説明

インク組成物、これを用いた記録方法、及び記録物

【課題】種々の記録媒体において印字品質に優れ、とりわけ光沢紙に対して優れた光沢性及び定着性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、及び目詰まり回復性等のインク信頼性にも優れるインク組成物を提供する。
【解決手段】分散剤なしに水性媒体に分散及び/又は溶解が可能な表面処理顔料と、水不溶性ビニルポリマーと、水と、を少なくとも含んでなるインク組成物であって、
前記表面処理顔料が、2種以上の顔料からなる固溶体顔料の表面に親水性の分散基が結合したものであり、前記水不溶性ビニルポリマーが、(1)スチレンモノマー、及び(2)前記スチレンモノマーと、共重合可能なモノマーを含んでなるモノマー組成物を重合させてなるビニルポリマーとする。

【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【0001】
発明の分野
本発明は、種々の記録媒体において印字品質に優れ、とりわけ光沢紙に対して優れた光沢性及び定着性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、目詰まり回復性等のインク信頼性にも優れるインクジェット記録用インク組成物、このインク組成物を用いた記録方法、及び記録物に関する。
【0002】
背景技術
インクジェット記録方法は、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や図形を紙などの記録媒体の表面に記録する方法である。インクジェット記録方法としては電歪素子を用いて電気信号を機械信号に変換し、ノズルヘッド部分に貯えたインク液滴を断続的に吐出して記録媒体表面に文字や記号を記録する方法や、ノズルヘッドの吐出部分に近い一部でインク液の一部を急速に加熱して泡を発生させ、その泡による体積膨張でインク液滴を断続的に吐出して、記録媒体表面に文字や記号を記録する方法などが実用化されている。
【0003】
近年、インクジェット記録技術の革新的な進歩により、これまで銀塩写真やオフセット印刷によってのみ実現されてきた高精細で光沢性のある記録物にも、インクジェット記録方式が適用されるようになり、普通紙のみならず専用紙に対するカラー画像品質の向上が求められるようになってきている。
【0004】
専用紙での画像品質を向上させるためには、インク滴が記録媒体に着弾した際に、にじみが生させず、かつ乾燥速度を高めて色材を記録媒体表面に留めておく必要がある。このような高印字品質を実現できるインクとして、2種以上の着色材を含有させたインクが知られている。
【0005】
例えば、特開平10−120956号公報(特許文献1)には、C.I.ピグメントブルー60、22、64又は21と、C.I.ピグメントブルー15:3とを含有するシアンインク、C.I.ピグメントイエロー109とC.I.ピグメントイエロー110とを含有するイエローインク、C.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド209とを含有するマゼンタインクからなるインクセットを使用することが提案されている。また、特開平10−219166号公報(特許文献2)や特開平11−49998号公報(特許文献3)には、マゼンタ色に使用される顔料として、キナクリドン系顔料やキナクリドン固溶体顔料を用いた、マゼンタ染料と同等の演色性を有するとともに、耐光性、耐ガス性にも優れるインク組成物が提案されている。
【0006】
さらに、特開2005−29596号公報(特許文献4)には、着色剤を含む水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体を1つの組み合わせとして、着色剤を含有させる水不溶性ビニルポリマーとして着色剤ごとに同一又は類似のものを使用し、着色剤を替えた組み合わせを2種以上含有するインクが提案されている。
【0007】
しかしながら、2種以上の顔料を混合したインクにおいては、顔料分散体の種類によっては混合ショックによりインクの保存安定性が低下する場合もあった。
【0008】
また、固溶体顔料や水不溶性ビニルポリマーを使用するインクにおいては、耐光性や保存安定性には優れるものの、専用紙に適用した場合に顔料の定着性が不十分とされる場合があった。
【特許文献1】特開平10−120956号公報
【特許文献2】特開平10−219166号公報
【特許文献3】特開平11−49998号公報
【特許文献4】特開2005−29596号公報
【発明の概要】
【0009】
本発明者らは今般、表面処理された自己分散型の固溶体顔料と、特定構造の水不溶性ビニルポリマーとを組み合わせることにより、光沢紙に対して優れた光沢性及び定着性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、及び目詰まり回復性等のインク信頼性にも優れるインク組成物を実現できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【0010】
したがって、本発明の目的は、種々の記録媒体において印字品質に優れ、とりわけ光沢紙に対して優れた光沢性及び定着性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、及び目詰まり回復性等のインク信頼性にも優れるインク組成物を提供することにある。
【0011】
そして、本発明によるインク組成物は、分散剤なしに水性媒体に分散及び/又は溶解が可能な表面処理顔料と、水不溶性ビニルポリマーと、水と、を少なくとも含んでなるインク組成物であって、
前記表面処理顔料が、2種以上の顔料からなる固溶体顔料の表面に親水性の分散基が結合したものであり、
前記水不溶性ビニルポリマーが、
(1)スチレンモノマー、及び
(2)前記スチレンモノマーと、共重合可能なモノマー
を含んでなるモノマー組成物を重合させてなるビニルポリマーである。
【0012】
本発明によれば、種々の記録媒体において印字品質に優れ、とりわけ光沢紙に対して優れた光沢性及び定着性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、及び目詰まり回復性等のインク信頼性にも優れるインク組成物を実現することができる。
【発明の具体的説明】
【0013】
本発明によるインク組成物は、分散剤なしに水性媒体に分散及び/又は溶解が可能な表面処理顔料(以下、単に表面処理顔料ともいう)と、水不溶性ビニルポリマーと、水と、を少なくとも含んでなるものである。以下、本発明によるインク組成物を構成する各成分について説明する。
【0014】
<表面処理顔料>
本発明によるインク組成物は、着色材として、分散剤なしに水性媒体に分散及び/又は溶解が可能な、いわゆる自己分散型の表面処理顔料を用いる。そして、本発明においては、このような表面処理顔料として、2種以上の顔料からなる固溶体顔料の表面に親水性の分散基が結合したものを用いる。このような表面処理された自己分散型の顔料として固溶体顔料を用い、下記に説明するような特定構造の水不溶性ポリマーを組み合わせて使用することにより、光沢紙に対して優れた光沢性及び定着性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、及び目詰まり回復性等のインク信頼性にも優れるインク組成物を実現できる。
【0015】
本発明において、「2種以上の顔料からなる固溶体顔料」とは、複数の顔料分子の混晶(混合状態で結晶化した状態)体として存在する顔料のことを意味するものであり、2種類以上の顔料を単純に混合したものとは相違する。このような2種以上の顔料からなる固溶体顔料の製造方法は、例えば、特開昭60−35055号公報や特開平2−38463号公報に開示されている。
【0016】
2種以上の顔料からなる固溶体顔料が形成されているか否かは、X線回折分析によって容易に確認することができる。単なる2種の顔料の混合物である場合、そのX線回折パターンはそれぞれの顔料のX線回折パターンの重ね合わせに相当するパターンが得られ、そのピーク強度は配合比率に比例する。一方、顔料固溶体を形成した場合には、新しく形成した結晶独自の回折パターンを示す。
【0017】
このような固溶体顔料を形成する顔料単体として、有機顔料としては、アゾ顔料である不溶性モノアゾ顔料、不溶性ジスアゾ顔料、縮合アゾ顔料や金属錯塩アゾ顔料等を挙げることができ、更にフタロシアニン顔料や、縮合多環顔料であるアントラキノン系顔料、チオインジゴ顔料、ペリノン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、イソインドリン顔料等を挙げることができ、更にニトロソ顔料や、アリザリンレーキ顔料、金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
【0018】
不溶性アゾ顔料としては、例えば、β−ナフトール系不溶性モノアゾ顔料として、C.1.ピグメントレッド1、同3、同4、同6、C.1.ピグメントオレンジ2、同5等を挙げることができ、ナフトールAS系不溶性モノアゾ顔料として、C.1.ピグメントレッド171、同175、同176、同185、同208、C.1.ピグメントバイオレット32、C.1.ピグメントブラウン25等を挙げることができ、アセト酢酸アリールアミド系不溶性モノアゾ顔料として、C.1.ピグメントイエロー1、同3、同4、同5、同6、同65、同73、同74、同75、同97、同98、同116、C.1.ピグメントオレンジ1等を挙げることができ、ベンズイミダゾロン系不溶性モノアゾ顔料として、C.1.ピグメントイエロー120、同151、同154、C.1.ピグメントオレンジ36等を挙げることができる。
【0019】
また、不溶性ジスアゾ顔料としては、アセト酢酸アリールアミド系不溶性モノアゾ顔料として、C.1.ピグメントイエロー12、同13、同14、同15、同16、同17、同55、同81、同83、同87、同113、同124、同170、同171、同172、C.1.ピグメントオレンジ14、同15、同16等を挙げることができ、ピラゾロン系不溶性モノアゾ顔料として、C.1.ピグメントオレンジ13、同34、C.1.ピグメントレッド37、同38、同41、同42等を挙げることができる。縮合アゾ顔料としては、アセト酢酸アリールアミド系縮合アゾ顔料として、C.1.ピグメントイエロー93、同94、同95等を挙げることができ、ナフトール系縮合アゾ顔料として、C.1.ピグメントオレンジ31、C.1.ピグメントレッド144、同166等を挙げることができ、金属錯塩アゾ顔料として、C.1.ピグメントグリーン10、C.1.ピグメントブラウン2等を挙げることができる。
【0020】
また、フタロシアニン顔料としては、C.1.ピグメントブルー15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、C.1.ピグメントグリーン7、同36、同37等を挙げることができる。
【0021】
アントラキノン系顔料としては、C.1.ピグメントイエロー24、同108、同123、C.1.ピグメントオレンジ40、C.1.ピグメントレッド168、同177、C.1.ピグメントブルー64、C.1.ピグメントグリーン47等を挙げることができる。
【0022】
チオインジゴ顔料としては、C.1.ピグメントレッド88を挙げることができる。
【0023】
ペリノン顔料としては、C.1.ピグメントオレンジ43、C.1.ピグメントレッド194等を挙げることができる。
【0024】
ペリレン顔料としては、C.1.ピグメントレッド123、同149、同178、同179、同189、同190、同224、C.1.ピグメントブラウン26等を挙げることができる。
【0025】
キナクリドン顔料としては、C.1.ピグメントレッド122、同206、同207、同209、C.1.ピグメントバイオレット19等を挙げることができる。
【0026】
ジオキサジン顔料としては、C.1.ピグメントバイオレット23を挙げることができる。
【0027】
イソインドリノン顔料としては、C.1.ピグメントイエロー109、同110、C.1.ピグメントオレンジ42、C.1.ピグメントレッド180等を挙げることができる。
【0028】
キノフタロン顔料としては、C.1.ピグメントイエロー138等を挙げることができる。
【0029】
イソインドリン顔料としては、C.1.ピグメントイエロー139等を挙げることができる。
【0030】
ニトロソ顔料としては、ニッケルニトロソイエロ顔料として、C.1.ピグメントイエロー153等を挙げることができ、金属アゾメチン顔料としては、C.1.ピグメントイエロー117等を挙げることができる。
【0031】
上記した顔料を2種以上組み合わせて固溶体顔料を形成することができるが、本発明においては、同一の基本分子構造を有する2種以上の顔料を組み合わせた固溶体顔料とすることが好ましい。
【0032】
本発明における表面処理顔料は、上記の固溶体顔料の表面に親水性の分散基を導入することにより形成される。このような親水性の分散基としては、親水性官能基又はその塩が挙げられ、具体的には、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン基、リン酸基、及び第4級アンモニウム塩から選択されるものであることが好ましい。
【0033】
本発明で用いる表面処理顔料は、上記の固溶体顔料から、公知の方法によって調製することができる。例えば、特開平8−283596号、特開平10−110110号、特開平10−110111号、又は特開平10−110114号の各公報に記載の方法によって調製される水系分散液の形で、親水性の分散基を表面に有する固溶体顔料を得ることができる。
【0034】
本発明において、表面処理顔料における親水性分散基の導入量は、固溶体顔料1分子当たりに換算して、1〜2個であることが好ましく、より好ましくは固溶体顔料1分子当たりに換算して、1.2〜1.8個であることが好ましい。親水性分散基の導入量が、固溶体顔料1分子当たり1個未満であると、顔料粒子に十分な分散性を付与することができず、顔料粒子の凝集等が発生してインクの保存安定性が低下する場合がある。一方、親水性分散基の導入量が、固溶体顔料1分子当たり2個以上であると、顔料が染料化して十分な耐水性が得られなかったり、表面処理顔料の異物が発生して、インクの保存安定性が低下する場合がある。
【0035】
本発明による表面処理顔料の具体例としては、例えば、キナクリドン系顔料であるC.1.ピグメントレッド122を60%、及びC.1.ピグメントレッド209を40%の割合で組み合わせた固溶体顔料に表面処理を実施することにより得ることができる。
【0036】
例えば、C.1.ピグメントレッド122のみの顔料粒子の表面処理を実施すると、下記式(I):
【化1】

に示されるように、エネルギー的に同位であるaとbの位置に親水性分散基が導入される。上記したように親水性分散基を顔料1分子当たり2個以上導入すると、保存安定性が得られにくくなる。しかしながら、C.1.ピグメントレッド122にはaとbの様にエネルギー的に同位の部分が二つである為、一方のみに分散基を導入することは、反応条件のコントロールが難しく、通常、分子中の2カ所に分散基が導入される。
【0037】
これに対し、C.1.ピグメントレッド209の場合、下記式(II):
【化2】

に示されるように、分子中に電子吸引性の塩素基(ハロゲン基)が存在する為、C.1.ピグメントレッド122と比較して、C.1.ピグメントレッド209のcとdの位置は、分散基が導入し難い。そこで、上記したように、C.1.ピグメントレッド122とC.1.ピグメントレッド209とを組み合わせた固溶体顔料の表面処理を実施することにより、C.1.ピグメントレッド122のaとbの位置にのみ分散性付与基が導入され、C.1.ピグメントレッド209の分子には分散基が導入され難い為、顔料1分子当たり、1〜2個の分散性付与基を比較的容易に顔料粒子に導入することができる。
【0038】
また、顔料固溶体ではなく、単にC.1.ピグメントレッド122とC.1.ピグメントレッド209の混合物で同様に表面処理を実施した場合には、異なる顔料間の分子間力が弱い為、表面処理した顔料粒子のインク中の保存安定性が極端に悪化することが確認された。
【0039】
表面処理顔料の粒子の平均粒径は、特に限定されるものではないが、10〜200nmが好ましく、より好ましくは50〜150nmである。平均粒径が10nm未満になると耐光性がなくなることがあり、200nmを越えると沈降して安定吐出しなくなることがある。
【0040】
<水不溶性ビニルポリマー>
本発明によるインク組成物に用いられる水不溶性ビニルポリマー(以下、単にビニルポリマーともいう)は、(1)スチレンモノマー、及び(2)前記スチレンモノマーと、共重合可能なモノマー(以下、単に共重合可能なモノマーともいう)を含むモノマー組成物を共重合して得られるものである。
【0041】
各モノマーの組成比は、モノマー組成物全体を100重量部とした場合に、スチレンモノマーが10〜90重量部含まれていることが好ましい。スチレンモノマーの添加量が10重量部未満では、得られるインクの目詰まり回復性に劣る場合があり、90重量部を超えると、水不溶性ビニルポリマー粒子の分散安定性が低下する場合がある。
【0042】
スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、不飽和カルボン酸類、水酸基含有ビニル化合物類、芳香族ビニル化合物類、不飽和アミド類、アミノアルキルアクリレート若しくはアミノアルキルメタクリレート類、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物、N一アミノアルキルアクリルアミド若しくはN一アミノアルキルメタクリルアミド類、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物、ビニルエステル類、ハロゲン化ビニリデン類、ジアクリレート類、ジメタクリレート類などが挙げられる。
【0043】
前記アクリル酸エステル類としては、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のようなアクリル酸の炭素原子数1乃至12のアルキルエステルなどが挙げられる。
【0044】
前記メタクリル酸エステル類としては、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一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、2一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のようなメタクリル酸の炭素原子数1乃至12のアルキル、エステルなどが挙げられる。
【0045】
不飽和カルボン酸類としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フマル酸などが挙げられる。
【0046】
前記水酸基含有ビニル化合物類としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレートなどが挙げられる。
【0047】
前記芳香族ビニル化合物類としては、2−メチルスチレン、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、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。
【0048】
前記不飽和アミド類としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミドなどが挙げられる。
【0049】
アミノアルキルアクリレート若しくはアミノアルキルメタクリレート類、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物としては、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、N,N−t−ブチルアミノエチルアクリレート、N,N−t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N,N−モノメチルアミノエチルアクリレート、N,N−モノメチルアミノエチルメタクリレート等、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物などが挙げられる。
【0050】
また、N−アミノアルキルアクリルアミド又はN一アミノアルキルメタクリルアミド類、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物としては、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド等、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物などが挙げられる。
【0051】
ビニルエステル類としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどが挙げられる。
【0052】
前記ハロゲン化ビニリデン類としては、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどが挙げられる。
【0053】
前記ジアクリレート類としては、ポリエ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、トリプロピレングリコ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などが挙げられる。
【0054】
前記ジメタクリレート類としては、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、ポリプロピレングリコ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、1,3一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などが挙げられる。
【0055】
その他のモノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパ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、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、アリルメダアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート等、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルアミド、クロロプレン、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、ビニルピロリドン、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、アリルグリシジルエーテル、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、アリルメルカプタンなどが挙げられる。
【0056】
前記その他のモノマーとしては、1種のみでもよく、また2種以上併用することができる。前記その他のモノマーとして特に好適なものは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル又はヒドロキシアルキルエステルである。
【0057】
スチレンモノマーと共重合可能なモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
【0058】
特に、本発明に使用されるスチレンモノマーと共重合可能なモノマーは、前記不飽和カルボン酸類、不飽和アミド類、1分子内に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマー、から選ばれる1種以上を含有することが好ましい。
【0059】
不飽和カルボン酸類をスチレンモノマーと共重合可能なモノマーとして用いることにより、インクの保存性及び目詰まり回復性を改良できる。モノマー組成物全体を100重量部とすると、不飽和カルボン酸のモノマー組成物中への添加量は3〜8重量部が好ましい。不飽和カルボン酸の添加量が、3重量部未満では、インクの保存性や目詰まり回復性への効果が少なくなる場合があり、8重量部を超えると、インク粘度が増加する場合がある。
【0060】
1分子内に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマーとしては、前記ジアクリレート類、前記ジメタクリレート類、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパ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、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、などの多価アルコールと不飽和カルボン酸との多価エステルなどが挙げられる。
【0061】
モノマー組成物全体を100重量部とすると、前記1分子内に重合可能な二重結合を二つ以上有するモノマーのモノマー組成物中への添加量は0.3〜10重量部が好ましく、5〜10重量部であることがより好ましい。
【0062】
1分子内に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマーの添加量が0.3重量部未満では、ポリマー粒子の分散安定性が低下し、本発明の水性インクをインクジェット用インクとして用いた場合に、インクカートリッジのインク吐出ロが目詰まりを起こしやすくなり、更に印刷安定性に劣る傾向がある。
【0063】
一方、1分子内に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマーの添加量が10重量部を超えると、未反応のモノマーが残存し、臭気が発生する場合がある。
【0064】
本発明においては、1分子内に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマーのモノマー組成物中への添加量を5〜10重量部とすることにより、連続印刷安定性が更に向上する。
【0065】
不飽和アミドをスチレンモノマーと共重合可能なモノマーとして用いることにより、インクの保存性及び目詰まり回復性を改良できる。
【0066】
モノマー組成物全体を100重量部とすると、不飽和アミドのモノマー組成物中への添加量は0.05〜2重量部が好ましい。不飽和アミドの添加量が、0.05重量部未満では、インク保存性や目詰まり回復性への効果が少なくなる場合があり、2重量部を超えると、インク粘度が増加する場合がある。
【0067】
<水不溶性ビニルポリマーの合成>
本発明において使用される水不溶性ビニルポリマーは、インク中で粒子の形態で存在することが好ましい。このようなポリマー粒子は、スチレンモノマーと、スチレンモノマーと共重合可能なモノマーとを用いて、公知の乳化重合法で直接調製するか、あるいは他の重合法で製造した共重合体を機械乳化法に基づき液媒体に微分散させることにより製造することができる。
【0068】
乳化重合法を用いる方法としては、分散剤と重合開始剤の存在下で、各種モノマーを一括で仕込み重合する方法、あるいはモノマーを連続的に供給しながら重合する方法がある。その際の重合は通常30〜90℃の温度範囲で行われ、一般的にエマルションと呼ばれる実質的に共重合体粒子の水分散体、ポリマー粒子が得られる。
【0069】
乳化重合法によって得られる共重合体粒子の水分散体は、少量の分散剤中において非常に安定で、且つ粒子径の非常に小さいものが容易に得られるという点で優れている。
【0070】
前記乳化重合法において使用される分散剤としては、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性水溶性ポリマー、アニオン性水溶性ポリマーなどが挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
【0071】
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。
【0072】
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ル硫酸ナトリウム、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。
【0073】
ノニオン系水溶性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール又はその誘導体;酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体;ポリビニルピロリドン又は酢酸ビニルを共重合させたポリビニルピロリドン等のポリビニルピロリドン誘導体;その誘導体カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリアクリルアミド又はその誘導体;ポリメタクリルアミド又はその誘導体;ゼラチン、カゼイン等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
【0074】
アニオン性水溶性ポリマーとしては、ポリアルギン酸及びその金属塩、カルボキシメチルセルロース及びその金属塩、ポリアクリル酸及びその金属塩、ポリアクリルアミドの部分加水分解物及びその金属塩、マレイン酸共重合物、リグニンスルホン酸及びその金属塩及びそれらの誘導体、オキシ有機酸及びその金属塩、アルキルアリルスルホン酸及びその金属塩、ポリオキシアルキルアリルエーテル、ポリオール複合体、高級多価アルコールスルホン酸及びその金属塩、ゼラチン・ニカワ等の水溶性蛋白質及びその金属塩及びそれらの誘導体等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
【0075】
分散剤の使用量は特に制限されないが、通常、共重合させるモノマーの全重量を基準として0.02〜20重量%、より好ましくは0.02〜10重量%、最も好ましくは0.02〜5重量%である。
【0076】
共重合に使用される開始剤としては、通常のラジカル開始剤が使用でき、例えば、過酸化水素;過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウム等の過硫酸塩;クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(N−フェニルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−〔N−(4−クロロフェニル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−〔N−(4−ヒドロキシフェニル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(N−ベンジルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(N−アリルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−〔N−(2−ヒドロキシエチル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル〕プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−〔2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド〕、2,2’−アゾビス(イソブチルアミド)二水和物、等のアゾ化合物;あるいはこれらと鉄イオン等の金属イオン及びナトリウムスルポキシレート、ホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、亜硫酸水素ナトリウム、L−アスコルビン酸、ロンガリット等の還元剤との組み合わせによるレドックス開始剤等が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
【0077】
一般的な開始剤の使用量は、共重合させるモノマーの全重量を基準として0.01〜20重量%である。
【0078】
また、必要に応じてt−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類、アリルスルフォン酸、メタアリルスルフォン酸及びこれ等のソーダ塩等のアリル化合物などを分子量調節剤として使用することも可能である。
【0079】
さらに、必要に応じてpH調整剤として、硫酸、塩酸、硝酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグネシウム、酢酸力リウム、アンモニア、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等を使用することも可能である。
【0080】
ポリマー粒子を形成する水不溶性ビニルポリマーのガラス転移温度としては、−20〜200℃が好ましい。前記ガラス転移温度は、モノマー組成物の配合によって調整することができ、JIS K 7121に基づき、DSC曲線から求めることができる。
【0081】
ポリマー粒子を形成する水不溶性ビニルポリマーの最低成膜温度(MFT)としては、−20〜30℃が好ましい。最低成膜温度は、前記ガラス転移温度と同様に、モノマー組成物の配合によって調整することができる。ここで、「最低成膜温度」とはポリマー粒子が結合して成膜するのに最低必要な温度を意味する。この最低成膜温度は室井宗一著「高分子ラテックスの化学」(1997年)等に記載されているように温度勾配板法により測定することができる。
【0082】
ポリマー粒子の最低成膜温度を測定する方法としては、例えば以下のように行うことができる。まず、PETフィルム上にポリマー粒子の水分散液を乾燥固形分で5g/mとなるように均一に塗布し、測定用試料とし、次いで、測定用試料にシリコーン離型フィルムを介して市販のラミネータを異なる温度水準において18cm/分の速度で通過させ、連続被膜を形成したとみなされる最低温度を最低成膜温度とできる。塗布層が透明化する、塗布層が平滑化する、鋭利な器物で表面を擦って得られる塗布層からの脱落物が非連続体ではなく連続被膜状である、の3項目を、連続被膜形成の判断基準とすることができる。
【0083】
水不溶性ビニルポリマー粒子の平均粒子径は30〜60nmであることが好ましく、35〜55nmがより好ましい。ポリマー粒子の平均粒子径が30nm未満ではインク粘度が増加し、60nmを超えると印刷面の光沢性が低下し、品質のよい印刷物を得ることができない。
【0084】
ポリマー粒子の粒子径は、界面活性剤及び重合開始剤の使用量により制御される。界面活性剤の使用量を増加させれば粒子径は小さくなり、また、重合開始剤の使用量を減少させれば粒子径は小さくなる。なお、ポリマー粒子の粒子径は、電子顕微鏡による観察、コールターカウンターあるいは光散乱法により測定することができる。例えばコールターカウンターでは、コールターカウンターN4(コールター社製)、光散乱法では、レーザー粒子径解析システムLPA−3000/3100(大塚電子社製)、レーザー回折式粒度分布測定装置SALD−2000A(島津製作所社製)等で測定することができる。
【0085】
<水、及びその他の成分>
本発明によるインク組成物の必須成分である水は主溶媒であり、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水を用いることが好ましい。特に紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いると、カビやバクテリアの発生を防止してインク組成物の長期保存を可能にするため好ましい。
【0086】
また、本発明のインク組成物は水溶性有機化合物を含有することが好ましい。水溶性有機化合物としては、例えば、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);ヴルコース、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、(ソルビット)、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;ピアルロン酸類;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、ジメチルスルポキシド、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、これらの水溶性有機溶剤は、インク組成物の適正な物性値(粘度等)の確保、印刷品質、信頼性の確保という観点で、インク組成物中に10〜50重量%含まれることが好ましい。
【0087】
前記水溶性有機化合物の中でも、アルカンジオールを添加することにより、記録物の光沢性を向上させることができる。
【0088】
前記アルカンジオールの具体例としては、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、オクタンジオール等があり、それらのアルカンジオールの中でも1,2−アルカンジオールが好ましく、それらの中でも1,2−ペンタンジオール及び1,2−ヘキサンジオールが特に好ましい。
【0089】
前記アルカンジオールの添加量は、インク組成物全量に対して、0.5〜5重量%が好ましい。
【0090】
本発明の水性インクには、さらに必要に応じて、公知の各種添加剤、例えばpH調整剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐・防カビ剤等を添加することができる。
【0091】
本発明の水性インクに添加され得る添加剤であるpH調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等のアミン類等を用いることができる。また、必要に応じて、コリジン、イミダゾール、燐酸、3−(N−モルホリノ)プロパンスルホン酸、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ほう酸等をpH緩衝剤として用いることができる。
【0092】
本発明の水性インクに添加され得る添加剤である界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤を含有することができる。発泡・起泡の少ないインク組成物を得るという観点からノニオン性界面活性剤が特に好ましい。ノニオン性界面活性剤の具体例としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、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ドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、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アルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系、ジメチルポリシロキサン等のシリコン系界面活性剤、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等の含フッ素系界面活性剤等が挙げられる。前記ノニオン性界面活性剤の中でも特にアセチレングリコール系界面活性剤及びアセチレンアルコール系界面活性剤が発泡も少なく、また優れた消泡性能を有する点で好ましい。
【0093】
アセチレングリコール系界面活性剤及びアセチレンアルコール系界面活性剤の具体例としては、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3オールなどが挙げられる。また、市販品としては、例えば、エアープロダクツ社のサーフィノール104、82、465、485、TGや日信化学社製のオルフィンSTG、オルフィンE1010等が挙げられる。
【0094】
本発明の水性インクに添加され得る添加剤である酸化防止剤・紫外線吸収剤としては、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、L−アスコルビン酸及びその塩等、チバガイギー社製のTinuvin328、900、1130、384、292、123、144、622、770、292、Irgacor252、153、Irganox1010、1076、1035、MD1024など、あるいはランタニドの酸化物等が用いられる。
【0095】
本発明のインク組成物への添加剤である防腐剤・防かび剤としては、例えば安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジソチアゾリン−3−オン(Avecia社のプロキセルCRL、プロキセルBDN、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)等が挙げられる。
【0096】
<インク組成物の調製>
本発明によるインク組成物は、上記の各成分を適当な方法で分散・混合することよって製造することができる。好ましくは、まず顔料と高分子分散剤と水とを適当な分散機(例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、オングミルなど)で混合し、均一な顔料分散液を調製し、次いで、別途調製した樹脂(樹脂エマルション)、水、水溶性有機溶媒、糖、pH調製剤、防腐剤、防かび剤等を加えて十分溶解させてインク溶液を調製する。十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒径及び異物を除去するために濾過を行って目的のインク組成物を得ることができる。
【0097】
<インクジェット記録方法>
本発明によるインクジェット記録方法は、上記したインク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うものである。本発明によるインク組成物をインクジェット記録方法に適用することにより、光沢紙上で高い光沢性を有するとともに、普通紙上でも高い発色性を有し、かつ吐出安定性、保存安定性、目詰まり回復性等のインクの信頼性を確保しつつ、定着性を向上させることができる。
【実施例】
【0098】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。
【0099】
<水不溶性ビニルポリマー粒子の調製>
製造例番号1〜
撹搾機、窒素導入管、冷却管、2本の滴下漏斗を備えたフラスコを用いて合成を行った。2本の滴下漏斗のうち1本に、表1に示す製造例番号1〜4の混合液をホモミキサーにて乳化した乳化液を入れ、もう一方の滴下漏斗には、触媒としての過硫酸カリウム0.3部を水5部に溶解した溶液を入れた。フラスコ中にはラウリル硫酸ナトリウム0.2部を水190部に溶解し、フラスコ中を窒素雰囲気にし、フラスコを湯浴により70℃に加温し、250rpmで撹拝しながら、2本の滴下漏斗中の溶液を4時間かけてフラスコ内に滴下して反応を行った。滴下終了後、更に4時間撹絆を行い、冷却後水酸化ナトリウム水溶液で中和し、不揮発分30%のポリマー粒子を得た。ポリマー粒子の平均粒子径は、コールターカウンターN4(コールター社製、商品名)を用いて測定した結果、50nmであった。また、最低成膜温度についても測定した。結果は表1に示される通りであった。
【0100】
製造例番号
撹搾機、窒素導入管、冷却管、2本の滴下漏斗を備えたフラスコを用いて合成を行った。2本の滴下漏斗のうち1本に、表1に示す製造例番号5の混合液をホモミキサーにて乳化した乳化液を入れ、もう一方の滴下漏斗には、触媒としての過硫酸カリウム0.6部を水5部に溶解した溶液を入れた。フラスコ中にはラウリル硫酸ナトリウム0.1部を水190部に溶解し、フラスコ中を窒素雰囲気にし、フラスコを湯浴により70℃に加温し、250rpmで撹拝しながら、2本の滴下漏斗中の溶液を4時間かけてフラスコ内に滴下して反応を行った。滴下終了後、更に4時間撹絆を行い、冷却後水酸化ナトリウム水溶液で中和し、不揮発分30%のポリマー粒子を得た。ポリマー粒子の平均粒子径は、コールターカウンターN4(コールター社製、商品名)を用いて測定した結果、100nmであった。また、最低成膜温度についても測定した。結果は表1に示される通りであった。
【表1】

【0101】
<表面処理顔料分散液の調製>
表面処理顔料分散液M1
C.I.ピグメントレッド122の粗顔料10部、塩化ナトリウム100部、高沸点脂環式炭化水素1部をボールミル中に充填し、10時間摩砕を行った。続いて常法に従って顔料化、濾過、洗浄等の後処理を行って、固形分、30重量%のプレスケーキを得た。
【0102】
C.I.ピグメントレッド209の粗顔料10部、塩化ナトリウム100部、高沸点脂環式炭化水素1部をボールミル中に充填し、10時間摩砕を行った。続いて常法に従って顔料化、濾過、洗浄等の後処理を行って、固形分、30重量%のプレスケーキを得た。
【0103】
次に、C.I.ピグメントレッド122のプレスケーキの固形分6部とC.I.ピグメントレッド209のプレスケーキの固形分4部とを加えて摩砕し、固溶体顔料を、有機溶剤処理による顔料化を行い、続いて濾過、洗浄後、乾燥、粉砕してC.I.ピグメントレッド122/C.I.ピグメントレッド209の固溶体顔料(6/4:重量比)を得た。
【0104】
得られた固溶体顔料の色相はマゼンタ色を呈したが、X線回折パターンは、C.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド209との混合物の回折パターンとは異なるものであった。
【0105】
このようにして得られた固溶体顔料15部とキノリン450部とを混合し、アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)によって、ビーズ充填率70%、回転数5000rpmの条件下で2時間整粒分散を行い顔料ペーストとした。次いで、顔料ペーストとキノリンとの混合液をエバポレーターに移して30mmHg以下に減圧しながら120℃に加熱して、系内に含まれる水分を可能な限り除去した後、160℃に保持した。その後、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体20部を加えて8時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄を行い、水中に注いでブフナー漏斗によって漏別することにより、表面処理された固溶体顔料を得た。
【0106】
この表面処理固溶体顔料を酸素フラスコ燃焼法で処理して、0.3%過酸化水素水溶液に吸収させた後、イオンクロマトグラフ法で硫酸イオン(2価)を定量したところ、親水性分散基(スルホン酸基)が固溶体顔料1分子あたり1〜2個導入されていることを確認した。
【0107】
得られた表面処理固溶体顔料15部に中和剤としてトリエタノールアミン2部、イオン交換水83部を加えて、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用、ビーズ充填率60%、メディア径1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(2次粒子径)が95nmになるまで分散し、表面処理顔料分散液M1を得た。
【0108】
表面処理顔料分散液C1
C.I.ピグメントブルー15:3の粗顔料10部、塩化ナトリウム100部、高沸点脂環式炭化水素1部をボールミル中に充填し、10時間摩砕を行った。続いて常法に従って顔料化、濾過、洗浄等の後処理を行って、固形分、30重量%のプレスケーキを得た。
【0109】
C.I.ピグメントグリーン37の粗顔料10部、塩化ナトリウム100部、高沸点脂環式炭化水素1部をボールミル中に充填し、10時間摩砕を行った。続いて常法に従って顔料化、濾過、洗浄等の後処理を行って、固形分、30重量%のプレスケーキを得た。
【0110】
次に、C.I.ピグメントブルー15:3のプレスケーキの固形分5部とC.I.ピグメントグリーン3のプレスケーキの固形分5部とを加えて摩砕し、固溶体顔料を、有機溶剤処理による顔料化を行い、続いて濾過、洗浄後、乾燥、粉砕してC.I.ピグメントブルー15:3/C.I.ピグメントグリーン37の固溶体顔料(5/5:重量比)を得た。
【0111】
得られた固溶体顔料の色相はシアン色を呈したが、X線回折パターンは、C.I.ピグメントブルー15:3とC.I.ピグメントグリーン37との混合物の回折パターンとは異なるものであった。
【0112】
このようにして得られた固溶体顔料20部とキノリン500部とを混合し、アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)によって、ビーズ充填率70%、回転数5000rpmの条件下で2時間整粒分散を行い顔料ペーストとした。次いで、顔料ペーストとキノリンとの混合液をエバポレーターに移して30mmHg以下に減圧しながら100℃に加熱して、系内に含まれる水分を可能な限り除去した後、150℃に保持した。その後、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体20部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄を行い、水中に注いでブフナー漏斗によって漏別することにより、表面処理された固溶体顔料を得た。
【0113】
この表面処理固溶体顔料を酸素フラスコ燃焼法で処理して、0.3%過酸化水素水溶液に吸収させた後、イオンクロマトグラフ法で硫酸イオン(2価)を定量したところ、親水性分散基(スルホン酸基)が固溶体顔料1分子あたり1〜2個導入されていることを確認した。
【0114】
得られた表面処理固溶体顔料10部に中和剤としてプロパノールアミン2部、イオン交換水88部を加えて、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用、ビーズ充填率60%、メディア径1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(2次粒子径)が90nmになるまで分散し、表面処理顔料分散液C1を得た。
【0115】
表面処理顔料分散液Y1
C.I.ピグメントイエロー1の粗顔料10部、塩化ナトリウム100部、高沸点脂環式炭化水素1部をボールミル中に充填し、10時間摩砕を行った。続いて常法に従って顔料化、濾過、洗浄等の後処理を行って、固形分、30重量%のプレスケーキを得た。
【0116】
C.I.ピグメントイエロー98の粗顔料10部、塩化ナトリウム100部、高沸点脂環式炭化水素1部をボールミル中に充填し、10時間摩砕を行った。続いて常法に従って顔料化、濾過、洗浄等の後処理を行って、固形分、30重量%のプレスケーキを得た。
【0117】
次に、C.I.ピグメントイエロー1のプレスケーキの固形分5部とC.I.ピグメントイエロー98のプレスケーキの固形分5部とを加えて摩砕し、固溶体顔料を、有機溶剤処理による顔料化を行い、続いて濾過、洗浄後、乾燥、粉砕してC.I.ピグメントイエロー1/C.I.ピグメントイエロー98の固溶体顔料(5/5:重量比)を得た。
【0118】
得られた固溶体顔料の色相はシアン色を呈したが、X線回折パターンは、C.I.ピグメントイエロー1とC.I.ピグメントイエロー98との混合物の回折パターンとは異なるものであった。
【0119】
このようにして得られた固溶体顔料15部とキノリン450部とを混合し、アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)によって、ビーズ充填率70%、回転数5000rpmの条件下で2時間整粒分散を行い顔料ペーストとした。次いで、顔料ペーストと溶剤(キノリン)との混合液をエバポレーターに移して30mmHg以下に減圧しながら120℃に加熱して、系内に含まれる水分を可能な限り除去した後、160℃に保持した。その後、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体20部を加えて8時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄を行い、水中に注いでブフナー漏斗によって漏別することにより、表面処理された固溶体顔料を得た。
【0120】
この表面処理固溶体顔料を酸素フラスコ燃焼法で処理して、0.3%過酸化水素水溶液に吸収させた後、イオンクロマトグラフ法で硫酸イオン(2価)を定量したところ、親水性分散基(スルホン酸基)が固溶体顔料1分子あたり1〜2個導入されていることを確認した。
【0121】
得られた表面処理固溶体顔料15部に中和剤として2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール2部、イオン交換水83部を加えて、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用;ビーズ充填率=60%;メディア径=1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(二次粒子径)が100nmになるまで分散し、表面処理顔料分散液Y1を得た。
【0122】
顔料分散液(比較例)
C.I.ピグメントレッド122と、スチレン−アクリル酸系水溶性樹脂(ジョンクリル611、ジョンソンポリマー社製、平均分子量8,100、酸価53KOHmg/g)、水酸化カリウム、及び超純水を混合し、ジルコニアビーズによるボールミルにより10時間分散を行い、次いで、得られた原分散液を超純水で顔料濃度が15重量%となるまで希釈することにより、顔料分散液M2を得た。
【0123】
また、顔料を変更した以外は上記と同様にして、C.I.ピグメントイエロー180の顔料分散液Y2、及びC.I.ピグメントブルー15:3の顔料分散液C2を得た。
【0124】
<インク組成物の調製>
下記表2に示した組成に従い、各成分を混合して2時間攪拌した。続いて、孔経約8μmのメンブランフィルター(商品名)(日本ミリポア・リミテッド社製)を用いて濾過して、実施例1〜6及び比較例1〜5の各インクを調製した。表2中、各組成物の添加量は重量%である。
【表2】

【0125】
<インク組成物の評価>
(1)光沢性評価
インクジェットプリンターPX−A550(セイコーエプソン社製)を用いて印刷を行った。このプリンターのマゼンタ用専用インクカートリッジ(型番ICM31、セイコーエプソン社製)、シアン用専用インクカートリッジ(型番ICC31、セイコーエプソン社製)、イエロー用専用インクカートリッジ(型番ICY31、セイコーエプソン社製)に実施例及び比較例の各インク組成物を充填し、PM写真用紙(セイコーエプソン社製、型番:KA420PSK)に対して1440dpiの解像度で階調のあるベタ画像の印刷を行い、記録物を得た。得られた記録物を室温下で24時間放置した後、光沢計GM−268(コニカミノルタ社製)を用いて最高濃度部分の20°の光沢を測定した。
【0126】
測定した結果を以下の基準に基づいて評価した。
A:20°光沢が50以上である場合
B:20°光沢が40以上50未満である場合
C:20°光沢が40未満である場合
結果は下記の表3に示される通りであった。
【0127】
(2)発色性評価
上記と同様のインクジェットプリンターを用い、用紙の種類として「普通紙」を選択し、カラーの選択で「カラー」を選び、モード設定から、「詳細設定変更」を選び、印字品質として「フォト」を選び、色補正なしでの階調のあるベタ画像の印刷を行い、記録物を得た。記録媒体は普通紙としてゼロックスP、ゼロックスR(富士ゼロックス社製)、Xerox4024(Xerox Co.社製)、リサイクルカットR―100(王子製紙社製)の4種類を用いた。印刷した記録物を24℃の環境下で24時間放置した後、グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いてベタ部分のOD値を測定した。
【0128】
なお、専用紙における評価の平均値と普通紙における評価の平均を評価結果とした。
【0129】
測定した結果を以下の基準に基づいて評価した。
A:印字濃度が1.2以上
B:印字濃度が1.1以上、1.2未満
C:印字濃度が1.1未満
結果は下記の表3に示される通りであった。
【0130】
(3)定着性評価
上記で得られた記録物に、同種の記録媒体の裏面を重ね、200g/A4の重りを載せて20回印刷面を擦った。
【0131】
評価基準は以下の通りとした。
A:擦れた痕跡が全くない
B:擦れた痕跡が若干あるが、ほとんど気にならない
C:擦れた痕跡が目立つ
結果は下記の表3に示される通りであった。
【0132】
(4)吐出安定性評価
上記のインクカートリッジ及びインクジェットプリンターを用い、常温にてベタ及び線のパターンを連続印刷した。印刷100頁内でのインクのドット抜けや飛行曲がりの際に正常印刷への復帰動作として行うプリンターノズルのクリーニング回数を測定し、以下の基準に基づき評価を行った。
A:クリーニング0回で復帰
B:クリーニング1又は2回で復帰
C:クリーニング3又は4回で復帰
D:クリーニング5回以上で復帰
結果は下記の表3に示される通りであった。
【0133】
(5)保存安定性評価
アルミパックにインク組成物50gを入れた状態で70℃の環境下に1週間放置した。放置後、異物(沈降物)の発生の有無を確認した。また、異物の発生がないものについては、更に物性(粘度、表面張力、pH、樹脂粒子の粒子径)の変化を確認した。
【0134】
評価基準は以下の通りとした。
A:異物の発生がなく、物性の変化もない
B:異物の発生はないが、物性が若干変化する
C:異物が発生するか、物性が著しく変化する
結果は下記の表3に示される通りであった。
【0135】
(6)目詰り回復性評価
上記のインクカートリッジ及びインクジェットプリンターを用い、10分間連続して印刷し、全てのノズルから正常にインクが吐出していることを確認した後、ノズルでの乾燥状態を加速するために、インクカートリッジを外し、記録ヘッドをヘッドキャップから外した状態で、40℃20%RHの環境に1週間放置した。
【0136】
放置後、全ノズルが初期と同等に吐出するまでクリーニング動作を繰り返し、以下の判断基準により、回復しやすさを評価した。
A:1回又は2回のクリーニング操作で初期と同等に回復
B:3回又は4回のクリーニング操作で初期と同等に回復
C:5回又は6回のクリーニング操作で初期と同等に回復
D:現実的な回数のクリーニング操作では回復せず
結果は下記の表3に示される通りであった。
【表3】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
分散剤なしに水性媒体に分散及び/又は溶解が可能な表面処理顔料と、水不溶性ビニルポリマーと、水と、を少なくとも含んでなるインク組成物であって、
前記表面処理顔料が、2種以上の顔料からなる固溶体顔料の表面に親水性の分散基が結合したものであり、
前記水不溶性ビニルポリマーが、
(1)スチレンモノマー、及び
(2)前記スチレンモノマーと、共重合可能なモノマー
を含んでなるモノマー組成物を重合させてなるビニルポリマーである、インク組成物。
【請求項2】
前記親水性分散基が、親水性官能基及び/又はその塩である、請求項1に記載のインク組成物。
【請求項3】
前記親水性官能基が、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン基、リン酸基、及び第4級アンモニウム塩から選択されるものである、請求項2に記載のインク組成物。
【請求項4】
前記親水性分散基の導入量が、固溶体顔料1分子あたり1〜2個である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項5】
前記水不溶性ビニルポリマーが、平均粒子径が30〜60nmのポリマー粒子の形態にある、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項6】
前記スチレンモノマーと共重合可能なモノマーが不飽和カルボン酸を含んでなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項7】
前記不飽和カルボン酸が、前記モノマー組成物100重量部に対して、3〜8重量部含まれてなる、請求項6に記載のインク組成物。
【請求項8】
前記スチレンモノマーと共重合可能なモノマーが、1分子内に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマーを含んでなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項9】
前記1分子中に重合可能な二重結合を2つ以上有するモノマーが、モノマー組成物100重量部に対して、5〜10重量部含まれてなる、請求項8に記載のインク組成物。
【請求項10】
前記スチレンモノマーと共重合可能なモノマーが不飽和アミド化合物を含んでなる、請求項1〜9のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項11】
前記表面処理顔料の平均粒子径が50〜150nmである、請求項1〜10のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項12】
インク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、インク組成物として請求項1〜11のいずれか一項に記載のインク組成物を用いる、インクジェット記録方法。
【請求項13】
請求項12に記載のインクジェット記録方法によって記録が行われた、記録物。

【公開番号】特開2007−186642(P2007−186642A)
【公開日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−7317(P2006−7317)
【出願日】平成18年1月16日(2006.1.16)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】