前処理液、カートリッジ、インクジェット記録装置及び記録方法、インク記録物
【課題】インクジェット方式で吐出しても泡立ちが少ない前処理液、及び、それを用いたカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及び記録物を提供する。
【解決手段】（Ｉ）記録媒体にインクジェット記録を行う前に、記録媒体表面を処理するための前処理液であって、一般式（Ｉ）で示される含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有する前処理液。
（式中、Ｒ１はＨ、炭素数１〜４の分岐していてもよい低級アルキル基又はフェニル基、Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜１０の分岐していてもよい低級アルキル基、ＸはＳＯ２又はＣＯ、ＹはＩ又はＢｒ、ｍは正の整数、ｎは４以上の整数を表し、ＣｎＦ２ｎ−１は分岐構造を有する。）
【解決手段】（Ｉ）記録媒体にインクジェット記録を行う前に、記録媒体表面を処理するための前処理液であって、一般式（Ｉ）で示される含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有する前処理液。
（式中、Ｒ１はＨ、炭素数１〜４の分岐していてもよい低級アルキル基又はフェニル基、Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜１０の分岐していてもよい低級アルキル基、ＸはＳＯ２又はＣＯ、ＹはＩ又はＢｒ、ｍは正の整数、ｎは４以上の整数を表し、ＣｎＦ２ｎ−１は分岐構造を有する。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前処理液、該前処理液又はこれとインクジェット用インクを収容したカートリッジ、該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置、該前処理液を用いたインクジェット記録方法及びインク記録物に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録を行うに際し、インクを吐出する前に、記録媒体表面に前処理液を適用することは周知である。
例えば特許文献１には、カチオン性化合物として第４級アンモニウム塩を含有する前処理液を用いることが提案されている。
このような前処理液において、カチオン性化合物として、カチオン性のフッ素系界面活性剤を用いることも考えられる。しかし、前処理液をインクジェット方式で記録媒体表面に吐出する場合、前処理液にフッ素系界面活性剤を含有させると、泡立ちにより吐出安定性が低下するといった問題があった。
一方、特許文献２には、現像剤に、パーフルオロアルケニル基を有する含フッ素第４級アンモニウム塩を用いることが提案されている。しかし、インクジェット記録の前処理液に関する記載はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、インクジェット方式で吐出しても泡立ちが少ない前処理液、該前処理液又はこれとインクジェット用インクを容器中に収容したカートリッジ、該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置、該前処理液を用いたインクジェット記録方法及びインク記録物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、次の１）〜５）の発明によって解決される。
１） 記録媒体にインクジェット記録を行う前に、記録媒体表面を処理するための前処理液であって、一般式（Ｉ）で示される含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴とする前処理液。
【化１】
（式中、Ｒ１はＨ、炭素数１〜４の分岐していてもよい低級アルキル基又はフェニル基、Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜１０の分岐していてもよい低級アルキル基、ＸはＳＯ２又はＣＯ、ＹはＩ又はＢｒ、ｍは正の整数、ｎは４以上の整数を表し、ＣｎＦ２ｎ−１は分岐構造を有する。）
２） １）に記載の前処理液、又は該前処理液とインクジェット用インクを容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
３） ２）に記載のカートリッジが搭載され、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を備えたインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコン樹脂を含有する撥インク層を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
４） １）に記載の前処理液を用いる記録媒体表面の前処理工程、及びインクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
５） 記録媒体上に、１）に記載の前処理液とインクジェット用インクを用いて形成された画像を有することを特徴とするインク記録物。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、インクジェット方式で吐出しても泡立ちが少ない前処理液、該前処理液又はこれとインクジェット用インクを容器中に収容したカートリッジ、該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置、該前処理液を用いたインクジェット記録方法及びインク記録物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】インクジェット記録装置の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
一般に界面活性剤は発泡性を有し、フッ素系界面活性剤も同様である。したがって、従来公知のフッ素系界面活性剤を含有する前処理液をインクジェット方式で吐出した場合、泡立ちを防止することはできない。また、フッ素の作用で表面張力が低下するためノズル面に対しても濡れ性が上がり、ノズル周辺部にインクが付着して不均一なインク溜まりが発生し、インク滴の吐出方向が曲げられたり、大きなばらつきが生じたりして吐出安定性が低下することもある。
そこで、本発明者らは、インクジェット方式で吐出しても泡立ちなどの問題を生じない前処理液について鋭意検討した結果、フッ素系界面活性剤の発泡性は疎水基（フッ素基）及び親水基（アルキル基、アリール基など）の長さや構造により異なることを知見し、更に、前処理液に前記一般式（Ｉ）で表される特定の含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有させれば、上記課題が解決できることを見出した。
【０００８】
一般的なフッ素系界面活性剤は、疎水基として次の式で表されるパーフルオロアルキル基を持つ。
ＣＦ３ＣＦ２（ＣＦ２ＣＦ２）ｍ− （但し、ｍは０以上の整数）
この構造では炭素原子は直鎖状に並び、パーフルオロアルキル基は直鎖状に長く伸びている。
これに対し、本発明で用いる一般式（Ｉ）で表される化合物は、炭素鎖が分岐した側鎖状のＣｎＦ２ｎ−１基を有し、特にパーフルオロアルケニル基を有することが好ましい。このパーフルオロアルケニル基は、例えばヘキサフルオロプロペンオリゴマーであり、次の構造のものが例示される。
【化２】
【化３】
この「炭素鎖が分岐した側鎖状のＣｎＦ２ｎ−１基」の立体構造は塊状になる。このように塊状の疎水基が存在することで、界面活性剤の発泡性が抑制されると推測される。またフッ素の作用で撥水性が発揮され、ノズルプレートへのインク固着性が改善される。一方で表面張力の低下によりノズル面に対して濡れ性が上がり周辺部にインクが付着してインク吐出安定性が低下する可能性もあるが、一般式（Ｉ）で表される化合物を用いるとこのような問題も生じない。４級アンモニウム塩タイプであることによりノズル面に対し静電的な反発力を保持できるため、濡れ性を悪化させることなく吐出性が保持されると推測している。
【０００９】
一般式（Ｉ）で表される化合物としては、例えば次の化合物例１〜５４に示す構造のものが挙げられる。いずれもパーフルオロアルケニル基を有している。
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【００１０】
一般式（Ｉ）で表される化合物の前処理液への添加量は、０．０５〜２０重量％程度、好ましくは０．１〜１０重量％であるが、特に限定されるものではない。
一般式（Ｉ）で表される化合物は水に対し溶けにくい性質を持つことから、水溶性有機溶剤に溶解して用いることが望ましい。また、これらの化合物は単独で又は二種以上を混合して用いることも可能であるし、他の界面活性剤と混合して用いることも可能である。
本発明の前処理液の組成は、通常の場合、インクジェット用インクから有彩色着色剤成分を除き、かつ一般式（Ｉ）で表される化合物を加えたものとする。見かけ上は無色又は淡色であり、また処理液の特性はインクとほぼ同じである。
このことから本発明の前処理液は、インクジェット用ヘッド及びノズルからインク同様に噴射することが可能である。またローラーやフェルトなどにより前記処理液を記録媒体に塗布することも可能である。
【００１１】
本発明に係る前処理液及びインクジェット用インクで用いられる材料は、例えば以下のとおりである。
インクジェット用インクに用いられる着色剤として特に限定はないが、例えば以下に挙げる顔料が好適に用いられる。また、これらの顔料は複数種類を混合して用いても良い。
無機の黒色顔料であるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックであって、一次粒径が１０〜５０ｎｍ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜４００平方メートル／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５〜１０％、ｐＨ値が２〜９を有するものが好ましい。
このようなものとしては、例えば、＃２２００Ｂ、＃２３００、＃２３５０、＃２４００Ｂ、＃２４５０Ｂ、＃２６００、＃２６５０、＃２７００Ｂ、＃６５０Ｂ、＃７５０Ｂ、ＭＡ６００、ＭＣＦ８８、＃８５０、＃９００、＃９５０、＃９６０、＃９７０、＃９８０、＃９９０、＃１０００、＃２６０、＃９５、ＣＦ９、＃５、＃１０、＃２０、＃２５、＃３０、＃３２、＃３３、＃４０、＃４４、＃４５、＃４５Ｌ、＃４７、＃５０、＃５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１４、ＭＡ７７、ＭＡ１００、ＭＡ１００Ｒ、ＭＡ１００Ｓ、ＭＡ２２０、ＭＡ２００ＲＢ、ＭＡ２３０（以上、三菱化学社製）、Ｒａｖｅｎ７００、同７６０ＵＬＴＡ、同７８０ＵＬＴＲＡ、同７９０ＵＬＴＲＡ、同８２０、同８５０、同８６０ＵＬＴＲＡ、同８８０ＵＬＴＲＡ、同８９０、同８９０Ｈ、同１０００、同１０２０、同１０３５、同１０４０、同１０６０ＵＬＴＲＡ、同１０８０ＵＬＴＲＡ、同１１００ＵＬＴＲＡ、同１１７０、同１１９０ＵＬＴＲＡ、同１２００、同１２５０、同１２５５、同１５００、同２０００、同２５００ＵＬＴＲＡ、同３０００（以上、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ社製）、ＲＥＧＡＬ９９Ｒ、同２５０Ｒ、同３００Ｒ、同３３０Ｒ、同４００Ｒ、同４１５Ｒ、同５００Ｒ、同６６０Ｒ、ＭＯＧＡＬ Ｌ、ＭＯＮＡＲＣＨ７００、同８００、同８８０、同９００、同１０００、同１１００、（以上、ＣＡＢＯＴ社製）、Ｃｏｌｏｒ ＢｌａｃｋＦＷ１、同ＦＷ２、同ＦＷ２Ｖ、同ＦＷ１８、同ＦＷ２００、同Ｓ１５０、同Ｓ１６０、同Ｓ１７０、ＮＩＰｅｘ３５、同６０、同７０、同９０、同１５０、同１６０ＩＱ、同１７０ＩＱ、同１８０ＩＱ、ＰＲＩＮＴＥＸ１２、同２５、同３０、同３１、同３５、同５５、同６０、同６０Ａ、同７５、同８０、同８５、同９０、同９５、同１４０Ｕ、同１４０Ｖ、同１５５Ｃ、同２００、同３００、同３００ＩＰ、同３０１、ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４、同４Ａ、同５、同６、同１００、同２５０、同３５０、同５５０（以上、ｄｅｇｕｓｓａ社製）等を使用することができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００１２】
その他の無機顔料として酸化鉄、酸化チタン、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、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉等が挙げられ、有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラツク、アゾメチン系、ローダミンＢレーキ顔料等が挙げられる。
より具体的には色別に以下のものが挙げられる。
イエローインク用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、同２、同３、同１２、同１３、同１４、同１６、同１７、同７３、同７４、同７５、同８３、同９３、同９５、同９７、同９８、同１１４、同１２８、同１２９、同１５１、同１５４等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
マゼンタインク用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、同７、同１２、同４８（Ｃａ）、同４８（Ｍｎ）、同５７（Ｃａ）、同５７：１、同１１２、同１２３、同１６８、同１８４、同２０２等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
シアンインク用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、同２、同３、同１５：３、同１５：３４、同１６、同２２、同６０、Ｃ．Ｉ．バットブルー４、同６０等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
また、本発明で用いる各インクに含有される顔料は、本発明のために新たに製造されたものでも使用可能である。
【００１３】
前処理液には有彩色着色剤成分は用いないが、記録媒体と同等の淡色の着色剤は用いることが可能である。例えば酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウムなどの白色系無機顔料などが挙げられる。これらを前処理液に添加することにより、ノズルからの噴射性を更に安定させることが可能となり、また画像濃度や発色性の更なる改良が可能となる。
以上に挙げた着色剤は、高分子分散剤や界面活性剤を用いて水性媒体に分散させることにより前処理液やインクジェット用インクとすることができる。
このような顔料粉体を分散させるための分散剤としては、通常の水溶性樹脂や水溶性界面活性剤を用いることができる。
【００１４】
水溶性樹脂の具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた２つ以上の単量体からなるブロック共重合体、あるいはランダム共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。
これらの水溶性樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶なアルカリ可溶型樹脂であり、中でも重量平均分子量３０００〜２００００のものが、インクジェット用インクに用いた場合に、分散液の低粘度化が可能であり、かつ分散も容易であるという利点があるので特に好ましい。
【００１５】
また、水溶性界面活性剤の具体例としては、アニオン性界面活性剤として、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩等が挙げられる。また、ノニオン性界面活性剤として、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アルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。
【００１６】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクを所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的で、着色剤の他に、水溶性有機溶媒を用いることが好ましい。水溶性有機溶媒には湿潤剤、浸透剤が含まれる。
湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。湿潤剤の具体例としては、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類；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、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、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類；エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類；プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。これらの溶媒は、水とともに単独で又は複数混合して用いられる。
【００１７】
また、浸透剤は前処理液やインクジェット用インクと被記録材の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。
浸透剤としては、下記式（II）〜（Ｖ）で表されるものが好ましい。すなわち、下記式（II）のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、式（III）のアセチレングリコール系界面活性剤、下記式（IV）のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、及び下記式（Ｖ）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤は、液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高めることができる。
【００１８】
【化１３】
（式中、Ｒは分岐していても良い炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｋは５〜２０の整数）
【化１４】
（式中、ｍ、ｎは０〜４０の整数）
【化１５】
（式中、Ｒは分岐していてもよい炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｎは５〜２０の整数）
【化１６】
（式中、Ｒは炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｍ、ｎは２０以下の自然数）
【００１９】
前記式（II）〜（Ｖ）の化合物以外では、例えばジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチ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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、エタノール、２−プロパノール等の低級アルコール類を用いることができるが、特にジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。
【００２０】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには、従来公知のポリマー粒子を添加することができる。これらのポリマー粒子は樹脂エマルジョンの状態で用いられ、ポリウレタン系、スチレンアクリル系、アクリルシリコン系から選ばれた少なくとも１種類であることが好ましい。特に水系顔料分散体には、ポリウレタン系樹脂エマルジョンが紙への定着性等の点でより好ましい。
樹脂エマルジョンは、インクジェット用インクの調製原料として使用する際、又は前処理液やインクジェット用インク調製後において、Ｏ／Ｗ型のエマルジョンとして存在するものである。ポリウレタン系樹脂のエマルジョンには、比較的親水性の通常のポリウレタン系樹脂を乳化剤を使用してエマルジョン化したものと、樹脂自体に乳化剤の働きをする官能基を共重合等の手段で導入した自己乳化型樹脂のエマルジョンがある。いずれも使用可能であるが、インクジェット用インクの成分の組み合わせによって、顔料及びエマルジョン粒子の分散安定性に若干の差があるので注意を要する。
顔料や分散剤との各種組み合わせにおいて、常に分散安定性に優れているのはアニオン型自己乳化型ポリウレタンのエマルジョンである。その際、顔料の固着性・分散安定性の面でポリウレタン系樹脂はポリエステル型よりポリカーボネート型の方が好ましく、更にポリエステル型、ポリカーボネート型よりエーテル型の方が好ましい。理由は定かではないが、非エーテル型は耐溶剤性に弱いものが多く、インクの高温保存時に粘度が凝集しやすい。また、理由は定かではないが、水系顔料分散体及び水系顔料インクに前記樹脂エマルジョンを添加し、加熱処理をすることで、処理時間短縮が可能である。
【００２１】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクの表面張力は、２０〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであることが好ましく、記録媒体との濡れ性と液滴の粒子化の両立の観点からは３０〜５０ｄｙｎｅ／ｃｍであることが更に好ましい。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクの粘度は、１．０〜２０．０ｃＰであることが好ましく、吐出安定性の観点からは３．０〜１０．０ｃＰであることが更に好ましい。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクのｐＨは、３〜１１であることが好ましく、接液する金属部材の腐食防止の観点からは６〜１０であることが更に好ましい。
【００２２】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには防腐防黴剤を添加することができる。防腐防黴剤の添加によって、菌の繁殖を抑えることができ、保存安定性、画質安定性を高めることができる。防腐防黴剤としては、ベンゾトリアゾール、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、イソチアゾリン系化合物、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等が使用できる。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには防錆剤を添加することができる。防錆剤の添加によって、ヘッド等の接液する金属面に被膜を形成し、腐食を防ぐことができる。防錆剤としては、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等が使用できる。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクにはｐＨ調整剤を添加することができる。ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等を用いることができる。
【００２３】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤の添加によって、腐食の原因となるラジカル種が生じた場合にも酸化防止剤がラジカル種を消滅させるので腐食を防止することができる。
酸化防止剤としては、フェノール系化合物類やアミン系化合物類が代表的であり、フェノール系化合物類としては、ハイドロキノン、ガレート等の化合物、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２′−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２′−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４′−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、テトラキス［メチレン−３（３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン等のヒンダードフェノール系化合物が挙げられ、アミン系化合物類としては、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ′−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルエチレンジアミン、フェノチアジン、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４′−テトラメチル−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
上記のほかに、硫黄系化合物としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルβ，β′−チオジブチレート、２−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が例示され、リン系化合物類としては、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールフォスファイト等が例示される。
【００２４】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクの作成方法としては、着色剤を分散させる従来公知の方法でよい。例えば、まず着色剤を公知の分散機で分散し、必要に応じて遠心分離、濾過等により粗大粒子等を取り除き、着色剤分散液（ミルベース）を得る。なお、着色剤を含まない前処理液については、この工程は不要である。次に湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水等を混合し、均一に混合するように攪拌を行い、次いで、この混合液に対してポリマー粒子、酸化チタン、消泡剤を添加攪拌し、その後、ミルベース、ｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝材を添加し攪拌して、前処理液又はインクジェット用インクを得る。
得られた前処理液又はインクジェット用インクは、原材料に由来するか又は製造過程で発生した粗大粒子を取り除くため、濾過工程を経ることが望ましい。濾過に用いるフィルター孔径は、直径０．５〜１０μｍが望ましく、製造効率と前処理液又はインクジェット用インクの吐出信頼性の面から３〜７μｍがより好ましい。
【００２５】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクは容器中に収容してカートリッジとして用いることができるが、その際、前処理液やインクジェット用インクを脱気することが望ましく、好ましくは溶存酸素濃度を５ｐｐｍ以下とする。
また、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を備えたインクジェット記録装置に、上記カートリッジを搭載して用いることができる。その際、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコン樹脂を含有する撥インク層を有する記録装置であっても好適に用いることができる。
また、本発明の前処理液は、これを用いて記録媒体表面を処理し（前処理工程）、次いで、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成する（インク飛翔工程）インクジェット記録方法に適用することができる。
その際、普通紙等の記録媒体に対して前処理液を付着させた後、付着液が記録媒体に浸透し、見かけ上、記録媒体表面に液がなくなった直後に、該液体の付着部分に、アニオン性又はノニオン性の界面活性剤を含有する水系顔料インクを付着させて画像を形成させることが好ましい。これにより、画像のにじみがなく解像度に優れ、また高濃度の画像が得られる。
【００２６】
図１に本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す。
この装置は、装置本体１０１と、装置本体１０１に装着した用紙を装填するための給紙トレイ１０２と装置本体１０１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ１０３とを備えている。そして、装置本体１０１の上カバー１１１の上面は略平坦な面であり、装置本体１０１の前カバーの前面１１２が上面に対して斜め後方に傾斜し、この傾斜した前面１１２の下方側に、前方（手前側）に突き出した排紙トレイ１０３及び給紙トレイ１０２を備えている。更に、前面１１２の端部側には、前面１１２から前方側に突き出し、上カバー１１１よりも低くなった箇所にカートリッジ装填部１０４を有し、このカートリッジ装填部１０４の上面に操作キーや表示器などの操作部１０５を配置している。このカートリッジ装填部１０４にカートリッジの脱着を行うための開閉可能な前カバー１１５を有している。
図示を省略したが、この装置は、ノズルプレートを有するインクジェットヘッド、前処理液又はインクジェット用インクを収容したカートリッジを備えており、該ノズルプレートの吐出面にはシリコン樹脂などからなる撥インク層を有する。このインクジェットヘッドに、記録信号に応じてパルス電圧を印加することにより、ノズルから前処理液及びインクジェット用インクが吐出される。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、例中の「部」は「重量部」である。
【００２８】
実施例１
（前処理液１の調製）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌した後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液１を得た。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例１の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
（ブラックミルベース）
・カーボンブラック（ＭＯＮＡＲＣＨ８８０、ＣＡＢＯＴ社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（イエローミルベース）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４
（イエローＮｏ．３４、大日精化社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（マゼンタミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２ ２０部
（クロモフタールＪＥＴマゼンタＤＭＱ、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（シアンミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５．３
（クロモファインブルー Ａ−２２０ＪＣ、大日精化社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
上記のそれぞれの混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製：ＫＤＬ型、メディア：０．３ｍｍφジルコニアボール使用）で循環分散し、その後、遠心分離機による遠心濾過を行って粗大粒子やごみを除去し、体積平均粒子径７０ｎｍの水系ブラックミルベースＡ、イエローミルベースＡ、マゼンタミルベースＡ、シアンミルベースＡをそれぞれ得た。
【００２９】
（インクの調製）
上記のようにして得た各色ミルベースＡを用いて、下記処方の混合物を調製し、３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気してインクジェット用インクを得た。
（ブラックインク１）
・ブラックミルベースＡ ４０．０部
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 １４．３部
（イエローインク１）
・イエローミルベースＡ ５０．０部
・グリセリン ３．５部
・ジエチレングリコール ２３．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １０．０部
・純水 ８．５部
（マゼンタインク１）
・マゼンタミルベースＡ ６０．０部
・グリセリン ２．５部
・ジエチレングリコール ２０．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ６．０部
・純水 ６．５部
（シアンインク１）
・シアンミルベースＡ ４５．０部
・グリセリン ４．５部
・ジエチレングリコール ２４．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １０．０部
・純水 １１．５部
得られた前処理液１及び各色インク１をカートリッジに充填した。
次にインクジェットプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）を改造し、ノズルプレート面にシリコン樹脂を含有する撥インク層を有するインクジェットヘッドを５ヶ装着し、上記カートリッジを挿入した。ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００を用い、始めに前処理液を吐出し、次いで、各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字した。得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一であり、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
さらに、前処理液１のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３０】
実施例２
（前処理液２）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液２を得た。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例２８の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
得られた前処理液２をカートリッジに充填した。
実施例１と同じプリンターを用い、前処理液１のカートリッジに代えて、前処理液２のカートリッジを装着しヘッド洗浄を行った。各色カートリッジは実施例１と同じとした。次いで、実施例１と同様にゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００を用い、始めに前処理液を吐出し、次いで各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字した。
得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一であり、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
さらに、前処理液２のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３１】
実施例３
（白色ミルベース）
・酸化チタン（テイカ社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
上記の混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製：ＫＤＬ型、メディア：０．１ｍｍφジルコニアボール使用）で循環分散し、その後、遠心分離機による遠心濾過を行って粗大粒子やごみを除去し、体積平均粒子径７０ｎｍの水系白色ミルベースＡを得た。
（前処理液３）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液３を得た。
・白色ミルベースＡ ４０．０部
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例２の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 １４．３部
次にインクジェットプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ ＧＸ３０００）を改造し、インクジェットヘッドを保持するキャリッジの上流側に、記録媒体に接触するようにフェルト状の塗布部材を設置した。フェルトには前処理液が適時滴下するようタンクを設置した。このタンクに前処理液３を充填しフェルトに充分前処理液を含浸させた。
この改造機に実施例１で作成したインク１の各色カートリッジ４ヶを挿入した。次いでゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００を用い印刷パターンチャートを印字した。
得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一であり、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
【００３２】
実施例４
（前処理液４）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液４を得た。
次いで、この前処理液４をカートリッジに充填した。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例３７の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
（ブラックミルベース）
・カーボンブラック（ＮＩＰｅｘ１５０、デグサ社製） ２０部
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（イエローミルベース）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４
（イエローＮｏ．３４、大日精化社製） ２０部
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（マゼンタミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２ ２０部
（クロモフタールＪＥＴマゼンタＤＭＱ、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（シアンミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５．３
（クロモファインブルー Ａ−２２０ＪＣ、大日精化社製） ２０部
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
上記のそれぞれの混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製：ＫＤＬ型、メディア：０．３ｍｍφジルコニアボール使用）で循環分散し、その後、遠心分離機による遠心濾過を行って粗大粒子やごみを除去し、体積平均粒子径７０ｎｍの水系ブラックミルベースＢ、イエローミルベースＢ、マゼンタミルベースＢ、シアンミルベースＢをそれぞれ得た。
【００３３】
（インクの調製）
上記のようにして得た各色ミルベースＢを用いて、下記処方の混合物を調製し、３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気してインクジェット用インクを得た。
（ブラックインク２）
・ブラックミルベースＢ ４０．０部
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） １３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 １５．３部
（イエローインク２）
・イエローミルベースＢ ５０．０部
・グリセリン ３．５部
・ジエチレングリコール ２３．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） １０．０部
・純水 ９．５部
（マゼンタインク２）
・マゼンタミルベースＢ ６０．０部
・グリセリン ２．５部
・ジエチレングリコール ２０．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） ６．０部
・純水 ７．５部
（シアンインク２）
・シアンミルベースＢ ４５．０部
・グリセリン ４．５部
・ジエチレングリコール ２４．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） １０．０部
・純水 １２．５部
得られた各色インク２をカートリッジに充填した。
次に実施例１で用いたインクジェットプリンター（リコー製ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）改造機に、前処理液４のカートリッジ及び各色インク２のカートリッジを装着し、ヘッド洗浄を行った。次いで、実施例１と同様にゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に対し、始めに前処理液を吐出し、次いで各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字し、得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定した。
得られた画像は、ベタ部の濃度が均一で、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
前処理液４のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３４】
実施例５〜１５
実施例１の前処理液における界面活性剤を、化合物例７，８，９，１１，１４，２０，２４，３１，４２，４５，４９にそれぞれ変えた点以外は、実施例１と同様にして前処理液を調製し、前処理液５〜１５を得た。
得られた各前処理液を実施例１と同様にしてカートリッジに充填し、実施例１と同じインクジェットプリンター改造機により、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に対し、始めに前処理液を吐出し、次いで実施例１で作成した各色インク１組成物を吐出するように印刷パターンチャートを印字した。
得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一で、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
さらに、各前処理液のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３５】
比較例１
実施例１で得られた各色インク１をカートリッジに充填した。
次いで、実施例１と同様にして改造したインクジェットプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）に、上記カートリッジを装着し、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に印刷パターンチャートを印字し、得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定した。
得られた画像は、ベタ部の濃度が不均一であり、全体に濃度が低く、文字のエッジ部のにじみが見られ、解像度の悪い画像となってしまった。
【００３６】
比較例２
（前処理液５）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液５を得た。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例５５の界面活性剤（炭素鎖が直鎖状のフッ素系界面活性剤） ２．５部
・アクリル樹脂エマルジョン ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
得られた前処理液５をカートリッジに充填した。
次に実施例１で用いたインクジェットプリンター（リコー製ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）改造機に、前処理液５のカートリッジ及び実施例４で作成した各色インク２のカートリッジを装着し、ヘッド洗浄を行った。次いで実施例１と同様にゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に始めに前処理液を吐出し次いで各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字し、得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定した。
得られた画像はベタ部の濃度は不均一で、文字のエッジ部はところどころでにじみが見られ、全体に解像度の低い画像となってしまった。前処理液５のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラが見られ、カートリッジの中では泡が大量に発生していた。
【符号の説明】
【００３７】
１０１ 装置本体
１０２ 給紙トレイ
１０３ 排紙トレイ
１０４ カートリッジ装填部
１０５ 操作部
１１１ 上カバー
１１２ 前カバーの前面
１１５ 前カバー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特許第２７１１０９８号公報
【特許文献２】特開平６−１４８９４２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前処理液、該前処理液又はこれとインクジェット用インクを収容したカートリッジ、該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置、該前処理液を用いたインクジェット記録方法及びインク記録物に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録を行うに際し、インクを吐出する前に、記録媒体表面に前処理液を適用することは周知である。
例えば特許文献１には、カチオン性化合物として第４級アンモニウム塩を含有する前処理液を用いることが提案されている。
このような前処理液において、カチオン性化合物として、カチオン性のフッ素系界面活性剤を用いることも考えられる。しかし、前処理液をインクジェット方式で記録媒体表面に吐出する場合、前処理液にフッ素系界面活性剤を含有させると、泡立ちにより吐出安定性が低下するといった問題があった。
一方、特許文献２には、現像剤に、パーフルオロアルケニル基を有する含フッ素第４級アンモニウム塩を用いることが提案されている。しかし、インクジェット記録の前処理液に関する記載はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、インクジェット方式で吐出しても泡立ちが少ない前処理液、該前処理液又はこれとインクジェット用インクを容器中に収容したカートリッジ、該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置、該前処理液を用いたインクジェット記録方法及びインク記録物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、次の１）〜５）の発明によって解決される。
１） 記録媒体にインクジェット記録を行う前に、記録媒体表面を処理するための前処理液であって、一般式（Ｉ）で示される含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴とする前処理液。
【化１】
（式中、Ｒ１はＨ、炭素数１〜４の分岐していてもよい低級アルキル基又はフェニル基、Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜１０の分岐していてもよい低級アルキル基、ＸはＳＯ２又はＣＯ、ＹはＩ又はＢｒ、ｍは正の整数、ｎは４以上の整数を表し、ＣｎＦ２ｎ−１は分岐構造を有する。）
２） １）に記載の前処理液、又は該前処理液とインクジェット用インクを容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
３） ２）に記載のカートリッジが搭載され、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を備えたインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコン樹脂を含有する撥インク層を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
４） １）に記載の前処理液を用いる記録媒体表面の前処理工程、及びインクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
５） 記録媒体上に、１）に記載の前処理液とインクジェット用インクを用いて形成された画像を有することを特徴とするインク記録物。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、インクジェット方式で吐出しても泡立ちが少ない前処理液、該前処理液又はこれとインクジェット用インクを容器中に収容したカートリッジ、該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置、該前処理液を用いたインクジェット記録方法及びインク記録物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】インクジェット記録装置の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
一般に界面活性剤は発泡性を有し、フッ素系界面活性剤も同様である。したがって、従来公知のフッ素系界面活性剤を含有する前処理液をインクジェット方式で吐出した場合、泡立ちを防止することはできない。また、フッ素の作用で表面張力が低下するためノズル面に対しても濡れ性が上がり、ノズル周辺部にインクが付着して不均一なインク溜まりが発生し、インク滴の吐出方向が曲げられたり、大きなばらつきが生じたりして吐出安定性が低下することもある。
そこで、本発明者らは、インクジェット方式で吐出しても泡立ちなどの問題を生じない前処理液について鋭意検討した結果、フッ素系界面活性剤の発泡性は疎水基（フッ素基）及び親水基（アルキル基、アリール基など）の長さや構造により異なることを知見し、更に、前処理液に前記一般式（Ｉ）で表される特定の含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有させれば、上記課題が解決できることを見出した。
【０００８】
一般的なフッ素系界面活性剤は、疎水基として次の式で表されるパーフルオロアルキル基を持つ。
ＣＦ３ＣＦ２（ＣＦ２ＣＦ２）ｍ− （但し、ｍは０以上の整数）
この構造では炭素原子は直鎖状に並び、パーフルオロアルキル基は直鎖状に長く伸びている。
これに対し、本発明で用いる一般式（Ｉ）で表される化合物は、炭素鎖が分岐した側鎖状のＣｎＦ２ｎ−１基を有し、特にパーフルオロアルケニル基を有することが好ましい。このパーフルオロアルケニル基は、例えばヘキサフルオロプロペンオリゴマーであり、次の構造のものが例示される。
【化２】
【化３】
この「炭素鎖が分岐した側鎖状のＣｎＦ２ｎ−１基」の立体構造は塊状になる。このように塊状の疎水基が存在することで、界面活性剤の発泡性が抑制されると推測される。またフッ素の作用で撥水性が発揮され、ノズルプレートへのインク固着性が改善される。一方で表面張力の低下によりノズル面に対して濡れ性が上がり周辺部にインクが付着してインク吐出安定性が低下する可能性もあるが、一般式（Ｉ）で表される化合物を用いるとこのような問題も生じない。４級アンモニウム塩タイプであることによりノズル面に対し静電的な反発力を保持できるため、濡れ性を悪化させることなく吐出性が保持されると推測している。
【０００９】
一般式（Ｉ）で表される化合物としては、例えば次の化合物例１〜５４に示す構造のものが挙げられる。いずれもパーフルオロアルケニル基を有している。
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【００１０】
一般式（Ｉ）で表される化合物の前処理液への添加量は、０．０５〜２０重量％程度、好ましくは０．１〜１０重量％であるが、特に限定されるものではない。
一般式（Ｉ）で表される化合物は水に対し溶けにくい性質を持つことから、水溶性有機溶剤に溶解して用いることが望ましい。また、これらの化合物は単独で又は二種以上を混合して用いることも可能であるし、他の界面活性剤と混合して用いることも可能である。
本発明の前処理液の組成は、通常の場合、インクジェット用インクから有彩色着色剤成分を除き、かつ一般式（Ｉ）で表される化合物を加えたものとする。見かけ上は無色又は淡色であり、また処理液の特性はインクとほぼ同じである。
このことから本発明の前処理液は、インクジェット用ヘッド及びノズルからインク同様に噴射することが可能である。またローラーやフェルトなどにより前記処理液を記録媒体に塗布することも可能である。
【００１１】
本発明に係る前処理液及びインクジェット用インクで用いられる材料は、例えば以下のとおりである。
インクジェット用インクに用いられる着色剤として特に限定はないが、例えば以下に挙げる顔料が好適に用いられる。また、これらの顔料は複数種類を混合して用いても良い。
無機の黒色顔料であるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックであって、一次粒径が１０〜５０ｎｍ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜４００平方メートル／ｇ、ＤＢＰ吸油量が４０〜１５０ｍｌ／１００ｇ、揮発分が０．５〜１０％、ｐＨ値が２〜９を有するものが好ましい。
このようなものとしては、例えば、＃２２００Ｂ、＃２３００、＃２３５０、＃２４００Ｂ、＃２４５０Ｂ、＃２６００、＃２６５０、＃２７００Ｂ、＃６５０Ｂ、＃７５０Ｂ、ＭＡ６００、ＭＣＦ８８、＃８５０、＃９００、＃９５０、＃９６０、＃９７０、＃９８０、＃９９０、＃１０００、＃２６０、＃９５、ＣＦ９、＃５、＃１０、＃２０、＃２５、＃３０、＃３２、＃３３、＃４０、＃４４、＃４５、＃４５Ｌ、＃４７、＃５０、＃５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１４、ＭＡ７７、ＭＡ１００、ＭＡ１００Ｒ、ＭＡ１００Ｓ、ＭＡ２２０、ＭＡ２００ＲＢ、ＭＡ２３０（以上、三菱化学社製）、Ｒａｖｅｎ７００、同７６０ＵＬＴＡ、同７８０ＵＬＴＲＡ、同７９０ＵＬＴＲＡ、同８２０、同８５０、同８６０ＵＬＴＲＡ、同８８０ＵＬＴＲＡ、同８９０、同８９０Ｈ、同１０００、同１０２０、同１０３５、同１０４０、同１０６０ＵＬＴＲＡ、同１０８０ＵＬＴＲＡ、同１１００ＵＬＴＲＡ、同１１７０、同１１９０ＵＬＴＲＡ、同１２００、同１２５０、同１２５５、同１５００、同２０００、同２５００ＵＬＴＲＡ、同３０００（以上、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ社製）、ＲＥＧＡＬ９９Ｒ、同２５０Ｒ、同３００Ｒ、同３３０Ｒ、同４００Ｒ、同４１５Ｒ、同５００Ｒ、同６６０Ｒ、ＭＯＧＡＬ Ｌ、ＭＯＮＡＲＣＨ７００、同８００、同８８０、同９００、同１０００、同１１００、（以上、ＣＡＢＯＴ社製）、Ｃｏｌｏｒ ＢｌａｃｋＦＷ１、同ＦＷ２、同ＦＷ２Ｖ、同ＦＷ１８、同ＦＷ２００、同Ｓ１５０、同Ｓ１６０、同Ｓ１７０、ＮＩＰｅｘ３５、同６０、同７０、同９０、同１５０、同１６０ＩＱ、同１７０ＩＱ、同１８０ＩＱ、ＰＲＩＮＴＥＸ１２、同２５、同３０、同３１、同３５、同５５、同６０、同６０Ａ、同７５、同８０、同８５、同９０、同９５、同１４０Ｕ、同１４０Ｖ、同１５５Ｃ、同２００、同３００、同３００ＩＰ、同３０１、ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４、同４Ａ、同５、同６、同１００、同２５０、同３５０、同５５０（以上、ｄｅｇｕｓｓａ社製）等を使用することができる。なお、これらに限定されるものではない。
【００１２】
その他の無機顔料として酸化鉄、酸化チタン、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、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉等が挙げられ、有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラツク、アゾメチン系、ローダミンＢレーキ顔料等が挙げられる。
より具体的には色別に以下のものが挙げられる。
イエローインク用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、同２、同３、同１２、同１３、同１４、同１６、同１７、同７３、同７４、同７５、同８３、同９３、同９５、同９７、同９８、同１１４、同１２８、同１２９、同１５１、同１５４等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
マゼンタインク用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、同７、同１２、同４８（Ｃａ）、同４８（Ｍｎ）、同５７（Ｃａ）、同５７：１、同１１２、同１２３、同１６８、同１８４、同２０２等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
シアンインク用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、同２、同３、同１５：３、同１５：３４、同１６、同２２、同６０、Ｃ．Ｉ．バットブルー４、同６０等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
また、本発明で用いる各インクに含有される顔料は、本発明のために新たに製造されたものでも使用可能である。
【００１３】
前処理液には有彩色着色剤成分は用いないが、記録媒体と同等の淡色の着色剤は用いることが可能である。例えば酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウムなどの白色系無機顔料などが挙げられる。これらを前処理液に添加することにより、ノズルからの噴射性を更に安定させることが可能となり、また画像濃度や発色性の更なる改良が可能となる。
以上に挙げた着色剤は、高分子分散剤や界面活性剤を用いて水性媒体に分散させることにより前処理液やインクジェット用インクとすることができる。
このような顔料粉体を分散させるための分散剤としては、通常の水溶性樹脂や水溶性界面活性剤を用いることができる。
【００１４】
水溶性樹脂の具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた２つ以上の単量体からなるブロック共重合体、あるいはランダム共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。
これらの水溶性樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶なアルカリ可溶型樹脂であり、中でも重量平均分子量３０００〜２００００のものが、インクジェット用インクに用いた場合に、分散液の低粘度化が可能であり、かつ分散も容易であるという利点があるので特に好ましい。
【００１５】
また、水溶性界面活性剤の具体例としては、アニオン性界面活性剤として、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩等が挙げられる。また、ノニオン性界面活性剤として、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アルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。
【００１６】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクを所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的で、着色剤の他に、水溶性有機溶媒を用いることが好ましい。水溶性有機溶媒には湿潤剤、浸透剤が含まれる。
湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。湿潤剤の具体例としては、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類；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、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、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類；エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類；プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。これらの溶媒は、水とともに単独で又は複数混合して用いられる。
【００１７】
また、浸透剤は前処理液やインクジェット用インクと被記録材の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。
浸透剤としては、下記式（II）〜（Ｖ）で表されるものが好ましい。すなわち、下記式（II）のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、式（III）のアセチレングリコール系界面活性剤、下記式（IV）のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、及び下記式（Ｖ）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤は、液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高めることができる。
【００１８】
【化１３】
（式中、Ｒは分岐していても良い炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｋは５〜２０の整数）
【化１４】
（式中、ｍ、ｎは０〜４０の整数）
【化１５】
（式中、Ｒは分岐していてもよい炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｎは５〜２０の整数）
【化１６】
（式中、Ｒは炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｍ、ｎは２０以下の自然数）
【００１９】
前記式（II）〜（Ｖ）の化合物以外では、例えばジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチ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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、エタノール、２−プロパノール等の低級アルコール類を用いることができるが、特にジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。
【００２０】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには、従来公知のポリマー粒子を添加することができる。これらのポリマー粒子は樹脂エマルジョンの状態で用いられ、ポリウレタン系、スチレンアクリル系、アクリルシリコン系から選ばれた少なくとも１種類であることが好ましい。特に水系顔料分散体には、ポリウレタン系樹脂エマルジョンが紙への定着性等の点でより好ましい。
樹脂エマルジョンは、インクジェット用インクの調製原料として使用する際、又は前処理液やインクジェット用インク調製後において、Ｏ／Ｗ型のエマルジョンとして存在するものである。ポリウレタン系樹脂のエマルジョンには、比較的親水性の通常のポリウレタン系樹脂を乳化剤を使用してエマルジョン化したものと、樹脂自体に乳化剤の働きをする官能基を共重合等の手段で導入した自己乳化型樹脂のエマルジョンがある。いずれも使用可能であるが、インクジェット用インクの成分の組み合わせによって、顔料及びエマルジョン粒子の分散安定性に若干の差があるので注意を要する。
顔料や分散剤との各種組み合わせにおいて、常に分散安定性に優れているのはアニオン型自己乳化型ポリウレタンのエマルジョンである。その際、顔料の固着性・分散安定性の面でポリウレタン系樹脂はポリエステル型よりポリカーボネート型の方が好ましく、更にポリエステル型、ポリカーボネート型よりエーテル型の方が好ましい。理由は定かではないが、非エーテル型は耐溶剤性に弱いものが多く、インクの高温保存時に粘度が凝集しやすい。また、理由は定かではないが、水系顔料分散体及び水系顔料インクに前記樹脂エマルジョンを添加し、加熱処理をすることで、処理時間短縮が可能である。
【００２１】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクの表面張力は、２０〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍであることが好ましく、記録媒体との濡れ性と液滴の粒子化の両立の観点からは３０〜５０ｄｙｎｅ／ｃｍであることが更に好ましい。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクの粘度は、１．０〜２０．０ｃＰであることが好ましく、吐出安定性の観点からは３．０〜１０．０ｃＰであることが更に好ましい。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクのｐＨは、３〜１１であることが好ましく、接液する金属部材の腐食防止の観点からは６〜１０であることが更に好ましい。
【００２２】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには防腐防黴剤を添加することができる。防腐防黴剤の添加によって、菌の繁殖を抑えることができ、保存安定性、画質安定性を高めることができる。防腐防黴剤としては、ベンゾトリアゾール、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、イソチアゾリン系化合物、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等が使用できる。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには防錆剤を添加することができる。防錆剤の添加によって、ヘッド等の接液する金属面に被膜を形成し、腐食を防ぐことができる。防錆剤としては、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等が使用できる。
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクにはｐＨ調整剤を添加することができる。ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等を用いることができる。
【００２３】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクには酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤の添加によって、腐食の原因となるラジカル種が生じた場合にも酸化防止剤がラジカル種を消滅させるので腐食を防止することができる。
酸化防止剤としては、フェノール系化合物類やアミン系化合物類が代表的であり、フェノール系化合物類としては、ハイドロキノン、ガレート等の化合物、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２′−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２′−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４′−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、テトラキス［メチレン−３（３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン等のヒンダードフェノール系化合物が挙げられ、アミン系化合物類としては、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ′−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルエチレンジアミン、フェノチアジン、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４′−テトラメチル−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
上記のほかに、硫黄系化合物としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルβ，β′−チオジブチレート、２−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が例示され、リン系化合物類としては、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールフォスファイト等が例示される。
【００２４】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクの作成方法としては、着色剤を分散させる従来公知の方法でよい。例えば、まず着色剤を公知の分散機で分散し、必要に応じて遠心分離、濾過等により粗大粒子等を取り除き、着色剤分散液（ミルベース）を得る。なお、着色剤を含まない前処理液については、この工程は不要である。次に湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水等を混合し、均一に混合するように攪拌を行い、次いで、この混合液に対してポリマー粒子、酸化チタン、消泡剤を添加攪拌し、その後、ミルベース、ｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝材を添加し攪拌して、前処理液又はインクジェット用インクを得る。
得られた前処理液又はインクジェット用インクは、原材料に由来するか又は製造過程で発生した粗大粒子を取り除くため、濾過工程を経ることが望ましい。濾過に用いるフィルター孔径は、直径０．５〜１０μｍが望ましく、製造効率と前処理液又はインクジェット用インクの吐出信頼性の面から３〜７μｍがより好ましい。
【００２５】
本発明に係る前処理液やインクジェット用インクは容器中に収容してカートリッジとして用いることができるが、その際、前処理液やインクジェット用インクを脱気することが望ましく、好ましくは溶存酸素濃度を５ｐｐｍ以下とする。
また、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を備えたインクジェット記録装置に、上記カートリッジを搭載して用いることができる。その際、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコン樹脂を含有する撥インク層を有する記録装置であっても好適に用いることができる。
また、本発明の前処理液は、これを用いて記録媒体表面を処理し（前処理工程）、次いで、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成する（インク飛翔工程）インクジェット記録方法に適用することができる。
その際、普通紙等の記録媒体に対して前処理液を付着させた後、付着液が記録媒体に浸透し、見かけ上、記録媒体表面に液がなくなった直後に、該液体の付着部分に、アニオン性又はノニオン性の界面活性剤を含有する水系顔料インクを付着させて画像を形成させることが好ましい。これにより、画像のにじみがなく解像度に優れ、また高濃度の画像が得られる。
【００２６】
図１に本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す。
この装置は、装置本体１０１と、装置本体１０１に装着した用紙を装填するための給紙トレイ１０２と装置本体１０１に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ１０３とを備えている。そして、装置本体１０１の上カバー１１１の上面は略平坦な面であり、装置本体１０１の前カバーの前面１１２が上面に対して斜め後方に傾斜し、この傾斜した前面１１２の下方側に、前方（手前側）に突き出した排紙トレイ１０３及び給紙トレイ１０２を備えている。更に、前面１１２の端部側には、前面１１２から前方側に突き出し、上カバー１１１よりも低くなった箇所にカートリッジ装填部１０４を有し、このカートリッジ装填部１０４の上面に操作キーや表示器などの操作部１０５を配置している。このカートリッジ装填部１０４にカートリッジの脱着を行うための開閉可能な前カバー１１５を有している。
図示を省略したが、この装置は、ノズルプレートを有するインクジェットヘッド、前処理液又はインクジェット用インクを収容したカートリッジを備えており、該ノズルプレートの吐出面にはシリコン樹脂などからなる撥インク層を有する。このインクジェットヘッドに、記録信号に応じてパルス電圧を印加することにより、ノズルから前処理液及びインクジェット用インクが吐出される。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、例中の「部」は「重量部」である。
【００２８】
実施例１
（前処理液１の調製）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌した後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液１を得た。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例１の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
（ブラックミルベース）
・カーボンブラック（ＭＯＮＡＲＣＨ８８０、ＣＡＢＯＴ社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（イエローミルベース）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４
（イエローＮｏ．３４、大日精化社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（マゼンタミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２ ２０部
（クロモフタールＪＥＴマゼンタＤＭＱ、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（シアンミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５．３
（クロモファインブルー Ａ−２２０ＪＣ、大日精化社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
上記のそれぞれの混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製：ＫＤＬ型、メディア：０．３ｍｍφジルコニアボール使用）で循環分散し、その後、遠心分離機による遠心濾過を行って粗大粒子やごみを除去し、体積平均粒子径７０ｎｍの水系ブラックミルベースＡ、イエローミルベースＡ、マゼンタミルベースＡ、シアンミルベースＡをそれぞれ得た。
【００２９】
（インクの調製）
上記のようにして得た各色ミルベースＡを用いて、下記処方の混合物を調製し、３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気してインクジェット用インクを得た。
（ブラックインク１）
・ブラックミルベースＡ ４０．０部
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 １４．３部
（イエローインク１）
・イエローミルベースＡ ５０．０部
・グリセリン ３．５部
・ジエチレングリコール ２３．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １０．０部
・純水 ８．５部
（マゼンタインク１）
・マゼンタミルベースＡ ６０．０部
・グリセリン ２．５部
・ジエチレングリコール ２０．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ６．０部
・純水 ６．５部
（シアンインク１）
・シアンミルベースＡ ４５．０部
・グリセリン ４．５部
・ジエチレングリコール ２４．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １０．０部
・純水 １１．５部
得られた前処理液１及び各色インク１をカートリッジに充填した。
次にインクジェットプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）を改造し、ノズルプレート面にシリコン樹脂を含有する撥インク層を有するインクジェットヘッドを５ヶ装着し、上記カートリッジを挿入した。ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００を用い、始めに前処理液を吐出し、次いで、各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字した。得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一であり、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
さらに、前処理液１のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３０】
実施例２
（前処理液２）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液２を得た。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例２８の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
得られた前処理液２をカートリッジに充填した。
実施例１と同じプリンターを用い、前処理液１のカートリッジに代えて、前処理液２のカートリッジを装着しヘッド洗浄を行った。各色カートリッジは実施例１と同じとした。次いで、実施例１と同様にゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００を用い、始めに前処理液を吐出し、次いで各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字した。
得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一であり、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
さらに、前処理液２のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３１】
実施例３
（白色ミルベース）
・酸化チタン（テイカ社製） ２０部
・ノニオン系界面活性剤（ＲＴ−１００、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
上記の混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製：ＫＤＬ型、メディア：０．１ｍｍφジルコニアボール使用）で循環分散し、その後、遠心分離機による遠心濾過を行って粗大粒子やごみを除去し、体積平均粒子径７０ｎｍの水系白色ミルベースＡを得た。
（前処理液３）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液３を得た。
・白色ミルベースＡ ４０．０部
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例２の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） １３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 １４．３部
次にインクジェットプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ ＧＸ３０００）を改造し、インクジェットヘッドを保持するキャリッジの上流側に、記録媒体に接触するようにフェルト状の塗布部材を設置した。フェルトには前処理液が適時滴下するようタンクを設置した。このタンクに前処理液３を充填しフェルトに充分前処理液を含浸させた。
この改造機に実施例１で作成したインク１の各色カートリッジ４ヶを挿入した。次いでゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００を用い印刷パターンチャートを印字した。
得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一であり、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
【００３２】
実施例４
（前処理液４）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液４を得た。
次いで、この前処理液４をカートリッジに充填した。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例３７の界面活性剤 ２．５部
・ウレタン樹脂エマルジョン（Ｗ−５６６１、三井化学社製） ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
（ブラックミルベース）
・カーボンブラック（ＮＩＰｅｘ１５０、デグサ社製） ２０部
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（イエローミルベース）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４
（イエローＮｏ．３４、大日精化社製） ２０部
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（マゼンタミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２ ２０部
（クロモフタールＪＥＴマゼンタＤＭＱ、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
（シアンミルベース作成）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５．３
（クロモファインブルー Ａ−２２０ＪＣ、大日精化社製） ２０部
・アニオン系界面活性剤（Ａ−５１−Ｂ、竹本油脂社製） ５部
・純水 ８０部
上記のそれぞれの混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル（シンマルエンタープライゼス社製：ＫＤＬ型、メディア：０．３ｍｍφジルコニアボール使用）で循環分散し、その後、遠心分離機による遠心濾過を行って粗大粒子やごみを除去し、体積平均粒子径７０ｎｍの水系ブラックミルベースＢ、イエローミルベースＢ、マゼンタミルベースＢ、シアンミルベースＢをそれぞれ得た。
【００３３】
（インクの調製）
上記のようにして得た各色ミルベースＢを用いて、下記処方の混合物を調製し、３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気してインクジェット用インクを得た。
（ブラックインク２）
・ブラックミルベースＢ ４０．０部
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） １３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 １５．３部
（イエローインク２）
・イエローミルベースＢ ５０．０部
・グリセリン ３．５部
・ジエチレングリコール ２３．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） １０．０部
・純水 ９．５部
（マゼンタインク２）
・マゼンタミルベースＢ ６０．０部
・グリセリン ２．５部
・ジエチレングリコール ２０．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） ６．０部
・純水 ７．５部
（シアンインク２）
・シアンミルベースＢ ４５．０部
・グリセリン ４．５部
・ジエチレングリコール ２４．５部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・アニオン系界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩） １．５部
・アクリル樹脂エマルジョン（Ｊ−４５０、ＢＡＳＦ社製） １０．０部
・純水 １２．５部
得られた各色インク２をカートリッジに充填した。
次に実施例１で用いたインクジェットプリンター（リコー製ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）改造機に、前処理液４のカートリッジ及び各色インク２のカートリッジを装着し、ヘッド洗浄を行った。次いで、実施例１と同様にゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に対し、始めに前処理液を吐出し、次いで各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字し、得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定した。
得られた画像は、ベタ部の濃度が均一で、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
前処理液４のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３４】
実施例５〜１５
実施例１の前処理液における界面活性剤を、化合物例７，８，９，１１，１４，２０，２４，３１，４２，４５，４９にそれぞれ変えた点以外は、実施例１と同様にして前処理液を調製し、前処理液５〜１５を得た。
得られた各前処理液を実施例１と同様にしてカートリッジに充填し、実施例１と同じインクジェットプリンター改造機により、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に対し、始めに前処理液を吐出し、次いで実施例１で作成した各色インク１組成物を吐出するように印刷パターンチャートを印字した。
得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定したところ、ベタ部の濃度は均一で、文字のエッジ部のにじみも見られず、細線の解像度も良好なものであった。
さらに、各前処理液のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラは見られず、カートリッジの中で泡は発生していなかった。
【００３５】
比較例１
実施例１で得られた各色インク１をカートリッジに充填した。
次いで、実施例１と同様にして改造したインクジェットプリンター（リコー社製：ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）に、上記カートリッジを装着し、ゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に印刷パターンチャートを印字し、得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定した。
得られた画像は、ベタ部の濃度が不均一であり、全体に濃度が低く、文字のエッジ部のにじみが見られ、解像度の悪い画像となってしまった。
【００３６】
比較例２
（前処理液５）
下記処方の材料を混合し３０分攪拌後、孔径０．５μｍのメンブランフィルターでろ過し、更に真空脱気して前処理液５を得た。
・グリセリン ８．５部
・ジエチレングリコール １７．０部
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ２．０部
・化合物例５５の界面活性剤（炭素鎖が直鎖状のフッ素系界面活性剤） ２．５部
・アクリル樹脂エマルジョン ２３．７部
・２−ピロリドン ２．０部
・純水 ４４．３部
得られた前処理液５をカートリッジに充填した。
次に実施例１で用いたインクジェットプリンター（リコー製ＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００）改造機に、前処理液５のカートリッジ及び実施例４で作成した各色インク２のカートリッジを装着し、ヘッド洗浄を行った。次いで実施例１と同様にゼロックス社製ＰＰＣ用紙４２００に始めに前処理液を吐出し次いで各色インクを吐出するように印刷パターンチャートを印字し、得られたインク記録物の画像濃度をＸｒｉｔｅで測定した。
得られた画像はベタ部の濃度は不均一で、文字のエッジ部はところどころでにじみが見られ、全体に解像度の低い画像となってしまった。前処理液５のカートリッジを確認したところ、ノズルからの前処理液の吐出にムラが見られ、カートリッジの中では泡が大量に発生していた。
【符号の説明】
【００３７】
１０１ 装置本体
１０２ 給紙トレイ
１０３ 排紙トレイ
１０４ カートリッジ装填部
１０５ 操作部
１１１ 上カバー
１１２ 前カバーの前面
１１５ 前カバー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特許第２７１１０９８号公報
【特許文献２】特開平６−１４８９４２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインクジェット記録を行う前に、記録媒体表面を処理するための前処理液であって、一般式（Ｉ）で示される含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴とする前処理液。
【化１７】
（式中、Ｒ１はＨ、炭素数１〜４の分岐していてもよい低級アルキル基又はフェニル基、Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜１０の分岐していてもよい低級アルキル基、ＸはＳＯ２又はＣＯ、ＹはＩ又はＢｒ、ｍは正の整数、ｎは４以上の整数を表し、ＣｎＦ２ｎ−１は分岐構造を有する。）
【請求項２】
請求項１に記載の前処理液、又は該前処理液とインクジェット用インクを容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載のカートリッジが搭載され、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を備えたインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコン樹脂を含有する撥インク層を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載の前処理液を用いる記録媒体表面の前処理工程、及びインクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項５】
記録媒体上に、請求項１に記載の前処理液とインクジェット用インクを用いて形成された画像を有することを特徴とするインク記録物。
【請求項１】
記録媒体にインクジェット記録を行う前に、記録媒体表面を処理するための前処理液であって、一般式（Ｉ）で示される含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有することを特徴とする前処理液。
【化１７】
（式中、Ｒ１はＨ、炭素数１〜４の分岐していてもよい低級アルキル基又はフェニル基、Ｒ２〜Ｒ４は炭素数１〜１０の分岐していてもよい低級アルキル基、ＸはＳＯ２又はＣＯ、ＹはＩ又はＢｒ、ｍは正の整数、ｎは４以上の整数を表し、ＣｎＦ２ｎ−１は分岐構造を有する。）
【請求項２】
請求項１に記載の前処理液、又は該前処理液とインクジェット用インクを容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載のカートリッジが搭載され、インクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を備えたインクジェット記録装置であって、インクジェットヘッドのノズルプレート面がシリコン樹脂を含有する撥インク層を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載の前処理液を用いる記録媒体表面の前処理工程、及びインクジェット用インクに刺激を印加し飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項５】
記録媒体上に、請求項１に記載の前処理液とインクジェット用インクを用いて形成された画像を有することを特徴とするインク記録物。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２１４９０２（Ｐ２０１０−２１４９０２Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６９４２（Ｐ２００９−６６９４２）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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