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JP2014065890A - 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及び記録物 - Google Patents

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及び記録物 Download PDF

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JP2014065890A
JP2014065890A JP2013139476A JP2013139476A JP2014065890A JP 2014065890 A JP2014065890 A JP 2014065890A JP 2013139476 A JP2013139476 A JP 2013139476A JP 2013139476 A JP2013139476 A JP 2013139476A JP 2014065890 A JP2014065890 A JP 2014065890A
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Masayasu Nonogaki
正康 野々垣
Minoru Hakiri
稔 羽切
Keita Kato
啓太 加藤
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Abstract

【課題】発色性が改善され、顔料を用いたことによる耐光性も兼ね備えたインクジェット記録用インクの提供。
【解決手段】少なくとも顔料粒子、水溶性溶剤及び水を含有し、前記顔料が構造式(1)で表され、CuKα線(波長:1.541Å)のX線に対するブラッグ角(2θ±0.2°)に対して、2θ=28.0°〜29.0°におけるピークがないインクジェット記録用インク。
[構造式(1)]
Figure 2014065890

上記式中、Rは、水素原子、メチル基、塩素原子のいずれかである。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録用インク、該インクを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置及び記録物に関する。
インクジェットプリンターは、低騒音、低ランニングコストといった利点から目覚しく普及し、普通紙に印字可能なカラープリンタも市場に盛んに投入されるようになった。
しかしながら、画像の色再現性、耐擦化性、耐久性、耐光性、画像の乾燥性、文字にじみ(フェザリング)、色境界にじみ(カラーブリード)、両面印刷性、吐出安定性などの要求される全ての特性を満足することは非常に難しく、用途に応じて優先される特性から用いるインクが選択されている。
インクジェット記録に使用されるインクは水を主成分とし、着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の水溶性溶剤を含有させたものが一般的である。着色剤としては、優れた発色性や安定性から染料が用いられてきたが、画像の耐光性、耐水性等は充分とは言えない。耐水性については、インク吸収層を有するインクジェット専用記録紙の改善によってある程度向上しているが、普通紙については満足できるものではない。
これらの欠点を補うため、顔料を着色剤とするインク(顔料インク)が使用されつつある。しかし画像の耐光性、耐水性等は大きく改善されるものの、顔料内部で光の多重反射などにより異なった波長・位相の光が干渉し合うため発色が悪く、一般的に染料に較べて顔料の発色性は劣っていると言われている。
このような顔料を用いた場合の発色性の低下を補うため、顔料粒子を樹脂で被覆することにより発色性を改善する方法が用いられている。この方法によれば、樹脂により定着性や耐ガス性が更に改善され、分散安定性も向上する。しかし、光沢性に関しては染料に及ばないのが現状である。
また、特許文献1には、X線回折スペクトルにおいて、最大強度を示す回折線とそのn次(n:2以上の整数)の回折線を主要ピークとして有する擬1次元結晶性カラー有機顔料を着色剤として用いることにより、色濃度の高い高品質(高精細、高彩度)記録が可能であると記載されている。しかし、擬1次元結晶とは、実質的に1軸方向の周期性が認められる結晶を意味するから、n=5(回折角2θ=28〜29°)における回折ピークがない顔料を用いる本願発明とは異なる。
本発明は、従来の顔料インクでは不充分であった発色性が改善され、顔料を用いたことによる耐光性も兼ね備えたインクジェット記録用インクの提供を目的とする。
上記課題は、次の1)の発明によって解決される。
1) 少なくとも顔料粒子、水溶性溶剤及び水を含有し、前記顔料が構造式(1)で表され、CuKα線(波長:1.541Å)のX線に対するブラッグ角(2θ±0.2°)に対して、2θ=28.0°〜29.0°におけるピークがないことを特徴とするインクジェット記録用インク。
[構造式(1)]
Figure 2014065890
上記式中、Rは、水素原子、メチル基、塩素原子のいずれかである。
本発明によれば、発色性が改善され、顔料としての耐光性も兼ね備えたインクジェット記録用インクを提供できる。また、普通紙だけでなく専用光沢紙やコート紙に対しても高彩度な画像を得ることができるインクジェット記録用インクを提供できる。
インクジェット記録装置のインクカートリッジ装填部のカバーを開いた状態の斜視説明図である。 インクジェット記録装置の全体構成を説明する概略構成図である。 本発明のインクカートリッジのインク袋の一例を示す概略図である。 図3のインク袋をカートリッジケース内に収容したインクカートリッジを示す概略図である。 実施例3のX線回折スペクトルからピーク強度を求める概略図である。 比較例2のX線回折スペクトルからピーク強度を求める概略図である。
以下、上記本発明1)について詳しく説明するが、本発明の実施の態様には次の2)〜9)も含まれるので、これらについても併せて説明する。
2) 少なくとも顔料粒子、水溶性溶剤及び水を含有し、前記顔料が構造式(1)で表され、CuKα線(波長:1.541Å)のX線に対するブラッグ角(2θ±0.2°)に対して、2θ=5.5°〜6.0°におけるピーク強度をX、2θ=26.5°〜27.5°におけるピーク強度をYとした時、式1の関係が成り立つことを特徴とするインクジェット記録用インク。
(式1) Y/X≦0.8

[構造式(1)]
Figure 2014065890
上記式中、Rは、水素原子、メチル基、塩素原子のいずれかである。
3) 前記顔料粒子の体積平均粒径が30〜150nmであることを特徴とする1)又は2)に記載のインクジェット記録用インク。
4) 更に、構造式(2)で表される分散剤を含有することを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
[構造式(2)]
−O−B
上記式中、Aは炭素数8〜12の分岐してもよいアルキル基、β−ナフチル基、スチレン化フェノール基、ジスチレン化フェノール基のいずれかであり、BはCOOM、SO、PO のいずれかであり、MはNa、K、テトラメチルアンモニウム、エタノールアミンのいずれかである。
5) 更に、構造式(3)で表される分散剤を含有することを特徴とする1)〜3)のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
[構造式(3)]
Figure 2014065890
上記式中、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、Rは、それぞれ独立にNH、ベンジル基、ステアリル基のいずれかであり、BはCOOM又はSO(MはNa、K、テトラメチルアンモニウム、エタノールアミンのいずれか)である。また、p、q、rは、それぞれ5〜50の整数である。
6) 前記水溶性溶剤が、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、イソプロピリデングリセロール、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミドのいずれか、又は2つ以上を含むことを特徴とする1)〜5)のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
7) 1)〜6)のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを容器に収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
8) 7)に記載のインクカートリッジを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
9) 1)〜6)のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを用いて記録された記録物。
前記構造式(1)で表されるキナクリドン骨格を有する顔料(以下、顔料Aということもある)は、発色性と耐光性が優れており、一般に広く用いられているが、顔料であるため発色性の点で染料には及ばない。この発色性を向上させる方法として顔料の粒子径を小さくすることが提案されているが、粒子径が小さくなることにより透明性が向上し光沢性が改善され、発色性の向上に寄与はするものの、充分な効果は得られていない。また、顔料の結晶性を低下させることにより顔料を染料の発色性に近づけることも可能であるが、染料のように結晶性がなくなって非晶質になると、耐光性などの特性が急激に低下するという問題が発生してしまい、実用に供することはできなかった。
これに対し本発明者らは、インクジェット記録用インク(以下、インクということもある)に顔料Aを使用し、耐光性を低下させないように顔料の結晶構造を維持しつつ結晶性を低下させることにより、染料並みの発色性が得られることを見出した。
「顔料の結晶構造を維持しつつ結晶性を低下させる」というのは、X線回折スペクトルにおいて、1次のピーク強度に比べて高次のピーク強度を相対的に低下させることを意味している。顔料Aにおいては、回折角2θ=5.5°〜6.0°である1次ピークの強度Xに対して、回折角2θ=28.0°〜29.0°のピーク強度、あるいは回折角2θ=26.5°〜27.5°のピーク強度Yを低下させる必要があり、回折角2θ=28.0°〜29.0°のピークをなくすこと、あるいはY/X≦0.8とすることで発色性の向上が得られる。
顔料の結晶構造を維持しつつ結晶性を低下させる方法としては、顔料を酸や溶剤などに一旦溶解し、その溶解液を貧溶媒中に投入して再結晶化する方法が挙げられる。この方法では、結晶を大きく成長させないために、小さな反応場の中で速い速度で顔料を析出させる必要があるが、従来のような攪拌している貧溶媒の中に顔料の溶解液を滴下する方法では、析出する反応場の大きさが概ね1cm以上であって、攪拌の流速にも限界があるため大きな結晶が形成され、結晶性を低下させた顔料粒子を形成することはできなかった。
しかし近年、溶解した顔料を微小な反応場で析出させるマイクロリアクターが開発され、微小な反応場により、結晶の成長を押さえながら、高速で顔料粒子を析出させることが可能となった。
マイクロリアクターとは、一辺が1mm以下の大きさのマイクロ空間で、化学反応や、物質生産のための混合・析出を行うフロー型の反応装置のことを指し、50〜500μmの微小な配管を反応場とするmikroSyn(柴田科学社製)、MiChS System(MiChS社製)や、2枚の回転円盤の間の1〜30μmのギャップからなる強制超薄膜を反応場として利用するULREA(エム・テクニック社製)などが挙げられる。一般に、化学反応の効率は分子と分子の衝突頻度と系に与えられたエネルギーで決まり、マイクロ空間では分子や熱の移動距離が短いため、分子の衝突頻度の増加と速やかな熱の移動が可能となることから、高速混合・高速析出・高速熱交換・高速拡散が可能となると言われている。したがって、顔料の結晶構造を維持しつつ結晶性を低下させた顔料を形成するためには、反応場の大きさとしては100μmよりも小さいことが望ましく、30μmよりも小さいことがより望ましいといえる。
顔料Aを溶解するためには酸又は有機溶剤を用いる。酸としては濃硫酸、塩酸、硝酸等の強酸を用いることができるが、溶解度の点から濃硫酸が望ましく、顔料Aを3〜5重量%の濃度で溶解することができる。有機溶剤としては、ジメチルスルホキシド、1−メチル−2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。これらの中で最も有用なのがジメチルスルホキシドであるが、常温・常圧における顔料Aの溶解度が1重量%未満であるため、顔料Aを溶解するには濃硫酸を用いることが好ましい。顔料溶解液の温度は溶解性を上げるため、溶解した酸や有機溶剤の沸点までの範囲で加温しても構わない。
貧溶媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、及びメタノール、エタノール、イソプロパノールを水に溶解した混合液が挙げられる。溶媒が水を含む場合は、温度を−20〜−50℃まで下げると凝固することがあり、顔料溶解液との温度差を大きくした方が反応が速くなるので、温度を下げられるように水を含まないメタノール、エタノール、又はイソプロパノールを用いることが望ましい。
マイクロリアクターを用いて形成された顔料粒子の大きさと結晶性は、貧溶媒の流速に対する顔料溶解液の流速の比率によって左右される。貧溶媒の流速(mL/分)に対する顔料溶解液の流速(mL/分)の比率は0.005〜0.5が好ましく、0.01〜0.1がより好ましい。貧溶媒に対する顔料溶解液の流速の比率が小さいほど反応速度が速くなるため、顔料の結晶性を低くすることができる。この比率が0.5以下であれば、結晶性の低い顔料粒子を形成することができる。一方、この比率が0.005以上であれば、顔料粒子から溶剤を除いて回収することが容易となる。
以上のような方法でマイクロリアクターにより形成した酸と貧溶媒の混合液中に分散する顔料粒子は、遠心分離器を用いて酸と溶剤を除き、更にイオン交換水を用いて数回にわたり洗うことにより、顔料のペーストとして回収することができる。
−顔料−
本発明で用いる顔料Aの具体例としては、構造式(1)−1で表される無置換のC.I.ピグメントバイオレット19、構造式(1)−2で表されるメチルにより修飾置換したC.I.ピグメントレッド122、構造式(1)−3で表される塩素により修飾置換したC.I.ピグメントレッド202が挙げられる。
[構造式(1)−1]
Figure 2014065890
[構造式(1)−2]
Figure 2014065890
[構造式(1)−3]
Figure 2014065890
本発明の前記式1の関係が成立するインクを得るためには、顔料の結晶を従来よりも小さくし、結晶性を下げる必要があり、前述のように溶解した顔料を微細な反応場で析出させるマイクロリアクターを用いて作成することができる。
本発明のインクに分散している顔料粒子径は30〜150nmが好ましい。顔料粒子径をこの範囲に調整するには、ビーズミルやボールミルのようなボールを用いた混練分散機、ロールミルのような剪断力を用いた混練分散機、超音波分散機などを用いることができる。本発明においては特に超音波分散機が有効である。顔料粒子径が30nm以上であれば、耐光性が良好となるため色の変化が小さくなり、顔料を用いるメリットが得られる。また、顔料粒子径が150nm以下であれば、画像光沢性が得られるため、彩度や明度の高い良好な画像を得ることができる。
インク中の顔料濃度は1〜15重量%が好ましく、2〜12重量%が更に好ましく、3〜9重量%が特に好ましい。顔料濃度が1重量%以上であれば、充分な着色力が得られ、高い彩度や画像濃度を得ることができる。また15重量%以下であれば、インクの安定性が良好となるため、長期間安定なインクを得ることができる。
−分散剤−
本発明では、顔料の分散に際し分散剤を使用してもよい。分散剤としては特に制限はなく、顔料分散液の調製時に用いられる分散剤の中から目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル等のノニオン性界面活性剤、あるいは、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルホスホン酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルカルボン酸塩、ラウリルエーテルホスホン酸塩、オクチルエーテルカルボン酸塩、ジスチリルフェニルエーテル硫酸塩、スチリルフェニルエーテルホスホン酸塩、β−ナフチルエーテルカルボン酸塩等のアニオン性界面活性剤が挙げられる。
本発明では、前記構造式(2)又は構造式(3)で表される分散剤が特に有用であり、顔料Aを分散した時の粘度や粒径を安定に保つことができるため、インクジェトプリンターに適用した時の吐出が極めて安定になる。構造式(3)で表される分散剤は、アクリル系モノマー又はメタクリル系モノマーを共重合することにより得ることができる。
構造式(2)で表される分散剤の具体例としては、表1に示す構造式(2)−1〜(2)−4の化合物が挙げられる。
Figure 2014065890
また、構造式(3)で表される分散剤の具体例としては、表2に示す構造式(3)−1〜(3)−3の化合物が挙げられる。
Figure 2014065890
更に、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−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、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−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチン−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−アクリル酸共重合重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体、アクリル−シリコン共重合体、変性ポリウレタン樹脂等の高分子分散剤を用いることもできる。
これらの分散剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記分散剤を水系媒体に溶解させ、次に顔料を加えて充分に湿潤させた後、ホモジナイザーによる高速撹拌、ビーズミルやボールミルのようなボールを用いた混練分散機、ロールミルのような剪断力を用いた混練分散機、超音波分散機等の方法で分散体を作成することができる。ただし、このような分散工程の後には粗大粒子が含まれていることが多く、インクジェットノズルや供給経路の目詰まりの原因となるため、フィルターや遠心分離器を用いて粒径1μm以上の粒子を除去する必要がある。
本発明では、分散剤を顔料に対して10〜100重量%の比率で用いることが好ましく、より好ましくは20〜50重量%である。比率を10重量%以上とすれば、顔料粒子を微細に分散することができる。また100重量%以下とすれば、分散剤が顔料表面に有効に吸着できるため、インクの保存性が良好となる上に、滲みのない良好な画像を得ることができる。またインク中の分散微粒子の含有量は顔料と分散剤を併せた固形分で2〜20重量%程度が好ましく、より好ましくは3〜15重量%である。
−自己分散型顔料−
本発明では、表面を親水化処理した顔料粒子を用いることができる。表面処理は公知の方法で行うことができ、酸化処理、アゾ反応、プラズマ処理などがある。表面処理によって、顔料粒子の表面にはカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基等の親水性基を導入することができ、水系媒体に分散することができる。
−ポリマー被覆顔料粒子−
ポリマー微粒子中に顔料を封入することにより、水系に顔料を分散する方法が知られている。ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、特開2000−53897号公報や特開2001−139489号公報に開示されているポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。
<ビニル系ポリマー>
ビニル系ポリマーとしては特に限定されず、例えば、以下に挙げる重合性モノマーを、単独で又は二種類以上を組み合わせて重合させたものが挙げられる。
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロルスチレン、ジビニルベンゼン等のビニル系芳香族炭化水素;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸−n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸−3−(メチル)ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−t−ブチル、メタクリル酸−n−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸−3−(メチル)ブチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等の(メタ)アクリル酸エステル系化合物;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;(メタ)アクリルアミド、N−置換マレイミド、無水マレイン酸、(メタ)アクリロニトリル、ビニルケトン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン等。
<ポリエステル系ポリマー>
ポリエステル系ポリマーは、多価カルボン酸類と多価アルコール類からなる。
多価カルボン酸類としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、1,5−ナフタルレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、スルホテレフタル酸、5−スルホイソフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、4−スルホフタル酸、4−スルホナフタレン−2,7−ジカルボン酸、5−〔4−スルホフェノキシ〕イソフタル酸、スルホテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;芳香族オキシカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸等が挙げられる。
多価アルコール類としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエルスリトール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、トリシクロデカンジオール、トリシクロデカンジメタノール、メタキシレングリコール、オルトキシレングリコール、1,4−フェニレングリコール、ビスフェノールA、ラクトン系ポリエステルポリオール類等の脂肪族多価アルコール類;脂環族多価アルコール類、芳香族多価アルコール類等が挙げられる。
<ポリマー微粒子>
本発明では、有機顔料粒子の周りを親水性のポリマーで被覆するマイクロカプセル化、又はエマルジョン化という処理を施すことにより水系媒体中に分散する方法を採用する。マイクロカプセル化又はエマルジョン化の方法としては、従来公知の方法を適宜採用することができる。従来公知の方法としては、化学的製法、物理的製法、物理化学的方法、機械的製法などがあり、具体的には酸析法、転相乳化法、界面重合法、in−situ重合法、液中硬化被膜法、コアセルベーション(相分離)法、液中乾燥法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法などが挙げられ、特にインクジェットに用いられるのは酸析法、転相乳化法及び界面重合法である。
ポリマー微粒子は、表面にイオン性基を含有することによって優れた水分散性を発現する。このようなイオン性基としては、スルホン酸基、カルボン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びホスフィン酸基、若しくはこれらのアルカリ金属塩基やアンモニウム塩基、又は第1級〜第3級アミン基等が挙げられる。中でもカルボン酸アルカリ金属塩基、カルボン酸アンモニウム塩基、スルホン酸アルカリ金属塩基及びスルホン酸アンモニウム塩基が好ましく、特にスルホン酸アルカリ金属塩基及びスルホン酸アンモニウム塩基が水分散安定性の点で好ましい。イオン性基の導入は、樹脂合成時に、イオン性基を有する単量体を添加することにより行われる。塩としてはアンモニウム系イオン、Li、Na、K、Mg、Ca、Cu、Fe等が挙げられ、好ましいのはLi、Na、Kである。
−水溶性溶剤−
本発明のインクは水を液媒体として使用するが、インクの乾燥防止、分散安定性の向上及び普通紙におけるカール防止の目的で水溶性溶剤を併用する。水溶性溶剤の例としては以下のものが挙げられるが、これらは複数を混合して使用してもよい。
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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、イソプロピリデングリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、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、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ーテル類;
2−ピロリドン、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、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン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、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオン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、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;
3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
これらの水溶性溶剤の中でも、特に3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、イソプロピリデングリセロール、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミドが好ましい。
これらは普通紙におけるカールを防止するために優れた効果を得ることができる。
その他に本発明のインクには糖類を含有させることができる。糖類は水溶性溶剤及び/又は湿潤剤として機能する。その例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類及び四糖類を含む)及び多糖類が挙げられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖、酸化糖、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。
顔料と水溶性溶剤の比は、ヘッドからのインクの吐出安定性に大きく影響する。顔料固形分が多いのに水溶性溶剤の配合量が少ないと、ノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良を生じる。
水溶性溶剤の配合量はインク全体の10〜70重量%が好ましく、より好ましくは20〜50重量%である。この範囲にあればインクの乾燥性、保存性、信頼性が非常に良好となる。
−浸透剤−
浸透剤をインクに添加すると、表面張力が低下し、ノズルへのインク充填性が向上し、吐出の安定性が向上することに加え、記録媒体にインク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が速くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。
浸透剤としては界面活性剤や浸透性を有する溶剤などが用いられる。
浸透性のある溶剤としては、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の炭素数8以上のポリオール、グリコールエーテルなどが挙げられる。
界面活性剤は、親水基によりアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤に大別され、疎水基によりフッ素系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等に大別することができる。
アニオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオール、グリコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ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、アセチレングリコールなどが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエーテル化合物等が挙げられる。特に下記構造式(4)で表されるフッ素系界面活性剤が有用である。
[構造式(4)]
Figure 2014065890
アセチレン系界面活性剤としては、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどのアセチレングリコール系界面活性剤(例えばエアープロダクツ社製のサーフィノール104、82、465、485、TGなど)を用いることができるが、特にサーフィノール465、104やTGが良好な印字品質を示す。
上記界面活性剤は、単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
インク全体に対する浸透剤の添加量は0.01〜5重量%の比率範囲が好ましく、より好ましくは0.03〜2重量%である。浸透剤の量が少ないと印字後のドットの広がりが悪く、ドット径が小さくなるため、ベタ画像の埋まりが悪くなり、画像濃度や彩度が低下してしまう。また、浸透剤の量が多すぎると泡立ちやすくなることで、ノズル内の流路を泡が塞ぐことで吐出しなくなるなどの問題が発生してしまう。
本発明のインクには、必要に応じて、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、コゲーション防止剤などの従来公知の添加剤を適宜選択して加えることができる。
−pH調整剤−
pH調整剤を加えてアルカリ性に保つことにより分散状態を安定化し、吐出を安定化することができる。また、pH11以上ではインクジェットヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や、漏洩、吐出不良等の問題が発生してしまう。
pH調整剤は、顔料を分散剤とともに水に混錬分散する際に加えておく方が、混錬分散後、水溶性溶剤、浸透剤等の添加剤とともに加えるよりも望ましい。これは、pH調整剤によっては添加により分散を破壊する場合もあるためである。
pH調整剤としては、アルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩を一種類以上含むものが好まし。
アルコールアミン類としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール等が挙げられる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アンモニウム水酸化物としては、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物が挙げられる。ホスホニウム水酸化物としては、第4級ホスホニウム水酸化物が挙げられる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
−防腐防黴剤−
防腐防黴剤としては、例えば、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、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挙げられる。
−防錆剤−
防錆剤としては、例えば、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挙げられる。
−酸化防止剤−
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、りん系酸化防止剤等が挙げられる。
−紫外線吸収剤−
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤等が挙げられる。
−コゲーション防止剤−
本発明のインクにはコゲーション防止剤を添加することができる。
コゲーションとは、ヒーターに電流を流してインクを瞬間的に加熱し、インクが発泡する力を利用してインクを吐出するサーマル式ヘッドにおける不具合であり、インクが熱せられる際にインク成分に変質が起こり、ヒーターに変質物が付着する現象を言う。コゲーションが生じると、ヒーターによる加熱が正常に行われなくなり、吐出力が弱くなったり、最悪の場合、インクが吐出しなくなってしまうので、必要に応じてコゲーション防止剤を添加する。
コゲーション防止剤の例としては、ポリリン酸、ポリアミノカルボン酸、アルドン酸、ヒドロキシカルボン酸、ポリオールリン酸エステル、及びこれらの塩、あるいは、アミノ基を有する酸及び/又はその塩、あるいは、メチル基又はメチレン基とカルボキシル基とを有する酸のアンモニウム塩等が挙げられる。
−記録装置−
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機などに好適に使用することができる。
以下、実施例でも用いたインクジェット記録装置について概要を説明する。
図1に示す装置は、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、インクカートリッジ装填部(104)とを有する。インクカートリッジ装填部(104)の上面には、操作キーや表示器などの操作部(105)が配置されている。インクカートリッジ装填部(104)は、インクカートリッジ(200)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。(111)は上カバー、(112)は前カバーの前面である。
装置本体(101)内には、図2に示すように、左右に横架したガイド部材であるガイドロッド(131)とステー(132)とで、キャリッジ(133)を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータによって移動走査する。
キャリッジ(133)には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する4個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド(134)の複数のインク吐出口を、主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド(134)を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどが使用できる。
また、キャリッジ(133)には、記録ヘッド(134)に各色のインクを供給するための各色のサブタンク(135)を搭載している。サブタンク(135)には、インク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部(104)に装填されたインクカートリッジ(200)から、本発明のインクが供給されて補充される。
一方、給紙トレイ(103)の用紙積載部(圧板)(141)上に積載した用紙(142)を給紙するための給紙部として、用紙積載部(141)から用紙(142)を1枚づつ分離給送する半月コロ〔給紙コロ(143)〕、及び給紙コロ(143)に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド(144)を備え、この分離パッド(144)は給紙コロ(143)側に付勢されている。
この給紙部から給紙された用紙(142)を記録ヘッド(134)の下方側で搬送するための搬送部として、用紙(142)を静電吸着して搬送するための搬送ベルト(151)と、給紙部からガイド(145)を介して送られる用紙(142)を搬送ベルト(151)との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ(152)と、略鉛直上方に送られる用紙(142)を略90°方向転換させて搬送ベルト(151)上に倣わせるための搬送ガイド(153)と、押さえ部材(154)で搬送ベルト(151)側に付勢された先端加圧コロ(155)とが備えられ、また、搬送ベルト(151)表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ(156)が備えられている。
搬送ベルト(151)は無端状ベルトであり、搬送ローラ(157)とテンションローラ(158)との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト(151)は、例えば、抵抗制御を行っていない厚さ40μm程度の樹脂材〔例、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体(ETFE)〕で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層(中抵抗層、アース層)とを有している。搬送ベルト(151)の裏側には、記録ヘッド(134)による印写領域に対応してガイド部材(161)が配置されている。なお、記録ヘッド(134)で記録された用紙(142)を排紙するための排紙部として、搬送ベルト(151)から用紙(142)を分離するための分離爪(171)と、排紙ローラ(172)及び排紙コロ(173)とが備えられており、排紙ローラ(172)の下方に排紙トレイ(103)が配されている。
装置本体(101)の背面部には、両面給紙ユニット(181)が着脱自在に装着されている。両面給紙ユニット(181)は、搬送ベルト(151)の逆方向回転で戻される用紙(142)を取り込んで反転させて再度、カウンタローラ(152)と搬送ベルト(151)との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット(181)の上面には手差し給紙部(182)が設けられている。
このインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙(142)が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙(142)は、ガイド(145)で案内され、搬送ベルト(151)とカウンタローラ(152)との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド(153)で案内されて先端加圧コロ(155)で搬送ベルト(151)に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ(156)によって搬送ベルト(157)が帯電されており、用紙(142)は、搬送ベルト(151)に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ(133)を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド(134)を駆動することにより、停止している用紙(142)にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙(142)を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙(142)の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙(142)を排紙トレイ(103)に排紙する。
そして、サブタンク(135)内のインクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ(200)から所要量のインクがサブタンク(135)に補給される。
このインクジェット記録装置においては、インクカートリッジ(200)中のインクを使い切ったときには、インクカートリッジ(200)における筐体を分解して内部のインク袋だけを交換することができる。また、インクカートリッジ(200)は、縦置きで前面装填構成としても、安定したインクの供給を行うことができる。したがって、装置本体(101)の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納したり、あるいは装置本体(101)の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ(200)の交換を容易に行うことができる。
なお、ここでは、キャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。
−インクカートリッジ−
本発明のインクは、容器に収容してインクカートリッジとして用いることができる。またインクカートリッジには、必要に応じて適宜選択したその他の部材を付設してもよい。
容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものが好適である。
図3、図4にインクカートリッジの一例を示すが、図3は、インクカートリッジのインク袋(241)の一例を示す概略図であり、図4は図3のインク袋(241)をカートリッジケース(244)内に収容したインクカートリッジ(200)を示す概略図である。
図3に示すように、インク注入口(242)からインクをインク袋(241)内に充填し、該インク袋(241)中に残った空気を排気した後、インク注入口(242)を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口(243)に装置本体の針を刺して装置に供給する。そして、図4に示すように、通常の場合、プラスチック製のカートリッジケース(244)内に収容し、インクカートリッジ(200)として各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、例中の「部」は「重量部」である。
また、実施例及び比較例のインク構成を纏めて表3に示す。
実施例1
<分散体1の作成>
マイクロリアクターULREA(エム・テクニック社製)を用い、−20℃のメタノールを400mL/分の流量で回転円盤に挟まれた薄層リアクターに流し、濃硫酸970部に構造式(1)−2で表される顔料Hostaperm Pink E02(クラリアント・ジャパン社製)30部を溶解した溶解液を25℃に保ちつつ、10mL/分の流量で同じ回転円盤に流し込むことにより顔料粒子を析出させた。得られた顔料分散液に対し遠心分離機による濃縮とイオン交換水による希釈操作を繰り返すことによりpH=6前後に調整し、顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、構造式(3)−1で表される分散剤6部をイオン交換水44部に溶解した溶液と、上記顔料ペースト50部を混合し、超音波ホモジナイザーで1時間処理して、顔料濃度15重量%の分散体1を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体1以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体1と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例1のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体1 40.0部
・グリセリン 20.0部
・3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン 10.0部
・N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・構造式(4)で表される界面活性剤 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.35部
実施例2
<分散体2の作成>
顔料を構造式(1)−1で表されるCINQUASIA Violet R RT−101−D(BASFジャパン社製)に変えた点以外は、実施例1と同様にして、顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を構造式(3)−2で表される分散剤に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体2を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体2以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体2と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例2のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体2 40.0部
・グリセリン 20.0部
・1,3−ブタンジオール 5.0部
・イソプロピリデングリセロール 10.0部
・N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド 5.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・構造式(4)で表される界面活性剤 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.35部
実施例3
<分散体3の作成>
顔料を構造式(1)−2で表されるCROMOPHTAL JET MAGENTA DMQ(BASFジャパン社製)に変え、マイクロリアクターULREAの回転円盤に流し込む濃硫酸の顔料溶解液の流量を20mL/分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を構造式(3)−3で表される分散剤に変え、超音波ホモジナイザーの処理時間を30分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体3を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体3以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体3と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例3のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体3 40.0部
・グリセリン 20.0部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10.0部
・2−ピロリドン 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・エマルゲンLS−106 1.0部
(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、花王社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 16.4部
実施例4
<分散体4の作成>
顔料を構造式(1)−1で表されるCINQUASIA Violet R RT−101−D(BASFジャパン社製)に変え、マイクロリアクターULREAの回転円盤に流し込む濃硫酸の顔料溶解液の流量を20mL/分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、スチレンアクリル樹脂:ジョンクリル683(BASFジャパン社製)6部を、0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液44部に溶解し、上記顔料ペースト50部を混合し、超音波ホモジナイザーで30分処理して、顔料濃度15重量%の分散体4を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体4以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体4と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例4のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体4 40.0部
・グリセリン 20.0部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 10.0部
・1,3−ブタンジオール 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・構造式(4)で表される界面活性剤 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.35部
実施例5
<分散体5の作成>
マイクロリアクターULREAの回転円盤に流し込む濃硫酸の顔料溶解液の流量を5mL/分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を構造式(2)−1で表される分散剤に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体5を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体5以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体5と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例5のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体5 40.0部
・グリセリン 20.0部
・1,3−ブタンジオール 10.0部
・イソプロピリデングリセロール 5.0部
・N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド 5.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・構造式(4)で表される界面活性剤 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.35部
実施例6
<分散体6の作成>
顔料を構造式(1)−2で表されるレッドNo.81(大日精化社製)に変え、マイクロリアクターULREAの回転円盤に流し込む濃硫酸の顔料溶解液の流量を30mL/分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を構造式(2)−2で表される分散剤に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体6を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体6以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体6と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例6のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体6 40.0部
・グリセリン 20.0部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 5.0部
・3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン 10.0部
・N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド 5.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・エマルゲンLS−106 1.0部
(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、花王社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 16.4部
実施例7
<分散体7の作成>
実施例1と同じ顔料ペーストを用い、分散剤を構造式(2)−3で表される分散剤に変え、超音波ホモジナイザーの処理時間を30分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体7を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体7以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体7と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例7のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体7 40.0部
・グリセリン 20.0部
・1,3−ブタンジオール 20.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・構造式(4)で表される界面活性剤 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.35部
実施例8
<分散体8の作成>
顔料を構造式(1)−3で表されるCinquasia Magenta RT−243−D(BASFジャパン社製)に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を構造式(2)−4で表される分散剤に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体8を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体8以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体8と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例8のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体8 40.0部
・グリセリン 20.0部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10.0部
・イソプロピリデングリセロール 5.0部
・N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド 5.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・エマルゲンLS−106 1.0部
(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、花王社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 16.4部
実施例9
<分散体9の作成>
顔料を構造式(1)−2で表されるレッドNo.81(大日精化社製)に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を下記構造式(5)−1で表される分散剤に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体9を得た。
[構造式(5)−1]
1835−O−(C20−SONa

<インクの作成>
下記処方の分散体9以外の材料をイオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体9と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例9のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体9 40.0部
・グリセリン 20.0部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10.0部
・2−ピロリドン 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・エマルゲンLS−106 1.0部
(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、花王社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 16.4部
実施例10
<分散体10の作成>
顔料を構造式(1)−3で表されるCinquasia Magenta RT−243−D(BASFジャパン社製)に変え、マイクロリアクターULREAの回転円盤に流し込む濃硫酸の顔料溶解液の流量を5mL/分に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度30重量%の顔料ペーストを得た。
次に、分散剤を下記構造式(5)−2で表される分散剤に変えた点以外は、実施例1と同様にして顔料濃度15重量%の分散体10を得た。
[構造式(5)−2]
Figure 2014065890
<インクの作成>
下記処方の分散体10以外の材料を、イオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体10と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例10のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体10 40.0部
・グリセリン 20.0部
・2−ピロリドン 5.0部
・1,3−ブタンジオール 10.0部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 5.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・構造式(4)で表される界面活性剤 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 17.35部
実施例11
<分散体11の作成>
実施例5で作成した顔料ペースト150部を、スルホラン400mL中に良く混合し、ウルトラアスペックミルUAM015型(寿工業(株)製)に投入して1時間分散後、アミド硫酸15部を添加して140〜150℃で10時間攪拌した。得られたスラリーをイオン交換水1000mL中に投入し、遠心分離機を用いて顔料表面をスルホン化した顔料ペーストを得た。この顔料ペーストを2000mLのイオン交換水中に再分散し、水酸化リチウムにてpHを調整し、限外濾過膜により脱塩濃縮して顔料濃度15重量%の分散体11を得た。

<インクの作成>
下記処方の分散体11以外の材料を、イオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体11と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例11のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体11 40.0部
・グリセリン 20.0部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 5.0部
・2−ピロリドン 5.0部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・エマルゲンLS−106 1.0部
(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、花王社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 16.4部
実施例12
<ポリマーbの合成>
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、下記原料1を仕込み、65℃に昇温した。
次いで、下記原料2の混合溶液を2.5時間かけて昇温したフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8部と、メチルエチルケトン18.0部の混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8部を添加し、更に1時間熟成した。
反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364.0部を添加し、濃度が50重量%のポリマーb(ビニル樹脂)溶液800部を得た。

(ポリマーb原料1)
・スチレン 11.2部
・アクリル酸 2.8部
・ラウリルメタクリレート 12.0部
・ポリエチレングリコールメタクリレート 4.0部
・スチレンマクロマー(東亜合成社製:AS−6) 4.0部
・メルカプトエタノール 0.4部

(ポリマーb原料2)
・スチレン 100.8部
・アクリル酸 25.2部
・ラウリルメタクリレート 108.0部
・ポリエチレングリコールメタクリレート 36.0部
・ヒドロキシエチルメタクリレート 60.0部
・スチレンマクロマー(東亜合成社製:AS−6) 36.0部
・メルカプトエタノール 3.6部
・アゾビスジメチルバレロニトリル 2.4部
・メチルエチルケトン 18.0部
<分散体12の作成>
下記処方の材料を用いて分散体12を作成した。即ち、実施例8で作成した顔料ペースト、ポリマーb溶液、1mol/L水酸化カリウム水溶液及びメチルエチルケトンを混合し十分に攪拌した後、3本ロールミル(ノリタケカンパニー社製:NR−84A)を用いて20回混練した。得られたペーストをイオン交換水200部に投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトンを留去し、顔料濃度15重量%の分散体12を得た。
〔分散体処方〕
・実施例8で作成した顔料ペースト 50.0部
・ポリマーb溶液 12.0部
・1mol/L水酸化カリウム水溶液 14.0部
・メチルエチルケトン 20.0部
・イオン交換水 200.0部

<インクの作成>
下記処方の分散体12以外の材料を、イオン交換水に溶解してビヒクルを作成した後、分散体12と混合し、1μmのフィルターでろ過して実施例12のインクを得た。
〔インク処方〕
・分散体12 40.0部
・グリセリン 20.0部
・1,3−ブタンジオール 10.0部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 10.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・エマルゲンLS−106 1.0部
(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、花王社製)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール 0.5部
・プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤) 0.1部
・イオン交換水 16.4部
実施例13
<分散体13の作成>
マイクロリアクターULREAの回転円盤に流し込む濃硫酸の顔料溶解液の流量を50mL/分に変えた点以外は、実施例6と同様の処方と方法を用いて、顔料濃度15重量%の分散体13を得た。

<インクの作成>
分散体6を分散体13に変えた点以外は、実施例6と同様の処方と方法を用いて、実施例13のインクを得た。
比較例1
<分散体15の作成>
実施例2で用いた構造式(3)−2で表される分散剤6部をイオン交換水79部に溶解し、実施例2と同じ顔料CINQUASIA Violet R RT−101−D(BASFジャパン社製)15部を混合し、ウルトラアスペックミルUAM015型(寿工業社製)に投入して1時間分散処理を行った後、1μmのフィルターでろ過して、顔料濃度15重量%の分散体15を得た。

<インクの作成>
実施例2の分散体2を分散体15に変えた点以外は、実施例2と同様の処方と方法で、比較例1のインクを得た。
比較例2
<分散体16の作成>
実施例9で用いた構造式(5)−1で表される分散剤6部をイオン交換水79部に溶解し、実施例9と同じ顔料レッドNo.81(大日精化社製)15部を混合し、ウルトラアスペックミルUAM015型(寿工業社製)を用いて0.5時間分散処理を行い、顔料濃度15重量%の分散体16を得た。

<インクの作成>
実施例9の分散体9を分散体16に変えた点以外は、実施例9と同様の処方と方法で、比較例2のインクを得た。
比較例3
<分散体17の作成>
実施例8で用いた構造式(2)−4で表される分散剤6部をイオン交換水79部に溶解し、実施例8と同じ顔料Cinquasia Magenta RT−243−D(BASFジャパン社製)15部を混合し、ウルトラアスペックミルUAM015型(寿工業社製)用いて1時間分散処理を行い、顔料濃度15重量%の分散体17を得た。

<インクの作成>
実施例8の分散体8を分散体17に変えた点以外は、実施例8と同様の処方と方法で、比較例3のインクを得た。
実施例及び比較例で作成した分散体とインクについて、以下のようにして測定及び評価を行った。
(1)X線回折スペクトル
実施例及び比較例で用いた顔料のX線回折スペクトルの測定にはパナティカル社製のX’Pert Proを用いた。測定は、X線発生装置としてCu封入管(Kα特性X線:波長1.541Å)を使用し、測定範囲2θ=3.0°〜35.0°、サンプリング幅0.02°、積算時間1.0秒で行った。実施例の顔料の測定は、分散前の顔料ペーストを減圧し50℃に加熱して水分を除いた粉末状態で行った。比較例の顔料の測定は、分散前の粉末状態で行った。図5に実施例3のX線回折スペクトルを、図6に比較例2のX線回折スペクトルを示す。
本発明においてピークとは、平滑化したデータのグラフ上でピークの最大幅が0.5°以上であり、かつ単一の極大値を有する場合と定義する。
具体的には、X線回折強度データからノイズを除去するために平滑化処理を行ない、デジタルデータであれば移動平均法による平滑フィルターを用い、計算対象データとその前の2データ及び後の2データの計5データを平均し、計算対象のデータと置き換える平滑フィルターを施した。アナログデータの場合にはノイズの平均を通るような平滑な曲線を描くことで対応した。次に、横軸方向の長さが0.5°以上の直線のベースラインを引き、ベースラインの両端に挟まれた範囲内には必ず平滑化したデータ上にピークが1つのみ存在するように設定した。この条件に合致したベースラインを引くことができ、かつピークが2θ=28.0°〜29.0°の範囲内にあれば、ピークは存在すると判別し、それ以外の場合は全てピークは存在しないと判別した。
また、得られたX線回折スペクトルから、2θ=28.0°〜29.0°におけるピークの有無とベースライン幅(°)を判別した結果を表4に示す。また、ピーク強度X、Yは、図5に示すように、非晶質のハロー部分をベースとして、結晶によるピーク部分の強度を求めた。X、Y及び、Y/Xの結果を表4に示す。
(2)体積平均粒径
インクの体積平均粒径の測定には、マイクロトラック社製のUPA−EX150を用いた。測定は、測定のパラメータとして必要である構造式(1)で表される顔料の密度として1.40g/mLを用い、イオン交換水でインクを600倍に希釈して測定セルに投入し、25℃で60秒間行った。測定結果を表5に示す。
(3)彩度
インクを、前述した図1〜図2の構造のリコー社製インクジェットプリンターIPSiO GX e5500に充填し、ワンパスでベタ画像の印字を行った。下記記録紙A、B、Cを使用して印字乾燥した後、明度を反射型カラー分光測色濃度計X−Rite938(X−Rite社製)で測定した。
得られたa*、b*の値から、彩度C*=〔(a*)+(b*)1/2を算出し、標準色(Japan color ver.2)の彩度の値C*=74.55に対する比率k=C*/C*を算出して、下記の基準により評価した。結果を表5に示すが、「◎」及び「○」が許容範囲である。
[評価紙]
・記録紙A:BP−PAPER GF−500(A4、キャノン社製)
・記録紙B:ミラーコート・プラチナ(王子製紙社製)
・記録紙C:クリスピア(エプソン社製)

[評価基準]
◎:k≧1.1
○:1.1>k≧1.0
△:1.0>k≧0.9
×:0.9>k
(4)耐光性
インクを、前述した図1〜図2の構造のリコー社製インクジェットプリンターIPSiO GX e5500に充填し、ワンパスでベタ画像の印字を行った。下記記録紙Cを用い、印字乾燥後、キセノンフィードメーターによりブラックパネル温度63℃で24時間照射し、処理前後の画像濃度の変化を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定して、下記の式により退色率t(%)を求め、下記の基準で評価した。「◎」及び「○」が許容範囲である。
t(%)=〔1−(処理後の画像濃度/処理前の画像濃度)〕×100

[評価紙]
記録紙C:クリスピア(エプソン社製)

[評価基準]
◎:t≦5%
○:5%<t≦10%
△:10%<t≦20%
×:20%<t
(5)カールの測定
インクを、前述した図1〜図2の構造のリコー社製インクジェットプリンターIPSiO GX e5500に充填し、印刷試験用紙として下記の記録紙Aを使用し、記録密度600×300dpi、ワンパスでA4全面べた画像の印字を行った。インクの付着量は300〜340mg/A4に調整し、印字終了から10分後の画像を、印字面を下にして平らな机の上に置き、紙の端面と基準面との距離を、スケールを用いて測定した。紙の右端と左端での測定値を平均した値をカール量とした。下記の基準で評価した結果を表5に示す。「◎」及び「○」が許容範囲である。
[評価紙]
記録紙A:BP−PAPER GF−500(A4、キャノン社製)

[評価基準]
◎:5mm未満
○:5mm以上20mm未満
△:20mm以上50mm未満
×:両端が回り込んで紙が筒状になっている
(6)吐出安定性の評価
インクを、前述した図1〜図2の構造のリコー社製インクジェットプリンターIPSiO GX e5500に充填し、以下の方法で吐出安定性を評価した。
ノズルプレートをセットした上記プリンターを用いて10分間連続印字を行い、ヘッド面にインクが付着した状態で保湿キャップをしてプリンターを50℃60%RH環境下で1ヶ月間放置した後、クリーニングを行って放置前と同等に復帰させた。その後、以下の条件で間欠印字試験を行ない吐出安定性を評価した。
即ち、紙面全面積中、各色の印字面積が5%である印刷パターンチャートを20枚連続で印字した後、20分間印字を行わない休止状態にし、これを50回繰り返し、累計で1000枚印字した後、もう1枚同じチャートを印字した時の、5%チャートベタ部の筋、白抜け、噴射乱れの有無を目視により評価した。印字条件は、記録密度600×300dpi、ワンパス印字とした。評価基準は下記のとおりであり、結果を表5に示す。「◎」及び「○」が許容範囲である。
[評価基準]
◎:ベタ部にスジ、白抜け、噴射乱れが無い
○:ベタ部にスジ、白抜け、噴射乱れが若干認められる
△:ベタ部にスジ、白抜け、噴射乱れが認められる
×:ベタ部全域にわたってスジ、白抜け、噴射乱れが認められる
Figure 2014065890
上記表3中の略号の意味は次のとおりである。
・GLY …グリセリン
・EGMBE …エチレングリコールモノブチルエーテル
・2P …2−ピロリドン
・13BD …1,3−ブタンジオール
・MBD …3−メチル−1,3−ブタンジオール
・EHO …3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン
・IPG …イソプロピリデングリセロール
・DMPA …N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド
・DBPA …N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド
・2E13HD…2−エチル−1,3−ヘキサンジオール
・LS …エマルゲンLS−106(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、花王社製)
・DSN …構造式(4)の界面活性剤
・AEPD …2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール
・LV …プロキセルLV(アーチ・ケミカルズ・ジャパン社製、防腐防黴剤)
Figure 2014065890
Figure 2014065890
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インク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
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙載置部
142 用紙
143 給紙コロ
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 カウンタローラ
153 搬送ガイド
154 押さえ部材
155 加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
200 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジケース
特開2003−3110号公報

Claims (9)

  1. 少なくとも顔料粒子、水溶性溶剤及び水を含有し、前記顔料が構造式(1)で表され、CuKα線(波長:1.541Å)のX線に対するブラッグ角(2θ±0.2°)に対して、2θ=28.0°〜29.0°におけるピークがないことを特徴とするインクジェット記録用インク。
    [構造式(1)]
    Figure 2014065890
    上記式中、Rは、水素原子、メチル基、塩素原子のいずれかである。
  2. 少なくとも顔料粒子、水溶性溶剤及び水を含有し、前記顔料が構造式(1)で表され、CuKα線(波長:1.541Å)のX線に対するブラッグ角(2θ±0.2°)に対して、2θ=5.5°〜6.0°におけるピーク強度をX、2θ=26.5°〜27.5°におけるピーク強度をYとした時、式1の関係が成り立つことを特徴とするインクジェット記録用インク。
    (式1) Y/X≦0.8
    [構造式(1)]
    Figure 2014065890
    上記式中、Rは、水素原子、メチル基、塩素原子のいずれかである。
  3. 前記顔料粒子の体積平均粒径が30〜150nmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録用インク。
  4. 更に、構造式(2)で表される分散剤を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
    [構造式(2)]
    −O−B
    上記式中、Aは炭素数8〜12の分岐してもよいアルキル基、β−ナフチル基、スチレン化フェノール基、ジスチレン化フェノール基のいずれかであり、BはCOOM、SO、PO のいずれかであり、MはNa、K、テトラメチルアンモニウム、エタノールアミンのいずれかである。
  5. 更に、構造式(3)で表される分散剤を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
    [構造式(3)]
    Figure 2014065890
    上記式中、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、Rは、それぞれ独立にNH、ベンジル基、ステアリル基のいずれかであり、BはCOOM又はSO(MはNa、K、テトラメチルアンモニウム、エタノールアミンのいずれか)である。また、p、q、rは、それぞれ5〜50の整数である。
  6. 前記水溶性溶剤が、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、イソプロピリデングリセロール、N,N−ジメチル−β−メトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミドのいずれか、又は2つ以上を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを容器に収容したことを特徴とするインクカートリッジ。
  8. 請求項7に記載のインクカートリッジを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
  9. 請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを用いて記録された記録物。
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