インクジェット用顔料インクおよびその製造方法
【課題】 本発明は安定性に優れ、普通紙では高発色であり、専用紙上では高光沢性を有し、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れ、印刷物の定着性が高い。
【解決手段】 本発明のインクジェット用顔料インクは分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることを特徴とする。
【解決手段】 本発明のインクジェット用顔料インクは分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安定性に優れ、普通紙では高発色であり、専用紙上では高光沢性を有し、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れ、印刷物の定着性が高いインクジェット用顔料インクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット用顔料インクは顔料粒径の管理のために、測定方法として、レーザードップラー法や光散乱法を用いた測定が一般的であり、一次粒子を測定するときは透過型電子顕微鏡を用いることが一般的であった（特許文献１および２参照）。また、光沢性やべたつきなどを改善するため顔料の平均粒径と画像部の表面粗さと下地の表面粗さからの検討などがなされている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０１４０１号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３３４１号公報
【特許文献３】特開２００４−５９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のインクジェット用顔料インクの場合、粒径に関しては主にレーザードップラー効果を利用した光散乱方式で平均値や中心値を用いて管理することが一般的であり、また透過型電子顕微鏡を用いる方法では部分的な顔料粒子にしか着目しないため、微量の粗大粒子は測定不可能であった。その粗大粒子の影響を受けて、インクジェットインクとしての安定性が劣り、普通紙では高発色が得られず、専用紙上では高光沢性が低く、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が劣り、印刷物の定着性が低いものになっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のインクジェット用顔料インクは分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることを特徴とする。また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程および顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
発明は安定性に優れ、普通紙では高発色であり、専用紙上では高光沢性を有し、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れ、印刷物の定着性が高いとなど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。
【０００７】
本発明のインクジェット用顔料インクは分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることを特徴とする。前述の平均粒径が１００ナノメートルを超えると顔料の透明性が低下してくるので光沢紙での、混色部分の光沢性が低下する。ここで混色部分とは、例えばシアンとイエローでグリーン色を表現したり、シアンとマゼンタとイエローで黒を表現したりする場合に、異なった複数種の色によって形成される色の部分のことをいう。また、その粒子の存在割合が重量平均で８０％以上が好ましく、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上である。さらに、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることが好ましい。２％を超えると光沢紙での光沢性が低下し、インクジェットヘッドからのインクの吐出も不安定になりやすい。好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下である。
【０００８】
また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程および顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程を有することを特徴とする。このようにして、上記インクジェット記録用インクを作成することによって、光沢紙での光沢性が向上し、インクジェットヘッドからのインクの吐出も安定なインクジェットインクとすることができる。
【０００９】
また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は前述の粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程および上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程がキャピラリー式粒度分布測定法であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は前述の顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程が遠心分離であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に用いることができる顔料は、例えば黒色インク用としては、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、または銅酸化物、鉄酸化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられるがインクジェット用としては比重が比較的低く水中で沈降しにくいカーボンブラックが好ましい。更にカラー用としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ）、３、１２（ジスアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３（ジスアゾイエローＨＲ）、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１５３、１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカーレット）、２３、３１、３８、４８:２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ））、４８:２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８:３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ））、４８:４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ））、４９:１、５２:２、５３:１、５７:１（ブリリアントカーミン６Ｂ）、６０:１、６３:１、６３:２、６４:１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、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、１７:１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６等が使用できる。
【００１２】
本発明になるインクジェット用顔料インクに用いる場合、顔料としての添加量は、０．５〜３０％が好ましいが、さらに１．０〜１２％が好ましい。これ以下の添加量では、印字濃度が確保できなくなり、またこれ以上の添加量では、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。
【００１３】
また、本発明のインクジェット用顔料インクには表面張力を２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲にするために少なくとも界面活性剤を添加してなることが好ましい。
【００１４】
その界面活性剤がアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上であることがさらに好ましい。これらの界面活性剤を用いることで普通紙上のにじみが特に低減され、専用紙上での線幅を適当な値に調整することが可能となる。
【００１５】
また、その水性インクに表面張力を２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲にするため少なくともアルキレングリコールモノアルキルエーテルおよび／または１，２−アルキレングリコールを添加してなることが好ましい。そ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、且つ炭素数４〜１０のアルキルエーテルであることが好ましい。また、前述の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−テルおよび／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。
【００１６】
さらに、前述の１，２−アルキレングリコールが１，２−ヘキサンジオールおよび／または１，２−ペンタンジオールであることが好ましい。これらの添加により印字の乾燥性が向上し、連続して印刷しても前の印字部分が次の媒体の裏面に転写されることがなくなるため、高速印字が可能となる。
【００１７】
前述の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およびシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上の物質の添加量が０．１％以上５％以下であることが好ましい。本発明においては、少なくとも前述の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およ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および１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上と、を含むことが好ましい。前述の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およびシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上の添加量が０．０１％〜０．５％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および１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上の添加量が１％以上であることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明におけるインクジェット用顔料インクとしては、その放置安定性の確保、インクジェットヘッドからの安定吐出のため、目詰まり改善のためあるいはインクの劣化防止のためなどの目的で保湿剤、溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防腐剤、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等種々の添加剤を添加することもできる。
【００１９】
以下本発明を具体的な実施の形態について説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【実施例１】
【００２０】
（１）分散体１の製造
分散体１はカーボンブラック（ＰＢｋ7）である米国キャボット社製モナーク８８０を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、パラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート６５部、ベンジルアクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したパラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート１５０部、アクリル酸１５部、ブチルアクリレート５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、メチルエチルケトン２０部およびアゾビスイソバレロニトリル１部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【００２１】
また、上記分散ポリマー溶液４０部とカーボンブラックであるモナーク８８０（キャボット社製）３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン３０部を混合し、超高圧ホモジナイザー（株式会社スギノマシン製アルティマイザーＨＪＰ−２５００５）を用いて２００ＭＰａで１５パスして分散する。その後、イオン交換水を３００部添加して、さらに１時間攪拌する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウムで中和してｐＨ９に調整する。その後、０．３μｍのメンブレンフィルターでろ過し、固形分（分散ポリマーとカーボンブラック）が２０％である分散体１とした。
【００２２】
（２）分散体２の製造
まず、分散体２はピグメントブルー１５：１（トリクロロ銅フタロシアニン顔料：山陽色素株式会社製Ｇ５００）を用いて分散体１と同様に作成した。
【００２３】
（３）分散体３の製造
まず、分散体３はピグメントバイオレット１９（キナクリドン顔料：クラリアント製）を用いて分散体１と同様に作成した。
【００２４】
（４）分散体４の製造
まず、分散体３はピグメントイエロー７４（縮合アゾ顔料：クラリアント製）を用いて分散体１と同様に作成した。
【００２５】
（５）遠心分離および粒度分布の測定
上記分散体１〜４を用いて、日立工機株式会社製遠心分離装置ハイマックＣＲ−２０Ｂ２を用いて、遠心分離条件を以下のとおり種々変更して粗大粒子を除去した。遠心分離は、条件１は１０００ｒｐｍで２時間＋５００ｒｐｍで１時間、条件２は１０００ｒｐｍで１時間＋５００ｒｐｍで３０分、条件３は１０００ｒｐｍで１５分＋５００ｒｐｍで１５分、条件４は１０００ｒｐｍで５分、条件５は５００ｒｐｍで１５時間、条件６は遠心分離なしの条件で行なった。その後、米国メーテック社製のＣＨＤＦ-２０００を用いて行粒度分布測定を行なった。表１に主ピークを形成する粒子の平均粒径、その粒子の存在割合および１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合について示す。
【００２６】
（６）インクジェットインクの調製
以下、インクジェット用顔料インクに好適な組成の例を表２に示す。表２中分散体の添加量はその量（固形分濃度：顔料と分散ポリマーの合計量）を重量で換算したものとして示す。尚、本表２中の残量の調整水は、インクの腐食防止のためトップサイド２４０（パーマケムアジア社製）を０．０５％、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％、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）・２Ｎａ塩を０．０４％それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
【００２７】
（７）分散安定性の評価
顔料の粒子径の異なる分散体を用いて作成したインクジェット用顔料インクを６０℃で３０日放置したときの粘度変化率（％）および沈降率（％）を表１に示す。分散安定性は各水性インクを６０℃で３０日放置したときの粘度変化率（％）として示す。粘度変化はドイツ国アントンパール製ＡＭＶｎにより角度６０°において測定して、１−（３０日後の値）／（初期の値）の１００分率（％）として示す。また、沈降率は日立工機株式会社製遠心分離装置ハイマックＣＲ−２０Ｂ２を用いて、１０００ＲＰＭで２０分回転させたときの上部の吸光度と初期の吸光度の差を用いて測定した。吸光度は株式会社日立製作所製分光光度計Ｕ−３３００スペクトロメーターを用いた。
【００２８】
（８）普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価
普通紙としては米国Ｘｅｒｏｘ社製Ｘｅｒｏｘ４０２４紙を用い、光沢紙としてはセイコーエプソン株式会社製ＰＭ写真用紙を用いた。プリンターはセイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンターＥＭ９３０Ｃを用い、普通紙はフォト７２０ｄｐｉで光沢紙はフォト１４４０ｄｐｉの印刷モードで印刷した試料を用いて評価した。ＯＤの測定は米国ＧＲＥＴＡＧ社製ＧＲＥＴＡＧ ＭＡＣＢＥＴＨ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＡＮ ＳＰＭ−５０を用いて行なった。光沢度の測定は入射角６０度における記録面の鏡面光沢度を堀場製作所株式会社製グロスチェッカＩＧ−３２０にて測定を行い、各記録紙ごとに５回の平均をとった値とした。メディアはセイコーエプソン株式会社製ＰＭ写真用紙で、プリンターはセイコーエプソン株式会社製ＥＭ９３０Ｃを用いてフォト７２０ｄｐｉで印刷した。結果を表１に示す。
【００２９】
（９）吐出安定性の測定
インクジェットプリンターとしてセイコーエプソン株式会社製ＰＸ−Ｖ６００を用いて、３５℃３５％雰囲気で富士ゼロックス社製ＸｅｒｏｘＰ紙Ａ４判にマイクロソフトワードで文字サイズ１１の標準、ＭＳＰゴシックで４０００字／ページの割合で１００ページ印刷して評価した。全く印字乱れがないものをＡＡ、１箇所印字乱れがあるものをＡ、２〜３箇所印字乱れがあるものをＢ、４〜５箇所印字乱れがあるものをＣ、６箇所以上印字乱れがあるものをＤとして結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【実施例２】
【００３２】
（１）分散体５の製造
分散体５はカーボンブラック（ＰＢｋ7）である三菱化学工業株式会社製ＭＡ１００を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン４５部、ポリエチレングリコール４００アクリレート３０部、ベンジルアクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン１５０部、ポリエチレングリコール４００アクリレート１００部、アクリル酸１５部、ブチルアクリレート５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部および過硫酸ナトリウム５部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器に水を添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【００３３】
また、上記分散ポリマー溶液４０部とカーボンブラックであるＭＡ１００を３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部を混合し、ジルコニアビーズを用いたアイガーミルを用いて２時間かけて分散する。その後、別の容器に移してイオン交換水を３００部添加して、さらに１時間攪拌する。そして、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウムで中和してｐＨ９に調整する。その後、０．３μｍのメンブレンフィルターでろ過し、固形分（分散ポリマーとカーボンブラック）が２０％である分散体５とした。
【００３４】
（２）分散体６の製造
まず、分散体６はピグメントブルー１５：４（銅フタロシアニン顔料：クラリアント製）を用いて分散体５と同様に作成した。
【００３５】
（３）分散体７の製造
まず、分散体７はピグメントレッド１２２（ジメチルキナクリドン顔料：クラリアント製）を用いて分散体５と同様に作成した。
【００３６】
（４）分散体８の製造
まず、分散体８はピグメントイエロー１８０（ジケトピロロピロール顔料：クラリアント製）を用いて分散体５と同様に作成した。
【００３７】
（５）遠心分離および粒度分布の測定
上記分散体５〜８を用いて、遠心分離および粒度分布の測定を実施例１と同様に行なった。表３に遠心分離の条件と主ピークを形成する粒子の平均粒径、その粒子の存在割合および１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合について示す。
【００３８】
（６）インクジェットインクの調製
以下、インクジェット用顔料インクに好適な組成の例を表４に示す。インクジェットインクの調製は実施例１と同様に行なった。
【００３９】
（７）分散安定性の評価
分散安定性の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表３に示す。
【００４０】
（８）普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価
普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表３に示す。
【００４１】
（９）吐出安定性の測定
吐出安定性の測定は実施例１と同様に行なった。結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【実施例３】
【００４４】
（１）分散体９
分散体９としてはカーボンブラック表面処理顔料であるオリエント化学工業株式会社のＣＷ２を用いる。
【００４５】
（２）遠心分離および粒度分布の測定
上記分散体９を用いて、遠心分離の条件を条件１〜６までふって粒度分布の測定を実施例１と同様に行なった。表５に遠心分離の条件と主ピークを形成する粒子の平均粒径、その粒子の存在割合および１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合について示す。
【００４６】
（３）インクジェットインクの調製
以下、インクジェット用顔料インクに好適な組成の例を表６に示す。インクジェットインクの調製は実施例１と同様に行なった。
【００４７】
（４）分散安定性の評価
分散安定性の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表５に示す。
【００４８】
（５）普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価
普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表５に示す。
【００４９】
（６）吐出安定性の測定
吐出安定性の測定は実施例１と同様に行なった。結果を表５に示す。
【００５０】
【表５】
【００５１】
【表６】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安定性に優れ、普通紙では高発色であり、専用紙上では高光沢性を有し、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れ、印刷物の定着性が高いインクジェット用顔料インクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット用顔料インクは顔料粒径の管理のために、測定方法として、レーザードップラー法や光散乱法を用いた測定が一般的であり、一次粒子を測定するときは透過型電子顕微鏡を用いることが一般的であった（特許文献１および２参照）。また、光沢性やべたつきなどを改善するため顔料の平均粒径と画像部の表面粗さと下地の表面粗さからの検討などがなされている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０１４０１号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３３４１号公報
【特許文献３】特開２００４−５９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のインクジェット用顔料インクの場合、粒径に関しては主にレーザードップラー効果を利用した光散乱方式で平均値や中心値を用いて管理することが一般的であり、また透過型電子顕微鏡を用いる方法では部分的な顔料粒子にしか着目しないため、微量の粗大粒子は測定不可能であった。その粗大粒子の影響を受けて、インクジェットインクとしての安定性が劣り、普通紙では高発色が得られず、専用紙上では高光沢性が低く、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が劣り、印刷物の定着性が低いものになっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のインクジェット用顔料インクは分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることを特徴とする。また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程および顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
発明は安定性に優れ、普通紙では高発色であり、専用紙上では高光沢性を有し、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れ、印刷物の定着性が高いとなど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。
【０００７】
本発明のインクジェット用顔料インクは分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることを特徴とする。前述の平均粒径が１００ナノメートルを超えると顔料の透明性が低下してくるので光沢紙での、混色部分の光沢性が低下する。ここで混色部分とは、例えばシアンとイエローでグリーン色を表現したり、シアンとマゼンタとイエローで黒を表現したりする場合に、異なった複数種の色によって形成される色の部分のことをいう。また、その粒子の存在割合が重量平均で８０％以上が好ましく、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上である。さらに、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であることが好ましい。２％を超えると光沢紙での光沢性が低下し、インクジェットヘッドからのインクの吐出も不安定になりやすい。好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下である。
【０００８】
また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程および顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程を有することを特徴とする。このようにして、上記インクジェット記録用インクを作成することによって、光沢紙での光沢性が向上し、インクジェットヘッドからのインクの吐出も安定なインクジェットインクとすることができる。
【０００９】
また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は前述の粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程および上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程がキャピラリー式粒度分布測定法であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のインクジェット用顔料インクの製造方法は前述の顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程が遠心分離であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に用いることができる顔料は、例えば黒色インク用としては、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、または銅酸化物、鉄酸化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられるがインクジェット用としては比重が比較的低く水中で沈降しにくいカーボンブラックが好ましい。更にカラー用としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ）、３、１２（ジスアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３（ジスアゾイエローＨＲ）、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１５３、１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカーレット）、２３、３１、３８、４８:２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ））、４８:２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８:３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ））、４８:４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ））、４９:１、５２:２、５３:１、５７:１（ブリリアントカーミン６Ｂ）、６０:１、６３:１、６３:２、６４:１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、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、１７:１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６等が使用できる。
【００１２】
本発明になるインクジェット用顔料インクに用いる場合、顔料としての添加量は、０．５〜３０％が好ましいが、さらに１．０〜１２％が好ましい。これ以下の添加量では、印字濃度が確保できなくなり、またこれ以上の添加量では、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。
【００１３】
また、本発明のインクジェット用顔料インクには表面張力を２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲にするために少なくとも界面活性剤を添加してなることが好ましい。
【００１４】
その界面活性剤がアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上であることがさらに好ましい。これらの界面活性剤を用いることで普通紙上のにじみが特に低減され、専用紙上での線幅を適当な値に調整することが可能となる。
【００１５】
また、その水性インクに表面張力を２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲にするため少なくともアルキレングリコールモノアルキルエーテルおよび／または１，２−アルキレングリコールを添加してなることが好ましい。そ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、且つ炭素数４〜１０のアルキルエーテルであることが好ましい。また、前述の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−テルおよび／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。
【００１６】
さらに、前述の１，２−アルキレングリコールが１，２−ヘキサンジオールおよび／または１，２−ペンタンジオールであることが好ましい。これらの添加により印字の乾燥性が向上し、連続して印刷しても前の印字部分が次の媒体の裏面に転写されることがなくなるため、高速印字が可能となる。
【００１７】
前述の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およびシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上の物質の添加量が０．１％以上５％以下であることが好ましい。本発明においては、少なくとも前述の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およ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および１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上と、を含むことが好ましい。前述の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およびシリコン系界面活性剤から選ばれた1種以上の添加量が０．０１％〜０．５％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および１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上の添加量が１％以上であることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明におけるインクジェット用顔料インクとしては、その放置安定性の確保、インクジェットヘッドからの安定吐出のため、目詰まり改善のためあるいはインクの劣化防止のためなどの目的で保湿剤、溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防腐剤、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等種々の添加剤を添加することもできる。
【００１９】
以下本発明を具体的な実施の形態について説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【実施例１】
【００２０】
（１）分散体１の製造
分散体１はカーボンブラック（ＰＢｋ7）である米国キャボット社製モナーク８８０を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、パラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート６５部、ベンジルアクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したパラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート１５０部、アクリル酸１５部、ブチルアクリレート５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、メチルエチルケトン２０部およびアゾビスイソバレロニトリル１部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【００２１】
また、上記分散ポリマー溶液４０部とカーボンブラックであるモナーク８８０（キャボット社製）３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン３０部を混合し、超高圧ホモジナイザー（株式会社スギノマシン製アルティマイザーＨＪＰ−２５００５）を用いて２００ＭＰａで１５パスして分散する。その後、イオン交換水を３００部添加して、さらに１時間攪拌する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウムで中和してｐＨ９に調整する。その後、０．３μｍのメンブレンフィルターでろ過し、固形分（分散ポリマーとカーボンブラック）が２０％である分散体１とした。
【００２２】
（２）分散体２の製造
まず、分散体２はピグメントブルー１５：１（トリクロロ銅フタロシアニン顔料：山陽色素株式会社製Ｇ５００）を用いて分散体１と同様に作成した。
【００２３】
（３）分散体３の製造
まず、分散体３はピグメントバイオレット１９（キナクリドン顔料：クラリアント製）を用いて分散体１と同様に作成した。
【００２４】
（４）分散体４の製造
まず、分散体３はピグメントイエロー７４（縮合アゾ顔料：クラリアント製）を用いて分散体１と同様に作成した。
【００２５】
（５）遠心分離および粒度分布の測定
上記分散体１〜４を用いて、日立工機株式会社製遠心分離装置ハイマックＣＲ−２０Ｂ２を用いて、遠心分離条件を以下のとおり種々変更して粗大粒子を除去した。遠心分離は、条件１は１０００ｒｐｍで２時間＋５００ｒｐｍで１時間、条件２は１０００ｒｐｍで１時間＋５００ｒｐｍで３０分、条件３は１０００ｒｐｍで１５分＋５００ｒｐｍで１５分、条件４は１０００ｒｐｍで５分、条件５は５００ｒｐｍで１５時間、条件６は遠心分離なしの条件で行なった。その後、米国メーテック社製のＣＨＤＦ-２０００を用いて行粒度分布測定を行なった。表１に主ピークを形成する粒子の平均粒径、その粒子の存在割合および１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合について示す。
【００２６】
（６）インクジェットインクの調製
以下、インクジェット用顔料インクに好適な組成の例を表２に示す。表２中分散体の添加量はその量（固形分濃度：顔料と分散ポリマーの合計量）を重量で換算したものとして示す。尚、本表２中の残量の調整水は、インクの腐食防止のためトップサイド２４０（パーマケムアジア社製）を０．０５％、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％、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）・２Ｎａ塩を０．０４％それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
【００２７】
（７）分散安定性の評価
顔料の粒子径の異なる分散体を用いて作成したインクジェット用顔料インクを６０℃で３０日放置したときの粘度変化率（％）および沈降率（％）を表１に示す。分散安定性は各水性インクを６０℃で３０日放置したときの粘度変化率（％）として示す。粘度変化はドイツ国アントンパール製ＡＭＶｎにより角度６０°において測定して、１−（３０日後の値）／（初期の値）の１００分率（％）として示す。また、沈降率は日立工機株式会社製遠心分離装置ハイマックＣＲ−２０Ｂ２を用いて、１０００ＲＰＭで２０分回転させたときの上部の吸光度と初期の吸光度の差を用いて測定した。吸光度は株式会社日立製作所製分光光度計Ｕ−３３００スペクトロメーターを用いた。
【００２８】
（８）普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価
普通紙としては米国Ｘｅｒｏｘ社製Ｘｅｒｏｘ４０２４紙を用い、光沢紙としてはセイコーエプソン株式会社製ＰＭ写真用紙を用いた。プリンターはセイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンターＥＭ９３０Ｃを用い、普通紙はフォト７２０ｄｐｉで光沢紙はフォト１４４０ｄｐｉの印刷モードで印刷した試料を用いて評価した。ＯＤの測定は米国ＧＲＥＴＡＧ社製ＧＲＥＴＡＧ ＭＡＣＢＥＴＨ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＡＮ ＳＰＭ−５０を用いて行なった。光沢度の測定は入射角６０度における記録面の鏡面光沢度を堀場製作所株式会社製グロスチェッカＩＧ−３２０にて測定を行い、各記録紙ごとに５回の平均をとった値とした。メディアはセイコーエプソン株式会社製ＰＭ写真用紙で、プリンターはセイコーエプソン株式会社製ＥＭ９３０Ｃを用いてフォト７２０ｄｐｉで印刷した。結果を表１に示す。
【００２９】
（９）吐出安定性の測定
インクジェットプリンターとしてセイコーエプソン株式会社製ＰＸ−Ｖ６００を用いて、３５℃３５％雰囲気で富士ゼロックス社製ＸｅｒｏｘＰ紙Ａ４判にマイクロソフトワードで文字サイズ１１の標準、ＭＳＰゴシックで４０００字／ページの割合で１００ページ印刷して評価した。全く印字乱れがないものをＡＡ、１箇所印字乱れがあるものをＡ、２〜３箇所印字乱れがあるものをＢ、４〜５箇所印字乱れがあるものをＣ、６箇所以上印字乱れがあるものをＤとして結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【実施例２】
【００３２】
（１）分散体５の製造
分散体５はカーボンブラック（ＰＢｋ7）である三菱化学工業株式会社製ＭＡ１００を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン４５部、ポリエチレングリコール４００アクリレート３０部、ベンジルアクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン１５０部、ポリエチレングリコール４００アクリレート１００部、アクリル酸１５部、ブチルアクリレート５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部および過硫酸ナトリウム５部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器に水を添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【００３３】
また、上記分散ポリマー溶液４０部とカーボンブラックであるＭＡ１００を３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部を混合し、ジルコニアビーズを用いたアイガーミルを用いて２時間かけて分散する。その後、別の容器に移してイオン交換水を３００部添加して、さらに１時間攪拌する。そして、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウムで中和してｐＨ９に調整する。その後、０．３μｍのメンブレンフィルターでろ過し、固形分（分散ポリマーとカーボンブラック）が２０％である分散体５とした。
【００３４】
（２）分散体６の製造
まず、分散体６はピグメントブルー１５：４（銅フタロシアニン顔料：クラリアント製）を用いて分散体５と同様に作成した。
【００３５】
（３）分散体７の製造
まず、分散体７はピグメントレッド１２２（ジメチルキナクリドン顔料：クラリアント製）を用いて分散体５と同様に作成した。
【００３６】
（４）分散体８の製造
まず、分散体８はピグメントイエロー１８０（ジケトピロロピロール顔料：クラリアント製）を用いて分散体５と同様に作成した。
【００３７】
（５）遠心分離および粒度分布の測定
上記分散体５〜８を用いて、遠心分離および粒度分布の測定を実施例１と同様に行なった。表３に遠心分離の条件と主ピークを形成する粒子の平均粒径、その粒子の存在割合および１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合について示す。
【００３８】
（６）インクジェットインクの調製
以下、インクジェット用顔料インクに好適な組成の例を表４に示す。インクジェットインクの調製は実施例１と同様に行なった。
【００３９】
（７）分散安定性の評価
分散安定性の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表３に示す。
【００４０】
（８）普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価
普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表３に示す。
【００４１】
（９）吐出安定性の測定
吐出安定性の測定は実施例１と同様に行なった。結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【実施例３】
【００４４】
（１）分散体９
分散体９としてはカーボンブラック表面処理顔料であるオリエント化学工業株式会社のＣＷ２を用いる。
【００４５】
（２）遠心分離および粒度分布の測定
上記分散体９を用いて、遠心分離の条件を条件１〜６までふって粒度分布の測定を実施例１と同様に行なった。表５に遠心分離の条件と主ピークを形成する粒子の平均粒径、その粒子の存在割合および１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合について示す。
【００４６】
（３）インクジェットインクの調製
以下、インクジェット用顔料インクに好適な組成の例を表６に示す。インクジェットインクの調製は実施例１と同様に行なった。
【００４７】
（４）分散安定性の評価
分散安定性の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表５に示す。
【００４８】
（５）普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価
普通紙ＯＤと光沢紙光沢度の評価は実施例１と同様に行なった。結果を表５に示す。
【００４９】
（６）吐出安定性の測定
吐出安定性の測定は実施例１と同様に行なった。結果を表５に示す。
【００５０】
【表５】
【００５１】
【表６】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であるインクジェット用顔料インク。
【請求項２】
分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程および顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程を有するインクジェット用顔料インクの製造方法。
【請求項３】
前記平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程および上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程がキャピラリー式粒度分布測定法であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット用顔料インクの製造方法。
【請求項４】
前記顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程が遠心分離である請求項２または３に記載のインクジェット用顔料インクの製造方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の方法を用いて製造されたインクジェット用顔料インク。
【請求項１】
分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布において、主ピークを形成する粒子の平均粒径が１００ナノメートル以下であり、上記粒子の存在割合が重量平均で８０％以上であり、１５０ナノメートルを超える粒子の存在割合が重量平均で２％以下であるインクジェット用顔料インク。
【請求項２】
分散粒子がキャピラリー中を流れるとき発生する、粒子サイズによる分離効果に基づく粒度分布を測定する手段を用いて主ピークを形成する粒子の平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程、上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程および顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程を有するインクジェット用顔料インクの製造方法。
【請求項３】
前記平均粒径を測定する工程、上記粒子の存在割合を測定する工程および上記粒子の存在割合が重量平均で計算する工程がキャピラリー式粒度分布測定法であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット用顔料インクの製造方法。
【請求項４】
前記顔料を粒子ごとに分離し相対的に大きい粒子を排除する工程が遠心分離である請求項２または３に記載のインクジェット用顔料インクの製造方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の方法を用いて製造されたインクジェット用顔料インク。
【公開番号】特開２００６−２５７１８５（Ｐ２００６−２５７１８５Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７４４８４（Ｐ２００５−７４４８４）
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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