説明

インクジェット記録液およびインクジェット記録方法

【課題】カールの発生を抑制することができ、保存安定性、および吐出安定性が良好なインクジェット記録液を提供する。
【解決手段】水と、少なくとも1種の色材とを含むインクジェット記録液において、下記一般式(1)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が100〜210である第1の水溶性有機溶剤と、下記一般式(2)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が240〜2000である第2の水溶性有機溶剤とを含有させ、前記第2の水溶性有機溶剤の含有量に対する前記第1の水溶性有機溶剤の含有量の質量比を1:3〜3:1とする。



(式中、Rは水素原子、アルキル基を表し、Rは水素原子、アルキル基、糖アルコールに由来する基を表し、A、Aは、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基を表し、nは1〜3、mは3〜40を表す)

【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液およびインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方法は、インクジェットヘッドに形成された多数のノズルからそれぞれインク滴を打滴することによって記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、多種多様な記録媒体に対して高品位な画像を記録できることなどから幅広く利用されている。
【0003】
インクジェット記録方法で記録する際の被記録媒体としては普通紙、コート紙、光沢紙、OHPシート、バックプリントフィルムなど様々なものが市販されているが、一般のオフィスでのビジネス用途では低価格の普通紙を用いることが多い。この際の要求特性としては通常要求される特性を満足しながら、紙に多くのインクを付与された際に生じるカール(紙が反る、丸まる)現象を緩和、抑制することが挙げられる。ここでは記録中のカールはもとより、記録後、水分が乾燥、蒸発して起こる記録後カールの緩和、抑制が重要になってくる。
【0004】
このカールの発生を緩和、抑制する方法として、従来からいくつかの方法が提案されている。例えば、特定の分子量の多価アルコールと、水溶性アミド化合物を含有するインクを用い、1滴あたりの液滴サイズ、単位面積あたりの打ち込み量を制御する印字方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、低極性の溶剤をインク全重量に対して30%以上含有させた水系インクを使用することでカールを抑制する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
更に、カール防止剤として特定のアミド化合物を含むインクが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2004-209762号公報
【特許文献2】特開2007-152873号公報
【特許文献3】特開平9−176538号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載の方法では印字方法に大きな制約があり、実用上問題が起きる場合があった。また、特許文献2に記載のインクでは、インクの保存安定性が不十分であった。さらに特許文献3に記載のインクでは、インク吐出性が悪化する傾向があった。
本発明は、カールの発生を抑制することができ、保存安定性、および吐出安定性が良好なインクジェット記録液及びそれを用いた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】
【0007】
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> 水と、少なくとも1種の色材と、下記一般式(1)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が100〜210である第1の水溶性有機溶剤と、下記一般式(2)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が240〜2000である第2の水溶性有機溶剤と、を含み、前記第2の水溶性有機溶剤の含有量に対する前記第1の水溶性有機溶剤の含有量の質量比が1:3〜3:1であるインクジェット記録液。
【0008】
【化1】

【0009】
(式中、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、Aはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表し、nは1〜3の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数3〜12の糖アルコールに由来する基を表し、Aはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表し、mは3〜40の整数を表す)
【0010】
<2> 前記第1の水溶性有機溶剤の含有量と前記第2の水溶性有機溶剤の含有量との総和が、5〜30質量%である前記<1>に記載のインクジェット記録液。
<3> SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤の含有量の総和が、全水溶性有機溶剤の含有量に対して70質量%以上であることを特徴とする前記<1>または<2>に記載のインクジェット記録液。
【0011】
<4> 前記色材は、転相乳化法によって分散された顔料である前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録液。
<5> 樹脂粒子をさらに含有する前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のインクジェット記録液。
【0012】
<6> 前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のインクジェット記録液を、被記録媒体に吐出して画像形成する工程を含むインクジェット記録方法。
<7> 前記被記録媒体は、普通紙またはコート紙であることを特徴とする前記<6>に記載のインクジェット記録方法。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、カールの発生を抑制することができ、保存安定性、および吐出安定性が良好なインクジェット記録液およびそれを用いた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形態】
【0014】
<インクジェット記録液>
本発明のインクジェット記録液(以下、単に「インク」ということがある)は、水と、少なくとも1種の色材と、下記一般式(1)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が100〜210である第1の水溶性有機溶剤と、下記一般式(2)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が240〜2000である第2の水溶性有機溶剤と、を含み、前記第2の水溶性有機溶剤の含有量に対する前記第1の水溶性有機溶剤の含有量の質量比が1:3〜3:1であることを特徴とする。
上記構成のように特定の2種の水溶性有機溶剤を特定の比率で含有することにより、インクジェット専用紙以外の普通紙、汎用コート紙等にインクジェット方式で画像記録した場合であっても、カールの発生を抑制することができる。また、更にインクの保存安定性、吐出安定性が良好になる。
【0015】
【化2】

【0016】
式中、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、Aはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表し、nは1〜3の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数3〜12の糖アルコールに由来する基を表し、Aはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表し、mは3〜40の整数を表す。
【0017】
本発明のインクジェット記録液は、上記必須成分に加え必要に応じて、界面活性剤、樹脂粒子、その他の成分を含んで構成することができる。
また、本発明のインクジェット記録液は、フルカラーの画像形成に用いることができる。フルカラー画像を形成するために、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。
【0018】
[水溶性有機溶剤]
本発明のインクジェット記録液は、上記一般式(1)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が100〜210である第1の水溶性有機溶剤の少なくとも1種と、上記一般式(2)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が240〜2000である第2の水溶性有機溶剤の少なくとも1種とを含む。
本発明において水溶性有機溶剤とは、100gの水に対して5g以上溶解する有機溶剤を意味する。また、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤を「特定溶剤」と総称することがある。
【0019】
一般式(1)においてRは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を表すが、カール抑制効果の観点から、炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
【0020】
また、一般式(2)においてRは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、または炭素数3〜12の糖アルコールに由来する基を表すが、カール抑制効果の観点から、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数3〜6の糖アルコールに由来する基であることが好ましい。
ここで糖アルコールに由来する基とは、糖アルコールから水酸基を少なくとも一つ取り除いて形成される基を意味する。糖アルコールから除かれる水酸基の位置は特に制限はなく、異なる位置から水酸基が取り除いて形成された2種以上の基からなる混合物であってもよい。また、2以上の水酸基が取り除かれた2価以上の基であってもよい。
【0021】
また、一般式(1)及び一般式(2)においてAおよびAはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表す。AまたはAにおいて、エチレンオキシ基とプロピレンオキシ基が合せて2以上ある場合、エチレンオキシ基またはプロピレンオキシ基のいずれかのみからなっていてもよく、エチレンオキシ基とプロピレンオキシ基の両方を含んでいてもよい。更にAまたはAがエチレンオキシ基とプロピレンオキシ基の両方を含む場合、ブロック重合体であってもランダム重合体であってもよい。
更に一般式(2)においてmは3〜40の整数を表すが、インクの吐出安定性の観点から、3〜12であることが好ましい。
【0022】
本発明におけるSP値は、溶剤の溶解度パラメーター(SP値)を意味し、分子凝集エネルギーの平方根で表される値である。SP値については、Polymer HandBook(Second Edition)第IV章 Solubility Parameter Valuesに記載があり、その値を本発明におけるSP値とした。また、単位は(MPa)1/2であり、25℃における値を指す。
なお、データの記載がないものについては、R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147(1967)に記載の方法で計算した値を本発明におけるSP値とした。
【0023】
以下、SP値が27.5以下である水溶性有機溶剤の具体例を以下に示す。いうまでもなく本発明はこれに限定されるものではない。尚、SP値を括弧内に示した。
ジエチレングリコールモノエチルエーテル(DEGmEE)(22.4)
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGmBE)(21.5)
ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEGdEE)(16.8)
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TEGmBE)(21.1)
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPGmME)(20.4)
プロピレングリコールモノエチルエーテール(PGmEE)(22.3)
ジプロピレングリコール(DPG)(27.1)
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPGmME)(21.3)
トリプロピレングリコール(TPG)(24.7)
1,2−ヘキサンジオール(27.4)
トリオキシプロピレングリセリルエーテル(26.4、例えばGP−250(三洋化成工業(株)製))
ヘキサオキシプロピレングリセリルエーテル(23.2、例えばGP−400(三洋化成工業(株)製))
ヘキサデカオキシプロピレングリセリルエーテル(20.2、例えばGP−1000(三洋化成工業(株)製))
ジオキシエチレンジオキシプロピレンブチルエーテル(20.1、例えば50HB−55(三洋化成工業(株)製))
ペンタオキシエチレンペンタオキシプロピレンブチルエーテル(19.7、例えば50HB−100(三洋化成工業(株)製))
デカオキシエチレンヘプタオキシプロピレンブチルエーテル(19.0、例えば50HB−260(三洋化成工業(株)製))
POP(4)ジグリセリルエーテル(SP値26.1、例えばSC−P400(阪本薬品工業(株)製))
POP(9)ジグリセリルエーテル(SP値22.7、例えばSC−P750(阪本薬品工業(株)製))
POE(20)ジグリセリルエーテル(SP値22.4、例えばSC−E1000(阪本薬品工業(株)製))
POE(40)ジグリセリルエーテル(SP値21.0、例えばSC−E2000(阪本薬品工業(株)製))
【0024】
尚、POP(4)ジグリセリルエーテルはジグリセリンにプロピレンオキシドが4つ付加した化合物を意味し、POE(20)ジグリセリルエーテルはジグリセリンにエチレンオキシドが20つ付加した化合物を意味し、他も同様である。
【0025】
また参考のため、SP値が27.5以上に該当する水溶性有機溶剤の例をSP値と共に示す。
グリセリン(33.5)
ジエチレングリコール(DEG)(30.6)
トリエチレングリコール(TEG)(27.8)
トリメチロールプロパン(28.8)
【0026】
本発明における第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤のSP値はそれぞれ27.5以下であるが、16〜27.5であることが好ましく、18〜26.5であることがより好ましい。水溶性有機溶剤のSP値が27.5を超えるとカール抑制効果が低下する。
本発明において第1の水溶性有機溶剤または第2の水溶性有機溶剤が2種以上の化合物から構成される場合、SP値が27.5以下の化合物を全部で70質量%以上含有していることが必要であり、90質量%以上含有していることが好ましい。
【0027】
本発明における第1の水溶性有機溶剤の分子量は100〜210であるが、120〜190であることが好ましい。分子量が100未満の場合、インクの保存安定性が低下する。また分子量が210を超える場合、インクのカール抑制効果が低下する。
また、第2の水溶性有機溶剤の分子量は240〜2000であるが、250〜800であることが好ましい。分子量が2000を超えるとインクの粘度が上昇し、吐出安定性が低下したり、インクの保存安定性が低下したりする。また分子量が240未満の場合、吐出安定性が低下したり、インクの保存安定性が低下したりする。
尚、水溶性有機溶剤の分子量は、水溶性有機溶剤が単一の化合物からなる場合には構造式から算出される分子量を意味し、水溶性有機溶剤が複数の化合物の混合物である場合には数平均分子量を意味する。
【0028】
本発明における第1の水溶性有機溶剤の具体例としては、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGmEE)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(DEGmEE)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGmBE)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TEGmBE)、ジプロピレングリコール(DPG)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPGmME)、トリプロピレングリコール(TPG)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPGmME)、1,2−ヘキサンジオール等を挙げることができる。
【0029】
また、本発明における第2の水溶性有機溶剤の具体例としては、GP−250(三洋化成工業(株)製)、GP−400(三洋化成工業(株)製)、50HB−55(三洋化成工業(株)製)、50HB−100(三洋化成工業(株)製)、50HB−260(三洋化成工業(株)製)、SC−P400(阪本薬品工業(株)製)、SC−E2000(阪本薬品工業(株)製)等を挙げることができる。
【0030】
本発明においては、カール抑制効果の観点から、第1の水溶性有機溶剤が、プロピ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、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、およびトリプロピレングリコールモノメチルエーテルから選択される少なくとも1種であって、前記第2の水溶性有機溶剤が、プロピレンオキシ基の含有数が3〜9であるポリオキシプロピレングリセリルエーテル、および、エチレンオキシ基の含有数とプロピレンオキシ基の含有数の和が3〜20であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、
第1の水溶性有機溶剤が、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、およびジプロピレングリコールから選択される少なくとも1種であって、前記第2の水溶性有機溶剤が、プロピレンオキシ基の含有数が3〜6であるポリオキシプロピレングリセリルエーテル、および、エチレンオキシ基の含有数とプロピレンオキシ基の含有数の和が3〜12であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルから選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
【0031】
本発明において第1の水溶性有機溶剤の含有量と、第2の水溶性有機溶剤の含有量の総和としては特に制限はないが、インクの吐出安定性の観点から、インクジェット記録液全体に対して、1〜40質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましく、10〜25質量%であることが更に好ましい。
また、前記第1の水溶性有機溶剤の含有量と第2の水溶性有機溶剤の含有量の質量比は1:3〜3:1であるが、カール抑制効果の観点から、1:2〜2:1であることが好ましく、2:3〜3:2であることがより好ましく、1:1であることが更に好ましい。さらに前記第2の水溶性有機溶剤の分子量が900を超える場合には、前記第1の水溶性有機溶剤の含有量と第2の水溶性有機溶剤の含有量の質量比は1:1〜3:1であることが好ましく、2:1〜3:1であること(すなわち第1の水溶性有機溶剤の含有量の方が多いこと)がより好ましい。
【0032】
本発明のインクジェット記録液においては、前記第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、これら以外の第3の水溶性有機溶剤を更に含んでいてもよい。
前記第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤に加えて、第3の水溶性有機溶剤を含むことで、乾燥防止効果、湿潤効果または浸透促進効果を、より効果的に得ることができる。
【0033】
ここで乾燥防止効果、湿潤効果は、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できる効果等を意味する。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。
また浸透促進効果は、インクを紙により良く浸透させる効果を意味し、水溶性有機溶剤が好適に使用される。
【0034】
本発明において第3の水溶性有機溶剤の例としては、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、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−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);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、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、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。
【0035】
中でも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、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。
【0036】
また浸透促進剤の目的としては、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、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタ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。
【0037】
本発明に使用される第3の水溶性有機溶剤は、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。
本発明においては、カール抑制効果の観点から、前記第1の水溶性有機溶剤の含有量と第2の水溶性有機溶剤の含有量の総和が、全水溶性有機溶剤の含有量に対して70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましい。
また、本発明においては、カール抑制効果の観点から、SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤の含有量の総和が、全水溶性有機溶剤の含有量に対して70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましい。
【0038】
本発明のインクジェット記録液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。
【0039】
[色材]
本発明のインクジェット記録液は、少なくとも1種の色材(以下、「着色剤」ということがある)を含有する。本発明に用いられる色材として水分散性顔料が好ましいが、着色により画像を形成する機能を有するものであればよく、染料や着色微粒子も使用することができる。
【0040】
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。
(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エマルションであり、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。
中でも好ましい例として、(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。
【0041】
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、水と水溶性有機の混合溶媒中で自己分散能または溶解能を有し、かつアニオン性基(酸性基)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。
【0042】
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、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、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媒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、ホスホン酸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。
【0043】
カルボキシキ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号に開示されている方法、好ましくは転相乳化法によって製造することができる。
【0044】
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。
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。
【0045】
(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。
【0046】
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・ケミカル社製)、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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
(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。
【0051】
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。
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。本発明における分散剤は、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。
【0052】
本発明のインクジェット記録液における色材の含有量としては、画像濃度と画像保存性の観点から、0.1〜15質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましい。
【0053】
[界面活性剤]
本発明のインクジェット記録液は少なくとも1種の界面活性剤を含有することができる。界面活性剤の添加によってインクジェット記録液の表面張力を調整することができる。界面活性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のいずれであってもよい。界面活性剤の添加量は、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(25℃)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。
【0054】
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、ジアルキルスルホ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、ジアルキルスルホ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。
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ジェット記録液に添加する界面活性剤の量は、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。
【0055】
[樹脂粒子]
本発明におけるインク組成物は、少なくとも1種の樹脂粒子を含むことが好ましい。樹脂粒子を含むことにより、インクジェット記録液の記録媒体への定着性、および記録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、後述するプリント性を向上させる液体組成物(以下、「処理液」ということがある)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、インクジェット記録液、すなわち画像を固定化させる機能を有することが好ましい。
【0056】
樹脂粒子としては、例えば、(メタ)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。(メタ)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を用いることが好ましく、特に、(メタ)アクリル系樹脂粒子が好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有する(メタ)アクリルモノマー(アニオン性基含有(メタ)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(メタ)アクリルモノマーと共重合可能な他のモノマーを溶媒中で重合して得られる。前記アニオン性基含有(メタ)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、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる1以上を有する(メタ)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(メタ)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。
【0057】
樹脂粒子としては、具体的にはラテックス(樹脂粒子の水性分散物)を好適に用いることができ、例えば、(メタ)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、(メタ)アクリル系ラテックスが好ましい。
【0058】
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、自己分散ポリマーの粒子が好ましく、カルボキシル基を有する自己分散ポリマーの粒子がより好ましい。自己分散ポリマーの粒子(以下、「自己分散ポリマー粒子」とも称する)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。
【0059】
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(サスペンション)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、インクジェット記録液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。
【0060】
自己分散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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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、ポリマー粒子の分散安定性の観点から、特にビニルポリマーが好ましい。
【0064】
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。
【0065】
自己分散ポリマー粒子は、自己分散性の観点から、親水性の構成単位と、疎水性の構成単位とを有する水不溶性ポリマーを含むことが好ましく、前記疎水性の構成単位が芳香族基含有モノマーに由来する構成単位であることがより好ましい。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
またノニオン性親水性基を有するモノマーとしては、例えば、2−メトキシエチルアクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルアクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルメタクリレート、エトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコール(分子量200〜1000)モノメタクリレート、ポリエチレングリコール(分子量200〜1000)モノメタクリレートなどの(ポリ)エチレンオキシ基またはポリプロピレンオキシ基を含有するエチレン性不飽和モノマーや、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が挙げられる。
また、ノニオン性親水性基を有するモノマーとしては、末端が水酸基のエチレン性不飽和モノマーよりも、末端がアルキルエーテルのエチレン性不飽和モノマーのほうが、粒子の安定性、水溶性成分の含有量の観点で好ましい。
【0070】
本発明における親水性の構成単位としては、アニオン性の解離性基を有する親水性単位のみを含有する態様、および、アニオン性の解離性基を有する親水性の構成単位と、ノニオン性親水性基を有する親水性の構成単位とを両方含有する態様のいずれかであることが好ましい。
また、アニオン性の解離性基を有する親水性単位を2種以上含有する態様や、アニオン性の解離性基を有する親水性の構成単位と、ノニオン性親水性基を有する親水性の構成単位を2種以上併用する態様であることもまた好ましい。
【0071】
前記自己分散ポリマーにおける親水性構成単位の含有率は、粘度と経時安定性の観点から、25質量%以下であることが好ましく、1〜25質量%であることがより好ましく、2〜23質量%であることがさらに好ましく、4〜20質量%であることが特に好ましい。
また2種以上の親水性の構成単位を有する場合、親水性の構成単位の総含有率が前記範囲内であることが好ましい。
【0072】
前記自己分散ポリマーにおけるアニオン性の解離性基を有する構成単位の含有量は、酸価が後述する好適な範囲となるような範囲が好ましい。
また、ノニオン性親水性基を有する構成単位の含有量としては、吐出安定性と経時安定性の観点から、好ましくは0〜25質量%であって、より好ましくは0〜20質量%であって、特に好ましいのは0〜15質量%である。
【0073】
本発明における自己分散ポリマー粒子は、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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
本発明における自己分散ポリマー粒子は、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。
【0078】
また、芳香族基含有モノマーとしてスチレン系モノマーを用いる場合、自己分散ポリマー粒子とした際の安定性の観点から、スチレン系モノマーに由来する構成単位は、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましく、スチレン系モノマーに由来する構成単位を含まない態様が特に好ましい。
ここで、スチレン系モノマーとは、スチレン、置換スチレン(α-メチルスチレン、クロロスチレンなど)、および、ポリスチレン構造単位を有するスチレンマクロマーのことを指す。
【0079】
本発明において自己分散ポリマーは、疎水性構成単位として前記芳香族基含有モノマーに由来する構成単位に加え、必要に応じて、その他の構成単位を更に含んで構成することができる。前記その他の構成単位を形成するモノマーとしては、前記親水性基含有モノマー、および前記芳香族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く、公知のモノマーを用いることができる。
【0080】
前記その他の構成単位を形成するモノマー(以下、「その他共重合可能なモノマー」ということがある)の具体例としては、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;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。
【0081】
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および自己分散ポリマーの分散安定性の観点から、炭素数が1〜8の鎖状アルキル基を含有する(メタ)アクリレートの少なくとも1種であることが好ましく、より好ましくは炭素数が1〜4の鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートであり、特に好ましくはメチル(メタ)アクリレートまたはエチル(メタ)アクリレートである。ここで、鎖状アルキル基とは、直鎖又は分岐鎖を有するアルキル基のことをいう。
【0082】
本発明においてその他共重合可能なモノマーは、1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
自己分散ポリマー粒子が、その他の構成単位を含有する場合、その含有量は10〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは15〜75質量%であって、特に好ましいのは20〜70質量%である。その他の構成単位を形成するモノマーを、2種以上を組み合わせて使用する場合、その総含有量が前記範囲であることが好ましい。
【0083】
本発明における自己分散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成単位(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)を含む場合は、共重合比率として自己分散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。
【0084】
本発明における自己分散ポリマーは、各構成単位が不規則的に導入されたランダム共重合体であっても、規則的に導入されたブロック共重合体であっても良く、ブロック共重合体である場合の各構成単位は、如何なる導入順序で合成されたものであっても良く、同一の構成成分を2度以上用いてもよいが、ランダム共重合体であることが汎用性、製造性の点で好ましい。
【0085】
本発明における自己分散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。
【0086】
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0.3質量%、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。
【0087】
また、本発明における自己分散ポリマーのガラス転移点(Tg)は、50℃以上が好ましく、より好ましくは、80℃以上であり、さらに好ましくは、130℃以上であり、特に好ましくは、160℃以上である。ガラス転移点が50℃以上であることで、インクジェット記録液を用いて形成された画像の耐擦性やブロッキング性がより良好になる。
【0088】
以下に、自己分散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。
【0089】
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)
【0090】
本発明における自己分散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。
【0091】
本発明における自己分散ポリマー粒子は、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。
【0092】
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
【0093】
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。
【0094】
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ポリマー粒子を得ることができる。
【0095】
中和剤は、解離性基の一部又は全部が中和され、自己分散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。本発明における自己分散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ミン、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、本発明における自己分散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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
樹脂粒子(ラテックス粒子)の平均粒子径は、体積平均粒子径で10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、10〜100nmの範囲が更に好ましく、10〜50nmの範囲が特に好ましい。体積平均粒子径は、10nm以上であると製造適性が向上し、1μm以下であると保存安定性が向上する。
また、樹脂粒子の粒径分布に関しては、特に制限はなく、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のいずれでもよい。また、水不溶性粒子を2種以上混合して使用してもよく、単分散の粒径分布を持つ樹脂粒子を2種以上混合してもよい。
なお、樹脂粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により粒径を測定することにより求められるものである。
【0100】
樹脂粒子(特に自己分散ポリマー粒子)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。
樹脂粒子のインクジェット記録液中における含有量は、インクジェット記録液の全質量に対して、0.5〜20質量%が好ましく、2〜20質量%がより好ましく、3〜15質量%がさらに好ましい。
【0101】
[その他成分]
本発明のインクジェット記録液は、その他の添加剤を含有してもよい。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、固体湿潤剤等の公知の添加剤が挙げられる。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
pH調整剤としては、調合されるインクジェット記録液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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
固体湿潤剤としては、例えば、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;尿素類等が挙げられる。
【0110】
(インクジェット記録液の物性)
本発明のインクジェット記録液の表面張力は、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、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。表面張力は、例えば、界面活性剤を含有することで所望の範囲に調整することができる。
また本発明のインクジェット記録液の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。粘度は、例えば、水溶性有機溶剤の分子量や含有量等を変更することで所望の範囲に調整することができる。
【0111】
<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、前記インクジェット記録液を被記録媒体に吐出して画像形成する工程を含むことを特徴とする。前記インクジェット記録液を用いることでカールの発生を効果的に抑制することができる。
本発明における被記録媒体は、インクジェット記録液を付与可能なものであれば特に制限はないが、カールの発生抑制の観点から、普通紙またはコート紙であることが好ましい。
【0112】
本発明に好ましいインクジェット記録方法として、インクジェット記録液にエネルギーを供与して、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、例えば特開平8−169172号公報、同8−27693号公報、同2−276670号公報、同7−276789号公報、同9−323475号公報、特開昭62−238783号公報、特開平10−153989号公報、同10−217473号公報、同10−235995号公報、同10−337947号公報、同10−217597号公報等記載されているインクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等に画像を形成する。なお、本発明に好ましいインクジェット記録方法として特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105の記載が適用できる。
【0113】
画像を形成する際に、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受像材料に付与する時期については、着色剤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く、したがって添加する場所も受像紙中であっても、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。
【0114】
本発明のインクジェット記録液を用いた好ましい画像形成方式の一例として、以下の工程を含むインクジェット記録方法を挙げることができる。
第一の工程:プリント性を向上させる液体組成物を記録媒体に付与する工程。
第二の工程:前記液体組成物が付与された記録媒体にインクジェット記録液を付与する工程。
その他の工程:その他の工程としては、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。
例えば、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。前記乾燥除去工程としては、記録媒体に付与されたインクジェット記録液におけるインク溶媒を乾燥除去する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。前記加熱定着工程としては、前記インクジェット記録方法で用いられるインク中に含まれるラテックス粒子を溶融定着する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。
【0115】
本発明における好ましい画像形成方式のもう一つの例としては、
第一の工程:プリント性を向上させる液体組成物を中間転写体に付与する工程。
第二の工程:前記液体組成物が付与された中間転写体にインクジェット記録液を付与する工程。
第三の工程:前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程。
その他の工程:その他の工程としては、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。例えば、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。
【0116】
(プリント性を向上させる液体組成物)
本発明のインクジェット記録液を用いたインクジェット記録方法として、プリント性を向上させる液体組成物を記録媒体に付与する工程を含むインクジェット記録方法が好ましい例として挙げることができる。
前記プリント性を向上させる液体組成物の好ましい一例として、インクのpHを変化させることにより凝集物を生じさせる液体組成物を挙げることができる。前記液体組成物のpHは1〜6であることが好ましく、pHは2〜5であることがより好ましく、pHは3〜5であることがさらに好ましい。
液体組成物の成分の一例としては、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、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、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれる化合物であることが好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
【0117】
また、本発明に用いることができるプリント性を向上させる液体組成物の好ましい一例として、多価金属塩あるいはポリアリルアミンを添加した処理液を挙げることができる。液体組成物の成分として、多価金属塩として周期表の2A族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウムとカルシウム);周期表の3B族の遷移金属(例えば、ランタン);周期表の3A族からのカチオン(例えば、アルミニウム);ランタニド類(例えば、ネオジム);及びポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、を挙げることができる。好ましい例として、カルシウムとマグネシウムを挙げることができる。カルシウム又はマグネシウムの対塩として好ましく採用されるアニオンは、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を挙げることができる。処理液への添加量として、当該塩は約1〜約10質量%、好ましくは約1.5〜約7質量%、より好ましくは約2〜約6質量%の範囲の量で処理液中に存在させることができる。
【実施例】
【0118】
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。
【0119】
<実施例1>
〜インクジェット記録液の調製〜
[顔料(色材)分散液の調製]
(ポリマー分散剤P−1の調製)
攪拌機、冷却管を備えた1000mlの三口フラスコにメチルエチルケトン88gを加え窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン50gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.85g、ベンジルメタクリレート60g、メタクリル酸10g、メチルメタクリレート30gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.42gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温し4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥してポリマー分散剤P−1を96g得た。
得られた樹脂の組成はH−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は44600であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)記載の方法により、このポリマーの酸価を求めたところ、65.2mgKOH/gであった。
【0120】
(シアン分散液の調製)
ピグメントブルー15:3(大日精化(株)製 フタロシアニンブル−A220)を10部と、上記で得られたポリマー分散剤P−1を5部と、メチルエチルケトンを42部と、1mol/L NaOH水溶液を 5.5部と、イオン交換水87.2部とを混合し、ビーズミルで0.1mmΦジルコニアビーズを使い、2〜6時間分散した。
得られた分散物を減圧下55℃でメチルエチルケトンを除去し、さらに一部の水を除去することにより、顔料濃度が10.2質量%のシアン分散液を得た。
上記のようにして、色材としてのシアン分散液を調液した。
【0121】
上記で得られた色材(シアン分散液)を用いて、下記インク組成となるように各成分を混合した。これを5μmのメンブレンフィルターを通過させて、インク1(インクジェット記録液)を作製した。
【0122】
(インク1の組成)
シアン顔料(ピグメントブルー15:3) :4%
ポリマー分散剤(P−1) :2%
ジエチレングリコールモノエチルエーテル :10%
(第1の水溶性有機溶剤、和光純薬(株)製)
サンニックスGP−250(ニューポールGP−250)
(第2の水溶性有機溶剤、三洋化成工業(株)製) :5%
オルフィンE1010(日信化学(株)製、界面活性剤) :1%
イオン交換水 :78%
【0123】
<実施例2>
実施例1において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、インク2〜インク15、インク22〜インク23を作製した。
【0124】
<実施例3>
(樹脂粒子分散物Aの調製)
反応容器に、ジョンクリル537(濃度45.9%、BASFジャパン社製)を2353g、オレイン酸ナトリウム1080g、イオン交換水167gの混合用液を調液した。得られた混合用液を13000rpm、60分間の遠心処理を行い、上澄み液を回収した。
得られた回収液の一部を120℃で2時間真空乾燥し、固形分量を測定したところ、回収液中の固形分濃度(樹脂粒子分散物の濃度)は31%であった。
上記で得られたシアン分散液と樹脂粒子分散物Aを用いて、下記インク組成となるように各成分を混合して、樹脂粒子を含むインク16(インクジェット記録液)を作製した。
【0125】
(インク16の組成)
シアン顔料(ピグメントブルー15:3) :4%
ポリマー分散剤(P−1) :2%
樹脂粒子分散物A(固形分) :8%
ジエチレングリコールモノエチルエーテル :10%
(第1の水溶性有機溶剤、和光純薬(株)製)
サンニックスGP250(ニューポールGP250)
(第2の水溶性有機溶剤、三洋化成工業(株)製) :5%
オルフィンE1010(日信化学(株)製、界面活性剤) :1%
イオン交換水 :70%
【0126】
<実施例4>
実施例3において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表1に示すように変更した以外は実施例3と同様にして、樹脂粒子分散物Aを含むインク17〜インク21を作製した。
【0127】
<比較例1>
実施例1において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、インク24〜インク36を作製した。
【0128】
<比較例2>
実施例3において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表1に示すように変更した以外は実施例3と同様にして、樹脂粒子を含むインク37〜インク39を作製した。
【0129】
【表1】

【0130】
<評価>
[カール性(1)]
上記で作製したインクジェット記録液(インク1〜インク39)を、特菱アートN(三菱製紙(株)製、84.9g/m)をカールしたときに長辺が弧を描くように5×50mmに裁断したサンプルに、塗布バーを用いて4g/mの塗布量でそれぞれ塗布した。その後、下記のようにしてサンプルの曲率Cを測定した。下記評価基準に従ってカール性(1)を評価した結果を表1に示す。
【0131】
〜曲率の測定方法〜
インクジェット記録液を塗布したサンプル曲率Cを、25℃、相対湿度50%の環境下で測定した。尚、カール値は、カールを半径Rの円の弧とみなして下記式1のように表わされる。
C=1/R(m) (式1)
【0132】
〜評価基準〜
◎:塗布して10分後のサンプルの曲率Cが20を超えなかった。
○:塗布して1日後のサンプルの曲率Cが20を超えなかった。
△:塗布して7日後のサンプルの曲率Cが20を超えなかった。
×:塗布して7日後のサンプルの曲率Cが20を超えていた。
【0133】
[カール性(2)]
被記録媒体として、特菱アート両面N(三菱製紙(株)製、104.7g/m品)に対して、下記の無色インク組成物(プリント性を向上させる液体組成物)を1g/mとなるように塗布バーで塗布し、100℃温風で4秒間乾燥したものを用いた。
尚、無色インク組成物は、以下の材料を混合して調製した。
(無色インク組成物)
・クエン酸 ・・・15g
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1g
・イオン交換水 ・・・84g
【0134】
後述する吐出性の評価で用いた評価装置を用い、上記で作製したインクジェット記録液(インク1〜インク39)をインク塗設量が5g/mとなる量でベタ印画した後の被記録媒体を、100℃温風で3秒間乾燥し、そのまま1時間静置した後に、カール方向が50mmとなるように5×50mmに裁断してサンプルを作製した。その後、温度25℃、相対湿度50%の条件下に放置し、上記カール性(1)と同様にしてサンプルの曲率Cを測定した。
尚、カール性(2)の評価は、実際にプリンターで描画しているため、カール性(1)の評価に比べて、実際のインクジェット記録方法により近い条件下における評価である。
【0135】
[保存性]
上記で作製したインクジェット記録液(インク1〜インク39)を、25℃に温度調整した。振動式粘度計(BROOKFIELD社製、DV−II+VISCOMETER)を用いて、25℃、相対湿度50%の環境下で、インクを原液のまま25℃でコーンプレート(φ35mm)を用いて測定し、トルクが20〜90%の範囲で、且つ回転数が0.5〜100rpmの範囲のデータの平均値を測定値とした。調製直後の測定値をインク粘度1とした。
次いで、インクジェット記録液(インク1〜インク39)の一部をガラス製サンプルビンに採取し、密栓した状態で60℃の環境下で2週間放置した後、上記と同様の方法で保存後のインク粘度2を測定した。また、同時にインク液の状態を目視観察した。
上記測定した保存前後でのインク粘度の変動率{100−(インク粘度2/インク粘度1)×100}を算出した。さらに保存後の目視観察結果と併せて、下記の評価基準に従ってインク保存性の評価を行った。
【0136】
〜評価基準〜
◎:インク粘度の変動率が±15%未満で、かつインクの変化は認められなかった。
○:インク粘度の変動率が±15%以上±30%未満で、かつインク液の変化は認められなかった。
△:インク粘度の変動率が±30%以上、±50%未満で、かつインク液の変化は認められなかった。
×:インク粘度の変動率が±50%以上、またはインク液の分離やゲル状化が観察された。
【0137】
[吐出性]
上記で調製したインクジェット記録液(インク1〜インク39)について、以下のようにしてインクの吐出安定性を評価した。尚、評価環境は25℃、相対湿度50%であった。
評価装置として、ダイマティクス・マテリアル・カートリッジ DMC−11610(10pl)(富士フイルムダイマティッス社製)を搭載したダイマティクス・マテリアル・プリンター DMP−2831(富士フイルムダイマティッス社製)を用い、以下の(i)〜(iii)の評価項目について評価し、その結果を下記評価基準で評価した。結果を表1に示す。
尚、インクカートリッジは充填液体容量が100mlになるように改造した。また、記録媒体として、上記と同様に5×50mmに裁断したサンプル(特菱アートN(三菱製紙(株)製、84.9g/m)を使用した。
【0138】
〜評価項目〜
(i)画像ムラが見られないものを良好であるとした。
(ii)1分間連続吐出後、30分間アンキャップで放置した後に、再吐出した際の吐出率が90%以上(不吐出率が10%未満)を良好であるとした。
(iii)60分間連続吐出後の吐出率が90%以上(不吐出率が10%未満)を良好であるとした。
【0139】
〜評価基準〜
◎:(i)〜(iii)の全てが満たされていた。
○:(i)、(ii)の2項目が満たされていた。
△:(i)のみが満たされていた。
×:(i)〜(iii)の全てが満たされなかった。
【0140】
表1から、本発明のインクジェット記録液は、良好なカール抑制効果を示すことが分かる。また、インク保存性、吐出安定性が良好であることがわかる。
【0141】
<実施例5>
実施例1において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表2に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、インク101〜インク110を作製した。
尚、表1には、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の全インク中における含有率を「特定溶剤含有率(%)(対インク)」として、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の全水溶性有機溶剤に対する含有率を「特定溶剤含有率(%)(対全溶剤)」として記載した。
【0142】
<実施例6>
実施例3において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表2に示すように変更した以外は実施例3と同様にしてインク111〜インク112を作製した。
【0143】
<実施例7>
実施例3において、樹脂粒子分散物Aの代わりに、下記樹脂粒子分散物Bを用い、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表2に示すように変更した以外は実施例3と同様にしてインク113〜インク116を作製した。
【0144】
(樹脂粒子分散物B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、窒素雰囲気下で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))であり、JIS規格(JISK0070:1992)記載の方法で求めた酸価は38.9(mgKOH/g)であった。
次に、重合溶液668.3gを秤量し、イソプロパノール388.3g、1mol/L NaOH水溶液145.7mlを加え、反応容器内温度を80℃に昇温した。次に蒸留水720.1gを20ml/minの速度で滴下し、水分散化せしめた。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、蒸留水を合計で913.7g留去し、固形分濃度28.0%の自己分散ポリマー粒子(B−01)の水分散物(エマルション)を得た。
【0145】
<比較例3>
実施例7において、第1の水溶性有機溶剤および第2の水溶性有機溶剤の種類および含有量を下記表2示すように変更した以外は実施例7と同様にして、樹脂粒子を含むインク117〜インク120を作製した。
【0146】
<評価>
作製したインク101〜120について、上記と同様にしてカール性(2)、保存性、吐出性の評価を行なった。結果を表2に示す。
【0147】
【表2】



【0148】
表2から、本発明のインクジェット記録液は、良好なカール抑制効果を示すことが分かる。また、インク保存性、吐出安定性が良好であることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水と、少なくとも1種の色材と、
下記一般式(1)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が100〜210である第1の水溶性有機溶剤と、
下記一般式(2)で表される構造を有し、SP値が27.5以下であって、分子量が240〜2000である第2の水溶性有機溶剤と、を含み、
前記第2の水溶性有機溶剤の含有量に対する前記第1の水溶性有機溶剤の含有量の質量比が1:3〜3:1であるインクジェット記録液。
【化1】


(式中、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、Aはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表し、nは1〜3の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数3〜12の糖アルコールに由来する基を表し、Aはエチレンオキシ基およびプロピレンオキシ基から選ばれる少なくとも1種を表し、mは3〜40の整数を表す)
【請求項2】
前記第1の水溶性有機溶剤の含有量と前記第2の水溶性有機溶剤の含有量との総和が、5〜30質量%である請求項1に記載のインクジェット記録液。
【請求項3】
SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤の含有量の総和が、全水溶性有機溶剤の含有量に対して70質量%以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録液。
【請求項4】
前記色材は、転相乳化法によって分散された顔料である請求項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液。
【請求項5】
樹脂粒子をさらに含有する請求項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液。
【請求項6】
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液を、被記録媒体に吐出して画像形成する工程を含むインクジェット記録方法。
【請求項7】
前記被記録媒体は、普通紙またはコート紙であることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録方法。

【公開番号】特開2009−215535(P2009−215535A)
【公開日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−6732(P2009−6732)
【出願日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】