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JP4866079B2 - 顔料分散体及び記録用インク、並びにインクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

顔料分散体及び記録用インク、並びにインクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 Download PDF

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JP4866079B2 JP2005369354A JP2005369354A JP4866079B2 JP 4866079 B2 JP4866079 B2 JP 4866079B2 JP 2005369354 A JP2005369354 A JP 2005369354A JP 2005369354 A JP2005369354 A JP 2005369354A JP 4866079 B2 JP4866079 B2 JP 4866079B2
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Description

本発明は、長期間保存下での顔料分散安定性に優れる顔料分散体、及び該顔料分散体を用いたインクジェット記録用に適した記録用インク、並びにインクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置に関する。
インクジェットプリンタは、低騒音、及び低ランニングコスト等の利点から目覚しく普及しており、普通紙に印字可能なカラープリンタも市場に盛んに提供されるようになっている。しかし、インクジェットプリンタにおいては、画像の色再現性、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たすことは非常に困難であり、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。
このような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(染料、顔料等)、及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一般的である。前記着色剤としては、優れた発色性や安定性から染料が用いられている。しかし、染料系インクを用いて得られる画像の耐光性、耐水性等は劣るものである。この場合、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。
近年、これらの問題点を改善するため、染料の代わりに有機顔料やカーボンブラック等の顔料を界面活性剤や分散剤を用いて微粒子化し、水等の媒体中に分散させることで着色剤として用いる記録用インクが検討されている。例えば、有機顔料を特定の分散剤を用いて粒径50nm以下に微粒子化することで、吐出安定性を向上させる方法が提案されている(特許文献1及び特許文献2参照)。また、特許文献3には、特定の有機顔料とアニオン系分散剤を用いたインクジェット用インクが提案されている。
しかし、どのような分散剤を用いても、有機顔料の一次粒子よりも細分化することは不可能である。しかも、有機顔料の一次粒子径を色調の劣化なく50nm以下にするのは非常に困難である。また、低分子の顔料分散剤を用いた場合には、顔料の分散安定性、特に、長期間保存下における顔料分散安定性が劣るという問題があり、インク調合時に使用される水溶性溶剤との混合により顔料の凝集が見られることがある。また、高分子の顔料分散剤を用いた場合には、顔料分散体が高粘度となるため分散性に劣るという問題がある。更に、これらの記録用インクを印刷物にした場合には、耐擦過性及び耐水性が充分ではないという課題がある。
インクジェット記録においては、インクジェット記録ヘッドの微細なノズルから安定なインク液滴の吐出が要求されるため、インクジェット記録ヘッドのオリフィスの乾燥によってインクの固化等が発生しないことが必要となる。しかし、上記有機顔料を分散したインクをインクジェット記録に用いた場合には、顔料の分散安定性、特に長期間保存下における分散安定性の劣化(分散顔料の凝集等)で、インクジェット記録ヘッドノズル部分の目詰まりやインクの不吐出等が生じる場合がある。特に、印字を長期に休止した場合にはノズル等の目詰まりが起こり易く、また、ノズルキャップ内や吸引用チューブ等の維持機構に増粘したインクが堆積して、該維持機構の機能を損なうおそれがある。また、印字を一次休止した場合、あるいは空白のある文書や画像の印字中に空白に対応するノズルに印字の休止期間ができた場合にも、インク滴の噴射方向が乱れることによる印字不良(間欠吐出不良)等の問題が多発していた。
その他の分散方法としては、例えば、顔料粒子表面をカルボキシル基、カルボニル基、スルホン基、ヒドロキシル基等で修飾して親水性を付与することで顔料分散剤を使用することなく安定に分散させることができる、いわゆる表面改質型記録用インクがある。黒色系記録用インクでは、カーボンの表面に親水性基を導入することによって、顔料分散剤を使用することなく安定に分散させることができる、いわゆる表面改質型カーボンブラックが開発されている。また、カラー顔料系インクでは、顔料分散剤を使用することなく安定に分散させることのできる、いわゆる表面改質型カラー顔料が開発されている。しかし、これらの表面改質型記録用インクは、普通紙上及び専用光沢紙上での耐擦過性、及び耐水性が劣るものである。
上記問題点を解決する方法として、顔料粒子を樹脂で被覆する、マイクロカプセル、又はエマルジョンタイプの分散体を用いたインクジェットインクが提案されている。この提案によれば、樹脂で強固に顔料を覆っているため分散状態は長期にわたって安定であり、吐出の不安定さは改善されるものの、一次粒子径が50〜100nmの顔料を被覆したとしても分散粒子径を150nm以下にすることは困難であり、経済的ではない。
また、特許文献4及び特許文献5には、金属酸化物の表面に染料を付着させて、更にイオン性基を有する有機化合物で覆うことで、粒径がナノメーターサイズで、粒径の揃った色材が得られ、該色材をインクジェットインクに用いることが提案されている。この提案では、染料を用いたインクに比べて耐水性は改善されるものの、耐光性は染料インクよりも悪くなってしまい、実使用に耐えるものではない。
このように顔料分散に分散剤を用いた場合、あるいは顔料表面に親水化処理を施した場合の耐水性、及び耐擦過性の不足を補う方法として、インク中に樹脂を添加する方法が挙げられるが、水溶性樹脂では充分な耐水性が得られない。そこで、水分散性樹脂を用いる方法が提案されている。しかし、印字後記録物上において粒子状で存在したのでは水に容易に再分散してしまうため、充分な耐水性は得られない。
近年、無機顔料粒子の周りを有機顔料で覆う複合顔料が提案されている。この複合顔料の芯物質として5〜50nm程度の無機顔料粒子を用いれば、有機顔料を被覆した状態でも150nm未満の着色顔料を得ることが可能であり(特許文献6及び特許文献7参照)、10〜20nmの複合顔料色材がすでに実用化されている。また、複合顔料粒子を、塗料やインクジェットインクに応用することも試みられている(特許文献8及び特許文献9参照)。しかし、これらにおいても顔料の分散安定性、特に長期間保存下における分散安定性を確保するのが難しく、更に定着用の樹脂分が含まれていないので、印刷物の耐水性、耐擦過性が不充分である。
また、樹脂を含んだインク組成物としては、顔料と水分散性樹脂(ポリマーエマルジョンとも言う)を水に分散させたインク(特許文献10参照)、水不溶性樹脂のポリマーエマルジョン分散液に顔料を分散させたインク(特許文献11参照)、特定の造膜温度を有するポリマーエマルジョンを使用したインク(特許文献12参照)、などが提案されている。
また、複合顔料粒子の定着性を向上させる方法として、高分子分散剤を添加する多くの提案がある(例えば、特許文献13、特許文献14、特許文献15、特許文献16、特許文献17、特許文献18、特許文献19、特許文献20等参照)。これらの提案では、高分子分散剤を用いて分散剤に定着の機能を持たせることが試みられている。しかし、前記高分子分散剤は、水に溶けやすいという性質を有しており、耐擦過性の改善効果は得られても、充分な耐水性を得ることはできないという問題がある。
したがって長期間保存下での顔料分散安定性に優れる顔料分散体、及び該顔料分散体を用いた印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られるインクジェット記録用に適した記録用インク並びにその関連技術の速やかな提供が望まれているのが現状である。
特開平9−263720号公報 特開平9−263722号公報 特開2002−88286号公報 特開平11−166127号公報 特開2001−192582号公報 特開2002−146231号公報 特開2002−161221号公報 特開2003−49096号公報 特開2003−55591号公報 特公昭62−1426号公報 特開昭55−157668号公報 特開平1−217088号公報 特開2003−49096号公報 特開2003−55591号公報 特開2003−105229号公報 特開2003−171594号公報 特開2003−192938号公報 特開2003−327866号公報 特開2003−268278号公報 特開2003−327880号公報
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、長期間保存下での顔料分散安定性に優れる顔料分散体、及び該顔料分散体を用いた印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られるインクジェット記録用に適した記録用インク、並びに該記録用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方法、及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 顔料、顔料分散剤、高分子分散安定化剤、及び水を含有してなり、該高分子分散安定化剤が、下記構造式(1)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体であることを特徴とする顔料分散体である。
ただし、前記構造式(1)中、Rはアルキル基を表す。nは30〜100の数を示す。
<2> α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の酸価が、100〜400mgKOH/gである前記<1>に記載の顔料分散体である。
<3> α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体は、該α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の酸価と当量以上のアルカリ溶液及びアルカリ水溶液のいずれかに溶解させて用いられる前記<2>に記載の顔料分散体である。
<4> 顔料が、有機顔料、及び無機顔料粒子を有機顔料で被覆した複合顔料のいずれかである前記<1>から<3>のいずれかに記載の顔料分散体である。
<5> 有機顔料が、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料及びモノアゾイエロー系顔料から選択されるいずれかである前記<4>に記載の顔料分散体である。
<6> 無機顔料粒子が、二酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化鉄粒子、水酸化鉄粒子、及び酸化スズ粒子から選択される少なくとも1種である前記<4>から<5>のいずれか記載の顔料分散体である。
<7> 顔料分散剤が、アニオン系界面活性剤、及びHLB値10〜20のノニオン系界面活性剤のいずれかである前記<1>から<6>のいずれか記載の顔料分散体である。
<8> 顔料分散体の平均粒子径(D50)が、150nm以下である前記<1>から<7>のいずれか記載の顔料分散体である。
<9> 前記<1>から<8>のいずれかに記載の顔料分散体と、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤のいずれかと、水分散性樹脂と、水溶性溶剤と、水とを含有することを特徴とする記録用インクである。
<10> 水分散性樹脂が、記録媒体に印字後、造膜性を有し、最低造膜温度が30℃以下である前記<9>に記載の記録用インクである。
<11> 水溶性溶剤が、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール及び3−メチル−1,3−ブタンジオールから選択される少なくとも1種である前記<9>から<10>のいずれか記載の記録用インクである。
<12> pH調整剤を含有し、該pH調整剤が、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、及びアルカリ金属炭酸塩から選択される少なくとも1種であり、かつ記録用インクのpHが7〜11である前記<9>から<11>のいずれか記載の記録用インクである。
<13> 25℃での表面張力が、35mN/m以下である前記<9>から<12>のいずれか記載の記録用インクである。
<14> 前記<9>から<13>のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジである。
<15> 前記<9>から<13>のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。
<16> 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記<15>に記載のインクジェット記録方法である。
<17> 前記<9>から<13>のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
<18> 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記<17>に記載のインクジェット記録装置である。
<19> 記録媒体上に、前記<9>から<13>のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物である。
本発明の顔料分散体は、顔料、顔料分散剤、高分子分散安定化剤、及び水を含有してなり、該高分子分散安定化剤として、上記構造式(1)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体を用いることによって、長期間保存下における顔料分散安定性が向上し、特に、インクジェット記録用インクの着色剤として好適に用いられる。
本発明の記録用インクは、本発明の前記顔料分散体と、界面活性剤と、水分散性樹脂と、水溶性溶剤と、水とを含有する。本発明の記録用インクにおいては、本発明の前記顔料分散体を用いているので、印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られる。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記記録用インクを容器中に収容してなる。該インクカートリッジは、インクジェット記録方式によるプリンタ等に好適に使用される。該インクカートリッジに収容されたインクを用いて記録を行うと、印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られる。
本発明のインクジェット記録装置は、本発明の前記記録用インクにエネルギーを印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有してなる。該インクジェット記録装置においては、前記インク飛翔手段が、本発明の前記記録用インクにエネルギーを印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録する。その結果、印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られる。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明の前記記録用インクにエネルギーを印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含んでなる。該インクジェット記録方法においては、前記インク飛翔工程において、本発明の前記記録用インクにエネルギーを印加し、該記録用インクを飛翔させて画像が記録される。その結果、印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られる。
本発明のインク記録物は、記録媒体上に本発明の前記記録用インクを用いて形成された画像を有してなる。本発明のインク記録物においては、印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が前記記録媒体に保持される。
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、長期間保存下での顔料分散安定性に優れる顔料分散体、及び該顔料分散体を用いた印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れ、耐水性、耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、専用記録紙だけでなく普通紙においても良好な色調の高品位画像が得られるインクジェット記録用に適した記録用インク、並びに該記録用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方法、及びインクジェット記録装置を提供することができる。
(顔料分散体)
本発明の顔料分散体は、顔料、顔料分散剤、高分子分散安定化剤、及び水を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−高分子分散安定化剤−
前記高分子分散安定化剤としては、下記構造式(1)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体が用いられる。
ただし、前記構造式(1)において、Rはアルキル基を表し、炭素数6〜25が好ましく、炭素数6〜22がより好ましく、直鎖状、分岐状、及び環状のいずれであってもよい。nは30〜100の数を示す。
前記構造式(1)で表されるα−オレフィン無水マレイン酸共重合体は、常温においては固体であり、冷水には殆ど溶けないものである。このα−オレフィン無水マレイン酸共重合体は、顔料分散剤によって、水中で均一に微分散した顔料分散体の分散状態を安定に保つために有効であり、該α−オレフィン無水マレイン酸共重合体の酸価と当量以上(好ましくは、酸価の1.0〜1.5倍)のアルカリ溶液又はアルカリ水溶液に溶解して用いた場合に分散安定化剤としての優れた効果が発現する。
また、前記α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体をアルカリ溶液又はアルカリ水溶液で溶解するには、加熱撹拌すると容易である。なお、前記α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体におけるオレフィン鎖が長い場合には比較的溶け難く、不溶物が残る場合があるが、適当なフィルター等で不溶物を除いて用いれば、分散安定化剤としての効果は損なわれない。
前記アルカリ溶液又はアルカリ水溶液における塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、トリエチルアミン、モルホリン等の塩基性物質;トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、コリン等のアルコールアミンなどが挙げられる。
前記α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の酸価は、100〜400mgKOH/gが好ましい。前記酸価が100mgKOH/g未満であると、アルカリ溶液の溶解性が劣ることがあり、400mgKOH/gを超えると、顔料の粘度が高くなり吐出性を悪化させ易くなったり、顔料分散体の分散安定性が低下し易くなることがある。
前記α−オレフィン−無水マレイン酸共重体の質量平均分子量は、5,000〜20,000が好ましい。前記質量平均分子量が5,000未満であると、顔料分散体の分散安定性が低下することがあり、20,000を超えると、アルカリ溶液の溶解性が劣ったり、粘度が高くなってしまうことがある。
前記高分子分散安定化剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、T−YP110、T−YP111、T−YP112、T−YP113(いずれも星光PMC社製)などが挙げられる。
前記高分子分散安定化剤の含有量は、前記顔料100質量部に対し1〜100質量部(固形分換算)が好ましく、5〜50質量部がより好ましい。前記含有量が1質量部未満であると、分散安定化の効果がなくなることがあり、100質量部を超えると、インク粘度が高くなってノズルからの吐出性を悪化させ易くなったり、経済性が劣ることがある。
−顔料−
前記顔料としては、有機顔料、無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した複合顔料が好適である。前記複合顔料は、無機顔料粒子の存在下で有機顔料又はカーボンブラックを析出する方法や、無機顔料と有機顔料又はカーボンブラックを機械的に混摩砕するメカノケミカル法等により作製することができる。必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成するオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることで両者の接着性を向上させることが可能である。
前記有機顔料としては、ブラック顔料としてアニリンブラックなどが挙げられる。また、カラー顔料としては、例えば、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー系顔料、キナクリドン系顔料、(チオ)インジゴイドなどが挙げられる。これらの中でも、フタロシアニンブルー、キナクリドン系顔料、モノアゾイエロー系顔料、ジスアゾイエロー系顔料、複素環式イエロー系顔料が、発色性の面で特に優れている。
前記フタロシアニンブルーとしては、例えば、銅フタロシアニンブルー又はその誘導体(C.I.ピグメントブルー15:3、15:4)、アルミニウムフタロシアニンなどが挙げられる。
前記キナクリドン系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ48、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット42などが挙げられる。
前記モノアゾイエロー系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー151などが挙げられる。
前記ジスアゾイエロー系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17などが挙げられる。
前記複素環式イエロー系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。
その他の適切な着色顔料としては、The Color Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
前記無機顔料粒子としては、例えば、二酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化鉄粒子、水酸化鉄粒子、酸化スズ粒子等が挙げられる。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。
前記無機顔料粒子の粒子形状は、アスペクト比が小さいものが好ましく、球形が最も好ましい。また、前記無機顔料粒子の色は、カラーの色材を表面に吸着させる場合は、透明あるいは白色であることが好ましいが、黒の色材を表面に吸着させる場合は、黒色の無機顔料を用いても構わない。前記無機顔料粒子の一次粒子径は100nm以下が好ましく、5〜50nmがより好ましい。
前記無機顔料粒子と、色材である有機顔料又はカーボンブラックとの質量比(無機顔料粒子:色材)は、3:1〜1:3が好ましく、3:2〜1:2がより好ましい。前記色材の量が少ないと発色性や着色力が低下することがあり、色材の量が多くなると透明性や色調が悪くなることがある。
このような無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、戸田工業株式会社製のシリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料などが一次平均粒径が小さいので、好適に用いることができる。
ここで、20nmの一次粒子径を持つ無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、この顔料の一次粒子径は25nm程度になる。これに適当な分散剤を用いて一次粒子まで分散できれば、分散粒子径が25nmの非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。前記複合顔料は表面の有機顔料のみが分散に寄与するだけでなく、厚さ約2.5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる顔料分散剤の選択も重要である。
なお、本発明では、色材顔料粒子の表面をカルボキシル基、カルボニル基、スルホン基、ヒドロキシル基等で処理を施すことで親水性を持たせ、水に分散させたものを用いることもできる。前記表面処理の方法としては、例えば、酸化処理、アゾ反応、プラズマ処理など公知の方法がある。
−顔料分散剤−
前記有機顔料又は複合顔料を分散する顔料分散剤としては、アニオン系界面活性剤、及びHLB値10〜20のノニオン系界面活性剤のいずれかが好ましい。
前記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、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えばNH、Na、Ca等)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えばNH、Na、Ca等)、ジアルキルサクシネートスルホン酸Na塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばNH、Na等)、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塩、オレイン酸塩などが挙げられる。これらの中でも、ジオクチルスルホコハク酸Na塩、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルスルホン酸NH塩が特に好ましい。
前記HLB値10〜20のノ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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、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。これらの中でも、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ソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルが特に好ましい。
本発明の顔料分散体は、水系媒体中に上記の顔料分散剤を溶解し、次に、上記の有機顔料又は複合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、超音波分散機等を用いる方法により作製することができる。ただし、このような混練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。
前記分散剤は、前記顔料100質量部に対し1〜100質量部の範囲で含有することが好ましく、10〜50質量部がより好ましい。前記分散剤の含有量が少ないと、充分に顔料を微細化することができず、多すぎると顔料に吸着していない過剰成分がインク物性に影響を与え、画像滲みや、耐水性、耐擦過性の劣化を招くことになる。
本発明の顔料分散体は、長期間保存下での顔料分散安定性に優れており、着色剤などとして各種用塗に好適に用いられるが、特に、以下に説明するインクジェット記録用インクの着色剤として好適に用いられる。
(記録用インク)
本発明の記録用インクは、本発明の前記顔料分散体と、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤のいずれかと、水分散性樹脂と、水溶性溶剤と、水とを含有してなり、浸透剤、pH調整剤、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
本発明の前記顔料分散体(色材)の平均粒子径(D50)は、前記記録用インク中において150nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。前記平均粒子径(D50)が150nmを超えると、急激に吐出安定性が低下し、ノズル詰まりやインクの曲がりが発生し易くなる。また、平均粒子径(D50)が100nm以下であれば、吐出安定性が向上し、更に画像の彩度も向上する。
前記顔料分散体の前記記録用インクにおける含有量は、固形分で2〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。前記含有量が2質量%未満であると、インクの発色性及び画像濃度が極めて低くなってしまうことがあり、15質量%を超えると、インクが増粘して、吐出性が悪くなってしまうことがあり、更に経済的にも好ましくない。
−シリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤−
前記記録用インク中には、界面活性剤として、着色剤の種類や水溶性溶剤の組み合わせによって分散安定性を損なわず、表面張力が低く、レベリング性の高いものが好ましく、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種が好適である。これらの中でも、フッ素系界面活性剤が特に好ましい。
前記フッ素系界面活性剤としては、フッ素が置換した炭素数が2〜16が好ましく、4〜16がより好ましい。前記フッ素置換炭素数が2未満であると、フッ素の効果が得られないことがあり、16を超えると、インク保存性などの問題が生じることがある。
前記フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物、などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないので、特に好ましい。
前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルカルボン化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、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リン酸エステルの塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤の塩における対イオンとしては、例えば、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも旭硝子社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも住友スリーエム社製)、メガファックF−470、F1405、F−474(いずれも大日本インキ化学工業社製)、Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれもDuPont社製)、FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも株式会社ネオス社製)、PF−151N(オムノバ社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質(特に発色性)、紙に対する均染性が著しく向上する点から、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のPF−151Nが特に好ましい。
前記フッ素系界面活性剤の具体例としては、下記構造式で表されるものが好適である。
(1)アニオン性フッ素系界面活性剤
ただし、前記構造式中、Rfは、下記構造式で表されるフッ素含有疎水基の混合物を表す。Aは、−SOX、−COOX、又は−POX(ただし、Xは対アニオンであり、具体的には、水素原子、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、又はNH(CHCHOH)が挙げられる)を表す。
ただし、前記構造式中、Rf’は下記構造式で表されるフッ素含有基を表す。Xは上記と同じ意味を表す。nは1又は2の整数、mは2−nを表す。
ただし、前記構造式中、nは3〜10の整数を表す。
ただし、前記構造式中、Rf’及びXは上記と同じ意味を表す。
ただし、前記構造式中、Rf’及びXは上記と同じ意味を表す。
(2)ノニオン性フッ素系界面活性剤
ただし、前記構造式中、Rfは上記と同じ意味を表す。nは5〜20の整数を表す。
ただし、前記構造式中、Rf’は上記と同じ意味を表す。nは1〜40の整数を表す。
(3)両性フッ素系界面活性剤
ただし、前記構造式中、Rfは上記と同じ意味を表す。
(4)オリゴマー型フッ素系界面活性剤
ただし、前記構造式中、Rf”は下記構造式で表されるフッ素含有基を表す。nは1〜10の整数を表す。Xは上記と同じ意味を表す。
ただし、前記構造式中、nは1〜4の整数を表す。
ただし、前記構造式中、Rf”は上記と同じ意味を表す。lは0〜10の整数、mは0〜10の整数、nは0〜10の整数をそれぞれ表す。
前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、高いpHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、ビックケミー(株)、信越シリコーン(株)、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)などから容易に入手できる。
前記ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記構造式で表されるポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物、などが挙げられる。
ただし、前記構造式中、m、n、a、及びbは整数を表す。前記X中、R及びR’はアルキル基、アルキレン基を表す。
前記ポリエーテル変性シリコーン化合物としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(いずれも信越化学工業株式会社製)、などが挙げられる。
また、前記フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤以外にも、更に必要に応じてアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを用いることができる。
前記アニオン性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、琥珀酸エステルスルホン酸塩、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。
前記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン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などが挙げられる。
前記アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、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−オールなどが挙げられる。該アセチレングリコール系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、該市販品として、例えば、エアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485、TGなどが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロキシエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ジメチルアルキル(ヤシ)ベタイン、ジメチルラウリルベタインなどが挙げられる。
このような界面活性剤としては、市販品として日光ケミカルズ(株)、日本エマルジョン(株)、日本触媒(株)、東邦化学(株)、花王(株)、アデカ(株)、ライオン(株)、青木油脂(株)、三洋化成工業(株)などから容易に入手できる。
前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。単独では記録用インク中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
前記界面活性剤の前記記録用インク中における含有量は、0.01〜3.0質量%が好ましく、0.5〜2質量%がより好ましい。
前記含有量が0.01質量%未満であると、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、3.0質量%を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
−水分散性樹脂−
前記水分散性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物、などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、珪素樹脂などが挙げられる。前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
前記水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用されてもよく、また、コポリマーとして使用して複合系樹脂として用いてもよく、単相構造型、コアシェル型、及びパワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
前記水分散性樹脂としては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を持つもの、樹脂自身は分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ樹脂にて分散性を付与したものが使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化及び懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョンが好適である。不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、及び界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、pH調整剤などを添加した水にて反応を行い樹脂エマルジョンを得るため、容易に水分散性樹脂を得ることができ、樹脂構成を容易に替えやすいため目的の性質を作りやすい。
前記不飽和単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、(メタ)アクリル酸エステル単量体類、(メタ)アクリル酸アミド単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルシアノ化合物単量体類、ビニル単量体類、アリル化合物単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類、不飽和炭素を持つオリゴマー類などを単独及び複数組み合わせて用いることができる。これらの単量体を組み合わせることで柔軟に性質を改質することが可能であり、オリゴマー型重合開始剤を用いて重合反応、グラフト反応を行うことで樹脂の特性を改質することもできる。
前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。
前記単官能の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−へキシルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、などが挙げられる。
前記多官能の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、2,2'−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'−ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパントリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸アミド単量体類としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、4−t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記ビニルシアノ化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えば、アリルスルホン酸又はその塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
前記水分散性樹脂は、強アルカリ性、強酸性下では分散破壊や加水分解などの分子鎖の断裂が引き起こされるため、pHは4〜12が好ましく、水分散着色剤との混和性の点からpHは6〜11がより好ましく、7〜9が更に好ましい。
前記水分散性樹脂の平均粒径(D50)は、分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インク化した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径(D50)は50nm以上が好ましい。また、粒径が数十μになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくとも粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために平均粒子径(D50)は200nm以下がより好ましく、150nm以下が更に好ましい。
前記水分散性樹脂は、前記水分散着色剤を紙面に定着させる働きを有し、常温で被膜化して色材の定着性を向上させることが好ましい。そのため、前記水分散性樹脂の最低造膜温度(MFT)は30℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましい。
また、前記水分散性樹脂のガラス転移温度が−40℃以下になると、樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、前記水分散性樹脂のガラス転移温度は−30℃以上であることが好ましい。
本発明の記録用インクにおいて、水分散性樹脂は、揮発成分を蒸発させていくと皮膜が形成され、記録用インク中の色材顔料分を強固に記録媒体に固着する役割を担っている。これにより、耐擦過性、及び耐水性に優れた画像を実現することができる。
前記水分散性樹脂の含有量は、前記顔料分散体の固形分100質量部に対し10〜200質量部が好ましく、20〜100質量部がより好ましい。
−水溶性溶剤−
本発明の記録用インクは、水を液媒体として使用するものであるが、インクの乾燥を防止するため、また分散安定性を向上するため等の目的で、下記の水溶性溶剤が使用される。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。
前記水溶性溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他の水溶性溶剤、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。
前記多価アルコール類としては、例えば、グリセリン、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、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、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、エチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオールなどが挙げられる。
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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、などが挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、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、などが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、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、などが挙げられる。
前記アミド類としては、例えば、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、などが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、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、などが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、などが挙げられる。
前記その他の水溶性溶剤としては、糖を含有してなるのが好ましい。該糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類、四糖類を含む)、多糖類、などが挙げられる。具体的には、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(例えば、糖アルコール〔一般式:HOCH2(CHOH)nCH2OH(ただし、n=2〜5の整数を表す)で表される〕、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、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。
これら水溶性溶剤の中でも、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール及び3−メチル−1,3−ブタンジオールが、保存安定性、吐出安定性の点から特に好ましい。
前記顔料と前記水溶性溶剤との質量比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が高いのに湿潤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もたらすことがある。
前記水溶性溶剤の前記記録用インクにおける含有量は、10〜50質量%が好ましく、15〜35質量%がより好ましい。前記水溶性溶剤と、分散剤を含めた顔料分散体固形分との比は、0.67〜12.5が好ましく、1.0〜8.0がより好ましく、2.0〜6.0が更に好ましい。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
−浸透剤−
前記浸透剤としては、20℃の水に対する溶解度が0.2〜5.0質量%のポリオール化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。このようなポリオール化合物として、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−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサ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特に好ましい。
その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類、などが挙げられる。
前記浸透剤の前記記録用インクにおける含有量は、0.1〜4.0質量%が好ましい。前記含有量が0.1質量%未満であると、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、4.0質量%を超えると、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
前記pH調整剤としては、調合される記録用インクに悪影響を及ぼさずにpHを7〜11に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、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、などが挙げられる。前記pHが7〜11を超えるとインクジェットの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、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、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プロパンジオールなどが挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えば、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
前記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。
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。
前記防錆剤としては、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、ベンゾトリアゾール、などが挙げられる。
前記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、などが挙げられる。
前記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)としては、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10−テトライキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス[メチレン−3−(3',5'−ジ−tert−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、などが挙げられる。
前記アミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニル−β−ナフチルアミン、α−ナフチルアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチル−フェノール、ブチルヒドロキシアニソール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、テトラキス[メチレン−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ジヒドロキフェニル)プロピオネート]メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、等が挙げられる。
前記硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルβ,β’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が挙げられる。
前記リン系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、等が挙げられる。
前記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、などが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、等が挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2'−ヒドロキシ−5'−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−4'−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、等が挙げられる。
前記サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリチレート、p−tert−ブチルフェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレート、等が挙げられる。
前記シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−2−シアノ−3,3'−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、ブチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、等が挙げられる。
前記ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば、ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−n−ブチルアミンニッケル(II)、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−2−エチルヘキシルアミンニッケル(II)、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)トリエタノールアミンニッケル(II)、等が挙げられる。
本発明の記録用インクは、本発明の前記顔料分散体と、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤のいずれかと、水分散性樹脂と、水溶性溶剤と、水と、更に必要に応じてその他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して製造する。前記分散は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機等により行うことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。
本発明の記録用インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力等が以下の範囲であることが好ましい。
前記記録用インクの粘度は、25℃で、20mPa・s以下が好ましく、15mPa・s以下がより好ましい。前記粘度が20mPa・sを超えると、吐出安定性の確保が困難になることがある。ただし、ヘッド構造によっては必ずしも使用できないわけではない。
前記記録用インクの表面張力としては、25℃で、35mN/m以下が好ましく、30mN/m以下がより好ましい。前記表面張力が、35mN/mを超えると、記録媒体上のインクのレベリングが起こりにくく、乾燥時間の長時間化を招くことがある。
本発明の記録用インクの着色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどが挙げられる。これらの着色を2種以上併用したインクセットを使用して記録を行うと、多色画像を形成することができ、全色併用したインクセットを使用して記録を行うと、フルカラー画像を形成することができる。
本発明の記録用インクは、インクジェットヘッドとして、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの(特開平2−51734号公報参照)、あるいは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させるいわゆるサーマル型のもの(特開昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで,インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの(特開平6−71882号公報参照)などのいずれのインクジェットヘッドを搭載するプリンタにも良好に使用できる。
本発明の記録用インクは、インクジェット記録用インク、万年筆、ボールペン、マジックペン、サインペンなどの各種分野において好適に使用することができるが、特に、インクジェット記録方式による画像記録装置(プリンタ等)において好適に使用することができ、例えば、印字又は印字前後に被記録用紙及び前記記録用インクを50〜200℃で加熱し、印字定着を促進する機能を有するもののプリンタ等に使用することもでき、以下の本発明のインクカートリッジ、インク記録物、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法に特に好適に使用することができる。
(インクカートリッジ)
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記記録用インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
前記容器としては、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少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
次に、インクカートリッジについて、図1及び図2を参照して説明する。ここで、図1は、本発明のインクカートリッジの一例を示す図であり、図2は図1のインクカートリッジのケース(外装)も含めた図である。
インクカートリッジ200は、図1に示すように、インク注入口242からインク袋241内に充填され、排気した後、該インク注入口242は融着により閉じられる。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される。
インク袋241は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。このインク袋241は、図2に示すように、通常、プラスチックス製のカートリッジケース244内に収容され、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られるようになっている。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記記録用インクを収容し、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ことができ、また、後述する本発明のインクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いるのが特に好ましい。
(インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法)
本発明のインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段などを有してなる。
本発明のインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、刺激発生工程、制御工程等を含んでなる。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
−インク飛翔工程及びインク飛翔手段−
前記インク飛翔工程は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成する工程である。
前記インク飛翔手段は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
前記刺激は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、該刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱(温度)、圧力、振動、光、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。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられ、具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等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、などが挙げられる。
前記記録用インクの飛翔の態様としては、特に制限はなく、前記刺激の種類等応じて異なり、例えば、前記刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内の前記記録用インクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーにより前記記録用インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔から該記録用インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また、前記刺激が「圧力」の場合、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔から該記録用インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
前記飛翔させる前記記録用インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3〜40plとするのが好ましく、その吐出噴射の速さとしては5〜20m/sとするのが好ましく、その駆動周波数としては1kHz以上とするのが好ましく、その解像度としては300dpi以上とするのが好ましい。
なお、前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
ここで、シリアル型インクジェット記録装置により、本発明のインクジェット記録方法を実施する一の態様について、図面を参照しながら説明する。図3に示すインクジェット記録装置は、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201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。
装置本体101内には、図4及び図5に示すように、図示を省略している左右の側板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(不図示)によって図5で矢示方向に移動走査する。
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)の各色の記録用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を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を使用できる。
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、図示しない記録用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105に装填された本発明のインクカートリッジ1から本発明の前記記録用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枚ず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とが備えられる。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、例えば、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内の記録用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201から所要量の記録用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、本発明のインクカートリッジ201中の記録用インクを使い切ったときには、インクカートリッジ201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201は、縦置きで前面装填構成としても、安定した記録用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、ラック内に収納する場合したり、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201の交換を容易に行うことができる。
なお、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。
また、本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、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、などに特に好適に適用することができる。
(インク記録物)
本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録された記録物は、本発明のインク記録物である。本発明のインク記録物は、記録媒体上に本発明の前記記録用インクを用いて形成された画像を有してなる。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、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。
前記インク記録物は、高画質で滲みがなく、経時安定性に優れ、各種の印字乃至画像の記録された資料等として各種用途に好適に使用することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は、「質量%」を意味する。
(調製例1)
−高分子分散安定化剤溶液Aの調製−
下記混合物を撹拌機で加熱撹拌して、α−オレフィン-無水マレイン酸共重合体[I]を溶解し、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過し、高分子分散安定化剤溶液Aを調製した。
・α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[I]・・・10.0質量部
〔星光PMC社製、T−YP110、オレフィン鎖:炭素数12〜14、酸価385mgKOH/g、質量平均分子量9,000〕
・1NのKOH水溶液(酸価の1.0倍量)・・・68.62質量部
・イオン交換水・・・21.38質量部
(調製例2)
−高分子分散安定化剤溶液Bの調製−
下記混合物を撹拌機で加熱撹拌して、α-オレフィン-無水マレイン酸共重合体[II]を溶解し、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過し、高分子分散安定化剤溶液Bを調製した。
・α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[II]・・・10.0質量部
〔星光PMC社製、T−YP111,オレフィン鎖:炭素数16〜18、酸価221mgKOH/g、質量平均分子量11,000〕
・1NのNaOH水溶液(酸価の1.0倍量)・・・28.08質量部
・イオン交換水・・・61.92質量部
(調整例3)
−高分子分散安定化剤溶液Cの調製−
下記混合物を撹拌機で加熱撹拌して、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[III]を溶解し、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過し、微量の不溶物を5μmフィルターで濾過し、高分子分散安定化剤溶液Cを調製した。
・α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[III]・・・10.0質量部
〔星光PMC社製、T−YP112、オレフィン鎖:炭素数20〜24、酸価190mgKOH/g、質量平均分子量10,000〕
・1NのLiOH水溶液(酸価の1.2倍量)・・・17.34質量部
・イオン交換水・・・72.66質量部
(調製例4)
−高分子分散安定化剤溶液Dの調製−
下記混合物を撹拌機で加熱撹拌して、α−オレフィン-無水マレイン酸共重合体[IV]を溶解し、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過し、高分子分散安定化剤溶液Dを調製した。
・α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[IV]・・・10.0質量部
〔星光PMC社製、T−YP113、オレフィン鎖:炭素数8、炭素数16〜18、酸価310mgKOH/g、質量平均分子量11,400〕
・1Nのアンモニア水溶液(酸価の1.5倍量)・・・25.15質量部
・イオン交換水・・・64.85質量部
(実施例1)
−顔料分散体Iの調製−
・モノアゾイエロー顔料(ピグメントイエロー74,大日精化工業社製)・・・20.0質量部
・ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル(RT−100)・・・6.6質量部
(ノニオン系界面活性剤、竹本油脂株式会社製、HLB値=18.5)
・イオン交換水・・・73.4質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで4時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調製された高分子分散安定化剤溶液Aを20.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体Iを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、49nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA−EX150を用いた。
(実施例2)
−顔料分散体IIの調製−
・キナクリドン顔料(ピグメントレッド122,大日精化工業株式会社製)・・・20.0質量部
・ポリオキシエチレンラウリルエーテル(DKS NL−450)・・・6.6質量部
(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、HLB値=18.3)
・イオン交換水・・・73.4質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調整された高分子分散安定化剤溶液Bを20.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体IIを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、81nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(実施例3)
−顔料分散体IIIの調製−
・フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3,大日精化工業株式会社製)・・・20.0質量部
・ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテル(ノイゲンEA−197)・・・6.6質量部
(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、HLB値=17.5)
・イオン交換水・・・73.4質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調整された高分子分散安定化剤溶液Cを20.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体IIIを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、83nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(実施例4)
−顔料分散体IVの調製−
・シリカ/ジスアゾイエロー複合顔料・・・24質量部
(無機/有機顔料比率=1/1、一次粒子17nm、戸田工業株式会社製)
・ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(Newcol 291M)・・・8質量部
(アニオン系界面活性剤、日本乳化剤株式会社製)
・イオン交換水・・・68質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調整された高分子分散安定化剤溶液Dを20.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体IVを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、39nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(実施例5)
−顔料分散体Vの調製−
・シリカ/キナクリドンPR122複合顔料・・・28質量部
(無機/有機顔料比率=1/1、一次粒子16nm、戸田工業株式会社製)
・ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルスルホン酸アンモニウム(ハイテノールNF−17)(アニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製)・・・9.2質量部
・イオン交換水・・・62.8質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調製された高分子分散安定化剤溶液Bを21.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体Vを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、75nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(実施例6)
−顔料分散体VIの調製−
・シリカ/フタロシアニンPB15:3複合顔料・・・24質量部
(無機/有機顔料比率=1/1、一次粒子16nm、戸田工業株式会社製)
・ポリオキシエチレンラウリルエーテル(DKS NL−180)・・・8質量部
(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、HLB値=16.2)
・イオン交換水・・・68質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調製された高分子分散安定化剤溶液Cを20.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体VIを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、78nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(実施例7)
−顔料分散体VIIの調製−
・シリカ/ジスアゾイエロー複合顔料・・・24質量部
(無機/有機顔料比率=1/1、一次粒子17nm、戸田工業株式会社製)
・ポリオキシエチレンラウリルエーテル(DKS NL−450)・・・8質量部
(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、HLB値=18.3)
・高分子分散安定化剤溶液C・・・20質量部
・イオン交換水・・・68質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、次いで高分子分散安定化剤溶液Cと上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで1.5時間分散を行い、顔料分散体VIIを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、39nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(実施例8)
−顔料分散体VIIIの調製−
・シリカ/フタロシアニンPB15:3複合顔料・・・24質量部
(無機/有機顔料比率=1/1、一次粒子16nm、戸田工業株式会社製)
・ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル(Newcol 780)・・・8質量部
(ノニオン系界面活性剤、Newcol 780、日本乳化剤株式会社製、HLB値=18.9)
・イオン交換水・・・68質量部
まず、上記界面活性剤をイオン交換水に溶解し、上記顔料を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機ダイノーミル KDL A型(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。更に、一次顔料分散体に上記で調製された高分子分散安定化剤溶液Bを20.0質量部添加し、充分に撹拌して顔料分散体VIIIを得た。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、125nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(比較例1)
−顔料分散体IXの調製−
実施例3の顔料分散体IIIにおいて、高分子分散安定化剤溶液Cを除いた以外は、実施例3と同様にして、顔料分散体IXを調製した。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、81nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
(比較例2)
−顔料分散体Xの調製−
実施例3の顔料分散体IIIにおいて、高分子分散安定化剤溶液Cを、下記のスチレン−マレイン酸共重合体溶液Eに変えた以外は、実施例3と同様にして、顔料分散体Xを調製した。この顔料分散体の平均粒子径(D50)を測定したところ、85nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
・スチレン−マレイン酸共重合体溶液E(荒川化学工業株式会社製、ポリマロン351S、酸価560mgKOH/g、分子量=10万〜11万、固形分10.2%)
(実施例9)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体I・・・36質量部
・ボンコート4001・・・6質量部
(アクリル水系エマルジョン,大日本インキ化学工業株式会社製、固形分50%、MFT=5℃、平均粒子径=100nm)
・グリセリン・・・10質量部
・トリエチレングリコール・・・25質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・4質量部
・ポリフォックスPF-151N・・・2質量部
(オリゴマー型ノニオン系フッ素系界面活性剤、OMNOVA社製、有効成分50%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・トリエタノールアミン・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・16.7質量部
上記ボンコート4001、グリセリン、トリエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリフォックスPF-151N、Proxel LV、トリエタノールアミンをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体Iと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例9の記録用インクを作製した。
(実施例10)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体II・・・42質量部
・ハイドランHW−940・・・7質量部
(ポリエステル系ウレタン水系アイオノマー、大日本インキ化学工業株式会社製、固形分50%、MFT=0℃、平均粒子径=20nm)
・グリセリン・・・6質量部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール・・・19質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・2質量部
・ゾニール FS-300・・・2.5質量部
(ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル、Dupont社製、有効成分40%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・18.2質量部
上記ハイドランHW−940、グリセリン3−メチル−1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ゾニールFS−300、Proxel LV、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体IIと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例10の記録用インクを作製した。
(実施例11)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体III・・・36質量部
・アクリットWEM−321U・・・7.9質量部
(アクリルウレタン水系エマルジョン、大成化工株式会社製、固形分38%、MFT=10℃、平均粒子径=100nm)
・グリセリン・・・7.5質量部
・1,3−ブタンジオール・・・22.5質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・4質量部
・ポリフォックスPF-156A・・・3.3質量部
(アニオン系フッ素系界面活性剤、OMNOVA社製、有効成分30%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・18.5質量部
次に、上記アクリットWEM−321U、グリセリン、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ポリフォックスPF-156A、Proxel LV、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体IIIと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例11の記録用インクを作製した。
(実施例12)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体IV・・・35質量部
・ボンコート4001・・・7質量部
(アクリル水系エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製、固形分50%、MFT=5℃、平均粒子径=100nm)
・グリセリン・・・7.5質量部
・ジエチレングリコール・・・22.5質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・4質量部
・ポリフォックスPF−151N・・・2質量部
(オリゴマー型ノニオン系フッ素系界面活性剤、OMNOVA社製、有効成分50%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・21.7質量部
次に、上記ボンコート4001、グリセリン、ジエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリフォックスPF−151N、Proxel LV、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体IVと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例12の記録用インクを作製した。
(実施例13)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体V・・・38.9質量部
・ハイドランHW−940・・・9質量部
(ポリエステル系ウレタン水系アイオノマー、大日本インキ化学工業株式会社製、固形分50%、MFT=0℃、平均粒子径=20nm)
・グリセリン・・・6質量部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール・・・19質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・2質量部
・ゾニール FS-300・・・2.5質量部
(ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル、Dupont社製、有効成分40%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・トリエタノールアミン・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・18.2質量部
次に、上記ハイドランHW−940、グリセリン3−メチル−1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ゾニール FS-300、Proxel LV、トリエタノールアミンをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体Vと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例13の記録用インクを作製した。
(実施例14)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体VI・・・35質量部
・アクリットWEM−321U・・・7質量部
(アクリルウレタン水系エマルジョン、大成化工株式会社製、固形分38%、MFT=10℃、平均粒子径=100nm)
・グリセリン・・・7.5質量部
・1,3−ブタンジオール・・・22.5質量部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール・・・4質量部
・ポリフォックスPF-156A・・・3.3質量部
(アニオン系フッ素系界面活性剤、OMNOVA社製、有効成分30%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・20.4質量部
次に、上記アクリットWEM−321U、グリセリン、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ポリフォックスPF-156A、Proxel LV、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体VIと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例14の記録用インクを作製した。
(実施例15)
−記録用インクの作製−
・顔料分散体VII・・・35質量部
・ボンコート4001・・・7質量部
(アクリル水系エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製、固形分50%、MFT=5℃、平均粒子径=100nm)
・グリセリン・・・7.5質量部
・3−メチル−1,3−ブタンジオール・・・22.5質量部
・2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール・・・4質量部
・ポリフォックスPF-151N・・・2質量部
(オリゴマー型ノニオン系フッ素系界面活性剤、OMNOVA社製、有効成分50%)
・Proxel LV(防腐防黴剤)・・・0.2質量部
(1,2−Benzisothiazolin−3−one、Avecia社製、有効成分20%、ジプロピレングリコール含有)
・2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール・・・0.1質量部
・イオン交換水・・・21.7質量部
次に、上記ボンコート4001、グリセリン、3−メチル−1,3−ブタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリフォックスPF-151N、Proxel LV、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールをイオン交換水に溶解してビヒクルを作製し、顔料分散体VIIと混合した後、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、実施例15の記録用インクを作製した。
(実施例16)
−記録用インクの作製−
実施例14における顔料分散体VIを顔料分散体VIIIに置き換えた以外は、実施例14と同様にして、実施例16の記録用インクを作製した。
(比較例3)
−記録用インクの作製−
実施例14で使用したポリフォックスPF−156Aを、ソフタノールEP−5035(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン分岐アルキルエーテル、日本触媒株式会社製、有効成分=100%)に置き換え、有効成分で当量となるように添加量及びイオン交換水を調節した以外は、実施例14と同様にして、比較例3の記録用インクを作製した。
(比較例4)
−記録用インクの作製−
実施例9で使用したボンコート4001を除いた以外は、実施例9と同様にして、比較例4の記録用インクを作製した。
(比較例5)
−記録用インクの作製−
実施例10で使用したゾニール FS−300を除いた以外は、実施例10と同様にして、比較例5の記録用インクを作製した。
(比較例6)
−記録用インクの作製−
実施例11において、顔料分散体IIIを比較例1の顔料分散体IXに変えた以外は、実施例11と同様にして、比較例6の記録用インクを作製した。
(比較例7)
−記録用インクの作製−
実施例11において、顔料分散体IIIを比較例2の顔料分散体Xに変えた以外は、実施例11と同様にして、比較例7の記録用インクを作製した。
(比較例8)
−記録用インクの作製−
<インク処方>
・C.I.Acid Red 52(水溶性染料)・・・3質量部
・グリセリン・・・5質量部
・ジエチレングリコール・・・15質量部
・2−エチル−1、3−ヘキサンジオール・・・2質量部
・ポリオキシエチレン(n=18)ラウリルエーテル・・・1質量部
(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、HLB値=16.2)
・デヒドロ酢酸ナトリウム・・・0.2質量部
・イオン交換水・・・8質量部
次に、上記インク処方の組成物を撹拌し、溶解した後、pHが10になるように水酸化リチウム10%水溶液にて調整し、インクを調合した。次いで、平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧ろ過して、比較例8の染料系インクを作製した。
次に、実施例9〜16及び比較例3〜8の各記録用インクのインク物性評価と、前記記録用インクを図1及び図2に示すようなカートリッジに充填した後、インクジェットプリンタ(株式会社リコー製、IPSIO G707)を用いた吐出評価及び画像評価を、以下のようにして実施した。結果を表1に示す。
<安定性評価(変化率)>
各記録用インクの顔料粒子の安定性は、インクを50℃、Dryの環境下で1週間保管後、平均粒子径(D50)の変化を測定し、下記数式から変化率を求め評価した。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製UPA-EX150を用いた。
変化率=〔インク保管後平均粒子径(D50)/インク保管前平均粒子径(D50)〕×100
<表面張力の測定>
インクの表面張力は、表面張力測定装置(協和界面科学株式会社製、CBVP−Z)を用い、白金プレートを使用して25℃で測定した静的表面張力である。
<pHの測定>
インクのpHは、新電元工業株式会社製ISFET pH Meter KS701を用いて23℃で測定した。
<吐出安定性の評価>
吐出安定性の評価は、インクカートリッジに詰めた各記録用インクを、インクジェットプリンタ(株式会社リコー製、IPSIO G707)に充填し、プリンタ動作中にキャップ、クリーニング等が行われないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間(秒)で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の質量が変化するかをもって、その信頼性を以下の評価基準で判定した。
〔評価基準〕
○:600秒以上
△:60秒以上、600秒未満
×:60秒未満
<彩度及び濃度の評価>
吐出安定性の評価と同様にインクカートリッジに詰めたインクを、インクジェットプリンタ(株式会社リコー製、IPSIO G707)に充填し、ワンパスでベタを印字した。印刷試験用紙は下記の普通紙を使用して印字乾燥後、明度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)で測定した。標準色(Japan color ver.2)の彩度の値(イエロー:91.34、マゼンタ:74.55、シアン:62.82)に対する測定した彩度の値との比率を算出し、下記の評価基準にしたがって判定した。ただし、X−Rite濃度計で各色の濃度を測定した場合に、下記各色の濃度基準に満たなかったものは×と判定した。
〔各色の濃度判定〕
Yellow:0.7以上、Magenta:0.9以上、Cyan:0.9以上
〔印刷試験用紙〕
普通紙:マイペーパーSA(株式会社NBSリコー製)
XEROX4024(富士ゼロックスオフィスサプライ社製)
PB紙(キヤノン社製)
〔彩度評価基準〕
○:0.8以上
△:0.7以上0.8未満
×:0.7未満
<耐擦過性の評価>
彩度評価と同様の方法で下記光沢紙上に作成した画像サンプル印字部分を、クロックメーターCM−1(東洋精機株式会社製)を用い、白綿布を荷重900gで5往復摩擦し、下記の評価基準にしたがって判定した。
〔印刷試験用紙〕
光沢紙:エプソン社製のPM写真用紙(光沢)、
キヤノン社製のプロフェッショナルフォトペーパーPR−101
〔評価基準〕
○:目視で画像脱落がほとんどなく、画像周囲の汚れが少ない
△:目視で画像脱落が少ないが、画像周囲に汚れがある
×:目視で画像脱落及び画像周囲の汚れが著しい
<耐水性の評価>
彩度測定と同様の方法で普通紙上に作成した画像サンプル印字部に、水滴を滴下し、印字物の状態を目視で観察し、下記評価基準にしたがって判定した。
〔評価基準〕
○:変化なし
△:水滴を滴下した印字部分の周囲にマーク(ウォーターマーク)ができる
×:水滴を滴下した印字部分の周囲がにじむ
<耐光性の評価>
彩度測定と同様の方法で普通紙上に作成した画像サンプルを、アトラス社製ウェザオメータCi35AWを用いて、70℃、50%RH、ブラックパネル温度89℃の環境下にて、屋外太陽光近似のキセノン放射照度0.35W/m(340nm)で24時間照射し、前後の退色、色変化を以下の評価基準で判定した。
〔評価基準〕
○:ほとんど変化がない
△:変化は認められるが許容できる
×:退色、色変化が大きい
表1の結果から、本発明の顔料分散体を用いた実施例9〜16の記録用インクは、比較例3〜8に比べて、保存安定性に優れ、前記記録用インクを用いて記録された記録物は、染料インク並の鮮やかさを持ち、耐擦過性、耐水性及び耐光性に優れた信頼性の高いインク記録物であることが判った。
本発明の顔料分散体を用いた本発明の記録用インクは、高い発色性と画質、信頼性を確保することができ、専用記録紙だけでなく普通紙においても彩度が高く良好な色調の高品位な画像形成が可能であり、インクカートリッジ、インク記録物、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に好適に用いることができる。
本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、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、などに特に好適に適用することができる。
図1は、本発明のインクカートリッジの一例を示す概略図である。 図2は、図1のインクカートリッジのケースも含めた概略図である。 図3は、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。 図4は、インクジェット記録装置の全体構成を説明する概略図である。 図5は、本発明のインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドの一例を示す概略拡大図である。
符号の説明
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
111 上カバー
112 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
144 分離パッド
151 搬送ベルト
152 再度カウンタローラ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 デンションローラ
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
201 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 カートリッジ外装

Claims (19)

  1. 顔料、顔料分散剤、高分子分散安定化剤、及び水を含有してなり、
    前記顔料分散剤が、顔料を分散する界面活性剤であり、
    前記高分子分散安定化剤が、下記構造式(1)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体であり、該α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の質量平均分子量が5,000〜20,000であることを特徴とする顔料分散体。
    ただし、前記構造式(1)中、Rはアルキル基を表し、炭素数が12〜25を示す。
  2. α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の酸価が、100〜400mgKOH/gである請求項1に記載の顔料分散体。
  3. α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体は、該α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の酸価と当量以上のアルカリ溶液及びアルカリ水溶液のいずれかに溶解させて用いられる請求項2に記載の顔料分散体。
  4. 顔料が、有機顔料、及び無機顔料粒子を有機顔料で被覆した複合顔料のいずれかである請求項1から3のいずれかに記載の顔料分散体。
  5. 有機顔料が、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料及びモノアゾイエロー系顔料から選択されるいずれかである請求項4に記載の顔料分散体。
  6. 無機顔料粒子が、二酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化鉄粒子、水酸化鉄粒子、及び酸化スズ粒子から選択される少なくとも1種である請求項4から5のいずれか記載の顔料分散体。
  7. 顔料分散剤が、アニオン系界面活性剤、及びHLB値10〜20のノニオン系界面活性剤のいずれかである請求項1から6のいずれか記載の顔料分散体。
  8. 顔料分散体の平均粒子径(D50)が、150nm以下である請求項1から7のいずれか記載の顔料分散体。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載の顔料分散体と、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤のいずれかと、アクリル樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、及びアクリルウレタン樹脂の少なくともいずれかを含む水分散性樹脂と、水溶性溶剤と、水とを含有することを特徴とする記録用インク。
  10. 水分散性樹脂が、記録媒体に印字後、造膜性を有し、最低造膜温度が30℃以下である請求項9に記載の記録用インク。
  11. 水溶性溶剤が、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール及び3−メチル−1,3−ブタンジオールから選択される少なくとも1種である請求項9から10のいずれか記載の記録用インク。
  12. pH調整剤を含有し、該pH調整剤が、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、及びアルカリ金属炭酸塩から選択される少なくとも1種であり、かつ記録用インクのpHが7〜11である請求項9から11のいずれか記載の記録用インク。
  13. 25℃での表面張力が、35mN/m以下である請求項9から12のいずれか記載の記録用インク。
  14. 請求項9から13のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジ。
  15. 請求項9から13のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
  16. 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項15に記載のインクジェット記録方法。
  17. 請求項9から13のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。
  18. 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項17に記載のインクジェット記録装置。
  19. 記録媒体上に、請求項9から13のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物。
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