水系顔料分散液及び水系顔料インクの製造方法及びこれを用いた記録装置、記録物
【課題】 温度条件変化によらず物性の変化及び／又は多量の凝集異物を発生することのない分散安定な、インクジェットプリンタ用に好適な水系顔料分散液及び水系顔料インクを提供する。
【解決手段】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液及び水系顔料インクを加熱処理することにより、分散安定な水系顔料分散液及び水系顔料インクを得ることができる。
【解決手段】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液及び水系顔料インクを加熱処理することにより、分散安定な水系顔料分散液及び水系顔料インクを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記録方法及び装置用の水系顔料インク及びその製造方法、並びに前記水系顔料インクの原料である水系顔料分散液に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ用インクの着色剤として染料が用いられているが、耐光性や耐水性等堅牢性に劣るという課題がある。これらの課題を解決するため堅牢性に優れる顔料の利用について多々検討されている。
【０００３】しかし、顔料は染料と異なり水不溶性であるため、顔料を水中に微粒子状で安定に分散することが重要であるが、この分散は必ずしも簡単ではない。
【０００４】特に、顔料分散系に対する温度条件が変化すると分散剤の顔料への吸着平衡がくずれ、これが顔料粒子同士の相互作用に影響を及ぼし、長期の保存において物性の変化及び／又は多量の凝集異物を発生することが多々ある。
【０００５】インクジェットプリンタ用インクにとって、こうした物性変化（特に、粘度の変化）及び／又は多量の凝集異物の発生は致命的である。これらは、インクジェットヘッドにおける特性の変化及び／又は吐出ノズルの目詰まりを起こすため、適正な印字が不可能となってしまうからである。
【０００６】これまで、凝集異物の対策として、例えば、特開平３−６４３７６号公報では顔料インクを５０℃で１００〜５００時間加熱処理することにより、長期保存下にて発生する凝集異物を予め取り除く方法が提案されている。しかし、顔料インク分散系をこれほどの長時間にわたって加熱すると分散系自体の劣化をも促進してしまうため、凝集異物を取り除くことができても、顔料インクの全体的な物性変化（すなわち、劣化）を招いていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上記課題を解決するものであり、温度条件の変化によらず物性の変化及び／又は多量の凝集異物を発生することのない分散安定な、インクジェットプリンタ用に好適な水系顔料分散液及び水系顔料インクを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の欠点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、或る特定の水系顔料分散液（又はそのような水系顔料分散液を使用して調製した水系顔料インク）を加熱処理すると、劣化を伴わずに、温度条件変化に対して安定な水系顔料分散液及び水系顔料インクを得ることができることを見出した。
【０００９】本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理することを特徴とする、水系顔料分散液の製造方法に関する。
【００１０】前記の水系顔料分散液の製造方法の好ましい態様においては、前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う。
【００１１】更に、本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料分散液にも関する。
【００１２】前記の水系顔料分散液の好ましい態様においては、前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である。
【００１３】更にまた、本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理することを特徴とする、水系顔料インクの製造方法に関する。
【００１４】前記の水系顔料インクの製造方法の好ましい態様においては、前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う。
【００１５】更にまた、本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料インクにも関する。
【００１６】前記の水系顔料インクの好ましい態様においては、前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である。
【００１７】更にまた、本発明は、インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方法であって、前記インクとして、前記の本発明による水系顔料インクを用いることを特徴とする、インクジェット記録方法にも関する。
【００１８】更にまた、本発明は、前記の本発明による水系顔料インクを用いる前記インクジェット記録方法によって記録された、記録媒体にも関する。
【００１９】更にまた、本発明は、インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記インクとして、前記の本発明による水系顔料インクを用いることを特徴とする、記録装置にも関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明による水系顔料分散液は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する。
【００２１】本発明においては、顔料として、インクジェット記録方法に通常使用されている任意の無機顔料及び／又は有機顔料を用いることができる。無機顔料としては、例えば、酸化チタン及び酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネスト法、又はサーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを利用することができる。また、有機顔料としては、例えば、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、又はキレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ベリレン顔料、ベリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、又はキノフタロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを利用することができる。
【００２２】特に具体例としては、イエロー顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、１０９、１１０、１３８、マゼンタ顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２、２０９、シアン顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、６０、ブラック顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７、オレンジ顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、４３、グリーン顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６等を用いることができる。
【００２３】上記顔料のインク中における濃度は、０．１〜１０重量％が好ましい。
【００２４】顔料の粒径は、累積平均径が好ましくは２０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２５】分散剤としては、前記のとおり、酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤を用いる。ここで、「酸価」とは、アルカリ可溶型樹脂分散剤中に含まれる遊離脂肪酸１ｇを中和するのに必要な水酸化カリウムのｍｇ数をいう。本発明で用いるアルカリ可溶型樹脂分散剤の酸価は、好ましくは７０以下、より好ましくは６０以下である。酸価が９０を越えるアルカリ可溶型樹脂分散剤を用いると、加熱処理時に分散破壊を起こすことがある。
【００２６】アルカリ可溶型樹脂分散剤は、アルカリ性条件下で水溶性を示す任意の樹脂分散剤を意味する。本発明で用いることのできるアルカリ可溶型樹脂分散剤としては、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体などのアクリル系樹脂；スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体などのスチレン−アクリル酸樹脂；スチレン−マレイン酸；スチレン−無水マレイン酸を挙げることができる。これらの共重合体の重量平均分子量は、好ましくは３，０００〜３０，０００、より好ましくは５，０００〜１５，０００である。
【００２７】また、分散剤として好ましい界面活性剤の例としては、脂肪酸塩類、高級アルキルジカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩類、高級アルキルスルホン酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、スルホ琥珀酸エステル塩、ナフテン酸塩、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン界面活性剤；脂肪酸アミン塩、第四アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウムなどのカチオン界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などのノニオン性界面活性剤などを挙げることができる。
【００２８】これらの分散剤の添加量は、顔料１重量％に対して、好ましくは０．０６〜３重量％の範囲、より好ましくは０．１２５〜３重量％の範囲である。
【００２９】本発明による水系顔料分散液は、例えば、以下の方法によって調製することができる。
【００３０】最初に、顔料と界面活性剤との比率を決定する。それは、顔料と水との混合物をビーズミルにて分散しながら、界面活性剤を１０％程度の濃度で含む水溶液を徐々に添加して、粒径が小さくなると同時に最も粘度の低くなった比率に決定する。なお、ビーズミルで分散する場合に、泡の発生を抑制するために少量の消泡剤を添加するのが好ましい。
【００３１】顔料と界面活性剤の比率を決定した後、顔料と界面活性剤と水との混合物を分散機で分散する。分散機としては、例えば、微細オリフィス内で超高速に加速して顔料同士を衝突させ分散するナノマイザー（ナノマイザー株式会社製）等を使用することができる。こうして得られた分散液に、前記のアルカリ可溶型樹脂分散剤を当量の中和剤（例えば、アルカノールアミン）で中和した水溶液を加え、約２０〜４０時間にわたり室温（２５℃）付近にて撹拌する。顔料とアルカリ可溶型樹脂分散剤との比率（アルカリ可溶型樹脂分散剤／顔料）は、好ましくは５〜３５重量％、より好ましくは１５〜２５重量％であることができる。こうして得られた水系顔料分散液を加熱処理することにより、優れた分散安定性を有する本発明の水系顔料分散液を得ることができる。
【００３２】加熱処理の加熱温度は、好ましくは６５〜７５℃、より好ましくは６８〜７２℃であり、加熱時間は、好ましくは２０〜５０時間、より好ましくは２５〜３５時間である。加熱温度が６５℃よりも低いと安定化が不充分となることがあり、７５℃を越えると、分散破壊を起こすことがある。また、加熱時間が２０時間未満であると安定化が不充分となることがあり、５０時間を越えると、分散破壊を起こすことがある。
【００３３】こうして得られた本発明による水系顔料分散液に、後記インク組成分（例えば、湿潤剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐／防カビ剤等）を加え、１〜３時間にわたり、２０〜３０℃にて撹拌することにより、本発明による水系顔料インクを得ることができる。
【００３４】本発明のインク組成分としては、その湿潤剤を含んでなるのが好ましい。湿潤剤の好ましい例としては、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、尿素、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられ、特にエチレンオキサイド基を有するものが好ましく、ジエチレングリコールが最も好ましい。更に、これらの湿潤剤に加えて、低沸点有機溶剤を更に添加するのが好ましい。低沸点有機溶剤の好ましい例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、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、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。特に一価アルコールが好ましい。
【００３５】これらの湿潤剤の添加量はインクの０．５〜４０重量％、好ましくは２〜２０重量％の範囲が適当である。また、低沸点有機溶剤の添加量はインクの０．５〜１０重量％、好ましくは１．５〜６重量％の範囲が適当である。
【００３６】本発明のインクは、界面活性剤を含むことができる。好ましい界面活性剤の例としては、アニオン性界面活性剤（例えばドデシルベンゼルスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩など）、ノニオン性界面活性剤（例えば、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エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなど）を挙げることができ、これらを単独又は二種以上を混合して用いることができる。また、アセチレングリコール〔オレフィンＹ、並びにサーフィノール８２、１０４、４４０、４６５、４８５、及びＴＧ（いずれもＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．製）〕系界面活性剤を用いることも可能である。
【００３７】また、本発明においては、水系顔料分散液に対して前記の加熱処理を実施しない未加熱処理水系顔料分散液を用いて、前記インク組成分を加え、１〜３時間にわたり、２０〜３０℃にて撹拌することにより、水系顔料インクを調製し、その後で、前記本発明水系顔料分散液と同様の加熱処理を行うことにより、本発明の水系顔料インクを得ることができる。すなわち、前記の未加熱処理水系顔料インクに対する加熱処理の加熱温度は、好ましくは６５〜７５℃、より好ましくは６８〜７２℃であり、加熱時間は、好ましくは２０〜５０時間、より好ましくは２５〜３５時間である。
【００３８】前記加熱処理を実施した水系顔料分散液から水系顔料インクとする場合、あるいは未加熱処理水系顔料分散液を用いて調製した水系顔料インクに対して前記加熱処理を実施した水系顔料インクの場合のいずれにおいても、水系顔料インクの調製後に、金属フィルター、メンブレンフィルター等を用いた減圧／加圧濾過や遠心分離機による遠心濾過を行い、粗大粒子、異物（ほこり・ごみ）等を除去するのが好ましい。
【００３９】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。以下の実施例において、％は、特に断らない限り、重量％である。
【００４０】（実施例１）
《水系顔料分散液の調製》以下の組成分を用いた。
【００４１】
カーボンブラックＭＡ７（三菱化成株式会社製） ２０％ ポリオキシエチレンアセチルエーテル（日光ケミカルズ製） ５％ 消泡剤（サーフィノール４４０ １％水溶液 Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．製） ３０％ 純水 ４５％上記の各配合成分を撹拌下で混合した後、ナノマイザーにて分散した。次に、アルカリ可溶型樹脂分散剤〔スチレン−アクリル酸共重合体（酸価＝６０）〕を当量のトリエタノールアミンで純水に２０％濃度で溶解した水溶液を、前記の分散液に、アルカリ可溶型樹脂分散剤の濃度が１５％になる量で加え、３０時間室温（２５℃）にて撹拌した後、７０℃の温度で２０時間加熱処理し、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て、水系顔料分散液を得た。
【００４２】（実施例２）
《水系顔料インクの調製》実施例１で調製した未加熱処理水系顔料分散液を用い、以下に記載のその他のインク組成分を加えた。
【００４３】
その他のインク組成分： グリセリン ２０％ トリエタノールアミン ０．５％ トリエチレングリコールモノブチルエーテル １０％ オルフィンＥ１０１０（日信化学株式会社製） １％ ベンゾトリアゾール ０．０５％ 純水 ４８．４５％実施例１で調製した未加熱処理水系顔料分散液に、上記のその他のインク組成分を加え、１時間程度室温（２５℃）にて撹拌した後、そのインクを７０℃の温度で２０時間加熱処理し、５μｍのメンブランフィルターで加圧濾過を行い粗大粒子やごみを除去して、水系顔料インクを得た。
【００４４】（実施例３〜８及び比較例１〜４）下記の表１及び表２に記載の組成分を用い、その他実施例３〜８及び比較例１〜４の水系顔料分散液、水系顔料インクを上記実施例１及び２に準じて得た。なお、下記の表１及び表２には、実施例１及び２も併せて記載した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】（水系顔料分散液及び水系顔料インク評価）上記各水系顔料分散液及び水系顔料インクについて、以下の評価を行った。
【００４８】（１）保存安定性各水系顔料分散液及び水系顔料インクを加温条件下（６０℃）にて６日間放置した後の粘度変化を以下の３段階で評価し、その結果を表３に示す。
【００４９】放置前の粘度（２０℃）との変化量について以下の基準にて判断した。
Ａ：粘度変化量０．２ｍＰａ・ｓ未満。
Ｂ：粘度変化量０．２ｍＰａ・ｓ以上０．５ｍＰａ・ｓ未満。
Ｃ：粘度変化量０．５ｍＰａ・ｓ以上。
【００５０】（２）吐出安定性各水系インクを加温条件（６０℃）下にて６日間放置した後の吐出安定性、及び室温（２５℃）下で６ヶ月放置した後の吐出安定性を評価し、その結果を表３に示す。
【００５１】表１の水系顔料分散液については、表２のインク組成分を加え、その後の加熱処理はなしで、実施例２に準じて得た水系顔料インクについて評価を行った。
【００５２】評価機としてＭＪ８０００Ｃ〔セイコーエプソン（株）製〕を用い、そのインクカートリッジに上記各インクを充填し、実際に印字操作を行った。印字操作は、キャラクターとグラフィックが混在するパターンをＡ４紙に連続１０００枚印字するものである。
【００５３】評価判断として、その印字の間での曲がりや抜けの発生を観察し、それが発生する毎にクリーニング操作を行って回復させ、そのクリーニング回数をもって吐出安定性を判断した。評価判断は以下の基準とした。
評価Ａ：曲がり及び抜け回復クリーニング回数２回以内。
評価Ｂ：曲がり及び抜け回復クリーニング回数３回以上。
評価Ｃ：曲がり及び抜け回復せず（多量の凝集異物発生）。
【００５４】以上の評価結果は表３に示されるとおりであった。
【００５５】
【表３】
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、特定の水系顔料分散液（又はその特定の水系顔料分散液から調製した特定の水系顔料インク）を加熱処理することにより、劣化を伴わずに、温度条件変化に対して安定な水系顔料分散液及び水系顔料インクを得ることができる。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記録方法及び装置用の水系顔料インク及びその製造方法、並びに前記水系顔料インクの原料である水系顔料分散液に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ用インクの着色剤として染料が用いられているが、耐光性や耐水性等堅牢性に劣るという課題がある。これらの課題を解決するため堅牢性に優れる顔料の利用について多々検討されている。
【０００３】しかし、顔料は染料と異なり水不溶性であるため、顔料を水中に微粒子状で安定に分散することが重要であるが、この分散は必ずしも簡単ではない。
【０００４】特に、顔料分散系に対する温度条件が変化すると分散剤の顔料への吸着平衡がくずれ、これが顔料粒子同士の相互作用に影響を及ぼし、長期の保存において物性の変化及び／又は多量の凝集異物を発生することが多々ある。
【０００５】インクジェットプリンタ用インクにとって、こうした物性変化（特に、粘度の変化）及び／又は多量の凝集異物の発生は致命的である。これらは、インクジェットヘッドにおける特性の変化及び／又は吐出ノズルの目詰まりを起こすため、適正な印字が不可能となってしまうからである。
【０００６】これまで、凝集異物の対策として、例えば、特開平３−６４３７６号公報では顔料インクを５０℃で１００〜５００時間加熱処理することにより、長期保存下にて発生する凝集異物を予め取り除く方法が提案されている。しかし、顔料インク分散系をこれほどの長時間にわたって加熱すると分散系自体の劣化をも促進してしまうため、凝集異物を取り除くことができても、顔料インクの全体的な物性変化（すなわち、劣化）を招いていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上記課題を解決するものであり、温度条件の変化によらず物性の変化及び／又は多量の凝集異物を発生することのない分散安定な、インクジェットプリンタ用に好適な水系顔料分散液及び水系顔料インクを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の欠点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、或る特定の水系顔料分散液（又はそのような水系顔料分散液を使用して調製した水系顔料インク）を加熱処理すると、劣化を伴わずに、温度条件変化に対して安定な水系顔料分散液及び水系顔料インクを得ることができることを見出した。
【０００９】本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理することを特徴とする、水系顔料分散液の製造方法に関する。
【００１０】前記の水系顔料分散液の製造方法の好ましい態様においては、前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う。
【００１１】更に、本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料分散液にも関する。
【００１２】前記の水系顔料分散液の好ましい態様においては、前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である。
【００１３】更にまた、本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理することを特徴とする、水系顔料インクの製造方法に関する。
【００１４】前記の水系顔料インクの製造方法の好ましい態様においては、前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う。
【００１５】更にまた、本発明は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料インクにも関する。
【００１６】前記の水系顔料インクの好ましい態様においては、前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である。
【００１７】更にまた、本発明は、インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方法であって、前記インクとして、前記の本発明による水系顔料インクを用いることを特徴とする、インクジェット記録方法にも関する。
【００１８】更にまた、本発明は、前記の本発明による水系顔料インクを用いる前記インクジェット記録方法によって記録された、記録媒体にも関する。
【００１９】更にまた、本発明は、インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記インクとして、前記の本発明による水系顔料インクを用いることを特徴とする、記録装置にも関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明による水系顔料分散液は、少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する。
【００２１】本発明においては、顔料として、インクジェット記録方法に通常使用されている任意の無機顔料及び／又は有機顔料を用いることができる。無機顔料としては、例えば、酸化チタン及び酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネスト法、又はサーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを利用することができる。また、有機顔料としては、例えば、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、又はキレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ベリレン顔料、ベリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、又はキノフタロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを利用することができる。
【００２２】特に具体例としては、イエロー顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、１０９、１１０、１３８、マゼンタ顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２、２０９、シアン顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、６０、ブラック顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７、オレンジ顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、４３、グリーン顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６等を用いることができる。
【００２３】上記顔料のインク中における濃度は、０．１〜１０重量％が好ましい。
【００２４】顔料の粒径は、累積平均径が好ましくは２０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２５】分散剤としては、前記のとおり、酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤を用いる。ここで、「酸価」とは、アルカリ可溶型樹脂分散剤中に含まれる遊離脂肪酸１ｇを中和するのに必要な水酸化カリウムのｍｇ数をいう。本発明で用いるアルカリ可溶型樹脂分散剤の酸価は、好ましくは７０以下、より好ましくは６０以下である。酸価が９０を越えるアルカリ可溶型樹脂分散剤を用いると、加熱処理時に分散破壊を起こすことがある。
【００２６】アルカリ可溶型樹脂分散剤は、アルカリ性条件下で水溶性を示す任意の樹脂分散剤を意味する。本発明で用いることのできるアルカリ可溶型樹脂分散剤としては、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体などのアクリル系樹脂；スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体などのスチレン−アクリル酸樹脂；スチレン−マレイン酸；スチレン−無水マレイン酸を挙げることができる。これらの共重合体の重量平均分子量は、好ましくは３，０００〜３０，０００、より好ましくは５，０００〜１５，０００である。
【００２７】また、分散剤として好ましい界面活性剤の例としては、脂肪酸塩類、高級アルキルジカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩類、高級アルキルスルホン酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、スルホ琥珀酸エステル塩、ナフテン酸塩、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン界面活性剤；脂肪酸アミン塩、第四アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウムなどのカチオン界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などのノニオン性界面活性剤などを挙げることができる。
【００２８】これらの分散剤の添加量は、顔料１重量％に対して、好ましくは０．０６〜３重量％の範囲、より好ましくは０．１２５〜３重量％の範囲である。
【００２９】本発明による水系顔料分散液は、例えば、以下の方法によって調製することができる。
【００３０】最初に、顔料と界面活性剤との比率を決定する。それは、顔料と水との混合物をビーズミルにて分散しながら、界面活性剤を１０％程度の濃度で含む水溶液を徐々に添加して、粒径が小さくなると同時に最も粘度の低くなった比率に決定する。なお、ビーズミルで分散する場合に、泡の発生を抑制するために少量の消泡剤を添加するのが好ましい。
【００３１】顔料と界面活性剤の比率を決定した後、顔料と界面活性剤と水との混合物を分散機で分散する。分散機としては、例えば、微細オリフィス内で超高速に加速して顔料同士を衝突させ分散するナノマイザー（ナノマイザー株式会社製）等を使用することができる。こうして得られた分散液に、前記のアルカリ可溶型樹脂分散剤を当量の中和剤（例えば、アルカノールアミン）で中和した水溶液を加え、約２０〜４０時間にわたり室温（２５℃）付近にて撹拌する。顔料とアルカリ可溶型樹脂分散剤との比率（アルカリ可溶型樹脂分散剤／顔料）は、好ましくは５〜３５重量％、より好ましくは１５〜２５重量％であることができる。こうして得られた水系顔料分散液を加熱処理することにより、優れた分散安定性を有する本発明の水系顔料分散液を得ることができる。
【００３２】加熱処理の加熱温度は、好ましくは６５〜７５℃、より好ましくは６８〜７２℃であり、加熱時間は、好ましくは２０〜５０時間、より好ましくは２５〜３５時間である。加熱温度が６５℃よりも低いと安定化が不充分となることがあり、７５℃を越えると、分散破壊を起こすことがある。また、加熱時間が２０時間未満であると安定化が不充分となることがあり、５０時間を越えると、分散破壊を起こすことがある。
【００３３】こうして得られた本発明による水系顔料分散液に、後記インク組成分（例えば、湿潤剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐／防カビ剤等）を加え、１〜３時間にわたり、２０〜３０℃にて撹拌することにより、本発明による水系顔料インクを得ることができる。
【００３４】本発明のインク組成分としては、その湿潤剤を含んでなるのが好ましい。湿潤剤の好ましい例としては、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、尿素、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられ、特にエチレンオキサイド基を有するものが好ましく、ジエチレングリコールが最も好ましい。更に、これらの湿潤剤に加えて、低沸点有機溶剤を更に添加するのが好ましい。低沸点有機溶剤の好ましい例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、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、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。特に一価アルコールが好ましい。
【００３５】これらの湿潤剤の添加量はインクの０．５〜４０重量％、好ましくは２〜２０重量％の範囲が適当である。また、低沸点有機溶剤の添加量はインクの０．５〜１０重量％、好ましくは１．５〜６重量％の範囲が適当である。
【００３６】本発明のインクは、界面活性剤を含むことができる。好ましい界面活性剤の例としては、アニオン性界面活性剤（例えばドデシルベンゼルスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩など）、ノニオン性界面活性剤（例えば、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エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなど）を挙げることができ、これらを単独又は二種以上を混合して用いることができる。また、アセチレングリコール〔オレフィンＹ、並びにサーフィノール８２、１０４、４４０、４６５、４８５、及びＴＧ（いずれもＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．製）〕系界面活性剤を用いることも可能である。
【００３７】また、本発明においては、水系顔料分散液に対して前記の加熱処理を実施しない未加熱処理水系顔料分散液を用いて、前記インク組成分を加え、１〜３時間にわたり、２０〜３０℃にて撹拌することにより、水系顔料インクを調製し、その後で、前記本発明水系顔料分散液と同様の加熱処理を行うことにより、本発明の水系顔料インクを得ることができる。すなわち、前記の未加熱処理水系顔料インクに対する加熱処理の加熱温度は、好ましくは６５〜７５℃、より好ましくは６８〜７２℃であり、加熱時間は、好ましくは２０〜５０時間、より好ましくは２５〜３５時間である。
【００３８】前記加熱処理を実施した水系顔料分散液から水系顔料インクとする場合、あるいは未加熱処理水系顔料分散液を用いて調製した水系顔料インクに対して前記加熱処理を実施した水系顔料インクの場合のいずれにおいても、水系顔料インクの調製後に、金属フィルター、メンブレンフィルター等を用いた減圧／加圧濾過や遠心分離機による遠心濾過を行い、粗大粒子、異物（ほこり・ごみ）等を除去するのが好ましい。
【００３９】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。以下の実施例において、％は、特に断らない限り、重量％である。
【００４０】（実施例１）
《水系顔料分散液の調製》以下の組成分を用いた。
【００４１】
カーボンブラックＭＡ７（三菱化成株式会社製） ２０％ ポリオキシエチレンアセチルエーテル（日光ケミカルズ製） ５％ 消泡剤（サーフィノール４４０ １％水溶液 Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．製） ３０％ 純水 ４５％上記の各配合成分を撹拌下で混合した後、ナノマイザーにて分散した。次に、アルカリ可溶型樹脂分散剤〔スチレン−アクリル酸共重合体（酸価＝６０）〕を当量のトリエタノールアミンで純水に２０％濃度で溶解した水溶液を、前記の分散液に、アルカリ可溶型樹脂分散剤の濃度が１５％になる量で加え、３０時間室温（２５℃）にて撹拌した後、７０℃の温度で２０時間加熱処理し、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て、水系顔料分散液を得た。
【００４２】（実施例２）
《水系顔料インクの調製》実施例１で調製した未加熱処理水系顔料分散液を用い、以下に記載のその他のインク組成分を加えた。
【００４３】
その他のインク組成分： グリセリン ２０％ トリエタノールアミン ０．５％ トリエチレングリコールモノブチルエーテル １０％ オルフィンＥ１０１０（日信化学株式会社製） １％ ベンゾトリアゾール ０．０５％ 純水 ４８．４５％実施例１で調製した未加熱処理水系顔料分散液に、上記のその他のインク組成分を加え、１時間程度室温（２５℃）にて撹拌した後、そのインクを７０℃の温度で２０時間加熱処理し、５μｍのメンブランフィルターで加圧濾過を行い粗大粒子やごみを除去して、水系顔料インクを得た。
【００４４】（実施例３〜８及び比較例１〜４）下記の表１及び表２に記載の組成分を用い、その他実施例３〜８及び比較例１〜４の水系顔料分散液、水系顔料インクを上記実施例１及び２に準じて得た。なお、下記の表１及び表２には、実施例１及び２も併せて記載した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】（水系顔料分散液及び水系顔料インク評価）上記各水系顔料分散液及び水系顔料インクについて、以下の評価を行った。
【００４８】（１）保存安定性各水系顔料分散液及び水系顔料インクを加温条件下（６０℃）にて６日間放置した後の粘度変化を以下の３段階で評価し、その結果を表３に示す。
【００４９】放置前の粘度（２０℃）との変化量について以下の基準にて判断した。
Ａ：粘度変化量０．２ｍＰａ・ｓ未満。
Ｂ：粘度変化量０．２ｍＰａ・ｓ以上０．５ｍＰａ・ｓ未満。
Ｃ：粘度変化量０．５ｍＰａ・ｓ以上。
【００５０】（２）吐出安定性各水系インクを加温条件（６０℃）下にて６日間放置した後の吐出安定性、及び室温（２５℃）下で６ヶ月放置した後の吐出安定性を評価し、その結果を表３に示す。
【００５１】表１の水系顔料分散液については、表２のインク組成分を加え、その後の加熱処理はなしで、実施例２に準じて得た水系顔料インクについて評価を行った。
【００５２】評価機としてＭＪ８０００Ｃ〔セイコーエプソン（株）製〕を用い、そのインクカートリッジに上記各インクを充填し、実際に印字操作を行った。印字操作は、キャラクターとグラフィックが混在するパターンをＡ４紙に連続１０００枚印字するものである。
【００５３】評価判断として、その印字の間での曲がりや抜けの発生を観察し、それが発生する毎にクリーニング操作を行って回復させ、そのクリーニング回数をもって吐出安定性を判断した。評価判断は以下の基準とした。
評価Ａ：曲がり及び抜け回復クリーニング回数２回以内。
評価Ｂ：曲がり及び抜け回復クリーニング回数３回以上。
評価Ｃ：曲がり及び抜け回復せず（多量の凝集異物発生）。
【００５４】以上の評価結果は表３に示されるとおりであった。
【００５５】
【表３】
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、特定の水系顔料分散液（又はその特定の水系顔料分散液から調製した特定の水系顔料インク）を加熱処理することにより、劣化を伴わずに、温度条件変化に対して安定な水系顔料分散液及び水系顔料インクを得ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理することを特徴とする、水系顔料分散液の製造方法。
【請求項２】 前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料分散液。
【請求項４】 前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である、請求項３に記載の水系顔料分散液。
【請求項５】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理することを特徴とする、水系顔料インクの製造方法。
【請求項６】 前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料インク。
【請求項８】 前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である、請求項７に記載の水系顔料インク。
【請求項９】 インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方法であって、前記インクとして、請求項３又は７に記載の水系顔料分散液又は水系顔料インクを用いることを特徴とする、インクジェット記録方法。
【請求項１０】 請求項９に記載の記録方法によって記録された、記録物。
【請求項１１】 インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記インクとして、請求項３又は７に記載のインクを用いることを特徴とする、記録装置。
【請求項１】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理することを特徴とする、水系顔料分散液の製造方法。
【請求項２】 前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料分散液を加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料分散液。
【請求項４】 前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である、請求項３に記載の水系顔料分散液。
【請求項５】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理することを特徴とする、水系顔料インクの製造方法。
【請求項６】 前記加熱処理を６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間行う、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】 少なくとも顔料と酸価が９０以下のアルカリ可溶型樹脂分散剤と水とを含有する水系顔料インクを加熱処理してなることを特徴とする、水系顔料インク。
【請求項８】 前記加熱処理が６５〜７５℃の温度で２０〜５０時間の処理である、請求項７に記載の水系顔料インク。
【請求項９】 インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録方法であって、前記インクとして、請求項３又は７に記載の水系顔料分散液又は水系顔料インクを用いることを特徴とする、インクジェット記録方法。
【請求項１０】 請求項９に記載の記録方法によって記録された、記録物。
【請求項１１】 インクの液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記インクとして、請求項３又は７に記載のインクを用いることを特徴とする、記録装置。
【公開番号】特開２０００−３４５０９３（Ｐ２０００−３４５０９３Ａ）
【公開日】平成１２年１２月１２日（２０００．１２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−１６１２９４
【出願日】平成１１年６月８日（１９９９．６．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年１２月１２日（２０００．１２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年６月８日（１９９９．６．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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