JP2003327892A - 着色微粒子水分散体、その製造方法およびそれを用いた水性インク - Google Patents

着色微粒子水分散体、その製造方法およびそれを用いた水性インク

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JP2003327892A
JP2003327892A JP2002133968A JP2002133968A JP2003327892A JP 2003327892 A JP2003327892 A JP 2003327892A JP 2002133968 A JP2002133968 A JP 2002133968A JP 2002133968 A JP2002133968 A JP 2002133968A JP 2003327892 A JP2003327892 A JP 2003327892A
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Takahito Chiba
隆人 千葉
Akihiko Takeda
昭彦 竹田
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、保存安定性及び出射安定性
に優れた着色微粒子水分散体、その製造方法およびそれ
を用いた水性インクを提供することにある。 【解決手段】 色材、樹脂及び溶媒を予め混合した油相
を、水性媒体(水相)中で乳化又は分散した後、該溶媒
の除去工程を有する着色微粒子水分散体の製造方法であ
って、乳化又は分散時の油相の粘度(η1)と水相の粘
度(η2)の比η1/η2が、1以上、50未満、又は乳
化又は分散時の油滴表面と水相との界面張力が、0.1
mN/m以上、1.5mN/m未満であることを特徴と
する着色微粒子水分散体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、着色微粒子水分散
体、その製造方法およびそれを用いた水性インクに関
し、詳しくは、保存安定性及び出射安定性に優れた着色
微粒子水分散体、その製造方法およびそれを用いた水性
インクに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プリンタ、印刷機、マーカー、筆
記具等に用いられる記録材料、インキング材料にも脱溶
剤化、水性化が求められてきている。特にインクジェッ
ト記録に用いられる水性の記録材料としては水溶性染料
の水溶液を主体としたもの、顔料の微分散体を主体とし
たものが広く用いられている。
【0003】水溶性染料を用いた水性インクとしては主
として酸性染料、直接染料、一部の食品用染料等に分類
される水溶性染料の水溶液に、保湿剤としてグリコール
類、アルカノールアミン類、表面張力の調整のための界
面活性剤、更に必要に応じて増粘剤等を添加したものが
用いられている。これら水溶性染料を用いた水性インク
は、筆先、あるいはプリンターでの目詰まりに対する高
い信頼性から、最も一般的に用いられているが、記録紙
上でにじみやすく、使用用途の限定、記録品位の低下を
余儀なくされている。即ち、記録紙に単に浸透し、乾燥
固着しているだけの水溶性染料は「染着」しているとは
いい難く、耐光堅牢度は非常に低い。
【0004】又、水溶性染料を用いた水性インクの耐水
性、耐光堅牢性が低いという問題を解決するために油溶
性染料ないし疎水性染料により水分散性樹脂を着色する
提案がインクジェット記録用インクとしてなされてい
る。例えば、特開昭55−139471号、同58−4
5272号、特開平3−250069号、同8−253
720号、同8−92513号、同8−183920
号、特開2001−11347等には油溶性染料によっ
て染色された乳化重合粒子または分散した重合粒子を用
いたインクジェット用インクが提案されている。
【0005】又、油溶性染料ないし疎水性染料により水
分散性樹脂を着色するのみでなく、色材及びこれを被覆
した樹脂からなる着色微粒子、又、色材と樹脂からなる
色材粒子を更に皮膜形成性樹脂で被覆した着色微粒子を
用いる試みもなされている。
【0006】このような着色微粒子を用いた水性インク
においては、粒子表面や粒子外に染料が存在すると耐光
性向上等の効果が減じられることや、インクジェット用
インクに必要な保存安定性、出射安定性等の諸性能を高
めることが難しいという問題点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑みてなされたものであり、その目的は、保存安定性及
び出射安定性に優れた着色微粒子水分散体、その製造方
法およびそれを用いた水性インクを提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成により達成された。
【0009】1.色材、樹脂及び溶媒を予め混合した油
相を、水性媒体(水相)中で乳化又は分散した後、該溶
媒の除去工程を有する着色微粒子水分散体の製造方法で
あって、乳化又は分散時の油相の粘度(η1)と水相の
粘度(η2)の比η1/η2が、1以上、50未満である
ことを特徴とする着色微粒子水分散体の製造方法。
【0010】2.前記η1/η2が、1以上、20未満で
あることを特徴とする前記1項記載の着色微粒子水分散
体の製造方法。
【0011】3.色材、樹脂及び溶媒を予め混合した油
相を、水性媒体(水相)中で乳化又は分散した後、該溶
媒の除去工程を有する着色微粒子水分散体の製造方法で
あって、乳化又は分散時の油滴表面と水相との界面張力
が、0.1mN/m以上、1.5mN/m未満であるこ
とを特徴とする着色微粒子水分散体の製造方法。
【0012】4.前記乳化又は分散時の油滴表面と水相
との界面張力が、0.1mN/m以上、1.5mN/m
未満であることを特徴とする前記1又は2項に記載の着
色微粒子水分散体の製造方法。
【0013】5.前記1〜4項のいずれか1項に記載の
着色微粒子水分散体の製造方法で製造した着色微粒子を
コア粒子とし、その表面を樹脂で被覆したコアシェル構
造を有する着色微粒子を含有することを特徴とする着色
微粒子水分散体。
【0014】6.前記コアシェル構造を有する着色微粒
子の平均粒径が、100nm以下であることを特徴とす
る前記5項記載の着色微粒子水分散体。
【0015】7.前記5又は6項に記載の着色微粒子水
分散体を含有することを特徴とする水性インク。
【0016】8.インクジェット用インクであることを
特徴とする前記7項記載の水性インク。
【0017】着色微粒子は、液中乾燥法により作製する
方法が知られているが、液中乾燥法では、色材、樹脂、
溶媒等を含む油相を水相中で乳化あるいは分散によりO
/W型の着色微粒子水分散体を形成した後、減圧あるい
は昇温して粒子液滴から溶媒を除去して着色微粒子を調
製する方法である。このとき、形成する油相液滴の粒径
が、その後の着色微粒子水分散体の特性に大きく影響を
及ぼしてくる。着色微粒子の粒径制御方法としては、例
えば、ウェーバー数での制御、付与する分散エネルギー
による制御、分散方式による制御等様々な方法が知られ
ている。
【0018】本発明者は、上記課題について更に検討を
進めた結果、特に、油相と水相との粘度比及び界面張力
として、特定の条件に設定することにより、形成される
着色微粒子の粒径を小さく、かつ高い単分散性を実現す
ることができ、この結果、着色微粒子水分散体の保存安
定性及びこれを含有する水性インクの出射安定性を向上
できることを見いだし、本発明に至った次第である。
【0019】以下、本発明の詳細について説明する。請
求項1に係る発明では、色材、樹脂及び溶媒を予め混合
した油相を、水性媒体(水相)中で乳化又は分散した
後、該溶媒の除去工程を有する着色微粒子水分散体の製
造方法であって、乳化又は分散時の油相の粘度(η1
と水相の粘度(η2)の比η1/η2が、1以上、50未
満であることが特徴であり、好ましくは、η1/η2が1
以上、20未満である。また、請求能2に係る発明で
は、乳化又は分散時の油滴表面と水相との界面張力が、
0.1mN/m以上、1.5mN/m未満であることが
特徴である。
【0020】本発明において、乳化又は分散時の油相の
粘度(η1)と水相の粘度(η2)の比η1/η2、あるい
は乳化又は分散時の油滴表面と水相との界面張力を本発
明で規定する条件とする手段として、特に制限はない
が、例えば、後述する樹脂の種類(特に、重合度)と添
加量、溶媒の種類及び添加量、界面活性剤の種類及び添
加量等、油相や水相の粘度や界面張力に影響を与える因
子を、適宜組み合わせることにより達成することができ
る。
【0021】本発明において、色材、樹脂及び溶媒を含
有する油相を水性媒体中で乳化し、溶媒を除去して得ら
れる色材及び樹脂を含有する着色微粒子の水分散体の製
造は、製造プロセスやその製造条件によりその粒径等の
安定性が大きく変化し、インクとした後の安定性も大き
く変わってくる。本発明では、これらの着色微粒子の製
造における、前記の条件を検討した結果、分散体の分散
安定性が高く、水性インクとして用いたときの出射安定
性に優れたインクジェット記録用インクを与える着色微
粒子、特にコアシェル型の着色微粒子の製造方法を提供
するものである。
【0022】はじめに、本発明の着色微粒子水分散体の
製造方法について説明する。本発明に係る着色微粒子の
形成には、色材と樹脂を含有した有機溶媒溶液を水性媒
体中に粒子径で10nm〜200nmに分散する必要が
あり、着色微粒子にまで、乳化・分散するには、高速攪
拌型分散機、メディア型分散機、高圧分散機或いは超音
波分散機等を用いる。
【0023】本発明でいう水性媒体とは、水を主体とす
る媒体であり、少なくとも水を50%含有する媒体であ
る。水以外に例えば、水可溶性の有機溶媒、例えば、メ
タノール、アルコール等を含んでいてもよく、また、水
と完全に相溶しない例えば、酢酸エチル等の溶媒を、相
分離しない程度に含んでいてもよい。従って、色材と樹
脂を含有した有機溶媒溶液をこれらの水を主体とする水
性媒体中で乳化(分散)し調製した分散液を着色微粒子
水分散液とよぶ。
【0024】本発明において、高速攪拌型分散機、メデ
ィア型分散機をもちいて、色材と樹脂を含有する有機溶
媒溶液を水性媒体中で乳化し着色微粒子水分散体を形成
するには、周速10〜30m/sの条件で用いることが
好ましい。
【0025】高速攪拌型分散機としては、特殊機化工業
(株)T.Kホモディスパのように軸に対して攪拌部分
のみが取り付けてあり、せん断作用領域が特定されない
物と、特殊機化工業(株)T.Kホモミクサのように攪
拌部分の外側に固定された部分(ステータ)を持ちせん
断作用領域が特定されているものがある。また、エムテ
クニック(株)クレアミックスのように外側の固定部分
(ステータ)にスリットが入っていて、スリット部分で
のせん断を利用するタイプも好ましい。また化学装置1
983.12記載の高周波分散機のようにステータ部
分、攪拌部分を複数もつものも好ましく使用できる。
【0026】高速攪拌型分散機の場合、コアとなる着色
微粒子水分散体の分散時、即ち溶媒除去前の乳化時にお
いては、周速が前記の範囲であること、又、温度を50
℃以下で行うこと、又、乳化後の溶媒除去時の攪拌を3
〜15m/sの範囲で行うこと、又、同様に乳化後の溶
媒除去を50℃以下の温度に制御して行う等の温度管理
が、安定に着色微粒子水分散体を製造する上で効果があ
り好ましい。
【0027】乳化時において、温度が高くなると、乳化
と同時に、形成した微粒子の融着も同時に進行するた
め、粒径分布が大きくなり、粒子径が不揃いとなって、
安定性が低下する。
【0028】溶媒除去前の前記乳化を周速30m/sを
超えると温度が高い場合と同様の傾向がある。また、周
速が3m/s以下というように低すぎる場合には乳化が
十分に行われない。
【0029】また、乳化後の、溶媒除去は、温度を50
℃以下とすることが、良好な結果を与える。温度が高い
と、前記乳化のときと同様に粒子同士融着しやすく粗大
粒子ができやすい。
【0030】また、メディア型分散機としては、ボール
ミル、遊星ボールミル、振動ボールミルなどの転動ミル
や、媒体攪拌ミルであるビーズミル、アトライター、そ
の他バスケットミル等を用いることが可能であり、ビー
ズミルが好ましく用いられる。ビーズミルを運転する際
の周速としては10〜30m/sが好ましく、10〜1
5m/sがより好ましい。
【0031】メディア分散時に使用されるセラミックス
ビーズに用いられるセラミックスとしては、例えばAl
23、BaTiO3、SrTiO3、MgO、ZrO、B
eO、Cr23、SiO2、SiO2−Al23、Cr2
3−MgO、MgO−CaO、MgO−C、MgO−
Al23(スピネル)、SiC、TiO2、Sr2TiO
3(チタン酸ストロンチウム)、BeAl24、Y3Al
512、ZrO2−Y23(立方晶ジルコニア)、3Be
O−Al23−6SiO2(合成エメラルド)、C(合
成ダイヤモンド)、SiO2−nH2O、窒素化珪素、イ
ットリウム安定化ジルコニア、ジルコニア強化アルミナ
等が好ましい。分散時におけるビーズや分散機との摩擦
による不純物生成が少ない等の理由から、イットリウム
安定化ジルコニア、ジルコニア強化アルミナが特に好ま
しく用いられる。メディアは球形が好ましく、粒径は特
に問わないが、通常0.1mm〜20mm、好ましくは
0.2mm〜10mm、特に好ましくは0.3mm〜
3.0mmである。
【0032】メディア型分散機の場合においても、コア
となる着色微粒子水分散体の分散時、即ち溶媒除去前の
乳化時においては、周速が前記の範囲であること、又、
温度を50℃以下で行うこと、又、乳化後の溶媒除去時
の攪拌を3〜15m/sの範囲で行うこと、又、同様に
乳化後の溶媒除去を50℃以下の温度に制御して行う等
の温度管理が、安定に着色微粒子水分散体を製造する上
で効果があり重要である。
【0033】また、高圧分散機は、3個または5個のピ
ストンを持った高圧ポンプの出口に、ねじまたは油圧に
よってその間隙を調整できるようになっている均質バル
ブを1個または2個備えられたものであり、高圧ポンプ
により送液された液媒体が均質バルブによりその流れが
絞られて圧力がかかり、この均質バルブを通過される瞬
間に微小なダマ物質が粉砕される。
【0034】高圧の分散機としては、LAB2000
(エスエムテー社製)などが使用できるが、この分散処
理方法は連続的に多量の液を分散できるために、多量の
液を製造する場合特に好ましい方法である。均質バルブ
に加えられる圧力は通常5×102〜1×104N/cm
2であり、分散は1回のパスで済ますことも多数回繰り
返して行うことも出来る。
【0035】高圧分散機の場合、分散時の周速等は問題
にならないので、コアとなる着色微粒子水分散体の製造
即ち乳化において、温度を50℃以下で行う。又、乳化
後の溶媒除去を50℃以下の温度で行う等の温度管理が
効果があり重要である。
【0036】超音波分散機は通常は20〜25kHzの
超音波を照射することで固液界面にエネルギーを集中さ
せ、キャビテーションを発生させることにより分散する
ものであり、非常に効率的に分散されるが、大量の分散
液を調製する必要がある場合にはあまり適当ではない。
【0037】超音波分散機の場合も同様、分散時の周速
等は問題にならず、乳化時の温度を30℃以下で行うこ
と、又、乳化後の溶媒除去を50℃以下の温度で行うと
いう温度管理がやはり効果があり重要である。
【0038】これらのうち、特に高速攪拌型分散機が好
ましく、特に、周速として、10m/s〜30m/sの
高速攪拌型分散機を具備する反応釜を用いて色材及び樹
脂を含有する有機溶媒溶液を水性媒体中に乳化・分散す
ることが好ましい。
【0039】こうすることで、これらの反応釜は、更
に、後述するポリマーシェルをコアとなる着色微粒子に
被覆する場合に用いることができる。
【0040】上記の様な分散機を用いて分散を行って
後、更に、溶媒を除去する際には、周速3m/s〜15
m/sの範囲で攪拌を行うのがよい。超音波分散機、高
圧分散機の様な非攪拌型の分散機を用いる場合には、別
の攪拌機が必要となるが、これも周速が速すぎると粒子
同士融着が起こりやすい。また、溶媒除去を1分〜3時
間の間に行うことが好ましい。例えば、前記溶媒除去の
温度が低い場合等には時間がかかるが、余り時間がかか
ると、低温であっても融着がある程度進行してしまうた
め好ましくない。また、溶媒除去を迅速に行うには温度
が高いこと、また、高速攪拌等が必要となり、これらの
因子自体、融着を促すため1分未満では不可能である。
【0041】また、乳化を行って後、0〜1時間の範囲
で(即ち、1時間以内に)溶媒除去操作を始めるのがよ
い。乳化の後、大量の揮発性有機溶媒を含んだ状態で乳
化(分散)物を放置するのは好ましくない。従って、乳
化と溶媒除去工程を連続で行うことが好ましい。
【0042】これらの水性媒体中へ、色材、樹脂を含有
する有機溶媒の溶液を分散(乳化)してえられた着色微
粒子をコアとしてこれにポリマーシェルを被覆して色材
及び樹脂を含有するコア/シェル型着色微粒子水分散液
とすることが、安定性の高いインクジェット用インクを
得るためには好ましい。
【0043】ポリマーシェル形成は、シード重合即ち、
ラジカル重合性不飽和エチレン性二重結合を有する化合
物、例えば、アクリル系モノマー等を滴下し、コア粒子
状で重合を行うので、攪拌の状態、例えば、攪拌速度等
は、影響するし、また、コア形成後に、ポリマーシェル
形成することで粒子表面が安定し、着色微粒子水分散体
の安定性が高まるので、コア形成後には、着色微粒子同
士の融着が起こりやすいため、コア形成後、どの位の時
間経過する間に、ポリマーシェル形成を行うかという因
子も大きく影響する。
【0044】ポリマーシェル作製時には、周速3m/s
〜15m/sの範囲で攪拌を行う。特にコアとなる着色
微粒子の融着を促進しないことが好ましい。
【0045】色材と樹脂からなるコアとなる着色微粒子
の製造後0〜1.5時間の範囲で(即ち1.5時間以内
に)シェル化工程を開始することがコアとなる着色微粒
子の凝集を進行させないため、良好な結果を与える。
【0046】特に、コアとなる着色微粒子の水分散液の
形成後、連続的にシェル化工程を開始することが好まし
い。
【0047】これまで、コアとなる着色微粒子水分散体
の製造をポリマーシェル形成を行うシード重合器とは別
プロセス、別の反応釜で調製していたが、周速10m/
s〜30m/sの前記高速攪拌型分散機を具備する反応
釜にて色材及びポリマーを含有する溶液を乳化してコア
となる着色微粒子の製造を行い、引き続き、同一の反応
釜でシード重合によるポリマーシェル形成を行うこと
が、本発明のコア/シェル型着色微粒子水分散体の製造
においては好ましい。
【0048】コアとなる着色微粒子水分散体の調製を別
プロセス、別の反応釜で行う調製では、各プロセス間で
の送液等、無駄なハンドリングを含み、時間や資源のロ
ス等が大きいことからコスト的に不利となる。また、シ
ェル化を、コアとなる着色微粒子水分散液の調製後、早
めに行う必要がある点からも同一の反応釜でシード重合
によるポリマーシェル形成を行うことは好ましい。
【0049】ここで、本発明に係る着色微粒子を形成す
る色材及び樹脂、更に、該色材及び樹脂を含有する着色
微粒子をコアとして、これにシェルを形成するためのシ
ェルポリマー乃至シェルポリマー形成のためのモノマー
等について説明する。
【0050】本発明において用いられる樹脂(ポリマ
ー)としては、その数平均分子量が500〜100,0
00、特に1,000〜30,000であることが、そ
の耐久性及びサスペンションの形成性の点から好まし
い。
【0051】ポリマーのTgとしては、各種用いること
が可能であるが、用いるポリマーのうち、少なくとも1
種以上はTgが10℃以上であるものを用いる方が好ま
しい。
【0052】本発明においては、一般に知られている樹
脂(ポリマー)を使用可能であるが、好ましい樹脂(ポ
リマー)としては、主な官能基としてアセタール基を含
有するポリマー、炭酸エステル基を含有するポリマー、
水酸基を含有するポリマーおよびエステル基を有するポ
リマーなどであり、特にアセタール基を含有するポリマ
ー、中でもポリビニルブチラールが好ましい。
【0053】上記のポリマーは、置換基を有していても
よく、その置換基は直鎖状、分岐、あるいは環状構造を
とっていてもよい。また、上記の官能基を有するポリマ
ーは、各種のものが市販されているが、常法によって合
成することもできる。また、これらの共重合体は、例え
ば1つのポリマー分子中にエポキシ基を導入しておき、
後に他のポリマーと縮重合させたり、光や放射線を用い
てグラフト重合を行っても得られる。
【0054】また、重合性エチレン性不飽和二重結合を
有するビニルモノマーのラジカル重合によって得られた
ポリマーも好ましく用いられる。エチレン、プロピレ
ン、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビ
ニル、スチレン、(メタ)アクリル酸エステル類、(メ
タ)アクリル酸等、アクリルアミド類等のラジカル重合
によって得られるポリマー、例えば、スチレン/アクリ
ル酸エチル、或いはアクリル酸ブチル等の共重合体ポリ
マー、また、スチレン/メタアクリル酸エチルヘキシル
等の共重合体ポリマー、更にはスチレン/メタクリル酸
エチルヘキシル/ヒドロキシエチルアクリレート等の共
重合体ポリマー等が例としてあげられる。
【0055】特に好ましいポリマーとしてはアセタール
基を含有するポリマー(ポリビニルアセタール)であ
り、このうち特にポリビニルブチラールが染料および顔
料等の色材に対する溶解性や親和性等の相互作用の点で
好ましく、本発明において複数の樹脂が用いられる場
合、そのうち1つはポリビニルブチラールであることが
好ましく、これらに加えて前記のポリマーのうち1つ以
上をポリビニルブチラールと異なった樹脂成分として混
合して用いることが好ましい。
【0056】本発明の着色微粒子水分散体は、上記のよ
うな樹脂(複数用いてもよいが)と色材(顔料でもよい
が、染料が好ましい)とを有機溶剤中に溶解(或いは分
散)し、前記の装置をもちいて、前記の条件で、水性媒
体中で乳化分散後、有機溶剤を除去する方法により形成
することによって得られる。
【0057】上記のような樹脂(複数用いてもよいが)
と色材を溶解する有機溶剤としては、特に制限はなく、
色材や油溶性ポリマーの溶解性に基づき適宜選択するこ
とができる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メ
チルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン
等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロ
パノール、1−プロパノ−ル、1−ブタノール、ter
t−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、
塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の
芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロ
ピル等のエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、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ジ
メチルエーテル等のグリコール系溶剤、などが挙げられ
る。前記有機溶剤は、一種単独で使用してもよいし、二
種以上を併用してもよく、水との混合溶剤であってもよ
い。
【0058】有機溶剤の使用量としては、本発明の効果
を害しない範囲内であれば、特に制限はないが、油溶性
ポリマー100質量部に対し、10〜2000質量部が
好ましく、100〜1000質量部がより好ましい。有
機溶剤の使用量が10質量部以下であると、着色微粒子
の微細で安定な分散が困難となる傾向にあり、2000
質量部を超えると前記有機溶媒を除去するための脱溶媒
と濃縮の工程は必須かつ煩雑となり、配合設計上余裕が
なくなる傾向がある。
【0059】有機溶剤は、着色微粒子分散物の安定性の
点から除去されるのが好ましい。前記の条件を満たして
製造された、色材及び樹脂を含有する着色微粒子の水分
散体は、凝集が少なく、分散安定性がよく、該着色微粒
子をコアとして、更に有機ポリマーからなるポリマーシ
ェルを形成するのが好ましい。
【0060】ポリマーシェルを形成する方法としては、
色材と樹脂を含有したコアとなる着色微粒子を形成した
後、重合性不飽和二重結合を有するモノマーを添加し界
面活性剤の存在下、乳化重合を行い、重合と同時にコア
表面に沈着させポリマーシェルを形成する方法が好まし
い。この方法で形成した場合においても、例えば色材と
して染料を用いた場合等には、コア/シェル界面での幾
分かの相の混合がありシェルにおける色材含有率は必ず
しも零とはならないが、シェルにおける色材含有率(濃
度)は、コア/シェル化を行っていないコアにおける色
材含有率(濃度)に比べ少ない例えば、0.8以下、更
に好ましくは0.5以下であるコア/シェル型着色微粒
子水分散体が得られる。
【0061】着色微粒子を被覆してポリマーシェルを形
成する重合性不飽和二重結合を有するモノマーとして
は、エチレン、プロピレン、ブタジエン、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン、(メタ)アク
リル酸エステル類、(メタ)アクリル酸等、アクリルア
ミド類等から選ばれる化合物、特スチレンや(メタ)ア
クリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)
アクリル酸エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エス
テル類等が好ましいが、これらのモノマーに加えて、分
子内にヒドロキシル基を含有する重合性不飽和モノマ
ー、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等
の様なヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等のエ
ステルをシェルを形成する原料モノマー全体の最大50
%、その他のエチレン性不飽和二重結合を有するモノマ
ーと混合して用いるのが好ましい。また、シェルの安定
性を増す等の理由から、アクリル酸、メタクリル酸等の
カルボン酸を含有するモノマー或いはスルホン酸を含有
するモノマー等、pKa値で3〜7の解離性基を含有す
るエチレン性不飽和モノマーを10%以下、前記ヒドロ
キシル基を含有するモノマーよりも少ない量で用いても
よい。これらのヒドロキシル基を含有するモノマー成分
をシェル形成に用いることは好ましい。本発明において
は、コアを形成する樹脂及びシェルを形成するポリマー
とのlogP値の差等前記の関係によって選択すること
が当該コア/シェル着色微粒子の水性分散体を安定に形
成させ、更に分散安定性を向上させる上で好ましい。
【0062】乳化重合を行う際にもちいる活性剤乳化剤
或いは分散剤として、好ましくは陰イオン性界面活性剤
又は高分子界面活性剤であり、陰イオン性界面活性剤が
特に好ましく、界面活性剤の例としては、後述する。
【0063】本発明において、コア/シェル化の評価
は、個々の粒子径が200nm以下と非常に微小である
ため、分析手法は分解能の観点から限られる。このよう
な目的に沿う分析手法としては、TEMやTOF−SI
MSなどが適用できる。
【0064】例えば、コアだけの微粒子及びシェルを設
けた微粒子を染色しそのTEM観察を行い比較する方法
や、TOF−SIMSような質量分析装置を用い、粒子
表面にシェルを設けることで表面近傍の色材量がコアだ
けの時よりも減少していることをプローブとなる元素等
から確認する等の方法がある。
【0065】そのような元素がない場合、適当な染色剤
を用いてシェル中の色材含有量をシェルを設けていない
ものと比較することができる。例えば、コア/シェル粒
子をエポキシ樹脂内に埋胞し、ミクロトームで超薄い切
片を作製、染色を行うことでコア/シェル化をより明瞭
に観察できる。
【0066】本発明の着色微粒子において、必要な粒子
径を得るには、処方の最適化と、前記のような適当な乳
化法の選定が重要である。
【0067】本発明における、ポリマーエマルジョン型
の水性インクに用いられる色材含有コア/シェル着色微
粒子は、体積平均粒子径(以下、単に平均粒径という)
が5nm以下になると単位体積あたりの表面積が非常に
大きくなるため、色材をコア/シェルポリマー中に封入
する効果が小さくなる。一方、200nmを越えると、
ヘッドに詰まりやすく、またインク中での沈降が起き易
く、停滞安定性が劣化する。従って、着色微粒子の平均
粒子径は5〜200nmであることが好ましく、10〜
150nmがより好ましく、平均粒子径が150nmを
越えると、水性インクとした場合、光沢メディアに記録
した画像では光沢感の劣化が起こり、トランスペアレン
シーメディアに記録した画像では著しい透明感の劣化が
起こる。また、着色微粒子の平均粒径が10nm未満に
なると着色微粒子の安定性が悪くなり易く、インクの保
存安定性が劣化し易くなる。請求項6に係る発明におい
ては、着色微粒子の平均粒径が100nm以下であるこ
とが好ましく、10〜100nmが最も好ましい。
【0068】体積平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(T
EM)写真の投影面積(少なくとも100粒子以上に対
して求める)の平均値から得られた円換算平均粒径を、
球形換算して求められる。体積平均粒子径とその標準偏
差を求め、標準偏差を体積平均粒子径で割ることで変動
係数を求められる。或いは、動的光散乱法を利用して変
動係数を求めることも出来る。例えば、大塚電子製レー
ザー粒径解析システムや、マルバーン社製ゼータサイザ
ーを用いて求める事が出来る。
【0069】粒子径の変動係数は、粒子径の標準偏差を
粒子径で割った値であるが、この値が大きいほど粒子径
の分布が広い事を意味する。体積平均粒子径の変動係数
が80%以上であると、粒径分布が非常に広くなり、コ
ア/シェルの厚みが不均一となり易く、粒子間の表面物
性にばらつきが生じ易くなる。表面物性のばらつきは粒
子の凝集を招きやすく、インクジェットヘッドの詰まり
を起こし易い。また、粒子の凝集はメディア上で、色材
の光散乱を招き易く、画質の低下も招き易くする。変動
係数は50%以下が好ましく、30%以下がさらに好ま
しい。
【0070】本発明においては、シェルに用いられるポ
リマー量がコアを形成する樹脂(ポリマー)とシェルに
用いられるポリマーを両方合わせたポリマー総量の5質
量%以上95質量%以下であることが好ましい。5質量
%より少ないとシェルの厚みが不十分で、色材を多く含
有するコアの一部が粒子表面に現れ易くなる。また、シ
ェルのポリマーが多すぎると、コアの色材保護能低下を
起こし易い。さらに好ましくは10質量%以上90質量
%以下である。
【0071】染料、顔料等の色材の総量は総ポリマー量
に対して20質量%以上1,000質量%以下であるこ
とが好ましい。色材量が総ポリマー量に比して少なすぎ
ると、吐出後の画像濃度が上がらず、また、色材質量が
多すぎるとポリマーの保護能が十分に得られない。
【0072】本発明において、用いられる色材として
は、以下にあげる色材中から、着色微粒子を形成するた
めに一緒に用いられる樹脂、及び該着色微粒子をコアと
しこれにポリマーシェルを形成する場合には、シェルと
なるポリマーの種類も考慮して選択して使用すればよ
い。
【0073】本発明に用いられる色材の色相としてはイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブルー、グリー
ン、レッドが好ましく用いられ、特に好ましくはイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの各染料である。油溶
性染料は通常カルボン酸やスルホン酸等の水溶性基を有
さない有機溶剤に可溶で水に不溶な染料であるが、水溶
性染料を長鎖の塩基と造塩することにより油溶性を示す
染料も含まれる。例えば、酸性染料、直接染料、反応性
染料と長鎖アミンとの造塩染料が知られている。油溶性
染料としては、以下に限定されるものではないが、特に
好ましい具体例としては、例えば、オリエント化学工業
株式会社製Valifast Yellow 412
0、Valifast Yellow 3150、Va
lifast Yellow 3108、Valifa
st Yellow 2310N、Valifast
Yellow 1101、Valifast Red
3320、Valifast Red 3304、Va
lifast Red 1306、Valifast
Blue 2610、Valifast Blue26
06、Valifast Blue 1603、Oil
Yellow GG−S、Oil Yellow 3
G、Oil Yellow 129、OilYello
w 107、Oil Yellow 105、Oil
Scarlet 308、Oil Red RR、Oi
l Red OG、Oil Red5B、Oil Pi
nk 312、Oil Blue BOS、Oil B
lue 613、Oil Blue 2N、Oil B
lack BY、OilBlack BS、Oil B
lack 860、Oil Black 5970、O
il Black 5906、Oil Black 5
905、日本化薬株式会社製Kayaset Yell
ow SF−G、Kayaset Yellow K−
CL、Kayaset Yellow GN、Kaya
set Yellow A−G、Kayaset Ye
llow 2G、KayasetRed SF−4G、
Kayaset Red K−BL、Kayaset
Red A−BR、Kayaset Magenta3
12、Kayaset Blue K−FL、有本化学
工業株式会社製FS Yellow 1015、FS
Magenta 1404、FS Cyan 152
2、FS Blue1504 、C.I.Solven
t Yellow 88、83、82、79、56、2
9、19、16、14、04、03、02、01、C.
I.Solvent Red 84:1、C.I.So
lvent Red 84、218、132、73、7
2、51、43、27、24、18、01、C.I.S
olvent Blue 70、67、44、40、3
5、11、02、01、C.I.Solvent Bl
ack 43、70、34、29、27、22、7、
3、C.I.Solvent Violet 3、C.
I.Solvent Green 3及び7等が挙げら
れる。また、特開平9−277693号、同10−20
559号、同10−30061号に示されるような、金
属錯体色素も好ましく用いられ、好ましい構造としては
下記一般式(1)で表されるものである。
【0074】一般式(1) M(Dye)l(A)m 式中、Mは金属イオンを表し、Dyeは金属と配位結合
可能な色素を表す。Aは色素以外の配位子を表し、lは
1ないし3、mは0,1,2,3を表す。mが0のとき
lは2または3を表し、その場合Dyeは同種でも異な
っていてもよい。
【0075】Mで表される金属イオンとしては、周期律
表の第I〜VIII族に属する金属、例えばAl、Co、C
r、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Sn、Ti、P
t、Pd、Zr及びZnのイオンが挙げられる。色調、
各種耐久性からNi、Cu、Cr、Co、Zn、Feの
イオンが特に好ましい。特に好ましくはNiイオンであ
る。
【0076】Dyeで表される金属と配位結合可能な色
素としては種々の色素構造が考えられるが、共役メチン
色素、アゾメチン色素、アゾ色素骨格に配位基を有する
ものが好ましい。
【0077】油溶性染料として分散染料を用いることが
でき、分散染料としては、以下に限定されるものではな
いが、特に好ましい具体例としては、C.I.ディスパ
ーズイエロー5、42、54、64、79、82、8
3、93、99、100、119、122、124、1
26、160、184:1、186、198、199、
204、224及び237;C.I.ディスパーズオレ
ンジ13、29、31:1、33、49、54、55、
66、73、118、119及び163;C.I.ディ
スパーズレッド54、60、72、73、86、88、
91、92、93、111、126、127、134、
135、143、145、152、153、154、1
59、164、167:1、177、181、204、
206、207、221、239、240、258、2
77、278、283、311、323、343、34
8、356及び362;C.I.ディスパーズバイオレ
ット33;C.I.ディスパーズブルー56、60、7
3、87、113、128、143、148、154、
158、165、165:1、165:2、176、1
83、185、197、198、201、214、22
4、225、257、266、267、287、35
4、358、365及び368並びにC.I.ディスパ
ーズグリーン6:1及び9等が挙げられる。
【0078】その他、油溶性染料として、フェノール、
ナフトール類、又、ピラゾロン、ピラゾロトリアゾール
等の環状メチレン化合物、或いは、開鎖メチレン化合物
等のいわゆるカプラーに、p−フェニレンジアミン類或
いはp−ジアミノピリジン類等、アミノ化合物を酸化カ
ップリングさせ得られるアゾメチン色素、インドアニリ
ン色素等も好ましい。特にマゼンタ染料として、ピラゾ
ロトリアゾール環を有するアゾメチン色素は好ましい。
【0079】顔料としては以下に限定されるものではな
いが、特に好ましい具体例として、カーボンブラック顔
料としては三菱化成社製No.2300,No.90
0,MCF−88,No.33,No.40,No.4
5,No.52,MA7,MA8,MA100,No.
2200B、コロンビア社製Raven 700,Ra
ven 5750,Raven 5250,Raven
5000,Raven3500,Raven 125
5、キャボット社製Regal 400R,Regal
330R,Regal 660R,Mogul L,
Monarch700,Monarch 800,Mo
narch 880,Monarch900,Mona
rch 1000,Monarch 1100,Mon
arch 1300,Monarch 1400、デグ
サ社製Color Black FW1,Color
Black FW2,Color Black FW2
V,Color Black FW18,Color
Black FW200,Color Black S
150,Color Black S160,Colo
r Black S170,Printex 35,P
rintexU,Printex V,Printex
140U,Printex 140V,Specia
l Black 6,Special Black
5,Special Black 4A,Specia
l Black 4、関西熱化学(株)社製マックスソ
ーブ G−40、マックスソーブ G−15、マックス
ソーブ G−08等を使用することが出来る。
【0080】イエロー顔料としては、C.I.Pigm
ent Yellow 1,C.I.Pigment
Yellow 2,C.I.Pigment Yell
ow3,C.I.Pigment Yellow 1
2,C.I.PigmentYellow 13,C.
I.Pigment Yellow 14,C.I.P
igment Yellow 16,C.I.Pigm
ent Yellow 17,C.I.Pigment
Yellow 73,C.I.Pigment Ye
llow 74,C.I.Pigment Yello
w 78,C.I.Pigment Yellow 8
3,C.I.Pigment Yellow 93,
C.I.Pigment Yellow 95,C.
I.Pigment Yellow 97,C.I.P
igment Yellow 98,C.I.Pigm
ent Yellow 114,C.I.Pigmen
tYellow 128,C.I.Pigment Y
ellow 129,C.I.Pigment Yel
low 138,C.I.Pigment Yello
w 154,マゼンタ顔料としては、C.I.Pigm
ent Red 5,C.I.Pigment Red
7,C.I.Pigment Red 12,C.
I.Pigment Red 48(Ca),C.I.
Pigment Red 48(Mn),C.I.Pi
gment Red 57(Ca),C.I.Pigm
ent Red 57:1,C.I.Pigment
Red 122,C.I.Pigment Red 1
23,C.I.Pigment Red 168,C.
I.Pigment Red 184,C.I.Pig
ment Red202,シアン顔料としては、C.
I.Pigment Blue 1,C.I.Pigm
ent Blue 2,C.I.Pigment Bl
ue 3,C.I.Pigment Blue 15:
3,C.I.Pigment Blue 15:34,
C.I.Pigment Blue 16,C.I.P
igmentBlue 22,C.I.Pigment
Blue 60,C.I.VatBlue 4,C.
I.Vat Blue 60,等が挙げられる。
【0081】本発明の着色微粒子水性分散体、また、更
に好ましい形態としてコア/シェル構造を有する着色微
粒子水性分散体は、樹脂・ポリマー合わせた量として本
発明の水性インク中に0.5〜50質量%配合されるこ
とが好ましく、0.5〜30質量%配合されることが更
に好ましい。上記樹脂・ポリマーの配合量が0.5質量
%に満たないと、色材の保護能が十分でなく、50質量
%を超えると、サスペンションの水性インクとしての保
存安定性が低下したり、ノズル先端部でのインク蒸発に
伴うインクの増粘やサスペンションの凝集が起こること
によってプリンタヘッドの目詰りが起こる場合があるの
で、上記範囲内とすることが好ましい。
【0082】一方、上記染料及び顔料等の色材として
は、該インク中に1〜30質量%配合されることが好ま
しく、1.5〜25質量%配合されることが更に好まし
い。上記色材の配合量が1質量%に満たないと印字濃度
が不十分であり、30質量%を超えるとサスペンション
の経時安定性が低下し、凝集等による粒径増大の傾向が
あるので、上記範囲内とすることが好ましい。
【0083】本発明の水性インクは水性媒体、特に水を
媒体とし、上記色材を封入した着色微粒子のサスペンシ
ョンを含有し、該サスペンションに、従来公知の各種添
加剤、例えば多価アルコール類のような湿潤剤、無機
塩、界面活性剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、シリコ
ーン系等の消泡剤、粘度調整剤又はEDTA等のキレー
ト剤、又、亜硫酸塩等の酸素吸収剤等を必要に応じて添
加し、水性インクを形成する。
【0084】ここで、上記湿潤剤としては、例えばエチ
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、ポリエチレングリコール、グリセリン、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
ールモノn−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、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、メチルカ
ルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトー
ル、エチルカルビトールアセテート、ジエチルカルビト
ール、トリエチ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、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル等の多価アルコール及び
そのエーテル、アセテート類、N−メチル−2−ピロリ
ドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、トリエタノ
ールアミン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の
含窒素化合物類、ジメチルサルフォキサイドの一種又は
二種以上を使用することができる。これらの湿潤剤の配
合量に特に制限はないが、上記水性インク中に好ましく
は0.1〜50質量%配合することができ、更に好まし
くは0.1〜30質量%配合することができる。
【0085】又、インクの粘度を安定に保つため、発色
をよくするために、インク中に無機塩を添加してもかま
わない。無機塩としてはたとえば塩化ナトリウム、硫酸
ナトリウム、塩化マグネシウム、硫化マグネシウム等が
挙げられる。本発明を実施する場合、これらに限定され
るものではない。
【0086】また、乳化剤、分散剤としては特に制限さ
れるものではないが、そのHLB値が8〜18であるこ
とが、効果の発現の点からみて或いはサスペンションの
粒子径の増大抑制効果がある点から好ましい。
【0087】界面活性剤としては、陽イオン性、陰イオ
ン性、両性、非イオン性のいずれも用いることが出来
る。
【0088】乳化剤或いは分散剤として、好ましくは陰
イオン性界面活性剤又は高分子界面活性剤であり、陰イ
オン性界面活性剤が特によい。
【0089】又、インクの表面張力調整用の活性剤とし
ては好ましくはノニオン性界面活性剤である。
【0090】陽イオン性界面活性剤としては、脂肪族ア
ミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム
塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリ
ニウム塩等が挙げられる。
【0091】陰イオン性界面活性剤としては、脂肪酸石
鹸、N−アシル−N−メチルグリシン塩、N−アシル−
N−メチル−β−アラニン塩、N−アシルグルタミン酸
塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチ
ド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルス
ルホ琥珀酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オ
レフィンスルホン酸塩、N−アシルメチルタウリン、硫
酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第2級高級ア
ルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第
2級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサ
ルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル
塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン
酸エステル塩等が挙げられる。
【0092】両性界面活性剤としては、カルボキシベタ
イン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミ
ダゾリニウムベタイン等が挙げられる。
【0093】非イオン性界面活性剤としては、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2級
アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル(たとえばエマルゲン911)、ポリオキ
シエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラ
ノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレ
ンアルキルエーテル(たとえばニューポールPE−6
2)、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリ
セリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プ
ロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エス
テル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン
脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ア
ルキルアミンオキサイド、アセチレングリコール、アセ
チレンアルコール等が挙げられる。その他に、界面活性
剤としては、例えば花王(株)製の分散剤デモールSN
B、MS、N、SSL、ST、P(商品名)もあげられ
る。
【0094】これらの界面活性剤を使用する場合、単独
又は2種類以上を混合して用いることが出来、インク全
量に対して、0.001〜1.0質量%の範囲で添加す
ることにより、インクの表面張力を任意に調整すること
が出来る。本発明を実施する場合、これらに限定される
ものではない。インクの長期保存安定性を保つため、防
腐剤、防黴剤をインク中に添加してもかまわない。
【0095】又、高分子界面活性剤として、以下の水溶
性樹脂を用いることができ、吐出安定性の観点から好ま
しい。水溶性樹脂として好ましく用いられるのは、スチ
レン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合
体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイ
ン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン
−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アク
リル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共
重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニ
ルナフタレン−マレイン酸共重合体等を挙げることがで
きる。高分子界面活性剤の例として、その他に、アクリ
ル−スチレン系樹脂であるジョンクリル等(ジョンソン
社)が挙げられる。これらの高分子界面活性剤は、2種
以上併用することも可能である。
【0096】上記の各高分子界面活性剤の分散インク全
量に対する添加量としては、0.1〜10質量%が好ま
しく、より好ましくは0.3〜5質量%である。配合量
が0.01質量%に満たないとサスペンションの小粒径
化が困難であり、10質量%を超えるとサスペンション
の粒径が増大したりサスペンションの安定性が低下し、
ゲル化するおそれがある。
【0097】防腐剤・防黴剤としては、芳香族ハロゲン
化合物(たとえばPreventol CMK、クロロ
メチルフェノール等)、メチレンジチオシアナート、含
ハロゲン窒素硫黄化合物、1,2−ベンズイソチアゾリ
ン−3−オン(たとえばPROXEL GXL)などが
挙げられるが、本発明を実施する場合、これらに限定さ
れるものではない。
【0098】インク中を安定に保つために、インク中に
pH調整剤を添加してもかまわない。pH調整剤として
は、塩酸や酢酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等を水など薄めたりそのまま使用したりでき
る。
【0099】また、上記消泡剤としては、特に制限な
く、市販品を使用することができる。そのような市販品
としては、例えば信越シリコーン社製のKF96、6
6、69、KS68、604、607A、602、60
3、KM73、73A、73E、72、72A、72
C、72F、82F、70、71、75、80、83
A、85、89、90、68−1F、68−2F(商品
名)等が挙げられる。これら化合物の配合量に特に制限
はないが、本発明の水性インク中に、0.001〜2質
量%配合されることが好ましい。該化合物の配合量が
0.001質量%に満たないとインク調製時に泡が発生
し易く、又、インク内での小泡の除去が難しく、2質量
%を超えると泡の発生は抑えられるものの、印字の際、
インク内でハジキが発生し印字品質の低下が起こる場合
があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
【0100】本発明に係わるインクジェット記録用水性
インクを吐出して画像形成を行う際に、使用するインク
ジェットヘッドはオンデマンド方式でもコンティニュア
ス方式でも構わない。又吐出方式としては、電気−機械
変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキ
ャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモー
ド型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式
(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット
(R)型等)等など何れの吐出方式を用いても構わな
い。
【0101】本発明に係わるインクジェット用水性イン
クを用いた画像形成方法においては、例えば、インクジ
ェット用水性インクを装填したプリンター等により、デ
ジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりインクを
液滴として吐出させインク受容体に付着させることで、
例えばインクジェット画像記録媒体上にインクジェット
記録画像が形成されたインクジェットプリントが得られ
る。
【0102】インクジェット画像記録媒体としては、例
えば、普通紙、コート紙、キャストコート紙、光沢紙、
光沢フィルム、OHPフィルムのいずれも使用すること
ができ、なかでも例えば多孔質層が形成されている所謂
空隙層を有する被記録媒体であれば好ましい。上述した
支持体の素材或いは形状に特に限定されるものではな
く、例えばシート状に形成されたもの以外に立体的な構
造を有するものであってもよい。
【0103】本発明に係わる水性インクは、インクジェ
ット記録用のインクとして以外に、例えば、一般の万年
筆、ボールペン、サインペン等の筆記具用のインクとし
ても使用可能である。本発明の着色微粒子の分散体(サ
スペンション)を乾燥し、微粒の粉体を得ることもでき
る。得られた粉体は、電子写真のトナーなどにも使用可
能である。
【0104】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
【0105】《着色微粒子分散体の調製》 〔着色微粒子水分散体1の調製:本発明〕34gのポリ
ビニルブチラール(デンカ製3000K、平均重合度8
00 Tg67℃)、17gのC.I.Solvent
Yelloew 56、17gのC.I.Solve
nt Yellow 162、ジイソノニルアジピン酸
(DINA)を5.6g、及び480gの酢酸エチルを
セパラブルフラスコに入れて攪拌し、上記ポリマー及び
染料を完全溶解させて油相1(粘度η1=33.3mP
a・s/30℃)を調製した。次いで、ラウリル硫酸ナ
トリウム12gを含む酢酸エチルの飽和水溶液800g
(粘度η2=0.98mPa・s/30℃)を滴下して
撹拌した後、高速攪拌型分散機(TKホモミキサMar
kII2.5型特殊機化(株)製)を用いて、周速20m
/s、液温度30℃で120分間乳化した。その後、減
圧下で酢酸エチルを除去し、染料を含浸するコア型着色
微粒子水分散体を調製した。更に、フラスコ内を窒素ガ
スで置換した後、1.13gの過硫酸カリウムを加えて
溶解し、ヒーターを付して80℃に加温した後、34g
のスチレン及び11.3gの2−ヒドロキシエチルメタ
クリレートの混合液を滴下しながら5時間反応させてコ
アシェル型の着色微粒子水分散体1を得た。得られた着
色微粒子分散体中の着色微粒子の平均粒径は142nm
であった。
【0106】〔着色微粒子水分散体2の調製:本発明〕
上記着色微粒子水分散体1の調製において、油相1に代
えて、30gのポリビニルブチラール(積水化学製BL
−S、平均重合度350、Tg=61℃)、15gの
C.I.Solvent Yelloew 56、15
gのC.I.Solvent Yellow 162、
ジイソノニルアジピン酸(DINA)を5.0g、及び
485gの酢酸エチルからなる油相2(粘度η1=7.
64mPa・s/30℃)を用い、更にシェリング時の
条件として、1.00gの過硫酸カリウムを加えて溶解
し、ヒーターを付して80℃に加温した後、30gのス
チレン及び10.0gの2−ヒドロキシエチルメタクリ
レートの混合液を滴下しながら5時間反応させた以外は
同様にして、コアシェル型の着色微粒子水分散体2を調
製した。得られた着色微粒子分散体中の着色微粒子の平
均粒径は132nmであった。
【0107】〔着色微粒子水分散体3の調製:本発明〕
上記着色微粒子水分散体2の調製において、油相2に代
えて、30gのポリビニルブチラール(積水化学製BL
−S、平均重合度350、Tg=61℃)、30gの
C.I.Solvent Blue 70、及び490
gの酢酸エチルからなる油相3(粘度η1=21.1m
Pa・s/30℃)を用いた以外は同様にして、着色微
粒子水分散体3を調製した。得られた着色微粒子分散体
中の着色微粒子の平均粒径は102nmであった。
【0108】〔着色微粒子水分散体4の調製:本発明〕
上記着色微粒子水分散体2の調製において、油相2に代
えて、40gのポリビニルブチラール(積水化学製BL
−S、平均重合度350、Tg=61℃)、20gの
C.I.Solvent Blue 70、及び490
gの酢酸エチルからなる油相4(粘度η1=41.2m
Pa・s/30℃)を用いた以外は同様にして、着色微
粒子水分散体4を調製した。得られた着色微粒子分散体
中の着色微粒子の平均粒径は106nmであった。
【0109】〔着色微粒子水分散体5の調製:本発明〕
上記着色微粒子水分散体1の調製において、油相1に代
えて、20gのポリビニルブチラール(積水化学製BL
−S、平均重合度350、Tg=61℃)、20gの
C.I.Solvent Blue 70、及び510
gの酢酸エチルからなる油相5(粘度η1=7.06m
Pa・s/30℃)を用い、更にシェリング時の条件と
して、0.67gの過硫酸カリウムを加えて溶解し、ヒ
ーターを付して80℃に加温した後、20gのスチレン
及び6.7gの2−ヒドロキシエチルメタクリレートの
混合液を滴下しながら5時間反応させた以外は同様にし
て、コアシェル型の着色微粒子水分散体5を調製した。
得られた着色微粒子分散体中の着色微粒子の平均粒径は
89nmであった。
【0110】〔着色微粒子水分散体6の調製:本発明〕
上記着色微粒子水分散体2の調製において、油相2に代
えて、30gの下記ポリマー1、30gのC.I.So
lvent Blue 70、及び490gの酢酸エチ
ルからなる油相6(粘度η1=1.47mPa・s/3
0℃)を用いた以外は同様にして、着色微粒子水分散体
6を調製した。得られた着色微粒子分散体中の着色微粒
子の平均粒径は32nmであった。
【0111】(ポリマー1の調製)3リットルの四つ口
フラスコに滴下装置、温度計、窒素ガス導入管、撹拌装
置及び還流冷却管を付し、酢酸エチル1000gを加熱
還流し、ステアリルメタクリレート300g、メチルメ
タクリレート500g及び2−アセトキシエチルメタク
リレート200g、N,N′−アゾビスイソバレロニト
リル1gのモノマー混合液を2時間かけて滴下し、加熱
環流条件下にて15時間反応させた後、溶剤を減圧留去
し、重量平均分子量が10,000のポリマー1を得
た。
【0112】〔着色微粒子水分散体7の調製:本発明〕
上記着色微粒子水分散体2の調製において、油相2に代
えて、30gのポリビニルブチラール(デンカ製300
0K、平均重合度800 Tg67℃)、30gのC.
I.Solvent Blue 70、及び490gの
酢酸エチルからなる油相7(粘度η1=52.9mPa
・s/30℃)を用いた以外は同様にして、着色微粒子
水分散体7を調製した。得られた着色微粒子分散体中の
着色微粒子の平均粒径は126nmであった。
【0113】〔着色微粒子水分散体8の調製:比較例〕
上記着色微粒子水分散体1の調製において、油相1に代
えて、40gのポリビニルブチラール(積水化学製BL
−S、平均重合度350、Tg=61℃)、20gの
C.I.Solvent Yelloew 56、20
gのC.I.Solvent Yellow 162、
ジイソノニルアジピン酸(DINA)を6.7g、及び
483gの酢酸エチルからなる油相8(粘度η1=5
5.9mPa・s/30℃)を用い、更にシェリング時
の条件として、1.34gの過硫酸カリウムを加えて溶
解し、ヒーターを付して80℃に加温した後、40gの
スチレン及び13.4gの2−ヒドロキシエチルメタク
リレートの混合液を滴下しながら5時間反応させた以外
は同様にして、着色微粒子水分散体8を調製した。得ら
れた着色微粒子分散体中の着色微粒子の平均粒径は15
2nmであった。
【0114】上記各着色微粒子水分散体の調製におい
て、粘度測定は、粘度計としてビスコメイト VM−1
AL(山一電気(株)社製)を用いて、30℃で行っ
た。また、各着色微粒子水分散体中の着色微粒子の平均
粒径及び標準偏差は、マルバーン社製のレーザー粒径解
析システムを用いて行い、平均粒径は体積平均粒子径と
して求めた値である。
【0115】《水性インクの調製》上記調製した各着色
微粒子水分散体を、インク中の染料濃度として4質量%
となるようにそれぞれ秤量し、これにエチレングリコー
ル15質量%、グリセリン15質量%、サーフィノール
465(日信化学工業社)0.3質量%を添加し、全量
が100質量%となるよう純水を加えた後、0.8μm
のメンブランフィルターで濾過して、ゴミ及び素材粒子
を除去してインクジェット用インク1〜8を調製した。
【0116】《水性インクの保存安定性の評価》上記調
製した各水性インクを、液温を25に調整し、その粘度
を前記粘度計を用いて測定した。次いで、各水性インク
を容積が100mlのガラス製のサンプル管に入れて密
封し、60℃の恒温槽中で3日間保存した後、恒温槽か
ら取り出し、液温を25℃に戻し、上記と同様にして粘
度を測定し、保存前後での粘度変化が少ないほど保存安
定性に優れていると判定した。
【0117】《インクジェット画像の印字》上記調製し
た各水性インクを、カラーインクジェットプリンター
(セイコーエプソン社製 PM−800)に装填し、記
録媒体としてコニカインクジェットペーパーPhoto
like QP(コニカ社製)を用いて画像を連続10
分間出力した。出力画像としては、出力濃度を0%から
100%の間を16段階に分割したウェッジ画像(各濃
度について3cm×3cmのパッチ状に出力)を出力し
た。
【0118】《出射安定性の評価》上記方法で連続10
分間の出射を行った後、各ノズルのノズル欠の有無につ
いて観察し、下記に記載の基準に則って、出射安定性の
評価を行った。
【0119】 ◎:10分連続出射でノズル欠が全く発生しない ○:10分連続出射でノズル欠が1〜3回発生した ×:10分連続出射でノズル欠が4回以上発生した 以上より得られた各評価結果を、表1に示す。
【0120】
【表1】
【0121】表1より明らかなように、本発明で規定す
る乳化又は分散時の油相の粘度(η 1)と水相の粘度
(η2)の比η1/η2が、1以上、50未満である、あ
るいは乳化又は分散時の油滴表面と水相との界面張力
が、0.1mN/m以上、1.5mN/m未満である着
色微粒子分散体を含有する水性インクは、比較例に対
し、インク液の保存安定性に優れ、かつそれを用いて連
続出射を行っても、ノズル欠等の発生が極めて少なく、
出射安定性が良好であることが分かる。更に、本発明の
効果は、上記で規定する2つの要件を共に満足するイン
クで顕著であることが分かる。
【0122】
【発明の効果】本発明により、保存安定性及び出射安定
性に優れた着色微粒子水分散体、その製造方法およびそ
れを用いた水性インクを提供することができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 EA26 FA03 FA04 FA05 FB02 FC02 FD20 2H086 BA01 BA53 BA56 BA59 BA60 BA61 4J037 AA30 DD05 4J039 AD01 AD03 AD04 AD07 AD08 AD10 AD12 AD17 AE06 BE01 BE22 CA06 EA15 EA16 EA17 EA19 EA41 EA44 EA46 GA24

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 色材、樹脂及び溶媒を予め混合した油相
    を、水性媒体(水相)中で乳化又は分散した後、該溶媒
    の除去工程を有する着色微粒子水分散体の製造方法であ
    って、乳化又は分散時の油相の粘度(η1)と水相の粘
    度(η2)の比η1/η2が、1以上、50未満であるこ
    とを特徴とする着色微粒子水分散体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記η1/η2が、1以上、20未満であ
    ることを特徴とする請求項1記載の着色微粒子水分散体
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 色材、樹脂及び溶媒を予め混合した油相
    を、水性媒体(水相)中で乳化又は分散した後、該溶媒
    の除去工程を有する着色微粒子水分散体の製造方法であ
    って、乳化又は分散時の油滴表面と水相との界面張力
    が、0.1mN/m以上、1.5mN/m未満であるこ
    とを特徴とする着色微粒子水分散体の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記乳化又は分散時の油滴表面と水相と
    の界面張力が、0.1mN/m以上、1.5mN/m未
    満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の着色
    微粒子水分散体の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の着
    色微粒子水分散体の製造方法で製造した着色微粒子をコ
    ア粒子とし、その表面を樹脂で被覆したコアシェル構造
    を有する着色微粒子を含有することを特徴とする着色微
    粒子水分散体。
  6. 【請求項6】 前記コアシェル構造を有する着色微粒子
    の平均粒径が、100nm以下であることを特徴とする
    請求項5記載の着色微粒子水分散体。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6に記載の着色微粒子水分
    散体を含有することを特徴とする水性インク。
  8. 【請求項8】 インクジェット用インクであることを特
    徴とする請求項7記載の水性インク。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007009184A (ja) * 2005-06-01 2007-01-18 Ricoh Co Ltd インクジェット用顔料分散液及びその製造法並びにインクジェット用インク
JP2020183458A (ja) * 2019-04-26 2020-11-12 三菱鉛筆株式会社 筆記具用インク組成物

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