JP5484742B2 - インクジェット記録液 - Google Patents
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Description
また、形成される画像において、画像変形に由来する画像ムラの発生が抑制されていることも重要である。
また、カールの発生を緩和、抑制する方法として、例えば、低極性の溶剤をインク全重量に対して30%以上含有させた水系インクを使用することでカールを抑制する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、カールの発生を抑制することができ、保存安定性が良好で、さらにインクの吐出安定性が良好で、画像変形の発生を抑制可能なインクジェット記録液を提供することを課題とする。
<1> 水と、
色材と、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレングリコール、およびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選択される少なくとも1種を含む水溶性高分子増粘剤と、
全水溶性有機溶剤に対する含有率が70質量%以上であってSP値が27.5以下の水溶性有機溶剤と、
芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を25質量%〜70質量%含む自己分散ポリマー粒子と、
を含有し、
全水溶性有機溶剤の含有率が30質量%以下であり、前記水溶性高分子増粘剤の含有率が0.01質量%〜5質量%であるインクジェット記録液。
<2> 前記全水溶性有機溶剤の含有率が5〜25質量%である前記<1>に記載のインクジェット記録液。
<4> 多価金属塩、有機酸、及びポリアリルアミンを含有する液体組成物と、
<1>〜<3>のいずれか1つに記載のインクジェット記録液と、
を含むインクジェット記録用インクセット。
<5> 多価金属塩、有機酸、及びポリアリルアミンを含有する液体組成物を記録媒体に付与する工程と、
前記液体組成物が付与された記録媒体に、<1>〜<3>のいずれか1つに記載のインクジェット記録液を付与する工程と、
をこの順に含むインクジェット記録方法。
かかる構成であることにより、分散安定性と吐出性が良好で、画像形成時における画像変形およびカール発生を抑制することができる。
本発明のインクジェット記録液は、水溶性高分子増粘剤として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレングリコール、およびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選択される少なくとも1種を含有する。本発明における水溶性高分子増粘剤としては、それが溶解した水溶液において水溶液の粘度が水に比べて大きくなる化合物であれば、特に制限はなく用いることができる。
前記水溶性高分子増粘剤としては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、ポリサッカライド系ポリマー、ポリアクリル系ポリマー、ピロリドン系ポリマー、セルロース系ポリマー等のいずれであってよい。
本発明においては、カール抑制と吐出安定性の観点から、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーの少なくとも1種であることが好ましい。
前記塩基性基としては、例えば、置換基を有していてもよいアミノ基、4級アンモニウム基等を挙げることができる。中でもインク分散安定性の観点から、アミノ基であることが好ましい。
また前記酸性基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基等を挙げることができる。中でもインク分散安定性の観点から、カルボキシル基、スルホン酸基であることが好ましい。
また酸性基を有する水溶性高分子増粘剤は、少なくとも1種の酸性の官能基を有する。なかでも酸価が10mgKOH/g以上であることが好ましく、20mgKOH/g以上であることがより好ましく、40mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
ここで、前記アミン価とは、塩基性基である1、2、3級アミンの総量を示すもので、試料1g中の塩基性基をすべて中和するのに要する塩酸に当量のKOHのmg数で表わしたものである。また酸価とは、試料1g中に含有する酸性基をすべて中和するのに必要なKOHのmg数である。
また、本発明において前記水溶性高分子増粘剤が酸性基を含有する場合、インク分散安定性の観点から、インクジェット記録液のpHは6.5以下であることが好ましく、5.0〜6.0であることがより好ましい。
水溶性高分子増粘剤のインクジェット記録液中における含有量としては、水溶性高分子増粘剤の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、0.01〜20質量%とすることができるが、吐出安定性の観点から、0.01〜5質量%であることを必須とする。水溶性高分子増粘剤の含有量としては、0.1〜3質量%であることがより好ましく、0.1〜2質量%であることが更に好ましい。
本発明のインクジェット記録液は、SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含有し、SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤の含有率が全水溶性有機溶剤に対して70質量%以上であることを特徴とする。
本発明において水溶性有機溶剤とは、100gの水に対して5g以上溶解する有機溶剤を意味する。
なお、データの記載がないものについては、R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147(1967)に記載の方法で計算した値を本発明におけるSP値とする。
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル(DEGmEE)(SP値22.4)
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGmBE)(SP値21.5)
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TEGmBE)(SP値21.1)
・プロピレングリコールモノエチルエーテール(PGmEE)(SP値22.3)
・ジプロピレングリコール(DPG)(SP値27.1)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPGmME)(SP値21.3)
・トリエチレングリコールモノエチルエーテル(TEGmEE)(SP値21.7)
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPGmME)(SP値20.4)
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル(TEGmME)(SP値22.1)
・トリプロピレングリコール(TPG)(SP値24.7、例えばPP−200(三洋化成工業(株)製))
・ヘプタプロピレングリコール(SP値21.2、例えば、PP−400(三洋化成工業(株)製))、
・1,2−ヘキサンジオール(SP値24.1)
・POP(3)グリセリルエーテル(SP値26.4、例えばGP−250(三洋化成工業(株)製))
・POP(4)グリセリルエーテル(SP値24.9)
・POP(5)グリセリルエーテル(SP値23.9)
・POP(6)グリセリルエーテル(SP値23.2、例えばGP−400(三洋化成工業(株)製))
・POP(7)グリセリルエーテル(SP値22.6)
・POP(8)グリセリルエーテル(SP値22.1)
・POP(9)グリセリルエーテル(SP値21.7、例えばGP−600(三洋化成工業(株)製))
・POP(10)グリセリルエーテル(SP値21.4)
・POP(16)グリセリルエーテル(SP値20.2、例えばGP−1000(三洋化成工業(株)製))
・POP(4)ジグリセリルエーテル(SP値26.1、例えばSC−P400(阪本薬品工業(株)製))、
・POP(9)ジグリセリルエーテル(SP値22.7、例えばSC−P750(阪本薬品工業(株)製))、
・POE(20)ジグリセリルエーテル(SP値22.4、例えばSC−E1000(阪本薬品工業(株)製))、
・POE(40)ジグリセリルエーテル(SP値21.0、例えばSC−E2000(阪本薬品工業(株)製))。
・ジオキシエチレンジオキシプロピレンブチルエーテル(SP値20.1、例えば50HB−55(三洋化成工業(株)製))
・ペンタオキシエチレンペンタオキシプロピレンブチルエーテル(SP値18.8、例えば、50HB−100(三洋化成工業(株)製))、
・デカオキシエチレンヘプタオキシプロピレンブチルエーテル(SP値18.8、例えば、50HB−260(三洋化成工業(株)製))、
・ドデカオキシエチレンドデカオキシプロピレンブチルエーテル(SP値18.8、例えば、50HB−400(三洋化成工業(株)製))、
・デカオキシエチレントリアコンタオキシプロピレンブチルエーテル(SP値18.7、例えば、PE−62(三洋化成工業(株)製))、
・ペンタコサオキシエチレントリアコンタオキシプロピレンブチルエーテル(SP値18.8、例えば、PE−64(三洋化成工業(株)製))。
また本発明におけるSP値が27.5以下の水溶性有機溶剤は下記構造式で表される化合物であることもまた好ましい。
上記構造式中、AOは、オキシエチレン基(EO)およびオキシプロピレン基(PO)の少なくとも一方を表すが、中でも、オキシプロピレン基が好ましい。また前記(AO)l、(AO)m、及び(AO)nの各AOはそれぞれ同一でも異なってもよい。
本発明のインクジェット記録液が、SP値が27.5以下の水溶性有機溶剤を2種以上含む場合、それぞれの水溶性有機溶剤の種類については特に制限はない。例えば、上記構造式で表される水溶性有機溶剤とそれ以外の有機溶剤(好ましくは、ポリアルキレングリコール、およびポリアルキレングリコールのアルキルエーテル等)とを組合せて用いることができる。
また浸透促進効果は、インクを紙により良く浸透させる効果を意味し、水溶性有機溶剤が好適に使用される。
本発明のインクジェット記録液における全水溶性有機溶剤の含有量としては、インクの保存性と吐出性の観点から、インクジェット記録液の全質量に対して、30質量%以下であるが、5〜30質量%であることがより好ましく、5〜25質量%であることが更に好ましい。
本発明のインクジェット記録液は、少なくとも1種の色材(以下、「着色剤」ということがある)を含有する。前記色材としては、着色により画像を形成する機能を有するものであればよく、顔料や染料、着色微粒子を使用することができる。中でも水分散性顔料が好ましい。
(1)カプセル化顔料、即ち、ポリマー微粒子に顔料を含有させてなるポリマーエマルションであり、より詳しくは、親水性水不溶性の樹脂で顔料を被覆し顔料表面の樹脂層にて親水化することで顔料を水に分散したものである。
(2)自己分散顔料、即ち、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料、より詳しくは、主にカーボンブラックなどを表面酸化処理して親水化し、顔料単体が水に分散するようにしたものである。
(3)樹脂分散顔料、即ち、重量平均分子量50,000以下の水溶性高分子化合物により分散された顔料である。
(4)界面活性剤分散顔料、即ち、界面活性剤により分散された顔料である。
中でも好ましい例として、(1)カプセル化顔料と(2)自己分散顔料を挙げることができ、特に好ましい例として、(1)カプセル化顔料を挙げることができる。
上記樹脂の中、アニオン性アクリル系樹脂は、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)と、更に必要に応じてこれらのモノマーと共重合し得る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、ホスホン基からなる群から選ばれる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、これらの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。
カプセル化顔料は、上記した成分を用いて、従来の物理的、化学的方法によって製造することができる。本発明に好ましい態様のカプセル化顔料は、特開平9−151342号、特開平10−140065号、特開平11−209672号、特開平11−172180号、特開平10−25440号、または特開平11−43636号の各公報に開示されている方法によって製造することができる。
前記転相法とは、例えば、自己分散能また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、自己分散化(転相乳化)方法をいう。ここで、混合溶融物とは、溶解せず混合した状態、また溶解して混合した状態、またはこれら両者の状態のいずれの状態をも含むものをいう。「転相法」のより具体的な製造方法は、特開平10−140065号公報に開示されているものと同様であってよい。
自己分散型顔料を着色剤として含有するインクは、通常の顔料を分散させるために含有させる前述のような分散剤を含む必要が無いため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんど無く吐出安定性に優れるインクが調製しやすい。
自己分散型顔料の表面に結合される分散性付与基としては、−COOH、−CO、−OH、−SO3H、−PO3H2及び第4級アンモニウム並びにそれらの塩が例示でき、これらは、原料となる顔料に物理的処理または化学的処理を施すことで、分散性付与基または分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合(グラフト)させることによって製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、p−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。
本発明においては、次亜ハロゲン酸及び/または次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、またはオゾンによる酸化処理により表面処理される自己分散型顔料を好ましい例として挙げることができる。自己分散型顔料としては市販品を利用することも可能であり、マイクロジェットCW−1(商品名;オリヱント化学工業(株)製)、CAB−O−JET200、CAB−O−JET300(以上商品名;キャボット社製)等が例示できる。
本発明において用いられる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。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、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、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。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
上記の顔料は、単独種で使用してもよく、また上記した各群内もしくは各群間より複数種選択してこれらを組み合わせて使用してもよい。
本発明において、カプセル化顔料あるいは樹脂分散顔料で用いられる分散剤としては、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物等が使用できる。
例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの共重合体等が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、酢酸ビニル、酢酸アリル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、クロトン酸エステル、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、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、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、芳香族基を置換してもよいアクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、芳香族基を置換してもよいメタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、ビニルアルコール、並びに上記化合物の誘導体等が挙げられる。
本発明における分散剤は、重量平均分子量で2,000〜60,000のものが好ましい。本発明の分散剤は、顔料に対する添加量比率が、質量基準で10%以上100%以下の範囲が好ましい。分散剤添加量としては、20%以上70%以下がより好ましく、更に好ましくは、40%以上50%以下である。
本発明のインクジェット記録液は、形成される画像の耐擦性の観点から、樹脂粒子として、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を25質量%〜70質量%含む自己分散ポリマー粒子をさらに含む。
本発明における樹脂粒子としては、例えば、熱可塑性、熱硬化性あるいは変性のアクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリアミド系、不飽和ポリエステル系、フェノール系、シリコーン系、又はフッ素系の樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、又はポリビニルブチラール等のポリビニル系樹脂、アルキド樹脂、フタル酸樹脂等のポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等のアミノ系材料、あるいはそれらの共重合体又は混合物などのアニオン性基を有する樹脂の粒子が挙げられる。これらのうち、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(アニオン性基含有アクリルモノマー)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。前記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以上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(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマル酸等)が好ましく、特にはアクリル酸又はメタクリル酸が好ましい。
本発明における水不溶性ポリマーにおいては、液体組成物としたときの凝集速度と定着性の観点から、水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態となりうる水不溶性ポリマーであることが好ましい。
また、縮合系ポリマーと縮合系ポリマーを構成するモノマーの好適な例としては、特開2001−247787号公報に記載されているものを挙げることができる。
本発明において前記親水性基は、自己分散促進の観点、形成された乳化又は分散状態の安定性の観点から、解離性基であることが好ましく、アニオン性の解離基であることがより好ましい。前記解離性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、インク組成物を構成した場合の定着性の観点から、カルボキシル基が好ましい。
解離性基含有モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
上記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。
特に、酸価は、25以上であると自己分散性の安定性が良好になり、100以下であると凝集性が向上する。
また前記重合性基は、縮重合性の重合性基であっても、付加重合性の重合性基であってもよい。本発明においては水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、付加重合性の重合性基であることが好ましく、エチレン性不飽和結合を含む基であることがより好ましい。
なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
本発明においては、自己分散状態の安定性、芳香環同士の疎水性相互作用による水性媒体中での粒子形状の安定化、粒子の適度な疎水化による水溶性成分量の低下の観点から、15質量%〜90質量%であることがより好ましく、15質量%〜80質量%であることがより好ましく、25質量%〜70質量%であることが特に好ましい。
前記アルキル基含有モノマーとしては、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、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−、イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
また、水不溶性ポリマーは、ポリマーの親疎水性制御の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び/又はベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(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)とを含むことがより好ましく、更には加えて、酸価が25〜100であって重量平均分子量が3000〜20万であることが好ましく、酸価が25〜95であって重量平均分子量が5000〜15万であることがより好ましい。
B−02:フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(30/35/29/6)
B−03:フェノキシエチルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(50/44/6)
B−04:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(30/55/10/5)
B−05:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(35/59/6)
B−06:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(10/50/35/5)
B−07:ベンジルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(55/40/5)
B−08:フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/メタクリル酸 共重合体(45/47/8)
B−09:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/ブチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(5/48/40/7)
B−10:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(35/30/30/5)
B−11:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/メタクリル酸 共重合体(12/50/30/8)
B−12:ベンジルアクリレート/イソブチルメタクリレート/アクリル酸 共重合体(93/2/5)
B−13:スチレン/フェノキシエチルメタクリレート/ブチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(50/5/20/25)
B−14:スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(62/35/3)
B−15:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(45/51/4)
B−16:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(45/49/6)
B−17:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(45/48/7)
B−18:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(45/47/8)
B−19:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(45/45/10)
工程(1):ポリマー(水不溶性ポリマー)、有機溶媒、中和剤、及び水性媒体を含有する混合物を、攪拌する工程
工程(2):前記混合物から前記有機溶媒を除去する工程
該混合物の攪拌方法に特に制限はなく、一般に用いられる混合攪拌装置や、必要に応じて超音波分散機や高圧ホモジナイザー等の分散機を用いることができる。
アルコール系溶媒としては、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、エタノール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン等が挙げられる。これらの溶媒の中では、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒とイソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が好ましい。また、油系から水系への転相時への極性変化を穏和にする目的で、イソプロピルアルコールとメチルエチルケトンを併用することも好ましい。該溶剤を併用することで、凝集沈降や粒子同士の融着が無く、分散安定性の高い微粒径の自己分散ポリマー粒子を得ることができる。
なお、樹脂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粒径を測定することにより求められるものである。
樹脂粒子(特に自己分散ポリマー粒子)は、1種単独又は2種以上を混合して用いることができる。
本発明のインクジェット記録液は少なくとも1種の界面活性剤を含有することができる。界面活性剤の添加によってインクジェット記録液の表面張力を調整することができる。界面活性剤としてはノニオン、カチオン、アニオン、ベタイン界面活性剤のいずれであってもよい。界面活性剤の添加量は、インクジェットで良好に打滴するために、本発明のインクの表面張力を20〜60mN/mに調整する量が好ましく、より好ましくは20〜45mN/m、更に好ましくは25〜40mN/mに調整できる量である。
本発明における界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。更には、上記高分子物質(高分子分散剤)を界面活性剤としても使用することもできる。
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。
本発明におけるインクジェット記録液に添加する界面活性剤の量は、特に限定されるものではないが、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1〜10質量%、更に好ましくは1〜3質量%である。
本発明のインクジェット記録液は、その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、例えば、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、固体湿潤剤等の公知の添加剤が挙げられる。
本発明のインクジェット記録液の表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上40mN/m以下である。表面張力は、例えば、界面活性剤を含有することで所望の範囲に調整することができる。
本発明に好ましいインクジェット記録方法として、インクジェット記録用インクにエネルギーを供与して、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、例えば特開平8−169172号公報、同8−27693号公報、同2−276670号公報、同7−276789号公報、同9−323475号公報、特開昭62−238783号公報、特開平10−153989号公報、同10−217473号公報、同10−235995号公報、同10−337947号公報、同10−217597号公報、同10−337947号公報等に記載されているインクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等に画像を形成する方法が挙げられる。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:プリント性を向上させる液体組成物を記録媒体に付与する工程。
第二の工程:前記液体組成物が付与された記録媒体にインクジェット記録液を付与する工程。
その他の工程:その他の工程としては、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。
例えば、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。前記乾燥除去工程としては、記録媒体に付与されたインクジェット記録液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。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。
第一の工程:プリント性を向上させる液体組成物を中間転写体に付与する工程。
第二の工程:前記液体組成物が付与された中間転写体にインクジェット記録液を付与する工程。
第三の工程:前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程。
その他の工程:その他の工程としては、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。例えば、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録液を用いたインクジェット記録方法として、プリント性を向上させる液体組成物を記録媒体に付与する工程を含むインクジェット記録方法が好ましい例として挙げることができる。
前記プリント性を向上させる液体組成物の好ましい一例として、インクジェット記録液のpHを変化させることにより凝集物を生じさせる液体組成物を挙げることができる。前記液体組成物のpHは1〜6であることが好ましく、pHは2〜5であることがより好ましく、pHは3〜5であることがさらに好ましい。
前記多価金属塩としては、周期表の第2属のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3属の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13属からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)、の塩を挙げることができる。これら金属の塩としては、カルボン酸塩(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩が好適である。中でも、好ましくは、カルボン酸(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及びチオシアン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩である。
顔料を凝集させる凝集成分の水性液体組成物中における含有量としては、1〜10質量%が好ましく、より好ましくは1.5〜7質量%であり、更に好ましくは2〜6質量%の範囲である。
〜インクジェット記録液の調製〜
[顔料(色材)分散液の調製]
(ポリマー分散剤P−1の調製)
攪拌機、冷却管を備えた1000mlの三口フラスコにメチルエチルケトン88gを加え窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン50gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.85g、ベンジルメタクリレート60g、メタクリル酸10g、メチルメタクリレート30gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.42gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温し4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥してポリマー分散剤P−1を96g得た。
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。
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)を10部と、上記で得られたポリマー分散剤P−1を5部と、メチルエチルケトンを42部と、1mol/L NaOH水溶液を 5.5部と、イオン交換水87.2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%のシアン分散液を得た。
上記のようにして、色材としてのシアン分散液を調液した。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン360.0gを仕込んで、窒素雰囲気下で75℃まで昇温した。反応容器内温度を75℃に保ちながら、フェノキシエチルアクリレート180.0g、メチルメタクリレート162.0g、アクリル酸18.0g、メチルエチルケトン72g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)1.44gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、「V−601」0.72g、メチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌後、さらに「V−601」0.72g、イソプロパノール36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した後、85℃に昇温して、さらに2時間攪拌を続けた。得られた共重合体の重量平均分子量(Mw)は64000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))、酸価は38.9(mgKOH/g)であった。
次に、重合溶液668.3gを秤量し、イソプロパノール388.3g、1mol/L NaOH水溶液145.7mlを加え、反応容器内温度を80℃に昇温した。次に蒸留水720.1gを20ml/minの速度で滴下し、水分散化せしめた。その後、大気圧下にて反応容器内温度80℃で2時間、85℃で2時間、90℃で2時間保った後、反応容器内を減圧にし、イソプロパノール、メチルエチルケトン、蒸留水を合計で913.7g留去し、固形分濃度28.0%の自己分散ポリマー微粒子(P−2)の水分散物(エマルション)を得た。なお、下記に示した化合物例(P−2)の各構成単位の数字は質量比を表す。
シアン顔料(ピグメントブルー15:3) :3%
ポリマー分散剤P−1 :1.5%
自己分散ポリマー粒子P−2 :6%
POP(3)グリセリルエーテル :25%
(水溶性有機溶剤、GP−250、三洋化成工業(株)製)
PVA205 :0.3%
(水溶性高分子増粘剤、ポリビニルアルコール、(株)クラレ製)
オルフィンE1010(日信化学製、界面活性剤) :1%
イオン交換水 :63.2%
実施例1において、水溶性高分子増粘剤としてPVA205を0.3%用いる代わりに、下記表1に示した水溶性高分子増粘剤の種類と含有率に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク2〜インク6(インクジェット記録液)を作製した。
実施例1において、水溶性有機溶剤としてPOP(3)グリセリルエーテルを25%用いる代わりに、下記表1に示した水溶性有機溶剤の種類と含有率に変更し、水溶性高分子増粘剤としてPVA205を0.3%用いる代わりに、下記表1に示した水溶性高分子増粘剤の種類と含有率に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク7〜インク19(インクジェット記録液)を作製した。
実施例5において、水溶性有機溶剤の含有率を下記表1に示すように変更した以外は実施例5と同様にして、インク20(インクジェット記録液)を作製した。
実施例5において、水溶性有機溶剤の種類を下記表1に示すように変更した以外は実施例5と同様にして、インク21(インクジェット記録液)を作製した。
実施例7において、水溶性高分子増粘剤を添加しなかった以外は実施例7と同様にして、インク22(インクジェット記録液)を作製した。
実施例9において、水溶性有機溶剤の含有率を下記表1に示すように変更した以外は実施例9と同様にして、インク23(インクジェット記録液)を作製した。
[カール性]
上記で作製したインクジェット記録液(インク1〜インク23)について、下記のようにしてカール性を評価した。
<インクジェット記録装置>
インクジェット記録装置として、富士フイルムダイマティックス社製のダイマティクス・マテリアル・プリンター DMP−2831(カートリッジは10pl吐出用(DMC−11610)を外部から液供給出来るように改造したもの)を用いた。
被記録媒体としては特菱アート両面N(84.9g/m2品)(三菱製紙(株)製)に対し、下記の無色インク組成物(プリント性を向上させる液体組成物)を5g/m2となるように塗布バーで塗布し、60℃、15m/sで1分間乾燥したものを用いた。
無色インク組成物は、以下の材料を混合して調製した。
(無色インク組成物)
・クエン酸 ・・・15g
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1g
・イオン交換水 ・・・84g
インク塗設量が5g/m2となる量でベタ印画した後に乾燥した被記録媒体を、カール方向が50mmとなるように5×50mmに裁断してサンプルを作製した。その後、温度25℃、湿度50%の条件下に放置し、下記のようにしてサンプルの曲率Cを測定した。下記評価基準に従ってカール性を評価した結果を表1に示す。
インクジェット記録液を塗設した後のサンプルの曲率Cを、25℃、相対湿度50%の環境下で測定した。尚、カール値は、カールを半径Rの円の弧とみなして下記式1のように表わされる。
C=1/R(m) (式1)
AA:塗布して10分後のサンプルの曲率Cが20を超えなかった。
A:塗布して1日後のサンプルの曲率Cが20を超えなかった。
B:塗布して7日後のサンプルの曲率Cが20を超えなかった。
C:塗布して7日後のサンプルの曲率Cが20を超えていた。
上記で作製したインクジェット記録液(インク1〜インク23)を、25℃に温度調整した。振動式粘度計(BROOKFIELD社製、DV−II+VISCOMETER)を用いて、25℃、相対湿度50%の環境下で、インクを原液のまま25℃でコーンプレート(φ35mm)を用いて測定し、トルクが20〜90%の範囲で、且つ回転数が0.5〜100rpmの範囲のデータの平均値を測定値とした。調製直後の測定値をインク粘度1とした。
次いで、インクジェット記録液(インク1〜インク23)の一部をガラス製サンプルビンに採取し、密栓した状態で60℃の環境下で2週間放置した後、上記と同様の方法で保存後のインク粘度2を測定した。また、同時にインク液の状態を目視観察した。
上記測定した保存前後でのインク粘度の変動率{100−(インク粘度2/インク粘度1)×100}を算出した。さらに保存後の目視観察結果と併せて、下記の評価基準に従ってインク保存性の評価を行った。結果を表1に示した。
AA:インク粘度の変動率が±15%未満で、かつインクの変化は認められなかった。
A:インク粘度の変動率が±15%以上±30%未満で、かつインク液の変化は認められなかった。
B:インク粘度の変動率が±30%以上、±50%未満で、かつインク液の変化は認められなかった。
C:インク粘度の変動率が±50%以上、またはインク液の分離やゲル状化が観察された。
上記で調製したインクジェット記録液(インク1〜インク23)について、上記[カール性]評価で用いたインクジェット記録装置と被記録媒体を用い、以下のようにしてインクの画像変形性を評価した。
5cm×5cmサイズでベタ印画(インク塗設量が10g/m2となる量)したサンプルを乾燥後、90℃10秒間定着加熱した。下記の評価基準で画像ムラの合否を判定し、画像変形性の評価とした。結果を表1に示した。
−評価基準−
AA:乾燥、定着後でも目視によりムラが観測されなかった。
A:乾燥後は目視によりムラが観測されなかったが、定着後はムラが観測された。
B:乾燥前は目視によりムラが観測されなかったが、乾燥後はムラが確認された。
C:乾燥前、定着前でも目視によりムラが観測された。
上記で調製したインクジェット記録液(インク1〜インク23)について、以下のようにしてインクの吐出安定性を評価した。尚、評価項目(i)、(ii)、(iii)における評価環境は25℃、相対湿度50%であった。
評価装置として、ダイマティクス・マテリアル・カートリッジ DMC−11610(10pl)(富士フイルムディマティッス社製)を搭載したダイマティクス・マテリアル・プリンター DMP−2831(富士フイルムディマティッス社製)を用い、以下の(i)〜(iii)の評価項目について評価し、その結果を下記評価基準で評価した。結果を表1に示す。
尚、インクカートリッジは充填液体容量が100mlになるように改造した。また、記録媒体として、上記と同様に5×50mmに裁断したサンプル(特菱アート両面N(三菱製紙(株)製、84.9g/m2)を使用した。
(i)画像ムラが見られないものを良好であるとした。
(ii)1分間連続吐出後、30分間アンキャップで放置した後に、再吐出した際の吐出率が90%以上(不吐出率が10%未満)を良好であるとした。
(iii)60分間連続吐出後の吐出率が90%以上(不吐出率が10%未満)を良好であるとした。
AA:(i)〜(iii)の全てが満たされていた。
A:(i)、(ii)の2項目が満たされていた。
B:(i)のみが満たされていた。
C:(i)〜(iii)の全てが満たされなかった。
Claims (5)
- 水と、
色材と、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレングリコール、およびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーからなる群から選択される少なくとも1種を含む水溶性高分子増粘剤と、
全水溶性有機溶剤に対する含有率が70質量%以上であってSP値が27.5以下の水溶性有機溶剤と、
芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を25質量%〜70質量%含む自己分散ポリマー粒子と、
を含有し、
全水溶性有機溶剤の含有率が30質量%以下であり、前記水溶性高分子増粘剤の含有率が0.01質量%〜5質量%であるインクジェット記録液。 - 前記全水溶性有機溶剤の含有率が5〜25質量%である請求項1に記載のインクジェット記録液。
- 前記色材は、転相乳化法によって分散された顔料である請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録液。
- 多価金属塩、有機酸、及びポリアリルアミンを含有する液体組成物と、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録液と、
を含むインクジェット記録用インクセット。 - 多価金属塩、有機酸、及びポリアリルアミンを含有する液体組成物を記録媒体に付与する工程と、
前記液体組成物が付与された記録媒体に、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録液を付与する工程と、
をこの順に含むインクジェット記録方法。
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