説明

インクジェット記録用インクセット

【課題】色相の異なる2次色インクを使用する場合においても、吸光特性変化が少なく、耐ブリード性に優れ、かつ保存安定性にも優れるインクジェット記録用インクセットを提供する。
【解決手段】2種以上の着色インクを備えたインクセットであって、第一種の着色インクが、自己分散性を有しない顔料を水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)で分散して得られる自己分散性を有しない顔料を含有するポリマー粒子(A)を含有する水系インク(I)であって、水溶性ポリマー(x)に対する水不溶性ポリマー(y)の重量比〔(y)/(x)〕が2.0〜5.0であり、第二種の1種の着色インクが自己分散型顔料を含む水系インク(II)である、インクジェット記録用インクセットである。

【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用インクセットに関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインクの液滴を記録部材に直接吐出、付着させて文字や画像を得る記録方式である。この方式はフルカラー化が容易でかつ安価、記録部材として普通紙が使用可能、被印字物に対して非接触という数多くの利点があるため普及が著しい。中でも印字物の耐光性や耐水性の観点から顔料系インクが主流となってきており、家庭用インクジェットプリンターにおいて好適に使用されている。
近年は家庭用途からオフィス用途、商業印刷用途へもインクジェットプリンターの使用範囲が拡大し、カラー化、高速化が技術の潮流となっている。高速化を実現するための方法としては、インク液滴の容量を増やしたり、印字ヘッドの改良等により、印字回数を減らして印字速度を上げる方法が採用されている。
高速化印字の課題としては従来のように2度打ち、3度打ちができないため、かすれや抜けといった印字品質の低下を招かないよう十分な分散安定性、吐出安定性を付与すること、また1回の印刷で高い印字濃度が発現するよう着色剤が高発色で、特に普通紙に印字した際には、紙内部への浸透を抑制できるインク及びインックセットが要望されている。
【0003】
特にカラー化においては、色相の異なる2色のインキが混合され発色されるため、インク同士の混合性や、2次色としての混合インクの色相誤差、濁り、保存安定性、耐ブリード性、吸光特性変化、記録紙への定着性が重要な課題となる。
特許文献1には、発色性及び耐擦性の改善を目的として、複数色の淡色系インクと複数色の濃色系インクのそれぞれが顔料及び溶剤を含有しており、複数色の淡色系インクはそれぞれポリマー微粒子を含有しており、複数色の濃色系インクは、それぞれ該ポリマー微粒子を含有していないか又は該ポリマー微粒子を淡色系インクよりも少ない量含有しているインクジェット記録用インクセットが開示されており、それぞれのインクの顔料として自己分散型顔料を使用することが好ましいことが開示されている。
特許文献2には、2次色画像変形の抑制を目的として、メタクリル酸誘導体由来の構成単位を65質量%以上有するポリマー粒子と色材とを含有するインク組成物と、該インク組成物と接触したときに凝集体を形成可能な処理液とを含むインクジェット記録用インクセットが開示されており、それぞれのインクがポリマー分散剤で被覆されている顔料を使用することが好ましいことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−3768号公報
【特許文献2】特開2010−31267号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、近年の高画質化・高速化の要求に対しては、従来のインクセットでは不十分であることが判明した。
本発明は、色相の異なる2次色インクを使用する場合においても、吸光特性変化が少なく、耐ブリード性に優れ、かつ保存安定性にも優れるインクジェット記録用インクセット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】
【0006】
本発明者らは、自己分散性を有しない顔料を水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)で分散して得られる自己分散性を有しない着色剤を含有するポリマー粒子(A)を含有する水系インクと、自己分散顔料を含む水系インクを備えたインクセットが前記課題を解決しうることを見出した。
すなわち、本発明は、2種以上の着色インクを備えたインクセットであって、第一種の着色インクが、自己分散性を有しない顔料を水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)で分散して得られる自己分散性を有しない顔料を含有するポリマー粒子(A)を含有する水系インク(I)であって、水溶性ポリマー(x)に対する水不溶性ポリマー(y)の重量比〔(y)/(x)〕が2.0〜5.0であり、第二種の着色インクが自己分散型顔料を含む水系インク(II)である、インクジェット記録用インクセットを提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、色相の異なる2次色インクを使用する場合においても、吸光特性変化が少なく、耐ブリード性に優れ、かつ保存安定性にも優れるインクジェット記録用インクセットを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明のインクジェット記録用インクセットは、2種以上の着色インクを備えたインクセットであって、第一種の着色インクが、自己分散性を有しない顔料を水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)で分散して得られる自己分散性を有しない顔料を含有するポリマー粒子(A)を含有する水系インク(I)であって、水溶性ポリマー(x)に対する水不溶性ポリマー(y)の重量比〔(y)/(x)〕が2.0〜5.0であり、第二種の着色インクが自己分散型顔料を含む水系インク(II)であることを特徴とする。
本発明のインクセットにおいては、水系インク(I)において、自己分散性を有しない顔料を水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)で分散して得られる自己分散性を有しない顔料を含有するポリマー粒子(A)を用いることにより、顔料とポリマー同士の濡れ性や吸着性を制御しやすく、顔料の被覆率を高めて安定に分散されており、水系インク(II)として、自己分散型顔料を含む水系インクを用いることにより、その詳細なる理由は不明であるが、水系インク(I)に用いられる自己分散性を有しない顔料表面上に存在する水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)と、水系インク(II)に用いられる自己分散顔料の表面との相互作用によるためか、両インクの混合性が高まり、光特性変化が少なく、耐ブリード性に優れ、かつ保存安定性にも優れ、さらに、色相誤差や濁りもなく記録紙への定着性に優れたインクジェット記録用インクセットを提供することができると考えられる。
以下、本発明に用いられる各成分等について説明する。
【0009】
<顔料>
本発明に用いられる顔料は、有機顔料及び無機顔料のいずれであってもよい。また、必要に応じて、それらに体質顔料を併用することもできる。
これらの顔料の中から、水系インク(I)においては、自己分散性を有しない顔料を選択し、水系インク(II)においては、自己分散型顔料を選択する。
【0010】
本発明において自己分型散顔料とは、無彩色顔料の場合は酸性基量が200μmol/g以上の顔料を、有彩色顔料の場合は酸性基量が40μmol/g以上の顔料と定義される。また、前記自己分散型顔料は、アニオン性の親水性官能基の1種以上を直接又は他の原子団を介して顔料の表面に有することで、界面活性剤や樹脂を用いることなく水系媒体に分散可能である顔料を意味する。ここで、「分散可能」とは、分散剤なしに水中(25℃、固形分10重量%)で90日間安定(顔料の粒径変化幅が+/−30%以内)であることを意味する。また、他の原子団としては、炭素原子数1〜24、好ましくは炭素原子数1〜12のアルカンジイル基、置換基を有してもよいフェニレン基又は置換基を有してもよいナフチレン基が挙げられる。一方、本発明において自己分散性を有さない顔料とは、前記自己分型散顔料以外の顔料を意味する。
【0011】
アニオン性親水性官能基としては、下記の酸性基が挙げられる。酸性基としては、顔料粒子を水系媒体に安定に分散しうる程度に十分に親水性が高いものであれば、任意のものを用いることができる。その具体例としては、カルボン酸基(−COOM1)、スルホン酸基(−SO31)、ホスホン酸基(−PO312)、−PO3HM1、−SO21、−SO2NH2、−SO2NHCOR1、又はそれらの解離したイオン形(−COO-、−SO3-、−PO32-、−PO3-H)等からなる群から選ばれる1種又は2種以上の酸性基が挙げられる。
前記化学式中、M1は、同一でも異なってもよく、水素原子;リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;アルカリ土類金属;アンモニウム;モノメチルアンモニウム基、ジメチルアンモニウム基、トリメチルアンモニウム基;モノエチルアンモニウム基、ジエチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基;モノメタノールアンモニウム基、ジメタノールアンモニウム基、トリメタノールアンモニウム基等の有機アンモニウムである。
1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基である。これらの中では、インク中における分散安定性の観点から、カルボキシル基(−COOM1)、スルホン酸基(−SO31)が好ましい。
酸性基量の測定は、実施例記載の方法により行うことができる。
【0012】
自己分散型顔料は、例えば前記のアニオン性親水性官能基の必要量を、自己分散顔料でない顔料に化学結合させればよい。そのような方法としては、任意の公知の方法を用いることができる。例えば、米国特許第5571311号明細書、同第5630868号明細書、同第5707432号明細書、J.E. Johnson, Imaging Science and Technology's 50th Annual Coference (1997)、 Yuan Yu, Imaging Science and Technology's 53th Annual Conference (2000)、ポリファイル,1248(1996)等に記載されている方法が挙げられる。
より具体的には、硝酸、硫酸、過硫酸、ペルオキソ二硫酸、次亜塩素酸、クロム酸のような酸化性を有する酸類及びそれらの塩等あるいは過酸化水素、窒素酸化物、オゾン等の酸化剤によってカルボキシ基を導入する方法、過硫酸化合物の熱分解によってスルホン基を導入する方法、カルボキシ基、スルホン基等を有するジアゾニウム塩化合物によって上記の酸性基を導入する方法等があるが、これらの中では、水系インクの印字濃度を向上させる観点から前記酸化性を有する酸類による液相酸化の方法が好ましい。
【0013】
自己分散型顔料及び自己分散性を有しない顔料としては、有機顔料、無機顔料が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
好ましい有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメント・イエロー、C.I.ピグメント・レッド、C.I.ピグメント・バイオレット、C.I.ピグメント・ブルー、及びC.I.ピグメント・グリーンからなる群から選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。また、キナクリドン固溶体顔料等の固溶体顔料を用いることもできる。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等が挙げられる。これらの中では、特に黒色水系インクにおいては、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
体質顔料としては、シリカ、炭酸カルシウム及びタルク等が挙げられる。
前記顔料の中では、例えば、イエローインクにおいては、C.I.ピグメント・イエロー74等のアゾ顔料がより好ましい。
【0014】
(C.I.ピグメント・イエロー74)
C.I.ピグメント・イエロー74(以下、「PY74(A)」ともいう)としては、アセト酢酸アリリド系モノアゾ顔料が挙げられる。その化学名は、2−[(2−メトキシ−4−ニトロフェニル)アゾ]−N−(2−メトキシフェニル)−3−オキソブタンアミドであり、下記式(1)で表される構造を有する化合物である。
PY74(A)は、DIC株式会社、大日精化工業株式会社、山陽色素株式会社、東洋インキ製造株式会社等のメーカーから入手可能である。
【0015】
【化1】

【0016】
(その他のアゾ顔料(B))
本発明においては、PY74(A)を微細化し、水系分散体の保存安定性を向上させるために、下記式(2)で表されるアゾ顔料(B)(以下、単に「アゾ顔料(B)」ともいう)をPY74(A)と共に併用することができる。
【0017】
【化2】

【0018】
(式中、R10及びR20は、それぞれ独立に、メトキシ基及びニトロ基から選ばれる置換基を有していてもよいアリール基を示し、R10及びR20の少なくとも一方は、スルホン酸基とスルホン酸アミド基とを有する。)
アゾ顔料(B)は、PY74(A)の分散性を向上させる観点から、(イ)R10が、スルホン酸基とスルホンアミド基とを有するフェニル基であり、R20が、フェニル基であるか、又はメトキシ基及びニトロ基から選ばれる一種以上の置換基を有するフェニル基である化合物、(ロ)R10が、フェニル基であるか、又はメトキシ基及びニトロ基から選ばれる一種以上の置換基を有するフェニル基であり、R20が、スルホン酸基とスルホンアミド基とを有するフェニル基である化合物が挙げられる。
(イ)の場合、R20はオルト位にメトキシ基を有するフェニル基が好ましい。
(ロ)の場合、下記式(3)で表わされるアゾ顔料が好ましい。
【0019】
【化3】

【0020】
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基又はアミノアルキル基を示し、R3は、単結合、メチレン基又はエチレン基を示す。)
前記式(3)で表わされるアゾ顔料(B)は、スルホンアミド基(−SO2NR12)とスルホン酸基(−R3−SO3H)とが置換した構造を有する。
ここで、R1及びR2は、印字濃度、保存安定性を向上させる観点及び汎用性の観点から、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基又はアミノアルキル基であるが、当該置換基としては、スルホン酸基、カルボキシキ基、ヒドロキシ基が挙げられる。
1及びR2であるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
1及びR2であるアミノアルキル基としては、−(CH2kNR45で表わされるものが好ましい。ここで、kは1〜4の整数、R4及びR5は独立して水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。また、R4及びR5のアルキル基は、炭素数1〜3のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基を示す。
【0021】
すなわち、前記スルホンアミド基(−SO2NR12)の中では、−NR12で表されるアミン残基として、印字濃度、保存安定性を向上させる観点、インクにした時の粘度を低減させ、吸光特性の変化を抑制する観点から、前記の−NH(CH2kNR45が好ましい。
前記アミン残基の具体例としては、N-アミノエチル基(エチレンジアミン由来)、N-アミノプロピル基(1,3−プロパンジアミン由来)、N−メチル−アミノエチル基(N−メチルエチレンジアミン由来)、N−メチル−アミノプロピル基(N−メチルプロパンジアミン由来)、N,N−ジメチルアミノエチル基(N,N−ジメチルエチレンジアミン由来)、3−アミノプロピル基、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基、N−(2−ジメチルアミノエチル)−3−アミノプロピル基、N−アルキル(炭素数1〜12)−3−アミノプロピル基、N,N−ジメチルアミノプロピル基(N,N−ジメチルー1,3−プロパンジアミン)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピル基等が挙げられる。
これらの中でも、インクにした時の粘度を低減させ、吸光特性の変化を抑制する観点から、N−アルキル(炭素数1〜3)−3−アミノプロピル基、及びN,N−ジアルキル(炭素数1〜3)−3−アミノプロピル基が好ましい。
スルホン酸基(−R3−SO3H)としては、スルホン酸基(−SO3H)、メチレンスルホン酸基(−CH2−SO3H)、エチレンスルホン酸基(−CH2CH2−SO3H)が挙げられるが、スルホン酸基(−SO3H)がより好ましい。R3が単結合の場合、ベンゼン環に直接スルホン酸基(−SO3H)が結合することを意味する。
【0022】
本発明において、PY74(A)とアゾ顔料(B)との顔料混合物を用いる場合、該顔料混合物中の硫黄量は、印字濃度、保存安定性を向上させる観点、インクにした時の粘度を低減させ、吸光特性の変化を抑制する観点から、好ましくは0.25〜0.7重量%、より好ましくは0.25〜0.5重量%、更に好ましくは0.3〜0.5重量%であり、該顔料混合物中のアゾ顔料(B)量は、印字濃度、保存安定性を向上させる観点、インクにした時の吸光特性の変化を抑制する観点から、好ましくは0.5〜7モル%、より好ましくは1〜5モル%ある。
顔料混合物の平均一次粒子径は、インクにした時の印字濃度及び粘度を低減させる観点から、好ましくは10〜50nm、より好ましくは15〜40nm、更に好ましくは20〜35nmである。顔料混合物中の硫黄量、平均一次粒子径の測定は、実施例に記載の方法により行うことができる。
前記顔料は、カーボンブラックを除き顔料自体は自己分散性を有しないものであるが、これらを前記の記載のごとく、親水性官能基(カルボキシ基やスルホン酸基等のアニオン性親水基、又は第4級アンモニウム基等のカチオン性親水基)の1種以上を直接又は他の原子団を介して顔料の表面に結合させることで自己分散型顔料とすることができる。
【0023】
本発明の水系インク(II)においては、自己分散型顔料を用いるが、インクの分散安定性を向上させる観点及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしての色相誤差や濁りを低減させ、保存安定性を向上させる観点から、特に水系ブラックインクにおいては、カーボンブラックが好ましく、水系有彩色顔料インクにおいては、表面にフェニル基を介して親水性官能基を有する有彩色顔料が好ましく、有彩色顔料の中では、シアン顔料又はマゼンタ顔料が好ましい。
親水性官能基の量は特に限定されないが、自己分散型顔料1g当たり40〜3,000μmolが好ましく、親水性官能基がカルボキシ基の場合は、自己分散型顔料1g当たり80〜800μmolが好ましい。
使用しうる自己分散型カーボンブラックとしては、CAB−O−JET 200、同300(以上、キャボット社製)やBONJET CW−1(カルボキシ基として500μmol/g)、同CW−2(カルボキシ基として470μmol/g)(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、東海カーボン株式会社のAqua−Black 162(カルボキシ基として約800μmol/g)等の市販品が挙げられる。
前記顔料は、単独で又は2種以上を任意の割合で混合して用いることができる。
【0024】
<ポリマー>
本発明で用いられる水系インク(I)には、ポリマーとして、水不溶性ポリマー(y)と水溶性ポリマー(x)とが用いられる。
ここで、「水不溶性ポリマー(y)」及び「水溶性ポリマー(x)」とは、ポリマーが塩生成基を有する場合は、その種類に応じて、該ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和したもの10gに、25℃の純水100gを加え、十分撹拌したときに、全て溶解すれば、該ポリマーは本発明における「水溶性ポリマー(x)」である。なお、市販のポリマーを用いる場合、又は合成時に酢酸又は水酸化ナトリウム以外の中和剤で中和されたポリマーを用いる場合において、100%の中和度に満たない場合、酢酸又は水酸化ナトリウムを加え、100%中和として前記溶解性を判断する。
前記の溶解性試験を行い、溶解しない部分があるポリマーの場合、純水がポリマー内に浸透し難いため、次のような手順で、水溶性ポリマー(x)か水不溶性ポリマー(y)かを判別する。すなわち、予めポリマーをメチルエチルケトン等の有機溶媒に溶解しておき、該ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで中和し、それを純水中に滴下し、有機溶媒を除去して濃度を10重量%にした分散物を、遠心分離、膜濾過等によって分離し、その後、水に溶解したポリマーを「水溶性ポリマー((x)」、残りのポリマーを「水不溶性ポリマー(y)」と判別する。
【0025】
(水不溶性ポリマー(y))
本発明には、顔料を微粒化し、分散性を向上して、主に保存安定性を向上すると共に、印字濃度を高める観点から、水不溶性ポリマー(y))が用いられる。
水不溶性ポリマー(y)としては、ビニル単量体の付加重合により得られるビニルポリマーやウレタン結合を有するウレタンポリマーが好ましく、塩生成基含有モノマー(a)(以下「(a)成分」ともいう)由来の構成単位と、疎水性モノマー(b)(以下「(b)成分」ともいう)及び/又はマクロマー(c)(以下「(c)成分」ともいう)由来の構成単位とを含むビニルポリマーがより好ましく、(a)〜(c)成分由来の構成単位を全て含むものがより好ましい。かかる水不溶性ポリマー(y)は、(a)成分と、(b)成分及び/又は(c)成分を含むモノマー混合物(以下、単に「モノマー混合物」ともいう)を共重合させて得ることができる。
【0026】
〔塩生成基含有モノマー(a)〕
塩生成基含有モノマー(a)は、得られるポリマー粒子の分散性を高める観点から用いられる。
塩生成基含有モノマー(a)としては、カチオン性モノマー、アニオン性モノマーが挙げられ、アニオン性モノマーが好ましい。
塩生成基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、アンモニウム基等が挙げられるが、中でもカルボキシ基が好ましい。
【0027】
カチオン性モノマーの代表例としては、アミン含有モノマー、アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられる。これらの中では、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド及びビニルピロリドンが好ましい。
アニオン性モノマーとしては、カルボン酸モノマー、スルホン酸モノマー、リン酸モノマー等が挙げられる。
カルボン酸モノマーとしては、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。
スルホン酸モノマーとしては、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。
リン酸モノマーとしては、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−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
前記アニオン性モノマーの中では、ポリマー粒子の分散性を向上させる観点から、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。
【0028】
〔疎水性モノマー(b)〕
疎水性モノマー(b)は、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から用いられる。疎水性モノマー(b)としては、アルキル(メタ)アクリレート、芳香族基含有モノマー等が挙げられ、顔料混合物との親和性を高め、分散性、保存安定性を高める観点から、芳香族基含有モノマーが好ましい。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素数1〜22、好ましくは炭素数6〜18のアルキル基を有するものが好ましく、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、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、(イソ)アミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ドデシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、本明細書において、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、これらの基が存在する場合としない場合の双方を意味し、これらの基が存在しない場合には、ノルマルを示す。また、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及び/又はメタクリレートを示す。
芳香族基含有モノマーとしては、スチレン系モノマー及び芳香族基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン及び2−メチルスチレンが好ましく、芳香族基含有(メタ)アクリレートとしては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
前記(b)成分の中では、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から、スチレン、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましく、スチレンがより好ましい。
また、水不溶性ポリマー(y)との親和性を高める観点から、水不溶性ポリマー(y)と後述する水溶性ポリマー(x)における(b)成分は同一であることが好ましい。
【0029】
〔マクロマー(c)〕
マクロマー(c)は、片末端に重合性官能基を有する数平均分子量500〜100,000の化合物であり、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から用いられる。
片末端に存在する重合性官能基としては、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましく、メタクリロイルオキシ基がより好ましい。その数平均分子量は、500〜100,000であり、1,000〜10,000が好ましい。なお、数平均分子量は、溶媒として1mmol/Lのドデシルジメチルアミンを含有するクロロホルムを用いたゲルクロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される。
マクロマー(c)としては、ポリマーのPY74(A)への親和性を高める観点から、スチレン系マクロマー、芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマー、及びシリコーン系マクロマーが好ましい。
スチレン系マクロマーとしては、スチレン系モノマー単独重合体、又はスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。共重合体の場合、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から、スチレン系モノマーの含有量は50重量%以上が好ましく、70重量%以上がより好ましい。共重合される他のモノマーとしては、芳香族基含有(メタ)アクリレート又はアクリロニトリル等が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、2−メチルスチレン等が挙げられる。
スチレン系マクロマーの具体例としては、AS−6(S)、AN−6(S)、HS−6(S)(東亜合成株式会社の商品名)等が挙げられる。
【0030】
芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマーとしては、芳香族基含有(メタ)アクリレートの単独重合体又はそれと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。共重合体の場合、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートの含有量は50重量%以上が好ましく、70重量%以上がより好ましい。芳香族基含有(メタ)アクリレートとしては、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい炭素数7〜12のアリールアルキル基又はアリール基を有する(メタ)アクリレートであり、例えばベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。共重合される他のモノマーとしては、スチレン系モノマー及びアクリロニトリル等が挙げられる。
マクロマーはシリコーン系マクロマーであってもよく、シリコーン系マクロマーとしては、片末端に重合性官能基を有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
水不溶性ポリマー(y)におけるマクロマー(c)としては、後述する水溶性ポリマー(x)との親和性を高める観点から、水溶性ポリマー(x)における疎水性モノマー(b)と同一のモノマーの重合体を用いることが好ましく、スチレン系マクロマーであることがより好ましい。
【0031】
〔ノニオン性モノマー(d)〕
モノマー混合物には、更に、ノニオン性モノマー(d)(以下「(d)成分」ともいう)が含有されていてもよい。
(d)成分としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2〜30、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下同じ)(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2〜30)(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール(n=1〜15)・プロピレングリコール(n=1〜15))(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート2−エチルヘキシルエーテル、(イソ)プロポキシポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシ(エチレングリコール・プロピレングリコール共重合)(n=1〜30、その中のエチレングリコール:1〜29)(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(n=1〜15)−ポリプロピレングリコール(n=1〜15)−メタクリレート等が挙げられる。
【0032】
商業的に入手しうる(d)成分の具体例としては、新中村化学工業株式会社のNKエステルM−40G、同90G、同230G、日油株式会社のブレンマーPE−90、同200、同350、PME−100、同200、同400、同1000、PP−500、同800、同1000、AP−150、同400、同550、同800、50PEP−300、50POEP−800B、43PAPE−600B等が挙げられる。
上記(a)〜(d)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
【0033】
水不溶性ポリマー(y)中の(a)〜(d)成分に由来する構成単位の含有量は以下のとおりである。
(a)成分に由来する構成単位の含有量は、ポリマー粒子の分散性を高める観点から、好ましくは4〜40重量%、より好ましくは5〜30重量%、更に好ましくは10〜30重量%、特に好ましくは10〜25重量%である。
(b)成分に由来する構成単位の含有量は、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から、好ましくは5〜98重量%、より好ましくは10〜60重量%である。
(c)成分に由来する構成単位の含有量は、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から、好ましくは1〜25重量%、より好ましくは5〜20重量%である。
(d)成分に由来する構成単位の含有量は、ポリマー粒子の分散性を高める観点から、好ましくは5〜60重量%、より好ましくは17〜50重量%である。
また、(a)成分がアニオン性モノマーである場合の酸価は、50〜200が好ましく、50〜160が更に好ましい。
水不溶性ポリマー(y)の重量平均分子量は、水分散体及び水系インクの保存安定性の観点から、5,000〜50万が好ましく、1万〜40万がより好ましく、1万〜30万がより好ましく、2万〜30万が更に好ましい。なお、該ポリマーの重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
【0034】
(水溶性ポリマー(x))
本発明には、顔料の微粒化し、分散性を向上して、主にインクを低粘度化し、顔料の吸光特性変化を抑制する観点から、水不溶性ポリマー(y)と共に水溶性ポリマー(x)が用いられる。
水溶性ポリマー(x)としては、ビニル単量体の付加重合により得られるビニルポリマーやウレタン結合を有するウレタン系ポリマーが好ましく、塩生成基含有モノマー(a)(前記の(a)成分と同じ)と疎水性モノマー(b)(前記の(b)成分と同じ)を含むモノマー混合物(前記の「モノマー混合物」と同じ)を共重合させてなるビニルポリマーがより好ましい。
【0035】
〔塩生成基含有モノマー(a)〕
水溶性ポリマー(x)における塩生成基含有モノマー(a)の具体例、好適例は前記と同様である。それらの中では、ポリマー粒子の分散性を向上させる観点から、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く、水への溶解性をたかめる観点から、アクリル酸が更に好ましい。
【0036】
〔疎水性モノマー(b)〕
水溶性ポリマー(x)における疎水性モノマー(b)の具体例、好適例は前記と同様である。それらの中では、ポリマーの顔料混合物への親和性を高める観点から、スチレン、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましく、スチレンがより好ましい。
また、前記のとおり、水不溶性ポリマー(y)との親和性を高める観点から、水不溶性ポリマー(y)と水溶性ポリマー(x)における(b)成分は同一であることが好ましい。
【0037】
水溶性ポリマー(x)は、(a)成分に由来する構成単位を、好ましくは5〜80重量%、より好ましくは10〜60重量%、更に好ましくは15〜40重量%含有し、(b)成分に由来する構成単位を、好ましくは15〜95重量%、より好ましくは25〜90重量%、更に好ましくは50〜80重量%含有し、(b)成分に由来する構成単位としては、スチレンモノマーに由来する構成単位が好ましく、スチレンモノマーに由来する構成単位を、水溶性ポリマー(x)の全モノマー中、好ましくは50〜90重量%、更に好ましくは50〜80重量%含有する。
水溶性ポリマー(x)は、分散性を向上させる観点から、その重量平均分子量が、好ましくは1000〜300,000、より好ましくは10,000〜200,000である。なお、該ポリマーの重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
また、(a)成分がアニオン性モノマーである場合の酸価は、好ましくは150〜300KOHmg/g、より好ましくは170〜250KOHmg/gである。
水溶性ポリマー(x)の市販品としては、例えば、BASFジャパン株式会社のジョンクリル(登録商標)57J、同60J、同61J、同63J、同70J、同PD−96J、同501J等が挙げられる。これらの市販品ポリマーは中和されたものであり、必要に応じて別途更に中和剤を加えてもよい。
【0038】
〔ポリマーの製造〕
本発明で用いられる水不溶性ポリマー(y)及び水溶性ポリマー(x)(以下、両者を総称して、単に「ポリマー」ともいう)は、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、モノマー混合物を共重合させることによって製造される。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いる溶媒としては極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒が水混和性を有する場合には、水と混合して用いることもできる。極性有機溶媒としては、例えば、炭素数1〜3の脂肪族アルコール;炭素数3〜8のケトン類;酢酸エチル等のエステル類等又はこれらの1種以上と水との混合溶媒が好ましい。
重合の際には、アゾ化合物や有機過酸化物等の公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤の量は、モノマー混合物1モルあたり、好ましくは0.001〜5モル、より好ましくは0.01〜2モルである。
重合の際には、さらに、オクチルメルカプタン、2−メルカプトエタノール等のメルカプタン類、チウラムジスルフィド類等の公知の重合連鎖移動剤を添加してもよい。
モノマー混合物の重合条件は、使用するラジカル重合開始剤、モノマー、溶媒の種類等によって異なるので一概にはいえないが、通常、重合温度は好ましくは30〜100℃、より好ましくは50〜80℃であり、重合時間は好ましくは1〜20時間である。また、重合雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
重合反応の終了後、公知の方法により生成したポリマーを単離することができる。また、得られたポリマーは、再沈澱を、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去して精製することができる。
【0039】
本発明で用いられるポリマーは、塩生成基含有モノマー(a)由来の塩生成基を中和剤により中和して用いることが好ましい。塩生成基がアニオン性基である場合、中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、各種アミン等の塩基が挙げられる。
該ポリマーの塩生成基の中和度は、ポリマー粒子(A)のインク中での分散安定性を向上させる観点から、10〜300%であることが好ましく、20〜200%がより好ましく、30〜150%が更に好ましい。
ここで、塩生成基がアニオン性基の場合の中和度は、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーの酸価(KOHmg/g)×ポリマーの重量(g)/(56×1000)]}×100
酸価は、ポリマーの構成単位から計算で算出することができるし、適当な溶媒(例えばメチルエチルケトン)にポリマーを溶解して、滴定する方法でも求めることができる。
【0040】
〔顔料を含有するポリマー粒子〕
本発明で用いられる水系インク(I)においては、自己分散性を有しない顔料がポリマーで分散されてなるが、自己分散性を有しない顔料がポリマーに含有された「自己分散性を有しない顔料を含有するポリマー粒子」、又は「自己分散性を有しない顔料を含有する架橋ポリマー粒子」を含む形態であることが好ましい。
顔料を含有するポリマー粒子(以下、単に「ポリマー粒子(A)」ともいう)は、顔料を水不溶性ポリマー(y)及び水溶性ポリマー(x)で分散処理して得ることができる。
顔料の分散剤として、水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)を併用することにより、印字濃度が高く、固形分濃度が高くとも保存安定性に優れるインクジェット記録用水系インクを得ることができ、同時に、自己分散型顔料を含む水系インクである系インク(II)と混合させて2次色として使用した場合に、両インクの混合性が高まるためか、色相誤差や濁りもなく、保存安定性、耐ブリード性に優れ、吸光特性変化が少なく、記録紙への定着性に優れたインクジェット記録用インクセットを得るができる。これは、一つには水不溶性ポリマー(y)が顔料の表面を被覆して顔料を微細に分散させることができ、水溶性ポリマー(x)により、顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子を安定化するためと考えられ、また、水系インク(II)として、自己分散型顔料を含む水系インクを用いることにより、その詳細なる理由は不明なるも、両インクの混合性が高まるためと考えられる。
【0041】
水不溶性ポリマー(y)に対する顔料の重量比〔顔料/水不溶性ポリマー(y)〕は、印字濃度と保存安定性を両立する観点、及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしての色相誤差や濁りを低減させ、保存安定性を向上させる観点から、1〜20が好ましく、1〜10がより好ましく、2〜6が更に好ましい。
水溶性ポリマー(x)に対する顔料の重量比〔顔料/水溶性ポリマー(x)〕は、インクを低粘度化し、顔料の吸光特性変化を抑制する観点、及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしてインクを低粘度化し、顔料の吸光特性変化を抑制する観点から、15〜25が好ましく、17〜25がより好ましく、17〜23が更に好ましい。
分散に用いる水不溶性ポリマー(y)と水溶性ポリマー(x)の合計量[(y)+(x)]に対する顔料の重量比〔顔料/[(y)+(x)]〕は、印字濃度と保存安定性の両立に加えて、インクを低粘度化し、顔料の吸光特性変化を抑制する観点、及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしてインクを低粘度化し、顔料の吸光特性変化を抑制する観点から、から、50/50〜95/5が好ましく、60/40〜95/5がより好ましく、70/30〜95/5が更に好ましい。
水溶性ポリマー(x)に対する水不溶性ポリマー(y)の重量比〔(y)/(x)〕は、印字濃度と保存安定性に加えて、インクを低粘度化し、顔料の吸光特性変化を抑制する観点から、2.0〜5.0であり、2.5〜5.0が好ましく、3.0〜5.0がより好ましい。
ポリマー粒子(A)は、後述する水分散体の製造法に記載した工程(i)(ii)を有する方法によって、水分散体として製造することが効率的で好ましい。
【0042】
〔顔料を含有する架橋ポリマー粒子〕
本発明で用いられる水系インク(I)において、粘度を低く保ちながら、印字濃度を向上させる観点、及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしてインクを低粘度化し、色相誤差や濁りを低減化させる観点から、水不溶性ポリマー(y)、又は水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)が架橋処理されてなる架橋ポリマーを含むものであることが好ましい。
架橋ポリマーの架橋率(モル%)は、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、更に好ましくは30〜70モル%であるが、架橋率は、後述する方法で求めることができる。
該架橋ポリマー粒子は、後述の水系インクの製造方法に記載した、工程(iii)を有する方法によって、水分散体として製造することが効率的で好ましい。
【0043】
〔インクジェット記録用水分散体の製造法〕
本発明のインクジェット記録用水分散は、下記工程(i)、(ii)を有する方法によ
れば、水系インク(I)に用いられる水分散体を効率的に製造することができる。更に下記工程(iii)を有することにより、水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)が架橋処理されてなる架橋ポリマーを含む架橋ポリマー粒子を含有するインクジェット記録用水分散体を効率的に製造することができる。
工程(i):顔料を水溶性ポリマー(x)及び水で分散し、水分散体を得る工程
工程(ii):工程(i)で得られた水分散体に水不溶性ポリマー(y)を添加して更
に分散し、顔料を含有するポリマー粒子(A)を含む分散体を得る工程
工程(iii):工程(ii)で得られた分散体、又は該分散体から溶媒を除去して得られた水分散体に、架橋処理を行う工程
本発明で用いられる水系インク(I)は、前記工程(i)〜(ii)又は工程(i)〜
(iii)で得られた分散体に、必要に応じて水系インクに通常用いられる湿潤剤等の添加剤を添加して得ることができる。
【0044】
工程(i)
工程(i)は、顔料を水溶性ポリマー(x)で分散し、水分散体を得る工程であるが
、まず、水溶性ポリマー(x)、顔料、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を混合し、該混合物を得、該混合物を分散機にて分散する方法が好ましい。
混合物中、顔料は、5〜50重量%が好ましく、10〜40重量%がより好ましく、有機溶媒は、10〜70重量%が好ましく、10〜50重量%がより好ましく、水溶性ポリマー(x)は、2〜40重量%が好ましく、3〜20重量%がより好ましく、水は、10〜70重量%が好ましく、20〜70重量%がより好ましい。
水溶性ポリマー(x)と顔料との好ましい重量比は前述のとおりである。
中和剤を用いて中和する場合、最終的に得られる水分散体のpHが7〜11であるように中和することが好ましい。中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、各種アミン等の塩基が挙げられる。また、水溶性ポリマー(x)を予め中和しておいてもよい。
なお、有機溶媒は前記と同様のものが挙げられる。
【0045】
工程(i)における混合物の分散方法に特に制限はない。本分散だけで顔料粒子の平
均粒径を所望の粒径となるまで微粒化することもできるが、好ましくは予備分散させた後、さらに剪断応力を加えて本分散を行い、顔料粒子の平均粒径を所望の粒径とするよう制御することが好ましい。工程(i)の分散における温度は、5〜50℃が好ましく
、5〜35℃がより好ましく、分散時間は1〜30時間が好ましく、1〜25時間がより好ましい。
混合物を予備分散させる際には、アンカー翼、ディスパー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置、具体例としては、ウルトラディスパー、デスパミル(浅田鉄工株式会社、商品名)、マイルダー(株式会社荏原製作所、太平洋機工株式会社、商品名)、TKホモミクサー、TKパイプラインミクサー、TKホモジェッター、TKホモミックラインフロー、フィルミックス(以上、プライミクス株式会社、商品名)等の高速撹拌混合装置が好ましい。
本分散の剪断応力を与える手段としては、例えば、ロールミル、ニーダー、エクストルーダ等の混練機、高圧ホモゲナイザー(株式会社イズミフードマシナリ、商品名)に代表されるホモバルブ式の高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー(Microfluidics 社、商品名)、ナノマイザー(吉田機械興業株式会社、商品名)、アルティマイザー、スターバースト(スギノマシン株式会社、商品名)等のチャンバー式の高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ビーズミル等のメディア式分散機が挙げられる。市販のメディア式分散機としては、ウルトラ・アペックス・ミル(寿工業株式会社製、商品名)、ピコミル(浅田鉄工株式会社製、商品名)、ダイノーミル(シンマルエンタープライゼス社製、商品名)等が挙げられる。これらの装置は複数を組み合わせることもできる。これらの中では、顔料の安定性を向上させる観点から、高圧ホモジナイザーが好ましい。
これらの中では、顔料粒子を小粒子径化する観点及び分散体を安定化する観点から、高圧ホモジナイザーとメディア式分散機を併用することも好ましい方法である。
【0046】
工程(ii)
工程(ii)は、工程(i)で得られた水分散体に水不溶性ポリマー(y)を添加して
更に分散し、顔料を含有するポリマー粒子(A)を含む分散体を得る工程であるが、工程(i)で得られた水分散体、水不溶性ポリマー(y)、有機溶媒、水、及び必要に応
じて中和剤、界面活性剤等を含有する混合物を調製し、分散する方法が好ましく、水不溶性ポリマー(y)、有機溶媒及び水を含有する水不溶性ポリマー(y)の分散体を用いることが好ましい。
前記混合物中、顔料は、5〜50重量%が好ましく、10〜40重量%がより好ましく、有機溶媒は、10〜70重量%が好ましく、10〜50重量%がより好ましく、水不溶性ポリマー(y)は、2〜40重量%が好ましく、3〜20重量%がより好ましく、水は、10〜70重量%が好ましく、20〜70重量%がより好ましい。
水不溶性ポリマー(y)と顔料との好ましい重量比は、前記のとおりである。
中和剤を用いて中和する場合、最終的に得られる水分散体のpHが7〜11であるように中和することが好ましい。また、アニオン性ポリマーを予め中和しておいてもよい。
有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒及びジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒が挙げられる。好ましくは、水100gに対する溶解量が20℃において、好ましくは5g以上、更に好ましくは10g以上であり、より具体的には、好ましくは5〜80g、更に好ましくは10〜50gのものであり、特に、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンが好ましい。
【0047】
工程(ii)における工程(i)で得られた水分散体に水不溶性ポリマー(y)を添加
して得られた混合物の分散方法は、工程(i)と同様に、特に制限はなく、予備分散さ
せた後、さらに剪断応力を加えて本分散を行ってもよいが、本分散だけでポリマー粒子の平均粒径を所望の粒径となるまで微粒化することもできる。工程(ii)の分散における温度は、5〜50℃が好ましく、5〜35℃がより好ましく、分散時間は1〜30時間が好ましく、1〜25時間がより好ましい。
混合物を予備分散させる際には、前記の混合撹拌装置等が好ましく用いられる。
本分散の剪断応力を与える手段としては、前記の混練機、高圧ホモジナイザー、メディア式分散機が挙げられる。これらの中では、ポリマー粒子(A)を小粒子径化する観点及び分散体を安定化する観点から、高圧ホモジナイザーを用いることが好ましい。
【0048】
工程(iii)
工程(iii)は、工程(ii)で得られたポリマー粒子(A)を含む分散体、又は該分散体から溶媒を除去して得られた水分散体に架橋処理を行う工程である。前記工程(ii)で得られたポリマー粒子(A)を含む分散体、又は工程(ii)で得られた分散体に溶媒が含まれている場合、該分散体から溶媒を除去して得られたポリマー粒子(A)の水分散体に架橋剤を添加して、水不溶性ポリマー(y)及び水溶性ポリマー(x)を架橋した架橋ポリマー粒子を含有する水分散体を得ることができる。工程(iii)は、水系インクの粘度を低減し、印字濃度を向上させる観点、及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしてインクを低粘度化し、色相誤差や濁りを低減化させる観点から、行うことが好ましい。
【0049】
(溶媒除去工程)
前記水系インクの製造方法においては、任意の工程として、工程(ii)の後に、工程(ii)で得られたポリマー粒子(A)を含む分散体から、公知の方法で有機溶媒を留去して水系にすることで、ポリマー粒子(A)の水分散体を得ることができる。
得られたポリマー粒子(A)の水分散体中の有機溶媒は実質的に除去されていることが好ましいが、本発明の目的を損なわない限り、残存していてもよく、架橋工程を後に行う場合は、必要により架橋後に追加で除去すればよい。最終的に得られたポリマー粒子(A)の水分散体中の残留有機溶媒の量は0.1重量%以下が好ましく、0.01重量%以下であることがより好ましい。
また必要に応じて、有機溶媒を留去する前に分散体を加熱撹拌処理することもできる。
得られたポリマー粒子(A)の水分散体は、該ポリマーの固体分が水を主媒体とする中に分散しているものである。ここで、ポリマー粒子(A)の形態は特に制限はなく、少なくとも顔料とポリマーにより粒子が形成されていればよい。例えば、該ポリマーに顔料が内包された粒子形態、該ポリマー中に顔料が均一に分散された粒子形態、該ポリマー粒子表面に顔料が露出された粒子形態等が含まれる。
ポリマーの架橋は、前記工程(ii)で得られた顔料を含有するポリマー粒子(A)の分散体と架橋剤とを混合して行う場合は、該架橋工程で得られた架橋ポリマー粒子の分散体から、有機溶媒を除去する工程を前記溶媒除去工程と同様に行うことによっても、水分散体を得ることができる。
【0050】
(架橋剤)
架橋剤の好適例としては、次の(a)〜(c)が挙げられる。
(a)分子中に2以上のエポキシ基を有する化合物:例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル。
(b)分子中に2以上のオキサゾリン基を有する化合物:例えば、2,2'−ビス(2−オキサゾリン)、1,3−フェニレンビスオキサゾリン、1,3−ベンゾビスオキサゾリン等のビスオキサゾリン化合物、該化合物と多塩基性カルボン酸とを反応させて得られる末端オキサゾリン基を有する化合物。
(c)分子中に2以上のイソシアネート基を有する化合物:例えば、有機ポリイソシアネート又はイソシアネート基末端プレポリマー。
これらの中では、(a)分子中に2以上のエポキシ基を有する化合物が好ましく、特にエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルが好ましい。
【0051】
架橋剤の使用量は、インク中でのポリマー粒子(A)のインクを低粘度化させ、及び水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクとしてインクを低粘度化し、色相誤差や濁りを低減化させる観点から、〔架橋剤/ポリマー(水溶性ポリマー(x)と水不溶性ポリマー(y)の合計)〕の重量比で5/100〜25/100が好ましく、7/100〜25/100がより好ましく、10/100〜25/100が更に好ましく、16/100〜20/100が更によりに好ましい。
また、架橋剤の使用量は、該ポリマー1g当たりに対して、架橋剤の反応性基のモル数として、0.05〜10mmolと反応する量であることが好ましく、0.1〜5mmolであることがより好ましく、0.1〜2mmolと反応する量であることが更に好ましい。
【0052】
架橋反応時の条件は、好ましくは60〜95℃で0.5〜7時間である。
工程(iii)で得られた、架橋ポリマー粒子の水分散体における架橋ポリマーは、架橋ポリマー1g当たり、中和された塩生成基(好ましくはカルボキシ基)を0.5mmol以上含有することが好ましい。かかる架橋ポリマーは、水分散体中で解離して、塩生成基同士の電荷反発により、顔料を含有する架橋ポリマー粒子の安定性に寄与すると考えられる。
ここで、下記計算式(3)から求められる架橋ポリマーの架橋率(モル%)は、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、更に好ましくは30〜70モル%である。架橋率は、架橋剤の使用量と反応性基のモル数、ポリマーの使用量と架橋剤の反応性基と反応できるポリマーの反応性基のモル数から計算で求めることができる。
架橋率(モル%)=[架橋剤の反応性基のモル数/ポリマーが有する架橋剤と反応し得る反応性基のモル数]×100 (3)
計算式(3)において、「架橋剤の反応性基のモル数」とは、使用する架橋剤のモル数に架橋剤1分子中の反応性基の数を乗じたものである。
【0053】
[インクジェット記録用水系インク(I)]
本発明で用いられる水系インク(I)に使用される水分散体は、前記の製造方法によって得られたものであり、そのまま水を主媒体とする水系インクとして用いてもよい。
本発明の水分散体中の各成分の含有量は、下記のとおりである。
顔料の含有量は、印字濃度を高める観点から、好ましくは1〜25重量%、より好ましくは2〜20重量%、更に好ましくは4〜15重量%、特に好ましくは4〜12重量である。水の含有量は、好ましくは20〜90重量%,より好ましくは30〜80重量%、更に好ましくは40〜70重量%である。
【0054】
水系インク(I)は、前記の水分散体を含有するが、ここで、「水系」とは、水系インクに含まれる媒体中で、水が最大割合を占めていることを意味するものであり、媒体が水のみの場合もあり、水と一種以上の有機溶媒との混合溶媒の場合も含まれる。この水系インクには、水系インクに通常用いられる湿潤剤、浸透剤、分散剤、粘度調整剤、消泡剤、防黴剤、防錆剤等を添加することができる。
本発明の水系インク中の各成分の含有量は、下記のとおりである。
顔料の含有量は、印字濃度と保存安定性等の両立、及び水系インク(I)と水系インク(II)とからなる2次色インクとしてインクの印字濃度と保存安定性等の両立の観点から、好ましくは3〜30重量%、より好ましくは4〜20重量%、更に好ましくは4〜15重量%、特に好ましくは4〜12重量である。水の含有量は、好ましくは20〜90重量%,より好ましくは30〜80重量%、更に好ましくは40〜70重量%である。
【0055】
また、水系インク(I)としての平均粒径は、高速プリンター適性、印字性能の観点から、好ましくは30nm〜300nm、より好ましくは50nm〜200nmである。
水系インク中の水の含有量は、印字濃度と保存安定性等を両立、及び水系インク(I)と水系インク(II)とからなる2次色インクとしてインクの印字濃度と保存安定性等の両立の観点から、60重量%以下であり、20〜60重量%が好ましく、30〜60重量%がより好ましく、30〜57重量%が更に好ましく、30〜55重量%が特に好ましい。
水系インク(I)中の親水性有機溶媒の含有量は、粘度の上昇を抑制しつつ、印字濃度と保存安定性等を両立、及び水系インク(I)と水系インク(II)とからなる2次色インクとしてインクの印字濃度と保存安定性等の両立の観点から、10重量%以上が好ましく、10〜80重量%がより好ましく、15〜50重量%が更に好ましく、15〜35重量%が更により好ましい。
本発明の水系インクを適用するインクジェットの方式は制限されないが、特にピエゾ方式のインクジェットプリンターに好適である。
【0056】
[インクジェット記録用水系インク(II)]
本発明で用いられる水系インク(II)は、用いる顔料が自己分散型顔料であるという点を除き、水系インク(I)と同様である。ただし、顔料が自己分散型顔料であるため、分散剤としてのポリマーや界面活性剤を用いる必要はなく、顔料がポリマーで被覆される必要もない。本発明においては、水系インク(I)との混合性を向上させ、2次色インクの色相誤差、濁りを低減させ、保存安定性、耐ブリード性を向上させ、吸光特性変化を低減させ、優れた記録紙への定着性を得る観点から、水系インク(II)は分散剤としてのポリマーや界面活性剤を用いないことが好ましい。
また、耐ブリード性及び記録紙への定着性を向上させる観点から、インクジェット記録用水系インク(II)には樹脂エマルジョンを含有することが好ましい。樹脂エマルジョンとしては公知のものが使用できる。
【0057】
〔樹脂エマルジョン〕
樹脂エマルジョンは、インクの乾燥に伴い、樹脂粒子同士及び樹脂粒子と着色成分とが互いに融着して着色剤を記録媒体に固着させるため、記録物の画像部分の定着性を向上させる作用を持つ。
これらの樹脂粒子としては、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルアミド系樹脂、エポキシ系樹脂からなる群より選択される1種または2種以上であることが好ましい。これらの樹脂はホモポリマーとして使用されても良く、またコポリマーして使用されても良い。
本発明においては樹脂粒子として単粒子構造のものを利用することができる。一方、本発明においてはコア部とそれを囲むシェル部とからなるコア・シェル構造を有する樹脂粒子を利用することも可能である。「コア・シェル構造」とは、「組成の異なる2種以上のポリマーが粒子中に相分離して存在する形態」を意味する。従って、シェル部がコア部を完全に被覆している形態のみならず、コア部の一部を被覆しているものであっても良い。また、公知の乳化重合によって得ることができる。すなわち、不飽和ビニル単量体(不飽和ビニルモノマー)を重合触媒および乳化剤を存在させた水中において乳化重合することによって得ることができる。
【0058】
不飽和ビニル単量体としては、一般的に乳化重合で使用されるアクリル酸エステル単量体類、メタクリル酸エステル単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルエステル単量体類、ビニルシアン化合物単量体類、ハロゲン化単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類等が挙げられる。
さらに、具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート等のアクリル酸エステル類;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類;および酢酸ビニル等のビニルエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルシアン化合物類;塩化ビニリデン、塩化ビニル等のハロゲン化単量体類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル単量体類;エチレン、プロピレン等のオレフィン類;ブタジエン、クロロプレン等のジエン類;ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン等のビニル単量体類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸類;アクリルアミドおよびN,N'−ジメチルアクリルアミド等のアクリルアミド類;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、および2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有単量体類が挙げられる。
【0059】
また、本発明にあっては、上記モノマー由来の分子として、重合可能な二重結合を二つ以上有する架橋性単量体によって架橋された構造を有するものを使用することができる。重合可能な二重結合を二つ以上有する架橋性単量体の例としては、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'−ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン等のジアクリレート化合物、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート等のトリアクリレート化合物、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のテトラアクリレート化合物、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のヘキサアクリレート化合物、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、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、2,2'−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン等のジメタクリレート化合物、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のトリメタクリレート化合物、メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼンが挙げられ、これらを単独または2種以上を混合して使用することができる。
【0060】
また、乳化重合の際に使用される重合開始剤、乳化剤、分子量調整剤は常法に準じて使用することができる。
重合開始剤としては、通常のラジカル重合に用いられるものと同様のものが用いられ、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジブチル、過酢酸、クメンヒドロパーオキシド、t−ブチルヒドロキシパーオキシド、パラメンタンヒドロキシパーオキシド等が挙げられる。特に、前述の如く、重合反応を水中で行う場合には、水溶性の重合開始剤が好ましい。
乳化剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムの他、一般にアニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、または両性界面活性剤として用いられているもの、およびこれらの混合物が挙げられ、これらを単独または2種以上混合して使用することができる。
樹脂粒子を乳化重合で製造する場合、特にアニオン性の樹脂粒子から構成されるポリマーエマルジョンを乳化重合で製造する場合においては、樹脂粒子表面にはカルボキシル基やスルホン酸基のような負の極性基が存在するためpHが酸性側に傾き、粘度上昇や凝集が起こりやすい。そこで通常は塩基性物質による中和が行われる。この塩基性物質としては、アンモニア、有機アミン類、無機水酸化物等を用いることができる。ポリマーエマルジョンおよび水性インク組成物の長期保存安定性、吐出安定性の観点から、この中でも特に一価の無機水酸化物(水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム)が好ましい。上記中和剤の添加量は、ポリマーエマルジョンのpHが7.5〜9.5の範囲、好ましくは7.5〜8.5の範囲となるように適宜決定される。
【0061】
インク組成物の長期保存安定性、吐出安定性の観点から、本発明に好ましい樹脂粒子の粒径は5〜400nmの範囲であり、より好ましくは50〜200nmの範囲である。
また、これら樹脂エマルジョンの添加量は定着性等を考慮して適宜決定してよいが、各インク組成物中に固形分で1重量%以上を含むことが好ましい。
水系インク(II)中の自己分散顔料と樹脂エマルジョン中の樹脂粒子(樹脂エマルジョンの固形分)との重量比(自己分散顔料/樹脂粒子)は、耐ブリード性及び記録紙への定着性を向上させる観点から、10/1〜1/1が好ましく、7/1〜2/1がより好ましく、5/1〜2/1がさらに好ましい。
【0062】
<インクジェット記録用インクセット>
本発明のインクジェット記録用インクセットは、2種以上の着色インクを備えたインクセットであって、第一種の着色インクが自己分散性を有しない顔料を含む水系インク(I)であり、第二種の着色インクが自己分散型顔料を含む水系インク(II)である。
本発明のインクセットは、有彩色顔料等から選ばれる2色インクセット、3色インクセット、4色インクセット、5色インクセット、6色インクセット、7色インクセット以上のいずれであってもよい。例えば、シアン、イエロー、マゼンタ、ライトシアン、ダークイエロー、ライトマゼンタ、レッド、グリーン、ブルーから選ばれる2種以上の顔料を含む水系インクが挙げられる。より好ましくは、減法混色の3原色であるマゼンタインク、イエローインク及びシアンインクから選ばれる1色以上の着色インクを備えたインクセットであり、これら着色インクとして、2種以上の着色インクを備えたインクセットがより好ましく、3種の着色インクを備えたインクセットが更に好ましい。本発明のインクセットは、更に、ブラックインクを備えることができる。
【0063】
本発明のインクジェット記録用インクセットにおいては、水系インク(I)と水系インク(II)との混合性を向上させ、2次色インクの色相誤差、濁りを低減させ、保存安定性、耐ブリード性を向上させ、吸光特性変化を低減させ、優れた記録紙への定着性を得る観点から、水系インク(I)に用いる自己分散性を有しない顔料としては、アゾ顔料が好ましく、例えばイエローインクにおいては、C.I.ピグメント・イエロー74が好ましい。また、水系インク(II)に用いる自己分散型顔料として、例えばブラックインクにおいては、表面に親水性官能基を有するカーボンブラック、又は例えばイエローインク以外の有彩色インクにおいては、表面にフェニル基を介して親水性官能基を有する有彩色顔料が好ましく、表面に親水性官能基を有するカーボンブラック、又は、表面にフェニル基を介して親水性官能基を有するシアン顔料がより好ましく、表面にフェニル基を介して親水性官能基を有するC.I.ピグメント・ブルー15:3が更に好ましい。
すなわち、本発明においては、光特性変化が少なく、耐ブリード性、保存安定性に優れ、更に色相誤差や濁りもなく記録紙への定着性に優れたインクセットを得る観点から、水系インク(I)に用いる自己分散性を有しない顔料としてはイエロー顔料であり、水系インク(II)に用いる自己分散型顔料としてはシアン顔料であるインクセットが好ましく、水系インク(I)に用いる自己分散性を有しない顔料として、C.I.ピグメント・イエロー74、水系インク(II)に用いる自己分散型顔料として、C.I.ピグメント・ブルー15:3からなるインクセットが更に好ましい。また、2次色としての保存安定性を高める観点から、水系インク(I)には前記アゾ顔料(B)を含むことが好ましい。
【実施例】
【0064】
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「重量部」及び「重量%」である。
なお、製造例、実施例及び比較例で得られたポリマーの重量平均分子量、平均粒子径、水分散体及び水系インクの各種物性を、下記方法により測定、評価した。
【0065】
1.酸性基量の測定
酸性基量は、NaOHやKOH等の強アルカリと反応した量として、以下の方法により
求めることができる。
(測定条件)
装置:京都電子工業株式会社製、電位差自動滴定装置、AT−610
滴定条件:0.01N−HCl、滴定量0.02ml、間欠時間30秒、25℃
0.01N−NaOHは和光純薬製0.01mol/L水酸化ナトリウム(容量分析用)、0.01N−HClは和光純薬製0.01mol/L塩酸(容量分析用)を使用した。
(測定手順)
カーボンブラックの水分散体を固形分で0.05gとなるように精秤し、イオン交換水を加え50mlとし、0.01N−NaOHを1.5ml(過剰量)添加し30分間攪拌することにより、酸性基を全てNa塩とした。このアルカリ分散液に、0.01N−HClを0.02gずつ、30秒間隔で、分散液を攪拌しながら滴下し、pHを測定する。過剰アルカリが中和される中和点(変曲点1)を起点として、続いて起こる中和変曲点の中で最も酸性よりの中和点(最終変曲点2)を終点としたときの、最終変曲点2−変曲点1の間の0.01N−HClの使用量から粒子の酸性基量を算出し、固形分1g当りの当量として求めた。測定は20℃で行った。
【0066】
2.ポリマーの評価
(1)ポリマーの重量平均分子量の測定
溶媒として、60mmol/Lのリン酸と50mmol/Lのリチウムブロマイドを含有するN,N−ジメチルホルムアミドを用いたゲルクロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC−8120GPC)、東ソー株式会社製カラム(TSK-GEL、α-M×2本)、流速:1mL/min〕により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定した。
【0067】
3.インクセットとしてのインクの評価
以下の評価は、表2に示すインク(I)とインク(II)を1:1で均一に混合した混
合インクの評価である。
(1)平均粒径の測定
大塚電子株式会社のレーザー粒子解析システム「ELS−8000」(キュムラント解析)を用いて測定した。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333)を入力した。測定濃度は、通常5×10-3重量%程度で行った。
(2)粘度の測定
E型粘度計(東機産業株式会社製、RE80L)を用いて20℃で粘度を測定した。
(3)保存安定性の評価
スクリュー管に固形分30%の顔料混合物含有(架橋)ポリマー粒子の水分散体及び水系インクを充填、密閉し、70℃の恒温槽にて1週間保存した。保存前後の平均粒径及び粘度をそれぞれ前記(1)、(2)により測定し、下記計算式により平均粒径変化率(%)及び粘度変化率(%)の値として求め、以下の基準により評価した。
平均粒径変化率(%)=100−〔[保存後の平均粒径]/[保存前の平均粒径]〕×100
平均粒径変化率及び粘度変化率の数値が100%に近い方が保存安定性に優れる、すなわち、インク(I)とインク(II) との2次色としての混合性に優れ、優れたインク
セットとなることを示す。
(評価基準)
A:平均粒径の変化率が±10%以内
B:平均粒径の変化率が±10%を超えて、±15%以内
C:平均粒径の変化率が±15%を超える
粘度変化率(%)=100−〔[保存後の粘度]/[保存前の粘度]〕×100
(評価基準)
A:粘度の変化率が±10%以内
B:粘度の変化率が±10%を超えて、±15%以内
C:粘度の変化率が±15%を超える
【0068】
(4)吸光特性変化の評価
前記(3)保存安定性の評価で用いた水系インクを水で1万倍に希釈し、その希釈液の吸収スペクトルを分光光度計(株式会社日立製作所製、型番:U−3010)を用いて、吸収波長370〜800nmの範囲にわたって測定した。70℃で一週間保存前の吸収スペクトルの最大吸収波長に対する変化量を算出し、以下の基準により評価した。吸光特性変化が小さいほどインク(I)とインク(II)との相溶性に優れ、優れたインクセットとなることを示す。
(評価基準)
A:最大吸収波長の変化が1nm以下
B:最大吸収波長の変化が1nmを超えて、3nm以下
C:最大吸収波長の変化が3nmを超える
【0069】
(5)色相誤差、及び濁り評価
市販のセイコーエプソン株式会社のインクジェットプリンター(品番:EM−930C、ピエゾ方式)を用いて、普通紙「4024」(富士ゼロックス株式会社製)に、ベタ画像を印字し、1日放置後、光学濃度計SpectroEye(グレタグマクベス社製)を用いてほぼ全面にわたって任意の10箇所を測定し、全濃度の平均値を求めた。
濃度での数値表現は、GATF(Graphic Art Technical Foundation)規定による下記式に従った。
色相誤差(Hue error):((M−L)/(H−L))×100(%)
濁り(Grayness):(L/H)×100(%)
H:一番高い濃度、M:10箇所の平均の濃度、L:一番低い濃度
色相誤差は数値が高いほど色相誤差がないことを示し、濁りは数値が小さいほど濁りがないことを示す。
【0070】
(6)カラーインク間のブリーディング
前記プリンターを用い、PPC用再生紙に各インクセット中のイエローインクでベタ印字し、その直後にそれと隣接するようにシアンインクで各色のインクのベタ印字をした。得られたベタ印字の境界部分を目視にて観察して、カラーインク間のブリーディングを4段階で評価した。
A:全ての境界部でブリーディングが認められない。
B:僅かにブリーディングが見られる。
C:若干のブリーディングが見られる。
D:殆ど全ての境界部でのブリーディングが認められる。
【0071】
(7)定着性の評価
前記プリンターを用いて、前記(5)と同じ普通紙「4024」に対し、20mm×20mmの大きさのベタ画像を印字し、10秒後の印字画像の上から別の普通紙P紙の裏面を重ね、さらに上から490g(荷重面積43mm×30mm)の荷重をかけた状態で、ベタ画像表面を移動させ、重ねた紙における汚れを測定した。評価は以下の基準により行った。
(評価基準)
A:ほとんど印字画像が剥がれず、未印字画像部が汚れない。
B:ほとんど印字画像は剥がれず、僅かに周りが汚れる。
C:印字物が剥がれ、周りがひどく汚れる。
【0072】
製造例1〜3(水不溶性ポリマー溶液の調製)
反応容器内に、メチルエチルケトン10部、重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.01部、及び表1に示す初期仕込みモノマー(重量部表示)を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下ロート中に、表1に示す滴下モノマー(重量部表示)を仕込み、次いで前記の重合連鎖移動剤0.09部、メチルエチルケトン80部及び重合開始剤〔2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)〕1.0部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、反応容器内の初期仕込みモノマー混合溶液を攪拌しながら75℃まで昇温した後、滴下ロート中の混合溶液を3時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、その混合溶液の液温を75℃で2時間維持した後、前記の重合開始剤0.6部をメチルエチルケトン10部に溶解した溶液を該混合溶液に加え、更に75℃で1時間を3回繰返した後、85℃で2時間熟成させ、水不溶性ポリマー溶液を得た。
得られた水不溶性ポリマー溶液の一部を、減圧下、105℃で2時間乾燥させ、溶媒を除去することによって水不溶性ポリマーを単離し、その重量平均分子量を測定した。結果を表1に示す。なお、表1中の各モノマーの数値は、有効分の重量部を示す。
【0073】
製造例4(PY74と誘導体顔料(A)との顔料混合物の製造)
(1)2−メトキシ−4−ニトロアニリン168部(1モル)を水2000部と35%塩酸260部とからなる溶液に溶解し、これに氷1000部を加え0℃に冷却した。水200部と亜硝酸ナトリウム70部からなる溶液を加え、3℃以下で60分間撹拌してジアゾ成分を得た。
(2)一方、2−メトキシアセトアセトアニリド200部(0.966モル)、及び下記式(4)で表される化合物7.9部(0.019モル)を水5000部と水酸化ナトリウム10部とからなる溶液に溶解した。これに80%酢酸200部を少しづつ加えて懸濁液としカップラー成分とした。
【0074】
【化4】

【0075】
(3)上記(2)で得られたカップラー成分に、上記(1)で得られたジアゾ成分を60分かけて加えた。この間のカップリング反応は約20℃に保持した。得られた顔料混合物スラリーを90℃まで加熱し30分保持後、濾過、水洗、圧搾、90℃で15時間乾燥し、500部のモノアゾ顔料であるピグメント・イエロー74(A)と下記式(5)で表されるアゾ誘導体顔料(A)の顔料混合物を得た。この顔料混合物を粉砕して顔料混合物粉末とした(ピグメント・イエロー74(A)の酸性基量は0μmol/g、アゾ誘導体顔料(A)の酸性基量は検出限界以下であった)。
【0076】
【化5】

【0077】
【表1】

【0078】
調製例1
(1)自己分散性を有しない顔料と水不溶性ポリマー/水溶性ポリマーとを含有する水分散体の調製
製造例1〜3で得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られたポリマー25部(水不溶性ポリマー/水溶性ポリマー=19.7/5.3)を、メチルエチルケトン71.5部に溶かし、その中にイオン交換水209.7部と中和剤(5N−水酸化ナトリウム水溶液)を酸価に対して65%加えた混合物で塩生成基を中和し、製造例4で得られた顔料混合物を75部を加え、ディスパーを用いて分散した。得られた混合物をマイクロフルイダイザー(Microfluidics社製、商品名)を用いて150MPaの圧力で15パス分散処理した。得られた分散体から、エバポレーターを用いて減圧下で60℃でメチルエチルケトンを除去し、自己分散性を有しない顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子(I)を含む水分散体(固形分量20%)を得た。
【0079】
(2)フェニル基を介して親水基を結合させたシアン自己分散型顔料分散液の調製
回転子−固定子型高剪断混合機(シルバーソン L4RT−A)に4Lステンレス鋼製ビーカーを取り付け、氷浴中に浸した。このビーカーに、C.I.ピグメントブルー15:4 約75gと水 1000gを入れ、7200rpmにて15分間均質化した。これに2.07g(0.01mol)のo−アセトアニシジドを溶解したイソプロパノール溶液20mlを添加し、更に15分間撹拌した。
別の容器中で、スルファニル酸 4.35g(0.025mol)、1N−HCl 30mL、及び亜硝酸ナトリウム1.73g(0.025mol)を5〜10℃ にて混合して、ジアゾニウム塩を形成させた。次いで、これを前記C.I.ピグメントブルー15:3とo−アセトアニシジドの混合物に撹拌しながら添加し、温度を約10℃ に維持した。この混合物を、5M−NaOH溶液の滴加によりpH5〜6に調整し、ジアゾニウム塩の存在有無により反応の進行を確認しながら、更に2時間攪拌した。ジアゾニウム塩が存在する場合、反応混合物と0.1%アミノサリチル酸を溶解した1M−Na2CO3溶液とをそれぞれ濾紙上に1滴ずつ垂らした際、これら二つの滴の広がりが触れ合うと橙色となる。
混合物をテルソニック流通型音波処理装置に移し、そして2時間超音波処理し、得られた顔料分散液を、50nmダイアフィルトレーション膜カラムを用いて精製後、20%の固形分含有率に濃縮し、シアン自己分散型顔料分散液(1)を得た(シアン自己分散型顔料の酸性基量は93μmol/g)。
【0080】
(3)フェニル基を介して親水基を結合させたイエロー自己分散型顔料分散液の調製
上記(2)のシアン自己分散型顔料分散液において、C.I.ピグメントブルー15:3をC.I.ピグメントイエロー74に代えた以外は、同様にしてイエロー自己分散型顔料分散液(2)を得た(イエロー自己分散型顔料の酸性基量は80μmol/g)。
(i)樹脂エマルジョンの調製
攪拌機、還流コンデンサー、及び滴下装置を備えた反応容器に、イオン交換水900g及びラウリル硫酸ナトリウム1gを仕込み、攪拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解後、予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gに、スチレン385g、ブチルアクリレート545g、及びメタクリル酸30gを攪拌下に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後3時間の熟成を行った。得られた樹脂エマルジョンを常温(25℃)まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分40%、pH8に調整して樹脂エマルジョンを得た。得られた樹脂エマルジョン中の樹脂粒子のガラス転移温度は−6℃であった。
(ii)シアン自己分散型顔料を含む水系分散液の製造
前記(2)で得られたシアン自己分散型顔料分散液(1)40gに、前記(3)(i)で得られた樹脂エマルジョン5gを混合して、樹脂エマルジョンを含むシアン自己分散型顔料を含む水系分散液(II)を得た。
【0081】
(4)自己分散性を有しない顔料を含む水系インクの調製
前記(1)で得られた顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子(I)を含む水分散体5
3.4部、グリセリン10部、2−{2−(2−ブトキシエトキシ)エトキシ}エタノール5部、ヘキサンジオール2部、アセチレングリコールEO付加物(n=10)0.5部及びイオン交換水29.1部を混合し、得られた混合液を1.2μmのメンブランフィルター〔Sartorius社製、商品名:Minisart〕で濾過し、自己分散性を有しない顔料を含む水系インク(I)を得た。
【0082】
調製例2〜4
調製例1の原料及び配合量を表2に示す原料・配合量に代えた以外は、調製例1と同様にして、水系分散体、水系インクを得た。
【0083】
比較調製例1及び2
調製例1において、顔料としてPY74のみを75gを使用し、水溶性ポリマーと水不溶性ポリマーを表2に示すものに代えた以外は、調製例1と同様にして水系インクを得た。
【0084】
実施例1〜4、及び比較例1〜3(インクセット及びインクジェット記録)
前記調製例で得られた水系インク(I)とシアン自己分散型顔料分散液を含む水系インク(II)とを、前記のインクジェットプリンターにインクセットとして装着し、前記の方法でインクジェット記録を行い、印字物を得た。結果を表2に示す。
なお、水系インク(I)として、比較例3ではイエロー自己分散型顔料分散液(2)を、水系インク(II)として、実施例1及び3では樹脂エマルジョンを含むシアン自己分散型顔料を含む水系分散液(1)を、実施例2、4、及び比較例1〜3ではシアン自己分散型顔料を含む水系分散液(1)のみを使用した。
【0085】
【表2】

【0086】
表2から、実施例1〜4のインクセットは、吸光特性変化が少なく、耐ブリード性に優れ、かつ保存安定性にも優れ、色相誤差や濁りが低減され、印字濃度に優れ、記録紙への定着性に優れていることが分かる。これに対して、比較例1のインクセットは、実施例1〜4のインクセットに比べて、前記の特性が大幅に劣ることが分かる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
2種以上の着色インクを備えたインクセットであって、第一種の着色インクが、自己分散性を有しない顔料を水溶性ポリマー(x)及び水不溶性ポリマー(y)で分散して得られる自己分散性を有しない顔料を含有するポリマー粒子(A)を含有する水系インク(I)であって、水溶性ポリマー(x)に対する水不溶性ポリマー(y)の重量比〔(y)/(x)〕が2.0〜5.0であり、第二種の着色インクが自己分散型顔料を含む水系インク(II)である、インクジェット記録用インクセット。
【請求項2】
水系インク(I)の顔料がC.I.ピグメント・イエロー74を含むアゾ顔料である、請求項1に記載のインクジェット記録用インクセット。
【請求項3】
水系インク(II)の自己分散型顔料が、表面に親水性官能基を有するカーボンブラック又は表面にフェニル基を介して親水性官能基を有する有彩色顔料である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用インクセット。
【請求項4】
水系インク(II)が、樹脂エマルジョンを含有してなる、請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用インクセット。
【請求項5】
水不溶性ポリマーが、塩生成基含有モノマー(a)由来の構成単位と、疎水性モノマー(b)及び/又はマクロマー(c)由来の構成単位とを含む、請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録用インクセット。

【公開番号】特開2012−1674(P2012−1674A)
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−139971(P2010−139971)
【出願日】平成22年6月18日(2010.6.18)
【出願人】(000000918)花王株式会社 (8,290)
【Fターム(参考)】