmBE”と記載する場合がある)及び/またはトリエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、“TEGmBE”と記載する場合がある)を示すが、印刷品質改良のための浸透性の必要レベルとして、20重量%以下の添加が好ましい。20重量%を超えると印刷品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害が生じる。より好ましくは0.5重量%〜15重量%の範囲である。
【0051】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が0.5重量%以上であり、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルとの重量比が1:0〜1:10の範囲であることが好ましい。ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルをアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の10倍まで添加することが印刷品質の観点から好ましい。ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルはアセチレングリコール系の界面活性剤の溶解性を向上させることと印刷品質の向上に役立つが、10倍を超える添加量ではそれらの効果が頭打ちになるのでインクジェット用水性インクとしては使用しにくくなる。
【0052】
本発明の水性インクは、前述のアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が0.5重量%以上であり、一価アルコール類との重量比が1:0〜1:10の範囲であることが好ましい。一価アルコール類をアセチレングリコール及び/またはアセチレンアルコール系界面活性剤の10倍まで添加することが印刷品質の観点から好ましい。一価アルコール類はアセチレングリコール系の界面活性剤の溶解性を向上させることと印刷品質の向上に役立つが、10倍を超える添加量ではそれらの効果が頭打ちになるのでインクジェット用水性インクとしては使用しにくくなる。
【0053】
<保湿剤>
本発明の水性インクは、その成分として保湿剤を含んでなる。保湿剤とは、インクジェットのノズル先端や筆記具のペン先で乾燥を抑えるために必要なものであり、そのような特性を示すものとしては、水溶性・高沸点低揮発性の多価アルコール類、含窒素有機溶剤、含硫黄有機溶剤、糖類などが好ましい。
【0054】
多価アルコール類の具体例としては、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、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、トリプロピレングリコール、分子量2,000以下のポリエチレングリコール、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、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
【0055】
また、含窒素有機溶剤の具体例としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが挙げられる。
【0056】
また、含硫黄有機溶剤の具体例としては、2,2’−チオジエタノール、チオジグリコールなどが挙げられる。
【0057】
更に、糖類としては単糖類及び多糖類があり、その具体例としてはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の他にアルギン酸及びその塩、シクロデキストリン類、セルロース類を用いることができる。
【0058】
以上述べた保湿剤の水性インク全量に対する添加量は0.05重量%〜30重量%の範囲が好ましい。0.05重量%未満ではインクがヘッドのノズル先端で乾燥して詰まる目詰まり現象を回復させる効果は少なく、30重量%を超えるとインクの粘度が上昇して適切な印刷ができなくなる。より好ましい添加量は3〜20重量%の範囲である。糖類のアルギン酸及びその塩、シクロデキストリン類、セルロース類はインクにしたときの粘度が高くなり過ぎない程度の添加量にする必要がある。
【0059】
<その他の添加剤>
本発明の水性インクは、上述した着色成分(表面処理顔料)、樹脂微粒子、浸透剤、保湿剤、水を少なくとも含んでなるが、その他に放置安定性の確保、インク吐出ヘッドからの安定吐出達成等の目的で溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防黴剤、腐食防止剤、分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート剤等種々の添加剤を添加する場合がある。以下、それらを例示する。
【0060】
溶解助剤及び/あるいは浸透制御剤としては、水と相溶性を有し、インクに含まれる水溶性の低いグリコールエーテル類やインク成分の溶解性を向上させ、更に普通紙・再生紙や光沢メディア等の印刷媒体に対する浸透性を適宜制御させ、あるいはノズル先端やペン先の目詰まりを防止するために用いることのできるものとして、本発明の水性インクに以下のものを含ませることができる。具体的には、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類、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−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−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、ジエチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、1−メチル−1−メトキシブタノール、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−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、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−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホランなどがあり、これらを適宜選択して使用することができる。
【0061】
また、本発明の水性インクには更に普通紙・再生紙や光沢メディア等の印刷媒体への浸透性を制御するため、他の界面活性剤を添加することも可能である。添加する界面活性剤は前述したアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤あるいはシリコン系界面活性剤である浸透性界面活性剤が好ましいが、それ以外でも必要に応じて用いることができる。その例としては、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などが挙げられる。両性界面活性剤としてはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミダゾリン誘導体などがある。非イオン界面活性剤としては、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アリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などの含フッ素系界面活性剤などがある。
【0062】
また、pH調整剤、溶解助剤あるいは酸化防止剤としてモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、モルホリンなどのアミン類及びそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム、4級アンモニウム水酸化物(テトラメチルアンモニウムなど)などの無機塩類、炭酸(水素)カリウム、炭酸(水素)ナトリウム、炭酸(水素)リチウムなどの炭酸塩類その他燐酸塩など、あるいは尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素などの尿素類、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、L−アスコルビン酸及びその塩などを用いることができる。また、市販の酸化防止剤、紫外線吸収剤なども用いることができる。その例としてはチバガイギー社製のTinuvin328、900、1130、384、292、123、144、622、770、292、Irgacor252、153、Irganox1010、1076、1035、MD1024など、あるいはランタニドの酸化物などがある。
【0063】
更に、粘度調整剤としては、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチなどを用いることができる。
【0064】
(作用)
本発明者は、従前より普通紙・再生紙や光沢紙や光沢フィルム等の光沢メディアのいずれにも、鮮明な印刷画像を実現できるインクジェット印刷用インクを鋭意検討してきた。従来から、インクジェット印刷には着色成分として水溶性染料を用いたインクが多く使用されている。このインクで印刷した場合、普通紙・再生紙上の印刷では滲み・濃淡ムラ等の印刷品質、耐水性・耐光性等の印刷物耐候性が課題として挙げられていた。本発明者はこれら課題の解決を目指し、種々検討してきた結果、インクの着色成分として顔料を用いることが必要不可欠であるとの結論を得た。しかし従来検討されてきた水性顔料インクは、従来の水溶性染料インクによる印刷物と比較して印刷物耐候性の向上はあるものの、特に普通紙・再生紙上での印刷品質の向上の点ではあまり効果がなかった。普通紙・再生紙には万年筆等のインクの滲みを抑えるため、“サイズ剤”と呼ばれる薬剤が塗布・添加されている。この“サイズ剤”は普通紙・再生紙の主要構成材料であるセルロース繊維と比較して疎水性を示す。従来の水性顔料インクには、顔料を分散させるために分散剤として親水性に富む水溶性樹脂や分散性界面活性剤を用いた顔料分散体を用いていた。そのため従来の水性顔料インクではその“サイズ剤”が多く存在している部分で弾かれてしまい、それに付随して顔料も流れてしまうため、普通紙・再生紙上において滲みや濃淡のムラが発生してしまっていた。これが印刷品質劣化の要因となっていた。そこで、本発明者は更に検討を重ね、普通紙・再生紙上での滲み・濃淡ムラに対して、更に印刷濃度・発色性に対して、その表面に特定の官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または多価の基を介して結合するように表面処理され、分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされた表面処理顔料を着色成分とすることで効果があることを確認した。この理由は詳細には不明であり、憶測の域を出ないが、以下のように推察している。すなわち、着色成分である表面処理顔料は、水性インク中ではそれの表面に有する官能基またはその塩がイオン解離することで顔料粒子間に静電反発力が働くため安定的に分散している。この水性インクが印刷媒体に付着した時に印刷媒体中のイオン性物質、例えばマグネシウムやカルシウム等のアルカリ土類金属イオンが水性インク中に溶け出し、それによって解離した前記の官能基と前記イオン性物質とが塩析反応により結合して、粒子同士が凝集することにより、水性インク中の液性成分(顔料粒子を除いた液状のインク成分)との分離が生じる。その結果、顔料粒子凝集物がまず印刷媒体表面に沈降吸着して、その後に液性成分が印刷媒体表面や中へ浸透拡散する。この顔料粒子凝集物は、水溶性樹脂や分散性界面活性剤を分散剤として用いていた従来の顔料分散体と比較して疎水性が強い。そのため、“サイズ剤”が多く存在している部分においても弾かれることなくその凝集物が付着するため、滲みや濃淡ムラの少ない画像が得られる。また、この顔料粒子凝集物は、セルロース繊維に対してもその疎水性のためと比較的大きな粒子径のために、普通紙・再生紙内部に浸透せずに比較的表面に付着する。そのため、発色体である顔料が普通紙・再生紙表面に多く存在することとなり、印刷濃度・発色性が向上するという効果もあることを確認した。
【0065】
しかし、光沢メディアにおいては、その疎水性や浸透しにくい性質が逆に問題となってしまった。すなわち、光沢メディアの表面に顔料粒子凝集物が多く存在することは普通紙・再生紙と同様であるが、この顔料粒子はその表面に印刷媒体に対しての定着成分がないため、印刷画像に定着性がほとんど無かった。更に、顔料粒子凝集物の表面が平滑性に乏しいため、印刷画像に光沢性がほとんど無かった。この点について従来種々の検討がされてきているが、普通紙・再生紙上での優れた印刷品質(滲みや濃淡ムラ)と光沢メディア上での優れた印刷品質(定着性・光沢性)との両者を同時に満たすことはできていなかった。そこで本発明者は、これらを両立させるべく種々検討した結果、水性インク中に天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を主成分とする樹脂微粒子を添加することで達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0066】
本発明の水性インクに含まれる樹脂微粒子は、その主成分として天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含んでなる。これらを含むことで上記の目的が達成できる理由は詳細には不明であるが、本発明の水性インクに用いる表面処理顔料が本来所持している機能、すなわち普通紙・再生紙や光沢メディア表面に均一に多く存在する機能、をこの樹脂微粒子も所持しており、特に光沢メディア上では顔料粒子表面・粒子間(それの凝集物も含めて)に存在して皮膜化することで、印刷画像の定着性・光沢性を向上させるものと推定している。
【0067】
【実施例】
次に本発明を実施例等によりさらに詳しく説明する。
本発明において示す着色成分の例として、以下の実施例及び比較例では一部の有機または無機顔料を用いた場合について述べているが、これらに限定されず本発明に好適な着色剤として例示した有機・無機顔料を用いることができる。<>中にそれぞれの平均粒径をnm(ナノメートル)単位で示す。また、平均粒径は20℃における値であり、粒度分布計(商品名;ELS−800、大塚電子株式会社製)で測定した。
【0068】
(表面処理ブラック顔料1の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)22部をスルホラン280部中に混合し、アイガーモーターミル(商品名、アイガージャパン株式会社製)で、ビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で1時間整粒分散し、整粒分散した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱して、系内に含まれる水分をできるだけ留去したのち、150℃に温度制御した。次いで、三酸化硫黄26部を加えて7時間反応させ、反応終了後、過剰なスルホランで数回洗浄した後に水中に注ぎ、濾過することで表面処理ブラック顔料1を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料1を20部、中和剤としてトリエタノールアミンを2.5部、イオン交換水を77.5部混合しペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が100nmになるまで分散してブラック表面処理顔料1の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、62mVであった。
【0069】
(表面処理ブラック顔料2の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)220gを水1000g中に混合・分散させ、これに次亜塩素酸ソーダ(12%)400gを滴下して90〜110℃で10時間撹拌し、続いて水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料2を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料2を15部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を10部、イオン交換水を75部を混合し、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が110nmになるまで分散して、15重量%のカルボキシル基、フェノール性水酸基を表面に有する表面処理ブラック顔料2の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、55mVであった。
【0070】
(表面処理ブラック顔料3の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−77(商品名、三菱化学株式会社製)25gを水500g中に混合・分散した。得られた液を更に攪拌しながらオゾン濃度8重量%のオゾン含有ガス500cc/分で2.5時間処理後、水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料3を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料3を16部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を8部、イオン交換水を76部混合し、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用;ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が115nmになるまで分散して、16重量%の表面処理ブラック顔料3の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、40mVであった。
【0071】
(表面処理ブラック顔料4の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)15gとp−アミノ−N−安息香酸5gとを水110g中に混合・分散させ、これに硝酸2.4gを滴下し、70℃で5分撹拌した。亜硝酸ナトリウムの水溶液を加え、更に2時間撹拌した後、水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料4を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料4を12部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を8部、イオン交換水を80部混合して、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用;ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が110nmになるまで分散して、12重量%の表面にフェニル基を介してスルホン基が結合した表面処理ブラック顔料4の分散液を得た。この分散液の20℃、H8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、35mVであった。
【0072】
(表面処理ブラック顔料5の製造)
濃塩酸水溶液にアントラニル酸を加えた溶液を常に10℃以下に保ち、5℃の水に10gの亜硝酸ナトリウム2gを加えた亜硝酸ナトリウム水溶液を加え、20分撹拌しながら、顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)25gを混合・分散させ、更に30分撹拌した。水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料5を得た。
以上の操作で得られた表面処理ブラック顔料5を10部、トリエタノールアミンを2部、イオン交換水を88部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が108nmになるまで分散して、10重量%の表面にフェニル基を介してカルボキシル基が結合した表面処理ブラック顔料5の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、38mVであった。
【0073】
(表面処理ブラック顔料6の製造)
顔料としてカーボンブラックであるMA−100(商品名、三菱化学株式会社製)20gとp−アミノ−N−エチルピリジニウムブロマイド62gとを水150g中に混合・分散させ、これに硝酸32gを滴下し、75℃で5分撹拌した。亜硝酸ナトリウムの水溶液を加え、更に2時間撹拌した。水洗と濾過を繰り返して、表面処理ブラック顔料6を得た。
以上の操作で得られたブラック表面処理顔料6を10部、トリエタノールアミンを2部、イオン交換水を88部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が108nmになるまで分散して、10重量%の表面にN−エチルピリジル基が結合した表面処理ブラック顔料6の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、41mVであった。
【0074】
(表面処理イエロー顔料の製造)
イソインドリノン顔料(C.I.ピグメンイエロー110)22部をキノリン510部と混合し、アイガーモーターミルM250型(商品名、アイガージャパン株式会社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散させ、整粒分散終了した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱し系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体21部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄してから水中に注ぎ、濾過することにより表面処理イエロー顔料を得た。
以上の操作で得られた表面処理イエロー顔料を20部、中和剤として水酸化ナトリウム水溶液(10重量%)を5部、イオン交換水を75部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が90nmになるまで分散して表面処理イエロー顔料の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、50mVであった。
【0075】
(表面処理マゼンタ顔料の製造)
ジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメントレッド122)24部をキノリン520部と混合し、アイガーモーターミル(商品名、アイガージャパン株式会社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散させ、整粒分散終了した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱し系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、165℃に温度制御した。次いで、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体22部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄してから水中に注ぎ、濾過することにより表面処理マゼンタ顔料を得た。
以上の操作で得られた表面処理マゼンタ顔料を15部、中和剤としてトリプロパノールアミンを2部、イオン交換水を83部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が100nmになるまで分散して表面処理マゼンタ顔料の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、45mVであった。
【0076】
(表面処理シアン顔料の製造)
銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)17部をキノリン450部と混合し、アイガーモーターミルM(商品名、アイガージャパン株式会社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散し、整粒分散した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら120℃に加熱し、系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、スルホン化ピリジン錯体22部を加えて8時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄した後に水中に注ぎ、濾過することで表面処理シアン顔料を得た。
以上の操作で得られた表面処理シアン顔料を10部、中和剤としてN,N−ジエチルエタノールアミンを2部、イオン交換水を88部混合して、ペイントシェーカー(ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して顔料の平均粒径(二次粒子径)が95nmになるまで分散して表面処理シアン顔料の分散液を得た。この分散液の20℃、pH8〜9におけるゼータ電位の絶対値は、53mVであった。
【0077】
(水性インクの調製例)
以下具体的に、本発明の水性インクに好適なインク組成の例を示す。以下の組成例中の添加量は全て重量%で示してあるが、着色成分(表面処理顔料)についてはその固形分について示す。<>は以下の各実施例、比較例で得た水性インクを、顔料濃度が0.001〜0.01重量%(顔料により測定時の最適濃度が若干異なるため)になるように、イオン交換水で希釈し、その分散粒子の“20℃における平均粒径”を、粒度分布計(商品名;ELS−800、大塚電子株式会社製)で測定した値をnm単位で示す。なお、本実施例中の残量の水と示す中にはインクの腐食防止のためプロキセルXL−2を0.05重量%、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを0.02重量%、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにEDTA・2Na塩を0.04重量%それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
【0078】
(組成例1:ブラックインク1<105>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料1(固形分として);6.0
〔樹脂微粒子〕
エマポリーDH−88(固形分として);3.0
〔浸透剤〕
DEGmBE;2.0
オルフィンE1010;1.0
オルフィンSTG;0.2
1,2−ペンタンジオール;2.0
〔保湿剤〕
グリセリン;8.0
テトラエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;2.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマポリーDH−88はシェラックを主成分とした樹脂エマルジョン(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを、同じく浸透剤であるオルフィンE1010及びオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(いずれも商品名、日信化学工業株式会社製)を示す。
【0079】
(組成例2:ブラックインク2<110>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料2(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
ナノレットR1050(固形分として);5.0
〔浸透剤〕
オルフィンSTG;0.5
2−ブタノール;5.0
〔保湿剤〕
グリセリン;7.0
テトラエチレングリコール;5.0
〔その他添加剤〕
トリエタノールアミン;0.3
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるナノレットR1050は芳香族変性テルペン樹脂乳化品(商品名、ヤスハラケミカル株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール465はアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を示す。
【0080】
(組成例3:ブラックインク3<110>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料3(固形分として);5.0
〔樹脂微粒子〕
スーパーエステルE−720(固形分として);1.0
〔浸透剤〕
サーフィノール61;0.5
DPGmBE;3.0
1,5−ペンタンジオール;5.0
〔保湿剤〕
マルトース;3.0
チオジグリコール;7.0
〔その他添加剤〕
水酸化ナトリウム;0.01
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるスーパーエステルE−720は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるDPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0081】
(組成例4:ブラックインク4<120>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料4(固形分として);7.0
〔樹脂微粒子〕
スタロン2130(固形分として);7.0
〔浸透剤〕
サーフィノール465;1.0
サーフィノール61;0.3
DPGmBE;10.0
〔保湿剤〕
ジエチレングリコール;5.0
2−ピロリドン;1.0
グリセリン;5.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるスタロン2130はテルペン−フェノール共重合体乳化物(商品名、ヤスハラケミカル株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール465はアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるDPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0082】
(組成例5:ブラックインク5<105>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料5(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
エマルジョンAM−1002(固形分として);2.0
〔浸透剤〕
オルフィンSTG;0.5
TEGmBE;1.0
1,2−ヘキサンジオール;3.0
〔保湿剤〕
2−ピロリドン;2.0
トリメチロールプロパン;8.0
グリセリン;15.0
〔その他添加剤〕
モノエタノールアミン;3.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマルジョンAM−1002は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、日信化学工業株式会社製)を、同じく浸透剤であるTEGmBEはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0083】
(組成例6:ブラックインク6<100>)
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料6(固形分として);10.0
〔樹脂微粒子〕
アクリスLT−48(固形分として);0.2
〔浸透剤〕
DEGmBE;5.0
DPGmBE;5.0
〔保湿剤〕
エチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;1.0
トリメチロールプロパン;10.0
グリセリン;5.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるアクリスLT−48はシェラック−アンモニア水溶液(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを、同じく浸透剤であるDPGmBEはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
(組成例7:イエローインク1<100>)
〔着色成分〕
表面処理イエロー顔料(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
ナノレットG1250(固形分として);8.0
〔浸透剤〕
1,2−ヘキサンジオール;5.0
DEGmBE;5.0
2−プロパノール;3.0
〔保湿剤〕
ジエチレングリコール;5.0
グリセリン;10.0
尿素;2.0
〔その他添加剤〕
トリエタノールアミン;1.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるナノレットG1250はテルペン−フェノール共重合体乳化物(商品名、ヤスハラケミカル株式会社製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0084】
(組成例8:イエローインク2<95>)
〔分散体〕
表面処理イエロー顔料(固形分として);10.0
〔樹脂微粒子〕
スーパーエステルE−730−55(固形分として);1.5
〔浸透剤〕
サーフィノール61;1.0
〔保湿剤〕
トリメチロールエタン;8.0
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン;2.0
トリエチレングリコール;10.0
〔その他添加剤〕
28%アンモニア水;0.5
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるスーパーエステルE−730−55は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を示す。
【0085】
(組成例9:マゼンタインク1<105>)
〔着色成分〕
表面処理マゼンタ顔料(固形分として);7.5
〔樹脂微粒子〕
エマポリーDH−89(固形分として);1.0
〔浸透剤〕
オルフィンE1010;0.1
オルフィンSTG;0.5
TEGmBE;1.0
1,2−ヘキサンジオール;2.5
〔保湿剤〕
トリエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;4.0
トリメチロールプロパン;6.0
グリセリン;12.0
〔その他添加剤〕
水酸化ナトリウム;0.01
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマポリーDH−89はシェラック−アクリル酸混合物エマルジョン(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるオルフィンE1010及びオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(いずれも商品名、日信化学工業株式会社製)を、同じく浸透剤であるTEGmBEはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0086】
(組成例10:マゼンタインク2<100>)
〔分散体〕
表面処理マゼンタ顔料(固形分として);6.0
〔樹脂微粒子〕
エマルジョンSE−50(固形分として);3.0
〔浸透剤〕
2−ペンタノール;10.0
1−ブタノール;2.0
〔保湿剤〕
ジエチレングリコール;3.0
N−メチル−2−ピロリドン;1.0
グリセリン;10.0
〔その他添加剤〕
トリエタノールアミン;0.3
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマルジョンSE−50は特殊ロジンエステルエマルジョン(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0087】
(組成例11:シアンインク1<100>)
〔分散体〕
表面処理シアン顔料(固形分として);8.0
〔樹脂微粒子〕
エマポリーDH−90(固形分として);2.0
〔浸透剤〕
サーフィノール465;0.5
オルフィンSTG;0.3
TEGmBE;1.0
1,2−ヘキサンジオール;3.0
〔保湿剤〕
グリセリン;17.0
トリエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;2.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるエマポリーDH−90はシェラックエマルジョン(商品名、株式会社岐阜セラック製造所製)を、浸透剤であるサーフィノール465はアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(商品名、日信化学工業株式会社製)を、同じく浸透剤であるTEGmBEはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0088】
(組成例12:シアンインク2<95>)
〔分散体〕
表面処理シアン顔料(固形分として);10.0
〔樹脂微粒子〕
パインクリルタルKR−614;5.0
〔浸透剤〕
サーフィノール61;0.5
PGmBE;5.0
〔保湿剤〕
フルクトース;5.0
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン;2.0
テトラエチレングリコール;10.0
〔その他添加剤〕
水酸化カリウム;1.0
トリエタノールアミン;1.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、樹脂微粒子であるパインクリルタルKR−614はロジン誘導体(商品名、荒川化学工業株式会社製)を、浸透剤であるサーフィノール61はアセチレンアルコール系界面活性剤(商品名、Air Products and Chemicals inc.製)を、同じく浸透剤であるPGmBEはプロピレングリコールモノブチルエーテルを示す。
【0089】
(比較例)
(比較例1:ブラックインク7の調製)
本比較例1では、樹脂微粒子であるエマポリーDH−88(商品名、シェラックを主成分とした樹脂エマルジョン、株式会社岐阜セラック製造所製)を添加しない他は、前記組成例1で示したものと同様な組成で、本比較例1のブラックインク7を調製した。その組成を以下に示す。
〔着色成分〕
表面処理ブラック顔料1(固形分として);6.0
〔浸透剤〕
DEGmBE;2.0
オルフィンE1010;1.0
オルフィンSTG;0.2
1,2−ペンタンジオール;2.0
〔保湿剤〕
グリセリン;8.0
テトラエチレングリコール;2.0
2−ピロリドン;2.0
〔水〕
超純水;残量
なお、上記組成中、浸透剤であるDEGmBEはジエチレングリコールモノブチルエーテルを、同じく浸透剤であるオルフィンE1010及びオルフィンSTGはアセチレングリコール系界面活性剤(いずれも商品名、日信化学工業株式会社製)を示す。また、この比較例では、プロキセルXL−2、EDTA・2Na塩、ベンゾトリアゾールを添加しなかった。
(比較例2:シアンインク3の調製)
本比較例2では、特開平10−110129号公報に記載と同じ組成と方法を用いて、シアンインク3を調製した。以下に具体的な組成を示す。
〔着色成分〕
表面処理シアン顔料(固形分として);3.0
〔樹脂成分〕
ジョンクリル61J;0.1
〔保湿剤〕
グリセリン;10.0
N−メチル−2−ピロリドン;1.0
〔その他添加剤〕
モノエタノールアミン;0.1
1,2−ベンゾチアゾリン−3−オン;0.3
EDTA・2Na塩;0.03
〔水〕
イオン交換水;残量
なお、上記組成中、樹脂成分であるジョンクリル61Jはスチレン−アクリル酸系樹脂(商品名、30.5%水溶液、ジョンソンポリマー株式会社製)を示す。
【0090】
<水性インクの評価>
(▲1▼普通紙・再生紙上での印刷品質の評価)
上記実施例、比較例及び参考例で調製した水性インクを、インクジェットプリンタPM−4000PX(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、印刷設定を「用紙種類;普通紙、印刷品質;ファイン」にして、普通紙・再生紙上に1〜20ポイントのゴシック文字を1ポイント刻みで印刷した場合の文字の滲みによる印刷品質(文字品質)を評価した。更に、同様な印刷設定で5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を印刷して、その印刷物の濃淡ムラによる印刷品質(塗りつぶし画像品質)を評価した。この評価では、普通紙として▲1▼Xerox Premium Multipurpose 4024(商品名、Xerox Corporation製)を、再生紙として▲2▼Xerox R(商品名、富士ゼロックス オフィスサプライ株式会社製)を用い、評価は目視で行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表1に示した。なお、表1中の印刷媒体種に示した丸数字は上記の普通紙・再生紙の名称に付した丸数字と同一である。
〔文字品質〕
評価A:全てのポイントの文字において、滲みがわからない。
【0091】
評価B:5ポイント以下の文字で、わずかに滲みが認められる(実用レベル)。
【0092】
評価C:滲みのため、5ポイント以下の文字が太く見える。
【0093】
評価D:滲みが著しく、5ポイント以下の文字が判別できない。
〔塗りつぶし画像品質〕
評価A:全ての塗りつぶし画像において、ほとんど濃淡ムラが認められない。
【0094】
評価B:塗りつぶし密度100%画像でわずかに濃淡ムラが認められるが、
実用上問題ないレベル。
【0095】
評価C:塗りつぶし密度50%以上の画像で濃淡ムラが認められる。
【0096】
評価D:全ての塗りつぶし画像で濃淡ムラが認められる。
【0097】
【表1】
表1に示したように、本発明においては、普通紙・再生紙上において、鮮明で滲みや濃淡ムラの少ない、高品質で実用性の高いインクジェット記録に好適な水性インクを提供することができる。
【0098】
(▲2▼光沢メディア上での光沢性の評価)
上記実施例及び比較例で作成した水性インクを、インクジェットプリンタPM−4000PX(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、印刷設定を「用紙種類;PM/MC写真用紙、印刷品質;フォト」にして、5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を光沢メディア上に印刷して、その印刷物の光沢性を評価した。この評価で用いた光沢メディアは、▲3▼フォトプリント紙2、▲4▼PM/MC写真用紙、▲5▼PM写真用紙(▲3▼、▲4▼、▲5▼とも商品名、セイコーエプソン株式会社製)、▲6▼Proffetional Photo Paper(商品名、キャノン株式会社製)、▲7▼Premium Plus Photo Paper、Glossy(商品名、ヒューレッド・パッカード社製)、▲8▼Photolike QP QP20A4GH(商品名、コニカ株式会社製)である。評価は目視で行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表2に示した。なお、表2中の印刷媒体種に示した丸数字は上記の光沢メディアの名称に付した丸数字と同一である。
【0099】
評価A:全ての塗りつぶし画像で光沢性が認められる。
【0100】
評価B:塗りつぶし密度100%画像がわずかに光沢性に欠けるが、実用上問題ないレベル。
【0101】
評価C:塗りつぶし密度50%以上での画像が光沢性に欠ける。
【0102】
評価D:全ての塗りつぶし画像で光沢性に欠ける。
【0103】
【表2】
表2に示したように、本発明においては、インクジェットに通常用いられる光沢紙等の光沢メディアにおいても、光沢性に優れた、高品質で実用性の高いインクジェット記録に好適な水性インクを提供することができる。
【0104】
(▲3▼印刷物の定着性の評価)
上記実施例及び比較例で調製した水性インクを、インクジェットプリンタPM−4000PX(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、普通紙・再生紙の場合は印刷設定を「用紙種類;普通紙、印刷品質;ファイン」に、光沢メディアの場合は印刷設定を「用紙種類;PM/MC写真用紙、印刷品質;フォト」にして、それぞれに12ポイントのゴシック文字印刷を行ない、その印刷物の定着性を評価した。この評価で用いた普通紙・再生紙及び光沢メディアは、(▲1▼普通紙・再生紙上での印刷品質の評価)及び(▲2▼光沢メディア上での光沢性の評価)で使用したものと同一なものを用いた。評価は、印刷後一時間20〜25℃/40〜60%RH下で乾燥させた印刷物を用い、指で擦った後の文字のずれ・かすれ状態を目視で観察する事により行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表3に示した。なお、表3中の印刷媒体種に示した丸数字は、表1・表2と同様である。
【0105】
評価A:ずれ、かすれが認められない。
【0106】
評価B:わずかにずれが認められるが、実用上問題ないレベル。
【0107】
評価C:ずれ、あるいはかすれが認められる。
【0108】
評価D:ずれ、かすれが甚だしく、文字が判読し難い。
【0109】
【表3】
表3に示したように、本発明においては、普通紙・再生紙のみならずインクジェットに通常用いられる光沢紙等の光沢メディアにおいても、定着性に優れた、高品質で実用性の高いインクジェット記録に好適な水性インクを提供することができる。
【0110】
以上のように、本発明の水性インクは、普通紙・再生紙やインクジェット記録に通常用いられる光沢メディアの区別無く、優れた印刷物特性(滲み、濃淡ムラ、定着性、光沢性)を示すことが判る。
【0111】
なお、本発明はこれらの実施例に限定されると考えるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の変更は可能である。
【0112】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明における着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に特定の官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる水性インクを用いれば、普通紙上・光沢メディア上の区別無く滲み・濃淡ムラが少なく定着性に優れ、特に光沢メディア上においては優れた光沢性を有する水性インクを提供できる。
Claims (11)
- 着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含んでなる水性インクにおいて、該着色成分が顔料でありかつその表面に下記の式で表わされる官能基およびこれらの塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものであり、該樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が含まれる、水性インク。
−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2NH2、
−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、
−NR3
(ただし、式中のMは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基、炭素数1〜12のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表わす。) - 前記天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体が、ロジン樹脂、テルペン樹脂、シェラック樹脂及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種を含んでなる、請求項1に記載の水性インク。
- 前記樹脂微粒子を分散して含んでなる、請求項1あるいは2に記載の水性インク。
- 前記顔料がC.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16から選ばれる少なくとも1種を含んでなる、請求項1に記載の水性インク。
- 前記顔料が、硫黄を含む処理剤によりその粒子表面に−SO3M及び/または−RSO2M(Mは対イオンであって、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、または、有機アンモニウムイオンを示す)が化学結合するように表面処理され、水に分散及び/または溶解が可能なものとされたものである、請求項1あるいは4に記載の水性インク。
- 前記浸透剤が、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、1,2−アルキレングリコール、一価アルコール類から選ばれる1種以上である、請求項1に記載の水性インク。
- 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルが繰り返し単位10以下のアルキレングリコールであって、かつ炭素数4〜10のアルキルエーテルであることを特徴とする請求項6に記載の水性インク。
- 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルがジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエ−テル及び/または(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルであることを特徴とする、請求項6あるいは7に記載の水性インク。
- 前記1,2−アルキレングリコールが1,2−ヘキサンジオール及び/または1,2−ペンタンジオールであることを特徴とする、請求項6に記載の水性インク。
- 前記一価アルコール類が1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールから選ばれる1種以上である、請求項6に記載の水性インク。
- 前記浸透剤が、少なくともアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上と、ジ(トリ)エチ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ブチルエーテル、1,2−アルキレングリコール及び一価アルコール類から選ばれた1種以上と、を含んでなることを特徴とする、請求項1に記載の水性インク。
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