説明

インクジェット記録方法

【課題】溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合でも、耐擦過性が良好で、2次色ドット径の変動が小さく、カールの発生が抑制されるインクジェット記録方法を提供する。
【解決手段】インクジェット記録方法に、着色剤、樹脂粒子、水溶性有機溶剤、及び水を含む水性インクを、ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である塗工紙上に、インクジェット法により吐出して画像を記録する画像記録工程と、前記塗工紙上に、前記水性インク中の成分を固定化させる固定化剤および全水溶性有機溶剤に対する含有量が70質量%以上であってSP値27.5以下かつ101.3kPaにおける沸点が230℃以上280℃以下である水溶性有機溶剤を含む水性処理液を付与する処理液付与工程とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【0002】
カラー画像を記録する画像記録方法として、近年様々な方法が提案されているが、いずれにおいても画像の品質、風合い、記録後のカールなど記録物の品位に対する要求は高い。
このうち、例えば、インクジェット技術は、オフィスプリンタ、ホームプリンタ等の分野に適用されてきたが、近年、商業印刷分野での応用がなされつつある。この商業印刷分野では、完全にインク溶剤の原紙への浸透をシャットアウトする写真のような表面を有するものではなく、汎用の印刷紙のような印刷の風合いが要求されている。ここで、記録媒体における溶剤吸収層が20〜30μmと厚くなると、記録媒体の表面光沢、質感、こわさ(コシ)等が制限されてしまうため、商業印刷分野でのインクジェット技術の適用は、記録媒体に対する表面光沢、質感、こわさ(コシ)等の制限が許容されるポスター、帳票印刷等にとどまっている。また、専用の記録媒体は、溶剤吸収層、耐水層を有することによりコスト高となっており、それも上記制限の一因となっている。
【0003】
一方、高画質な画像を形成するインクジェット記録方法として、通常のインクジェット用インクとは別に、画像を良好にせしめるための液体組成物を用意し、前記液体組成物を記録インクの噴射に先立って記録媒体上に付着させて画像を形成する方法が、種々提案されている(例えば、特許文献1〜2参照)。これらにより、インクジェット記録液の定着成分を紙のごく表面で凝集させて、くすみやにじみの発生する前に定着する方法が提案されてきている。
【0004】
さらに、前記液体組成物に特定の蒸気圧を示す有機溶剤を含ませる画像形成方法(例えば、特許文献3参照)や、前記液体組成物のブリストー法における浸透係数を特定の範囲とする画像形成方法(例えば、特許文献4〜5参照)が提案されている。
【特許文献1】特開平9−207424号公報
【特許文献2】特開2006−188045号公報
【特許文献3】特開2006−159422号公報
【特許文献4】特開2004−130792号公報
【特許文献5】特開2007−152808号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1〜2に記載の画像形成方法では、反応液を記録媒体表面に付与した後に顔料インクを該プリント媒体上の該反応液と液体状態で混合される様に付与する記録プロセスを実施するため、顔料インク単独で形成したときには、発生しなかった画像の定着性の悪化、記録媒体のカールやカックルといった紙変形が顕著になることがあった。また、このような紙変形が発生すると紙詰まりを起こしたり、インクの着弾位置がずれて画質低下を起こしたり、記録面がインクジェットヘッドに接触して汚れたりするおそれがあった。
【0006】
また一般に、塗工紙にインクで印字する画像形成方法においては、画像の耐擦過性が悪く、特にブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合には、特に耐擦過性が悪く大きな課題であった。
更に、その様な溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合、1色目ベタ画像上の2色目ドットのドット径と2色目単独のドット径の差異が大きくなることがあり、商業印刷分野で求められる解像度に影響を与えるという問題があり、この差異は液体組成物やインクの付与量では調節することが困難であった。
【0007】
本発明は、溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合でも、耐擦過性が良好で、2次色ドット径の変動が小さく、カールの発生が抑制されるインクジェット記録方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である塗工紙上に、着色剤、樹脂粒子、水溶性有機溶剤、および水を含む水性インクを、インクジェット法により吐出して画像を記録する画像記録工程と、前記塗工紙上に、前記水性インク中の成分を固定化させる固定化剤、および全水溶性有機溶剤に対する含有量が70質量%以上であってSP値27.5以下かつ101.3kPaにおける沸点が230℃以上280℃以下である水溶性有機溶剤を含む水性処理液を付与する処理液付与工程と、を備えるインクジェット記録方法。
【0009】
<2> 前記水性処理液は、水溶性有機溶剤の含有量が30質量%以下である前記<1>に記載のインクジェット記録方法。
<3> 前記画像記録工程は、前記処理液付与工程で水性処理液が付与された塗工紙上に水性インクを吐出する前記<1>または<2>に記載のインクジェット記録方法。
<4> 前記画像記録工程は、加熱工程を更に備える前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【0010】
<5> 前記水性処理液の粘度が2mPa・s以上8mPa・s以下である前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<6> 前記処理液付与工程は、固定化剤の付与量が0.25g/m以上である前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<7> 前記固定化剤は、2価以上の酸性物質である前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<8> 前記水溶性有機溶剤は、20℃における蒸気圧が0.01kPa未満である前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【0011】
<9> 前記樹脂粒子は、アクリル系樹脂粒子である前記<1>〜<8>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<10> 前記樹脂粒子は、自己分散性ポリマー粒子である前記<1>〜<9>のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
<11> 前記自己分散性ポリマー粒子は、親水性の構成単位と芳香族基含有モノマーに由来する構成単位とを含む水不溶性ポリマーを含む前記<10>に記載のインクジェット記録方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合でも、耐擦過性が良好で、2次色ドット径の変動が小さく、カールの発生が抑制されるインクジェット記録方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明のインクジェット記録方法は、ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である塗工紙上に、着色剤、樹脂粒子、水溶性有機溶剤、及び水を含む水性インクを、インクジェット法により吐出して画像を記録する画像記録工程と、前記塗工紙上に、前記水性インク中の成分を固定化させる固定化剤および全水溶性有機溶剤に対する含有量が70質量%以上であってSP値27.5以下かつ101.3kPaにおける沸点が230℃以上280℃以下である水溶性有機溶剤を含む水性処理液を付与する処理液付与工程と、を備える。
特定の水溶性有機溶剤を含む水性処理液を用いることで、溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合でも、耐擦過性が良好で、2次色ドット径の変動が小さく、カールの発生が抑制されるインクジェット記録方法とすることができる。
以下、本発明に用いる水性処理液、塗工紙、水性インクについて説明した後、インクジェット記録方法について説明する。
【0014】
<水性処理液>
本発明における水性処理液は、後述する水性インクの成分を固定化する固定化剤の少なくとも1種と、SP値が27.5以下であって、101.3kPa(760mmHg)における沸点が230℃以上280℃以下である水溶性有機溶剤(以下、「特定水溶性有機溶剤」ということがある)の少なくとも1種とを含み、水性処理液に含まれる全水溶性有機溶剤に対する特定水溶性有機溶剤の含有率が70質量%以上である。
かかる構成の水性処理液を用いることで、溶剤浸透速度の遅い塗工紙を記録媒体として用いた場合でも、カールの発生が抑制され、良好な耐擦性を示し、2次色ドット径変動が小さく、解像度に優れるインクジェット画像記録が可能になる。
【0015】
本発明における特定水溶性有機溶剤のSP値は27.5以下であるが、カールの抑制性の観点から、SP値23.0以下であることが好ましい。
SP値が27.5を超えるとカールの抑制が不十分となる。また2次ドット径変動が大きくなり、解像度が低下する場合がある。
【0016】
本発明でいう水溶性有機溶剤の溶解度パラメーター(SP値)とは、分子凝集エネルギーの平方根で表される値で、単位は(MPa)1/2であり、25℃における値を指す。SP値は、R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147(1967)に記載の方法で計算することができ、本発明においてはこの数値を採用する。
【0017】
また本発明における特定水溶性有機溶剤の101.3kPa(760mmHg)における沸点は230℃以上280℃以下である。
沸点が230℃未満の水溶性有機溶剤では水溶性処理液の保水と湿潤性が不十分となり、保存安定性が低下する場合がある。更に230℃未満の水溶性有機溶剤では、水性インク中の成分の固定化促進が不十分となり、高画質な画像を得ることができない場合がある。一方、水溶性有機溶剤の沸点が280℃を超えると、水性インクの乾燥性に影響し、耐擦過性が悪化する場合がある。
【0018】
以下に、SP値が27.5以下であって沸点が230〜280℃である水溶性有機溶剤の例について、SP値および沸点(カッコ内)と共に示す。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値21.5、沸点231℃)
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値23.4、沸点245℃)
・トリエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値21.7、沸点255℃)
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値21.1、沸点278℃)
・ジプロピレングリコール(SP値27.2、沸点232℃)
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値20.4、沸点243℃)
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値22.1、沸点245℃)、
・トリプロピレングリコール(SP値24.7、沸点273℃)
【0019】
本発明における水性処理液は、前記特定水溶性有機溶剤以外の他の水溶性有機溶剤を含んでいてもよいが、特定水溶性有機溶剤の全水溶性有機溶剤に対する含有率が70質量%以上である。本発明において特定水溶性有機溶剤の全水溶性有機溶剤に対する含有率は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。前記含有率が70質量%未満では、カール抑制効果が不十分となる。また2次色ドット径変動が大きくなり解像度が低下する。
前記他の水溶性有機溶剤の具体例は、後述する水性インクにおける水溶性有機溶剤と同様である。
【0020】
前記水性処理液が含有する全水溶性有機溶剤の含有率は、カール抑制の観点から、30質量%以下であることが好ましく、5〜25質量%であることがより好ましい。
また前記水性処理液が含有する水溶性有機溶剤は、揮発成分を低減する観点から、20℃における蒸気圧が0.01kPa未満であることが好ましい。
【0021】
20℃における蒸気圧が0.01kPa未満である水溶性有機溶剤の具体例としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(<3.9Pa)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(<1.33Pa)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(<1.33Pa)、ジプロピレングリコール(<1.33Pa)等が挙げられる。
本発明において、水溶性有機溶剤は単独または2種以上混合して使用することができる。
【0022】
本発明における水性処理液は、水性インク中の成分を固定化させる固定化剤の少なくとも1種を含有する。前記固定化剤としては水性インク中の成分の少なくとも1種を凝集可能であれば特に制限はないが、乾燥皮膜中に存在している状態で、水性インクと接触することにより、水性インク中の成分を固定化(凝集)可能であることが好ましく、水性インクと接触することで水性インク中に溶解しやすい化合物であることがより好ましい。
中でも、凝集性の観点から、水溶性の高い多価金属塩および水溶性の高い酸性物質の少なくとも1種であることが好ましく、水溶性の高い酸性物質の少なくとも1種であることがより好ましい。さらに前記酸性物質としては、インク組成物と反応してインク全体を固定化させる観点から、2価以上の酸性物質であることがさらに好ましい。
【0023】
ここで水性インク中の成分の凝集反応は、例えば、水性インク中に分散した粒子(着色剤(例えば、顔料)、樹脂粒子等)の分散安定性を減じ、インク全体の粘度を上昇させることで達成することができる。
具体的には例えば、固定化剤として酸性物質を使用する場合、カルボキシル基等の弱酸性の官能基で分散安定化しているインク中の顔料、樹脂粒子などの粒子の表面電荷を、よりpKaの低い酸性物質と接触させることにより減じ、分散安定性を低下することができる。したがって、処理液に含まれる凝集剤としての酸性物質は、pKaが低く、水に対する溶解度が高く、価数が2価以上であることが好ましく、インク中の粒子を分散安定化させている官能基(例えば、カルボキシル基)のpKaよりも低いpH領域に高い緩衝能を有する2価または3価の酸性物質であることがより好ましい。
具体的には、リン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸、およびフタル酸などが挙げられる。またこれらと、pKa、溶解度が類似した他の酸性物質も使用可能である。
【0024】
これらの酸性物質の中でも、クエン酸は、保水力が高く、凝集したインクの物理強度が高くなる傾向にあり、機械特性がより要求される場合に好ましく用いられる。一方、マロン酸は逆に保水力が低く、処理液の乾燥を早めたい場合に好ましく用いられる。
このように固定化剤は、インク組成物の固定化能とは別の副次的因子により、適宜選択して使用することも可能である。
【0025】
前記多価金属塩としては、周期表の第2属のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3属の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13属からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)、の塩を挙げることができる。これら金属の塩としては、カルボン酸塩(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩が好適である。中でも、好ましくは、カルボン酸(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及びチオシアン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩である。
【0026】
前記固定化剤は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
水性インク中の成分を固定化させる固定化剤の水性処理液中における含有量としては、1〜40質量%が好ましく、より好ましくは5〜30質量%であり、更に好ましくは10〜25質量%の範囲である。
【0027】
本発明における水性処理液は、固定化剤と特定水溶性有機溶剤を必須の構成成分とするが、これらに加えて、界面活性剤やその他の添加剤を含んでいてもよい。前記界面活性剤およびその他の添加剤の具体例は、後述する水性インクにおけるものと同様である。
【0028】
本発明における水性処理液の表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、25mN以上50mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上45mN/m以下である。
【0029】
また、本発明における水性処理液の20℃での粘度は、水性処理液の付与安定性の観点から、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは2mPa・s以上12mPa・s未満、更に好ましくは2mPa・s以上8mPa・s未満である。粘度が前記範囲内であることで、例えば水性処理液の付与を塗布で行う場合に、水性処理液をより均一かつより安定的に付与することができる。尚、水性処理液の粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて測定することができる。
また、水性処理液の粘度は、水溶性有機溶剤の種類や含有量の調整、粘度調整剤の添加等の通常行われる方法で適宜変更することができる。
【0030】
<塗工紙>
本発明においては記録媒体として、ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である塗工紙を用いる。
前記塗工紙は、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆるコート紙、アート紙など、セルロースを主体とする一般印刷用塗工紙である。このような塗工紙は、一般に溶剤浸透速度が遅く、通常の水性インクジェットによる画像形成においては、画像にじみ(解像度の低下)や耐擦性の低下など、品質上の問題を生じやすいが、本発明のインクジェット記録方法によれば、画像にじみや耐擦性の問題を抑制して良好な画像を形成することができる。
【0031】
本発明における塗工紙は、ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である。
前記ブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及した方法であり、日本紙パルプ技術協会(J’TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は、J’TAPPI No.51「紙、板紙の液体吸収性試験方法」に述べられている。
【0032】
本発明において、Ka値の測定時には、測定液の表面張力に合わせてブリストー試験のヘッドボックススリット幅を調節する。また、紙の裏にインクがぬけてしまう点は計算から外す。
さらに一般に、塗工紙の液体吸収量をブリストー法により測定すると、吸収係数が変化する屈曲点が存在するが、本発明では、初期吸収係数に影響を受けるため屈曲点までの吸収係数を用いる。
【0033】
本発明に用いられる塗工紙としてはKa値が上記範囲内であれば特に制限なく、一般に販売されているものを使用することができる。具体的には例えば、王子製紙製「OKトップコート+」、および日本製紙製「オーロラコート」、「リサイクルコートT−6」等のコート紙(A2、B2)、三菱製紙製「特菱アート」等のアート紙(A1)などを挙げることができる。
【0034】
<水性インク>
本発明における水性インク(以下、「インク」または「インク組成物」ということがある)は、着色剤の少なくとも1種と、樹脂粒子の少なくとも1種と、水溶性有機溶剤の少なくとも1種と、水とを含み、必要に応じて界面活性剤等のその他の成分を含んで構成することができる。
【0035】
本発明におけるインクは、フルカラーの画像記録に用いることができる。フルカラー画像を記録するために、マゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクを用いることができ、また、色調を整えるために、更にブラック色調インクを用いてもよい。また、イエロー、マゼンタ、シアン色調インク以外のレッド、グリーン、ブルー、白色インクやいわゆる印刷分野における特色インク等を用いることができる。
以下、インク成分について詳述する。
【0036】
(着色剤)
着色剤としては、着色により画像を記録する機能を有するものであればよく、顔料や染料、着色微粒子も使用することができる。前記顔料のうちでも水分散性顔料が好ましい。
前記水分散性顔料の具体例として、下記(1)〜(4)の顔料を挙げることができる。
【0037】
(1)カプセル化顔料、即ち、ポリマー微粒子に顔料を含有させてなるポリマー分散物であり、より詳しくは、親水性水不溶性の樹脂で顔料を被覆し顔料表面の樹脂層にて親水化することで顔料を水に分散可能にしたものである。
(2)自己分散顔料、即ち、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料、より詳しくは、主にカーボンブラックなどを表面酸化処理して親水化し、顔料単体が水に分散するようにしたものである。
(3)樹脂分散顔料、即ち、重量平均分子量50,000以下の水溶性高分子化合物により分散された顔料である。
(4)界面活性剤分散顔料、即ち、界面活性剤により分散された顔料である。
好ましい例として、(1)カプセル化顔料と(2)自己分散顔料を挙げることができ、特に好ましい例として、(1)カプセル化顔料を挙げることができる。
【0038】
カプセル化顔料について詳述する。カプセル化顔料の樹脂は、限定されるものではないが、水と水溶性有機溶剤との混合溶剤中で自己分散能または溶解能を有し、かつアニオン性基(酸性)を有する高分子の化合物であるのが好ましい。この樹脂は、通常、数平均分子量が1、000〜100、000範囲程度のものが好ましく、3、000〜50、000範囲程度のものが特に好ましい。また、この樹脂は有機溶剤に溶解して溶液となるものが好ましい。樹脂の数平均分子量がこの範囲であることにより、顔料における被覆膜として、またはインク組成物における塗膜としての機能を十分に発揮することができる。樹脂は、アルカリ金属や有機アミンの塩の形で使用されることが好ましい。
【0039】
カプセル化顔料の樹脂の具体例としては、熱可塑性、熱硬化性あるいは変性のアクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリアミド系、不飽和ポリエステル系、フェノール系、シリコーン系、フッ素系高分子化合物、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニル系、アルキド樹脂、フタル酸樹脂等のポリエステル系、メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等のアミノ系の材料、あるいはそれらの共重合体または混合物などのアニオン性基を有する材料などが挙げられる。
上記樹脂の中、アニオン性アクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有するアクリルモノマー(以下、アニオン性基含有アクリルモノマーという)と、更に必要に応じてこれらのモノマーと共重合し得る他のモノマーを溶剤中で重合して得られる。アニオン性基含有アクリルモノマーとしては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン基からなる群から選ばれる1個以上のアニオン性基を有するアクリルモノマーが挙げられ、これらの中でもカルボキシル基を有するアクリルモノマーが特に好ましい。
【0040】
カルボキシル基を有するアクリルモノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマル酸等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸またはメタクリル酸が好ましい。
カプセル化顔料は、上記した成分を用いて、従来の物理的、化学的方法によって製造することができる。本発明の好ましい態様によれば、特開平9−151342号、特開平10−140065号、特開平11−209672号、特開平11−172180号、特開平10−25440号、または特開平11−43636号等の各公報に開示されている方法によって製造することができる。
【0041】
本発明において、自己分散型顔料も好ましい例として挙げることができる。自己分散型顔料とは、顔料表面に多数の親水性官能基および/またはその塩(以降、分散性付与基という)を、直接またはアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させたもので、分散剤なしに水性媒体中に分散可能な顔料である。ここで「分散剤なしに水性媒体中に分散」とは、顔料を分散させるための分散剤を用いなくても水性媒体中に分散可能な状態をいう。
自己分散型顔料を着色剤として含有するインクは、通常の顔料を分散させるために含有させる前述のような分散剤を含む必要が無いため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんど無く吐出安定性に優れるインクが調製しやすい。
自己分散型顔料の表面に結合される分散性付与基としては、−COOH、−CO、−OH、−SOH、−PO及び第4級アンモニウム並びにそれらの塩が例示でき、これらは、原料となる顔料に物理的処理または化学的処理を施すことで、分散性付与基または分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合(グラフト)させることによって製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、p−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。
【0042】
本発明においては、次亜ハロゲン酸及び/または次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、またはオゾンによる酸化処理により表面処理される自己分散型顔料を好ましい例として挙げることができる。自己分散型顔料としては市販品を利用することも可能であり、マイクロジェットCW−1(商品名;オリヱント化学工業(株)製)、CAB−O−JET200、CAB−O−JET300(以上商品名;キャボット社製)等が例示できる。
【0043】
〜顔料〜
本発明において用いられる顔料としては、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、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、などが挙げられる。前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
【0044】
黒色系のものとしては、カーボンブラックの具体例は、Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000 ULTRAII、Raven 3500、Raven2000、Raven1500、Raven1250、Raven1200、Raven1190 ULTRAII、Raven1170、Raven1255、Raven1080、Raven1060、Raven700(以上コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R、Regal330R、Regal660R、Mogul L、Black Pearls L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400(以上キャボット社製)、Color Black FW1、 Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black 18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex35、Printex U、Printex V、Printex140U、Printex140V、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black4(以上デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.45、No.47、No.52、No.900、No.2200B、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上三菱化学社製)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0045】
本発明において使用可能な有機顔料としては、イエローインクの顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、14C、16、17、24、34、35、37、42、53、55、65、73、74、75、81、83、93、95、97、98、100、101、104、108、109、110、114、117、120、128、129、138、150、151、153、154、155、180等が挙げられる。
【0046】
また、マゼンタインクの顔料としては、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、48(Ca)、48(Mn)、48:2、48:3、48:4、49、49:1、50、51、52、52:2、53:1、53、55、57(Ca)、57:1、60、60:1、63:1、63:2、64、64:1、81、83、87、88、89、90、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、163、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、209、219、269等、およびC.I.ピグメントバイオレット19が挙げられ、特に、C.I.ピグメントレッド122が好ましい。
【0047】
また、シアンインクの顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、16、17:1、22、25、56、60、C.I.バットブルー4、60、63等が挙げられ、特に、C.I.ピグメントブルー15:3が好ましい。
上記の顔料は、単独種で使用してもよく、また上記した各群内もしくは各群間より複数種選択してこれらを組み合わせて使用してもよい。
【0048】
〜分散剤〜
本発明において、カプセル化顔料あるいは樹脂分散顔料で用いられる分散剤としては、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物等が使用できる。
例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの共重合体等が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、酢酸ビニル、酢酸アリル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、クロトン酸エステル、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、芳香族基を置換してもよいアクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、芳香族基を置換してもよいメタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、ビニルアルコール、並びに上記化合物の誘導体等が挙げられる。
【0049】
上記α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの単独若しくは複数を共重合して得られる共重合体が高分子分散剤として使用される。具体的には、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【0050】
本発明における分散剤は、重量平均分子量で2,000〜60,000のものが好ましい。本発明の分散剤は、顔料に対する添加量比率が、質量基準で10%以上100%以下の範囲が好ましく、20%以上70%以下がより好ましく、更に好ましくは、40%以上50%以下である。
【0051】
(水溶性有機溶剤)
インクジェット記録方式の水系インクにおいて、水溶性有機溶剤は乾燥防止剤、湿潤剤あるいは浸透促進剤の目的で使用することができる。
ノズルのインク噴射口において該インクジェット用インクが乾燥することによる目詰まりを防止する目的で乾燥防止剤が用いられ、乾燥防止剤や湿潤剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。
また、インクジェット用インクを紙により良く浸透させる目的で浸透促進剤として、水溶性有機溶剤が好適に使用される。
【0052】
水溶性有機溶剤の例として、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等のアルカンジオール(多価アルコール類);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、アルドン酸、グルシトール、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、マルトトリオース等の糖類;糖アルコール類;ヒアルロン酸類;尿素類等のいわゆる固体湿潤剤;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、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−プロピルエーテルなどのグリコールエーテル類;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、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、スルホラン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
【0053】
乾燥防止剤や湿潤剤の目的としては、多価アルコール類が有用であり、例えば、グリセリン、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、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、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−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、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、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。
【0054】
浸透剤の目的としては、ポリオール化合物が好ましく、脂肪族ジオールとしては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが好ましい例として挙げることができる。
【0055】
また本発明において、水性インクが含有する水溶性有機溶剤は、揮発成分を低減する観点から、20℃における蒸気圧が0.01kPa未満であることが好ましい。このような水溶性有機溶剤の具体例は水性処理液における具体例と同様である。
【0056】
本発明におけるインクに使用される水溶性有機溶剤は、単独で使用しても、2種類以上混合して使用しても構わない。水溶性有機溶剤の含有量としては、1質量%以上60質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下で使用される。
また、本発明におけるインクに使用される水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。更に好ましくは、50質量%以上70質量%以下である。
【0057】
(樹脂粒子)
本発明における水性インクは、少なくとも1種の樹脂粒子を含む。樹脂粒子を含むことにより、主に水性インクの記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。樹脂粒子は、既述の水性処理液又はこれを乾燥させた紙領域と接触した際に凝集、又は分散不安定化してインクを増粘させることにより、水性インク、すなわち画像を固定化させる機能を有する。このような樹脂粒子は、水及び有機溶剤に分散されているものが好ましい。
【0058】
樹脂粒子としては、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、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、パラフィン系樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂など、種々の樹脂粒子を用いることができる。特に、アクリル系樹脂粒子が好ましい。
【0059】
アクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有するアクリルモノマー(アニオン性基含有アクリルモノマー)及び必要に応じて該アニオン性基含有アクリルモノマーと共重合可能な他のモノマーを溶剤中で重合して得られる。前記アニオン性基含有アクリルモノマーとしては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、及びホスホン基からなる群より選ばれる1以上を有するアクリルモノマーが挙げられ、中でもカルボキシル基を有するアクリルモノマー(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマル酸等)が好ましく、特にはアクリル酸又はメタクリル酸が好ましい。
【0060】
樹脂粒子としては、具体的にはラテックスを好適に用いることができ、例えば、アクリル系ラテックス、酢酸ビニル系ラテックス、スチレン系ラテックス、ポリエステル系ラテックス等、種々のラテックスを好適に用いることができる。特に、アクリル系ラテックスが好ましい。
【0061】
本発明における樹脂粒子としては、吐出安定性及び後述の色材(特に顔料)を用いた場合の液安定性(特に分散安定性)の観点から、自己分散性ポリマー粒子が好ましく、カルボキシル基を有する自己分散性ポリマー粒子がより好ましい。自己分散性ポリマー粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基(特に酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。
【0062】
ここで分散状態とは、水性媒体中に水不溶性ポリマーが液体状態で分散された乳化状態(エマルション)、及び、水性媒体中に水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態(サスペンジョン)の両方の状態を含むものである。
本発明における水不溶性ポリマーにおいては、液体組成物としたときの凝集速度と定着性の観点から、水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態となりうる水不溶性ポリマーであることが好ましい。
【0063】
自己分散性ポリマー粒子の分散状態とは、水不溶性ポリマー30gを70gの有機溶剤(例えば、メチルエチルケトン)に溶解した溶液、該水不溶性ポリマーの塩生成基を100%中和できる中和剤(塩生成基がアニオン性であれば水酸化ナトリウム、カチオン性であれば酢酸)、及び水200gを混合、攪拌(装置:攪拌羽根付き攪拌装置、回転数200rpm、30分間、25℃)した後、該混合液から該有機溶剤を除去した後でも、分散状態が25℃で少なくとも1週間安定に存在することを目視で確認することができる状態をいう。
【0064】
また、水不溶性ポリマーとは、ポリマーを105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100g中に溶解させたときに、その溶解量が10g以下であるポリマーをいい、その溶解量が好ましくは5g以下、更に好ましくは1g以下である。前記溶解量は、水不溶性ポリマーの塩生成基の種類に応じて、水酸化ナトリウム又は酢酸で100%中和した時の溶解量である。
【0065】
前記水性媒体は、水を含んで構成され、必要に応じて親水性有機溶剤を含んでいてもよい。本発明においては、水と水に対して0.2質量%以下の親水性有機溶剤とから構成されることが好ましく、水から構成されることがより好ましい。
【0066】
前記水不溶性ポリマーの主鎖骨格としては、特に制限は無く、例えば、ビニルポリマー、縮合系ポリマー(エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、セルロース、ポリエーテル、ポリウレア、ポリイミド、ポリカーボネート等)を用いることができる。その中で、特にビニルポリマーが好ましい。
【0067】
ビニルポリマー及びビニルポリマーを構成するモノマーの好適な例としては、特開2001−181549号公報及び特開2002−88294号公報に記載されているものを挙げることができる。また、解離性基(あるいは解離性基に誘導できる置換基)を有する連鎖移動剤や重合開始剤、イニファーターを用いたビニルモノマーのラジカル重合や、開始剤或いは停止剤のどちらかに解離性基(あるいは解離性基に誘導できる置換基)を有する化合物を用いたイオン重合によって高分子鎖の末端に解離性基を導入したビニルポリマーも使用できる。
また、縮合系ポリマーと縮合系ポリマーを構成するモノマーの好適な例としては、特開2001−247787号公報に記載されているものを挙げることができる。
【0068】
自己分散性ポリマー粒子は、自己分散性の観点から、親水性の構成単位と芳香族基含有モノマーに由来する構成単位とを含む水不溶性ポリマーを含むことが好ましい。
【0069】
前記親水性の構成単位は、親水性基含有モノマーに由来するものであれば特に制限はなく、1種の親水性基含有モノマーに由来するものであっても、2種以上の親水性基含有モノマーに由来するものであってもよい。前記親水性基としては、特に制限はなく、解離性基であってもノニオン性親水性基であってもよい。
本発明において前記親水性基は、自己分散促進の観点、形成された乳化又は分散状態の安定性の観点から、解離性基であることが好ましく、アニオン性の解離基であることがより好ましい。前記解離性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、インク組成物を構成した場合の定着性の観点から、カルボキシル基が好ましい。
【0070】
本発明における親水性基含有モノマーは、自己分散性と凝集性の観点から、解離性基含有モノマーであることが好ましく、解離性基とエチレン性不飽和結合とを有する解離性基含有モノマーであることが好ましい。
解離性基含有モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
【0071】
不飽和カルボン酸モノマーとして具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。不飽和スルホン酸モノマーとして具体的には、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和リン酸モノマーとして具体的には、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記解離性基含有モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
【0072】
本発明における自己分散性ポリマー粒子は、自己分散性と処理液と接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価(mgKOH/g)が25〜100であるポリマーを含むことがより好ましい。更に、前記酸価は、自己分散性と処理液と接触したときの凝集速度の観点から、25〜80であることがより好ましく、30〜65であることが特に好ましい。
特に、酸価は、25以上であると自己分散性の安定性が良好になり、100以下であると凝集性が向上する。
【0073】
前記芳香族基含有モノマーは、芳香族基と重合性基とを含む化合物であれば特に制限はない。前記芳香族基は芳香族炭化水素に由来する基であっても、芳香族複素環に由来する基であってもよい。本発明においては水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、芳香族炭化水素に由来する芳香族基であることが好ましい。
また前記重合性基は、縮重合性の重合性基であっても、付加重合性の重合性基であってもよい。本発明においては水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、付加重合性の重合性基であることが好ましく、エチレン性不飽和結合を含む基であることがより好ましい。
【0074】
本発明における芳香族基含有モノマーは、芳香族炭化水素に由来する芳香族基とエチレン性不飽和結合とを有するモノマーであることが好ましい。芳香族基含有モノマーは、1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0075】
前記芳香族基含有モノマーとしては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマー等が挙げられる。中でも、ポリマー鎖の親水性と疎水性のバランスとインク定着性の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、及びフェニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種がより好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが更に好ましい。
なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
【0076】
本発明における自己分散性ポリマー粒子は、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を含み、その含有量が10質量%〜95質量%であることが好ましい。芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーの含有量が10質量%〜95質量%であることで、自己乳化又は分散状態の安定性が向上し、更にインク粘度の上昇を抑制することができる。
本発明においては、自己分散状態の安定性、芳香環同士の疎水性相互作用による水性媒体中での粒子形状の安定化、粒子の適度な疎水化による水溶性成分量の低下の観点から、15質量%〜90質量%であることがより好ましく、15質量%〜80質量%であることがより好ましく、25質量%〜70質量%であることが特に好ましい。
【0077】
本発明における自己分散性ポリマー粒子は、例えば、芳香族基含有モノマーに由来する構成単位と、解離性基含有モノマーに由来する構成単位とを用いて構成することができる。更に、必要に応じて、その他の構成単位を更に含んでもよい。
【0078】
前記その他の構成単位を形成するモノマーとしては、前記芳香族基含有モノマーと解離性基含有モノマーと共重合可能なモノマーであれば特に制限はない。中でも、ポリマー骨格の柔軟性やガラス転移温度(Tg)制御の容易さの観点から、アルキル基含有モノマーであることが好ましい。
前記アルキル基含有モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−、イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
【0079】
本発明における自己分散性ポリマー粒子を構成する水不溶性ポリマーの分子量範囲は、重量平均分子量で、3000〜20万であることが好ましく、5000〜15万であることがより好ましく、10000〜10万であることが更に好ましい。重量平均分子量を3000以上とすることで水溶性成分量を効果的に抑制することができる。また、重量平均分子量を20万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。
【0080】
なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)で測定される。GPCは、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、条件としては、試料濃度を0.35/min、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いて行なう。また、検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
【0081】
本発明における自己分散性ポリマー粒子を構成する水不溶性ポリマーは、ポリマーの親疎水性制御の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構造単位(好ましくは、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び/又はベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位)を共重合比率として自己分散性ポリマー粒子の全質量の15〜80質量%を含むことが好ましい。
また、水不溶性ポリマーは、ポリマーの親疎水性制御の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び/又はベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜4のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことがより好ましく、更には加えて、酸価が25〜100であって重量平均分子量が3000〜20万であることが好ましく、酸価が25〜95であって重量平均分子量が5000〜15万であることがより好ましい。
【0082】
以下に、自己分散性ポリマー粒子を構成する水不溶性ポリマーの具体例として、例示化合物B−01〜B−19を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、括弧内は共重合成分の質量比を表す。
【0083】
B−01:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(50/45/5)
B−02:フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/35/29/6)
B−03:フェノキシエチルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(50/44/6)
B−04:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸共重合体(30/55/10/5)
B−05:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(35/59/6)
B−06:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(10/50/35/5)
B−07:ベンジルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(55/40/5)
B−08:フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/メタクリル酸共重合体(45/47/8)
B−09:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(5/48/40/7)
B−10:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(35/30/30/5)
B−11:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体(12/50/30/8)
B−12:ベンジルアクリレート/イソブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(93/2/5)
B−13:スチレン/フェノキシエチルメタクリレート/ブチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(50/5/20/25)
B−14:スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(62/35/3)
B−15:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/51/4)
B−16:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/49/6)
B−17:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/48/7)
B−18:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/47/8)
B−19:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/45/10)
【0084】
本発明における自己分散性ポリマー粒子を構成する水不溶性ポリマーの製造方法としては特に制限はなく、例えば、重合性界面活性剤の存在下に、乳化重合を行い、界面活性剤と水不溶性ポリマーとを共有結合させる方法、上記親水性基含有モノマーと芳香族基含有モノマーとを含むモノマー混合物を溶液重合法、塊状重合法等の公知の重合法により、共重合させる方法を挙げることができる。前記重合法の中でも、凝集速度とインク組成物としたときの打滴安定性の観点から、溶液重合法が好ましく、有機溶剤を用いた溶液重合法がより好ましい。
【0085】
本発明における自己分散性ポリマー粒子は、凝集速度の観点から、有機溶剤中で合成されたポリマーを含み、該ポリマーはカルボキシル基を有し、(好ましくは酸価が20〜100であって)該ポリマーのカルボキシル基の一部又は全部は中和され、水を連続相とするポリマー分散物として調製されたものであることが好ましい。すなわち、本発明における自己分散性ポリマー粒子の製造は、有機溶剤中でポリマーを合成する工程と、前記ポリマーのカルボキシル基の少なくとも一部が中和された水性分散物とする分散工程とを設けて行なうことが好ましい。
【0086】
前記分散工程は、次の工程(1)及び工程(2)を含むことが好ましい。
工程(1):ポリマー(水不溶性ポリマー)、有機溶剤、中和剤、及び水性媒体を含有する混合物を、攪拌する工程
工程(2):前記混合物から前記有機溶剤を除去する工程
【0087】
前記工程(1)は、まずポリマー(水不溶性ポリマー)を有機溶剤に溶解させ、次に中和剤と水性媒体を徐々に加えて混合、攪拌して分散体を得る処理であることが好ましい。このように、有機溶剤中に溶解した水不溶性ポリマー溶液中に中和剤と水性媒体を添加することで、強いせん断力を必要とせずに、より保存安定性の高い粒径の自己分散性ポリマー粒子を得ることができる。
該混合物の攪拌方法に特に制限はなく、一般に用いられる混合攪拌装置や、必要に応じて超音波分散機や高圧ホモジナイザー等の分散機を用いることができる。
【0088】
有機溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤及びエーテル系溶剤が好ましく挙げられる。
アルコール系溶剤としては、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、エタノール等が挙げられる。ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エーテル系溶剤としては、ジブチルエーテル、ジオキサン等が挙げられる。これらの溶剤の中では、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤とイソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤が好ましい。また、油系から水系への転相時への極性変化を穏和にする目的で、イソプロピルアルコールとメチルエチルケトンを併用することも好ましい。該溶剤を併用することで、凝集沈降や粒子同士の融着が無く、分散安定性の高い微粒径の自己分散性ポリマー粒子を得ることができる。
【0089】
中和剤は、解離性基の一部又は全部が中和され、自己分散性ポリマーが水中で安定した乳化又は分散状態を形成するために用いられる。本発明の自己分散性ポリマーが解離性基としてアニオン性の解離基(例えば、カルボキシル基)を有する場合、用いられる中和剤としては有機アミン化合物、アンモニア、アルカリ金属の水酸化物等の塩基性化合物が挙げられる。有機アミン化合物の例としては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、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、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、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアニン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。中でも、本発明の自己分散性ポリマー粒子の水中への分散安定化の観点から、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミンが好ましい。
【0090】
これら塩基性化合物は、解離性基100モル%に対して、5〜120モル%使用することが好ましく、10〜110モル%であることがより好ましく、15〜100モル%であることが更に好ましい。15モル%以上とすることで、水中での粒子の分散を安定化する効果が発現し、100モル%以下とすることで、水溶性成分を低下させる効果がある。
【0091】
前記工程(2)においては、前記工程(1)で得られた分散体から、減圧蒸留等の常法により有機溶剤を留去して水系へと転相することで自己分散性ポリマー粒子の水性分散物を得ることができる。得られた水性分散物中の有機溶剤は実質的に除去されており、有機溶剤の量は、好ましくは0.2質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下である。
【0092】
樹脂粒子の重量平均分子量は1万以上、20万以下が好ましく、より好ましくは10万以上、20万以下である。
樹脂粒子の平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。
【0093】
樹脂粒子の含有率はインクに対して、0.5〜20質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましく、5〜15質量%がさらに好ましい。
樹脂粒子のガラス転移温度Tgは30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。
また、ポリマー粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つポリマー微粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
【0094】
(界面活性剤)
本発明におけるインクは、必要に応じて界面活性剤を含むことができ、前記界面活性剤は表面張力調整剤として用いることができる。
表面張力調整剤としてはノニオン、カチオン、アニオン、ベタイン界面活性剤が挙げられる。表面張力の調整剤の添加量は、インクジェットで良好に打滴するために、本発明のインクの表面張力を20〜60mN/mに調整する量が好ましく、より好ましくは20〜45mN/m、更に好ましくは25〜40mN/mに調整できる量である。
本発明における界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。更には、上記高分子物質(高分子分散剤)を界面活性剤としても使用することもできる。
【0095】
アニオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルポコハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ナトリウムジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ジアルキルスルポコハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、t−オクチルフェノキシエトキシポリエトキシエチル硫酸ナトリウム塩等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
【0096】
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ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、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマー、t−オクチルフェノキシエチルポリエトキシエタノール、ノニルフェノキシエチルポリエトキシエタノール等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
カチオン性界面活性剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられ、具体的には、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド等が挙げられる。
本発明におけるインク組成物の界面活性剤の含有率は、特に限定されるものではないが、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1〜10質量%、更に好ましくは1〜3質量%である。
【0097】
(その他成分)
本発明におけるインク組成物は、必要に応じてその他の成分として各種の添加剤を含むことができる。
その他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
【0098】
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
【0099】
褪色防止剤としては、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機の褪色防止剤としてはハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類などがあり、金属錯体としてはニッケル錯体、亜鉛錯体などがある。
【0100】
防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン−1−オキシド、p−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、ソルビン酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウムなどが挙げられる。これらはインク中に0.02〜1.00質量%使用するのが好ましい。
【0101】
pH調整剤としては、調合される記録用インクに悪影響を及ぼさずにpHを所望の値に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類(例えば、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)、アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)、アンモニウム水酸化物(例えば、水酸化アンモニウム、第4級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などが挙げられる。
【0102】
防錆剤としては、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。
【0103】
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、りん系酸化防止剤などが挙げられる。
【0104】
キレート剤としては、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。
【0105】
<インク物性>
本発明におけるインクの表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上40mN/m以下である。
また、本発明におけるインクの20℃での粘度は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは2mPa・s以上13mPa・s未満、更に好ましくは2.5mPa・s以上10mPa・s未満である。
【0106】
[インクジェット記録方法]
本発明のインクジェット記録方法は、ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である塗工紙上に、着色剤、樹脂粒子、水溶性有機溶剤、および水を含む水性インクを、インクジェット法により吐出して画像を記録する画像記録工程と、前記塗工紙上に、前記水性インク中の成分を固定化させる固定化剤、および全水溶性有機溶剤に対する含有量が70質量%以上であってSP値27.5以下かつ101.3kPaにおける沸点が230℃以上280℃以下である水溶性有機溶剤を含む水性処理液を付与する処理液付与工程と、
を備える。
かかるインクジェット記録方法であることによって、画像の耐擦過性が良好で、2次色ドット径の変動が小さく高解像度であり、さらに記録媒体におけるカールの発生を抑制することができる。
また本発明の画像記録方法は、必要に応じてその他の工程を含んで構成することができる。
【0107】
本発明においては、形成される画像品位の観点から、前記画像記録工程は、前記処理液付与工程で前記水性処理液が付与された塗工紙上に、前記水性インクを吐出する工程であることが好ましい。
【0108】
<処理液付与工程>
本発明において、特定の塗工紙(記録媒体)へ処理液付与は、公知の液体付与方法を特に制限なく用いることができ、後述するインクジェット方式による付与であっても、スプレー塗布、塗布ローラー等による付与であってもよい。
たとえばホリゾンタルサイズプレス法、ロールコーター法、カレンダーサイズプレス法などで代表されるサイズプレス法;エアーナイフコーター法などで代表されるナイフコーター法;ゲートロールコーター法などのトランスファーロールコーター法、ダイレクトロールコーター法、リバースロールコーター法、スクイズロールコーター法などで代表されるロールコーター法;ビルブレードコーター法、ショートデュエルコーター法;ツーストリームコーター法などで代表されるブレードコーター法;ロッドバーコーター法などで代表されるバーコーター法;ロッドバーコーター法などで代表されるバーコーター法;キャストコーター法;グラビアコーター法;カーテンコーター法;ダイコーター法;ブラシコーター法;転写法などが挙げられる。
【0109】
また、特開平10−230201号公報に記載の塗布装置の様に液量制限部材を備えた塗布装置を用いることで塗布量の制御が可能である。
本発明において、記録媒体へ処理液付与する領域は、記録媒体全体への全面付与であっても、インクジェット記録を行う領域への部分付与であってもよい。本発明においては、処理液の付与量を均一に調整し、画像ムラを抑えるという観点から、塗布ローラー等による記録媒体全体への全面付与であることが好ましい。
【0110】
処理液付与工程における処理液の付与量としては、画像記録工程で塗工紙上に吐出される水性インク中の成分を固定化可能な量であれば特に制限はない。本発明においては、カール抑制と耐擦性の観点から、固定化剤の付与量として、0.25g/m以上であることが好ましく、0.25g/m以上2g/m未満であることがより好ましく、0.4g/m以上1g/m未満であることが更に好ましい。
【0111】
<処理液乾燥工程>
本発明のインクジェット記録方法においては、前記処理液付与工程で処理液を付与した後に、処理液中に含まれる水や水溶性有機溶剤等の少なくとも一部を乾燥除去する処理液乾燥工程を設けることが好ましい。これにより、カールとカックル、およびハジキの発生をより効果的に抑制し、形成される画像の耐擦過性をより向上させることができる。
処理液乾燥工程は、記録媒体上に付与された処理液に含まれる溶媒(例えば、水、水溶性有機溶剤)の少なくとも一部を乾燥除去するものであれば特に制限はなく、送風、加熱等の通常用いられる方法によって行うことができる。
【0112】
<画像記録工程>
本発明のインクジェット記録方法は、着色剤と樹脂粒子と水溶性有機溶剤と水とを含む水性インクの少なくとも1種を、特定の塗工紙上にインクジェット法により吐出して画像を記録する画像記録工程を含む。これにより、良好な画像を記録することができる。
【0113】
また本発明においては、予め前記水性処理液が付与された塗工紙上の領域に水性インクを付与することにより、カールとカックル、およびインクハジキの発生を、より効果的に抑制することができ、耐擦過性がより良好な画像を記録することができる。
すなわち、本発明における画像記録工程は、前記処理液付与工程で水性処理液が付与された塗工紙上に水性インクを吐出する工程であることが好ましい。
【0114】
(インクジェット法)
本発明におけるインクジェット法としては、特に制限はなく、公知の方式、例えば静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して、放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式等を用いることができる。
本発明に好ましいインクジェット法として、例えば、特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105の記載が適用できる。
【0115】
本発明における画像記録工程は、必要に応じてその他の工程をさらに含んでいてもよい。その他の工程としては例えば、インク乾燥工程、加熱工程等を挙げることができる。
【0116】
本発明においては、カールとカックルの発生抑制と画像の耐擦過性の観点から、塗工紙上に前記水性インクを吐出するインク吐出工程の後に、インク乾燥工程をさらに備えることが好ましい。
前記インク乾燥工程(以下、「乾燥除去工程」ということがある)は、記録媒体上に付与された水性インクに含まれる溶媒(水、水溶性有機溶剤)の少なくとも一部を乾燥除去するものであれば特に制限はなく、送風、加熱等の通常用いられる方法によって行うことができる。
【0117】
本発明においては、画像の耐擦過性の観点から、塗工紙上に水性インクを吐出するインク吐出工程の後に、加熱工程をさらに備えることが好ましい。また本発明においては、インク吐出工程と加熱工程の間に、インク乾燥工程をさらに備えることがより好ましい。
前記加熱工程(以下、「加熱定着工程」ということがある)としては、本発明のインクジェット記録方法で用いられる水性インク中に含まれる樹脂粒子を溶融定着することができれば、それ以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シリコンゴムローラを用いた加熱定着、平面ヒーターによる加熱等を挙げることができる。
【0118】
本発明においては、耐擦過性の観点から、シリコンゴムローラによる加熱定着であることが好ましい。
本発明においてシリコンゴムローラによる加熱定着に用いるシリコンゴムローラの硬度、加熱温度、圧力等の加熱定着条件は、目的に応じて適宜選択することができる。
【0119】
また本発明においては、画像を記録する際に、光沢性や耐水性を与えたり、耐候性を改善したりする目的からポリマーラテックス化合物を併用してもよい。ラテックス化合物を塗工紙(記録媒体)に付与する時期については、水性インクを付与する前であっても、後であっても、また同時であってもよい。したがって添加する場所も記録媒体中であっても、水性インク中であってもよく、あるいはポリマーラテックス単独の液状物として使用しても良い。
具体的には、特開2002−166638号、特開2002−121440号、特開2002−154201号、特開2002−144696号、特開2002−080759号等の各公報に記載された方法を好ましく用いることができる。
【実施例】
【0120】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
【0121】
<水性インクの調製>
(1)シアン顔料インクCの調製
−顔料分散液の調製−
着色剤としてシアニンブルーA−22(PB15:3、大日精化社製)10gと、下記低分子量分散剤の10.0gと、グリセリン3.0gと、イオン交換水27gとを攪拌混合して、粗分散液を調製した。次いで、この粗分散液に、超音波照射装置(SONICS社製、Vibra-cell VC−750、テーパーマイクロチップ:φ5mm、Amplitude:30%)を用いて超音波を2時間、間欠照射(照射0.5秒、休止1.0秒)して顔料を更に分散させ、20%顔料分散液とした。
【0122】
【化1】

【0123】
−混合液Iの調製−
上述したものとは別に、以下に示す組成中の化合物を秤量した後、攪拌混合して、混合液Iを調製した。
〜組成〜
・グリセリン ・・・2.0g
(水溶性有機溶媒)
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・13.0g
(水溶性有機溶媒)
・オルフィンE1010 ・・・1.5g
(ノニオン性界面活性剤、日信化学工業社製)
・イオン交換水 ・・・9.5g
【0124】
−自己分散性ポリマー粒子の調製−
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン360.0gを仕込んで、75℃まで昇温した。反応容器内温度を75℃に保ちながら、フェノキシエチルアクリレート180.0g、メチルメタクリレート162.0g、アクリル酸18.0g、メチルエチルケトン72g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)1.44gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、「V−601」0.72g、メチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌後、さらに「V−601」0.72g、イソプロパノール36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した後、85℃に昇温して、さらに2時間攪拌を続けることにより重合体溶液を得た。得られた共重合体の重量平均分子量(Mw)は64000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))、酸価は38.9(mgKOH/g)であった。
次に、重合体溶液668.3gを秤量し、これにイソプロパノール388.3g及び1mol/LのNaOH水溶液145.7mlを加え、反応容器内温度を80℃に昇温した。次いで、蒸留水720.1gを20ml/minの速度で滴下し、水分散化した。その後、大気圧下にて反応容器内温度80℃で2時間、85℃で2時間、90℃で2時間保った後、反応容器内を減圧にし、イソプロパノール、メチルエチルケトン、及び蒸留水を合計で913.7g留去し、固形分濃度28.0%の自己分散性ポリマー微粒子(B−01)の水分散物(エマルション)を得た。
なお、自己分散性ポリマー微粒子(B−01)の構造は下記の通りであり、下記構造中の各構成単位の右下の数字は「質量比」を表す。
【0125】
【化2】

【0126】
−水性インクの調製−
上記で得た混合液Iを、攪拌している固形分濃度28.0%の自己分散性ポリマー粒子(B−01)の水分散物36.2gにゆっくりと滴下して攪拌混合し、混合液IIを調製した。得られた混合液IIを上記で得た20%顔料分散液にゆっくりと滴下しながら攪拌混合して、インク組成物であるシアン顔料インクC(シアンインク)100gを調製した。
pHメーターWM−50EG(東亜DKK(株)製)を用いて、シアン顔料インクCのpHを測定したところ、pH値は8.7であった。
【0127】
(2)マゼンタ顔料インクMの調製
前記シアン顔料インクCの調製において、顔料として用いたシアニンブルーA−22をCromophtal Jet Magenta DMQ(PR−122、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)に代えたこと以外は、上記のシアン顔料インクCの調製と同様の方法により、マゼンタ顔料インクM(マゼンタインク)を調製した。
pHメーターWM−50EG(東亜DKK(株)製)を用いて、マゼンタ顔料インクMのpHを測定したところ、pH値は8.7であった。
【0128】
(3)イエロー顔料インクYの調製
前記シアン顔料インクCの調製において、顔料として用いたシアニンブルーA−22をIrgalite Yellow GS(PY74、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)に代えたこと以外は、上記のシアン顔料インクCの調製と同様の方法により、イエロー顔料インクY(イエローインク)を調製した。
pHメーターWM−50EG(東亜DKK(株)製)を用いて、イエロー顔料インクYのpHを測定したところ、pH値は8.7であった。
【0129】
(4)黒顔料インクKの調製
前記シアン顔料インクCの調製において調製した顔料分散液の代わりに、顔料分散体CAB−O−JETTM 200(カーボンブラック、CABOT社製)を用いたこと以外は、上記のシアン顔料インクCの調製と同様の方法により、ブラック色の黒顔料インクK(ブラックインク)を調製した。
pHメーターWM−50EG(東亜DKK(株)製)を用いて、黒顔料インクKのpHを測定したところ、pH値は8.7であった。
【0130】
<水性処理液の調製>
(処理液1)
以下の材料を混合して、処理液1を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0131】
(処理液2)
以下の材料を混合して、処理液2を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0132】
(処理液3)
以下の材料を混合して、処理液3を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0133】
(処理液4)
以下の材料を混合して、処理液4を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・ジプロピレングリコール 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0134】
(処理液5)
以下の材料を混合して、処理液5を調製した。
・硝酸カルシウム 25g
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 15g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
・イオン交換水 64g
【0135】
(処理液6)
以下の材料を混合して、処理液6を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 30g
・ニューポールPE−62(三洋化成工業製) 5g
・イオン交換水 29g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0136】
(処理液7)
以下の材料を混合して、処理液7を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル 15g
・グリセリン 5g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0137】
(処理液8)
以下の材料を混合して、処理液8を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・イオン交換水 74g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0138】
(処理液9)
以下の材料を混合して、処理液9を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・グリセリン 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0139】
(処理液10)
以下の材料を混合して、処理液10を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・トリエチレングリコール 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0140】
(処理液11)
以下の材料を混合して、処理液11を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0141】
(処理液12)
以下の材料を混合して、処理液12を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・ジエチレングリコール 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0142】
(処理液13)
以下の材料を混合して、処理液13を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル 12g
・グリセリン 8g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0143】
(処理液14)
以下の材料を混合して、処理液14を調製した。
・マロン酸(凝集剤) 25g
・テトラエチレングリコール 20g
・イオン交換水 54g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1g
【0144】
調製した水性処理液について、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて20℃における粘度を測定した。結果を表1に示す。
【0145】
<画像記録>
記録媒体として塗工紙である、特菱アート(三菱製紙製、坪量104.7g/m)、OKトップコート+(王子製紙製、坪量104.7g/m)、リサイクルコートT−6(日本製紙製、坪量98g/m)を用い、下記表1に示すように処理液と組み合わせて、下記の画像記録条件で画像を記録した。
尚、表1には各記録媒体(塗工紙)における、ブリストー法による液体吸収測定で得られる水に対するKa(変曲点までの値)を併せて示す。
【0146】
−処理液付与工程−
記録媒体全面にアニロックスローラーにて塗布量を制御されたロールコーターにて記録媒体への水性処理液の塗布量が1.2ml/m(固定化剤の塗布量として0.30g/m)となる様に塗布した。ただし、実施例8においては、塗布量が0.9ml/m(固定化剤の塗布量として0.23g/m)となる様に塗布した。
【0147】
−処理液乾燥工程−
次いで下記条件で処理液が付与された記録媒体を乾燥した。
風速 :15m/s
温度 :記録媒体の表面温度が60℃となるように記録媒体記録面背面から接触型平面ヒーターで加熱した。
送風領域:450mm(乾燥時間0.9秒)
【0148】
−インク付与工程−
水性インクとして、上記で得られたシアン顔料インクC、マゼンタ顔料インクM、イエロー顔料インクY、黒顔料インクKを用い、下記の条件で、4色シングルパス画像記録を実施した。ライン画像は、1200dpiの幅1ドットのライン、幅2ドットのライン、幅4ドットのラインをシングルパスで主走査方向に吐出して記録し、ベタ画像は、記録媒体をA5サイズにカットしたサンプルの全面にインクを吐出してベタ画像とした。
水性処理液が付与された記録媒体上に下記条件で、水性インクを付与した。
【0149】
ヘッド :1,200dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッドを4色分配置した。
吐出液滴量:インク滴量3.5plで出力した。
駆動周波数:30kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
【0150】
次いで下記条件でインクが付与された記録媒体を乾燥した。
−−インク用乾燥条件(送風乾燥)−−
風速 :15m/s
温度 :記録媒体の表面温度が60℃となるように記録媒体記録面背面から接触型平面ヒーターで加熱した。
送風領域:640mm(乾燥時間1秒間)
【0151】
次いで下記条件で加熱処理(加熱定着処理)を実施した。ただし、実施例9においては、加熱処理を実施しなかった。
−−加熱処理−−
シリコンゴムローラ(硬度70°、ニップ幅4mm)
ローラ温度:75℃
圧力:0.5MPa
【0152】
<評価方法>
−カール−
前記画像記録条件にしたがって、MD、CDそれぞれの方向に対して50mm×5mmサイズに断裁した試験片(記録媒体)に水性インク(シアン顔料インクC)を10g/mとなるようそれぞれ打滴して、ベタ画像を形成した。画像形成後、JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.15−2:2000に規定されるカール曲率測定方法に準拠して、23℃、50%RH、12時間後のカール度を測定し、下記の評価基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
【0153】
〜評価基準〜
A:カール度10未満であった。
B:カール度10以上20未満であった。
C:カール度20以上30未満であった。
D:カール度30以上であった。
【0154】
−ドット安定性−
シアン(C)単独のシアンドット、およびマゼンタ(M)ベタ上のシアンドットをそれぞれ形成し、シアンドットのドット径をドットアナライザーDA−6000(王子計測機器株式会社製)を用いて測定した。ドット径は50点測定し、平均の値を用いた。
マゼンタ(M)ベタ上のシアンドット径とシアン(C)単独のシアンドット径の差を算出し、下記評価基準にしたがって評価した。
〜評価基準〜
A:ドット径の差が2.0μm未満であった。
B:ドット径の差が2.0μm以上3.0μm未満であった。
C:ドット径の差が3.0μm以上5.0μm未満であった。
D:ドット径の差が5.0μm以上であった。
【0155】
−耐擦性−
インク組成物が付与された記録媒体について、印字直後、2cm四方のベタ部を指でこすり、白紙部分へのインクの転写度合いを目視で観察した。耐擦過性の評価基準は下記の通りである。評価結果を表1に示す。
【0156】
〜評価基準〜
A:インクの転写が全くなかった。
B:インクの転写が殆ど目立たなかった。
C:インクの転写が多少見られた。
D:インクの転写が著しかった。
【0157】
【表1】

【0158】
尚、表1中の水溶性有機溶剤の略語は以下の通りである。
DEGmBE:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
TEGmME:トリエチレングリコールモノメチルエーテル
TEGmBE:トリエチレングリコールモノブチルエーテル
DPG:ジプロピレングリコール
TEG:トリエチレングリコール
DEG:ジエチレングリコール
また、表1中の「特定水溶性有機溶剤含有率」は全水溶性有機溶剤に対する含有率を意味する。
【0159】
表1から、本発明のインクジェット記録方法によれば、溶剤浸透速度の遅い塗工紙を用いた場合でも、耐擦過性が良好で、2次色ドット径の変動が小さく、カールの発生が抑制された画像形成が可能であることが分かる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブリストー法による液体吸収性測定で得られる水に対するKa値が、0.1ml・m−2・msec−1/2以上0.3ml・m−2・msec−1/2以下である塗工紙上に、着色剤、樹脂粒子、水溶性有機溶剤、および水を含む水性インクを、インクジェット法により吐出して画像を記録する画像記録工程と、
前記塗工紙上に、前記水性インク中の成分を固定化させる固定化剤、および全水溶性有機溶剤に対する含有量が70質量%以上であってSP値27.5以下かつ101.3kPaにおける沸点が230℃以上280℃以下である水溶性有機溶剤を含む水性処理液を付与する処理液付与工程と、
を備えるインクジェット記録方法。
【請求項2】
前記水性処理液は、水溶性有機溶剤の含有量が30質量%以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
【請求項3】
前記画像記録工程は、前記処理液付与工程で水性処理液が付与された塗工紙上に水性インクを吐出する請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録方法。
【請求項4】
前記画像記録工程は、加熱工程を更に備える請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項5】
前記水性処理液の粘度が2mPa・s以上8mPa・s以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項6】
前記処理液付与工程は、固定化剤の付与量が0.25g/m以上である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項7】
前記固定化剤は、2価以上の酸性物質である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項8】
前記水溶性有機溶剤は、20℃における蒸気圧が0.01kPa未満である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項9】
前記樹脂粒子は、アクリル系樹脂粒子である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項10】
前記樹脂粒子は、自己分散性ポリマー粒子である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項11】
前記自己分散性ポリマー粒子は、親水性の構成単位と芳香族基含有モノマーに由来する構成単位とを含む水不溶性ポリマーを含む請求項10に記載のインクジェット記録方法。

【公開番号】特開2010−46918(P2010−46918A)
【公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−213254(P2008−213254)
【出願日】平成20年8月21日(2008.8.21)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】