JP5776141B2 - インクジェット記録用インク、並びに、該インクを用いたインクジェット記録方法、該インクを収容したカートリッジ、及び記録物 - Google Patents
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Description
また、界面活性剤を用いて顔料を分散したインクに対し、耐擦過性、耐水性及び保存安定性向上のため、樹脂エマルジョンを添加することが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、樹脂エマルジョンを添加するとインクの粘度が上昇するため、画像濃度/彩度を犠牲にして顔料濃度を下げるか、吐出安定性を犠牲にして湿潤剤を減らさなければならないという問題がある。
他の分散方式として、分散剤(界面活性剤)を使用することなく安定に分散させることができる表面改質型顔料インクが知られている。しかしながら、この表面改質型顔料インクには、印刷画像の耐擦過性、及び、耐水性が著しく劣るという問題がある。
更に他の分散方式として、顔料粒子を樹脂で被覆したマイクロカプセルあるいはエマルジョンタイプの分散体を用いたインクジェットインクが提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、この方式には、製造工程が長いため製造コストが高いという問題がある。
その対策として、普通紙等の記録媒体表面に、色材を定着するための材料を予め塗工した記録媒体や、表面に白色顔料や水溶性高分子を塗工した記録媒体が提案されているが、これらは特殊な処理を必要とするため高価であり、広く普及するには至っていない。
そこで、普通紙などの一般的な記録媒体にも対応するため、記録媒体上に予め色材の凝集性を有する前処理液を付与し、その部分にインクを噴射して印字することにより、普通紙においても画像濃度や彩度が高くできるインクジェット記録方法が提案されている。
該前処理液に含まれる凝集剤の種類は、色材の極性や分散方式により選定する。
例えば、色材がアニオン性の界面活性剤や高分子分散剤により分散されている場合は、カチオン性微粒子や多価金属塩が強い凝集性を示す。しかしながら、凝集反応が速いためインク滴が記録媒体の表面を浸透して広がる前に固定され、インクのドット径が広がらず、色間のにじみ(カラーブリード)は有効に抑えることができるものの、画像の濃度や彩度はかえって低くなってしまうという問題がある。さらに、色材顔料成分が記録媒体の表面のみに留まり、記録媒体の内部まで浸透しないため、耐擦過性が著しく悪くなるという問題がある。
色材に表面改質型顔料を用いた場合は親水基の種類により効果は異なるが、多価金属塩が強い凝集性を示す。しかしながら、この場合も凝集反応が速いため、アニオン性の界面活性剤や高分子分散剤による分散と同様に、カラーブリードは良好であるが、ドットの締り過ぎによる画像の濃度や彩度の低下が生じる場合があり、耐擦過性は不充分であるという問題がある。
色材に樹脂被覆型顔料を用いた場合は親水基の種類により効果は異なるが、有機酸や多価金属塩により凝集性を示す。この場合、凝集反応が比較的遅くインクのドット径が広がるため、画像の濃度や彩度が高く、耐擦過性も比較的良好であるが、逆にカラーブリードを有効に抑えることができないという問題がある。
以上のように、顔料の分散方式と凝集剤を含む前処理液には種類があり、種々の組み合わせが提案されているが、画像の濃度と彩度、カラーブリード、及び耐擦過性を全て満足できるインクや、インクと前処理液の組合せは、見出されていないのが現状である。
<1> 少なくとも、分散粒子A、分散粒子B、界面活性剤及び水を含有し、前記分散粒子Aは、有機顔料を界面活性剤を用いて水に分散して得られた着色粒子であり、前記分散粒子Bは、ポリマーで被覆した有機顔料を水に分散して得られた着色粒子であることを特徴とするインクジェット記録用インクである。
<2> 分散粒子Aの分散に用いられる界面活性剤が、下記一般式(1)で表される化合物である前記<1>に記載のインクジェット記録用インクである。
<3> 分散粒子Aの分散に用いられる界面活性剤が、下記構造式(3)から(6)のいずれかで表される化合物である前記<2>に記載のインクジェット記録用インクである。
<5> 分散粒子Bの被覆に用いられるポリマーが、ビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーのいずれかである前記<1>から<4>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクである。
<6> 有機顔料を含有しないポリウレタン樹脂エマルジョンを更に含有する前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクである。
<7> 水溶性溶剤を更に含む前記<1>から<6>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクである。
<8> 水溶性溶剤が、1,3−ブタンジオール及び3−メチル−1,3−ブタンジオールの少なくとも1種を含む前記<7>に記載のインクジェット記録用インクである。
<9> 炭素数8〜11のポリオールを更に含む前記<1>から<8>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクである。
<10> 炭素数8〜11のポリオールが、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール及び2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールの少なくとも1種を含む前記<9>に記載のインクジェット記録用インクである。
<11> 前記<1>から<10>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを記録媒体に吐出することを特徴とするインクジェット記録方法である。
<12> インクジェット記録用インクを記録媒体に吐出する前に、酸及び多価金属塩のいずれかからなる凝集剤と、水と、を少なくとも含有する前処理液を記録媒体に付与することを含み、前記凝集剤が、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、及び硫酸マグネシウムのいずれかである前記<11>に記載のインクジェット記録方法である。
<13> インクに刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を有するインクジェット記録装置を用いる前記<11>から<12>のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
<14> カートリッジケースと、該カートリッジケース内に収容された前記<1>から<10>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクとを有することを特徴とするインクジェット記録用カートリッジである。
<15> 記録媒体と、該記録媒体上に前記<1>から<10>のいずれかに記載のインクジェット記録用インクにより形成された画像とを有することを特徴とする記録物である。
発色性と耐擦過性に優れ、カラーブリードが抑えられた良好な画像を実現できるインクジェット記録用インク、並びに、該インクを用いたインクジェット記録方法、該インクを収容したカートリッジ、及び記録物を提供することができる。
本発明のインクジェット記録用インク(以下、単にインクということもある)は、少なくとも、分散粒子Aと、分散粒子Bと、界面活性剤と、水とを含有してなり、ポリウレタン樹脂エマルジョン、水溶性溶剤(水溶性有機溶剤(湿潤剤))、炭素数8〜11のポリオール、さらに、必要に応じてその他の成分を含有してなる。
そして、前記インクを記録媒体に吐出することにより、発色性と耐擦過性に優れ、カラーブリードが抑えられた良好な画像を実現することができる。
前記分散粒子Aは、有機顔料を界面活性剤を用いて水に分散したものである。
前記有機顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリレン系顔料、イソインドレノン系顔料、アニリンブラック顔料、アゾメチン系顔料、ローダミンBレーキ顔料、などが挙げられる。
また、有機顔料は、以下のイエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、中間色顔料、カラー顔料のいずれかであってもよい。
前記イエロー顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG)、2、3、12(ジスアゾイエローAAA)、13、14、16、17、20、23、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、73、74、75、81、83(ジスアゾイエローHR)、86、93、95、97、98、100、101、104、108、109、110、114、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185、などが挙げられる。
また、中間色顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、レッド、グリーン、ブルー用としてC.I.ピグメントレッド177、194、208、224、254、264、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、71、C.I.ピグメントバイオレット3、19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントグリーン7、36、などが挙げられる。
前記カラー顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ピグメントイエロー74、138、150、155、185、ピグメントレッド122、202、208、209、ピグメントバイオレット19、23、ピグメントブルー15:3、15:4、60、ピグメントグリーン7、36が、分散性や発色性の点で好ましい。
有機顔料の平均粒径が20nm以上であれば、耐光性が低下したり保存安定性が悪化することはない。また、200nm以下であれば、印写画像の彩度が低下したり、インク保存時の増粘凝集や印写時のノズルの詰まりが生じやすくなることはない。
なお、前記平均粒径は、日機装社製マイクロトラックUPA−150を用い、測定サンプル中の顔料濃度が0.01質量%になるように純水で希釈したサンプルを用い、粒子屈折率1.51、粒子密度1.4g/cm3、溶媒パラメーターとして純水のパラメーターを用い、23℃で測定した50%平均粒径(D50)のことである。
インク中の有機顔料濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜12質量%がより好ましく、4質量%〜10質量%が特に好ましい。前記有機顔料濃度が2質量%以上であれば、十分な着色力が得られ、画像の鮮やかさが劣るようなことはなく、15質量%以下であれば、インクの保存安定性が低下したり、画像がくすんだりすることはない。
前記界面活性剤は、有機顔料の水への分散に用いられる。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、顔料種別あるいはインク処方に応じて適宜選択することができ、例えば、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、などが挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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ミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−α−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルナフチルエーテル、などが挙げられる。
これらの中でも、前記一般式(1)で表されるノニオン性界面活性剤が、前記分散粒子Aの保存安定性を向上できる点で、好ましい。前記一般式(1)のR2、l、kは、後述する実施例では、l=0、k=50のもの、及び、R2=C12H25、l=1、k=42のもの、l=0、k=40のもの、l=0、k=25のものを用いたが、R2としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアラルキル基、アリル基のいずれでもよく、lは、0〜7の整数であり、kは、20〜80程度の範囲内であれば、使用可能である。
また、これらの界面活性剤のポリオキシエチレンの一部をポリオキシプロピレンに置き換えたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等の界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の芳香環を有する化合物をホルマリン等で縮合させた界面活性剤、などについても使用することができる。
前記ノニオン系界面活性剤のHLBとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、12〜19.5が好ましく、13〜19がより好ましい。
HLBが12以上であれば、界面活性剤の分散媒へのなじみが悪いため分散安定性が悪化するようなことはなく、HLBが19.5以下であれば、界面活性剤が顔料に吸着しにくくなり分散安定性が悪化することはない。
前記分散粒子Bは、ポリマーで被覆した有機顔料(ポリマー被覆顔料粒子)を水に分散したものである。
前記分散粒子Bは、有機顔料粒子の周りを親水性のポリマーで被覆するマイクロカプセル化、あるいはエマルジョン化という処理を施すことで水系媒体中に分散することができる。
前記マイクロカプセル化、あるいは前記エマルジョン化の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、化学的製法、物理的製法、物理化学的方法、機械的製法等の従来公知の方法を用いることができる。具体的には、酸析法、転相乳化法、界面重合法、in−situ重合法、液中硬化被膜法、コアセルベーション(相分離)法、液中乾燥法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法、などが挙げられるが、特に、酸析法、転相乳化法及び界面重合法がインクジェットに好適に用いられる。
前記イオン性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、これらのアルカリ金属塩基又はアンモニウム塩基、第1級〜第3級アミン基、などが挙げられる。
これらの中でも、カルボン酸アルカリ金属塩基、カルボン酸アンモニウム塩基、スルホン酸アルカリ金属塩基、及びスルホン酸アンモニウム塩基が好ましく、スルホン酸アルカリ金属塩基、及びスルホン酸アンモニウム塩基が、水分散安定性の点で、好ましい。
前記イオン性基の導入は、樹脂合成時に、イオン性基を有する単量体を添加することにより行われる。
前記塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アンモニウム系イオン、Li、Na、K、Mg、Ca、Cu、Fe、などが挙げられる。
これらの中でも、Li、K又はNaが好ましい。
前記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、特開2000−53897号公報及び特開2001−139849号公報に開示されているポリマー、などが挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーが好ましい。
前記ビニル系ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下に示す重合性モノマーから得られるもの、などが挙げられる。
前記重合性モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロルスチレン、ジビニルベンゼン等のビニル系芳香族炭化水素;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸−n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸−3−(メチル)ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−t−ブチル、メタクリル酸−n−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸−3−(メチル)ブチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等の(メタ)アクリル酸エステル系、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;(メタ)アクリルアミド;N−置換マレイミド;無水マレイン酸;(メタ)アクリロニトリル;ビニルケトン;酢酸ビニル;塩化ビニリデン;を、単独で、あるいは、二種類以上組み合わせて重合させた樹脂、などが挙げられる。
前記ポリエステル系ポリマーは、多価カルボン酸類と多価アルコール類とからなる。
前記多価カルボン酸類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、スルホテレフタル酸、5−スルホイソフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、4−スルホフタル酸、4−スルホナフタレン−2,7−ジカルボン酸、5−〔4−スルホフェノキシ〕イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;芳香族オキシカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸;などが挙げられる。
前記界面活性剤(浸透剤)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、親水基の極性が異なる、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、などが挙げられる。また、前記界面活性剤(浸透剤)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、疎水基の構造の異なる、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤、などが挙げられる。
界面活性剤(浸透剤)をインクに添加すると、表面張力が低下し、紙等の記録媒体にインク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が速くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。なお、本発明のインクの適正な表面張力の範囲は20mN/m〜35mN/mである。
前記アニオン性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム塩等のラウリルアルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
前記ポリエーテル変性シリコーン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ポリシロキサンの側鎖にポリエーテル基を導入した側鎖型(ペンダント型)、ポリシロキサンの片末端にポリエーテル基を導入した片末端型、両端に導入した両末端型(ABA型)、ポリシロキサンの側鎖と両末端の両方にポリエーテル基を導入した側鎖両末端型、ポリエーテル基を導入したポリシロキサン(A)と未導入のポリシロキサン(B)を繰返し結合したABn型、枝分かれしたポリシロキサンの末端にポリエーテル基を導入した枝分かれ型、などが挙げられる。
中でも、ポリシロキサンの側鎖にポリエーテル基を導入した構造を有する側鎖型(ペンダント型)が好ましい。
前記シリコーン系界面活性剤の市販品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、KF−353(信越化学工業社製)、L−7604(東レ・ダウコーニング社製)、BYK−348(ビッグケミー・ジャパン社製)、などが挙げられる。
前記界面活性剤を浸透剤としてインクへ添加する場合の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05質量%〜5質量%が好ましく、0.1質量%〜3質量%がより好ましい。
前記ポリウレタン樹脂エマルジョンは、分散粒子Aの分散安定性の向上、印刷物の定着性(耐擦過性)の向上などの目的で含有させるものである。
前記ポリウレタン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等のポリオールとを重合させたもの、などが挙げられる。
前記ポリイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物、トルイレンジイソシアネート、フェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、これらジイソシアネートの変性物(カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン含有変成物など)、などが挙げられる。
前記ポリエステルポリオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペート、ポリ−3−メチルペンチルアジペート、ポリエチレン/ブチレンアジペート、ポリネオペンチル/ヘキシルアジペート、などが挙げられる。
前記ポリラクトンポリオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカプロラクトンジオール、ポリオメガヒドロキシカプロン酸ポリオール、などが挙げられる。
前記ポリカーボネートポリオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プロパンジオール−(1,3)、ブタンジオール−(1,4)、ヘキサンジオール−(1,6)、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等のジオールと;ホスゲンと;ジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート、又は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネートと;の反応で得られる生成物のような公知のもの、などが挙げられる。
前記ポリカーボネートポリオールとしては、ポリエステル又はポリラクトンと、ホスゲンと、ジアリールカーボネート又は環状カーボネートとの反応で得られるポリエステルカーボネートも好適である。
前記イオン性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、これらのアルカリ金属塩基、アルカリ土類金属塩基、アンモニウム塩基、第1級〜第3級アミン基、などが挙げられる。これらの中でも、カルボン酸アルカリ金属塩基、カルボン酸アンモニウム塩基、スルホン酸アルカリ金属塩基、及びスルホン酸アンモニウム塩基が好ましく、スルホン酸アルカリ金属塩基及びスルホン酸アンモニウム塩基が、水分散安定性の点で、好ましい。前記イオン性基の導入は、樹脂合成時にイオン性基を有する単量体を添加することにより行われる。前記塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Li、K、Na塩、などが挙げられる。
本発明のインクは水を液媒体として使用するが、インクの乾燥を防止するため(湿潤剤として)、及び分散安定性を向上するためなどの目的で、水溶性有機溶剤を含有させることが好ましい。
前記水溶性溶剤(水溶性有機溶剤(湿潤剤))としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−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、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類;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、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ブチルエーテル、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;プロピレンカーボネート;炭酸エチレン;などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記湿潤剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、糖類を含有するものが好ましい。
前記糖類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類及び四糖類を含む)、多糖類、などが挙げられる。これらの中でも、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、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などが挙げられる。
前記多糖類とは、広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなどの自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
また、これらの糖類の誘導体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記した糖類の還元糖{例えば、糖アルコール〔一般式HOCH2(CHOH)nCH2OH(n=2〜5の整数)〕}、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸、などが挙げられる。これらの中でも、D−ソルビトール、ソルビタン、マルチトール、エリスリトール、ラクチトール、キシリトール等の糖アルコールが好ましい。
特に、本発明においては、グリセリン、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオールを用いた場合、保存安定性、及び吐出安定性に優れたインクを作製することができる。
前記水溶性溶剤(水溶性有機溶剤(湿潤剤))の配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インク全体の10質量%〜50質量%が好ましい。
前記インク中の前記湿潤剤の総質量(X)に対する、前記有機顔料と後述する樹脂エマルジョンの総質量(Y)の比(X/Y)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5〜12.5が好ましく、1.0〜6.0がより好ましく、2.0〜5.0が特に好ましい。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
本発明のインクには、主に画像耐擦過性向上及び着色剤に有機顔料を用いた場合の保存安定性向上の目的で樹脂エマルジョンを添加してもよい。画像耐擦過性の向上には、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂のエマルジョンが好ましく、保存安定性の向上にはポリウレタン樹脂のエマルジョンが特に好ましい。しかし、画像耐擦過性向上と保存安定性向上を同時に達成できる樹脂エマルジョンは少ないため、2種類の樹脂エマルジョンを併用することもできる。これらの樹脂エマルジョンは市販のものを必要に応じて適宜選択して用いることができる。
前記炭素数8〜11のポリオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−へキサンジオール、などが挙げられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、キレート試薬、紫外線吸収剤、酸化防止剤、などが挙げられる。
前記pH調整剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩を1種類以上含むものが好ましい。
前記アルコールアミン類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、などが挙げられる。
前記アルカリ金属水酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、などが挙げられる。
前記アンモニウム水酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物等が、ホスホニウム水酸化物としては、第4級ホスホニウム水酸化物が、アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、などが挙げられる。
前記pH調整剤は、インクをアルカリ性に保つことにより分散状態を安定化し、吐出を安定化する目的で添加する。しかし、pH11以上ではインクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や、漏洩、吐出不良等の問題が発生してしまう。有機顔料を界面活性剤(分散剤)とともに水に混練分散する際に、pH調整剤を加える方が、混練分散後、湿潤剤、浸透剤等の添加剤とともに加えるよりも好ましい。これは、pH調整剤によっては添加により分散を破壊する場合もあるためである。
前記防腐防黴剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、などが挙げられる。
前記防錆剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、などが挙げられる。
前記キレート試薬としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム、などが挙げられる。
本発明のインクジェット記録方法は、少なくとも吐出工程を含んでなり、さらに、必要に応じて適宜選択した、前処理液付与工程等のその他の工程を含む。
前記吐出工程は、本発明のインクジェット記録用インクを記録媒体に吐出する工程である。
前記前処理液付与工程は、前記吐出工程前に、前処理液を記録媒体に付与する工程である。
前記前処理液は、少なくとも有機酸又は多価金属塩からなる凝集剤及び水を含有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
インクの分散性及び溶解性の少なくともいずれかを低下させるインク定着助剤を含有する無色又は薄色の前処理液を、インクジェット法により記録媒体に噴射して付与したり、ローラで塗布した後にインクジェット記録方法で画像を形成することは、従来より行われている。
一般に用いられている水性のインクには、大多数の場合、アニオン性化合物又は、負に帯電した粒子が含まれている。従って、インクに含有されるアニオン性染料、アニオン性顔料、アニオン性高分子化合物、アニオン性エマルジョンなどのアニオン性化合物などの、負に帯電した粒子と反応してインクの分散性及び溶解性の少なくともいずれかを低下させるインク凝集剤として、前処理液にはカチオン性化合物又は酸を含有することが好ましい。
インク凝集剤としては、一般に、有機酸、多価金属塩、カチオン性ポリマー、カチオン性粒子(エマルジョン)などが用いられているが、本発明においては、有機酸又は多価金属塩を用いることで、他のインク定着助剤に比べ格段の画質改善効果が得られる。
前記インク凝集剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10質量%〜80質量%が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。含有量が10質量%以上であれば、前処理液の付着量が多くなって、付与した記録媒体にコックリングが発生するようなことはない。また、含有量が80質量%以下であれば、液中に沈殿を生じることはなく、液を均一に記録媒体に付与することができる。
前記有機酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、琥珀酸、酒石酸、フタル酸、グリシン、グルタミン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、又は、これらの化合物の誘導体又は塩、などが挙げられる。
前記多価金属塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塩化アルミニウム、塩化カルシウム、硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム、アンモニウムみょうばん、などが挙げられる。より具体的には、硝酸マグネシウム/六水和物、酢酸マグネシウム/四水和物、硝酸カルシウム/四水和物、酢酸カルシウム/一水和物、塩化カルシウム/無水物、乳酸カルシウム/五水和物、蟻酸カルシウム/無水物、安息香酸マグネシウム/三水和物、硫酸マグネシウム/七水和物、などが挙げられる。
前記カチオン性ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サンスタットE−818、サンフィックス70、サンフィックス555C、サンフィックスLC−55、サンフックスPAC−700コンク、サンヨウエリオンA−3、サンフィックス414、サンフィックス555、サンフィックスPRO−100、サンフィックス555US、セロポールYM−500(いずれも三洋化成工業社製);#675、#FR−2P、#1001(いずれも住友化学工業社製);LUPASOL SC61B(BASF社製)、などが挙げられる。また、ZP−700(ビニルホルムアミド系)、MP−184(ポリアクリル酸エステル系)、MP−173H(ポリメタクリル酸エステル系)、MP−180(ポリメタクリル酸エステル系)、MX−0210(ポリメタクリル酸エステル系)、MX−8130(ポリアクリル酸エステル系)、E−395(ポリアクリル酸エステル系)、E−305(ポリアクリル酸エステル系)、Q−105H(ジシアンジアミド系)、Neo−600(ポリアクリルアミド系)、Q−101(ポリアミン系)、Q−311(ポリアミン系)、Q−501(ポリアミン系)(いずれもハイモ社製);スーパーフロック2490(ポリアクリル酸塩系)、スーパーフロック3180、3380、3580、3880、3390、3590、3500、SD2081(ポリアクリルアミド)、アコフロックC498T、C498Y(ポリアクリル酸エステル系)、スーパーフロック1500、1600、アコフロックC481、C483、C485、C488、C480(ポリメタアクリル酸エステル)、アコフロックC567、C573、C577、C581(ポリアミン系)(いずれも三井サイテック社製);PAS−A−1、PAS−A−5、PAS−A−120L、PAS−A−120S、PSA−J−81、PAS−880、PAS−92(ジアリルジメチルアンモニウム塩系共重合物)、PAS−H−5L、PAS−H−10L、PAS−M−1(ジアリルジメチルアンモニウム塩系重合物)、PAA−HCl−3L、PAA−HCl−10L(ポリアリルアミン塩酸塩)、PAA−10C(ポリアリルアミン)(いずれも日東紡績社製);ポリマロン360、サイズパインK−921、サイズパインK−925(いずれも荒川化学工業社製)、などが挙げられる。
その他、本発明に用いることのできるカチオン性4級アンモニウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオネットD46、イオネットLEC、セクリルVN、サンスタット1200、サンスタットKT−305C、カチオンG−50、イオネットRK−15(いずれも三洋化成工業社製)、などが挙げられる。
前記カチオン性粒子が分散、懸濁された液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カチオン性を有する樹脂エマルジョン、カチオン性の白色又は薄色の顔料分散体、などが挙げられる。
前記カチオン性のエマルジョンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリットUW319−SX、アクリットRKW−460、アクリットRKW−400SX、アクリットRKW−450SX、アクリットRKW−450(いずれも大成化工社製)など、が挙げられる。なお、スチレン−アクリル系のカチオン性エマルジョンが市販品として入手できる。
カチオン性の白色又は薄色の顔料分散体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カチオン性を有するシリカの分散体、などが挙げられる。中でも、水に分散した0.1μm前後の球状シリカの分散体であるシリカゾル、が好ましい。前記カチオン性シリカとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スノーテックスAK(日産化学工業社製)、SMR8−17−109SMSG 3CS(グレースジャパン社製)、CEP10AK97002(CABOT社製)、など挙げられる。
前記前処理液添加剤として、前処理液には、水よりも沸点の高い水溶性溶剤を20質量%〜80質量%用いることが好ましい。また、前処理液中の水などの溶媒成分が蒸発することにより粘度が変化すると、記録媒体への付与量も変化してしまい、一定の画像品質を確保することができない。乾燥防止以外に、記録媒体の前処理液を所望の物性にするため、インク中の着色剤を不溶化する化合物やその他の添加剤の溶解安定性を向上させるため、また記録媒体の前処理液の塗工特性を安定にするため等の目的で、本発明に係るインクと同様の水溶性溶剤(水溶性有機溶剤(湿潤剤))を使用することができる。水溶性溶剤の添加量が20質量%以上であれば、前処理液からの水分の蒸発を抑制でき、水分蒸発による前処理液の粘度変化が抑えられ、付与量の安定性を確保できる。また、水分蒸発によりカチオン性ポリマーの溶解安定性が悪くなったり、前処理液がゲル化したり、不溶物が発生したりすることもない。
前記水の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、40質量%以下が好ましく、10質量%〜30質量%がより好ましい。前記水の含有量が40質量%以下であれば、前処理液の記録媒体への付与時や、付与装置の放置期間中に水分が蒸発することにより、液の粘度が上昇したり、ゲル化を生じたり、不溶物が析出したりする問題が生じることはない。
前処理液は、界面活性剤及び/又は濡れ促進剤を添加し、その表面張力が40mN/m以下に調整され、記録媒体や前処理液を付与するために用いる付与手段への濡れ性を高めることが好ましい。濡れ性を高めることにより、記録媒体に均一に前処理液が付着するため、少ない付与量で、画像品質を高めることが可能となる。また、ゴムローラ、金属ローラなどの液付与手段への濡れ性を高めることにより、記録媒体への均一な塗布が容易となる。
前記界面活性剤としては、前述したインクの場合と同様の界面活性剤を用いることもできるが、前処理液の均一性を確保するためには、カチオン性界面活性剤が好ましく、インクと記録媒体表面との濡れ性を向上させるとともに、高画質で、かつ画像濃度の高い耐水に優れた画像が得られる。前記カチオン性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオネットD46、イオネットLEC、セクリルVN、サンスタット1200、サンスタットKT−305C、カチオンG−50、イオネットRK−15(いずれも三洋化成工業社製)、などが挙げられる。前処理液における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.1質量%〜50質量%が好ましい。
また、表面張力を調整する目的で界面活性剤以外の濡れ促進剤を添加することができ、界面活性剤以外の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述したインクの場合と同様の2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール等の炭素数8〜11のポリオールが挙げられる。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。
前処理液には記録媒体と接触させながら前処理液を付与するため、例えば、紙粉のような汚染原因物質が混じり込みやすく、前処理液を変質させ、変質による付着量変化や画質改善効果自体の低下を及ぼすことがあるため、防腐防黴剤を含有させることが好ましい。
前記防腐防黴剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述したインクの場合と同様の防腐防黴剤、などが挙げられる。
また、前処理液のpH値は、ほぼ中性に保たれることが好ましい。前処理液のpH値を所望の値に調整するために、前述したインクの場合と同様のpH調整剤を添加することができる。
その他、画像の耐光性を向上するために、前処理液には、前述したインクの場合と同様に、紫外線吸収剤、酸化防止剤を添加することができる。
本発明のインクジエット記録方法では、前処理液を記録媒体に付与し、前処理液が乾燥固化する前に有機顔料(着色剤)を含むインクで画像を記録する。この方法に適用可能な前処理液付与機構を備えたインクジェット記録装置の一例について、図1を参照しつつ説明する。
図1の装置において、記録媒体6は給紙ローラ7によって送り出され、塗布ローラ4とカウンタローラ5によって、前処理液容器42内に充填された前処理液1が記録媒体に均一に薄く付与される。前処理液1は汲み上げローラ3によって汲み上げられ、膜厚制御ローラ2によって塗布ローラ4に均一に供給される。記録媒体は前処理液を付与されながらインクジェット記録ヘッド20のある記録走査部まで送られる。前処理液付与動作の終了部(図1中のA部)から記録走査開始部(図1中のB部)までの用紙経路の長さは、記録媒体の送り方向の長さより長く設定されているので、記録媒体が記録走査開始部に到達した時点では、前処理液の付与を完全に終了することができる。この場合、前処理液の付与は、インクジェット記録ヘッド20が印字のための走査を開始し、記録媒体6が間欠的に搬送される前に実施できるため、記録媒体の搬送速度が一定の状態で連続的に付与でき、ムラのない均一な付与が可能となる。なお、図1の装置例では前処理の必要な記録媒体は下段のカセットから、必要がないか処理されては困る記録媒体は上段のカセットから供給するようになっているため、記録媒体搬送経路を長く設けるのに好都合である。
なお、図1の8は給紙トレイ、11、12、13、14、15、16は用紙送りローラ、17は用紙、18は給紙ローラ、20は記録ヘッド、21はインクカートリッジ、22はキャリッジ軸、23はキャリッジである。
本発明に係るインク又は前処理液は、カートリッジ状の容器に収容して用いることができ、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を付設してもよい。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋を有するものなどが好適に挙げられる。
前記インク又は前処理液のカートリッジの一例について図2を参照しつつ説明する。
図2は、収容袋241をカートリッジケース244内に収容したカートリッジ200を示す概略図である。注入口242からインク又は前処理液を収容袋241内に充填し、該袋中に残った空気を排気した後、注入口242を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなる排出口243に装置本体の針を刺して装置に供給する。収容袋241は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。そして、通常はプラスチック製のカートリッジケース244内に収容し、カートリッジ200として各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。
本発明の記録物は、記録媒体と、該記録媒体上に形成された画像とを有し、該画像が本発明のインクジェット記録用インクにより形成されている。
(製造例1)
<顔料分散体(分散粒子A含有物)A1の調製>
−分散体材料の組成−
・C.I.ピグメントレッド122… 15.0部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製:Jet Magenta DMQ)
・下記構造式(2)で表される界面活性剤(分散剤)… 5.0部
・イオン交換水… 80.0部
次いで、混練したミルベースを取り出し、1μmのフィルターで濾過して、顔料濃度15質量%のマゼンタ顔料分散体(分散粒子A含有物)A1を得た。
<顔料分散体(分散粒子A含有物)A2〜A15の調製>
有機顔料及び界面活性剤(分散剤)を下記の表1に示すように代えたこと以外は、顔料分散体A1と同様の方法で、顔料濃度15質量%の顔料分散体(分散粒子A含有物)A2〜A15を得た。
<顔料分散体(分散粒子B含有物)B1の調製>
(1)ポリマーaの合成
−ポリマーaの原料−
・デカン酸エポキシエステル
(ジャパンエポキシレジン社製:カージュラ E−10P)… 10.0部
・アジピン酸… 27.0部
・ヘキサヒドロ無水フタル酸… 42.0部
・ネオペンチルグリコール… 2.0部
・トリメチロールプロパン… 26.0部
・ジブチル錫ジオキサイド… 0.1部
上記原料を、脱水管、温度計、窒素ガス導入管及び撹拌装置を備えた容量2リットルの四つ口フラスコに入れ、脱水しながら3時間かけて180℃まで昇温させて脱水縮合反応を行い、ポリマーa(ポリエステル樹脂)を得た。
(2)顔料分散体(分散粒子B含有物)B1の調製
−分散体材料の組成−
・C.I.ピグメントレッド122… 12.0部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製:Jet Magenta DMQ)
・ポリマーa… 15.0部
・2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール… 1.0部
・イオン交換水… 72.0部
上記の材料を用いて顔料分散体(分散粒子B含有物)B1を作製した。
即ち、ポリマーaを、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオールを加えて水に溶解させた後、顔料を加えて充分に湿潤させ、粒径0.5mmジルコニアビーズを充填した混練装置:ダイノーミル KDL A型(WAB社製)を用いて、2,000rpmで40分間混練を行なった。
次いで、混練したミルベースに1規定の塩酸を3部加えて撹拌した後、イオン交換水400部を加えて良く撹拌し、遠心分離器を用いて顔料ペーストと水に分離し、上澄み液を除去する操作を数回繰り返した。
次いで、塩基性化合物として、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオールを加え、再び上記混練装置で混練を行った後、ミルベースを取り出し、1μmのフィルターで濾過して、顔料濃度15質量%のマゼンタ顔料分散体(分散粒子B含有物)B1を得た。
<顔料分散体(分散粒子B含有物)B2、B3の調製>
有機顔料を表2に示すように代えたこと以外は、顔料分散体(分散粒子)B1と同様の方法で、顔料濃度15質量%の顔料分散体(分散粒子)B2、B3を得た。
<顔料分散体(分散粒子B含有物)B4の調製>
(1)ポリマーbの合成
−ポリマーbの原料1−
・スチレン… 11.2部
・アクリル酸… 2.8部
・ラウリルメタクリレート… 12.0部
・ポリエチレングリコールメタクリレート… 4.0部
・スチレンマクロマー(東亜合成社製:AS−6)… 4.0部
・メルカプトエタノール… 0.4部
−ポリマーbの原料2−
・スチレン… 100.8部
・アクリル酸… 25.2部
・ラウリルメタクリレート… 108.0部
・ポリエチレングリコールメタクリレート… 36.0部
・ヒドロキシエチルメタクリレート… 60.0部
・スチレンマクロマー(東亜合成社製:AS−6)… 36.0部
・メルカプトエタノール… 3.6部
・アゾビスジメチルバレロニトリル… 2.4部
・メチルエチルケトン… 18.0部
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、上記ポリマーb原料1を仕込み、65℃に昇温した。
次いで、上記ポリマーb原料2の混合溶液を2.5時間かけて昇温したフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8部と、メチルエチルケトン18.0部の混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。続いて65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8部を添加し、更に1時間熟成した。
反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364.0部を添加し、濃度が50質量%のポリマーb(ビニル樹脂)溶液800部を得た。
上記ポリマーb溶液を含む下記の材料を用いて分散体を作成した。
即ち、顔料とポリマーb溶液を十分に攪拌した後、3本ロールミル(ノリタケカンパニー社製:NR−84A)を用いて20回混練した。
次いで、得られたペーストをイオン交換水200部に投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトンと水を留去し、顔料濃度15質量%のマゼンタ分散体B4を得た。
−分散体材料の組成−
・C.I.ピグメントバイオレット19… 26.0部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製:CINQUASIA PACIFIC
Red 2020)
・ポリマーb溶液(濃度50質量%)… 28.0部
・1mol/L水酸化カリウム水溶液… 13.6部
・メチルエチルケトン… 20.0部
・イオン交換水… 30.0部
<顔料分散体(分散粒子B含有物)B5〜B9>
有機顔料を下記表2に示すように代えたこと以外は、顔料分散体(分散粒子B含有物)B4と同様の方法で、顔料濃度15質量%の顔料分散体(分散粒子B含有物)B5〜B9を得た。
<インク処方>
下記材料をイオン交換水に溶解した後、1μmのフィルターで濾過して、インクジェット記録用マゼンタインクを得た。
・顔料分散体(分散粒子A含有物)A1… 20.0部
・顔料分散体(分散粒子B含有物)B1… 20.0部
・ディスパノールTOC… 1.5部
(ポリオキシエチレンアルキレン誘導体、固形分100質量%、日本油脂社製)
・グリセリン… 15.0部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール… 15.0部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール… 2.0部
・トリエタノールアミン… 0.2部
・プロキセルLV(防腐防黴剤、アベシア社製)… 0.1部
・イオン交換水… 26.2部
実施例1において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A1及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B1の組合せを用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A2及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B2の組合せを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例1において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A1及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B1の組合せを用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A3及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B3の組合せを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
下記材料をイオン交換水に溶解した後、1μmのフィルターで濾過して、インクジェット記録用マゼンタインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体A4… 32.0部
・顔料分散体B4… 8.0部
・W−5661… 1.0部
(ポリウレタン樹脂エマルジョン、固形分35質量%、三井武田ケミカル社製)
・ソフタノールEP5035… 1.0部
(ポリオキシアルレンアルキルエーテル、固形分100質量%、日本触媒社製)
・グリセリン… 14.0部
・1,3−ブタンジオール… 14.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール… 2.5部
・トリエタノールアミン… 0.2部
・プロキセルLV(防腐防黴剤、アベシア社製)… 0.1部
・イオン交換水… 27.2部
実施例4において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A4及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B4の組合せを用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A5及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B5の組合せを用いたこと以外は、実施例4と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例4において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A4及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B4の組合せを用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A6及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B6の組合せを用いたこと以外は、実施例4と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
下記材料をイオン交換水に溶解した後、1μmのフィルターで濾過して、インクジェット記録用マゼンタインクを得た。
<インク処方>
・顔料分散体A7… 28.0部
・顔料分散体B7… 12.0部
・KF−353… 0.1部
(ポリエーテル変性シリコーンオイル、固形分100質量%、信越シリコーン社製)
・ゾニールFS−300… 1.3部
〔ポリオキシアルキレン(C2〜3)−2−パーフルオロアルキル(C4〜16)
エチルエーテル、固形分40質量%、デュポン社製〕
・グリセリン… 17.0部
・1,3−ブタンジオール… 17.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール… 2.0部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール… 0.2部
・プロキセルLV(防腐防黴剤、アベシア社製)… 0.1部
・イオン交換水… 22.3部
実施例7において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A7及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B7の組合せを用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A8及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B8の組合せを用いたこと以外は、実施例7と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例7において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A7及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B7の組合せを用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A9及び顔料分散体(分散粒子B含有物)B9の組合せを用いたこと以外は、実施例7と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
実施例4において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A4を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A10を用いたこと以外は、実施例4と同様にしてインクジェット記録用マゼンタインクを得た。
実施例5において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A5を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A11を用いたこと以外は、実施例5と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例6において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A6を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A12を用いたこと以外は、実施例6と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
実施例7において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A7を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A13を用いたこと以外は、実施例7と同様にしてインクジェット記録用マゼンタインクを得た。
実施例8において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A8を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A14を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例9において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A9を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子A含有物)A15を用いたこと以外は、実施例9と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
下記材料をイオン交換水に溶解した後、5μmのフィルターで濾過して、インクジェット記録用前処理液を得た。
<前処理液処方>
・琥珀酸… 10.0部
・グリセリン… 10.0部
・1,3−ブタンジオール… 10.0部
・ゾニールFS−300… 1.3部
〔ポリオキシアルキレン(C2〜3)−2−パーフルオロアルキル(C4〜16)
エチルエーテル、固形分40質量%、デュポン社製〕
・トリエタノールアミン… 2.0部
・イオン交換水… 66.7部
実施例10において、琥珀酸を用いる代わりに、クエン酸を用いたこと以外は、実施例10と同様にしてインクジェット記録用前処理液を得た。
実施例10において、琥珀酸を用いる代わりに、乳酸を用いたこと以外は、実施例10と同様にしてインクジェット記録用前処理液を得た。
実施例10において、琥珀酸を用いる代わりに、酒石酸を用いたこと以外は、実施例10と同様にしてインクジェット記録用前処理液を得た。
実施例10において、琥珀酸を用いる代わりに、リンゴ酸を用いたこと以外は、実施例10と同様にしてインクジェット記録用前処理液を得た。
実施例10において、琥珀酸を用いる代わりに、塩化カルシウムを用いたこと以外は、実施例10と同様にしてインクジェット記録用前処理液を得た。
実施例10において、琥珀酸を用いる代わりに、硫酸マグネシウムを用いたこと以外は、実施例10と同様にしてインクジェット記録用前処理液を得た。
<顔料分散体(分散粒子)C1の調製>
C.I.ピグメントブルー15:3(BASF・ジャパン社製:HELIOGEN Blue D7079)300gを水1,000gによく混合した後、次亜塩素酸ソーダ(有効塩素濃度12モル%)450gを滴下して、100℃〜105℃で8時間撹拌した。
次いで、上述した混合液に次亜塩素酸ソーダ(有効塩素濃度12モル%)100gを加え、粒径0.5mmのジルコニアビーズを充填したダイノーミル KDL A型(WAB社製)を用いて、2,000rpmで2時間分散した。
次いで、得られたスラリーを水で10倍に希釈し、水酸化リチウムでpHを調整した後、電導度0.2mS/cmまで限外濾過膜で脱塩濃縮した。
さらに、遠心処理により粗大粒子を除き、1μmのフィルターで濾過して、顔料濃度15質量%のシアン顔料分散体C1を得た。
<顔料分散体(分散粒子)C2の調製>
−分散体材料の組成−
・C.I.ピグメントレッド122… 15.0部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製:Jet Magenta DMQ)
・ジョンクリル819… 5.0部
(スチレン−アクリル系高分子分散剤、BASF・ジャパン社製)
・イオン交換水… 80.0部
前記スチレン−アクリル系高分子分散剤をイオン交換水に加えて溶解させ、顔料を混合/攪拌して充分に湿潤させ、粒径0.5mmジルコニアビーズを充填した混練装置(ダイノーミルKDL A型(WAB社製))を用いて、2,000rpmで60分間混練を行なった。
次いで、混練したミルベースを取り出し、1μmのフィルターで濾過して、顔料濃度15質量%のマゼンタ顔料分散体C2を得た。
実施例3において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A3の添加量を20部から40部に変え、顔料分散体(分散粒子B含有物)B3の添加量を20部から0部に変えたこと以外は、実施例3と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
実施例3において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A3の添加量を20部から0部に変え、顔料分散体(分散粒子B含有物)B3の添加量を20部から40部に変えたこと以外は、実施例3と同様にしてインクジェット記録用イエローインクを得た。
実施例5において、顔料分散体(分散粒子B含有物)B5を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子含有物)C1を用い、さらに、グリセリン及び1,3−ブタンジオールの添加量を、それぞれ、14.0部から12.0部に変えたこと以外は、実施例5と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例5において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A5を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子含有物)C1を用いたこと以外は、実施例5と同様にしてインクジェット記録用シアンインクを得た。
実施例7において、顔料分散体(分散粒子A含有物)A7を用いる代わりに、顔料分散体(分散粒子含有物)C2を用い、さらに、グリセリン及び1,3−ブタンジオールの添加量を、それぞれ、17.0部から14.0部に変えたこと以外は、実施例7と同様にしてインクジェット記録用マゼンタインクを得た。
下記材料をイオン交換水に溶解した後、5μmのフィルターで濾過して、インクジェッ
ト記録用前処理液を得た。
<前処理液処方>
・ポリマロン360… 30.0部
(カチオン性ポリマー、固形分20質量%、荒川化学工業社製)
・グリセリン… 10.0部
・1,3−ブタンジオール… 10.0部
・ゾニールFS−300… 1.3部
〔ポリオキシアルキレン(C2〜3)−2−パーフルオロアルキル(C4〜16)
エチルエーテル、固形分40質量%、デュポン社製〕
・イオン交換水… 48.7部
なお、実施例18は前処理液を付与しなかった例である。
試験用紙としてマイペーパー(リコー社製)とPODグロス100(王子製紙社製)を用い、ワンパスでべた画像を印字した。乾燥後、反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite製)を用いてL*a*b*の値を測定し、標準色(Japan color ver.2)の彩度の値(イエロー:91.34、マゼンタ:74.55、シアン:62.82)に対する測定した彩度の値(試験用紙2種の平均値)の比率を算出し、下記の評価基準に従い評価した。結果を表3に示す。◎及び○が許容範囲である。
〔評価基準〕
◎:1.2以上
○:1.0以上1.2未満
△:0.8以上1.0未満
×:0.8未満
試験用紙としてマイペーパー(リコー社製)とPODグロス100(王子製紙社製)を用いて画像サンプルを作成し、25℃50RH%の環境で24時間放置し乾燥させた後、印字部分に対して、クロックメーターCM−1(東洋精機社製)を用いて、白綿布により荷重900gで5往復摩擦した。摩擦後の状態を下記の基準で評価した。
結果を表4に示す。◎及び○が許容範囲である。
<評価基準>
◎:目視で画像脱落がなく、画像周囲の汚れがない。
○:目視で画像脱落がほとんどなく、画像周囲の汚れが少ない。
△:目視で画像脱落が少ないが、画像周囲に汚れがある。
×:目視で画像脱落及び画像周囲の汚れが著しい。
マゼンタ、シアン、イエローのカラーインクのベタ画像部中にブラックインクの文字を印字する印刷パターンを用い、試験用紙としてマイペーパー(リコー社製)を用いて印字を行った。印字条件は100%duty、記録密度は300dpi、ワンパス印字とした。
カラーインクとブラックインク間のカラーブリード(にじみ)を、目視により、下記の基準で評価した。結果を〔表5〕に示す。◎及び○が許容範囲である。
〔評価基準〕
◎:カラーブリードの発生がなく、黒文字が極めて鮮明に認識できる。
○:カラーブリードの発生がなく、黒文字が鮮明に認識できる。
△:カラーブリードが若干発生し、黒文字が少しにじむ。
×:カラーブリードが発生し、黒文字の認識が困難である。
B 記録走査開始部
1 前処理液
2 膜厚制御ローラ
3 汲み上げローラ
4 塗布ローラ
5 カウンタローラ
6 用紙
7 給紙ローラ
8 給紙トレイ
11 用紙送りローラ
12 用紙送りローラ
13 用紙送りローラ
14 用紙送りローラ
15 用紙送りローラ
16 用紙送りローラ
17 記録媒体(用紙)
18 給紙ローラ
20 記録ヘッド
21 インクカートリッジ
22 キャリッジ軸
23 キャリッジ
42 前処理液容器
200 カートリッジ
241 収容袋
242 注入口
243 排出口
244 カートリッジケース
Claims (12)
- 少なくとも、分散粒子A、分散粒子B、及び水を含有し、
前記分散粒子Aは、界面活性剤により分散した有機顔料粒子であり、
前記分散粒子Bは、ビニル系ポリマー及び/又はポリエステル系ポリマーで被覆した有機顔料粒子であり、
前記分散粒子Aの分散に用いられる界面活性剤が、下記一般式(1)、及び下記構造式(2)から(6)のいずれかで表される化合物であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
- 有機顔料が、イエロー顔料、マゼンダ顔料、及びシアン顔料のいずれかである請求項1に記載のインクジェット記録用インク。
- 有機顔料を含有しないポリウレタン樹脂エマルジョンを更に含有する請求項1から2のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 水溶性溶剤を更に含む請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 水溶性溶剤が、1,3−ブタンジオール及び3−メチル−1,3−ブタンジオールの少なくとも1種を含む請求項4に記載のインクジェット記録用インク。
- 炭素数8〜11のポリオールを更に含む請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 炭素数8〜11のポリオールが、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール及び2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールの少なくとも1種を含む請求項6に記載のインクジェット記録用インク。
- 請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを記録媒体に吐出することを特徴とするインクジェット記録方法。
- インクジェット記録用インクを記録媒体に吐出する前に、酸及び多価金属塩のいずれかからなる凝集剤と、水とを少なくとも含有する前処理液を記録媒体に付与することを含み、
前記凝集剤が、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、及び硫酸マグネシウムのいずれかである請求項8に記載のインクジェット記録方法。 - 請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録用インクと前処理液とを組み合わせたインク前処理液セットであって、
前記前処理液が、酸及び多価金属塩のいずれかからなる凝集剤と、水とを少なくとも含有し、
前記凝集剤が、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、及び硫酸マグネシウムのいずれかであることを特徴とするインク前処理液セット。 - カートリッジケースと、該カートリッジケース内に収容された請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録用インクとを有することを特徴とするインクジェット記録用カートリッジ。
- 記録媒体と、該記録媒体上に請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録用インクにより形成された画像とを有することを特徴とする記録物。
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