JP5247191B2 - インク組成物及び画像記録方法 - Google Patents
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Description
<1> 水不溶性樹脂によって被覆されている顔料、樹脂微粒子、水溶性有機溶剤及び水を含有し、尿素及び尿素誘導体から選択された少なくとも1種を5質量%以上含有し、
前記水不溶性樹脂は、(1)主鎖を形成する原子に連結基を介して結合した芳香環を有する構造単位を水不溶性樹脂の全質量に対して40質量%以上含み、(2)(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水不溶性樹脂の全質量に対して15質量%以上含み、(3)(メタ)アクリル酸に由来する構造単位を水不溶性樹脂の全質量に対して15質量%以下含むインク組成物である。
<2> 前記樹脂微粒子を、5質量%以上含有する<1>に記載のインク組成物である。
<3> 前記顔料は、転相乳化法により前記水不溶性樹脂に被覆された<1>又は<2>に記載のインク組成物である。
<6> 更に、被記録媒体上に付与された前記インク組成物を、少なくとも加熱して定着させる定着工程を有する<5>に記載の画像記録方法である。
本発明のインク組成物は、水不溶性樹脂によって被覆されている顔料、樹脂微粒子、水溶性有機溶剤及び水を含有し、固体湿潤剤を5質量%以上含有して構成される。
インク組成物を上記本発明の構成とすることにより、分散安定性、被記録媒体への定着性、及び拭き取り性が向上する。
従って、インク組成物がノズル近傍等で乾燥固化した場合においても拭き取りが容易となり、ノズル等のメンテナンス性が向上する。
以下、本発明のインク組成物に含まれる各成分について説明する。
本発明のインク組成物は、水不溶性樹脂によって被覆されている顔料を少なくとも1種含有する。このため、本発明のインク組成物は分散安定性に優れる。
本発明における顔料の具体的形態としては、水不溶性樹脂によって顔料の全部又は一部が被覆されている形態である限り特に限定はないが、例えば、下記のカプセル化顔料の形態が好ましい。
カプセル化顔料の樹脂は、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し、かつアニオン性基(酸性)を有する高分子化合物であるのが好ましい。この樹脂は、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。また、この樹脂は、有機溶剤に溶解して溶液となるものが好ましい。樹脂の数平均分子量は、この範囲内であると顔料における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ことができる。樹脂は、アルカリ金属や有機アミンの塩の形で用いられるのが好ましい。
これら樹脂のうち、アニオン性のアクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有するアクリルモノマー(以下、「アニオン性基含有アクリルモノマー」という。)及び必要に応じて該アニオン性基含有アクリルモノマーと共重合可能な他のモノマーを溶媒中で重合して得られる。アニオン性基含有アクリルモノマーとしては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、及びホスホン基からなる群より選ばれる1個以上のアニオン性基を有するアクリルモノマーが挙げられ、中でもカルボキシル基を有するアクリルモノマーが特に好ましい。
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る。
−a)転相乳化法−
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。
−b)酸析法−
酸析法は、樹脂と顔料とからなる含水ケーキを用意し、その含水ケーキ中の、樹脂が有するアニオン性基の一部又は全部を、塩基性化合物を用いて中和することによって、マイクロカプセル化顔料を製造する方法である。
酸析法は、具体的には、(1)樹脂と顔料とをアルカリ性水性媒体中に分散し、必要に応じて加熱処理を行なって樹脂のゲル化を図る工程と、(2)pHを中性又は酸性にすることによって樹脂を疎水化して、樹脂を顔料に強く固着する工程と、(3)必要に応じて、濾過及び水洗を行なって含水ケーキを得る工程と、(4)含水ケーキを中の、樹脂が有するアニオン性基の一部または全部を、塩基性化合物を用いて中和し、その後、水性媒体中に再分散する工程と、(5)必要に応じて加熱処理を行ない、樹脂のゲル化を図る工程と、を含む方法がある。
次に、本発明における顔料及び水不溶性樹脂について説明する。
本発明における顔料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、有機顔料、無機顔料が含まれる。
前記アゾ顔料としては、例えば、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。
前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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。
前記染料キレートとしては、例えば、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。
本発明において、前記顔料を被覆する水不溶性樹脂については特に限定はないが、親水性構造単位(a)と疎水性構造単位(b)とを有する水不溶性樹脂であることが好ましい。この水不溶性樹脂は、必要に応じて、親水性構造単位(a)及び疎水性構造単位(b)に包含されない他の構造単位が更に含まれてもよい。
親水性構造単位(a)は、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。前記親水性基としては、特に制限はなく、解離性基であっても、ノニオン性の親水性基であってもよい。
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。
解離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、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
即ち、前記親水性構造単位(a)は、(メタ)アクリル酸に由来する構造単位を含むことが好ましい。
ここで、「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。
親水性構造単位(a)は、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
疎水性構造単位(b)は、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を有する構造単位を含むことが好ましい。
このような芳香環を持つ構造単位では、芳香環が、連結基を介して水不溶性樹脂の主鎖をなす原子と結合され、水不溶性樹脂の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、水不溶性樹脂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。
また、L1は、*−COO−、*−OCO−、*−CONR2−、*−O−、又は置換もしくは無置換のフェニレン基を表し、R2は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を表す。なお、L1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。
Ar1で表される芳香環としては、特に限定されないが、ベンゼン環、炭素数8以上の縮環型芳香環、ヘテロ環が縮環した芳香環、又は2個以上連結したベンゼン環が挙げられる。炭素数8以上の縮環型芳香環、及びヘテロ環が縮環した芳香環の詳細については既述の通りである。
前記「ヘテロ環が縮環した芳香環」とは、ヘテロ原子を含まない芳香族化合物(好ましくはベンゼン環)と、ヘテロ原子を有する環状化合物とが縮環した化合物である。ここで、ヘテロ原子を有する環状化合物は、5員環又は6員環であることが好ましい。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子が好ましい。ヘテロ原子を有する環状化合物は、複数のヘテロ原子を有していてもよい。この場合、ヘテロ原子は互いに同じでも異なっていてもよい。ヘテロ環が縮環した芳香環の具体例としては、フタルイミド、アクリドン、カルバゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールなどが挙げられる。
また、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割合は、耐擦過性の向上の点で、水不溶性樹脂の全質量に対して15質量%以上27質量%以下が好ましく、15質量%以上25質量%以下がより好ましく、15質量%以上20質量%以下が特に好ましい。
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。
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。
なお、酸価とは、水不溶性樹脂の1gを完全に中和するのに要するKOHの質量(mg)で定義され、JIS規格(JISK0070、1992)記載の方法により測定されるものである。
また、数平均分子量(Mn)では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。本発明における水不溶性樹脂は、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。
具体的には、水不溶性樹脂は、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んだ混合物を、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/cm2であり、特に1〜30kg/cm2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。
本発明において「水不溶性樹脂によって被覆されている顔料」を作製する方法には特に限定はないが、例えば、水不溶性樹脂を分散剤として用い、該分散剤により顔料を分散させて顔料分散物を調製することにより作製できる。
上記のようにすることで顔料粒子を微粒径にして存在させることができ、分散後には高い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水不溶性樹脂で被覆されている必要はなく、場合により粒子表面の少なくとも一部が水不溶性樹脂で被覆された状態であってもよい。
前記顔料分散物の調製は、例えば、前述のとおり転相乳化法を用いて行うことができる。具体的には、前述の顔料と、分散剤としての前述の水不溶性樹脂と、水と、非水溶性揮発溶剤と、を混合し分散して分散物を得た後、得られた分散物から該非水溶性揮発溶剤を除去することにより行うことができる。このとき、塩基性化合物を添加して水不溶性樹脂のアニオン性基の一部、または全部を中和してもよい。中和条件を調整することで良好な分散性を実現することが可能である。塩基性化合物の例としては水酸化ナトリウム等が挙げられる。
また、このとき、非水溶性揮発溶剤とともに、後述するグリセリンのアルキレンオキシド付加物を添加してもよい。
前記顔料分散物の調製時には、分散剤として前述の水不溶性樹脂を用いることができる。この際、該水不溶性樹脂以外のその他の顔料分散剤を併用してもよい。
前記その他の顔料分散剤としては、顔料を水相中で分散させる機能を持つ化合物の中から適宜選択することができる。顔料分散剤の例としては、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物等が挙げられる。
前記顔料分散物を調製する際には、非水溶性揮発性溶剤の少なくとも一種を用いることができる。非水溶性揮発性溶剤は分散性への影響が少ないので、分散工程では良好な分散性を保ちながら、最終的に非水溶性揮発性溶剤を除去することで、良好な分散状態のまま濃厚化が可能であり、長期での保存安定性に優れた顔料分散物が得られる。また、インク組成物を調製して記録に用いる場合には、吐出安定性に優れ、カールの発生を抑えた画像記録が行なえる。
また、「揮発性」とは、沸点が200℃以下のこと指す。150℃以下がより好ましい。
なお、顔料粒子の平均粒子径及び粒径分布は、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体積平均粒径を測定することにより求められる。
本発明のインク組成物中の「水不溶性樹脂によって被覆されている顔料」の含有量には特に限定はないが、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.15〜15質量%が特に好ましい。0.05質量%以上であると、インクの発色性が不十分となる現象をより効果的に抑制できる。また、30質量%以下であると、インクの粘度をより効果的に抑制でき、インクの吐出安定性等の劣化をより効果的に抑制できる。
本発明のインク組成物は樹脂微粒子の少なくとも1種を含有する。
本発明のインク組成物は、樹脂微粒子を含むことにより、被記録媒体への定着性が向上する。また、耐擦過性を向上できる。
本発明における樹脂微粒子は、該樹脂微粒子が分散された樹脂微粒子分散物(ラテックス)として用いることが好ましい。
本発明における樹脂微粒子の重量平均分子量は、インク組成物の安定性の観点から、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。
樹脂微粒子の平均粒径は、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。
本発明における樹脂微粒子のガラス転移温度Tgは、インク組成物の保存安定性の観点から、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。
また、本発明における樹脂微粒子を含むラテックスの粒径分布に関しては、特に制限は無く、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、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つラテックスを、2種以上混合して使用してもよい。
また定着後の画像の性能(光沢性や耐擦性)の観点から、前記水不溶性樹脂及び前記顔料の合計量と、樹脂微粒子の含有量と、の質量比(前記水不溶性樹脂及び前記顔料の合計量/樹脂微粒子の含有量)が2.0以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1.0以下であることが最も好ましい。
本発明のインク組成物は、固体湿潤剤を5質量%以上含有する。
ここで、本発明のインク組成物に含まれる固体湿潤剤が2種以上である場合は、該2種以上の合計量がインク組成物の総量に対し5質量%以上であればよい。
前記固体湿潤剤の含有量が5質量%未満であると、拭き取り性が悪化する。
本発明において固体湿潤剤とは、保水機能を有し、25℃で固体の水溶性化合物を意味する。
中でも、尿素及び尿素誘導体は、保湿機能が高く、本発明の固体湿潤剤としてより好適に使用することができる。
即ち、固体湿潤剤の含有量が5質量%以上であって、樹脂微粒子の含有量が5質量%以上である組み合わせが好ましく、固体湿潤剤の含有量が5〜20質量%であって、樹脂微粒子の含有量が5〜20質量%である組み合わせがより好ましく、固体湿潤剤の含有量が5〜10質量%であって、樹脂微粒子の含有量が5〜10質量%である組み合わせが特に好ましい。
また、インク組成物中の固形分の総量(前記水不溶性樹脂、前記顔料、及び前記樹脂微粒子の含有量の合計)に対する固体湿潤剤の含有量の比(固体湿潤剤の質量/固形分総量の質量)が0.3以上であることが好ましく、0.4〜2.0であることがより好ましく、0.5〜1.5であることが最も好ましい。
本発明のインク組成物は、水溶性有機溶剤を少なくとも1種含有する。
前記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);ヴルコース、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、アルドン酸、グルシトール、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、マルトトリオース等の糖類;糖アルコール類;ヒアルロン酸類;尿素類等のいわゆる固体湿潤剤;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、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、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホラン等が挙げられる。これらは、1種のみならず2種以上を併用してもよい。
本発明のインク組成物に含まれる水溶性有機溶剤の含有量としては、インクの乾燥防止や湿潤の付与の観点より、1.0〜50質量%であることが好ましく、5.0〜40質量%であることがより好ましく、10〜30質量%であることが特に好ましい。
更には、被記録媒体のカールを更に抑制する観点より、本発明のインク組成物に含まれる水溶性有機溶剤の全量のうち80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より好ましい。換言すれば、本発明のインク組成物に含まれる水溶性有機溶剤の全量に対し、SP値27.5以下の水溶性有機溶剤の含有量(SP値27.5以下の水溶性有機溶剤が2種以上含まれる場合は合計の含有量)が80質量%以上であることがより好ましい。
一般的には、SP値27.5以下の水溶性有機溶剤の含有量が多くなると、公知の界面活性剤や水溶性高分子分散剤などを分散剤として使用した顔料分散物との組み合わせでは、顔料表面に吸着している分散剤の離脱を促進するために、分散が不安定となりインクの安定性が問題となる。本発明では水不溶性樹脂によって被覆されている顔料を使用することで、被記録媒体のカール抑制とインクの安定性を両立することができる。
本発明におけるSP値は溶解度パラメーターを指す。詳しくは前記SP値は、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,p147(1967)に記載の方法で計算することができ、本発明においてはこの数値を採用する。
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル(22.4)
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(21.5)
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル(21.1)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(21.3)
・ジプロピレングリコール(27.2)
・nC4H9O(AO)10−H (AO=EO又はPOで、比率はEO:PO=1:1) (18.8)
・HO(A’O)40−H (A’O=EO又はPOで、比率はEO:PO=1:3) (18.7)
・HO(A’’O)55−H (A’’O=EO又はPOで、比率はEO:PO=5:6) (18.8)
・HO(PO)3−H (24.7)
・HO(PO)7−H (21.2)
・1,2−ヘキサンジオール (27.4)
なお、本発明において、EO、POはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基を表す。
また、以下説明するグリセリンのアルキレンオキシド付加物にも、「SP値27.5以下の水溶性有機溶剤」に該当する化合物があり、該化合物も好適である(詳細は後述する)。
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。
なお、カッコ内の数値はSP値を表す。
本発明における顔料分散物は、水を含有するものであるが、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。
本発明のインク組成物は、上記で説明した各成分に加え、必要に応じて、例えば、界面活性剤、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、キレート剤等の他の成分を含有してもよい。
アニオン系界面活性剤の具体例としては、例えば、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、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、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、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
カチオン性界面活性剤としては、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。
pH調整剤としては、例えば、アルコールアミン類(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)、アルカリ金属水酸化物(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)、アンモニウム水酸化物(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)、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。
本発明のインク組成物の表面張力は、インクジェット記録方法に用いられた場合、吐出安定性の点で、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。
本発明のインク組成物の20℃での粘度は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは2mPa・s以上13mPa・s未満、更に好ましくは2.5mPa・s以上10mPa・s未満である。
また、本発明のインク組成物は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の色調以外のレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)、白色(W)の色調のインクや、いわゆる印刷分野における特色のインク等として用いることができる。
本発明の画像記録方法は、被記録媒体上に本発明のインク組成物をインクジェット法により付与するインク付与工程を含んで構成される。
上記本発明の画像記録方法は、分散安定性、被記録媒体への定着性、及び乾燥固化時の拭き取り性に優れた本発明のインク組成物を用いるため、被記録媒体への定着性、定着後の画像の密着性、耐擦性に優れる。
また、該インク組成物中に、SP値27.5以下の水溶性有機溶剤を80質量%以上含む場合には、被記録媒体のカールが抑制される。
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の記載が適用できる。
第一の工程:被記録媒体上にインク組成物を付与する工程(インク付与工程)。
第二の工程:被記録媒体上に付与されたインク組成物を少なくとも加熱して定着させる工程(定着工程)。
を有する方法である。
また、画像記録方法は、その他の工程を加えることができ、その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて、乾燥除去工程等を適宜選択することができる。
前記加熱定着工程としては、前記インクジェット記録方法で用いられるインク中に含まれるラテックス粒子を溶融定着する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記乾燥除去工程としては、被記録媒体に付与されたインク組成物におけるインク溶媒を乾燥除去する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明における被記録媒体としては特に制限は無く、例えば、普通紙、上質紙、塗工紙等を挙げることができる。
〔合成例1〕
下記スキームに従って合成した。
得られた樹脂の組成は1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は44600であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)記載の方法により、このポリマーの酸価を求めたところ、65.2mgKOH/gであった。
〔作製例1〕
ピグメントブルー15:3(大日精化株式会社製 フタロシアニンブル−A220)10質量部と、上記で得られた樹脂分散剤P−1の5質量部と、メチルエチルケトン42質量部と、1規定NaOH水溶液5.5質量部と、イオン交換水87.2質量部と、を混合し、ビーズミルで0.1mmΦジルコニアビーズを使い、2〜6時間分散した。
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%の顔料分散物PD−01を得た。
顔料分散物PD−01中における水不溶性樹脂及び顔料の合計の濃度は、15.3質量%である。
ピグメントブルー15:3(大日精化株式会社製 フタロシアニンブル−A220)10質量部と、オレイン酸ナトリウム塩2質量部と、イオン交換水88質量部を混合し、ビーズミルで0.1mmΦジルコニアビーズを使い、2〜6時間分散し、顔料濃度が10質量%の顔料分散物PD−02を得た。
〔作製例1〕
反応容器に、BASFジャパン製ジョンクリル537(濃度45.9質量%)の2353gと、オレイン酸ナトリウム1080gと、イオン交換水167gと、の混合溶液を調液した。得られた混合溶液を13000rpm、60分間の遠心処理を行い、上澄み液を回収して、ラテックスPL−01(樹脂微粒子分散物)を得た。得られたラテックスPL−01中の樹脂微粒子の体積平均粒子径は55nmであった。また、ラテックスPL−01中における固形分(即ち、樹脂微粒子の量)は31質量%であった。
水120gに、ラテムルASK((株)花王製、カルボン酸塩系乳化剤)19.8gと、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液6gと、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩0.3gとを加え、均一に溶解させた。70℃に加熱し、窒素気流下に、スチレン25.9gとブチルアクリレート26.3gとアクリル酸5.1gとのモノマー混合物を2時間かけて添加した。その後、70℃で2時間、80℃で3時間加熱した。室温に冷却後、pHが9前後になるように、攪拌しながら1mol/L水酸化ナトリウム水溶液を加えて、ラテックスPL−02(樹脂微粒子分散物)を得た。得られたラテックスPL−02中の樹脂微粒子の体積平均粒子径は115nmであった。またラテックスPL−02の固形分(即ち、樹脂微粒子の量)は33質量%であった。
<インク組成物の調製>
次に、上記で得られた顔料分散物及び樹脂微粒子分散物を用い、以下の組成を十分に攪拌混合した。その後、平均孔径5.0μmのミクロフィルターで減圧濾過しインク組成物を調製した。
・上記顔料分散物PD−01 … 40質量部
・上記ラテックスPL−01 … 26質量部
・サンニックスGP−250(三洋化成工業(株)製) … 10質量部
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル(DEGmEE) … 5質量部
・尿素 … 10質量部
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) … 1質量部
・イオン交換水 … 8質量部
実施例1において、インク組成物の組成を表1に記載の組成に変更した以外は実施例1と同様にしてインク組成物を作製した。表1中、各成分の数字は含有量(質量部)を示す。
(分散安定性)
上記で得られたインク組成物について、60℃の恒温槽中で14日間保存後の粒子径、粘度を測定し、下記の基準で評価した。結果は表1に示す。
−評価基準−
A:粒子径変化が初期の粒径に対して10%以内である。
B:粒子径変化が初期の粒径に対して10%よりも大きく30%以内である。
C:粒子径変化が初期の粒径に対して30%よりも大きい。
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得られた顔料分散物の体積平均粒径を測定した。測定条件:水性インク10μlに対しイオン交換水10mlを加え、測定用溶液を調整し、25℃で測定した。
十分に洗浄されたスライドガラス上に10μlのインク滴を形成し、そのままの状態で30℃50%RHの環境で24時間静置して乾燥させた。綿ガーゼに純水を含ませて、水が垂れない程度に絞った後、200g/cm2の荷重をかけて乾燥したインク滴を拭き取り下記評価基準で、拭き取り性を評価した。
A:スライドガラス上に元のインク滴の形状が認識されない程度まで拭き取れる。
B:スライドガラス上に元のインク滴の形状が認識できるがガーゼへのインクの付着が多い。
C:ガーゼへのインクの付着がわずかである。
D:ほとんど拭き取れない。
インク塗設量が5g/m2でベタ印画後した後のインクジェット記録媒体を、カール方向に5×50mmに裁断し、温度25℃、湿度50%の条件下で24時間放置して、カール挙動を以下の基準で評価した。
A:曲率Cが10を超えない。
B:曲率Cが10を超えて20を超えない。
C:曲率Cが20を超える。
カール方向に5×50mmに裁断したサンプルをカール測定板にあててカール値(C)を読み取る。カールを半径Rの円の弧とみなして次のように表す。
C=1/R(m)
インクジェット記録装置を用いてインク塗設量が10g/m2でベタ画像を出力し、画像を乾燥した後、90℃のPFAローラーでニップ圧1.0MPaの加熱、圧着する工程を5回通過させて画像を定着させた。24時間静置した後に、下記評価方法及び下記評価基準にて、被記録媒体への定着性を評価した
(1)3M社製Schotchメンディングテープ12mm幅を貼って剥がしても画像に傷がつかない。
(2)画像部の60℃光沢が55よりも大きい。
(3)画像部に印画していない特菱アート両面N(89.4g/m2品)(三菱製紙(株)製)を重ねて200gの荷重、20mmのストロークで10往復擦ったあとに画像部に傷が認められない。
A:3項目とも満たす。
B:1項を満たさない。
C:2項以上をみたさない。
・各水溶性有機溶剤名の後のカッコ内はSP値を示す。
・DEGmmEE:ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・TEGmBE:トリエチレングリコールモノブチルエーテル
・DEG:ジエチレングリコール
・DPG:ジプロピレングリコール
・TMP:トリメチロールプロパン
Claims (6)
- 水不溶性樹脂によって被覆されている顔料、樹脂微粒子、水溶性有機溶剤及び水を含有し、尿素及び尿素誘導体から選択された少なくとも1種を5質量%以上含有し、
前記水不溶性樹脂は、(1)主鎖を形成する原子に連結基を介して結合した芳香環を有する構造単位を水不溶性樹脂の全質量に対して40質量%以上含み、(2)(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水不溶性樹脂の全質量に対して15質量%以上含み、(3)(メタ)アクリル酸に由来する構造単位を水不溶性樹脂の全質量に対して15質量%以下含む
インク組成物。 - 前記樹脂微粒子を、5質量%以上含有する請求項1に記載のインク組成物。
- 前記顔料は、転相乳化法により前記水不溶性樹脂に被覆された請求項1又は請求項2に記載のインク組成物。
- 前記水溶性有機溶剤の全量のうち80質量%以上が、SP値27.5以下の水溶性有機溶剤である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 被記録媒体上に、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインク組成物を、インクジェット法により付与するインク付与工程を有する画像記録方法。
- 更に、被記録媒体上に付与された前記インク組成物を、少なくとも加熱して定着させる定着工程を有する請求項5に記載の画像記録方法。
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