[go: up one dir, main page]

JP2011089114A - 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法 - Google Patents

水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2011089114A
JP2011089114A JP2010212854A JP2010212854A JP2011089114A JP 2011089114 A JP2011089114 A JP 2011089114A JP 2010212854 A JP2010212854 A JP 2010212854A JP 2010212854 A JP2010212854 A JP 2010212854A JP 2011089114 A JP2011089114 A JP 2011089114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dispersion
group
polymer
water
ink composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2010212854A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoko Nishimura
直子 西村
Misato Sasada
美里 佐々田
知子 ▲桑▼原
Tomoko Kuwahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2010212854A priority Critical patent/JP2011089114A/ja
Priority to US12/889,424 priority patent/US8449097B2/en
Priority to EP20100180007 priority patent/EP2302009A1/en
Publication of JP2011089114A publication Critical patent/JP2011089114A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/54Inks based on two liquids, one liquid being the ink, the other liquid being a reaction solution, a fixer or a treatment solution for the ink
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
    • C09D11/326Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black characterised by the pigment dispersant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/003Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an organic pigment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/45Anti-settling agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/301Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one oxygen in the alcohol moiety

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

【課題】分散粒子の沈降が抑制されて長期経時での分散安定性に優れており、インク組成物を調製したときには画像中の白抜け故障の発生を抑制できる水系顔料分散物を提供する。
【解決手段】顔料、酸性基と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって、水に対する溶解量が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマー、及び水性液媒体を含む。疎水性構造単位(a)は、下記一般式(1)で表される構造単位を含むことが好ましい〔R:H、メチル基、ハロゲン原子;L−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、フェニレン基(*印は主鎖に連結する結合手);R:H、炭素数1〜10のアルキル基;L:単結合、炭素数1〜30の2価の連結基〕。

【選択図】なし

Description

本発明は、顔料を着色剤として含有する水系顔料分散物、並びにこれを用いたインク組成物及び画像形成方法に関する。
近年、顔料のような水に不溶性の固体を分散させた水分散物は、インクジェット記録用インクなどに多く利用されている。
インクジェット記録用の水性インクに要求される品質としては、耐水性、耐光性などをはじめ、分散含有される顔料などの分散粒子の分散粒径の経時安定性や保存時の沈降安定性などにおいて長期的な安定性が求められている。一方、産業用途とされるインクジェットシステムなど大型の記録装置では、これに装備されるインクタンクも大きいため、インクを装填後、その使用タイミングに合わせてインクを振り混ぜながら使用することは実用上困難である。このような系では特に長期的な安定性が求められ、貯留されたインクがタンク内で沈降を生じない安定性を具えていることが不可欠である。ところが、大部分の水性インクは、油性インクに比べて顔料分散性等の適性に著しく劣り、長期的な保存安定性などの点で満足な品質が得られていないのが実情である。
このような問題を解決するために、例えば、顔料に酸価が5〜70mgKOH/gのポリエーテル構造を含む樹脂を被覆した水分散物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、アリールアルキル基やアリール基を持つ水不溶性ビニルポリマーとキナクリドン骨格を持つ顔料とを含む顔料分散剤を用いたインクが提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに最近では、主鎖と直接結合していないベンゼン環を有する酸価が10mgKOH/g以上85mgKOH/g未満のポリマーを含む水系着色分散物が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特許第4109713号 特開2006−176623号公報 特開2009−84494号公報
しかしながら、上記従来のいずれの技術においても、顔料分散物やインクジェット記録用インクの長期での経時安定性については、未だ不充分であり、また、これらインクを使用して画像形成した場合には、画像中に白抜け故障が発生する問題もある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、分散粒子の沈降が抑制されて長期経時での分散安定性に優れており、インク組成物を調製したときには画像中の白抜け故障の発生を抑制できる水系顔料分散物、並びに、白抜け故障の発生を抑制して良好な画像を形成できるインク組成物及び画像形成方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
本発明は、水不溶性でなく所定の水溶性を有する分散剤を部分中和して用いることで、顔料の沈降が防止され、経時での分散安定性が保たれるとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> (A)顔料、(B)酸性基と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって、水に対する溶解量(25℃)が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマー、及び(C)水性液媒体を含む水系顔料分散物である。
<2> 前記疎水性構造単位(a)が、下記一般式(1)で表される構造単位を含むことを特徴とする前記<1>に記載の水系顔料分散物である。
前記一般式(1)において、Rは、水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表す。Lは、−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換もしくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を表す。Lは、単結合又は炭素数1〜30の2価の連結基を表す。なお、Lで表される基中の*印は、主鎖に連結する結合手を表す。
<3> 前記分散ポリマー(B)の酸価が85mgKOH/g以上165mgKOH/g以下であることを特徴とする前記<1>又は前記<2>に記載の水系顔料分散物である。
<4> 前記分散ポリマー(B)の酸価(mgKOH/g)と中和度(%/100)との積が50以上150以下であることを特徴とする前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載の水系顔料分散物である。
<5> 分散ポリマー(B)の重量平均分子量が3万以上であることを特徴とする前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載の水系顔料分散物である。
<6> 前記顔料(A)がアゾ系イエロー顔料であることを特徴とする前記<1>〜前記<5>のいずれか1つに記載の水系顔料分散物である。
<7> 前記<1>〜前記<6>のいずれか1つに記載の水系顔料分散物を含むインク組成物である。本発明のインク組成物は、インクジェット記録用のインクとして好適である。
<8> 更に、SP値が27.5以下である水溶性有機溶剤を含むことを特徴とする前記<7>に記載のインク組成物である。
<9> 前記<7>又は前記<8>に記載のインク組成物をインクジェット法により記録媒体上に付与するインク付与工程と、前記インク組成物中の成分を凝集させる酸性化合物を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程と、を有し、前記インク組成物と処理液とを接触させて画像を形成する画像形成方法である。
<10> 前記インク付与工程は、縦と横と高さの長さの和が40cm以上の容器に充填されたインク組成物を付与することを特徴とする前記<9>に記載の画像形成方法である。
<11> 前記処理液付与工程の後にインク付与工程を設けて画像形成することを特徴とする前記<9>又は前記<10>に記載の画像形成方法である。
本発明によれば、分散粒子の沈降が抑制されて長期経時での分散安定性に優れており、インク組成物を調製したときには画像中の白抜け故障の発生を抑制できる水系顔料分散物を提供することができる。また、
本発明によれば、白抜け故障の発生を抑制して良好な画像を形成できるインク組成物及び画像形成方法を提供することができる。
以下、本発明の水系顔料分散物、並びにこれを用いたインク組成物及び画像形成方法について詳細に説明する。
<水系顔料分散物>
本発明の水系顔料分散物(以下、単に「顔料分散物」又は「顔料分散液」ともいう。)は、(A)顔料、(B)酸性基と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって、水に対する溶解量が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマー、及び(C)水性液媒体を少なくとも含む。また、本発明の水系顔料分散物は、必要に応じて、さらに界面活性剤などの他の成分を用いて構成することができる。
水不溶性分散剤を用いた顔料分散液やこれを用いて調製されたインク組成物では、一般に画像の耐水性、耐候性が高く、滲みの発生の少ない高画質画像が得られるが、その一方では、分散粒子として液中に存在する顔料(中でもイエロー顔料)の沈降防止など、経時で分散安定性を保つことが難しい。その結果、水性インクとしたときには、吐出性や画像耐擦性に大きく影響する傾向にある。本発明においては、完全な水溶性ではなく水不溶性でもない、所定の水溶性を有する分散ポリマーを部分中和して用いることで、分散粒子、特に顔料(中でもイエロー顔料)の経時での分散安定性を高く保つことができるので、例えば大型装置などの大型タンクに一度に多量に貯留された場合などでも、沈降現象が防止され、長期間安定に保持できる。特に、分散ポリマーの酸価が高い場合(好ましくは、酸価が85mgKOH/g以上165mgKOH/g以下の場合)、更にはこの場合の分散ポリマーが転相乳化法により得られたポリマーである場合に効果的である。これにより、インク組成物を調製して画像形成したときには、白抜け故障の発生が防止された良好な画像を形成することができる。
(A)顔料
本発明の水系顔料分散物は、着色剤として、顔料の少なくとも一種を含有する。顔料としては、有機顔料又は無機顔料のいずれであってもよい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。例えば、アゾ顔料の例としては、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。多環式顔料の例としては、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、などが挙げられる。染料キレートの例としては、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
有機顔料の中でも、分散後の沈降防止効果が大きく、長期経時での分散安定化が著しい点で、アゾ系イエロー顔料が好ましい。アゾ系イエロー顔料としては、ピグメント・イエロー3,12,13,74,83などが挙げられ、本発明においては、特にピグメント・イエロー74が好ましい。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、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、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
顔料は、一種単独で含有されてもよく、また、上記した各群内もしくは各群間より複数種選択してこれらを組み合わせて含ませてもよい。
本発明の顔料分散物においては、着色剤として含有される顔料を下記の分散ポリマー(水不溶性樹脂)で被覆して液中に分散させる。これにより、顔料粒子を微粒径にして存在させることができると共に、分散後には沈降を生じにくい優れた分散安定性が得られる。この場合、顔料は必ずしも粒子表面の全体が分散ポリマーで被覆されている必要はなく、粒子表面の少なくとも一部が被覆された状態であってもよい。
具体的には、液安定性及び吐出安定性の観点から、顔料は、例えばカプセル化顔料として得られるように分散処理されることが好ましい。カプセル化顔料は、分散ポリマーに顔料を含有させてなるポリマーエマルジョンであり、詳しくは、酸性基を持つ分散ポリマーで顔料を被覆し、顔料表面に樹脂層を設けて親水化することで、顔料を水に安定的に分散させたものである。カプセル化顔料を構成する樹脂成分としては限定されるものではないが、水と水溶性有機溶剤の混合溶媒中で自己分散能又は溶解能を有する高分子化合物であるのが好ましく、有機溶剤に対して溶解して溶液となるものが好ましい。また、この樹脂成分は、通常は数平均分子量が1,000〜100,000の範囲程度のものが好ましく、3,000〜50,000の範囲程度のものが特に好ましい。樹脂成分の数平均分子量がこの範囲内にあると、顔料の被覆膜として又はインクとした際の塗膜としての機能を発揮するのに好適である。
本発明における分散ポリマーの詳細については後述する。
カプセル化顔料は、従来公知の物理的、化学的方法により製造することができる。例えば、特開平9−151342号、特開平10−140065号、特開平11−209672号、特開平11−172180号、特開平10−25440号、又は特開平11−43636号の各公報に記載の方法により製造することが可能である。具体的には、特開平9−151342号及び特開平10−140065号の各公報に記載の転相乳化法と酸析法等が挙げられ、中でも、分散安定性の点で転相乳化法が好ましい。
前記転相乳化法は、基本的には、自己分散能又は溶解能を有する樹脂と顔料との混合溶融物を水に分散させる自己分散(転相乳化)方法である。また、この混合溶融物には、上記の硬化剤又は高分子化合物を含んでなるものであってもよい。ここで、混合溶融物とは、溶解せず混合した状態、溶解して混合した状態、又はこれら両者の状態のいずれの状態を含むものをいう。「転相乳化法」のより具体的な製造方法は、特開平10−140065号に記載の方法が挙げられる。転相乳化法のより具体的な方法については、特開平9−151342号、特開平10−140065号の各公報に記載を参照することができる。
顔料の顔料分散物中における含有量としては、発色性、粒状性、インク安定性、吐出信頼性の観点から、顔料分散物の全質量に対して、1〜10質量%が好ましく、2〜8質量%がより好ましく、2〜6質量%が特に好ましい。顔料は、1種単独で用いてもよいし、上記の各群内もしくは各群間より複数種選択してこれらを組み合わせて使用してもよい。
(B)分散ポリマー
本発明の水系顔料分散物は、酸性基と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって、水に対する溶解量が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマーの少なくとも一種を含有する。
本発明においては、前記顔料として、酸性基と疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって水に対する溶解量が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマーで顔料表面の少なくとも一部が被覆されたカプセル化顔料、例えば該分散ポリマーに顔料が包含されているポリマーエマルジョンが好ましく、より詳しくは、該分散ポリマーで顔料の少なくとも一部が被覆され、顔料表面にポリマー層が形成されて水に分散させ得る態様が好ましい。
<酸性基>
本発明における分散ポリマーは、少なくとも1つの酸性基を有する。酸性基は、乳化又は分散状態の安定性の観点から好ましい。酸性基は、ポリマー主鎖を形成する原子に結合していることが好ましい。酸性基は、例えば酸性基を有するモノマー用いて主鎖に酸性基を導入することができる。
酸性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、インク組成物を構成した場合の分散安定性の観点から、カルボキシル基が好ましい。
本発明における分散ポリマーは、ポリマー主鎖を形成する原子に結合する酸性基を有する親水性構造単位を含む構造を有していることが好ましい。この親水性構造単位は、酸性基を有する親水性基含有のモノマーに由来するものであれば、特に制限はなく、1種の親水性基含有モノマーに由来するものでも、2種以上の親水性基含有モノマーに由来するものでもよい。
前記親水性基含有モノマーとしては、酸性基含有モノマーが好ましく、酸性基とエチレン性不飽和結合とを有する酸性基含有モノマーがより好ましい。酸性基含有モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
前記不飽和カルボン酸モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。前記不飽和スルホン酸モノマーとしては、例えば、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。前記不飽和リン酸モノマーとしては、例えば、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。酸性基含有モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸又はメタクリル酸がより好ましい。
上記以外の他の親水性構造単位としては、非イオン性の親水性基を有するモノマーに由来の構造単位を用いることができる。非イオン性の親水性基を有する構造単位を形成するモノマーとしては、エチレン性不飽和結合等の重合体を形成しうる官能基と非イオン性の親水性の官能基とを有していれば特に制限はなく、公知のモノマーから選択することができる。入手性、取扱い性、汎用性の観点から、ビニルモノマー類が好ましい。
前記ビニルモノマーとしては、親水性の官能基を有する(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、及びビニルエステル類等の、親水性の官能基を有するビニルモノマー類が挙げられる。なお、「親水性の官能基」としては、水酸基、アミノ基、(窒素原子が無置換の)アミド基、及び後述のポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のアルキレンオキシド等が挙げられる。
他の親水性構造単位の具体例としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、アミノエチルアクリレート、アミノプロピルアクリレート、アルキレンオキシド重合体を含有する(メタ)アクリレートを好適に挙げることができる。非イオン性の親水性基を有する親水性構造単位は、対応するモノマーの重合により形成することができるが、重合後のポリマー鎖に親水性の官能基を導入してもよい。
非イオン性の親水性基を有する親水性構造単位は、アルキレンオキシド構造を有する親水性の構造単位がより好ましい。アルキレンオキシド構造のアルキレン部位としては、親水性の観点から、炭素数1〜6のアルキレン部位が好ましく、炭素数2〜6のアルキレン部位がより好ましく、炭素数2〜4のアルキレン部位が特に好ましい。また、アルキレンオキシド構造の重合度としては、1〜120が好ましく、1〜60がより好ましく、1〜30が特に好ましい。
また、非イオン性の親水性基を有する親水性構造単位は、水酸基を含む親水性の構造単位であることも好ましい態様である。構造単位中の水酸基数としては、特に制限はなく、分散ポリマーの親水性、重合時の溶媒や他のモノマーとの相溶性の観点から、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2が特に好ましい。
上記において、例えば、親水性構造単位の含有割合は、後述する疎水性構造単位(a)の割合で異なる。例えば、分散ポリマーがアクリル酸及び/又はメタクリル酸〔親水性構造単位〕と後述の疎水性構造単位(a)とのみから構成される場合、アクリル酸及び/又はメタクリル酸の含有割合は「100−(疎水性構造単位の質量%)」で求められる。
親水性構造単位は、一種単独で含ませてもよいし、二種以上を混合して含ませてもよい。
親水性構造単位の分散ポリマー中における含有比率としては、分散ポリマーの全質量に対して、0質量%を超え15質量%以下の範囲が好ましく、2質量%以上15質量%以下の範囲がより好ましく、5質量%以上15質量%以下の範囲が更に好ましく、8質量%以上12質量%以下の範囲が特に好ましい。
<疎水性構造単位(a)>
本発明における分散ポリマーは、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)の少なくとも一種を有する。
ポリマー主鎖を形成する原子に連結基を介して芳香環を持つ構造単位は、芳香環がポリマー主鎖をなす原子に直接結合しない構造を有するので、疎水性の芳香環と親水性構造単位との間に適切な距離が維持されるため、分散ポリマーと顔料との間で相互作用が生じやすく、強固に吸着して分散性がさらに向上する。
「主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を有する疎水性構造単位」としては、顔料の微粒子化を容易に行なえる点で、下記一般式(1)で表される構造単位が好ましい。
前記一般式(1)において、Rは、水素原子、メチル基、又はハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)を表す。
また、Lは、−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換もしくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を表す。なお、Lで表される基中の*印は、主鎖に連結する結合手を表す。フェニレン基が置換されている場合の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、水酸基等、シアノ基等が挙げられる。
は、単結合、又は炭素数1〜30の2価の連結基を表し、2価の連結基である場合は、好ましくは炭素数1〜25の連結基であり、より好ましくは炭素数1〜20の連結基であり、更に好ましくは炭素数1〜15の連結基である。中でも、特に好ましくは、炭素数1〜25(より好ましくは1〜10)のアルキレンオキシ基、イミノ基(−NH−)、スルファモイル基、及び、炭素数1〜20(より好ましくは1〜15)のアルキレン基やエチレンオキシド基[−(CHCHO)−,n=1〜6]などの、アルキレン基を含む2価の連結基等、並びにこれらの2種以上を組み合わせた基などである。
前記一般式(1)で表される構造単位のうち、Rが水素原子又はメチル基であり、L−COO−であり、Lがアルキレンオキシ基及び/又はアルキレン基を含む炭素数1〜25の2価の連結基である構造単位の組合せが好ましく、より好ましくは、Rが水素原子又はメチル基であり、L−COO−であり、L−(CH−CH−O)−〔nは平均の繰り返し数を表し、n=1〜6である。〕である場合の組合せが好ましい。
前記一般式(1)で表される構造単位の中でも、分散安定性の観点から、下記に示すベンジルメタアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、及びフェノキシエチルメタクリレートから選ばれる化合物に由来する構造単位が好ましい。本発明における分散ポリマーは、疎水性構造単位(b)として、これらから選ばれる構造単位の1種又は2種以上を有することが好ましい。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
前記「主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を有する疎水性構造単位」の分散ポリマー中における含有比率は、顔料の分散安定性、吐出安定性、洗浄性の観点から、分散ポリマーの全質量に対して40質量%以上であることが好ましい。この疎水性構造単位の含有比率は、40質量%以上75質量%未満が好ましく、より好ましくは40質量%以上70質量%未満であり、更に好ましくは40質量%以上60質量%未満である。
主鎖を形成する原子に連結基を介して結合された芳香環の比率は、ポリマー全質量に対して10質量%以上20質量%未満の範囲とし、中でも15質量%以上20質量%未満が好ましい。芳香環の比率を前記範囲に調整すると、耐擦過性、インク安定性、吐出信頼性が向上する。換言すれば、芳香環の比率が10質量%未満又は20質量%以上であると、長期経時での分散粒子(特に顔料)の沈降が抑えられず、またインク組成物を調製したときには、画像に白抜け故障が発生してしまう。
本発明において、分散ポリマーの好ましい例として、分散安定性の観点から、主鎖を形成する原子に結合するカルボキシル基を有する親水性構造単位と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位(疎水性構造単位(a))とを少なくとも有するポリマーが好ましく、(メタ)アクリル酸に由来する親水性構造単位と、ベンジルメタアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、及びフェノキシエチルメタクリレートから選ばれる1種又は2種以上の化合物に由来する疎水性構造単位(疎水性構造単位(a))とを少なくとも有するポリマーがより好ましく、特に好ましくは、メタクリル酸に由来する親水性構造単位と、ベンジルメタアクリレート及び/又はフェノキシエチルメタクリレートに由来する疎水性構造単位(疎水性構造単位(a))とを有するポリマーである。
本発明における分散ポリマーは、分散安定性の観点から、上記の他に(メタ)アクリル酸の炭素数1〜4のアルキルエステルに由来する構造単位を有する場合が好ましい。(メタ)アクリル酸には、アクリル酸及びメタクリル酸が含まれる。
(メタ)アクリル酸のアルキルエステルの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。アルキルエステルのアルキル部位の炭素数としては1〜4が好ましく、より好ましくは1〜2である。
分散ポリマーが(メタ)アクリル酸の炭素数1〜4のアルキルエステルに由来する構造単位を有する場合、該構造単位の分散ポリマー中における含有比率は、分散ポリマーの全質量に対して15質量%以上であることが、分散安定性付与の点で好ましい。中でも、この構成単位の含有比率は、好ましくは20〜60質量%であり、より好ましくは20〜50質量%である。
疎水性構造単位としては、前記疎水性構造単位(a)以外に、例えば、親水性構造単位に属しない(例えば親水性の官能基を有しない)例えば(メタ)アクリルアミド類及びスチレン類及びビニルエステル類などのビニルモノマー類、(メタ)アクリル酸のアルキル(炭素数1〜4)エステル類などの(メタ)アクリレート類、等に由来の構造単位を有していてもよい。これらの構造単位は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
前記(メタ)アクリルアミド類としては、例えば、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアリル(メタ)アクリルアミド、N−アリル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、n−ブチルスチレン、tert−ブチルスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えばt−Bocなど)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、及びα−メチルスチレン、ビニルナフタレン等などが挙げられ、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、及び安息香酸ビニルなどのビニルエステル類が挙げられる。中でも、ビニルアセテートが好ましい。また、前記(メタ)アクリレート類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
親水性構造単位及び疎水性構造単位の組成比としては、それぞれの親水性、疎水性の程度にもよるが、疎水性構造単位の分散ポリマー中における含有割合(質量比)が、分散ポリマーの全質量に対して、80質量%を超える組成である場合が好ましく、85質量%を超える組成である場合がより好ましい。換言すれば、親水性構造単位の分散ポリマー中における含有割合(質量比)は、分散ポリマーの全体質量に対して15質量%以下が好ましい。親水性構造単位の比率が15質量%以下であると、顔料の分散に寄与せず単独で水性液媒体中に溶解する成分が減少し、顔料の分散状態を良好に維持でき、粘度上昇が抑えられるので、インクジェット記録用インクとしたときの吐出性を良好にすることができる。
本発明における分散ポリマーは、各構造単位が不規則的に導入されたランダム共重合体、又は規則的に導入されたブロック共重合体のいずれでもよい。ブロック共重合体である場合の各構造単位は、いかなる導入順序で合成されたものであってもよく、同一の構成成分を2回以上利用してもよい。汎用性、製造性の観点から、分散ポリマーは、ランダム共重合体であることが好ましい。
本発明における分散ポリマーの中和度は、50%〜90%である。中和度が50%未満あるいは90%を超える場合には、長期経時での分散粒子(特に顔料、中でもイエロー顔料)の沈降が抑えられず、また、インク組成物を調製したときには、画像に白抜け故障が発生する。分散ポリマーの中和度は、72%〜88%の範囲がより好ましい。
また、本発明における分散ポリマーの水に対する溶解量としては、水(25℃)5mlに対して0.2g以上0.8g以下である。溶解量が0.2g未満あるいは0.8gを超える場合には、長期経時での分散粒子(特に顔料、中でもイエロー顔料)の沈降が抑えられず、また、インク組成物を調製したときには、画像に白抜け故障が発生する。分散ポリマーの水5mlに対する溶解量は、0.3g〜0.5gの範囲がより好ましく、更には0.3g〜0.4gの範囲である。
溶解量の測定は、所望の中和度に中和した分散ポリマーを水(25℃)5mlに分散(超音波を15分間かけて30分撹拌)し、フィルターで濾過した濾液をTHF系GPCで定量する。このとき、水に溶解したポリマーの量を溶解量として求める。
本発明における分散ポリマーの酸価としては、85mgKOH/g以上165mgKOH/g以下が好ましい。酸価は、85mgKOH/g以上であると顔料分散性、保存安定性が良好であり、特に転相乳化法で顔料が分散ポリマーに包含された樹脂被覆顔料(カプセル化顔料)とする場合に分散安定性の向上効果が高く、長期経時での沈降抑制を図ることができ、165mgKOH/g以下であると保存安定性(保存時の分散粒子の沈降抑制)の観点で有利である。中でも、分散ポリマーの酸価は、前記同様の理由から、85mgKOH/g以上120mgKOH/g以下がより好ましい。
なお、酸価は、中和前の分散ポリマー1gを完全に中和するのに要するKOHの質量(mg)であり、JIS規格(JIS K0070、1992)に記載の方法により測定される。
上記の中でも、本発明の分散ポリマーは、酸価(mgKOH/g)と中和度(%/100)との積が50以上150以下であることが好ましい。ここでの中和度(%/100)は、百分率の値(a%)を100で除した値(a%/100)である。酸価と中和度との積は、50以上であると顔料分散後の経時での沈降が抑えられ、分散安定性が良好であり、150以下であると顔料分散性(粒子の微細化)の点で有利である。中でも、酸価と中和度の積は、50以上95以下が好ましく、60以上90以下がより好ましい。
更には、前記同様の理由から、酸価(mgKOH/g)と中和度(%/100)との積が50以上95以下(好ましくは60以上90以下)である場合が好ましい。
分散ポリマーの分子量としては、重量平均分子量(Mw)で3万以上が好ましく、3万〜15万がより好ましく、更に好ましくは3万〜10万であり、特に好ましくは3万〜8万である。分子量が3万以上であると、分散剤としての立体反発効果が良好になる傾向があり、立体効果により顔料へ吸着し易くなる。また、数平均分子量(Mn)で1,000〜100,000の範囲程度のものが好ましく、3,000〜50,000の範囲程度のものが特に好ましい。数平均分子量が前記範囲内であると、顔料における被覆膜としての機能又はインクの塗膜としての機能を発揮することができる。本発明における分散ポリマーは、水系顔料分散物においてアルカリ金属や有機アミンの塩の形で使用されることが好ましい。
また、分散ポリマーの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)としては、1〜6の範囲が好ましく、1〜4の範囲がより好ましい。分子量分布が前記範囲内であると、インクの分散安定性、吐出安定性を高められる。
数平均分子量及び重量平均分子量は、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(いずれも東ソー(株)製)のカラムを使用したGPC分析装置により、溶媒THFにて示差屈折計により検出し、標準物質としてポリスチレンを用いて換算することにより表される分子量である。
分散ポリマーは、種々の重合方法、例えば溶液重合、沈澱重合、懸濁重合、沈殿重合、塊状重合、乳化重合により合成することができる。重合反応は、回分式、半連続式、連続式等の公知の操作で行なうことができる。重合の開始方法は、ラジカル開始剤を用いる方法、光又は放射線を照射する方法等がある。これらの重合方法、重合の開始方法は、例えば、「鶴田禎二、高分子合成方法 改定版、日刊工業新聞社刊(1971)」や「大津隆行、木下雅悦共著、高分子合成の実験法、化学同人、昭和47年刊、124〜154頁」に記載されている。具体的には、分散ポリマーは、モノマー混合物と必要に応じて有機溶媒及びラジカル重合開始剤とを含む混合物を、不活性ガス雰囲気下で共重合反応させることにより製造することができる。重合方法のうち、特にラジカル開始剤を用いた溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いられる溶剤は、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール等の種々の有機溶剤が挙げられる。溶剤は、1種単独で又は2種以上を併用してもよい。また、水との混合溶媒として用いてもよい。重合温度は、生成するポリマーの分子量、開始剤の種類などと関連して設定する必要があり、通常は0℃〜100℃程度であるが、50〜100℃の範囲で重合を行なうことが好ましい。反応圧力は、適宜選定可能であるが、通常は1〜100kg/cmであり、特に1〜30kg/cm程度が好ましい。反応時間は、5〜30時間程度である。得られた樹脂は、再沈殿などの精製を行なってもよい。
以下、本発明における分散ポリマーとして好ましい具体例を示す。但し、本発明においては、下記に限定されるものではない。






〜顔料と分散ポリマーとの比率〜
顔料(Pig)と分散ポリマー(Poly)との比率(Pig:Poly)としては、質量比で100:25〜100:140が好ましく、より好ましくは100:25〜100:50である。分散ポリマーの比率は、100:25以上に分散ポリマーの比率が多くなると分散安定性と耐擦性が良化し、100:140以下に分散ポリマーの比率を少なく抑えると分散安定性が良化する。
(C)水性液媒体
本発明の水系顔料分散物は、水性液媒体の少なくとも一種を含有する。
水性液媒体としては、水、水溶性有機溶剤が含まれる。水溶性有機溶剤の例としては、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);グルコース、マンノース、フルクトース等の糖類;糖アルコール類;ヒアルロン酸類;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、トリ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−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−ピロリドン等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
乾燥防止や湿潤の目的としては、多価アルコール類が有用であり、例えば、グリセリン、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
浸透促進の目的としては、ポリオール化合物が好ましく、脂肪族ジオールが好適である。脂肪族ジオールとしては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが好ましい例として挙げることができる。
本発明の水系顔料分散物は、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
<インク組成物>
本発明のインク組成物は、既述の本発明の水系顔料分散物を用いて構成される。具体的には、本発明のインク組成物は、(A)顔料、(B)酸性基と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって、水に対する溶解量(25℃)が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマー、及び(C)水性液媒体を含み、必要に応じて、さらに樹脂粒子、界面活性剤、水溶性有機溶剤を含むことが好ましい。樹脂粒子を含むことで耐擦性が向上し、界面活性剤を含むことで表面張力を調整できる。また、インク組成物は、必要に応じて、例えば紫外線吸収剤、褪色防止剤などの他の成分を含有してもよい。
本発明においては、既述の水系顔料分散物の項で説明したように、顔料分散後は良好な分散状態が得られ、長期での保存安定性に優れることから、得られるインク組成物は白抜け故障の発生が抑制され、良好な画像を形成することができる。
(水溶性有機溶剤)
本発明のインク組成物は、水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。水溶性有機溶剤は、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
水溶性有機溶剤の例としては、既述の水系顔料分散物に含有可能な水溶性有機溶剤と同様の溶剤を用いることができる。本発明のインク組成物においては、SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤を用いると、記録後の様々な環境湿度下でのカールの発生をより抑制することができる。また、画像の定着性も向上する。中でも、水溶性有機溶剤の70質量%以上がSP値27.5以下の水溶性有機溶剤であることが好ましく、SP値の比較的低い溶剤を多くすることで、画像の耐擦性を向上させることができる。なお、SP値(溶解度パラメーター)とは、分子凝集エネルギーの平方根で表される値で、R.F.Fedors, Polymer Engineering Science, 14, p.147〜154 (1974)に記載の方法で算出されるものをいう。
また、ヘッドのノズル口においてインクジェット用インク組成物が乾燥して目詰まりを来すのを防止するため、乾燥防止や湿潤用に前記溶剤を用いることができ、乾燥防止や湿潤用には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。また、インク組成物を紙によりよく浸透させるために、浸透促進用に水溶性有機溶剤が好適に使用される。
前記SP値27.5以下の水溶性有機溶剤としては、例えば、
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値:22.4)
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:21.5)
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:22.1)
・トリエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値:21.7)
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:21.1)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:21.3)
・ジプロピレングリコール(SP値:27.2)
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(20.4)、及び、
下記の構造式(1)で表されるグリセリンのアルキレンオキシド付加物が好適に挙げられる。
構造式(1)において、l、m、及びnは、それぞれ独立に1以上の整数を表し、かつl+m+n=3〜15を満たす。l+m+nの値は、3以上であるとカール抑制効果が良好であり、15以下であると良好な吐出性が保てる。中でも、l+m+nは3〜12の範囲が好ましく、3〜10の範囲がより好ましい。構造式(1)中のAOは、エチレンオキシ(EOと略記することがある)及び/又はプロピレンオキシ(POと略記することがある)を表し、中でも、プロピレンオキシ基が好ましい。(AO)、(AO)、及び(AO)の各AOは、それぞれ同一でも異なってもよい。
以下、前記構造式(1)で表される化合物の例を示す。なお、括弧内の値はSP値である。但し、本発明においては、これらに限定されるものではない。

・nCO(AO)−H
(AO=EO又はPO(EO:PO=1:1)、SP値=20.1)
・nCO(AO)10−H
(AO=EO又はPO(EO:PO=1:1)、SP値=18.8)
・HO(A'O)40−H
(A'O=EO又はPO(EO:PO=1:3)、SP値=18.7)
・HO(A''O)55−H
(A''O=EO又はPO(EO:PO=5:6)、SP値=18.8)
・HO(PO)−H(SP値=24.7)
・HO(PO)−H(SP値=21.2)
・1,2−ヘキサンジオール(SP値=27.4)
なお、EO、POは各々、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基を表す。
グリセリンのアルキレンオキシド付加物は、上市されている市販品を用いてもよい。例えば、ポリオキシプロピル化グリセリン(ポリプロピレングリコールとグリセリンとのエーテル)として、サンニックスGP−250(平均分子量250)、同GP−400(平均分子量400)、同GP−600(平均分子量600)〔以上、三洋化成工業(株)製〕、レオコンGP−250(平均分子量250),同GP−300(平均分子量300、同GP−400(平均分子量400)、同GP−700(平均分子量700)〔以上、ライオン(株)製〕、ポリプロピレントリオールグリコール・トリオール型(平均分子量300、平均分子量700)〔以上、和光純薬工業(株)製〕などが挙げられる。
水溶性有機溶剤は、一種単独であるいは2種類以上を混合して使用することができる。
水溶性有機溶剤のインク組成物中における含有量としては、組成物の全質量に対して、20質量%未満の範囲で含有していることが好ましい。水溶性有機溶剤の含有量が20質量%未満であると、例えばシングルパスで記録する等により記録速度をさらに高速化した場合にも、記録後の乾燥、定着等の処理を短時間で行なうのに有利である。中でも、水溶性有機溶剤の含有量は、組成物全質量に対して、5質量%以上20質量%未満がより好ましく、7質量%以上17質量%以下が特に好ましい。
(樹脂粒子)
樹脂粒子としては、例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、パラフィン系樹脂、フッ素系樹脂等の微粒子、又はこれらを含むポリマーラテックスを用いることができる。
アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂を好ましい例として挙げることができる。
樹脂粒子の重量平均分子量は、1万以上20万以下が好ましく、より好ましくは10万以上20万以下である。また、樹脂粒子の平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。また、樹脂粒子の粒径分布については特に制限はなく、広い粒径分布を持つもの又は単分散の粒径分布を持つもののいずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つポリマー微粒子を2種以上混合して使用してもよい。
樹脂粒子のインク組成物中における含有量としては、インク組成物の全質量に対して、0.5〜20質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましく、5〜15質量%がさらに好ましい。
樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は、30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。
(界面活性剤)
界面活性剤は、表面張力調整剤として用いられ、ノニオン系、カチオン系、アニオン系、ベタイン系の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、インク組成物の表面張力を20〜60mN/mに調整できる量を含有することが好ましく、この量の範囲であるとインクジェット法で良好に打滴することができる。中でも、界面活性剤のインク組成物中における含有量は、表面張力を20〜45mN/mに調整できる量が好ましく、より好ましくは25〜40mN/mに調整できる量である。
界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ化合物等が好適であり、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、ノニオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。アニオン性界面活性剤の具体例としては、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、ジアルキルスルホ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る。ノニオン性界面活性剤の具体例としては、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る。また、カチオン性界面活性剤の具体例としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられ、具体的には、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド等が挙げられる。
界面活性剤のインク組成物中における含有量は、特に制限はなく、1質量%以上が好ましく、より好ましくは1〜10質量%であり、更に好ましくは1〜3質量%である。
(その他成分)
インク組成物は、上記の成分に加え、必要に応じて、更にその他成分として各種の添加剤を含むことができる。各種の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
〜インクの物性〜
インク組成物の表面張力(25℃)としては、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上40mN/m以下である。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、インクを25℃の条件下で測定されるものである。また、インク組成物の25℃での粘度は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下が好ましく、より好ましくは2mPa・s以上13mPa・s未満であり、更に好ましくは2.5mPa・s以上10mPa・s未満である。粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD製)によりインクを25℃の条件下で測定されるものである。
本発明のインク組成物は、インクジェット用インクとして用いられるものであり、カラー画像の記録に用いることができる。例えばフルカラー画像を形成する場合は、マゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクとして用いることが好ましく、また、色調を整えるために、更にブラック色調インクとして用いてもよい。また、イエロー、マゼンタ、シアン色調インク以外のレッド、グリーン、ブルー、白色インクやいわゆる印刷分野における特色インク等として用いることができる。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、既述の本発明のインク組成物をインクジェット法により記録媒体上に付与するインク付与工程と、インク組成物中の成分を凝集させる酸性化合物を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程とを少なくとも有する。また、本発明の画像形成方法は、必要に応じて、さらに定着工程などの他の工程を設けて構成することができる。既述の本発明のインク組成物を用いて画像形成することにより、白抜け故障がなく、耐擦性に優れた画像が得られる。
−インク付与工程−
インク付与工程は、既述の本発明のインク組成物をインクジェット法により吐出する等により付与し、記録媒体上に画像を形成する。インクジェット法は、インクジェット記録用のインク組成物をノズルから液滴として吐出し、その液滴を記録媒体に付着させるいずれの方法も含まれる。
インクジェット法による画像形成は、エネルギーを供与することにより、記録媒体上にインク組成物を吐出し、着色画像を形成する。なお、本発明に好ましいインクジェット記録方法として、特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105に記載の方法が適用できる。
インクジェット法には、特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式等のいずれであってもよい。インクジェット法としては、特に、特開昭54−59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット法を有効に利用することができる。
尚、前記インクジェット法には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
本発明の画像形成方法では、各色のインク組成物を、縦と横と高さの長さの和が40cm以上(好ましくは縦と横と高さの長さの和が60cm以上)の比較的大容量の容器(例:タンク)に充填、貯留し、これに貯留されたインク組成物を付与する形態が好ましい。すなわち、本発明のインク組成物は、既述の水系顔料分散物と同様に分散を行なって得られたものであり、長期経時で沈降が生じにくい安定な分散性を具えるものであるため、長期にわたり振らずに使用可能であり、振ることでインク均一性を高めるようにするのが不可能なインクタンクでも好適に使用できる。
記録媒体としては、特に制限はなく、例えば、普通紙、上質紙、塗工紙等を挙げることができる。塗工紙は、セルロースを主体とした一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものである。一般的に塗工紙を記録媒体として用いる通常の水性インクジェットによる画像形成においては、画像の滲みや耐擦性など品質上の問題を生じやすいが、本発明の画像形成方法では、画像滲みが抑制されて均質で濃度ムラの発生が防止され、耐擦性の良好な画像が得られる。
塗工紙としては、一般に上市されているものを入手して使用できる。例えば、一般印刷用塗工紙を用いることができ、具体的には、王子製紙製の「OKトップコート+」、日本製紙社製の「オーロラコート」、「ユーライト」等のコート紙(A2、B2)、及び三菱製紙社製の「特菱アート」等のアート紙(A1)などを挙げることができる。
−処理液付与工程−
処理液付与工程は、前記インク付与工程で付与されるインク組成物中の成分を凝集させる酸性化合物を含む処理液を記録媒体上に付与する。処理液をインク組成物に接触させることで、インク組成物中の成分を凝集させることより画像形成をより高速に行なえる。
処理液を記録媒体上に付与する方法としては、画像様に付与する方法、面状に付与する方法のいずれでもよく、公知の液体付与方法を制限なく用いることができる。例えば、インクジェット方式による付与、塗布ローラーによる付与等を挙げることができる。
処理液の付与量としては、インク組成物を凝集可能な範囲であれば特に制限はなく、付与方法に応じて適宜選択することができる。例えば、酸性化合物を含有する処理液の場合、酸性化合物の付与量が0.3g/m以上となる量が好ましく、より好ましくは0.3g〜2g/m、更に好ましくは0.5〜1g/mである。
酸性化合物を含む処理液の例としては、インク組成物のpHを変化させることにより凝集物を生じさせることができる液体が挙げられる。このとき、処理液のpH(25℃)は、インク組成物の凝集速度の観点から、3.5以下であることが好ましく、0.5〜2.5であることがより好ましく、0.5〜1.5であることが更に好ましい。この場合、インク付与工程で用いるインク組成物のpH(25℃)は、7.5以上(より好ましくは8以上)であることが好ましい。
中でも、本発明においては、画像濃度、解像度、及び画像形成の高速化の観点から、インク組成物のpH(25℃)が8以上であって、処理液のpH(25℃)が3.5以下(好ましくは0.5〜2.5)である場合が好ましい。
前記凝集成分は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
酸性化合物としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、又はカルボキシル基を有する化合物、あるいはその塩を用いることができる。中でも、インク組成物の凝集速度の観点から、リン酸基又はカルボキシル基を有する化合物がより好ましく、カルボキシル基を有する化合物が更に好ましい。
カルボキシル基を有する化合物としては、例えば、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸もしくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれることが好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
処理液は、酸性化合物に加えて、水系溶媒(例えば、水)を更に含んで構成することができる。処理液中における酸性化合物の含有量としては、凝集効果の観点から、処理液の全質量に対して、5〜95質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましい。
処理液は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられ、前述の水性インクジェット記録用インクに含まれるその他の添加剤の具体的な例に示したものが適用できる。
処理液の粘度としては、インク組成物の凝集速度の観点から、1〜30mPa・sの範囲が好ましく、1〜20mPa・sの範囲がより好ましく、2〜15mPa・sの範囲がさらに好ましく、2〜10mPa・sの範囲が特に好ましい。粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて20℃の条件下で測定されるものである。
また、処理液の表面張力としては、インク組成物の凝集速度の観点から、20〜60mN/mであることが好ましく、20〜45mN/mであることがより好ましく、25〜40mN/mであることがさらに好ましい。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用いて25℃の条件下で測定されるものである。
本発明においては、処理液付与工程で処理液を付与した後にインク付与工程を設ける態様が好ましい。すなわち、記録媒体上に、インク組成物を付与する前に、予めインク組成物中の成分(特に、インク組成物に含まれる顔料やポリマー粒子等の分散粒子)を凝集させるための処理液を付与しておき、記録媒体上に付与された処理液と接触するようにインク組成物を付与して画像を形成する態様が好ましい。これにより、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い画像が得られる。
本発明のインク組成物を用いて形成された記録物は、優れた画像品質を有し、耐擦性に優れている。
以下、発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、下記の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
なお、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(GPC)で測定した。GPCは、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel、Super Multipore HZ-H(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。また、条件は、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いて行なった。また、検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard, polystyrene」:「F-40」、「F-20」、「F-4」、「F-1」、「A-5000」、「A-2500」、「A-1000」、「n-プロピルベンゼン」の8サンプルから作製した。
[樹脂分散剤の合成]
(合成例1):分散ポリマーB−1の合成
下記スキームにしたがって、以下のようにして分散ポリマーB−1(樹脂分散剤)を合成した。
攪拌機、冷却管を備えた500mlの三口フラスコにメチルエチルケトン33gを加え窒素雰囲気下で75℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン70gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート2g、フェノキシエチルメタクリレート50g、メタクリル酸13.5g、メチルメタクリレート36.5gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.2gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温し4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出したポリマーを乾燥させ、95gの分散ポリマーB−1を得た。
得られたポリマーの組成は、H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は40,300であった。さらに、このポリマーの酸価をJIS規格(JIS K0070:1992)に記載の方法により求めたところ、88.0mgKOH/gであった。
(合成例2):分散ポリマーB−2〜B−34の合成
前記合成例1において、合成に用いるモノマーを各ポリマーに合わせて下記表1に示すように変更したこと以外は、合成例1と同様にして分散ポリマーを合成し、分散ポリマーB−2〜B−34(樹脂分散剤)を得た。
なお、分子量の調整は、開始剤であるジメチル2,2’−アゾビスイソブチレートの添加量を調整することにより、酸価の調整はモノマーの仕込み比を調整することにより、それぞれ行なった。
〜溶解量の測定〜
上記で合成した樹脂分散剤の溶解量は、以下の方法で測定した。
各分散ポリマー(樹脂分散剤)0.5gを1規定NaOH水溶液(添加量は、目的とする分散ポリマーの中和度、分散ポリマーの酸価、及び分散ポリマーの重量に基づいて決定した)を用いて所望の中和度(40%,50%,60%,70%,80%,100%)に中和した。得られた部分中和又は完全中和された分散ポリマーを水(25℃)5mLに分散(超音波を15分間かけて30分撹拌)して0.2μmフィルターでろ過を行なった。このろ液をTHF系GPCで測定を行なって定量した。このとき、水に溶解したポリマーの量を溶解量として定義した。
[インクジェット記録用水性インクの調製]
(1)サンプル2の調製
−樹脂被覆顔料粒子の分散物(顔料分散物(P−2))の調製−
Pigment Yellow 74(PY74;(商品名)Irgalite Yellow GS、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)10部と、上記で得た分散ポリマーB−2を5部と、メチルエチルケトン42部と、1規定 NaOH水溶液6.2部と、イオン交換水87.2部とをディスパー混合し、さらに分散機(マイクロフルイダイザーM−140K、150MPa、みづほ工業(株)製)で8パス処理した。得られた分散物を減圧下、55℃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、顔料濃度が10.2質量%の顔料含有樹脂粒子の分散物を得た。これをさらに、遠心分離機(05P−21、(株)日立製作所製)により30分間、5000rpmにて遠心分離させた後、顔料濃度15質量%になるようにイオン交換水を添加した。このようにして顔料分散液を調整し、顔料分散物(P−2)とした。
−水性インクの調製−
上記で得られた顔料分散物(P−2)を用い、下記のインク組成よりなる顔料分散物含有組成物を調製し、該組成物に遠心分離(10000〜20000rpmで30分〜2時間)を行ない、水性インク(サンプル2)を得た。
<インク組成>
・前記顔料分散物(P−2) ・・・40部
・グリセリン ・・・7部
・ジエチレングリコール ・・・9部
・トリエタノールアミン ・・・1部
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製)・・・1部
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル ・・・9部
(SP値=20.4)
・イオン交換水 ・・・34部
得られた水性インク(サンプル2)のpHを、pHメータ−WM−50EG(東亜DKK(株)製)にて測定したところ、pHは8.2であった。
(2)サンプル1及び3〜10の調製
前記サンプル2の調製において、分散ポリマーB−2を下記表1に示す分散ポリマー(B)にそれぞれ変更したこと以外は、サンプル2と同様にして、樹脂被覆顔料粒子の分散物(顔料分散物P−1,P−3〜P−10)及び水性インク(サンプル1,3〜10)を調製した。
(3)サンプル11〜50の調製
前記サンプル2の調製において、分散ポリマーB−2を下記表1に示す分散ポリマー(B)にそれぞれ変更したこと以外は、サンプル2と同様にして、樹脂被覆顔料粒子の分散物(顔料分散物P−11〜50)及び水性インク(サンプル11〜50)を調製した。
(5)サンプル51〜58の調製
前記サンプル2の調製において、分散ポリマーB−2を下記表1に示す分散ポリマー(B)にそれぞれ変更したこと以外は、サンプル2と同様にして、樹脂被覆顔料粒子の分散物(顔料分散物P−51〜58)及び水性インク(サンプル51〜58)を調製した。
各サンプルの顔料分散物における分散ポリマーの中和度(%/100)の調整は、1規定NaOH水溶液の添加量を調整することにより行なった。その際、1規定NaOH水溶液の添加量は、目的とする分散ポリマーの中和度、分散ポリマーの酸価、および分散ポリマーの添加量に基づいて決定した。
[評価]
上記のように調製した水性インクの各々について、下記の評価を行なった。評価結果は、下記表1に示す。
(1)平均粒径
各インク組成物10μlに対しイオン交換水10mlを加えて測定用溶液を調製し、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて動的光散乱法により、D95粒径を25℃で測定した。なお、D95は、小粒径側からの積算粒径分布(体積基準)が95%となる粒径である。
(2)インク沈降性
得られた水性インクを縦10cm、横10cm、高さ20cm又は50cmの容器に入れ、密閉して室温(25℃)下、1ヶ月(1M)〜3ヶ月(3M)間放置した。放置後、水性インクの液面付近(液面下2cm)、及び液底付近(液底から2cm)のそれぞれについてサンプリングし、液面付近及び液底付近での粗大粒子数、平均粒径、及び分光吸収を測定し、両者間の差異を求めて下記の評価基準に従って評価した。
なお、粗大粒子数、平均粒径、及び分光吸収の測定の詳細は以下の通りである。
・粗大粒子数:フロー式粒子像分析装置FPIA3000(シスメックス(株)製)を用い、直径5μm以上の粗大粒子数を測定した。
・平均粒径:ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法により平均粒径D95を測定した。
・分光吸収:1万倍に希釈した溶液を紫外・可視分光光度計SHIMADZU UV-2450((株)島津製作所製)を用いて測定した。
<評価基準>
AAA:粗大粒子数の差は3000個未満、平均粒径の差は2nm未満、分光吸収の差は1%未満であり、インク中の分散粒子の沈降はみられなかった。
AA :粗大粒子数の差は3000以上5000未満の範囲、平均粒径の差は2nm以上4nm未満の範囲、分光吸収の差は1%以上2%未満の範囲であり、インク中の分散粒子の沈降は目視では殆ど認められなかった。
A :粗大粒子数の差は5000以上7000未満の範囲、平均粒径の差は4nm以上6nm未満の範囲、分光吸収の差は2%以上3%未満の範囲であり、インク中の分散粒子の沈降が僅かに認められたが、実用上支障を来たす程度ではなかった。
B :粗大粒子数の差が7000以上9000未満の範囲、平均粒径の差が6nm以上8nm未満の範囲、分光吸収の差が3%以上4%未満の範囲であり、インク中の分散粒子の沈降がやや認められた。
C :粗大粒子数の差は10000以上、平均粒径の差は8nm以上、分光吸収の差は4%以上であり、インク中の分散粒子の沈降がかなり認められ、実用上支障を来たす程度であった。
(3)白抜け
得られた水性インクを50℃で3ヶ月保存した。この保存前後(未保存、経時後)の水性インクと下記組成の処理液とをインクジェットプリンタ(600dpi、256ノズルの試作プリントヘッド)に装填し、このインクジェットプリンタを用いて初めに処理液をFX−L紙(富士ゼロックス(株)製)上に塗布した後、水性インクを吐出することにより、100%カバレッジパターンを形成した。このパターンが形成された記録物のパターン形成面に、別の白紙のFX−L紙(富士ゼロックス(株)製)を4.9×10N/mの荷重で押し付け、白紙のFX−L紙に転写された水性インクのパターンについて、予め定めておいた限度見本に照合して下記の評価基準にしたがい、目視による官能評価を行なった。
<評価基準>
○:白抜けの発生はみられなかった。
△:白抜けの発生が3〜10箇所であった。
×:白抜けの発生が10箇所を超えていた。
〜処理液の調製〜
下記組成の諸成分を混合し、処理液を調製した。pHメーターWM−50EG(東亜DKK(株)製)にて測定した処理液のpH(25℃)は1.21であった。
<組成>
・マロン酸(凝集剤) ・・・7.5g
・サンニックスGP250・・・10g
(三洋化成工業(株)製、ポリプロピレングリコールグリセリルエーテル)
・イオン交換水 ・・・7.5g
前記表1に示すように、実施例では、顔料の分散粒子径が微細で経時安定性に優れており、水性インクとして長期経時させても沈降を生じなかった。また、大きな容器で保管したときにも長期的経時による沈降を生じず、振らずに使用することができるようになった。さらに、実施例の水性インクは、吐出時の白抜け故障を抑制することができた。
一方、比較の水性インクでは、長期的な経時安定性に劣っており、白抜けの故障も抑制することができなかった。

Claims (11)

  1. (A)顔料、(B)酸性基と、主鎖を形成する原子に連結基を介して結合する芳香環を含み、該芳香環のポリマー全質量に対する質量が10質量%以上20質量%未満である疎水性構造単位(a)とを有し、中和度が50%〜90%であって、水に対する溶解量(25℃)が水5mlに対して0.2g以上0.8g以下である分散ポリマー、及び(C)水性液媒体を含む水系顔料分散物。
  2. 前記疎水性構造単位(a)が、下記一般式(1)で表される構造単位を含むことを特徴とする請求項1に記載の水系顔料分散物。


    〔一般式(1)中、Rは、水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表す。Lは、−COO−、−OCO−、−CONR−、−O−、又は置換もしくは無置換のフェニレン基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を表す。Lは、単結合又は炭素数1〜30の2価の連結基を表す。なお、Lで表される基中の*印は、主鎖に連結する結合手を表す。〕
  3. 前記分散ポリマー(B)の酸価が85mgKOH/g以上165mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水系顔料分散物。
  4. 前記分散ポリマー(B)の酸価(mgKOH/g)と中和度(%/100)との積が50以上150以下であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水系顔料分散物。
  5. 分散ポリマー(B)の重量平均分子量が3万以上であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の水系顔料分散物。
  6. 前記顔料(A)がアゾ系イエロー顔料であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の水系顔料分散物。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の水系顔料分散物を含むインク組成物。
  8. 更に、SP値が27.5以下である水溶性有機溶剤を含むことを特徴とする請求項7に記載のインク組成物。
  9. 請求項7又は請求項8に記載のインク組成物をインクジェット法により記録媒体上に付与するインク付与工程と、
    前記インク組成物中の成分を凝集させる酸性化合物を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程と、
    を有し、前記インク組成物と処理液とを接触させて画像を形成する画像形成方法。
  10. 前記インク付与工程は、縦と横と高さの長さの和が40cm以上の容器に充填されたインク組成物を付与することを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法。
  11. 前記処理液付与工程の後にインク付与工程を設けて画像形成することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の画像形成方法。
JP2010212854A 2009-09-25 2010-09-22 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法 Abandoned JP2011089114A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010212854A JP2011089114A (ja) 2009-09-25 2010-09-22 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法
US12/889,424 US8449097B2 (en) 2009-09-25 2010-09-24 Aqueous pigment dispersion, ink composition, and image forming method
EP20100180007 EP2302009A1 (en) 2009-09-25 2010-09-27 Aqueous pigment dispersion, ink composition, and image forming method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009221362 2009-09-25
JP2010212854A JP2011089114A (ja) 2009-09-25 2010-09-22 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011089114A true JP2011089114A (ja) 2011-05-06

Family

ID=43063781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010212854A Abandoned JP2011089114A (ja) 2009-09-25 2010-09-22 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8449097B2 (ja)
EP (1) EP2302009A1 (ja)
JP (1) JP2011089114A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014173079A (ja) * 2013-03-13 2014-09-22 Ricoh Co Ltd 画像形成方法、インクジェット記録用インク、インクジェット記録装置及びインク記録物
JP2017119797A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 花王株式会社 顔料水分散体の製造方法
JP2019035021A (ja) * 2017-08-15 2019-03-07 コニカミノルタ株式会社 記録液セット、および画像形成方法
JP2019038890A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 東洋インキScホールディングス株式会社 着色剤分散物、着色剤分散物の製造方法及びインクジェット記録用インク

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4964167B2 (ja) * 2008-02-20 2012-06-27 富士フイルム株式会社 インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法
JP4668305B2 (ja) * 2008-02-29 2011-04-13 富士フイルム株式会社 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP5311850B2 (ja) * 2008-03-13 2013-10-09 富士フイルム株式会社 インクジェット記録用インクセット
JP5253058B2 (ja) * 2008-09-10 2013-07-31 富士フイルム株式会社 顔料分散体の製造方法、ならびにインクジェット記録用水性インクおよびその製造方法
JP2011056800A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Fujifilm Corp インクセットおよび画像形成方法
JP5729142B2 (ja) * 2011-06-02 2015-06-03 株式会社リコー インクジェット記録用インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、及びインク記録物
US8980774B2 (en) 2012-06-15 2015-03-17 Hexion Inc. Compositions and methods for making polyesters and articles therefrom
US20130337272A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Yingchao Zhang Compositions and methods for making polyesters and articles therefrom
CN103483916B (zh) * 2013-09-11 2014-08-20 吴江市冰心文教用品有限公司 一种颜料红146乳液的制备方法
WO2016175749A1 (en) 2015-04-27 2016-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
US10570300B2 (en) 2015-04-27 2020-02-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
US10414933B2 (en) 2015-04-27 2019-09-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
US10273374B2 (en) 2015-04-27 2019-04-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid sets for inkjet imaging
US10464341B2 (en) 2015-04-27 2019-11-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid sets for inkjet imaging
EP3240837B1 (en) 2015-04-27 2020-07-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White pigment dispersions
US10626282B2 (en) * 2016-10-24 2020-04-21 Troy Group, Inc. Security printing inks for inkjet printers and method of manufacture

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006152145A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Dainippon Ink & Chem Inc 水性顔料分散液及びインクジェット記録用インク組成物
WO2008015998A1 (fr) * 2006-07-31 2008-02-07 Dic Corporation Procédé de production d'une dispersion aqueuse de pigment et encre pour impression par jet d'encre
JP2009084494A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Fujifilm Corp 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP2009191134A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Fujifilm Corp インクジェット記録用水性インク及びその製造方法
JP2009196184A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Fujifilm Corp インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法
JP2009214445A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Fujifilm Corp インクセットおよび画像記録方法
JP2009215357A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Fujifilm Corp 顔料分散液の製造方法及びインク組成物
JP2009215407A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Fujifilm Corp 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5459936A (en) 1977-10-03 1979-05-15 Canon Inc Recording method and device therefor
JP3829370B2 (ja) 1995-09-28 2006-10-04 大日本インキ化学工業株式会社 記録液用アニオン性マイクロカプセル化顔料含有水性分散液及び記録液
JPH1025440A (ja) 1996-07-10 1998-01-27 Dainippon Ink & Chem Inc インクジェットフルカラー記録画像
JPH10140065A (ja) 1996-09-11 1998-05-26 Dainippon Ink & Chem Inc 水性記録液
JP4484171B2 (ja) 1997-07-30 2010-06-16 Dic株式会社 インクジェットプリンター用記録液
JP4412748B2 (ja) 1997-12-09 2010-02-10 Dic株式会社 インクジェットプリンター用水性記録液
JPH11209672A (ja) 1998-01-30 1999-08-03 Dainippon Ink & Chem Inc インクジェットプリンター用水性記録液及びその製造方法
WO2000006390A1 (en) * 1998-07-27 2000-02-10 Seiko Epson Corporation Method of ink-jet recording with two fluids
JP4109713B2 (ja) 2002-02-20 2008-07-02 日立マクセル株式会社 水分散体およびその製造方法
JP4171607B2 (ja) 2002-04-16 2008-10-22 富士フイルム株式会社 水性インク
US7378459B2 (en) * 2003-10-07 2008-05-27 Canon Kabushiki Kaisha Pigment-dispersed ink-jet ink, ink set, ink tank, recording unit, ink-jet recording apparatus, ink-jet recording process and production process of pigment-dispersed ink-jet ink
JP5110764B2 (ja) 2003-10-07 2012-12-26 キヤノン株式会社 インクジェット用顔料分散インク、インクセット、インクタンク、記録ユニット、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及びインクジェット用顔料分散インクの製造方法
TW200604223A (en) 2004-01-19 2006-02-01 Dainichiseika Color Chem Graft copolymers having excellent pigment-dispersing ability, production process of the graft copolymers, production method of emulsions by use of the graft copolymers, and pigment dispersions making use of the graft copolymers or emulsions
JP2006176623A (ja) 2004-12-22 2006-07-06 Kao Corp インクジェット記録用水系インク
US20060170746A1 (en) 2005-01-10 2006-08-03 Christian Jackson Inkjet ink set
US7300145B2 (en) * 2005-03-10 2007-11-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Treatment liquid for ink jet, treatment liquid tank for ink jet, ink set for ink jet, ink tank for ink jet, ink jet recording method, and ink jet recording apparatus
JP2006342201A (ja) 2005-06-07 2006-12-21 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット用インク、インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及びインクジェット用インクの検査方法
JP5105757B2 (ja) * 2006-03-15 2012-12-26 富士フイルム株式会社 インクジェット記録用インクセット及びインクジェット記録方法
US7635504B2 (en) 2006-05-05 2009-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Curable white inkjet ink
JP4908117B2 (ja) * 2006-09-04 2012-04-04 富士フイルム株式会社 インクセット及び画像形成装置並びにその方法
JP5101187B2 (ja) * 2007-06-26 2012-12-19 株式会社リコー インクジェット記録方法、および記録装置、記録物
US20090169748A1 (en) 2007-12-27 2009-07-02 House Gary L Inks for high speed durable inkjet printing
JP5376810B2 (ja) * 2008-02-13 2013-12-25 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセット、及び画像形成方法
JP2009191133A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Fujifilm Corp インクジェット記録用水性インク
JP5489473B2 (ja) * 2008-02-13 2014-05-14 富士フイルム株式会社 インクジェット記録液およびインクジェット記録方法
JP4668305B2 (ja) 2008-02-29 2011-04-13 富士フイルム株式会社 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP5328409B2 (ja) 2009-02-20 2013-10-30 富士フイルム株式会社 インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法
JP5669476B2 (ja) * 2009-08-19 2015-02-12 富士フイルム株式会社 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP5583375B2 (ja) * 2009-09-08 2014-09-03 富士フイルム株式会社 水性インク組成物および画像形成方法
JP2011056800A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Fujifilm Corp インクセットおよび画像形成方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006152145A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Dainippon Ink & Chem Inc 水性顔料分散液及びインクジェット記録用インク組成物
WO2008015998A1 (fr) * 2006-07-31 2008-02-07 Dic Corporation Procédé de production d'une dispersion aqueuse de pigment et encre pour impression par jet d'encre
JP2009084494A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Fujifilm Corp 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP2009191134A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Fujifilm Corp インクジェット記録用水性インク及びその製造方法
JP2009196184A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Fujifilm Corp インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法
JP2009215357A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Fujifilm Corp 顔料分散液の製造方法及びインク組成物
JP2009215407A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Fujifilm Corp 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP2009214445A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Fujifilm Corp インクセットおよび画像記録方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014173079A (ja) * 2013-03-13 2014-09-22 Ricoh Co Ltd 画像形成方法、インクジェット記録用インク、インクジェット記録装置及びインク記録物
JP2017119797A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 花王株式会社 顔料水分散体の製造方法
JP2019035021A (ja) * 2017-08-15 2019-03-07 コニカミノルタ株式会社 記録液セット、および画像形成方法
JP7130926B2 (ja) 2017-08-15 2022-09-06 コニカミノルタ株式会社 記録液セット、および画像形成方法
JP2019038890A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 東洋インキScホールディングス株式会社 着色剤分散物、着色剤分散物の製造方法及びインクジェット記録用インク

Also Published As

Publication number Publication date
EP2302009A1 (en) 2011-03-30
US20110074867A1 (en) 2011-03-31
US8449097B2 (en) 2013-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011089114A (ja) 水系顔料分散物、インク組成物、及び画像形成方法
JP5377197B2 (ja) 画像形成方法
JP5554035B2 (ja) インクセット及び画像形成方法
JP4668305B2 (ja) 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP4964167B2 (ja) インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法
JP5490419B2 (ja) インクセットおよびインクジェット画像形成方法
JP5357077B2 (ja) インク組成物
JP2010065130A (ja) 顔料分散体の製造方法、ならびにインクジェット記録用水性インクおよびその製造方法
JP5566741B2 (ja) インクジェット記録用インクセット及び画像形成方法
JP5258337B2 (ja) 水性インク組成物
JP2012046672A (ja) 水系インクジェット記録用黒色インク組成物および画像形成方法
JP5489817B2 (ja) インクセット及び画像形成方法
JP5489490B2 (ja) インクジェットインク組成物、インクセットおよび画像形成方法
JP5354936B2 (ja) 顔料分散液の製造方法及びインク組成物
JP5328409B2 (ja) インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法
JP2010095713A (ja) インク組成物
JP2010031153A (ja) インクジェット記録用水性インク
JP5289252B2 (ja) インクセット及び画像形成方法
JP5523724B2 (ja) 顔料分散体の製造方法およびインクジェット記録用水性インク
JP5669476B2 (ja) 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP2009215407A (ja) 水系着色剤分散物、水系着色剤分散物の製造方法、及びインクジェット記録用水系インク
JP2010163580A (ja) 顔料分散液の製造方法、顔料分散液、及びインクジェット記録用インク
JP2011195686A (ja) インクジェット記録用インクセット及び画像形成方法
JP2010209184A (ja) インクジェット記録用水性インク組成物の製造方法
JP5355009B2 (ja) インクジェット記録用インクセット及び画像記録方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140304

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20140425