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JP2010047721A - インクジェット記録用インク - Google Patents

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JP2010047721A
JP2010047721A JP2008214928A JP2008214928A JP2010047721A JP 2010047721 A JP2010047721 A JP 2010047721A JP 2008214928 A JP2008214928 A JP 2008214928A JP 2008214928 A JP2008214928 A JP 2008214928A JP 2010047721 A JP2010047721 A JP 2010047721A
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acrylate
meth
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JP2008214928A
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Masahiro Yatake
正弘 矢竹
Yasuhiro Oki
康弘 黄木
Makoto Nagase
真 長瀬
Motoki Masuda
基城 増田
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】本発明は、発色性、安定性および定着性に優れ、特にテキスタイル用インクジェット記録用インクとして優れるインクジェット記録用を提供する。
【解決手段】顔料を水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下の分散体と、ガラス転位温度が−10℃以下であり、酸価が100mgKOH/g以下であり、且つその構成成分としてアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートと、5重量%以上25重量%以下のスチレンとを含んでなる高分子微粒子とを含んでなることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【選択図】なし

Description

本発明は、発色性、安定性および定着性に優れ、特にテキスタイル用インクジェット記録用インクとして優れるインクジェット記録用インクに関する。
インクジェット記録に用いられるインクは、被記録体である紙への印字において、にじみがないこと、乾燥性がよいこと、様々な被記録体表面に均一に印字できること、カラー印字等の多色系の印字において隣り合った色が混じり合わないことなどの特性が要求されている。
従来のインクにおいて、特に顔料を用いたインクの多くは、主に浸透性を抑えることで、紙表面に対するインクのぬれを抑え、紙表面近くにインク滴をとどめることで印字品質を確保する検討がなされ、実用化されている。しかしながら、紙に対するぬれを抑えるインクでは、紙種の違いによるにじみの差が大きく、特に様々な紙の成分が混じっている再生紙では、その各成分に対するインクのぬれ特性の差に起因するにじみが発生する。また、このようなインクでは、印字の乾燥に時間がかかり、カラー印字等の多色系の印字において隣り合った色が混色してしまうという課題を有し、更に、顔料を用いたインクでは、顔料が紙等の表面に残るため、耐擦性が悪くなるという課題もあった。
このような課題を解決するため、インクの紙への浸透性を向上させることが試みられており、ジエチレングリコールモノブチルエーテルの添加(特許文献1参照)、アセチレングリコール系の界面活性剤であるサーフィノール465(日信化学製)の添加(特許文献2参照)、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルとサーフィノール465の両方を添加すること(特許文献3参照)などが検討されている。また、ジエチレングリコールのエーテル類をインクに用いることなどが検討されている(特許文献4参照)。
また、顔料を用いたインクでは、顔料の分散安定性を確保しながらインクの浸透性を向上することが一般に難しく、浸透剤の選択の幅が狭いため、従来グリコールエーテルと顔料との組み合わせとして、顔料にトリエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた例(特許文献5参照)や、エチレングリコール、ジエチレングリコールあるいはトリエチレングリコールのエーテル類を用いた例(特許文献6参照)などがある。
さらに、テキスタイル用としては、例えば染料を用いたもの(特許文献7参照)や、結着剤に関するもの(特許文献8参照)などがある。
米国特許第5156675号明細書 米国特許第5183502号明細書 米国特許第5196056号明細書 米国特許第2083372号明細書 特開昭56−147861号公報 特開平9−111165号公報 特開平2007−515561号公報 特開平2007−126635号公報
しかしながら、従来の水性インクは、印字品質が不十分であり、特にテキスタイル用インクジェット記録用インクとしては定着性が不十分であり、色濃度や発色性も不十分だった。また、従来の顔料分散体は、不安定であり、界面活性剤やグリコールエーテル等の親水部と疎水部を有する物質が存在すると、顔料から分散ポリマーの吸脱着が起こりやすくなり、インクの保存安定性が劣るという課題があった。通常の水性インクは、紙に対するにじみを低減させるため、界面活性剤やグリコールエーテル等の親水部と疎水部を有する物質が必要である。これらの物質を用いないインクでは、紙に対する浸透性が不十分となり、均一な印字を行なうためには紙種が制限され、印字画像の低下を引き起こしやすくなるという課題があった。
さらに、従来の分散体に本発明で用いるような添加剤(アセチレングリコール系やアセチレンアルコール系の界面活性剤、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテル、(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテル若しくは1,2−アルキレングリコールまたはこれらの混合物)を用いると、長期の保存安定性が得られず、インクの再溶解性が悪いためインクが乾燥してインクジェットヘッドのノズルの先等で詰まり易くなるという課題を有していた。
そこで本発明は、このような課題を解決するもので、その目的とするところは、発色性、安定性および定着性に優れ、特にテキスタイル用インクジェット記録用インクとして優れ、また、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れるインクジェット記録用インクを提供することにある。
本発明のインクジェット用インクは、顔料を水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下の分散体と、ガラス転位温度が−10℃以下であり、酸価が100mgKOH/g以下であり、且つその構成成分としてアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートと、5重量%以上25重量%以下のスチレンとを含んでなる高分子微粒子とを含んでなることを特徴とする。
本発明は、発色性、安定性および定着性に優れ、特にテキスタイル用インクジェット記録用インクとして優れることなどの特性が要求されていることに鑑み、鋭意検討した結果によるものである。
本発明のインクジェット記録用インクは、顔料を水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下の分散体と、ガラス転位温度が−10℃以下であり、酸価が100mgKOH/g以下であり、且つその構成成分としてアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートと、5重量%以上25重量%以下のスチレンとを含んでなる高分子微粒子とを含んでなることを特徴とする。
上記顔料分散体および高分子微粒子の平均粒径は光散乱法で測定する。本発明のインクが含んでなる顔料分散体の平均粒径は、50nm以上300nm以下であることを特徴とする。光散乱法による顔料分散体の平均粒径が50nm未満では発色性が低下する。また、顔料分散体の平均粒径が300nmを超えると定着性が低下する。より好ましくは70nm〜230nm、さらに好ましくは80nm〜130nmである。
また、本発明のインクが含んでなる高分子微粒子の粒径は、50nm以上500nm以下が好ましく、より好ましくは60nm以上300nm以下である。高分子微粒子の粒径が50nm未満では定着性が低下し、500nmを超えるとインクジェットヘッドからの吐出が不安定になりやすい。
本発明のインクが含んでなる高分子微粒子のガラス転位温度は、−10℃以下である。−10℃以下であることにより、特にテキスタイル用インクとしての顔料の定着性が向上する。−10℃を超えると顔料の定着性が徐々に低下してくる。より好ましくは−15℃以下であり、さらに好ましくは−20℃以下である。
また、高分子微粒子の酸価は、100mgKOH/g以下である。酸価が100mgKOH/gを超えると、テキスタイル用として布に印捺した場合の洗濯堅牢性が低下する。より好ましくは50mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは30mgKOH/g以下である。
また、高分子微粒子の分子量は10万以上が好ましく、さらに好ましくは20万以上である。10万未満ではテキスタイル用として布に印捺した場合の洗濯堅牢性が低下する。
本発明のインクが含んでなる高分子微粒子の構成成分であるアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートは、炭素数1〜24のアルキル(メタ)アクリレートおよび/または炭素数3〜24の環状アルキル(メタ)アクリレートであることが好ましく、また当該高分子微粒子の構成成分の70重量%以上であることが好ましい。高分子微粒子の構成成分の70重量%以上であることによって、テキスタイル用インクジェットインクとしての洗濯堅牢性および吐出安定性が向上する。アルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素数が1〜24のアルキル(メタ)アクリレートおよび/または炭素数が3〜24の環状アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、その例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、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、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ(メタ)アクリレートおよびベヘニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
また、本発明のインクが含んでなる高分子微粒子の構成成分であるウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートは、分子中に(メタ)アクリレート基およびウレタン基、または(メタ)アクリレート基およびエポキシ基を有するものである。これらは市販されているものも多く、ウレタンアクリレートとしては大阪有機化学工業のUV−4108F、UV−4117F、ダイセルサイテックのEBECRYLシリーズ、エポキシ(メタ)アクリレートとしては日本油脂のブレンマーG、ブレンマーGH、ブレンマーGH−LCなどがある。上記の市販されているものの多くは紫外線硬化樹脂用で2官能以上のものが多いが、ヒドロキシ基を有する(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、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1、4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等)と単官能イソシアネートの付加反応によって作製される単官能ウレタン(メタ)アクリレートやアクリル酸エステルとモノグリシジルエーテルとのエステル交換反応によるグリシドキシ(メタ)アクリレートのような単官能エポキシ(メタ)アクリレートを用いてもよい。その例として日本化成株式会社の4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルなどが挙げられる。さらに、エポキシ(メタ)アクリレートはエポキシ基が開環してヒドロキシ基になっているものを用いてもよい。
また、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートは当該高分子微粒子の構成成分の5重量%以上20重量%以下であることが好ましい。5重量%未満では定着性の向上効果が低く、20重量%を越えるとインクの吐出安定性が低下する。より好ましくは7重量%以上15重量%以下である。
また、アルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートとの合計量は、当該高分子微粒子の構成成分の70重量%以上98重量%以下であることが好ましい。70重量%未満では定着性が低く、98重量%を越えると分散体を作成しづらくなる。より好ましくは75重量%以上96重量%以下である。
また、本発明のインクは、前記分散体として、分散剤なしに水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下の自己分散カーボンブラックを含むことが好ましい。この自己分散カーボンブラックを用いることで、印刷物の発色性が向上する。分散剤なしに水に分散可能とする方法は、カーボンブラックの表面をオゾンや次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化する方法などがある。
また、本発明のインクは、前記分散体として、有機顔料をポリマーを用いて水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下のものであり、当該ポリマーのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるスチレン換算重量平均分子量が10000以上200000以下であるものを含むことが好ましい。これにより、特にテキスタイル用インクとしての顔料の定着性が向上し、顔料インクの保存安定性も向上する。また、分散剤とは別に、分散を安定させるために、分散安定剤として水分散性または水溶解性のポリマーや界面活性剤を添加してもよい。また、上記ポリマーは、その構成成分として少なくとも70%以上が(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリル酸の共重合によるポリマーであることが好ましい。
また、本発明のインクが含んでなる高分子微粒子は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるスチレン換算重量平均分子量が100000以上1000000以下であることが好ましい。スチレン換算重量平均分子量が100000以上1000000以下であることで、特にテキスタイル用インクとしての顔料の定着性が向上する。
また、本発明のインクは、1、2−アルキレングリコールを用いることが好ましい。1、2−アルキレングリコールを用いることでにじみが低減し、印刷品質が向上する。1、2−アルキレングリコールの例としては、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−ペンタンジオールのように、炭素数5または6の1、2−アルキレングリコールが好ましい。中でも、炭素数6の1、2−ヘキサンジオールおよび/または4−メチル−1、2−ペンタンジオールが好ましい。また、1、2−アルキレングリコールの添加量は、0.3重量%〜30重量%が好ましく、より好ましくは0.5重量%〜10重量%である。
また、本発明のインクは、グリコールエーテルを含んでいてもよい。グリコールエーテルとしては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリ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およびジプロピレングリコールモノブチルエーテルから選択される一種または二種以上を用いることができる。また、グリコールエーテルの添加量は、0.1重量%〜20重量%が好ましく、より好ましくは0.5重量%〜10重量%である。
また、本発明のインクは、アセチレングリコール系界面活性剤および/またはアセチレンアルコール系界面活性剤を含んでなることが好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤および/またはアセチレンアルコール系界面活性剤を用いることで、さらににじみが低減し、印刷品質が向上する。また、これらの添加により、印字の乾燥性が向上し、高速印刷が可能となる。
アセチレングリコール系界面活性剤および/またはアセチレンアルコール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−ジオールおよび2、4、7、9−テトラメチル−5−デシン−4、7−ジオールのアルキレンオキシド付加物、2、4−ジメチル−5−デシン−4−オールおよび2、4−ジメチル−5−デシン−4−オールのアルキレンオキシド付加物から選ばれた1種以上が好ましい。これらは、エアプロダクツ(英国)社のオルフィン104シリーズ、オルフィンE1010などのEシリーズ、日信化学製サーフィノール465あるいはサーフィノール61などとして入手可能である。
また、本発明においては、上記1、2−アルキレングリコールと、上記アセチレングリコール系界面活性剤および/またはアセチレンアルコール系界面活性剤と、上記グリコールエーテルとからなる群から選択される一種または二種以上を用いることでよりにじみが低減する。
また、本発明のインクは、前記高分子微粒子の含有量(重量%)が、前記顔料の含有量(重量%)より多いことが好ましい。顔料より重量単位で多くの高分子微粒子を添加することにより、特にテキスタイル用インクとしての顔料の定着性が向上する。さらに、テキスタイル用としては、布に印刷した後に、水または界面活性剤入りの水で洗浄する工程を入れることで、インク中の水溶性成分を洗い流すことで、高分子微粒子の布への定着が強固になり、耐擦性をさらに向上させることができる。
本発明のインクが含んでなる分散体が含有する顔料としては、黒色インク用として、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類が好ましいが、銅酸化物、鉄酸化物(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料を用いることもできる。
また、カラーインク用としては、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG)、3、12(ジスアゾイエローAAA)、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83(ジスアゾイエローHR)、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、153、155、180、185、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22(ブリリアントファーストスカーレット)、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ba))、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3(パーマネントレッド2B(Sr))、48:4(パーマネントレッド2B(Mn))、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(ローダミン6Gレーキ)、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、202、206、209、219、254、C.I.ピグメントバイオレット19、23、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等が使用できる。
また、上記顔料は、分散機を用いて分散するが、分散機としては市販の種々の分散機を用いることができる。好ましくは、コンタミが少ないという観点から、非メディア分散がよい。その具体例としては、湿式ジェットミル(ジーナス社)、ナノマーザー(ナノマーザー社)、ホモジナイザー(ゴーリン社)、アルティマイザー(スギノマシン社)およびマイクロフルイダイザー(マイクロフルイディクス社)などが挙げられる。
本発明のインクが含んでなる顔料の添加量は、0.5重量%〜30重量%が好ましく、1.0重量%〜15重量%がより好ましい。0.5重量%以下の添加量では、印字濃度が確保できなくなり、また30重量%以上の添加量では、インクの粘度増加や粘度特性に構造粘性が生じ、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が悪くなる傾向になる。
また、本発明のインクは、その放置安定性の確保、インクジェットヘッドからの安定吐出のため、目詰まり改善のためあるいはインクの劣化防止のためなどの目的で保湿剤、溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、pH調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート等種々の添加剤を添加することもできる。
また、本発明のインクは、ピエゾ素子のような、加熱が起こらない電歪素子を用いた方法により吐出されることが好ましい。サーマルヘッドのような加熱が起こる場合は、添加している高分子微粒子や、顔料の分散などに用いるポリマーが変質して吐出が不安定になりやすい。特に、テキスタイル用のインクジェットインクのように大量のインクを長時間に亘って吐出させる場合は、加熱が起こるヘッドは好ましくない。
以下、本発明を実施例等により、さらに具体的に説明する。なお、本発明はかかる実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
(1)顔料分散体1の製造
顔料分散体1はカーボンブラック(ピグメントブラック7)である米国キャボット社製モナーク880を用いた。特開平8−3498号公報と同様な方法でカーボンブラックの表面を酸化させて水に分散可能にし、分散体1とした。マイクロトラック粒度分布測定装置UPA250(日機装製)を用いて粒径を測定したところ110nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
反応容器に滴下装置、温度計、水冷式還流コンデンサー、攪拌機を備え、イオン交換水100部を入れ、攪拌しながら窒素雰囲気70℃で、重合開始剤の過流酸カリを0.2部を添加しておき、イオン交換水7部にラウリル硫酸ナトリウムを0.05部、グリシドキシメタクリレート4部、エチルアクリレート11部、ブチルアクリレート15部、テトラヒドロフルフリルアクリレート6部、ブチルメタクリレート5部およびt−ドデシルメルカプタン0.02部を入れたモノマー溶液を、70℃に滴下して反応させて1次物質を作製する。その1次物質に、過流酸アンモニウム10%溶液2部を添加して攪拌し、さらにイオン交換水30部、ラウリル硫酸カリ0.2部、エチルアクリレート30部、2−エチル−ヘキシルアクリレート15部、スチレン10部、ブチルアクリレート6部、アクリル酸5部、t−ドデシルメルカプタン0.5部よりなる反応液を70℃で攪拌しながら添加して重合反応させた後、水酸化ナトリウムで中和しpH8〜8.5にして0.3μmのフィルターでろ過した高分子微粒子水分散液を作製してエマルジョンA(EM−A)とした。この高分子微粒子水分散液の一部を取り乾燥させた後、示差操作型熱量計(セイコー電子製EXSTAR6000DSC)によりガラス転位温度を測定したところ−13℃であった。株式会社日立製作所製L7100システムのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、溶剤をTHFとして測定したときのスチレン換算分子量は150000であった。また、滴定法による酸価は20mgKOH/gであった。このエマルジョンAの固形分中のスチレンの割合は9.3%であり、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートであるグリシドキシメタクリレートの含有量は3.7%であり、それを除くアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートの含有量は、82.2%である。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表2に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって作製した。尚、本発明の実施例および比較例中の残量の水にはインクの腐食防止のためトップサイド240(パーマケムアジア社製)を0.05%、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを0.02%、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにEDTA(エチレンジアミン四酢酸)・2Na塩を0.04%それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例1のインクを用い、インクジェットプリンターとしてセイコーエプソン株式会社製PX−V600を用いて、綿布にベタ印字したサンプルを作成し、150℃で5分間加熱処理する。そのサンプルをテスター産業株式会社の学振式摩擦堅牢性試験機AB−301Sを用いて荷重200gで100回擦る摩擦堅牢性を行なった。インクのはがれ具合を確認する日本工業規格(JIS)JIS L0849によって、乾燥と湿潤の2水準で評価した。また、同様にドライクリーニング試験をJIS L0860のB法によって評価した。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表1に示す。
(5)吐出安定性の測定
インクジェットプリンターとしてセイコーエプソン株式会社製PX−V600を用いて、35℃35%雰囲気で富士ゼロックス社製XeroxP紙A4判にマイクロソフトワードで文字サイズ11の標準、MSPゴシックで4000字/ページの割合で100ページ印刷して評価した。全く印字乱れがないものをAA、1箇所印字乱れがあるものをA、2箇所〜3箇所印字乱れがあるものをB、4箇所〜5箇所印字乱れがあるものをC、6箇所以上印字乱れがあるものをDとして結果を表1に示す。
(実施例2)
(1)顔料分散体2の製造
まず、顔料分散体2はピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン顔料:クラリアント製)を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、ベンジルアクリレート75部、アクリル酸2部、t−ドデシルメルカプタン0.3部を入れて70℃に加熱し、別に用意したベンジルアクリレート150部、アクリル酸15部、ブチルアクリレート5部、t−ドデシルメルカプタン1部、メチルエチルケトン20部および過硫酸ナトリウム1部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40%濃度の分散ポリマー溶液を作製した。このポリマーの一部を取り乾燥させた後、示差操作型熱量計(セイコー電子製EXSTAR6000DSC)によりガラス転位温度を測定したところ40℃であった。
また、上記分散ポリマー溶液40部とピグメントブルー15:4を30部、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液100部、メチルエチルケトン30部を混合した。その後超高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン製アルティマイザーHJP−25005)を用いて200MPaで15パスして分散した。その後、別の容器に移してイオン交換水を300部添加して、さらに1時間攪拌した。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムで中和してpH9に調整した。その後、0.3μmのメンブレンフィルターでろ過しイオン交換水で調整して顔料濃度が15%である顔料分散体2とした。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ80nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
反応容器に滴下装置、温度計、水冷式還流コンデンサー、攪拌機を備え、イオン交換水100部を入れ、攪拌しながら窒素雰囲気70℃で、重合開始剤の過流酸カリを0.2部を添加しておき、イオン交換水7部にラウリル硫酸ナトリウムを0.05部、ウレタンアクリレートとして大阪有機化学工業株式会社のビスコタックUV−4108を9部、ブチルアクリレート15部、テトラヒドロフルフリルアクリレート6部、ブチルメタクリレート5部およびt−ドデシルメルカプタン0.02部を入れたモノマー溶液を、70℃に滴下して反応させて1次物質を作製する。その1次物質に、過流酸アンモニウム10%溶液2部を添加して攪拌し、さらにイオン交換水30部、ラウリル硫酸カリ0.2部、エチルアクリレート30部、2−エチル−ヘキシルアクリレート15部、スチレン10部、ブチルアクリレート16部、アクリル酸5部、t−ドデシルメルカプタン0.5部よりなる反応液を70℃で攪拌しながら添加して重合反応させた後、水酸化ナトリウムで中和しpH8〜8.5にして0.3μmのフィルターでろ過した高分子微粒子水分散液を作成してエマルジョンB(EM−B)とした。この高分子微粒子水分散液の一部を取り乾燥させた後、示差操作型熱量計(セイコー電子製EXSTAR6000DSC)によりガラス転位温度を測定したところ−15℃であった。実施例1と同様に分子量を測定したところ200000であった。また、滴定法による酸価は20mgKOH/gであった。このエマルジョンBの固形分中のスチレンの割合は9.0%であり、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートであるビスコタックUV−4108の含有量は8.1%であり、それを除くアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートの含有量は、78.4%である。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表2に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作製した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例2のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表1に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例2のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表1に示す。
(実施例3)
(1)顔料分散体3の製造
まず、顔料分散体3はピグメントバイオレット19(キナクリドン顔料:クラリアント製)を用いて顔料分散体2と同様に作製し、顔料分散体3とした。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ90nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
実施例2と同じ高分子微粒子を用いた。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表2に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作製して評価した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例3のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表1に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例3のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表1に示す。
(実施例4)
(1)顔料分散体4の製造
まず、顔料分散体3はピグメントイエロー14(アゾ系顔料:クラリアント製)を用いて顔料分散体2と同様に作製し、顔料分散体4とした。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ115nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
実施例2と同じ高分子微粒子を用いた。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表2に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作成して評価した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例4のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表1に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例4のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表1に示す。
(比較例1)
比較例1は、実施例1においてエチルアクリレートの全量(45部)をベンジルメタクリレート45部に変更する以外は同様にして、ガラス転移温度が3℃の高分子微粒子を用いた以外は実施例1と同様にインクを作製して評価した。この高分子微粒子を用いて作製したエマルジョンをエマルジョンC(EM−C)とした。インク組成を表2に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例1と同様に行なった。結果を表1に示す。
(比較例2)
比較例2は、実施例2においてエチルアクリレート全量(49部)をベンジルメタクリレートに代え、ブチルアクリレートの10部をベンジルメタクリレート10部に変更する以外は同様にしてガラス転移温度が14℃の高分子微粒子を用いた以外は実施例2と同様にインクを作製して評価した。この高分子微粒子を用いて作製したエマルジョンをエマルジョンD(EM−D)とした。インク組成を表2に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例1と同様に行なった。結果を表1に示す。
(比較例3)
比較例3は、実施例3おいて、顔料の粒径が350nmおよび45nmの分散体を作成した以外は実施例3と同様にインクを作製して評価した。実施例1と同じ方法で粒径を測定した。粒径が350nmの分散体を顔料分散体3A、粒径が45nmの分散体を顔料分散体3Bとした。インク組成を表2に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例1と同様に行なった。結果を表3に示す。
(比較例4)
比較例4は、実施例4において、添加する高分子微粒子の酸価を120mgKOH/gおよび150mgKOH/gにした以外は実施例4と同様にインクを作製して評価した。酸価を120mgKOH/gにした高分子微粒子を用いて作製したエマルジョンをエマルジョンE(EM−E)とし、酸価を120mgKOH/g高分子微粒子を用いて作製したエマルジョンをエマルジョンF(EM−F)とした。インク組成を表2に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例1と同様に行なった。結果を表3に示す。
(比較例5)
比較例5は、実施例2において、エチルアクリレートの14部およびブチルアクリレートの6部をスチレン20部に代え、ブチルメタクリレートの5部およびブチルアクリレートの25部を2−エチル−ヘキシルアクリレート30部に代えて、ガラス転位温度が−15℃になるように添加量を調整して作製した以外は実施例2と同様にしてインクを作製して評価した。この高分子微粒子を用いて作製したエマルジョンをエマルジョンG(EM−G)とした。インク組成を表2に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例1と同様に行なった。結果を表1に示す。このエマルジョンGの固形分中のスチレンの割合は27.0%であり、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートであるビスコタックUV−4108の含有量は8.1%であり、それを除くアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートの含有量は、60.0%である。
(比較例6)
比較例6は、実施例2において、スチレン10部をスチレン5部、メチルメタクリレート5部に代え、ブチルアクリレートの6部もエチルアクリレート6部に代え、ガラス転位温度が−15℃になるように添加量を調整して作製した以外は実施例2と同様にしてインクを作製して評価した。この高分子微粒子を用いて作製したエマルジョンをエマルジョンH(EM−H)とした。インク組成を表2に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例1と同様に行なった。結果を表1に示す。このエマルジョンHの固形分中のスチレンの割合は4.5%であり、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートであるビスコタックUV−4108の含有量は8.1%であり、それを除くアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートの含有量は、82.8%である。
Figure 2010047721
Figure 2010047721
(実施例5)
(1)顔料分散体5の製造
顔料分散体5はカーボンブラック(PBk7)である三菱化学工業株式会社製MA100を用いた。特開平8−3498号公報と同様な方法でカーボンブラックの表面を酸化させて水に分散可能にし、分散体1とした。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ120nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
反応容器に滴下装置、温度計、水冷式還流コンデンサー、攪拌機を備え、イオン交換水100部を入れ、攪拌しながら窒素雰囲気70℃で、重合開始剤の過流酸カリを0.3部を添加しておき、イオン交換水7部にラウリル硫酸ナトリウムを0.05部、グリシドキシメタクリレート3部、ウレタンアクリレートとして大阪有機化学工業株式会社のビスコタックUV−4108を3部、エチルアクリレート14部、ブチルアクリレート15部、ラウリルアクリレート6部、ブチルメタクリレート5部およびt−ドデシルメルカプタン0.02部を入れたモノマー溶液を、70℃に滴下して反応させて1次物質を作製する。その1次物質に、過流酸アンモニウム10%溶液2部を添加して攪拌し、さらにイオン交換水30部、ラウリル硫酸カリ0.2部、エチルアクリレート30部、2−エチル−ヘキシルアクリレート15部、スチレン10部、ラウリルアクリレート16部、アクリル酸5部、t−ドデシルメルカプタン0.5部よりなる反応液を70℃で攪拌しながら添加して重合反応させた後、水酸化ナトリウムで中和しpH8〜8.5にして0.3μmのフィルターでろ過した高分子微粒子水分散液を作成してエマルジョンI(EM−I)とした。この高分子微粒子水分散液の一部を取り乾燥させた後、示差操作型熱量計(セイコー電子製EXSTAR6000DSC)によりガラス転位温度を測定したところ−17℃であった。実施例1と同じ方法で分子量を測定したところ180000であった。また、滴定法による酸価は18mgKOH/gであった。このエマルジョンIの固形分中のスチレンの割合は8.2%であり、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートであるグリシドキシメタクリレートおよびビスコタックUV−4108の含有量は4.9%であり、それを除くアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートの含有量は、82.8%である。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表4に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作成した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作製して評価した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例5のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表3に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例5のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表3に示す。
(実施例6)
(1)顔料分散体2の製造
まず、顔料分散体2はピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン顔料:クラリアント製)を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン45部、ポリエチレングリコール400アクリレート30部、ベンジルアクリレート10部、アクリル酸2部、t−ドデシルメルカプタン0.3部を入れて70℃に加熱し、別に用意したスチレン150部、ポリエチレングリコール400アクリレート100部、アクリル酸15部、ブチルアクリレート5部、t−ドデシルメルカプタン1部および過硫酸ナトリウム5部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器に水を添加して40%濃度の分散ポリマー溶液を作成した。このポリマーの一部を取り乾燥させた後、示差操作型熱量計(セイコー電子製EXSTAR6000DSC)によりガラス転位温度を測定したところ45℃であった。
また、上記分散ポリマー溶液40部とカーボンブラックであるMA100を30部、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液100部を混合し、ジルコニアビーズを用いたアイガーミルを用いて2時間かけて分散する。その後、別の容器に移してイオン交換水を300部添加して、さらに1時間攪拌する。そして、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムで中和してpH9に調整する。その後、0.3μmのメンブレンフィルターでろ過し、固形分(分散ポリマーとカーボンブラック)が20%である分散体5とした。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ100nmであった。実施例1と同じ方法で分子量を測定したところ210000であった。
(2)高分子微粒子の作製
反応容器に滴下装置、温度計、水冷式還流コンデンサー、攪拌機を備え、イオン交換水100部を入れ、攪拌しながら窒素雰囲気70℃で、重合開始剤の過流酸カリを0.3部を添加しておき、イオン交換水7部にラウリル硫酸ナトリウムを0.05部、ウレタンアクリレートとして大阪有機化学工業株式会社のビスコタックUV−4108を10部、ブチルアクリレート25部、ラウリルアクリレート6部、ブチルメタクリレート5部およびt−ドデシルメルカプタン0.02部を入れたモノマー溶液を、70℃に滴下して反応させて1次物質を作製する。その1次物質に、過流酸アンモニウム10%溶液2部を添加して攪拌し、さらにイオン交換水30部、ラウリル硫酸カリ0.2部、エチルアクリレート20部、2−エチル−ヘキシルアクリレート15部、スチレン10部、ラウリルアクリレート15部、アクリル酸5部、t−ドデシルメルカプタン0.5部よりなる反応液を70℃で攪拌しながら添加して重合反応させた後、水酸化ナトリウムで中和しpH8〜8.5にして0.3μmのフィルターでろ過した高分子微粒子水分散液を作成してエマルジョンJ(EM−J)とした。この高分子微粒子水分散液の一部を取り乾燥させた後、示差操作型熱量計(セイコー電子製EXSTAR6000DSC)によりガラス転位温度を測定したところ−19℃であった。また、滴定法による酸価は18mgKOH/gであった。このエマルジョンJの固形分中のスチレンの割合は9.0%であり、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートであるビスコタックUV−4108の含有量は9.4%であり、それを除くアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートの含有量は、85.8%である。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表4に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作製して評価した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例6のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表3に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例6のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表3に示す。
(実施例7)
(1)顔料分散体7の製造
まず、顔料分散体7はピグメントレッド122(ジメチルキナクリドン顔料:クラリアント製)を用いて顔料分散体2と同様に作製した。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ80nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
実施例6と同じ高分子微粒子を用いた。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表4に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表2に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作製して評価した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例7のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表1に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例7のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表1に示す。
(実施例8)
(1)顔料分散体8の製造
まず、顔料分散体8はピグメントイエロー180(ベンズイミダゾロン系ジスアゾ顔料:クラリアント製)を用いて顔料分散体2と同様に作成した。実施例1と同じ方法で粒径を測定したところ130nmであった。
(2)高分子微粒子の作製
実施例6と同じ高分子微粒子を用いた。
(3)インクジェット記録用インクの調製
以下、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表4に示す。本発明のインクジェット記録用インクの調製は、上記の方法で作製した分散体1を用い、表4に示すビヒクル成分と混合することによって、実施例1と同様に作製して評価した。
(4)耐擦性試験とドライクリーニング性試験
実施例8のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で耐擦性試験とドライクリーニング性試験を行なった。耐擦性試験およびドライクリーニング試験の結果を表3に示す。
(5)吐出安定性の測定
実施例8のインクを用い、実施例1と同じ方法および同じ評価方法で吐出安定性の測定を行なった。吐出安定性の測定結果を表3に示す。
(参考例1)
参考例1は、実施例5において添加する高分子微粒子の分子量を90000および1100000にした以外は実施例5と同様にインクを作製して評価した。分子量が90000エマルジョンをエマルジョンK(EM−K)とし、分子量が90000エマルジョンをエマルジョンL(EM−L)とした。インク組成を表4に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例5と同様に行なった。結果を表3に示す。高分子微粒子の粒径の測定は実施例1と同じ方法で行なった。
(参考例2)
参考例2は、実施例6において1、2−アルキレングリコールとしての1、2−ヘキサンジオールをグリセリンに置換した以外は実施例6と同様にインクを作製して評価した。インク組成を表4に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例5と同様に行なった。結果を表3に示す。
(参考例3)
参考例3は、実施例7おいて、アセチレングリコール系の界面活性剤およびアセチレンアルコール系界面活性剤をグリセリンに置換した以外は実施例7と同様にインクを作製して評価した。インク組成を表4に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例5と同様に行なった。結果を表3に示す。
(参考例4)
参考例4は、実施例8において、添加する高分子微粒子の量を対顔料比で80%および50%にした以外は実施例8と同様にインクを作製して評価した。インク組成を表4に示す。耐擦性試験、ドライクリーニング性試験および吐出安定性試験は実施例5と同様に行なった。結果を表3に示す。
Figure 2010047721
Figure 2010047721

Claims (8)

  1. 顔料を水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下の分散体と、ガラス転位温度が−10℃以下であり、酸価が100mgKOH/g以下であり、且つその構成成分としてアルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートと、5重量%以上25重量%以下のスチレンとを含んでなる高分子微粒子とを含んでなることを特徴とするインクジェット記録用インク。
  2. 前記アルキル(メタ)アクリレートおよび/または環状アルキル(メタ)アクリレートが、炭素数1〜24のアルキル(メタ)アクリレートおよび/または炭素数3〜24の環状アルキル(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録用インク。
  3. 前記分散体が、分散剤なしに水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下の自己分散カーボンブラックであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録用インク。
  4. 前記分散体が、有機顔料をポリマーを用いて水に分散可能とした平均粒径が50nm以上300nm以下のものであり、かつ当該ポリマーのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるスチレン換算重量平均分子量が、10000以上200000以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録用インク。
  5. 前記高分子微粒子が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるスチレン換算重量平均分子量が100000以上1000000以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。
  6. 1、2−アルキレングリコールを含んでなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。
  7. アセチレングリコール系界面活性剤および/またはアセチレンアルコール系界面活性剤を含んでなることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。
  8. 前記高分子微粒子の含有量(重量%)が、前記顔料の含有量(重量%)より多いことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。
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