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JP6142995B2 - インクジェット記録用インク組成物およびインクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録用インク組成物およびインクジェット記録方法 Download PDF

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JP6142995B2 JP2013120493A JP2013120493A JP6142995B2 JP 6142995 B2 JP6142995 B2 JP 6142995B2 JP 2013120493 A JP2013120493 A JP 2013120493A JP 2013120493 A JP2013120493 A JP 2013120493A JP 6142995 B2 JP6142995 B2 JP 6142995B2
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Description

本発明は、インクジェット記録用インク組成物およびインクジェット記録方法に関する。
従来、記録ヘッドのノズルから吐出させた微小なインク滴によって、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方式を用いた印刷方法が知られている。近年のインクジェット記録方式技術の革新的な進歩により、これまで写真やオフセット印刷が用いられていた高精細な画像記録の分野にもインクジェット記録方式を用いた印刷方法が利用されている。特にインク非吸収性および低吸収性の記録媒体上に、高品質な画像を記録することができるインクについて種々の提案がなされている。
インク非吸収性および低吸収性の記録媒体上に記録された画像は、十分な定着性が得られない場合がある。そのため、画像の定着性を向上させる観点から、定着樹脂としてインク中に樹脂エマルジョンを添加することが一般的に行われている。さらに近年では、画像の定着性の向上に加えてインクに様々な機能を付与する観点から、コアシェル型の樹脂エマルジョンが用いられるようになってきた。
例えば、特許文献1には、記録画像の保存性に優れ、必要時にその記録画像を記録媒体から容易に消去でき、記録媒体を繰り返し使用するのに適するようにするために、コア部が熱可塑性樹脂、シェル部が三次元架橋構造を有する樹脂からなるコアシェル粒子を用いることが開示されている。特許文献2には、吐出安定性および保存安定性に優れ、耐マーカーや耐擦過性などの画像堅牢性に優れるインクを得るため、コア部がアクリル系樹脂、シェル部がポリカーボネート系ウレタン樹脂からなるコアシェル粒子を用いることが開示されている。特許文献3には、プラスチックや金属等のインク非吸収性の記録媒体にも印刷可能で、密着性、成膜性および耐薬品性に優れたインクとするため、コア部がアクリル系樹脂、シェル部がウレタン樹脂からなるコアシェル粒子を用いることが開示されている。
また、特許文献4には、コアシェル型とは異なるが、保存安定性、吐出安定性および画像の耐擦過性に優れたインクジェット記録用水性インクを提供するため、トリブロックポリマーを用いることが開示されている。さらに、特許文献5や特許文献6には、多官能モノマーを用いて形成された架橋構造を有するポリマーを用いることが開示されている。
特開2002−12802号公報 特開2012−25947号公報 特開2012−92224号公報 特開2012−72354号公報 特開2006−45304号公報 特開2004−211089号公報
しかしながら、特許文献1に開示されているコアシェル粒子では、シェル部が架橋構造であるため、画像の定着性が不十分となりやすい。特許文献2や特許文献3に開示されて
いるコアシェル粒子では、シェル部がウレタン樹脂であるため、画像の定着性は向上するものの、記録ヘッドのノズルの目詰まり回復性が得られにくい。また、特許文献4に開示されているトリブロックポリマーでは、モノマー種の選択よっては吐出安定性が良好となるが、記録ヘッドのノズルの目詰まり回復性が得られにくい。さらに、特許文献5や特許文献6に開示されている架橋構造を有するポリマーでは、画像の定着性が不十分となりやすい。
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、記録媒体上に記録された画像の耐擦性が良好となると共に、記録ヘッドのノズルからの吐出安定性が良好となるインクジェット記録用インク組成物、および該インク組成物を用いたインクジェット記録方法を提供する。
本発明は、以下の態様または適用例として実現することができる。
[適用例1]
本発明に係るインクジェット記録用インク組成物の一態様は、
コア部および前記コア部の表面に形成されたシェル部を有し、前記コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、前記シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上である重合体粒子を含有することを特徴とする。
適用例1の態様によれば、シェル部がインク吐出時における温度の影響を受けにくくなり、かつシェル部の周囲に安定な水和層が形成されていることから、重合体粒子がノズルに付着することを効果的に抑制することができる。これにより、記録ヘッドのノズルからの吐出安定性が良好となる。
また、適用例1の態様によれば、インクが吐出されて画像が記録された記録媒体を所定温度で加熱することによって、シェル部のみならずコア部も溶出するので、画像の表面が主にコア部の重合体によって被覆される。これにより、記録媒体上に記録された画像の耐擦性が向上する。
[適用例2]
適用例1のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のコア部の質量(c)とシェル部の質量(s)との質量比(c/s)が0.4〜4であり、かつ前記重合体粒子の粒子径をφ(nm)としたときに(c/s)/φ≧0.01の関係を満たすことができる。
[適用例3]
適用例1または適用例2のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のコア部を構成する全繰り返し単位のうち、疎水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上であることができる。
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、親水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上であることができる。
[適用例5]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において
、前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位(A)、および(メタ)アクリル酸に由来する繰り返し単位(B)の総和が80質量%以上であることができる。
[適用例6]
適用例1ないし適用例5のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のシェル部を構成する繰り返し単位として、炭素数が8以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレート、および炭素数が4以上の環状構造を有する(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の疎水性モノマーに由来する繰り返し単位(C)を含むことができる。
[適用例7]
適用例6のインクジェット記録用インク組成物において、前記環状構造が脂環構造又は複素環構造であることができる。
[適用例8]
適用例6または適用例7のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(C)が1〜10質量%であることができる。
[適用例9]
適用例6ないし適用例8のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のシェル部を構成する繰り返し単位として、ポリアルキレングリコール単位を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位(D)をさらに含むことができる。
[適用例10]
適用例9のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(D)が1〜10質量%であることができる。
[適用例11]
適用例1ないし適用例10のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子の粒子径が30〜500nmであることができる。
[適用例12]
適用例1ないし適用例11のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子のテトラヒドロフランによるゲル分率が10%以下であることができる。
[適用例13]
適用例1ないし適用例12のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、前記重合体粒子の含有量が0.5質量%以上20質量%以下であることができる。
[適用例14]
適用例1ないし適用例13のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物において、インク中の乳化剤の含有量が0.01質量%以下であることができる。
[適用例15]
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
適用例1ないし適用例14のいずれか一例のインクジェット記録用インク組成物の液滴を記録ヘッドから吐出して記録媒体上に付着させる工程(a)と、
前記記録媒体を加熱する工程(b)と、
を備えることを特徴とする。
以下に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。なお、本明細書における「(メタ)アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」および「メタクリル酸〜」の双方を包括する概念である。また、「〜(メタ)アクリレート」とは、「〜アクリレート」および「〜メタクリレート」の双方を包括する概念である。
1.インクジェット記録用インク組成物
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物は、コア部および前記コア部の表面に形成されたシェル部を有し、前記コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、前記シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上である重合体粒子を含有することを特徴とする。以下、本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物に含まれる、重合体粒子、その他の添加剤の順に説明する。
1.1.重合体粒子
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物に含まれる重合体粒子は、コア部と該コア部の表面に形成されたシェル部とを有するコアシェル型重合体粒子である。
上記重合体粒子のコア部のガラス転移温度(以下、「Tg」ともいう。)は、0℃以下であり、−30℃以上0℃以下であることが好ましい。コア部のTgが前記範囲にあると、加熱処理等によってシェル部が溶解すると同時にコア部が溶出して、記録媒体上に記録された画像に被膜を形成することができる。これにより、記録媒体上に記録された画像の耐擦性が向上する。
上記コア部は、疎水性モノマーに由来する繰り返し単位を有する重合体であることが好ましい。コア部が疎水性である場合、加熱処理等を行うことによって記録媒体上に記録された画像の表面に疎水性被膜が形成されるので耐擦性がより向上する。したがって、コア部を構成する全繰り返し単位のうち、疎水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。ここで、疎水性モノマーとは、水100mL(20℃)に対する溶解度が0.3g未満のモノマーのことをいう。
このような疎水性モノマーとしては、例えばn−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(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、n−アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(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、n−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、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等の炭素数が3以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(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エチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メ
タ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の環状構造を有する(メタ)アクリレート;スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。
上記重合体粒子のシェル部のTgは、20℃以上であり、20℃以上60℃以下であることが好ましく、25℃以上40℃以下であることがより好ましい。インク吐出する際にインクをあらかじめ加熱したり、プラテンからの輻射熱によってインクが加熱されたりすることがあるが、シェル部のTgが前記範囲にあると、シェル部がインク吐出時における温度の影響を受けにくくなり、コアシェル型の構造を崩壊させずに重合体粒子を記録ヘッドから吐出することが可能となる。
上記シェル部は、親水性モノマーに由来する繰り返し単位を有する重合体であることが好ましい。シェル部が親水性である場合、シェル部の周りに水和層が形成されるので、インク組成物中における重合体粒子の分散安定性が向上する。また、重合体粒子がノズルに付着することを効果的に抑制することができるので、記録ヘッドのノズルからの吐出安定性が良好となる。したがって、シェル部を構成する全繰り返し単位のうち、親水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが特に好ましい。ここで、親水性モノマーとは、水100mL(20℃)に対する溶解度が0.3g以上のモノマーのことをいう。
このような親水性モノマーとしては、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、α−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、(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリル(メタ)アミド等の(メタ)アクリルアミドまたはそのN−置換誘導体;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。
上記シェル部の表面酸価は、20〜400mgKOH/gであることが好ましく、30〜250mgKOH/gであることがより好ましく、40〜120mgKOH/gであることが特に好ましい。シェル部の酸価が前記範囲であると、インク中における重合体粒子の分散安定性が良好となると共に、インクの粘度が高まり過ぎることなく、良好な吐出安定性が得られる。このシェル部の表面酸価は、上記重合体粒子の水性分散液に水酸化カリウムを滴下しながら電導度を測定することにより測定することができる。
上記コア部と上記シェル部とのTgの差は、30℃以上であり、30℃以上65℃以下であることが好ましい。コア部とシェル部とのTgの差が前記範囲にあると、インクの吐出安定性と記録媒体に記録された画像の耐擦性とを共に向上させることができる。一方、コア部とシェル部とのTgの差が30℃未満であると、画像の耐擦性が損なわれる場合がある。
また、上記シェル部が(メタ)アクリル酸エステルおよび不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有する重合体であると、シェル部の表面にカルボキシル基を存在させることができ、上述の好ましいTgおよび酸価を容易に得ることができるため好ましい。より
具体的には、シェル部を構成する全繰り返し単位のうち、(メタ)アクリル酸エステルおよび不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位が、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることが特に好ましい。
また、好ましい(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートである。好ましい不飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸である。したがって、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位(A)と、(メタ)アクリル酸に由来する繰り返し単位(B)と、をシェル部の繰り返し単位として含むことが好ましい。
また、Tgが20℃以上であるシェル部が、炭素数が8以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレート、および炭素数が4以上の環状構造を有する(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の疎水性モノマーに由来する繰り返し単位(C)を有する重合体であることが好ましい。前記繰り返し単位(C)を有する重合体であると、立体反発効果によって分散安定性がより向上するとともに、シェル部に疎水性が付与されるため、インク中の水分量が60質量%以下である低水分量インクであっても分散安定性に優れたものとなる。
ところで、インクを吐出するノズル近傍で水が蒸発すると、インク中に占める有機溶剤の割合が増加することにより目詰まりや飛行曲がり等の吐出不良が発生することがある。そこで、所謂フラッシング処理を定期的に行うことにより吐出安定性を確保する場合が多い。しかしながら、ラインヘッド方式で印刷を行う場合や印刷幅が広い記録媒体(例えばA3より大きい記録媒体)にシリアルヘッド方式で印刷を行う場合においては、印刷幅が狭い記録媒体(例えばA3以下の記録媒体)にシリアルヘッド方式で印刷を行う場合と比べると、記録媒体外にフラッシング処理を行うまでの時間が増加するため、前述の吐出不良が起こりやすい。また、印刷幅が狭い記録媒体にシリアルヘッド方式で印刷を行う場合であっても、後述の乾燥手段を備えるインクジェット記録装置を用いる場合には前述の吐出不良が起こりやすい。
したがって、Tgが20℃以上であるシェル部が、前記繰り返し単位(C)を有する重合体を含むインクジェットインクであれば、ラインヘッド方式で印刷を行う場合、印刷幅が広い記録媒体にシリアルヘッド方式で印刷を行う場合、または乾燥手段を備えるインクジェット記録装置を用いて印刷を行う場合であっても、前述の吐出不良を抑制することが可能となり、連続印刷だけでなく、断続的に印刷を行う間欠印刷における吐出安定性も優れたものとなる。
炭素数が8以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−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、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。炭素数が8以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレートの中でも炭素数が12以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレートが好ましく、例えばラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
炭素数が4以上の環状構造を有する(メタ)アクリレートとしては、例えばシクロヘキシル(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エチル(メタ)アクリレート、イ
ソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等が挙げられる。炭素数が4以上の環状構造を有する(メタ)アクリレートにおける“環状構造”としては、複素環構造又は脂環構造が好ましい。また、炭素数が4以上の環状構造を有する(メタ)アクリレートの中でも炭素数が8以上の脂環構造を有する脂環式(メタ)アクリレートが好ましく、例えばイソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、シェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(C)は、シェル部のTgが20℃以上である限りにおいて特に限定されないが、例えば、1〜10質量%とすることができ、上述の好ましいTgや酸価の範囲で設定するのが好ましい。
また、Tgが20℃以上であるシェル部が、前記(C)の繰り返し単位以外に加えて、親水性モノマーとしてのポリアルキレングリコール単位を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位(D)を有する重合体であることが好ましい。前記重合体であると立体反発効果によって分散安定性がより向上するとともに、シェル部に親水性が付与されるため、水性インクにおいて好ましく用いることができる。
ポリアルキレングリコール単位を含む(メタ)アクリル酸エステルとしては、ポリエチレングリコール単位およびポリプロピレングリコール単位の少なくとも1種を含む(メタ)アクリル酸エステルであると分散安定性に優れるため好ましい。
また、ポリアルキレングリコール単位は、シェル部の親水性等を考慮して適宜設定すればよいが、例えば、(数平均)分子量が100〜1000のポリアルキレングリコール単位とするのが好ましく、(数平均)分子量が400〜1000のポリアルキレングリコール単位とするのがより好ましい。ポリアルキレングリコール単位の重合度が上記範囲であると、分散安定性に優れたものとなり、特に間欠印刷における吐出安定性に優れたものとなる。
ポリアルキレングリコール単位を含む(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えば、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール単位の数平均分子量が200〜1000であるポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール単位の数平均分子量が100〜1000であるポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール単位の数平均分子量が200〜1000であるメトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール単位の数平均分子量が200〜1000であるエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの中でも、ポリエチレングリコール単位の数平均分子量が400〜1000であるポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール単位の数平均分子量が400〜1000であるメトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール単位の数平均分子量が400〜1000であるエトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレートが好ましい。
また、シェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(D)は、シェル部のTgが20℃以上である限りにおいて特に限定されないが、例えば、1〜10質量%とすることができ、上述の好ましいTgや酸価の範囲で設定するのが好ましい。なお、ポリアルキレングリコール単位を含む(メタ)アクリル酸エステルは親水性モノマーである
ため、シェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(D)を含む親水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。
以上の通り、本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物に含まれる重合体粒子の好ましい態様は、コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上であることに加えて、前記シェル部の繰り返し単位として前記繰り返し単位(C)を含むことが好ましい。かかる重合体であれば、記録媒体上に記録された画像の耐擦性が良好となると共に、特に間欠印刷時における吐出安定性がより良好なものとなる。
また、本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物に含まれる重合体粒子のより好ましい態様は、コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上であることに加えて、前記シェル部の繰り返し単位として前記繰り返し単位(C)および(D)を含むことがより好ましい。かかる重合体粒子によれば、前記の好ましい態様に加え、繰り返し単位(D)をシェル部の繰り返し単位として含むため、水性インクジェットインクの吐出安定性がより優れたものとなる。
また、本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物に含まれる重合体粒子は、コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、前記シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上であることに加えて、前記シェル部の繰り返し単位として前記繰り返し単位(A)、(B)、および(C)をシェル部の繰り返し単位として含むことが一層好ましく、前記繰り返し単位(A)、(B)、(C)、および(D)をシェル部の繰り返し単位として含むことがとりわけ好ましい。かかる重合体粒子であれば、前記の好ましい態様に加え、繰り返し単位(A)および(B)をシェル部の繰り返し単位として含むため、上述したシェル部の好ましいTgおよび酸価を容易に得ることができる。
上記重合体粒子の粒子径(φ)は、30〜500nmであることが好ましく、30nm〜200nmであることがより好ましく、30nm〜150nmであることが特に好ましい。重合体粒子の粒子径が前記範囲にあると、インク中における重合体粒子の分散安定性が良好となると共に、記録媒体上に記録された画像に光沢性を付与しやすい。なお、重合体粒子の粒子径(φ)は、動的光散乱法あるいは透過型電子顕微鏡等で観察することにより求めることができる体積基準の平均粒子径を意味する。後述する実施例においては、動的光散乱法の中でもレーザー回折・散乱法(マイクロトラック法)を用いた。
上記重合体粒子のコア部の質量(c)とシェル部の質量(s)との比率(c/s)は、0.4〜4.0であることが好ましく、0.5〜2.5であることがより好ましく、0.6〜2.0であることが特に好ましい。また、上記重合体粒子が(c/s)/φ≧0.01の関係を満たす場合、重合体粒子の大きさにかかわらずコア部の質量とシェル部の質量とのバランスが良好となるため、インクの吐出安定性と記録媒体に記録された画像の耐擦性とが共に向上する傾向が見られる。
また、上記重合体粒子のコア部やシェル部を構成する重合体は、それぞれ非架橋であることが好ましい。コア部やシェル部が架橋していると、吐出安定性が損なわれる傾向があるからである。
重合体の架橋度を見る方法として、テトラヒドロフラン(THF)によるゲル分率(以下、「THFゲル分率」ともいう。)を測定する方法がある。上記重合体粒子では、記録
媒体に記録された画像の耐擦性を向上させる観点から、THFゲル分率が10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
THFゲル分率は、例えば以下のようにして測定することができる。コアシェル型重合体粒子約10gをテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜する。得られた膜をTHFに20℃で24時間浸漬したものを100メッシュのフィルターでろ過し、さらに20℃で24時間再乾燥させて、次式からTHFゲル分率(%)を求めることができる。
THFゲル分率(%)=(再乾燥後の質量/元の質量)×100
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物中における重合体粒子の含有量(固形分換算)は、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.6質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、0.7質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
ここで、本明細書におけるコアシェル型重合体粒子は、コア部を形成する重合体がコア部に局在化し、シェル部を形成する重合体がシェル部に局在化していればよく、コア部とシェル部との境界が明確でない重合体粒子であってもよい。すなわち、コア部とシェル部とで主として局在している重合体の物性が異なる重合体粒子を用いることで上述した課題を解決することが可能となる。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物に含まれる重合体粒子は、上記のような構成を採るものである限り、その合成方法については特に限定されないが、例えば公知の乳化重合法またはこれを適宜に組み合わせることによって容易に合成することができる。具体的には、一括混合重合法、モノマー滴下法、プレエマルション法、シード乳化重合法、多段階乳化重合法(二段乳化重合法等)、転相乳化重合法等が挙げられ、例えば以下に示す方法によって合成することができる。
まず、水系媒体を用いた通常の乳化重合法によりコア粒子を合成する。乳化重合の条件は、公知の方法に準ずればよいが、例えば使用するモノマー全量を100部とした場合に、通常100〜500部の水を使用し、重合温度−10〜100℃(好ましくは−5〜100℃、より好ましくは0〜90℃)、重合時間0.1〜30時間(好ましくは2〜25時間)の条件で行うことができる。乳化重合の方式としては、モノマーを一括して仕込むバッチ方式、モノマーを分割もしくは連続して供給する方式、モノマーのプレエマルジョンを分割もしくは連続して添加する方式、またはこれらの方式を段階的に組み合わせた方式等を採用することができる。また、通常の乳化重合に用いられる重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤等を、必要に応じて1種または2種以上使用することができる。
重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、2−カルバモイルアザイソブチロニトリル等のアゾ化合物;過酸化基を有するラジカル乳化性化合物を含有するラジカル乳化剤、亜硫酸水素ナトリウム、および硫酸第一鉄等の還元剤を組み合わせたレドックス系;等を用いることができる。
分子量調節剤としては、例えばn−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、t−テトラデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスル
フィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲンジスルフィド類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;クロロホルム、四塩化炭素、四臭化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化炭化水素類;ペンタフェニルエタン、α−メチルスチレンダイマー等の炭化水素類;アクロレイン、メタクロレイン、アリルアルコール、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノーレン、α−テルネピン、γ−テルネピン、ジペンテン、1,1−ジフェニルエチレン等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。
乳化剤としては、例えば、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル等のノニオン性界面活性剤;親水基と疎水基とラジカル反応性基とを含有する反応性乳化剤;ビニル系、ポリエステル系等の重合体に親水基を導入した高分子乳化剤;等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。なお、親水基とは、水に対する親和性が高い原子団のことであり、例えば、ニトロ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。また、疎水基とは、親水基よりも水に対する親和性が低い原子団のことであり、例えば、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、脂環基、芳香環基、アルキルシリル基、パーフルオロアルキル基等が挙げられる。
次いで、得られたコア粒子(コア部)の存在下において、シェル部用のモノマーを重合させる。具体的には、得られたコア粒子をシード粒子として使用した状態でシェル部用のモノマーをシード重合させることによって、コアシェル型重合体粒子を形成することができる。例えば、コア粒子が分散した水系媒体中に、シェル部用のモノマーもしくはそのプレエマルジョンを一括、分割、または連続して滴下すればよい。このとき使用するコア粒子の量は、シェル部用のモノマー100質量部に対して、25〜250質量部とすることが好ましい。重合に際して重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤等を用いる場合には、コア粒子の製造時と同様のものを使用することができる。また、重合時間等の条件についても、コア粒子の製造時と同様にすればよい。
また、本実施の形態に係る重合体粒子を含むインク組成物において、含有される前記乳化剤の含有量が0.01質量%以下であると、インク界面(大気−インクにおける気液界面、インク収容容器等のインク接触部材−インクにおける固液界面)におけるインク成分の凝集が抑制され、保存安定性に優れるため好ましい。
また、本実施の形態に係る重合体粒子を含むインク組成物において、含有される前記乳化剤の含有量が0.01質量%以下であると、起泡性、消泡性に優れるため、インク充填可能な注入口を有するインク収容容器を好ましく用いることができる。ここで、「インク充填可能な注入口を有するインク収容容器」とは、着脱または開閉可能な注入口を有するインク収容容器のことであり、ユーザーが容易にインクを注入できるようになっている一方で、注入時に泡立ちやすい。なお、前記注入口の開口面積が20mm以上であるとインクの充填が容易になるため好ましい。このようなインク収容容器は、例えば、特開2005−219483号公報や特開2012−51309号公報に開示されている。
インクジェット記録用インク組成物において、含有される前記乳化剤の含有量を0.01質量%以下にする手段としては、特に限定されないが、例えば、以下に示す多段階乳化重合法(二段乳化重合法等)を用いることができる。
まず、シェル部を合成する。具体的には、反応性乳化剤を用いて上述の親水性モノマーを含むプレエマルション溶液を調製し、該プレエマルション溶液を重合開始剤とともに水
系媒体中に滴下、重合反応することでシェル部を合成する。
次に、得られたシェル部を重合場として、コア部を重合し、本実施の形態に係る重合体粒子を合成する。具体的には、シェル部を含有する前記水系分散媒体中に上述の疎水性モノマーを含むモノマー混合物を滴下し、コア部を重合し、重合体粒子とする。なお、シェル部を重合場とする場合、前記モノマー混合物には乳化剤を含有させる必要がないため、モノマー油滴として滴下することができる。かかる多段階乳化重合法によれば、反応性乳化剤を用いてシェル部を合成し、乳化剤フリーでコア部を合成することができるため、インク組成物中の乳化剤の含有量を容易に0.01質量%以下とすることができる。
また、大量の乳化剤を用いて重合体粒子を合成する場合であっても、重合体粒子の合成後に過剰な乳化剤を除去することによって、インク組成物に含まれる乳化剤の含有量を0.01質量%以下としてもよい。
最後に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基で中和してpHを8〜8.5に調整して、必要に応じてろ過することにより、コアシェル型重合体粒子分散液が得られる。
1.2.その他の添加剤
1.2.1.色材
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、色材を添加することができる。上記色材は、顔料および染料から選択される。
(1)顔料
上記色材のうち顔料は、水に不溶又は難溶であるだけでなく光やガス等に対しても退色しにくい性質を有する。そのため、顔料を用いたインクにより記録された記録物は、耐水性、耐ガス性、耐光性、及び保存安定性が良好となる。顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用可能である。これらの中でも、発色性が良好であって、比重が小さいため分散時に沈降しにくいことから、無機顔料に属するカーボンブラック及び有機顔料のうち少なくともいずれかが好ましい。
無機顔料としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、及び酸化チタンが挙げられる。
上記のカーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、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、及びチャンネルブラック(C.I.ピグメントブラック7)が挙げられる。また、カーボンブラックの市販品として、例えば、No.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上全て商品名、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、カラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250(以上全て商品名、デグサ社(Degussa AG)製)、コンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700(以上全て商品名、コロンビアカーボン社(Columbian Carbon Japan Ltd)製)、コロンビアンケミカルズ(Columbian Chemicals)製、リガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12(以上全て商品名、キャボット社(Cabot Corporation)製)が挙げられる。
有機顔料としては、特に限定されないが、例えば、キナクリドン系顔料、キナクリドン
キノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料、及びアゾ系顔料が挙げられる。有機顔料の具体例としては、下記のものが挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、15:34、16、18、22、60、65、66、C.I.バットブルー4、60が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、254、264、C.I.ピグメントバイオレット19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、155、167、172、180、185、213が挙げられる。
なお、グリーンインクやオレンジインク等、上記以外の色のインクに用いられる顔料としては、従来公知のものが挙げられる。
顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(2)染料
上記色材のうち染料としては、以下に限定されないが、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が挙げられる。染料の具体例として、C.I.アシッドイエロー17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー9,45,249、C.I.アシッドブラック1,2,24,94、C.I.フードブラック1,2、C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック3,4,35が挙げられる。染料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物における色材の含有量は、インクの総質量(100質量%)に対して、1〜7質量%が好ましい。
1.2.2.水溶性溶剤
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、水溶性溶剤を添加することができる。水溶性溶剤としては、沸点、加熱温度での蒸気圧あるいは安全性の観点から、アルカンジオール類、グリコール類、グリコールエーテル類が好ましい。
上記アルカンジオール類としては、以下に限定されないが、1,2−ヘキサンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオールが挙げられる。
上記グリコール類としては、以下に限定されないが、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が挙げられる。
上記グリコールエーテル類としては、以下に限定されないが、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、およびジブチレングリコール等のポリアルキレングリコール類が挙げられる。上記ポリアルキレングリコール類に含まれるアルキレングリコールモノエーテルとしては、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イソプロピルエーテル、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ヘキシルエーテル、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチエレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチ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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びジプロピレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。上記ポリアルキレングリコール類に含まれるアルキレングリコールジエーテルとしては、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、およびジプロピレングリコールジエチルエーテルが挙げられる。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物における水溶性溶剤の含有量は、インクの総質量(100質量%)に対して、1〜30質量%が好ましい。
1.2.3.非プロトン性極性溶媒
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、非プロトン性極性溶媒を添加することができる。非プロトン性極性溶媒を含有することにより、これらのインクに含まれる上述の重合体粒子が加熱処理によって溶解するため、記録媒体上に記録された画像の定着性を効果的に向上させることができる。
非プロトン性極性溶媒としては、以下に限定されないが、ピロリドン類、ラクトン類、スルホキシド類、イミダゾリジノン類、ピロリジノン類、スルホラン類、尿素誘導体、ジアルキルアミド類、環状エーテル類、及びアミドエーテル類からなる群より選択される1種以上を含むのが好ましい。上記ピロリドン類の具体例としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、及びN−エチル−2−ピロリドンが挙げられる。上記ラクトン類の具体例としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、及びε−カプロラクト
ンが挙げられる。上記スルホキシド類の具体例としては、ジメチルスルホキシド及びテトラメチレンスルホキシドが挙げられる。上記イミダゾリジノン類の具体例としては、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが挙げられる。上記ピロリジノン類の具体例としては、2−ピロリジノン、N−メチル−2−ピロリジノン、N−フェニル−2−ピロリジノンが挙げられる。上記スルホラン類の具体例としては、スルホラン及びジメチルスルホランが挙げられる。上記尿素誘導体の具体例としては、ジメチル尿素及び1,1,3,3−テトラメチル尿素が挙げられる。上記ジアルキルアミド類の具体例としては、ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミドが挙げられる。上記環状エーテル類の具体例としては、1,4−ジオキサン及びテトラヒドロフランが挙げられる。
また、上記アミドエーテル類としては、下記一般式(1)で示される溶剤が該当する。
Figure 0006142995
上記式(1)中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基であることが好適である。「炭素数1〜4のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基であり得る。Rが炭素数1〜4のアルキル基の式(1)で示される溶剤は、インク組成物に適度な擬塑性を付与することができ、これによりインクの良好な吐出安定性を確保することができる。また、Rが炭素数1〜4のアルキル基の式(1)で示される溶剤は、特に樹脂溶解作用が強いため好ましい。
これらの非プロトン性極性溶媒の中でも、記録媒体に対する定着性が優れたものとなるため、ピロリドン類、ピロリジノン類、ラクトン類、スルホキシド類、及びアミドエーテル類からなる群より選択される1種以上がより好ましい。
上記非プロトン性極性溶媒の沸点は、200℃以上260℃以下が好ましい。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物における非プロトン性極性溶媒の含有量は、インクの総質量(100質量%)に対して、3〜30質量%の範囲が好ましく、8〜20質量%の範囲がより好ましい。
1.2.4.界面活性剤
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えばノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、記録媒体上でインクを均一に拡げる作用がある。そのため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いてインクジェット記録を行った場合、滲みの殆ど無い高精細な画像が得られる。このようなノニオン系界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、多環フェニルエーテル系、ソルビタン誘導体、及びフッ素系の界面活性剤を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物における界面活性剤の含有量は
、インクの総質量(100質量%)に対して、1.5質量%以下の範囲であればよい。
1.2.5.スリップ剤
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、スリップ剤を添加することができる。スリップ剤を添加することで、記録媒体上に記録された画像の耐擦性をさらに向上できる場合がある。
上記スリップ剤としては、以下に限定されないが、例えば、バインダー樹脂、並びにパラフィンワックス及びポリオレフィンワックス等のワックスが挙げられる。
(1)バインダー樹脂
上記のバインダー樹脂は、インクジェット記録において記録媒体が加熱される際、樹脂被膜を形成することで、インクを記録媒体上に十分定着させて記録物の耐擦性をより良好にする効果を発揮する。そのため、バインダー樹脂は熱可塑性樹脂であることが好ましい。上記の効果によりバインダー樹脂を含有するインクを用いて記録された記録物は、インク非吸収性及び低吸収性の記録媒体上で、耐擦性が一層優れたものとなる。
また、バインダー樹脂はインク中にエマルジョン状態で含有される。バインダー樹脂をエマルジョン状態でインク中に含有させることにより、インクの粘度をインクジェット記録方式において適正な範囲に調整しやすく、かつ、インクの保存安定性及び吐出安定性に優れたものとなる。
なお、本明細書における「吐出安定性」とは、ノズルの目詰まりがなく常に安定したインク滴をノズルから吐出させる性質をいう。
バインダー樹脂としては、以下に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、シアノアクリレート、アクリルアミド、オレフィン、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、ビニルエーテル、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール、及び塩化ビニリデンの単独重合体又は共重合体、フッ素樹脂、及び天然樹脂が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂及びスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体系樹脂のうち少なくともいずれかが好ましく、アクリル系樹脂及びスチレン−アクリル酸共重合体系樹脂のうち少なくともいずれかがより好ましく、スチレン−アクリル酸共重合体系樹脂がさらに好ましい。なお、上記の共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、及びグラフト共重合体のうちいずれの形態であってもよい。
上記のバインダー樹脂としては、公知の材料及び製造方法により得られるものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。当該市販品としては、以下に限定されないが、例えば、マイクロジェルE−1002、マイクロジェルE−5002(以上商品名、日本ペイント社(Nippon Paint Co., Ltd)製)、ボンコート4001、ボンコート5454(以上商品名、DIC社製)、SAE1014(商品名、日本ゼオン社(Zeon Corporation)製)、サイビノールSK−200(商品名、サイデン化学社(SAIDEN CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)製)、ジョンクリル7100、ジョンクリル390、ジョンクリル711、ジョンクリル511、ジョンクリル7001、ジョンクリル632、ジョンクリル741、ジョンクリル450、ジョンクリル840、ジョンクリル74J、ジョンクリルHRC−1645J、ジョンクリル734、ジョンクリル852、ジョンクリル7600、ジョンクリル775、ジョンクリル537J、ジョンクリル1535、ジョンクリルPDX−7630A、ジョンクリル352J、ジョンクリル352D、ジョンクリルPDX−7145、ジョンクリル538J、ジョンクリル7640、ジョンクリル7641、ジョンクリル631、ジョンクリル790、ジョンクリル780、ジョンクリル7610(以上商品名
、BASF社製)等が挙げられる。
上記のバインダー樹脂は、特に限定されないが、例えば、以下に示す調製方法により得ることができ、必要に応じて複数の方法を組み合わせてもよい。当該調製方法としては、所望の樹脂を構成する成分の単量体中に重合触媒(重合開始剤)と分散剤とを混合して重合(乳化重合)する方法、親水性部分を持つ樹脂を水溶性有機溶剤に溶解させて得られる溶液を水中に混合した後に水溶性有機溶剤を蒸留等で除去する方法、及び樹脂を非水溶性有機溶剤に溶解させて得られる溶液を分散剤と共に水溶液中に混合する方法が挙げられる。
バインダー樹脂をエマルジョン状態に分散する際に使用可能な分散剤としては、特に制限されないが、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ラウリルリン酸ナトリウム塩、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートアンモニウム塩などのアニオン性界面活性剤、並びにポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のノニオン性界面活性剤を挙げることができる。これらの分散剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
バインダー樹脂の平均粒径は、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層良好にするため、好ましくは5nm〜400nmの範囲であり、より好ましくは20nm〜300nmの範囲である。ここで、本明細書における平均粒径は、動的光散乱法により測定された値で示すものとする。
各インクに含まれ得るバインダー樹脂の含有量(固形分換算)は、インクの総質量(100質量%)に対して、0.5〜5質量%の範囲が好ましく、0.5〜1.5質量%の範囲がより好ましい。含有量が上記範囲内であると、耐擦性が一層優れたものとなる。
(2)パラフィンワックス
本実施形態に係るインクジェット記録用インク組成物がパラフィンワックスを含有することにより、記録物にスリップ性能が付与され、これにより当該インクは耐擦性に一層優れたものとなる。なお、パラフィンワックスは、撥水性を有するため、記録物の耐水性を良好なものとすることができる。
本明細書における「パラフィンワックス」とは、いわゆる石油系ワックスを意味し、炭素数20〜30程度の直鎖状のパラフィン系炭化水素(ノルマル・パラフィン)を主成分とし、少量のイソ(iso)・パラフィンを含む重量平均分子量300〜500程度の炭化水素の混合物を意味する。
パラフィンワックスをエマルジョン状態で添加することにより、インクの粘度をインクジェット記録方式において適正な範囲に調整しやすく、かつ、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層優れたものとすることができる。
パラフィンワックスの融点は、記録物の被膜を一層強固にし、かつ記録物の耐擦性を一層良好にするため、110℃以下であることが好ましい。一方で、パラフィンワックスの融点の下限は、被記録面が乾燥してべたつくことを防止するため、60℃以上が好ましい。さらに上記融点は、インクの吐出安定性を一層良好にするため、70〜95℃がより好ましい。
パラフィンワックスの平均粒子径は、安定的なエマルジョン状態とし、かつ、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層良好にするため、好ましくは5nm〜400nmの範囲
であり、より好ましくは50nm〜200nmの範囲である。パラフィンワックスとしては、市販品をそのまま利用してもよい。当該市販品としては、以下に限定されないが、例えば、AQUACER537、AQUACER539(以上商品名、BYK社製)が挙げられる。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物におけるパラフィンワックスの含有量(固形分換算)は、インクの総質量(100質量%)に対して、0〜1.5質量%の範囲が好ましく、0.25〜0.75質量%の範囲がより好ましい。
(3)ポリオレフィンワックス
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物がポリオレフィンワックスを含有することにより、記録物の耐擦性を一層優れたものとすることができる。ポリオレフィンワックスとしては、以下に限定されないが、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスが挙げられ、中でもポリエチレンワックスが好ましい。
ポリエチレンワックスの製造方法を例示すると、エチレンを重合して製造したり、あるいは一般成形用のポリエチレンを熱分解により低分子量化して製造したりすることでポリエチレンワックスを作製する。そして、このポリエチレンワックスを酸化してカルボキシル基や水酸基を付加し、さらに界面活性剤を使用して乳化して、安定性に優れた水性エマルジョンの形態で、ポリエチレンワックスが得られる。
ポリオレフィンワックスとしては、市販品をそのまま利用してもよい。このうちポリエチレンワックスの市販品としては、以下に限定されないが、例えば、ノプコートPEM17(商品名、サンノプコ社(SANNOPCO LIMITED)製)、ケミパールW4005(商品名、三井化学社(Mitsui Chemicals, Inc.)製)、AQUACER515、AQUACER593(以上商品名、BYK社製)が挙げられる。
ポリオレフィンワックスの平均粒子径は、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層良好にするため、好ましくは5nm〜400nmの範囲であり、より好ましくは50nm〜200nmの範囲である。
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物におけるポリオレフィンワックスの含有量(固形分換算)は、インクの総質量(100質量%)に対して、0〜1.5質量%の範囲が好ましく、0.25〜0.75質量%の範囲がより好ましい。
これまで説明してきたものの中でも、記録物の耐擦性がより一層優れたものとなるため、スリップ剤としては、ポリオレフィンワックス及びパラフィンワックスのうち少なくともいずれかであることが好ましい。
なお、本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、スリップ剤としてポリオレフィンワックス及びパラフィンワックス以外のワックスを添加してもよい。ワックスは、形成された記録物の表面にスリップ性能を付与し耐擦性をより良好にする機能を有する。当該ワックスは、インク中にエマルジョン状態で含有されていることが好ましい。インク中のワックスがエマルジョン状態で存在することにより、インクの粘度をインクジェット記録方式において適正な範囲に調整しやすく、かつ、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層優れたものとすることができる。
1.2.6.水
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、水を添加してもよい。特に、当該インクが水性インクである場合、水は、インクの主となる媒体であり、インクジ
ェット記録において記録媒体が加熱される際、蒸発飛散する成分となる。
水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、顔料分散液及びこれを用いたインクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。
1.2.7.その他の成分
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物には、上記の成分に加えて、上記以外の有機溶剤、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、及びキレート化剤などをさらに添加してもよい。
1.3.インクジェット記録用インク組成物の製造方法
本実施の形態に係るインクジェット記録用インク組成物は、上述の成分(材料)を任意の順序で混合し、必要に応じてろ過などを行い、不純物を除去することにより得ることができる。ここで、インクが顔料を含有する場合、当該顔料は、あらかじめ溶媒中に均一に分散させた状態に調製してから混合することが、取り扱いが簡便になるため好ましい。
各材料の混合方法としては、メカニカルスターラーやマグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。ろ過方法として、例えば、遠心ろ過やフィルターろ過などを必要に応じて行うことができる。
2.インクジェット記録方法
本実施の形態に係るインクジェット記録方法は、上述のインクジェット記録用インク組成物の液滴を記録ヘッドから吐出して記録媒体上に付着させる工程(a)と、前記記録媒体を加熱する工程(b)と、を備えることを特徴とする。
本実施の形態に係るインクジェット記録方法によれば、インク中に上述のコアシェル型重合体粒子を含有しているので、該重合体粒子が記録ヘッドのノズルに付着することを抑制でき、吐出安定性が良好となる。また、記録媒体を加熱処理することによりコアシェル型重合体粒子が崩壊し、記録媒体上に記録された画像に被膜が形成されるため、耐擦性が向上する。
2.1.記録媒体
上述のインクジェット記録用インク組成物は、インク吸収性の記録媒体だけでなく、インク非吸収性及び低吸収性の記録媒体を用いたインクジェット記録にも適したものである。
インク吸収性の記録媒体としては、以下に限定されないが、例えば、普通紙、上質紙、及び光沢紙などのインクジェット記録用専用紙が挙げられる。インク低吸収性の記録媒体としては、アート紙、コート紙、及びマット紙などの印刷本紙が挙げられる。インク非吸収性の記録媒体としては、以下に限定されないが、例えば、インクジェット印刷用に表面処理をしていない(すなわち、インク吸収層を形成していない)プラスチックフィルム、並びに紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているもの及びプラスチックフィルムが接着されているものが挙げられる。当該プラスチックとしては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、及びポリプロピレンが挙げられる。
なお、本明細書において「インク非吸収性及び低吸収性の記録媒体」とは、「ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10
mL/m以下である記録媒体」を示す。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。
2.2.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は、上記工程(a)と上記工程(b)とを1つの装置で行うことが効率的であることから、吐出手段及び乾燥手段を備えたものであることが好ましい。
上記の吐出手段は、インクジェット記録方式で、記録媒体上に上述のインクジェット記録用インク組成物の液滴を吐出して、記録媒体上に画像を記録するものである。当該吐出手段としては、従来公知の方式を使用でき、中でも圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる動作、即ち電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するヘッドを用いた記録動作が挙げられる。当該記録動作により、優れた記録を行うことができる。
また、吐出手段で吐出されるインクは加熱されていてもよい。加熱されたインクは、記録媒体上で乾燥しやすくなるため好ましく、加熱されるインクの温度は、例えば40〜60℃とすることができる。インクの加熱手段としては特に限定されず、例えば、温風やIRヒーター等によりインクを直接加熱する方法や、プラテンヒーターにより加熱した記録媒体を介してインクを加熱する方法が挙げられる。
上記の乾燥手段は、インクが吐出されて着弾することにより画像が記録された記録媒体を加熱して、当該画像を乾燥するものである。当該乾燥手段では、画像が記録された記録媒体を加熱することにより、記録媒体上に吐出されたインク中に含まれる水分などが速やかに蒸発飛散して、インク中に含まれるコアシェル型重合体粒子によって被膜が形成される。このようにして、記録媒体上においてインク乾燥物が強固に定着(接着)して、耐擦性に優れた高画質な画像を短時間で得ることができる。
なお、上記の「記録媒体を加熱」するとは、記録媒体を所望の温度まで上昇させることを言い、記録媒体を直接加熱することに限られない。
また、乾燥手段は、吐出手段と並行して実行してもよく、吐出手段の実行後に行ってもよい。換言すれば、記録前、記録中、及び記録終了後のうち少なくともいずれかにおいて、記録媒体が加熱されればよい。中でも、記録前に記録媒体が加熱されることは、記録媒体、特にインク非吸収性及び低吸収性の記録媒体上に滲みが少ない高画質な画像を形成することができるため好ましく、例えば80〜120℃に加熱することができる。
上記乾燥手段は、以下に限定されないが、例えば、インクジェット記録装置に備えられたプラテンヒーター、インクジェット記録装置に備えられた温風機構、及びインクジェット記録装置に接続された恒温槽などの乾燥機構などを用いて、実行することができる。
上記乾燥手段における、インクが接触する記録媒体表面の温度は、記録媒体の材質にもよるため、特に制限されない。
3.実施例
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。以下の実施例および比較例において、「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
3.1.実施例1
3.1.1.コアシェル型重合体粒子水分散液の作製
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、重合開始剤の過硫酸カリウムを0.2部添加しておき、イオン交換水7部にラウリル硫酸ナトリウムを0.05部、スチレン22部、n−ブチルアクリレート50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コア粒子を作製した。その後、過硫酸アンモニウム10%溶液2部を添加して攪拌し、さらにイオン交換水30部、ラウリル硫酸カリウム0.2部、メチルアクリレート17部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート30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に調整して0.3μmのフィルターでろ過することによりコアシェル型重合体粒子水分散液を作製した。
上記で得られたコアシェル型重合体粒子について、JIS K7121に準拠した示差走査熱量測定(DSC)を行い、コア部を構成する重合体およびシェル部を構成する重合体のガラス転移温度Tg(℃)をそれぞれ求めた。示差走査熱量計には、セイコー電子株式会社製、型式「DSC6220」を使用した。
また、上記で得られたコアシェル型重合体粒子をマイクロトラックUPA(日機装株式会社)により測定して、コアシェル型重合体粒子の粒子径φ(nm)を求めた。
さらに、上記で得られたコアシェル型重合体粒子の約10gをテフロンシャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜をテトラヒドロフラン(THF)に20℃で24時間浸漬したものを100メッシュのフィルターでろ過し、さらに20℃で24時間再乾燥させて、次式からTHFゲル分率(%)を求めた。
THFゲル分率(%)=(再乾燥後の質量/元の質量)×100
3.1.2.インク組成物の調製
(1)顔料分散液の調製
まず、攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートを備えた反応容器を窒素置換した後、ベンジルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート5部、ブチルメタクリレート15部、ラウリルメタクリレート10部、メタクリル酸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メタクリレート150部、アクリル酸15部、ブチルメタクリレート50部、t−ドデシルメルカプタン1部、メチルエチルケトン20部およびアゾビスイソブチロニトリル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。
上記分散ポリマーの一部を取り、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50000であった。また、分子量の分散(Mw/Mn)の値は3.1であった。
また、上記分散ポリマー溶液40部とシアン顔料としてクロモファインブルー C.I.Pigment Blue15:3(大日精化工業株式会社製、商品名)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、アルティマイザー25005(スギノマシン株式会社製)で8パスの分散処理を行った。その後、イオン交換水を300部添加して、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。シアン顔料の体積平均粒径を粒度分布計で測定しながら、体積平均粒径が100nmとなるまで分散してから、3μmのメンブレンフィルターでろ過して固形分(分散ポリマーと顔料)が20%である顔料分散液を得た。
(2)インク組成物の調製
容器に、上記で得られた顔料分散液を顔料濃度が2質量部となるように添加し、上記で得られたコアシェル型重合体粒子分散液を固形分濃度が1質量部となるように添加し、さらに1,2−ヘキサンジオール6質量部、2−ピロリジノン19質量部、プロピレングリコール10質量部、界面活性剤(ビックケミー株式会社製、商品名「BYK−348」)1質量部、純水を合計100質量部となるように添加して、マグネチックスターラーで2時間混合撹拌した後、孔径5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いてろ過することによりインク組成物を得た。
3.1.3.評価方法
(1)耐擦性
プリンター PX−G930(セイコーエプソン株式会社製)の一部を改造して、インクジェット記録時に記録媒体を加熱調節できるプリンターとした。このプリンターのインクカートリッジに上記で得られたインク組成物を充填した。そして、縦720dpi×横720dpiの解像度で、A4判塩ビコート紙上にインクを吐出し、乾燥することにより、シアンフルベタの印刷サンプルを作製した。なお、インクジェット記録時に100℃で記録媒体を加熱することにより乾燥させた。その後、この印刷サンプルを16時間室温で放置した。
次いで、得られた印刷サンプルについて、学振型摩擦堅牢度試験機AB−301(テスター産業株式会社製)を用いて、500gの荷重で50往復の試験(JIS P 8136)を行った。金巾3号布を用い、乾摩擦試験と湿摩擦試験の両方を行った。試験サンプル幅2cm、ストローク12cmの試験において、試験を0〜10の11段階で評価した。なお、評価基準は以下の通りである。評価結果を表1に併せて示す。
10:傷または剥離がないもの。
9:ストローク面積の1%未満の傷または剥離があるもの。
8:ストローク面積の1%以上3%未満の傷または剥離があるもの。
7:ストローク面積の3%以上5%未満の傷または剥離があるもの。
6:ストローク面積の5%以上10%未満の傷または剥離があるもの。
5:ストローク面積の10%以上20%未満の傷または剥離があるもの。
4:ストローク面積の20%以上40%未満の傷または剥離があるもの。
3:ストローク面積の40%以上60%未満の傷または剥離があるもの。
2:ストローク面積の60%以上80%未満の傷または剥離があるもの。
1:ストローク面積の80%以上100%未満の傷または剥離があるもの。
0:ストローク面積の全体が剥離したもの。
(2)吐出安定性
上記の印刷サンプルの作製と同様にして、温度40℃相対湿度20%の環境下で連続印字を行い、吐出安定性の試験を行った。「吐出安定性」とは、ノズルの目詰まりがなく常に安定したインクの液滴がノズルから吐出される性質をいう。評価基準は以下の通りである。評価結果を表1に併せて示す。
A:吐出中に少々不吐出や吐出乱れ等が観察されるが、吐出中に復帰し、概ね問題のない状態。
B:吐出中に少々不吐出や吐出乱れ等が生じ、吐出中に復帰しないが、メンテナンスによって正常な状態に復帰する状態。
C:吐出中に不吐出や吐出乱れが生じ、正常に吐出できず、メンテナンスによっても吐出が復帰しない状態。
3.2.実施例2〜11、比較例1〜4
重合体粒子分散液を作製する際の、コア部およびシェル部のモノマー組成を表1に記載の通りに変更した以外は、上記実施例1と同様にして重合体粒子分散液を作製し、上記実施例1と同様にして評価した。
3.3.評価結果
各実施例および各比較例で作製したコア部およびシェル部のモノマー組成、重合体粒子の物性(粒子径φ、コア部およびシェル部の質量比、コア部およびシェル部のTg、THFゲル分率)を表1に示した。
Figure 0006142995
実施例1〜11のインクジェット記録用インク組成物によれば、記録ヘッドのノズルからの吐出安定性が良好となり、かつ記録媒体上に記録された画像の耐擦性が良好となる結果が得られた。
比較例1のインクジェット記録用インク組成物によれば、重合体粒子のコア部のTgが0℃を超えており、かかる重合体粒子では十分な耐擦性を付与できないことが判明した。
比較例2のインクジェット記録用インク組成物によれば、重合体粒子がコアシェル型とはなっておらず、このモノマー組成による重合体粒子では十分な耐擦性を付与できないことが判明した。
比較例3のインクジェット記録用インク組成物によれば、重合体粒子がコアシェル型とはなっておらず、このモノマー組成による重合体粒子では吐出安定性が不良となるだけでなく、十分な耐擦性も付与できないことが判明した。
比較例4のインクジェット記録用インク組成物によれば、重合体粒子のコア部とシェル部とのTgの差が30℃未満であり、かかる重合体粒子では十分な耐擦性を付与できないことが判明した。
3.4.実施例12〜20、比較例5
3.4.1.コアシェル型重合体粒子水分散液の作製およびインク組成物の調製
重合体粒子分散液を作製する際の、コア部およびシェル部のモノマー組成を表2に記載の通りに変更した以外は、上記実施例1と同様にして重合体粒子分散液の作製及びインク組成物の調製を行った。なお、実施例12は実施例1に相当するものであり、比較例5は比較例1に相当するものである。
3.4.2.評価方法
(1)耐擦性
上記実施例1と同様にして、耐擦性の評価を行った。評価結果を表2に併せて示す。
(2)吐出安定性(連続印刷時)
上記実施例1と同様にして、連続印刷時における吐出安定性の評価を行った。評価結果を表2に併せて示す。
(3)吐出安定性(間欠印刷時)
実施例1で使用したプリンターを用いて、温度40%相対湿度20%の環境下で間欠印刷時における吐出安定性の評価を行った。まず、すべてのノズルから正常にインクが吐出されることを確認した。そして、温度40%相対湿度20%の環境下で1分間の休止時間を設け、その後の1滴目の吐出において、狙い値からのドットの位置ずれを光学顕微鏡で測定した。評価基準は以下の通りである。結果を表2に併せて示す。
A:ドットの位置ずれが10μm以下
B:ドットの位置ずれが10μmを越え20μm以下
C:ドットの位置ずれが20μmを越える
3.5.評価結果
実施例12〜20および比較例5で作製したコア部およびシェル部のモノマー組成、重合体粒子の物性(粒子径φ、コア部およびシェル部の質量比、コア部およびシェル部のTg、THFゲル分率)を表2に示した。
Figure 0006142995
実施例13〜20のインクジェット記録用インク組成物によれば、連続印刷の場合だけでなく間欠印刷の場合においても記録ヘッドのノズルからの吐出安定性が良好となり、かつ記録媒体上に記録された画像の耐擦性が良好となる結果が得られた。
一方、実施例12は、実施例13〜20と比較して間欠印刷の点において劣る結果となった。
また、比較例5のインクジェット記録用インク組成物によれば、重合体粒子のコア部のTgが0℃を超えており、かかる重合体粒子では十分な耐擦性を付与できないことが判明した。
3.6.実施例21〜32
3.6.1.コアシェル型重合体粒子水分散液の作製およびインク組成物の調製
上記実施例1〜11の重合体粒子について、下記の合成方法に変えて重合体粒子の合成を行った以外は、上記実施例1と同様にして表3に記載のインク組成物の調製を行った(実施例21〜31)。なお、実施例32は実施例5に相当するものである。
実施例21に係るコアシェル型重合体粒子分散液は、以下のようにして作製した。まず、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部を入れた容器を窒素雰囲気にした。過硫酸カリウム0.2部、メチルアクリレート17部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート30部、アクリル酸5部よりなるモノマー溶液を敵下しながら70℃で攪拌しながら添加して重合反応させてシェル部を重合した。その後、水酸化ナトリウムで中和しpH8〜8.5に調整した。次に、そのシェル部を反応の場としてコア部を重合した。過硫酸カリウム0.2部、スチレン22部、n−ブチルアクリレート50部を混合したモノマー液を滴下させながら70℃で重合し、実施例21に係るコアシェル型重合体粒子水分散液を作製した。
表3に記載のシェル部およびコア部のモノマー組成に変えたほかは、上記実施例21に係るコアシェル型重合体粒子水分散液の作製と同様にし、上記実施例22〜31に係るコアシェル型重合体粒子水分散液を作製した。
3.6.2.評価方法
(1)耐擦性
上記実施例1と同様にして、耐擦性の評価を行った。評価結果を表3に併せて示す。
(2)吐出安定性(連続印刷時)
上記実施例1と同様にして、連続印刷時における吐出安定性の評価を行った。評価結果を表3に併せて示す。
(3)保存安定性
作製したインク50gを110ccのサンプル瓶に入れ、蓋をしめて40℃の環境下で24時間放置し、そのインク1gを10μmのフィルターでろ過し、そのフィルター上にある異物(凝集物)の数を光学顕微鏡で観察した。結果を表3に併せて示す。
3.7.評価結果
実施例21〜32で作製したコア部およびシェル部のモノマー組成、重合体粒子の物性(粒子径φ、コア部およびシェル部の質量比、コア部およびシェル部のTg、THFゲル分率)を表3に示した。
Figure 0006142995
実施例21〜31のインクジェット記録用インク組成物によれば、実施例32のインクジェット記録用インク組成物と比較して、保存安定性が良好となる結果が得られた。
3.8.実施例33〜42
3.8.1.コアシェル型重合体粒子水分散液の作製およびインク組成物の調製
上記実施例12〜20の重合体粒子について、下記の合成方法に変えて重合体粒子の合成を行った以外は、上記実施例1と同様にして表4に記載のインク組成物の調製を行った(実施例33〜41)。なお、実施例42は実施例15に相当するものである。
実施例33に係るコアシェル型重合体粒子分散液は、以下のようにして作製した。まず、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部を入れた容器を窒素雰囲気にした。過硫酸カリウム0.2部、メチルアクリレート17部、エチルアクリレート20部、メチルメタクリレート30部、アクリル酸5部よりなるモノマー溶液を敵下しながら70℃で攪拌しながら添加して重合反応させてシェル部を重合した。その後、水酸化ナトリウムで中和しpH8〜8.5に調整した。次に、そのシェル部を反応の場としてコア部を重合した。過硫酸カリウム0.2部、スチレン22部、n−ブチルアクリレート50部を混合したモノマー液を滴下させながら70℃で重合し、実施例33に係るコアシェル型重合体粒子水分散液を作製した。
表4に記載のシェル部およびコア部のモノマー組成に変えたほかは、上記実施例33に係るコアシェル型重合体粒子水分散液の作製と同様にし、上記実施例34〜41に係るコアシェル型重合体粒子水分散液を作製した。
3.8.2.評価方法
(1)耐擦性
上記実施例1と同様にして、耐擦性の評価を行った。評価結果を表4に併せて示す。
(2)吐出安定性(連続印刷時)
上記実施例1と同様にして、連続印刷時における吐出安定性の評価を行った。評価結果を表4に併せて示す。
(3)吐出安定性(間欠印刷時)
上記実施例12と同様にして、間欠印刷時における吐出安定性の評価を行った。評価結果を表4に併せて示す。
(4)保存安定性
上記実施例21と同様にして、保存安定性の評価を行った。評価結果を表4に併せて示す。
3.9.評価結果
実施例33〜42で作製したコア部およびシェル部のモノマー組成、重合体粒子の物性(粒子径φ、コア部およびシェル部の質量比、コア部およびシェル部のTg、THFゲル分率)を表4に示した。
Figure 0006142995
実施例33〜41のインクジェット記録用インク組成物によれば、実施例42のインクジェット記録用インク組成物と比較して、保存安定性が良好となる結果が得られた。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

Claims (15)

  1. コア部および前記コア部の表面に形成されたシェル部を有し、前記コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、前記シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上である重合体粒子を含有し、
    前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、親水性モノマーに由来する繰り返し単位が90質量%以上であることを特徴とする、インクジェット記録用インク組成物。
  2. 前記重合体粒子のコア部の質量(c)とシェル部の質量(s)との質量比(c/s)が0.4〜4であり、かつ前記重合体粒子の粒子径をφ(nm)としたときに(c/s)/φ≧0.01の関係を満たす、請求項1に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  3. コア部および前記コア部の表面に形成されたシェル部を有し、前記コア部のガラス転移温度が0℃以下であり、前記シェル部のガラス転移温度が20℃以上であり、かつ前記コア部と前記シェル部とのガラス転移温度の差が30℃以上である重合体粒子を含有し、
    前記重合体粒子のコア部の質量(c)とシェル部の質量(s)との質量比(c/s)が0.4〜4であり、かつ前記重合体粒子の粒子径をφ(nm)としたときに(c/s)/φ≧0.01の関係を満たし、
    前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、親水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上であることを特徴とする、インクジェット記録用インク組成物。
  4. 前記重合体粒子のコア部を構成する全繰り返し単位のうち、疎水性モノマーに由来する繰り返し単位が80質量%以上である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  5. 前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、メチル(メタ)アクリレートおよびエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位(A)、および(メタ)アクリル酸に由来する繰り返し単位(B)の総
    和が80質量%以上である、請求項1ないし請求項のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  6. 前記重合体粒子のシェル部を構成する繰り返し単位として、炭素数が8以上のアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレート、および炭素数が4以上の環状構造を有する(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の疎水性モノマーに由来する繰り返し単位(C)を含む、請求項1ないし請求項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組成物。
  7. 前記環状構造が、脂環構造又は複素環構造である、請求項6に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  8. 前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(C)が1〜10質量%である、請求項6または請求項7に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  9. 前記重合体粒子のシェル部を構成する繰り返し単位として、ポリアルキレングリコール単位を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位(D)をさらに含む、請求項6ないし請求項8のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  10. 前記重合体粒子のシェル部を構成する全繰り返し単位のうち、前記繰り返し単位(D)が1〜10質量%である、請求項9に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  11. 前記重合体粒子の粒子径が30〜500nmである、請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  12. 前記重合体粒子のテトラヒドロフランによるゲル分率が10%以下である、請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  13. 前記重合体粒子の含有量が0.5質量%以上20質量%以下である、請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  14. インク中の乳化剤の含有量が0.01質量%以下である、請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物。
  15. 請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク組成物の液滴を記録ヘッドから吐出して記録媒体上に付着させる工程(a)と、
    前記記録媒体を加熱する工程(b)と、
    を備えることを特徴とする、インクジェット記録方法。
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