JP2005325240A - 着色分散液の製造方法、インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第一工程〜第三工程を含むことを特徴とする、インクに使用する水不溶性色材、高分子分散剤および水から主としてなる着色分散液の製造方法。
【選択図】 なし
Description
(1)水溶性有機溶媒に可溶の水不溶性色材と高分子分散剤を該水溶性有機溶媒に溶解させる第一工程、
(2)第一工程で作製した溶液を水に添加する第二工程、
(3)第二工程で作製した水溶液中の有機溶媒を除去する第三工程、
を少なくとも有し、かつ第二工程における第一工程で作製した溶液の添加量が、該溶液添加後の有機溶媒−水混合溶液中の有機溶媒含有比率(質量基準、以下同じ)を溶液中の水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率より少なくなるように調整した添加量であることを特徴とする着色分散液の製造方法を提供する。
色材粉末を作製する場合において、色材を一旦溶解し単分子状にした後、色材分子を凝集させ微細な粒子に作り上げる方法は、顔料などの色材の塊を機械的に粉砕して粒子を作製する方法に比べ、粒子径が小さく粒度分布の狭い微粒子を作製することが可能なためよく利用されている。しかし、水不溶性色材の水系分散液を作製する場合においては、色材粉末と分散剤を合わせて機械的に混練粉砕して分散液を作製する方法が一般的にとられ、溶解状態から分散粒子に作り上げる方法は色材の凝集操作と分散操作を同時に制御することが難しく安定な水系分散液を作製することが困難なため殆ど行われていない。特に、インクにおいては色材粉末と分散剤を合わせて機械的に混練粉砕して作製した水不溶性色材の水系分散液を使用したものしか実用化されていない。
(1)水溶性有機溶媒に可溶の水不溶性色材と高分子分散剤を該水溶性有機溶媒に溶解させる第一工程、
(2)第一工程で作製した溶液を水に添加する第二工程、
(3)第二工程で作製した水溶液中の有機溶媒を除去する第三工程、
を少なくとも有し、かつ第二工程における第一工程で作製した溶液の添加量が、該溶液添加後の有機溶媒−水混合溶液中の有機溶媒含有比率を溶液中の水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率より少なくなるように調整した添加量になるようにすることで、保存安定性が良好で高発色性かつ高堅牢性を有する画像を提供することのできる着色分散液を製造することができることを見出した。
本発明は、インクに使用する水不溶性色材、高分子分散剤および水から主としてなる着色分散液の製造方法において、
(1)水溶性有機溶媒に可溶の水不溶性色材と高分子分散剤を該水溶性有機溶媒に溶解させる第一工程、
(2)第一工程で作製した溶液を水に添加する第二工程、
(3)第二工程で作製した水溶液中の有機溶媒を除去する第三工程、
を少なくとも有し、かつ第二工程における第一工程で作製した溶液の添加量が、該溶液添加後の有機溶媒−水混合溶液中の有機溶媒含有比率を溶液中の水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率より少なくなるように調整した添加量であることを特徴とする着色分散液の製造方法である。
以上の工程を経て得られた着色分散液中の水不溶性色材と高分子分散剤の結合体である色材の平均粒子径は170nm以下が好ましく、中でも50〜120nmの範囲が特に好ましい。170nmより大きな粒子径の場合、分散安定性の低下およびこれらの色材を用いた場合の吐出安定性が不十分となる恐れがある。
(水溶性有機溶媒)
本発明の製造方法に使用する水溶性有機溶媒としては、水に対する溶解性を持ち、使用する水不溶性色材を溶解することができる有機溶媒であれば単独でも2種以上を混合しても使用することができる。中でも、水との混合溶液状態から蒸留などの方法で容易に除去できるアルコール、エーテル、ケトンなどの揮発性の高い有機溶媒が好ましく、環状エーテルがより安定な分散体を作りやすいのでより好ましい。
本発明の製造方法に使用する水不溶性色材としては、水に殆ど溶解しない色材であり、上記水溶性有機溶媒に溶解する色材であれば使用することができる。具体的には、水に対する溶解度が、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下の色材であり、上記水溶性有機溶媒に対する溶解度が、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上の色材である。このような色材としては、油溶性染料が好ましく、これ以外にはアニオン性染料をカチオン性化合物で水不溶化した色材であると安定な分散体が形成されるため好ましい。
油溶性染料としては;C.I.ソルベントイエロー1、2、3、13、14、19、21、22、29、36、37、38、39、40、42、43、44、45、47、62、63、71、76、79、81、82、83:1、85、86、88、151;C.I.ソルベントレッド8、27、35、36、37、38、39、40、49、58、60、65、69、81、83:1、86、89、91、92、97、99、100、109、118、119、122、127、218;C.I.ソルベントブルー14、24、25、26、34、37、38、39、42、43、44、45、48、52、53、55、59、67、70;C.I.ソルベントブラック3、5、7、8、14、17、19、20、22、24、26、27、28、29、43、45などが挙げられる。
本発明の製造方法においての水不溶性色材の添加量は、得られた着色分散液全質量に対して、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは1.0〜10質量%の範囲である。
本発明の製造方法に使用する高分子分散剤としては従来公知の何れの高分子分散剤も使用できるが、疎水性を有するブロックと親水性を有するブロックとを併有する高分子分散剤を使用することが好ましい。中でも、高分子分散剤が少なくとも1種の疎水性ブロックと少なくとも1種の親水性ブロックからなるブロック共重合体で、かつ各ブロックがビニルエーテルモノマーから構成された高分子分散剤であると、より安定な色材分散体を形成するので好ましい。この場合においては、高分子分散剤が少なくとも1種の親水性ブロックと、少なくとも1種の疎水性ブロックとをそれぞれ有し、各ブロックがビニルエーテルモノマーからなるブロック共重合体であればよく、2種類以上の親水性ブロックや2種類以上の疎水性ブロックを有するものでも使用することができ、単独のブロック共重合体でも2種以上のブロック共重合体が混合されたものでも使用できる。共重合体の形態は直鎖型、グラフト型などが挙げられるが、直鎖型のブロック共重合体が好ましい。
−(CH2−CH(OR1))− (1)
上記の一般式(1)において、R1は、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、またはシクロアルケニル基のような脂肪族炭化水素、フェニル基、ピリジル基、ベンジル基、トルイル基、キシリル基、アルキルフェニル基、フェニルアルキレン基、ビフェニル基、フェニルピリジル基などのような、炭素原子が窒素原子で置換されていてもよい芳香族炭化水素基を表す。また、芳香環上の水素原子は、炭化水素基で置換されていてもよい。R1の炭素数は1〜18が好ましい。
本発明のインクは、水不溶性色材、高分子分散剤、水溶性有機溶媒および水から主としてなるインクにおいて、上記の製造方法で作製した着色分散液を含有することを特徴とするインクである。
本発明のインクに使用する各種材料について説明する。
上記製造方法で作製した着色分散液を単独で使用するのが良いが、これ以外に水不溶性色材を併用して使用することもできる。このように併用する水不溶性色材としては、水に対する溶解度が、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下の色材である。このような色材としては、油溶性染料、建染染料、分散染料、顔料などが挙げられる。本発明のインク中における水不溶性色材の全含有量は、インク全質量に対して、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは1.0〜10質量%の範囲である。水不溶性色材の量が0.1質量%未満のインクでは十分な画像濃度が得にくい場合があり、20質量%を超えるインクであると、ノズルにおけるインクの目詰りなどによるインクの吐出安定性の低下が起こりやすくなる。
本発明のインクに使用する水溶性有機溶媒としては、水溶性の有機溶媒であれば使用することができ、2種以上の水溶性有機溶媒の混合溶媒としても使用できる。上記製造方法で作製した着色分散液に水溶性有機溶媒が含有されている場合においても、他の水溶性有機溶媒を併用して使用するのが好ましい。
上記製造方法で作製した着色分散液を単独で使用するのが良いが、これ以外の高分子分散剤を併用することができる。この併用する高分子分散剤としては、上記製造方法の項で記した高分子分散剤を使用するのが良いが、これ以外の高分子分散剤を使用することもできる。高分子分散剤がインク中に占める割合は、インク全質量に対して、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは0.5〜10質量%である。
(熱エネルギーを利用したインクジェット記録装置)
まず、熱エネルギーを利用したインクジェット記録装置の主要部であるヘッド構成の一例を図2および図3に示す。図2は、インク流路に沿ったヘッド13の断面図であり、図3は図2のA−B線での切断面図である。ヘッド13はインクを通す流路(ノズル)14を有する、ガラス、セラミック、シリコンまたはプラスチック板などと発熱素子基板15とを接着して得られる。発熱素子基板15は酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコンなどで形成される保護層16、アルミニウム、金、アルミニウム−銅合金などで形成される電極17−1および17−2、HfB2、TaN、TaAlなどの高融点材料から形成される発熱抵抗体層18、熱酸化シリコン、酸化アルミニウムなどで形成される蓄熱層19、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニウムなどの放熱性のよい材料で形成される基板20よりなっている。
次に、力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の好ましい一例としては、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げることができる。その記録装置の主要部である記録ヘッドの構成の一例を図8に示す。
なお、以下の実施例について分子量測定にはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、東ソー社製HLC−8220)を用い、共重合体の同定には核磁気共鳴吸収測定装置(NMR、ブルカー・バイオスピン社製DPX400)を用いた。
(着色分散液Iの作製)
水不溶性色材として市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントイエロー82を10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、高分子分散剤として市販のスチレン−マレイン酸ランダム共重合体(数平均分子量10,000)10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液aを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
さらに、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液a全量を添加し、目的の着色分散液Iを得た。
(高分子分散剤Aの作製)
疎水性ブロックと親水性ブロックからなるABジブロック共重合体の合成:
三方活栓を取り付けたガラス容器内を窒素置換した後、窒素ガス雰囲気下、250℃で加熱し吸着水を除去した。系を室温に戻した後、イソブチルビニルエーテル12ミリモル、酢酸エチル16ミリモル、1−イソブトキシエチルアセテート0.1ミリモル、およびトルエン11cm3を加え、系内温度が0℃に達したところでエチルアルミニウムセスキクロライド0.2ミリモルを加え重合を開始し、ABジブロック共重合体のAブロックを合成した。
高分子分散剤として、実施例1で使用したスチレン−マレイン酸ランダム共重合体に換わり上記高分子分散剤Aを使用した以外は、実施例1と同様にして目的の着色分散液IIを得た。
(高分子分散剤Bの作製)
疎水性ブロックと親水性ブロックからなるABジブロック共重合体の合成:
三方活栓を取り付けたガラス容器内を窒素置換した後、窒素ガス雰囲気下250℃で加熱し吸着水を除去した。系を室温に戻した後、2−デカノキシエチルビニルエーテル12ミリモル、酢酸エチル16ミリモル、1−イソブトキシエチルアセテート0.1ミリモル、およびトルエン11cm3を加え、系内温度が0℃に達したところでエチルアルミニウムセスキクロライド0.2ミリモルを加え重合を開始し、ABジブロック共重合体のA成分を合成した。
水不溶性色材として市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントレッド49を10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、上記高分子分散剤B10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液bを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液b全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液IIIを得た。
(高分子分散剤Cの作製)
疎水性ブロックと2つの親水性ブロックからなるABCトリブロック共重合体の合成:
三方活栓を取り付けたガラス容器内を窒素置換した後、窒素ガス雰囲気下250℃で加熱し吸着水を除去した。系を室温に戻した後、n−オクタデシルビニルエーテル12ミリモル、酢酸エチル16ミリモル、1−イソブトキシエチルアセテート0.1ミリモル、およびトルエン11cm3を加え、系内温度が0℃に達したところでエチルアルミニウムセスキクロライド0.2ミリモルを加え重合を開始し、ABCトリブロック共重合体のA成分を合成した。
水不溶性色材として市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントブラック6を10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、上記高分子分散剤C10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液cを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析した結果、溶液中のテトラヒドロフランの含有比率は、使用した水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率の0.005倍であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液c全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液IVを得た。
(着色分散液Vの作製)
水不溶性色材として市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントレッド218を10.0部と水溶性有機溶媒として1,4−ジオキサン50部とアセトン40.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、実施例4で使用した高分子分散剤C10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有する溶液dを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターで1,4−ジオキサンとアセトンを除去した。この時の溶液中の1,4−ジオキサンとアセトンの合計の濃度をガスクロマトグラフィーで分析した結果、溶液中の1,4−ジオキサンとアセトンの合計の含有比率は、使用した水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率の0.005倍であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液d全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液Vを得た。
(着色分散液VIの作製)
水不溶性色材として市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントイエロー42を10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、実施例4で使用した高分子分散剤C10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液eを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液e全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液VIを得た。
(着色分散液VIIの作製)
市販のアニオン染料であるC.I.ダイレクトイエロー86とカチオン化合物であるベンジルオクタデシルジメチルアンモニウムを使用して作製した水不溶性色材10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、実施例4で使用した高分子分散剤C10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液fを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液f全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液VIIを得た。
(着色分散液VIIIの作製)
市販のアニオン染料であるC.I.ダイレクトブルー199とカチオン化合物であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムを使用して作製した水不溶性色材10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、実施例4で使用した高分子分散剤C10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液gを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液g全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液VIIIを得た。
(着色分散液IXの作製)
水不溶性色材として市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントブルー70を10.0部と水溶性有機溶媒としてテトラヒドロフラン90.0部を混合し、40℃に加温して均一に溶解するようによく攪拌した。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過したが、濾紙上には色材の析出物は観察されず、全ての色材が完全に溶解されていると思われる結果になった。また、使用した色材の水への溶解性を調べたが、水には全く溶解しなかった。この混合溶液に、実施例4で使用した高分子分散剤C10.0部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムを添加しよく攪拌して、水不溶性色材と高分子分散剤を含有するテトラヒドロフラン溶液hを得た。・・・第一工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去した。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
さらに、第一工程で作製したテトラヒドロフラン溶液h全量を添加するまで、第二工程、次いで第三工程を繰り返し行い、目的の着色分散液IXを得た。
(着色分散液Xの作製)
実施例1と全く同様にしてテトラヒドロフラン溶液を得た。・・・第一工程
次いで、イオン交換水100部に上記テトラヒドロフラン溶液を全量を添加した。この際水相はマグネチックスターラーでよく撹拌した。この時点において、水−テトラヒドロフラン混合溶液中のテトラヒドロフランの含有比率は、使用した水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率の1.0倍であった。・・・第二工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去し、着色分散液Xを得た。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
(着色分散液XIの作製)
水不溶性色材として、実施例1で使用したC.I.ソルベントイエロー82に換わりC.I.ソルベントイエロー42を使用した以外は、実施例1と同様にしてテトラヒドロフラン溶液を得た。・・・第一工程
次いで、イオン交換水200部に上記テトラヒドロフラン溶液を全量を添加した。この際水相はマグネチックスターラーでよく撹拌した。この時点において、水−テトラヒドロフラン混合溶液中のテトラヒドロフランの含有比率は、使用した水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率の1.4倍であった。・・・第二工程
その後、ロータリーエバポレーターでテトラヒドロフランを除去し、着色分散液XIを得た。この時の溶液中のテトラヒドロフランの濃度をガスクロマトグラフィーで分析したが、検出されず、溶液中には残留していないと判断される結果であった。・・・第三工程
(着色分散液XIIの作製)
市販の油溶性染料であるC.I.ソルベントイエロー42を10部、スチレン−マレイン酸ランダム共重合体(数平均分子量10,000)10部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムとイオン交換水200部を混合し、ビーズミル分散機で均一に分散するように良く攪拌混合し、着色分散液XIIを得た。
(着色分散液XIIIの作製)
市販の顔料であるC.I.ピグメントレッド122を10部、スチレン−マレイン酸ランダム共重合体(数平均分子量10,000)10部およびこの高分子分散剤中のアニオン基と当量の水酸化ナトリウムとイオン交換水200部を混合し、ビーズミル分散機で均一に分散するように良く攪拌混合し、着色分散液XIIIを得た。
実施例1〜9の着色分散液と比較例1〜4の着色分散液の、平均粒子径と分散安定性について表1に記載の評価を行った。その結果、表1に記載したように、いずれの実施例の着色分散液も比較例の着色分散液に比べて平均粒子径が小さく分散安定性が良好な結果が得られた。
各着色分散液をレーザー散乱法の粒度分布測定装置PAR−III(大塚電子(株)製)で測定し、平均粒子径を算出した。
各着色分散液を60℃で1ヶ月間保管した後、遠心分離装置で8000G1時間の処理を行い、着色分散液の上部と下部の濃度差について吸光スペクトルを測定することで、以下のように評価した。
◎:遠心処理後の着色分散液上部の吸光度/遠心処理後の着色分散液下部の吸光度が95%以上。
○:遠心処理後の着色分散液上部の吸光度/遠心処理後の着色分散液下部の吸光度が90%以上95%未満。
△:遠心処理後の着色分散液上部の吸光度/遠心処理後の着色分散液下部の吸光度が80%以上90%未満。
×:遠心処理後の着色分散液上部の吸光度/遠心処理後の着色分散液下部の吸光度が80%未満。
(インク2〜13の作製)
実施例10で使用した着色分散液Iに換わり、実施例11では着色分散液IIを、実施例12では着色分散液IIIを、実施例13では着色分散液IVを、実施例14では着色分散液Vを、実施例15では着色分散液VIを、実施例16では着色分散液VIIを、実施例17では着色分散液VIIIを、実施例18では着色分散液IXを、比較例5では着色分散液Xを、比較例6では着色分散液XIを、比較例7では着色分散液XIIを、比較例8では着色分散液XIIIを、それぞれ使用する以外は実施例10と同様にして、目的のインク2〜13を得た。
実施例10〜18のインクと比較例5〜8のインクを、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置BJF−660(キヤノン製)にそれぞれ搭載して、光沢紙SP101(キヤノン製)に印字を行い、表2に記載の評価を行った。その結果、表2に記載したように、いずれの実施例のインクも比較例のインクに比べて吐出安定性が良好で画像品位と発色特性が良好な結果が得られた。
各インクを60℃で1ヶ月間保管した後、5℃で湿度が10%の環境下において、100%ベタ画像を印字し1分間休止した後、再度100%ベタ画像を印字した画像を下記の評価基準で評価した。
◎:白スジが全くなく、正常に印字されている。
○:印字の最初の部分に僅かに白スジがみられる。
△:画像全体に白スジがみられる。
×:画像が殆ど印字されていない。
各インクを60℃で1ヶ月間保管した後、5℃で湿度が10%の環境下において25mm間隔の方眼模様を印字し、印字した画像を下記の評価基準で評価した。
◎:顕微鏡で観察しても印字が全く乱れることなく、方眼模様は25mm間隔で正常に印字されている。
○:顕微鏡で観察すると一部に印字の乱れがみられるが、方眼模様は25mm間隔に印字されている。
△:肉眼でも一部に印字の乱れがみられ、方眼模様の一部が25mm間隔からずれている。
×:全体で印字の乱れが肉眼でみられ、方眼模様の全体が25mm間隔からずれている。
印字物の彩度と画像濃度を目視で判断した。
○:彩度が高く画像濃度も高い。
△:彩度が低い、または画像濃度が低い。
×:彩度が低く画像濃度も低い。
14:流路(ノズル)
15:発熱素子基板
16:保護層
17−1、17−2:電極
18:発熱抵抗体層
19:蓄熱層
20:基板
21:インク
22:吐出オリフィス(微細孔)
23:メニスカス
24:インク小滴
25:被記録材
26:マルチノズル
27:ガラス板
28:発熱ヘッド
40:インク袋
42:栓
44:インク吸収体
45:インクカートリッジ
51:給紙部
52:紙送りローラー
53:排紙ローラー
61:ブレード
62:キャップ
63:インク吸収体
64:吐出回復部
65:記録ヘッド
66:キャリッジ
67:ガイド軸
68:モーター
69:ベルト
70:記録ユニット
71:ヘッド部
72:大気連通口
80:インク流路
81:オリフィスプレート
82:振動板
83:圧電素子
84:基板
85:吐出口
Claims (18)
- インクに使用する水不溶性色材、高分子分散剤および水から主としてなる着色分散液の製造方法において、
(1)水溶性有機溶媒に可溶の水不溶性色材と高分子分散剤を該水溶性有機溶媒に溶解させる第一工程、
(2)第一工程で作製した溶液を水に添加する第二工程、
(3)第二工程で作製した水溶液中の有機溶媒を除去する第三工程、
を少なくとも有し、かつ第二工程における第一工程で作製した溶液の添加量が、該溶液添加後の有機溶媒−水混合溶液中の有機溶媒含有比率(質量基準、以下同様)を溶液中の水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率より少なくなるように調整した添加量であることを特徴とする着色分散液の製造方法。 - 上記第三工程の後、第二工程と第三工程を繰り返して行う工程を含む請求項1に記載の着色分散液の製造方法。
- 上記第二工程における第一工程で作製した溶液の添加量が、該溶液添加後の有機溶媒−水混合溶液中の有機溶媒含有比率を溶液中の水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率の0.5倍(質量基準、以下同じ)以下になるように調整した添加量である請求項1または2に記載の着色分散液の製造方法。
- 上記第三工程で水溶液中の有機溶媒の含有量を、有機溶媒−水混合溶液中の有機溶媒含有比率で、溶液中の水不溶性色材全量が溶解される有機溶媒の最低含有比率の0.01倍未満になるようにする請求項1または2に記載の着色分散液の製造方法。
- 水溶性有機溶媒が、環状エーテルである請求項1に記載の着色分散液の製造方法。
- 水不溶性色材が、油溶性染料である請求項1に記載の着色分散液の製造方法。
- 水不溶性色材が、アニオン性染料をカチオン性化合物で水不溶化した色材である請求項1に記載の着色分散液の製造方法。
- 高分子分散剤が、少なくとも1種の疎水性ブロックと少なくとも1種の親水性ブロックとからなるブロック共重合体で、かつ各ブロックがビニルエーテルモノマーから構成された高分子分散剤である請求項1に記載の着色分散液の製造方法。
- 高分子分散剤の親水性ブロックが、アニオン性のビニルエーテルモノマーから構成されている請求項8に記載の着色分散液の製造方法。
- 高分子分散剤の親水性ブロックが、非イオン性のビニルエーテルモノマーから構成されている請求項8に記載の着色分散液の製造方法。
- 高分子分散剤の親水性ブロックが、非イオン性のビニルエーテルモノマーから構成されているブロックと、アニオン性のビニルエーテルモノマーから構成されているブロックとを少なくとも含む請求項8に記載の着色分散液の製造方法。
- 高分子分散剤が、疎水性のビニルエーテルモノマーで構成されたブロック、非イオン性の親水性ビニルエーテルモノマーから構成されたブロック、およびアニオン性の親水性ビニルエーテルモノマーから構成されたブロックの順番で少なくとも構成されている請求項11に記載の着色分散液の製造方法。
- 水不溶性色材、高分子分散剤、水溶性有機溶媒および水から主としてなるインクジェット記録用インクにおいて、請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法で作製した着色分散液を含有することを特徴とするインクジェット記録用インク。
- インクにエネルギーを与えて、該インクを飛翔させて被記録材に付与して行うインクジェット記録方法において、該インクが、請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法で作製した着色分散液を含有することを特徴とするインクジェット記録方法。
- エネルギーが、熱エネルギーである請求項14に記載のインクジェット記録方法。
- 被記録材が、少なくとも一方の面にインクを受容するコーティング層をもつ被記録材である請求項14に記載のインクジェット記録方法。
- インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法で作製した着色分散液を含有することを特徴とするインクカートリッジ。
- インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジと、該インクを吐出させるためのヘッド部を備えたインクジェット記録装置において、該インクが請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法で作製した着色分散液を含有することを特徴とするインクジェット記録装置。
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