説明

インク組成物及びこれを用いたインクジェット記録方法、記録物

【課題】種々の記録媒体に対して高い印字品質を有し、さらに保存安定性・印字安定性等の信頼性に優れたインク組成物及びこれを用いた記録方法、記録物を提供すること。
【解決手段】少なくとも、水と、水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料と、デービス法により算出されたHLB値が4.2〜8.0であるグリコールエーテルと、1,2−アルカンジオールと、を含んでなることを特徴とするインク組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク組成物、インクジェット記録方法及び記録物に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方法は、インクの小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法である。近年のインクジェット記録技術の革新的な進歩により、これまで写真やオフセット印刷の分野であった高精細な画像記録(印刷)にもインクジェット記録方法を用いられるようになってきており、一般に用いられる普通紙やインクジェット記録用の専用紙(マット系、光沢系)に対してのみならず、印刷本紙、合成紙、フィルム等の記録媒体にも高品質な記録が求められている。
【0003】
着色材としては、染料あるいは顔料が用いられ、特にカラーインクは色の彩度の高さ、透明性、水への溶解性が高い等の理由から水溶性染料が使用される場合が多い。しかし、このような染料は一般的に耐光性や耐ガス性の点が不十分であり、また、水溶性であることから、耐水性にも問題があるため、水溶性染料を用いたインクにより記録された記録物は、記録画像の保存性に劣るという欠点を有している。これに対して、水に不溶な着色材は、耐水性の面において有利である。特に水に不溶な着色材の中でも顔料はこうした耐光性、耐ガス性、耐水性に優れた色材であるため、この色材特性を活かした顔料インクの開発が進められている。
【0004】
一方で、インクジェット記録用の水性顔料インクは、高い発色性や光沢性、滲みの少ないこと等の印字品質や、ヘッドノズルからの吐出が曲がったりしない吐出安定特性、そしてインクの保存安定性などを同時に満足することが求められる。
【0005】
しかしながら、発色性を高めるためにインク中の顔料濃度を高くすると、粘度の上昇や、目詰まり特性、吐出安定特性、インクの保存安定性が損なわれる。また、滲みの抑制や印字スピードを上げるために、インクの浸透性を高くすると、記録媒体の中までインクが浸透してしまい、記録媒体表面にインクが残存しにくくなり、塗りつぶし画像の均一性や発色性が損なわれるという問題があった。
【0006】
このような問題に対して、発色性や滲みを向上させる目的で、ポリマー微粒子を含有させること(特許文献1参照)や、無機微粒子を含有させること(特許文献2参照)や、着色剤を含有する水不溶性ビニルポリマー分散体を含有するインク(特許文献3参照)、アセチレングリコール系界面活性剤を用いること(特許文献4、特許文献5参照)や、二価の特定鎖長を有する分枝のアルコール添加すること(特許文献6参照)などが提案されている。
【0007】
【特許文献1】特開2001−123098号公報
【特許文献2】特開平11−209671号公報
【特許文献3】特開2004−75988号公報
【特許文献4】特開平4−239068号公報
【特許文献5】特開平6−322307号公報
【特許文献6】特開2003−96345号公報
【非特許文献1】J.T.Davies and E.K.Rideal,”Interface Phenomena” 2nd ed.Academic Press,New York 1963
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、前述の公知のインク組成物では、使用する色材と水溶性有機溶剤との組み合わせによっては、インクの保存安定性、吐出安定性が低下する場合があり、印字品質・インク保存安定性・吐出性を両立するためには、依然として課題があった。
【0009】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、保存安定性、吐出安定性等の信頼性に優れるとともに、かつ、種々の記録媒体、特に普通紙に対して高い発色性と滲みの少ない優れた印字品質を得ることが可能なインクジェット記録方法に用いるのに好適なインク組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
発明者らは鋭意検討の結果、少なくとも、水と、色材として水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料と、デービス法により算出されたHLB値が4.2〜8.0であるグリコールエーテルと、1,2−アルカンジオールと、を含んでなることを特徴とするインク組成物が、前記課題を解決し得るとの知見を得た。本発明は、かかる知見に基づくものであり、本発明の構成は以下の通りである。
【0011】
[適用例1] 少なくとも、水と、水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料と、デービス法により算出されたHLB値が4.2〜8.0であるグリコールエーテルと、1,2−アルカンジオールと、を含んでなることを特徴とするインク組成物。
【0012】
[適用例2] 前記グリコールエーテルのアルキル基が分岐構造を持つことを特徴とする、[適用例1]に記載のインク組成物。
【0013】
[適用例3] 前記グリコールエーテルの含有量が、インク組成物全量に対して0.1重量%〜6重量%含まれることを特徴とする[適用例1]又は[適用例2]に記載のインク組成物。
【0014】
[適用例4] 前記1,2−アルカンジオールの含有量が、前記グリコールエーテルに対して、重量比で1/2〜5/1である、[適用例1]〜[適用例3]のいずれか一項に記載のインク組成物。
【0015】
[適用例5] 前記1,2−アルカンジオールが、インク組成物全量に対して1重量%〜20重量%含まれることを特徴とする[適用例1]〜[適用例4]のいずれか一項に記載のインク組成物。
【0016】
[適用例6] 前記グリコールエーテルのアルキル基が2−エチルヘキシル基であることを特徴とする、[適用例1]〜[適用例5]のいずれか一項に記載のインク組成物。
【0017】
[適用例7] 前記インク組成物において、さらにノニオン性界面活性剤を含んでなることを特徴とする[適用例1]〜[適用例6]のいずれか一項に記載のインク組成物。
【0018】
[適用例8] 前記顔料が、インク組成物全量に対して0.5重量%〜10重量%含まれることを特徴とする[適用例1]〜[適用例7]のいずれか一項に記載のインク組成物。
【0019】
[適用例9] [適用例1]〜[適用例8]のいずれか一項に記載のインク組成物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。
【0020】
[適用例10] [適用例1]〜[適用例8]のいずれか一項に記載の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ことを特徴とするインクジェット記録方法。
【0021】
[適用例11] [適用例9]又は[適用例10]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る記録物。
【0022】
本発明によれば、保存安定性、吐出安定性等の信頼性に優れ、かつ種々の記録媒体、とりわけ普通紙に対する高い発色性と滲みの少ない優れた印字品質を得ることを可能にしたインク組成物、かかる特性を有するインク組成物を用いたインクジェット記録方法、及びこの記録方法により得られる美麗な記録物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明のインク組成物について、その好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0024】
本発明のインク組成物は、少なくとも、水と、水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料と、デービス法により算出されたHLB値が4.2〜8.0であるグリコールエーテルと、1,2−アルカンジオールと、を含んでなることを特徴とする。
【0025】
[色材]
本発明の色材は、少なくとも水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料であり、この色材に用いられる水不溶性ポリマーは、疎水性基をもつモノマーと親水性基を持つモノマーとのブロック共重合体樹脂からなり、少なくとも塩生成基をもつモノマーを含有しているもので、中和後に25℃の水100gに対する溶解度が1g未満であるポリマーをいう。
【0026】
疎水性基を持つモノマーは、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や酢酸ビニル等のビニルエステル類やアクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルシアン化合物類、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、4−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などがあり、それぞれ単独あるいは2種類以上を混合して用いることもできる。
【0027】
親水性基を持つモノマーとしては、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、エチレングリコール・プロピレングリコールモノメタクリレートなどがあり、それぞれ単独あるいは2種類以上を混合して用いることもできる。特に、ポリエチレングリコール(2〜30)モノメタクリレート、ポリエチレングリコール(1〜15)・プロピレングリコール(1〜15)モノメタクリレート、ポリプロピレングリコール(2〜30)メタクリレート、メトキシポリエチレングリコール(2〜30)メタクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(2〜30)メタクリレート、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体)(1〜30)メタクリレートなどの分岐鎖を構成するモノマー成分を用いることによって、印刷画像の光沢性が向上する。
【0028】
塩生成基をもつモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンカルボン酸、マレイン酸などがあり、それぞれ単独あるいは2種類以上を混合して用いることもできる。
【0029】
さらに、片末端に重合成官能基を有するスチレン系マクロモノマー、シリコーン系マクロモノマーなどのマクロモノマーやその他のモノマーを併用することもできる。
【0030】
本発明の水不溶性ポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法など公知の重合法により、モノマーを共重合させることによって得られるが、特に溶液重合法が好ましく、重合の際には、公知のラジカル重合剤や重合連鎖移動剤を添加してもよい。
【0031】
本発明の水不溶性ポリマーによって被覆されていた顔料は、例えば、上記の水不溶性ポリマーをメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジブチルエーテルなどの有機溶媒に溶解させ、得られた溶液に着色剤を添加し、次いで中和剤及び水を添加して混練、分散処理を行うことにより水中油滴型の分散体を調整し、得られた分散体から有機溶媒を除去することによって、水分散体として得ることができる。混練、分散処理は、例えば、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、高速攪拌型分散機などを用いることができる。
【0032】
中和剤は、エチルアミン、トリメチルアミン等の3級アミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が好ましく、得られる水分散体のpHが6〜10であることが好ましい。
【0033】
また、被覆する水不溶性ポリマーとしては、重量平均分子量が10000〜150000程度のものが、着色剤、特に顔料を安定的に分散させる点で好ましい。重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量分析方法により測定することができる。
【0034】
本発明の色材に用いられる顔料としては、「染料便覧」(出版元;丸善株式会社)等に記載の既存の顔料を用いることができる。
【0035】
本発明に用いることができる顔料としては、公知の無機顔料及び有機顔料のいずれも用いることができ、カラーインデックスに記載されているピグメントイエロー、ピグメントレッド、ピグメントバイオレット、ピグメントブルー、ピグメントブラック等の顔料の他、フタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、アゾメチン系、縮合環系等の顔料が例示できる。また、黄色4号、5号、205号、401号;橙色228号、405号;青色1号、404号等の有機顔料や、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化鉄、群青、紺青、酸化クローム等の無機顔料が挙げられる。例えば、C.I.ピグメントイエロー1,3,12,13,14,17,24,34,35,37,42,53,55,74,81,83,95,97,98,100,101,104,108,109,110,117,120,128,138,150,153,155,174,180,198、C.I.ピグメントレッド1,3,5,8,9,16,17,19,22,38,57:1,90,112,122,123,127、146,184、202、209、C.I.ピグメントバイオレッド1,3,5:1,16,19,23,38、C.I.ピグメントブルー1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,16、C.I.ピグメントブラック1,7等であり、複数の顔料を用いてインク組成物を形成することもできる。
【0036】
これらの顔料は、0.5重量%〜10重量%の範囲で本発明のインク中に含有されることが好ましい。含有量が0.5重量%未満では印字濃度(発色性)が不十分である場合があり、また10重量%よりも大きいと光沢メディア上での光沢性劣化やノズルの目詰まり、吐出の不安定を起こす等の信頼性に不具合を生じる場合がある。
【0037】
さらに、顔料と水不溶性ポリマーの比率が、顔料:水不溶性ポリマー=1:0.2〜1:1の比率にあることが、分散安定性や、インクの保存安定性やノズルの目詰まり防止等の観点、光沢メディア上での光沢性の観点から好ましい。詳しくは、水不溶性ポリマーが顔料に対して、20%より少ないと安定分散ができず、顔料の凝集が発生し、顔料に対して100%より多いと発色が低下し、光沢メディア上での光沢も劣化するためである。
【0038】
また、発色や光沢メディア上での光沢性の観点から、インク中での顔料の体積平均粒子径が50nm〜150nmの範囲であることが好ましい。これらの平均粒子径は、Microtrac UPA150(マイクロトラック社製)や粒度分布測定機LPA3100(大塚電子(株)製)等の粒径測定によって得ることができる。
【0039】
なお、本発明の水不溶性ポリマーによって被覆されていた顔料は、顔料が水不溶性ポリマーによって完全に被覆されずに、一部の顔料が露出した形状でもよい。
【0040】
[グリコールエーテル]
本発明のインク組成物は、前記HLB値の特定範囲にあるグリコールエーテルを含有することで、記録媒体種の影響をあまり受けずに濡れ性・浸透速度を制御でき、種々の記録媒体に対して、高発色で、滲みの少ない、鮮明な印刷画像を得ることができる。また、後述の、グリコールエーテルと相溶性をもつ1,2−アルカンジオールとの組み合わせにより、主溶媒である水への親和性が向上し、かつ前述した水不溶性ポリマーの分散液に不具合を与えることなく安定的に分散保持することができるため、優れた印字品質と保存安定性と吐出安定性が両立して確保できる。
【0041】
ここで、本発明において用いるグリコールエーテルの前記HLB値は、デービスらが提唱した化合物の親水性を評価する値であり、例えば非特許文献1に定義されているデービス法により求められる数値で、下記の式(1)によって算出される値をいう。
【0042】
【数1】

(但し、[1]は親水基の基数を表し、[2]は疎水基の基数を表す)。
下記の表1に、代表的な親水基、及び疎水基の基数を例示する。
【0043】
【表1】

【0044】
本発明のインク組成物は、デービス法により算出されたHLB値が4.2〜8.0であるグリコールエーテルを必須成分として含んでなる。前記HLB値は4.2〜8.0の範囲にあることが好ましく、より好ましくは4.2〜7.1の範囲にあることがより好ましい。HLB値が4.2未満であるとグリコールエーテルの疎水性が高まり、主溶媒である水との親和性が低下してインク保存性が劣化する場合がある。HLB値が8.0より大きくなると、記録媒体への浸透性の効果が減少し、高発色性や滲み低減の効果が発現されない場合がある。前記グリコールエーテルの具体例としては、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、エチレングリコールモノイソオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ1−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ2−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−メチルペンチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びトリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
【0045】
さらに、本発明のインク組成物は、前記グリコールエーテルのアルキル基に分岐構造を持つことが好ましい。インク組成物が、アルキル基に分岐構造を持つグリコールエーテルを含有することで、記録媒体によらず、高発色で、滲みの少ない、優れた記録物を得ることができる。具体的には、エチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、エチレングリコールモノイソオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ1−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ2−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−メチルペンチルエーテル等が挙げられる。
【0046】
さらに発色性を高める点において、前記グリコールエーテルの分岐構造として、アルキル基が2ーエチルヘキシル基であることがより好ましい。具体的には、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ1−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ2−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−メチルペンチルエーテル等が挙げられ、特に、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル等が好ましい。
【0047】
前記グリコールエーテルの含有量は、インク組成物の高発色性、滲み低減効果、インク保存安定性、吐出信頼性の観点から、インク組成物全量に対して0.1重量%〜6重量%の範囲で含まれることが好ましい。0.1重量%未満であると、インク組成物の浸透性、乾燥性が乏しくなってしまい、鮮明な画像が得られにくく、また、印字濃度(発色性)が不十分である場合がある。また6重量%よりも大きくなると、インクの粘度が高くなり安定した吐出が困難となったり、インク組成物中への溶解性が得られず長期間安定した保存性が得られない場合がある。
【0048】
[1,2−アルカンジオール]
本発明のインク組成物は、前記グリコールエーテルと相溶する水性有機溶剤として、1,2−アルカンジオールを含んでなる。
【0049】
ここで、「相溶する」とは、インク組成物を構成する各成分の中で、水を主溶媒としたインク組成において、前記グリコールエーテルと1,2−アルカンジオールの混合物が完全に溶解するような、各材料とこれら各材料の比率との組み合わせを意味する。
【0050】
この1,2−アルカンジオールをインク組成物中に含有することで、インク組成物における、前記グリコールエーテルとの溶解性を高めることができ、インク保存安定性、吐出安定性の向上を実現できる。また、インク組成中へ前記グリコールエーテルの含有量を増量することが容易となるため、さらなる印字品質の向上に寄与することを可能とする。
【0051】
1,2−アルカンジオールの具体的例としては、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等の炭素数が4〜8の1,2−アルカンジオールが好ましい。特に、炭素数6〜8の1,2−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオールが、水への溶解性と、前記グリコールエーテルとの相溶性の観点で好ましい。1,2−アルカンジオールの添加量は、前記グリコールエーテルとの相溶性の観点から、前記グリコールエーテルに対して、重量比で1/2〜5/1であることが好ましい。また、前記グリコールエーテルとの相溶性、インク保存安定性、吐出安定性の観点から、インク組成物全量に対して、1重量%〜20重量%の範囲で添加することが好ましい。1重量%未満であると、前記グリコールエーテルとの相溶性効果を生じにくくする場合があり、20重量%よりも大きくなると、インクの粘度が高くなり安定した吐出が困難となったり、長期間安定したインク保存性が得られない場合がある。
【0052】
[ノニオン性界面活性剤]
本発明のインク組成物は、さらにノニオン性界面活性剤を含んでなる。
ノニオン性界面活性剤を含有することで、インク組成物の表面張力を所望の値に調整することが容易となり、種々の記録媒体、特に普通紙に対して、インク浸透性を向上させることができる。
【0053】
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アルキルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル等が挙げられ、さらにノニオン性界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤が、発泡がほとんど無いインク組成物を得ることができ、吐出の安定性と印字品質とを両立できるという点において好ましい。インクジェット記録に用いる場合、特に好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤の例としては、サーフィノール420、440、465、485、104、STG(エアープロダクツ社製品)、オルフィンPD001、PD002W、SPC、E1004、E1010(日信化学工業(株)製品)、アセチレノールE00、E40、E100、LH(川研ファインケミカル(株)製品)等が挙げられる。またポリエーテル変性シロキサン類としては、BYK−346、347、348、UV3530(ビックケミー社製品)などが挙げられる。これらは、インク組成物中に1種又は2種以上を用いることができ、表面張力20mN/m〜40mN/mに調整されることが好ましく、インク組成物中には0.1重量%〜3.0重量%含まれる。
【0054】
[インク組成]
本発明のインク組成物は安全性、取り扱い上の観点から、インクの主溶媒が水である水性インクであることが好ましく、水はイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いることが、カビやバクテリアの発生を防止してインクの長期保存を可能にする点で好ましい。
【0055】
さらに、本発明のインク組成物は、インクジェット記録方法に好適なインク組成物であるため、保湿剤、浸透促進剤、pH調整剤を含有することが好ましい。
【0056】
本発明のインク組成物には、インクジェットヘッドのノズル近傍での目詰まりを防止する目的で、保湿効果のある水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。具体的には、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、ペンタエチレンフリコール、ジプロピレングリコール、2−ブテンー1,4−ジオール、2−エチルー1,3−ヘキサンジオール、2−メチルー2,4−ペンタンジオール等の多価アルコール類、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール(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、ヒアルロン酸類、尿素類等のいわゆる固体湿潤剤、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルー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、スルホラン等があげられる。これらの湿潤効果のある水溶性有機溶剤は1種又は2種以上を用いることができ、インクの適正な物性値(粘度等)の確保、印字品質、信頼性の確保という観点で、インク中に10重量%〜50重量%含まれることが好ましい。
【0057】
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出来るが、好ましくは、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から選択される少なくとも1種類のpH調整剤を含み、pH6〜10に調整されることが好ましい。pHがこの範囲を外れると、インクジェットプリンタを構成する材料等に悪影響を与えたり、目詰まり回復性が劣化する。
【0058】
また、必要に応じて、消泡剤、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も出来る。
【0059】
また、本発明のインク組成物は、インクジェット記録装置において吐出安定性を確保する観点から、粘度は25℃において25cPs以下が好ましい。より好ましくは15cPs以下である。
【0060】
<記録方法・記録物>
本発明のインク組成物はペン等の筆記具類、スタンプ等に好適に使用することができるが、インクジェット記録用インク組成物としてさらに好適に使用できる。本発明においてインクジェット記録方式とは、インク組成物を微細なノズルより液滴として吐出して、その液滴を記録媒体に付着させる方式を意味する。具体的に以下に説明する。
【0061】
第一の方法としては、静電吸引方式があり、この方式はノズルとノズルの前方に置いた加速電極の間に強電界を印可し、ノズルからインクを液滴状で連続的に噴射させ、インク滴が偏向電極間を飛翔する間に印刷情報信号を偏向電極に与えて記録する方式、あるいはインク滴を偏向することなく印刷情報信号に対応して噴射させる方式である。
【0062】
第二の方法としては、小型ポンプでインク液に圧力を加え、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることにより、強制的にインク滴を噴射させる方式である。噴射したインク滴は噴射と同時に帯電させ、インク滴が偏向電極間を飛翔する間に印刷情報信号を偏向電極に与えて記録する。
【0063】
第三の方法は圧電素子を用いる方式であり、インク液に圧電素子で圧力と印刷情報信号を同時に加え、インク滴を噴射・記録させる方式である。
【0064】
第四の方式は熱エネルギーの作用によりインク液を急激に体積膨張させる方式であり、インク液を印刷情報信号に従って微小電極で加熱発泡させ、インク滴を噴射・記録させる方式である。
【0065】
以上のいずれの方式も本発明のインク組成物を用いたインクジェット記録方法に使用することができる。
【0066】
本発明の記録物は、少なくとも上記インク組成物を用いて記録が行われたものである。この記録物は、本発明のインク組成物を用いることにより十分な印字濃度が得られ、優れた印字品質を示す。
【0067】
<実施例>
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0068】
[着色剤分散液の調整]
水不溶性ポリマーによって被覆されている着色剤を分散粒子とする着色剤分散液を下記の方法によって調整した。
【0069】
(水不溶性ポリマー1〜3の合成)
有機溶媒(メチルエチルケトン)20重量部、重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.03重量部、重合開始剤、表2に示す各モノマーを用い、窒素ガス置換を十分に行った反応容器内に入れて75℃攪拌下で重合し、モノマー成分100重量部に対してメチルエチルケトン40重量部に溶解した2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル0.9重量部を加え、80℃で1時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。
【0070】
【表2】

【0071】
(分散液Y)
水不溶性ポリマー1として得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られた5部をメチルエチルケトン15部に溶かし、水酸化ナトリウム水溶液を用いてポリマーを中和した。さらに、C.I.ピグメントイエロー74を15部加え、水を加えながら分散機で混練した。得られた混練物にイオン交換水100部を加え攪拌した後、減圧下、60℃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、固形分濃度が20重量%のイエロー顔料の水分散体を得た。このとき、顔料:水不溶性ポリマーの重量比は1:0.5であった。
【0072】
(分散液M)
水不溶性ポリマー2として得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られた9部をメチルエチルケトン45部に溶かし、水酸化ナトリウム水溶液を用いてポリマーを中和した。さらに、C.I.ピグメントレッド122を18部加え、水を加えながら分散機で混練した。得られた混練物にイオン交換水120部を加え攪拌した後、減圧下、60℃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、固形分濃度が20重量%のマゼンタ顔料の水分散体を得た。このとき、顔料:水不溶性ポリマーの重量比は1:0.2であった。
【0073】
(分散液C)
水不溶性ポリマー3として得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られた6部をメチルエチルケトン20部に溶かし、水酸化ナトリウム水溶液を用いてポリマーを中和した。さらに、C.I.ピグメントブルー15:3を10部加え、水を加えながら分散機で混練した。得られた混練物にイオン交換水100部を加え攪拌した後、減圧下、60℃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、固形分濃度が20重量%のシアン顔料の水分散体を得た。このとき、顔料:水不溶性ポリマーの重量比は1:1であった。
【0074】
[インクの調製]
表3に示す割合で各成分を混合し、室温にて2時間攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターにて濾過して、各インクを調製した。ただし、表3中に示す添加量はすべて重量%濃度として表されており、着色剤分散液の( )内の数字は着色剤の固形分濃度が表されている。またイオン交換水の「残量」とは、インク全量が100部となるようにイオン交換水を加えることを意味する。
【0075】
【表3】

【0076】
表3で調製した各インクを用い、以下の評価を行った。
【0077】
(試験1)インク保存安定性
各インクを、常温と50℃でそれぞれ2週間放置後の、インク状態(目視)とインク調製直後の粘度と放置後の値を比較した。判定基準は以下の通りである。
S:インク状態は凝集・分離なく、また粘度変動幅が±5%未満。
A:インク状態は凝集・分離なく、また粘度変動幅が±5%以上、±10%未満B:インク状態は凝集・分離なく、また粘度変動幅が±10%以上。
C:インク状態は凝集あるいは分離を生じている。
【0078】
(試験2)吐出安定性
各インクをインクジェットプリンタであるPX−V600(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載した。印刷用紙にA4版のXerox−P(商品名、富士ゼロックス株式会社製)を用い、常温環境下で文字・塗りつぶしが混在する画像を連続的に印刷して、印刷中の画像に飛行曲がりや抜け等の不具合の有無を目視にて測定した。判定基準は以下の通りである。
S:200枚まで連続印刷しても、飛行曲がり・抜けが発生しない。
A:200枚までの連続印刷で、飛行曲がり・抜けが発生しない。
B:100枚までの連続印刷で、飛行曲がり・抜けが発生したが10箇所未満である。
C:100枚までの連続印刷時に、飛行曲がり・抜けが10箇所以上発生する。
【0079】
(評価3)普通紙・再生紙上での印刷品質
各インクをインクジェットプリンタであるPX−V600に搭載した。360dpiの印刷設定にして、普通紙・再生紙上に4ポイント〜20ポイントのゴシック文字を1ポイント刻みで印刷した場合の文字の滲みによる印刷品質(文字品質)を評価した。さらに、同様な印刷設定で5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を印刷して、その印刷物の濃淡ムラによる印刷品質(塗りつぶし画像品質)を評価した。この評価では、普通紙としてXerox Premium Multipurpose 4024(商品名、Xerox Co.,社製)、Xerox P(商品名、富士ゼロックス社製)、Hammermill Copy Plus(商品名、International Paper社製)を、再生紙としてXeorx R(商品名、富士ゼロックス社製)を用い、評価は目視で行った。判断基準は以下の通りである。
【0080】
[文字品質]
S:全てのポイントの文字において、滲みが分からない。
A:5ポイント以下の文字で、わずかに滲みが認められる。
B:滲みのため、5ポイント以下の文字が太く見える。
C:滲みが著しく、5ポイント以下の文字が判断できない。
【0081】
[塗りつぶし]
S:全ての塗りつぶし画像において、ほとんど濃淡ムラが認められない。
A:塗りつぶし密度100%画像でわずかに濃淡ムラが認められるが、実用上問題ないレベルB:塗りつぶし密度50%以上の画像で濃淡ムラが認められる。
C:全ての塗りつぶし画像で濃淡ムラが認められる。
【0082】
(評価4)発色性の評価
各インクをインクジェットプリンタであるPX−V600に搭載した。360dpiの印刷設定にして、100%の塗りつぶし密度の画像を印刷して、OD値(発色性)を評価した。この評価では、普通紙としてXerox Premium Multipurpose 4024(商品名、Xerox Co.,社製)、Xerox P(商品名、富士ゼロックス社製)、Hammermill Copy Plus(商品名、International Paper社製)を、再生紙としてXeorx R(商品名、富士ゼロックス社製)を用いた。画像品質の評価については、グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いて測色し、インク組成物毎に上記4紙のOD値の平均値を得た。判断基準は以下の通りである。
S:OD値 1.0以上の場合。
A:OD値 0.95以上 1.0未満の場合。
B:OD値 0.90以上 0.95未満の場合。
C:OD値 0.90未満の場合。
【0083】
試験1〜4の評価結果を表4にまとめる。
【0084】
【表4】

表4から明らかなように、本発明のインク組成物によれば、優れた発色性と滲みを低減した印字品質を得ることが可能であって、かつ、保存安定性、吐出安定性も良好で信頼性が高く、インクジェット記録方法に用いるのに好適なインク組成物である。
【産業上の利用可能性】
【0085】
本発明は前述の実施の形態に限定されるものでなく、筆記具用インク、オフセット印刷インク等の用途にも適用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、水と、水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料と、デービス法により算出されたHLB値が4.2〜8.0であるグリコールエーテルと、1,2−アルカンジオールと、を含んでなることを特徴とするインク組成物。
【請求項2】
前記グリコールエーテルのアルキル基が分岐構造を持つことを特徴とする請求項1に記載のインク組成物。
【請求項3】
前記グリコールエーテルの含有量が、インク組成物全量に対して0.1重量%〜6重量%含まれることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインク組成物。
【請求項4】
前記1,2−アルカンジオールの含有量が、前記グリコールエーテルに対して、重量比で1/2〜5/1であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項5】
前記1,2−アルカンジオールが、インク組成物全量に対して1重量%〜20重量%含まれることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項6】
前記グリコールエーテルのアルキル基が2−エチルヘキシル基であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項7】
前記インク組成物において、さらにノニオン性界面活性剤を含んでなることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項8】
前記顔料が、インク組成物全量に対して0.5重量%〜10重量%含まれることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項9】
請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載のインク組成物を記録媒体に付着させて印字を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項10】
請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の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ことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項11】
請求項9又は請求項10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ることを特徴とする記録物。

【公開番号】特開2009−235155(P2009−235155A)
【公開日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−79984(P2008−79984)
【出願日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】