JP2004231711A - Aqueous pigment ink composition and recording method, recording system and recorded article using it - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、疎水性の表面を有する顔料を含む水性顔料インク組成物、詳細には、高顔料濃度を有する場合であっても、印字安定性に優れ、得られる文字等の画像のかすれを抑制し、高ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値で且つ定着性に優れる画像を得ることのできる水性顔料インク組成物、並びにこれを用いた記録方法、記録システム及び記録物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェット記録用インクや筆記具用インク等の着色剤（色材）として、その耐水性や耐光性等の堅牢性に優れることから、顔料が多数利用されている。顔料は水への溶解性がないため、水性顔料インク組成物に使用する際には、顔料を水中に安定に分散することが重要である。このため、顔料を分散樹脂等によって安定に分散させた水性顔料インク組成物が種々開発されている。
【０００３】
また、顔料を分散させるために、分散樹脂を用いない表面処理顔料を用いたインク組成物も開発されており、このインク組成物を用いれば、高ＯＤ値を有する記録画像が得られることが一般的に知られている。しかし、この表面処理顔料を用いたインク組成物は、記録媒体に対する定着性に欠け、また適応可能な記録媒体が制限されるため、改善が望まれている。
【０００４】
一方、顔料を分散樹脂によって分散させた水性顔料インク組成物では、該分散樹脂として適宜なものを選択することで、記録媒体に対する定着性に優れたものを設計することができる。しかし、インク組成物に対する分散樹脂の添加量が多くなると、ＯＤ値が低下する傾向が認められ、加えてインク組成物の粘度が増大し、比較的低粘度（１０ｍＰａ・ｓ以下）であることが要求されるインクジェット記録用インク組成物として使用する場合には好ましくない。
【０００５】
顔料を分散樹脂によって分散させた水性顔料インク組成物としては、従来から、分散樹脂としてアクリル酸−スチレン共重合体を使用したものが使用されている。従来型の分散樹脂用アクリル酸−スチレン共重合体を使用する際、高ＯＤ値を有する画像を得るためには、該分散樹脂の添加量を減量する必要があるが、これは、必然的に定着性が低下し、且つ顔料を分散させたインク組成物の保存安定が低下する。一方、定着性向上を目的として該分散樹脂の添加量を増加させた場合には、定着性は向上するが、ＯＤ値が低下する。加えて、分散樹脂の添加が過大であると、顔料表面に吸着されない又は顔料表面から離脱した遊離樹脂が印字安定性の低下（例えば、インクジェット記録用インク組成物として使用した場合に、インク滴の飛散や飛行曲がりの発生）を招き、好ましくないことが判っている。また、従来使用されてきたアクリル酸−スチレン共重合体からなる分散樹脂は、その分子構造の制御が困難であるためランダムな構造であって、高機能化が困難である。
このため、高ＯＤ値と定着性の双方を満足させるべく、顔料の分散能力に優れ、少量の添加量でも良好な定着性と分散安定性が得られるとともに、高機能を有する分散樹脂の開発が望まれていた。
【０００６】
特開平６−１００８１０号公報には、印字物の堅牢性に優れ擦過性の問題もなく、常に安定した吐出を行うことができ、長期保存安定性に優れたインクジェット記録用水性顔料インクの提供を目的として提案された、親水性重合連鎖部分と疎水性重合連鎖部分とから成るグラフト共重合体である特定の水溶性樹脂を含むインクジェット記録用水性顔料インクが開示されている（特許文献１）。
【０００７】
また、特開平６−１２２８４６号公報には、長期保存安定性に優れ同時に常に安定した吐出を行うことが可能で、ヘッド先端におけるインクの固化を解消したインクジェット用記録液の提供を目的として提案された、スチレン類及びアルキル（メタ）アクリレート類から選ばれる少なくとも１種のモノマーとともに、カチオン基含有成分（カチオン成分）、又はスルホン基含有アクリル成分（アニオン成分）とを含有する特定の水溶性樹脂、或いは、カルボキシル基含有成分（アニオン成分）を含有する特定の水溶性樹脂を含む水性顔料インクが開示されている（特許文献２）。
【０００８】
しかし、これらの公報に記載の水溶性樹脂を顔料の分散樹脂としたインク組成物では、未だ満足した効果が得られていないのが実情である。
【０００９】
ところで、顔料の中でも、特に優れた黒色画像を形成できる等の点で、カーボンブラックが、水性顔料インク組成物におけるブラック顔料として有用に使用されている。カーボンブラックは、その表面が本来疎水性を有している。このため、カーボンブラック等の疎水性の表面を有する顔料を含有する水性顔料インク組成物中においては、該顔料に疎水性成分が優先的に吸着する一方、水性媒体としての水中へ親水性成分が配向することになる。しかし、疎水性の表面を有する顔料及びその分散樹脂を含む、従来の水性顔料インク組成物においては、この顔料と分散樹脂との間における親水性−疎水性のバランスが必ずしもとれているとはいえない。実際に、カーボンブラックを用いた従来の水性顔料インク組成物では、カーボンブラックの濃度（含有量）が高くなると、顔料が安定して分散することができず、インク組成物の粘度が増加し、場合によってはゲル状になり、印字安定性等のインク組成物としての機能を果たすことが不可能となる。一方、カーボンブラックの濃度が低い場合には、インク組成物の粘度増加の問題は起こらないが、高ＯＤ値を有する記録画像の形成を達成するには不十分な場合がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１００８１０号公報
【特許文献２】
特開平６−１２２８４６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、高顔料濃度を有する場合であっても、印字安定性に優れ、得られる文字等の画像のかすれを抑制し、高ＯＤ値で且つ定着性に優れる画像を得ることのできる水性顔料インク組成物を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究した結果、疎水性の表面を有する顔料、及びその分散樹脂として、幹部分に、疎水性成分と特定の親水性成分とを特定の割合で用いる一方、枝部分に、特定の親水性成分を用いた機能分離型の櫛型グラフトポリマーを含む水性顔料インク組成物が、前記目的を達成し得ることの知見を得た。
【００１３】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、疎水性の表面を有する顔料、及び分散樹脂として幹ポリマーと枝ポリマーとからなる櫛型グラフトポリマーを少なくとも含む水性顔料インク組成物であって、
前記幹ポリマーは、疎水性成分からなる構成単位と、親水性成分としてアニオン性官能基を有する構成単位とを含み、それらの構成単位の重量比（前者／後者）が３０／７０〜８０／２０の範囲内であり、
前記枝ポリマーは、親水性成分としてカチオン性成分を有する構成単位を含み、該カチオン性成分を有する構成単位は、前記分散樹脂中に、３０重量％以下で含有される、ことを特徴とする水性顔料インク組成物を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【００１４】
即ち、斯かる構成からなる本発明の水性顔料インク組成物によれば、高顔料濃度を有する場合であっても、印字安定性に優れ、得られる文字等の画像のかすれを抑制し、高ＯＤ値で且つ定着性に優れる画像を得ることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記水性顔料インク組成物を用いて画像を形成する記録方法を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、前記水性顔料インク組成物を用いて画像を形成する記録システムを提供するものである。
【００１７】
また、本発明は、前記水性顔料インク組成物を用いて画像が形成されてなる記録物を提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の水性顔料インク組成物は、既述の通り、疎水性の表面を有する顔料、及び分散樹脂として幹ポリマーと枝ポリマーとからなる櫛型グラフトポリマーを少なくとも含むものである。
【００１９】
本発明に用いられる疎水性の表面を有する顔料としては、特に優れた黒色画像の形成に有用な点で、カーボンブラックが好適である。カーボンブラックとしては、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、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）が挙げられる。
【００２０】
好ましいカーボンブラックの例としては、三菱化学製のＮｏ．２３００，Ｎｏ．９００， ＭＣＦ８８，Ｎｏ．３３，Ｎｏ．４０，Ｎｏ．５２，ＭＡ７，ＭＡ８， ＭＡ１００，Ｎｏ．２２００Ｂ等、コロンビア製のＲａｖｅｎ５７５０，Ｒａｖｅｎ５２５０，Ｒａｖｅｎ５０００，Ｒａｖｅｎ３５００，Ｒａｖｅｎ１２５５，Ｒａｖｅｎ７００等、キャボット社製のＲｅｇａｌ ４００Ｒ，Ｒｅｇａｌ１６６０Ｒ，Ｍｏｇｕｌ １，Ｍｏｎａｒｃｈ７００，Ｍｏｎａｒｃｈ８００，Ｍｏｎａｒｃｈ８８０，Ｍｏｎａｒｃｈ９００，Ｍｏｎａｒｃｈ１０００，Ｍｏｎａｒｃｈ１１００，Ｍｏｎａｒｃｈ１３００，Ｍｏｎａｒｃｈ１４００等、テグッサ社製のＣｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ２，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ２Ｖ，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ２００，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１５０，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１６０，Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｓ１７０，Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５，ＰｒｉｎｔｅｘＵ，Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｖ，Ｐｒｉｎｔｅｘ １４０Ｕ， Ｓｐｅｃｉｌ Ｂｌａｃｋ ６，Ｓｐｅｃｉｌ Ｂｌａｃｋ５，Ｓｐｅｃｉｌ Ｂｌａｃｋ ４Ａ，Ｓｐｅｃｉｌ Ｂｌａｃｋ ４等が挙げられる。
【００２１】
疎水性の表面を有する顔料の含有量（顔料濃度）は、インク組成物中に、分散安定性が良好で且つ高ＯＤ値を有する画像が安定して得られる点で、好ましくは０．５〜２５重量％、更に好ましくは２〜１５重量％である。
本発明においては、このように、高濃度の顔料を含んでいても、粘度が増加することなく、顔料が安定して分散するものである。
【００２２】
尚、本発明に係る疎水性の表面を有する顔料は、カーボンブラックに限定されるものではなく、その表面が少なくとも疎水性を有する限り、カーボンブラック以外のブラック顔料や、ブラック顔料以外の何れのカラー顔料であってもよい。
【００２３】
本発明に用いられる分散樹脂（顔料を分散するための樹脂）としての櫛型グラフトポリマーは、幹ポリマーとして、直鎖状の主鎖である高分子鎖が用いられ、枝ポリマーとして、該直鎖状の主鎖である高分子鎖に対して、直鎖状の側鎖が規則的に配列する（グラフト化された）構造をとっているものである。
【００２４】
櫛型グラフトポリマーにおける幹ポリマーは、疎水性成分からなる構成単位と、親水性成分としてアニオン性官能基を有する構成単位とを含むものである。このように、分散樹脂における幹ポリマーが疎水性成分からなる構成単位を含むことにより、該疎水性成分と顔料における疎水性の表面とに相互作用が働き、幹ポリマーは顔料の表面に配向することになる。また、上記のように、分散樹脂における幹ポリマーが親水性成分としてアニオン性官能基を有する構成単位を含むことにより、該親水性成分と本発明の水性顔料インク組成物における溶媒としての水とに相互作用が働き、該インク組成物中で、顔料の凝集を防止し、顔料を安定して分散させることができる。
【００２５】
そして、幹ポリマーにおいて、疎水性成分からなる構成単位とアニオン性官能基を有する構成単位との重量比（前者／後者）は、３０／７０〜７５／２５である。該重量比が３０／７０未満である場合及び７５／２５を超える場合には、幹ポリマーにおける疎水性成分の顔料表面への配向や、幹ポリマーにおける親水性成分と水との相互作用が弱まり、水性顔料インク組成物中において、顔料が凝集してしまい、その分散が困難となる。これにより、得られる水性顔料インク組成物がゲル状となり、実用不可能となる。
【００２６】
また、斯かる重量比（前者／後者）は、インク組成物中での顔料の凝集防止性及び分散安定性を向上させる点で、好ましくは４０／６０〜７０／３０、更に好ましくは５０／５０〜７０／３０の範囲内である。
【００２７】
幹ポリマーにおける疎水性成分からなる構成単位としては、例えば、スチレン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等の重合性芳香族化合物、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の重合性エステル化合物、アクリロニトリル等の重合性ニトリル化合物、及びこれらの誘導体からなる群より選択される一種以上を単量体とするポリマー等が挙げられる。中でも、疎水性の表面を有する顔料、特にカーボンブラックに対する吸着性の点で、重合性芳香族化合物及びその誘導体、特にスチレンを単量体とするポリマーが好ましい。
【００２８】
幹ポリマーにおけるアニオン性官能基を有する構成単位としては、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基及びその誘導体等のアニオン性官能基を有する重合性化合物を単量体とするポリマー等が挙げられる。中でも、水性溶媒中での分散安定性の点で、カルボキシル基を有する重合性化合物、特にアクリル酸及びメタクリル酸、とりわけアクリル酸を単量体とするポリマーが好ましい。
【００２９】
また、このアニオン性官能基を有する構成単位としては、分子内にアニオン性官能基を有していればよく、アニオン性官能基とともにカチオン性官能基の双方を有する、アミノ酸に代表されるような両性物質を単量体とするポリマーであってもよい。
【００３０】
一方、櫛型グラフトポリマーにおける枝ポリマーは、親水性成分としてカチオン性成分を有する構成単位を含むものである。このように、枝ポリマーにおいてカチオン性成分を有する構成単位を含むことにより、該カチオン性成分と、前述した幹ポリマーに含まれるアニオン性成分（アニオン性官能基を有する構成単位）との２成分が共に存在することとなり、分散樹脂（櫛型グラフトポリマー）全体として、電荷的に中性的な性質を示すものとなっている。このように、本発明の水性顔料インク組成物によれば、分散樹脂において、カチオン性成分とアニオン性成分の双方を含むため、印刷用紙等の記録媒体の表面状態（酸性度等）に影響されることなく、高ＯＤ値を有する画像が得られ、乾燥後にはカチオン−アニオンの静電気的相互作用によって十分な定着性を得ることができる。
【００３１】
そして、このカチオン性成分を有する構成単位は、分散樹脂（櫛型グラフトポリマー）全体中に、３０重量％以下で含有される。カチオン性成分を有する構成単位の含有量が３０重量％を超えると、得られる水性顔料インク組成物がゲル状となり、実用不可能となる。
【００３２】
斯かるカチオン性成分を有する構成単位の分散樹脂中における含有量は、インク組成物の保存安定性の点で、好ましくは１０〜３０重量％、更に好ましくは１５〜２５重量％である。
【００３３】
また、カチオン性成分を有する構成単位の枝ポリマー中における含有量は、分散樹脂全体中の含有量が前述のように３０重量％以下となる量である限り特に制限されないが、枝ポリマー中に、１０重量％以上であることが好ましい。
【００３４】
枝ポリマーにおけるカチオン性成分を有する構成単位としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド等のアミド基を有する重合性化合物、エチレンイミン等のイミノ基を有す重合性化合物、及びアリルアミン等のアミノ基を有する重合性化合物からなる群より選択される一種以上の、分子中に−ＮＨ−を含む重合性化合物を単量体とするポリマー等が好適に挙げられる。中でも、インク組成物の粘度及び保存安定性の点で、重合性アミド化合物、特にアクリルアミド及びジメチルアクリルアミドを単量体とするポリマーが好ましい。
【００３５】
また、このカチオン性成分を有する構成単位としては、分子内にカチオン性成分を有していればよく、前述した幹ポリマーにおけるアニオン性官能基を有する構成単位の場合と同様に、カチオン性成分とともにアニオン性成分の双方を有する、アミノ酸に代表されるような両性物質を単量体とするポリマーであってもよい。
【００３６】
本発明においては、特に、幹ポリマーと枝ポリマーとからなる櫛型グラフトポリマーとして、スチレン−アクリル酸共重合体及びスチレン−メタアクリル酸共重合体が好ましく、とりわけ、スチレン−アクリル酸共重合体が好ましい。
【００３７】
櫛型グラフトポリマーの平均分子量（重量平均分子量を意味する。以下同じ。）は、幹ポリマーの平均分子量が５，０００〜５０，０００となるように、また枝ポリマーの平均分子量が１，０００〜５０，０００となるように設定することが好ましい。
【００３８】
また、櫛型グラフトポリマーは、例えば、主鎖（幹ポリマー）を重合反応により合成した後に側鎖（枝ポリマー）の重合（グラフト化）を連続的に行う方法や、別々に合成した各高分子鎖（幹ポリマー及び枝ポリマー）を高分子反応によりグラフト化する方法等によって得ることができる。
【００３９】
分散樹脂としての櫛型グラフトポリマーの含有量（固形分換算量）は、得られる画像のＯＤ値を高め且つインク組成物の粘度を適切に保持する点で、インク成物中に、３〜１５重量％、特に４〜１０重量％であることが好ましい。本発明においては、分散樹脂が比較的少量であっても、効果的に顔料表面に吸着され、優れた分散安定性が得られ、また、遊離樹脂を生じることも少ない。
【００４０】
本発明の水性顔料インク組成物は、その粘度が、通常、１０ｍＰａ・ｓ以下のものであり、特に印字安定性に優れたインクジェット記録用インクとして使用する場合に有用である。更に、本発明のインク組成物の粘度は、１．０〜１０ｍＰａ・ｓ、特に３．０〜５．０ｍＰａ・ｓであると、印字安定性及びインク滴の飛翔特性の点で有用である。本発明の水性顔料インク組成物は、前述したように、高濃度の顔料を含んでいても、粘度が増加することなく、上記のような範囲内の粘度を保持し、特に長期に亘り保存した場合であっても、粘度変化の極めて少ないものである。
【００４１】
また、本発明の水性顔料インク組成物は、インクジェット記録に用いる場合に、インクの乾燥を防いでインクジェットプリンタのヘッドでの目詰りを防止できる点で、湿潤溶媒を含有することが好ましい。該湿潤溶媒としては、特に目詰まり防止性向上の観点から、多価アルコール類が好ましく、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１．２．６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。また、湿潤溶媒として、尿素、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリエタノールアミン、糖アルコール等の糖類等を用いることもできる。これらの湿潤溶媒は、その１種又は２種以上が用いられる。
【００４２】
湿潤溶媒は、インク組成物中に、好ましくは０．１〜３０重量％、更に好ましくは０．５〜２０重量％含有される。
【００４３】
また、本発明の水性顔料インク組成物は、記録媒体への濡れ性を高めて浸透性を高める点で、界面活性剤を含有することが好ましい。該界面活性剤としては、特に浸透性向上の観点から、アセチレングリコール類及び／又はポリシロキサン類が好ましく用いられる。
アセチレングリコール類としては、例えば、下記一般式（１）で表わされるアセチレングリコール系化合物が好ましく挙げられる。
【００４４】
【化１】
（式中、０≦ｍ＋ｎ≦５０、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、アルキル基、好ましくは炭素数１〜６のアルキル基を表わす。）
【００４６】
上記一般式（１）で表されるアセチレングリコール系化合物としては、市販されているものを用いることができ、例えば、オルフィンＹ、サーフィノール８２，４４０，４６５，ＳＴＧ，Ｅ１０１０（何れも商品名、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社製）などが挙げられ、特にサーフィノール４６５を用いることが好ましい。
【００４７】
ポリシロキサン類としては、例えば、下記一般式（２）で表わされるポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。
【００４８】
【化２】
上記一般式（２）で表されるポリシロキサン系化合物としては、市販されているものを用いることができ、例えば、ＢＹＫ３４７や同３４８（ビックケミージャパン製）等を好適に用いることができる。
【００５０】
また、界面活性剤として、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の各種界面活性剤を用いることもできる。
界面活性剤は、その１種又は２種以上が用いられる。
【００５１】
界面活性剤は、インク組成物中に、好ましくは０．１〜５重量％、更に好ましくは０．５〜２重量％含有される。
【００５２】
また、本発明の水性顔料インク組成物は、記録媒体への濡れ性を高めて浸透性を高める点で、浸透溶媒を含有することが好ましい。該浸透溶媒としては、特に浸透性向上の観点から、アルカンジオール類及び／又はグリコールエーテル類が好ましく用いられる。
【００５３】
アルカンジオール類としては、例えば、１，２−ペンタンジオール、１．２−ヘキサンジオール等が挙げられる。
グリコールエーテル類としては、例えば、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、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、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
これらの浸透溶媒は、その１種又は２種以上が用いられる。
【００５４】
浸透溶媒は、インク組成物中に、好ましくは１〜２０重量％、更に好ましくは１〜１０重量％含有される。
【００５５】
本発明の水性顔料インク組成物には、水性媒体として、水が使用される。水としては、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純粋又は超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌処理した水は、長期間に亘ってカビやバクテリアの発生が防止されるので好ましい。水は、通常、顔料、分散樹脂、浸透溶媒、湿潤溶媒、界面活性剤等の各成分を配合した後、各特性のバランスを考慮し、インク組成物中に含有させるものである。
【００５６】
その他、本発明の水性顔料インク組成物には、更に必要に応じて、水溶性ロジン類等の定着剤、安息香酸ナトリウム等の防黴剤・防腐剤、アロハネート類等の酸化防止剤・紫外線吸収剤、キレート剤、ｐＨ調整剤等の添加剤を含有させることができ、これらの１種又は２種以上が用いられる。
【００５７】
本発明の水性顔料インク組成物は、従来から使用されている通常のインク組成物と同様に調製することができる。例えば、顔料としてのカーボンブラック、分散樹脂としての櫛型グラフトポリマーを水とともに予備混合し、適当な分散工程を経て予め顔料分散液を得、これとは別に顔料及び分散樹脂以外の成分を水に溶解して作製したインク溶媒を、上記顔料分散液に添加することによりインク組成物を調製する方法や、顔料分散液を作製せずに、各成分を夫々の配合量で混合することによりインク組成物を調製する方法等が採用される。調製に際しては、メンブランファイターやメッシュフィルター等を用いて粗大粒子を除去することが好ましい。
【００５８】
本発明の水性顔料インク組成物は、その用途に何等制限はなく、インクジェットプリンタ用インクやペン等の筆記具用インク等、種々のインク組成物として使用できるが、特に、ノズルからインクの液滴を吐出させ、該液滴を記録媒体に付着させて文字や図形等の画像を形成する記録方法であるインクジェット記録方法に用いられることが好ましく、とりわけ、オンデマンド型のインクジェット記録方法に用いられることが好ましい。オンデマンド型のインクジェット記録方法としては、例えば、プリンターヘッドに配設された圧電素子を用いて記録を行う圧電素子記録方法、プリンターヘッドに配設された発熱抵抗素子のヒーターなどによる熱エネルギーを用いて記録を行う熱ジェット記録方法等が挙げられ、何れのインクジェット記録方法にも好適に使用できる。
【００５９】
また、本発明によれば、前述した水性顔料インク組成物を用いて画像を形成する記録方法を提供できる。斯かる構成からなる本発明の記録方法によれば、前述した水性顔料インク組成物を用いる方法であるため、インク組成物が高顔料濃度を有する場合であっても、印字安定性に優れ、得られる文字等の画像のかすれを抑制し、高ＯＤ値で且つ定着性に優れる画像を得ることができる。
【００６０】
また、本発明によれば、前述した水性顔料インク組成物を用いて画像を形成するインクジェットプリンタ等の記録装置その他の記録システムを提供できる。斯かる構成からなる本発明の記録システムによれば、前述した水性顔料インク組成物を用いるシステムであるため、インク組成物が高顔料濃度を有する場合であっても、印字安定性に優れ、得られる文字等の画像のかすれを抑制し、高ＯＤ値で且つ定着性に優れる画像を得ることができる。
【００６１】
また、本発明によれば、前述した水性顔料インク組成物を用いて画像が形成されてなる記録物を提供できる。斯かる構成からなる本発明の記録物よれば、前述した水性顔料インク組成物を用いて形成された文字等の画像を有するものであるため、かすれが抑制され、高ＯＤ値で且つ定着性に優れた画像を得ることができる。
【００６２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例及び試験例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例により何等制限されるものではない。
【００６３】
〔実施例１〕
（インク組成物の調製）
１２．５ｇのカーボンブラック、９．０ｇの分散樹脂及び７８．５ｇのイオン交換水を予備混合して混合溶液とし、それから、分散機としてサンドグラインダーミルを用い、分散メディアとしてφ１．０ｍｍのジルコニアビーズを用いて、上記混合溶液を２時間分散した。分散工程終了後、ジルコニアビーズを分離して顔料分散液を得た。
続いて、下記配合成分における顔料及び分散樹脂以外の成分を、３０ｇのイオン交換水に溶解してインク溶媒とし、上記顔料分散液５６．０ｇを攪拌しながら、該顔料分散液に４６ｇのインク溶媒を添加した。添加終了後、２０分間攪拌を行ってから、５μのメンブランフィルターを用いてろ過を実施し、インクジェット記録用水系顔料ブラックインク組成物とした。
【００６４】
また、実施例１と同様の操作により、下記の各組成からなるブラック顔料インク組成物（実施例２、３及び比較例１〜５）を調製した。
【００６６】
〔インクの粘度測定〕
実施例及び比較例の各ブラック顔料インク組成物を調製した直後のインク組成物の粘度（インク初期粘度）、及びその調製から１ヶ月後のインク組成物の粘度を、Ｐｈｙｓｉｃａ Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ社製「ＭＣＲ−３００」によって夫々測定し、その結果を表１に示す。尚、比較例３〜５の各ブラック顔料インク組成物については、調製直後の時点及びその１ヶ月後の時点で何れもゲル状であったため、粘度測定ができなかった。このため、比較例３〜５は印字安定性試験及び光学濃度試験を行っていない。
【００７４】
〔印字安定性試験〕
実施例及び比較例の各ブラック顔料インク組成物をインクジェットプリンタ（セイコーエプソン（株）製ＥＭ−９３０Ｃ）にセットし、このプリンタを用いて、Ａ４サイズのＰＰＣ用紙（Ｘｅｒｏｘ Ｐ；ゼロックス（株）製）に、ブラックのベタ印字を連続で行い、ノズルの詰まり、飛行曲がり、印字のかすれ等の印字不良が発生するまでの紙の枚数を調べた。このとき、次の基準に従い、印字安定性を評価した。その結果を表１に示す。
×…印字不良が発生するまでの紙の枚数が、１０枚未満であった。
△…印字不良が発生するまでの紙の枚数が、１０枚以上５０枚未満であった。
○…５０枚以上印字しても、印字不良が発生しなかった。
【００７５】
〔光学濃度試験〕
実施例及び比較例の各ブラック顔料インク組成物をインクジェットプリンタ（セイコーエプソン（株）製ＥＭ−９３０Ｃ）にセットし、このプリンタを用いて、「普通紙」、「きれい」モードに設定して、Ａ４サイズの両面上質普通紙（セイコーエプソン（株）製、型番ＫＡ４２５０ＮＰＤ）上に、ブラックのベタ印字を行い、分光光度計Ｇｒｅｔａｇ−Ｍａｃｂｅｔｈ社製ＳＰＭ−５０を用いてＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値測定を行った。その結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an aqueous pigment ink composition containing a pigment having a hydrophobic surface, in particular, has excellent print stability even when having a high pigment concentration, and suppresses fading of images such as characters obtained. Further, the present invention relates to an aqueous pigment ink composition capable of obtaining an image having a high OD (Optical Density) value and excellent fixability, and a recording method, a recording system and a recorded matter using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, many pigments have been used as colorants (coloring materials) for ink-jet recording inks and writing implement inks because of their excellent fastness such as water resistance and light resistance. Since the pigment has no solubility in water, it is important to stably disperse the pigment in water when used in an aqueous pigment ink composition. For this reason, various aqueous pigment ink compositions in which a pigment is stably dispersed with a dispersing resin or the like have been developed.
[0003]
In addition, in order to disperse the pigment, an ink composition using a surface-treated pigment that does not use a dispersing resin has also been developed. In general, a recorded image having a high OD value can be obtained using this ink composition. Is known. However, an ink composition using the surface-treated pigment lacks fixability to a recording medium and limits the applicable recording medium, and thus, an improvement is desired.
[0004]
On the other hand, in an aqueous pigment ink composition in which a pigment is dispersed by a dispersing resin, by selecting an appropriate dispersing resin, one having excellent fixability to a recording medium can be designed. However, when the amount of the dispersing resin added to the ink composition increases, the OD value tends to decrease, and in addition, the viscosity of the ink composition increases, and the viscosity may be relatively low (10 mPa · s or less). It is not preferable when used as a required ink composition for inkjet recording.
[0005]
As an aqueous pigment ink composition in which a pigment is dispersed by a dispersing resin, a composition using an acrylic acid-styrene copolymer as a dispersing resin has been conventionally used. When an acrylic acid-styrene copolymer for a conventional dispersion resin is used, in order to obtain an image having a high OD value, it is necessary to reduce the amount of the dispersion resin to be added. Fixability is reduced, and storage stability of the ink composition in which the pigment is dispersed is reduced. On the other hand, when the added amount of the dispersing resin is increased for the purpose of improving the fixing property, the fixing property is improved, but the OD value is reduced. In addition, when the addition of the dispersing resin is excessive, the free resin that is not adsorbed on the pigment surface or detached from the pigment surface decreases the printing stability (for example, when used as an ink composition for ink jet recording, the ink droplet (Scattering or bending) has been found to be undesirable. In addition, conventionally used dispersion resins composed of an acrylic acid-styrene copolymer have a random structure due to the difficulty in controlling the molecular structure thereof, and it is difficult to achieve high functionality.
Therefore, in order to satisfy both the high OD value and the fixing property, the pigment dispersing ability is excellent, good fixing property and dispersion stability can be obtained even with a small amount of addition, and the development of a highly functional dispersion resin is required. Was desired.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-100810 discloses an aqueous pigment ink for inkjet recording which has excellent fastness of printed matter, has no problem of abrasion, can always perform stable ejection, and has excellent long-term storage stability. An aqueous pigment ink for inkjet recording containing a specific water-soluble resin, which is a graft copolymer composed of a hydrophilic polymer chain portion and a hydrophobic polymer chain portion, proposed for the purpose has been disclosed (Patent Document 1).
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-122846 proposes an ink jet recording liquid which has excellent long-term storage stability, can always perform stable ejection at the same time, and eliminates solidification of ink at the head end. A specific water-soluble resin containing a cation group-containing component (cation component) or a sulfone group-containing acrylic component (anion component) together with at least one monomer selected from styrenes and alkyl (meth) acrylates; Alternatively, an aqueous pigment ink containing a specific water-soluble resin containing a carboxyl group-containing component (anion component) is disclosed (Patent Document 2).
[0008]
However, in fact, satisfactory effects have not yet been obtained with the ink compositions using a water-soluble resin described in these publications as a pigment-dispersed resin.
[0009]
By the way, among the pigments, carbon black is usefully used as a black pigment in an aqueous pigment ink composition in that a particularly excellent black image can be formed. The surface of carbon black is inherently hydrophobic. Therefore, in an aqueous pigment ink composition containing a pigment having a hydrophobic surface such as carbon black, the hydrophobic component is preferentially adsorbed to the pigment, while the hydrophilic component is introduced into water as an aqueous medium. It will be oriented. However, in a conventional aqueous pigment ink composition containing a pigment having a hydrophobic surface and a dispersion resin thereof, the hydrophilic-hydrophobic balance between the pigment and the dispersion resin is not necessarily balanced. Absent. In fact, in a conventional aqueous pigment ink composition using carbon black, when the concentration (content) of carbon black is high, the pigment cannot be stably dispersed, and the viscosity of the ink composition increases, In some cases, the ink composition becomes a gel and cannot function as an ink composition such as printing stability. On the other hand, when the concentration of carbon black is low, the problem of an increase in the viscosity of the ink composition does not occur, but it may be insufficient to achieve formation of a recorded image having a high OD value.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-6-100810
[Patent Document 2]
JP-A-6-122846
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide an image having excellent printing stability, suppressing blurring of an image such as a character obtained, and having a high OD value and excellent fixability even when having a high pigment concentration. It is to provide an aqueous pigment ink composition which can be used.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted extensive studies and found that a pigment having a hydrophobic surface, and a dispersing resin thereof, used as a stem portion, a hydrophobic component and a specific hydrophilic component at a specific ratio, while a branch portion, It has been found that an aqueous pigment ink composition containing a function-separated comb-shaped graft polymer using a specific hydrophilic component can achieve the above object.
[0013]
The present invention has been made based on the above findings, and is an aqueous pigment ink composition containing at least a pigment having a hydrophobic surface, and at least a comb-shaped graft polymer composed of a trunk polymer and a branch polymer as a dispersing resin,
The trunk polymer includes a structural unit composed of a hydrophobic component and a structural unit having an anionic functional group as a hydrophilic component, and the weight ratio of the structural units (former / latter) is 30/70 to 80/20. , And
Wherein the branch polymer includes a constituent unit having a cationic component as a hydrophilic component, and the constituent unit having the cationic component is contained in the dispersion resin in an amount of 30% by weight or less. The object has been achieved by providing a pigment ink composition.
[0014]
That is, according to the aqueous pigment ink composition of the present invention having such a configuration, even when having a high pigment concentration, it is excellent in printing stability, suppresses fading of images such as characters obtained, and has a high OD. It is possible to obtain an image having a good value and excellent fixability.
[0015]
The present invention also provides a recording method for forming an image using the aqueous pigment ink composition.
[0016]
The present invention also provides a recording system for forming an image using the aqueous pigment ink composition.
[0017]
Further, the present invention provides a recorded matter on which an image is formed using the aqueous pigment ink composition.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments.
As described above, the aqueous pigment ink composition of the present invention contains at least a pigment having a hydrophobic surface and, as a dispersing resin, a comb-shaped graft polymer composed of a trunk polymer and a branch polymer.
[0019]
As the pigment having a hydrophobic surface used in the present invention, carbon black is preferable because it is particularly useful for forming a black image having excellent properties. Examples of the carbon black include carbon black (CI Pigment Black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black.
[0020]
Preferred examples of carbon black include No. 1 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. 2300, no. 900, MCF88, No. 33, no. 40, no. 52, MA7, MA8, MA100, No. Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 1255, Raven 700, etc. from Columbia, Regal 400R, Regal 1660R, Mogul 1, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800, Monarch 800. Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S17 manufactured by Color Black FW , Printex 35, PrintexU, Printex V, Printex 140U, Specil Black 6, Specil Black5, Specil Black 4A, Specil Black 4 and the like.
[0021]
The content of the pigment having a hydrophobic surface (pigment concentration) is preferably from 0.5 to 0.5 in that an image having good dispersion stability and a high OD value can be stably obtained in the ink composition. It is 25% by weight, more preferably 2 to 15% by weight.
In the present invention, the pigment is stably dispersed without increasing the viscosity even if the pigment is contained at a high concentration.
[0022]
Incidentally, the pigment having a hydrophobic surface according to the present invention is not limited to carbon black, as long as the surface has at least hydrophobicity, black pigments other than carbon black, and any color other than black pigment It may be a pigment.
[0023]
In the comb-shaped graft polymer used as the dispersing resin (resin for dispersing the pigment) used in the present invention, a polymer chain that is a linear main chain is used as a trunk polymer, and the linear polymer is used as a branch polymer. It has a structure in which linear side chains are regularly arranged (grafted) with respect to a polymer chain as a main chain.
[0024]
The stem polymer in the comb-shaped graft polymer includes a structural unit composed of a hydrophobic component and a structural unit having an anionic functional group as a hydrophilic component. As described above, since the backbone polymer in the dispersion resin includes the structural unit including the hydrophobic component, an interaction acts between the hydrophobic component and the hydrophobic surface of the pigment, and the backbone polymer is oriented on the surface of the pigment. become. Further, as described above, when the trunk polymer in the dispersion resin contains a structural unit having an anionic functional group as a hydrophilic component, the hydrophilic component and water as a solvent in the aqueous pigment ink composition of the present invention are converted to the hydrophilic component. The interaction acts to prevent aggregation of the pigment in the ink composition and to stably disperse the pigment.
[0025]
And, in the trunk polymer, the weight ratio (the former / the latter) of the structural unit comprising the hydrophobic component to the structural unit having the anionic functional group is 30/70 to 75/25. When the weight ratio is less than 30/70 or more than 75/25, the orientation of the hydrophobic component in the trunk polymer to the pigment surface and the interaction between the hydrophilic component in the trunk polymer and water are weakened, In the aqueous pigment ink composition, the pigment is aggregated, which makes it difficult to disperse the pigment. As a result, the obtained water-based pigment ink composition becomes gel-like and becomes impractical.
[0026]
The weight ratio (former / latter) is preferably from 40/60 to 70/30, and more preferably from 50/50, from the viewpoint of improving the aggregation prevention and dispersion stability of the pigment in the ink composition. ７０70/30.
[0027]
Structural units composed of a hydrophobic component in the trunk polymer include, for example, polymerizable aromatic compounds such as styrene, vinyl naphthalene and divinylbenzene, polymerizable ester compounds such as acrylates and methacrylates, and polymerizable nitriles such as acrylonitrile. Examples of the polymer include a polymer containing one or more compounds selected from the group consisting of compounds and derivatives thereof. Above all, polymerizable aromatic compounds and derivatives thereof, particularly polymers containing styrene as a monomer, are preferred from the viewpoint of adsorptivity to pigments having a hydrophobic surface, particularly carbon black.
[0028]
Examples of the structural unit having an anionic functional group in the trunk polymer include a polymer having a polymerizable compound having an anionic functional group such as a carboxyl group, a sulfone group, a phosphate group and a derivative thereof as a monomer. Among them, a polymerizable compound having a carboxyl group, particularly acrylic acid and methacrylic acid, particularly a polymer containing acrylic acid as a monomer is preferable from the viewpoint of dispersion stability in an aqueous solvent.
[0029]
The constituent unit having an anionic functional group may have an anionic functional group in a molecule, and may have both an anionic functional group and a cationic functional group, such as an amino acid. A polymer containing an amphoteric substance as a monomer may be used.
[0030]
On the other hand, the branch polymer in the comb-shaped graft polymer contains a structural unit having a cationic component as a hydrophilic component. As described above, by including the structural unit having a cationic component in the branch polymer, the two components of the cationic component and the anionic component (the structural unit having an anionic functional group) contained in the trunk polymer described above are included. Both are present, and the dispersion resin (comb-type graft polymer) as a whole has a neutral property in terms of charge. As described above, according to the aqueous pigment ink composition of the present invention, since the dispersion resin contains both the cationic component and the anionic component, it is affected by the surface state (acidity, etc.) of the recording medium such as printing paper. An image having a high OD value is obtained without drying, and sufficient fixability can be obtained after drying by electrostatic cation-anion interaction.
[0031]
The constituent unit having the cationic component is contained in the entire dispersion resin (comb-shaped graft polymer) at 30% by weight or less. When the content of the constituent unit having a cationic component exceeds 30% by weight, the obtained aqueous pigment ink composition becomes gel-like, and becomes impractical.
[0032]
The content of the constituent unit having the cationic component in the dispersion resin is preferably from 10 to 30% by weight, more preferably from 15 to 25% by weight, from the viewpoint of storage stability of the ink composition.
[0033]
The content of the structural unit having a cationic component in the branch polymer is not particularly limited as long as the content in the entire dispersion resin is 30% by weight or less as described above. It is preferably at least 10% by weight.
[0034]
Examples of the structural unit having a cationic component in the branch polymer include polymerizable compounds having an amide group such as acrylamide, methacrylamide, and dimethylacrylamide; polymerizable compounds having an imino group such as ethyleneimine; and amino acids such as allylamine. Preferable examples include one or more polymers selected from the group consisting of polymerizable compounds having a group, and a polymer containing a polymerizable compound containing —NH— in a molecule as a monomer. Among them, polymerizable amide compounds, particularly polymers having acrylamide and dimethylacrylamide as monomers are preferable from the viewpoint of the viscosity and storage stability of the ink composition.
[0035]
The constituent unit having a cationic component may have a cationic component in the molecule, and together with the cationic component, as in the case of the constituent unit having an anionic functional group in the trunk polymer described above. It may be a polymer having both anionic components and a monomer containing an amphoteric substance such as an amino acid as a monomer.
[0036]
In the present invention, styrene-acrylic acid copolymers and styrene-methacrylic acid copolymers are particularly preferred as the comb-shaped graft polymer composed of a trunk polymer and a branch polymer, and particularly, a styrene-acrylic acid copolymer is preferred. preferable.
[0037]
The average molecular weight (mean weight average molecular weight; the same applies hereinafter) of the comb-shaped graft polymer is set so that the average molecular weight of the trunk polymer is 5,000 to 50,000, and the average molecular weight of the branch polymer is 1,000 to 1,000. It is preferable to set 50,000.
[0038]
The comb-shaped graft polymer is, for example, a method of continuously polymerizing (grafting) a side chain (branched polymer) after a main chain (stem polymer) is synthesized by a polymerization reaction, or a polymer synthesized separately. It can be obtained by, for example, a method of grafting a chain (a trunk polymer and a branch polymer) by a polymer reaction.
[0039]
The content (in terms of solid content) of the comb-shaped graft polymer as the dispersing resin is preferably 3 to 15 in the ink composition in that the OD value of the obtained image is increased and the viscosity of the ink composition is appropriately maintained. % By weight, especially 4 to 10% by weight. In the present invention, even if the amount of the dispersing resin is relatively small, it is effectively adsorbed on the pigment surface, excellent dispersion stability is obtained, and free resin is hardly generated.
[0040]
The aqueous pigment ink composition of the present invention generally has a viscosity of 10 mPa · s or less, and is particularly useful when used as an inkjet recording ink having excellent print stability. Further, when the viscosity of the ink composition of the present invention is 1.0 to 10 mPa · s, particularly 3.0 to 5.0 mPa · s, it is useful in terms of printing stability and ink droplet flight characteristics. As described above, the water-based pigment ink composition of the present invention retains the viscosity within the above range without increasing the viscosity even if it contains a pigment at a high concentration, and is particularly stored for a long time. Even in this case, the change in viscosity is extremely small.
[0041]
In addition, the aqueous pigment ink composition of the present invention preferably contains a wet solvent from the viewpoint of preventing drying of the ink and preventing clogging in the head of the inkjet printer when used for inkjet recording. As the wet solvent, polyhydric alcohols are preferable, particularly from the viewpoint of improving the anti-clogging property. Specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 2.2.6-hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and the like. In addition, saccharides such as urea, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1.3-dimethyl-2-imidazolidinone, triethanolamine, and sugar alcohol can also be used as the wet solvent. One or more of these wet solvents are used.
[0042]
The wetting solvent is preferably contained in the ink composition at 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight.
[0043]
Further, the aqueous pigment ink composition of the present invention preferably contains a surfactant from the viewpoint of increasing wettability to a recording medium and increasing permeability. As the surfactant, acetylene glycols and / or polysiloxanes are preferably used, particularly from the viewpoint of improving permeability.
As the acetylene glycols, for example, acetylene glycol compounds represented by the following general formula (1) are preferably exemplified.
[0044]
Embedded image
(Where 0 ≦ m + n ≦ 50, R 1 ~ R 4 Each independently represents an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )
[0046]
As the acetylene glycol-based compound represented by the general formula (1), commercially available ones can be used. For example, Olfin Y, Surfynol 82, 440, 465, STG, E1010 (all trade names, Air Products and Chemicals Co., Ltd.) and the like, and it is particularly preferable to use Surfynol 465.
[0047]
As the polysiloxane, for example, a polysiloxane-based compound represented by the following general formula (2) is preferably exemplified.
[0048]
Embedded image
As the polysiloxane compound represented by the general formula (2), commercially available compounds can be used, and for example, BYK347 and 348 (manufactured by BYK Japan) can be suitably used.
[0050]
In addition, various surfactants such as a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant can be used as the surfactant.
One or more surfactants are used.
[0051]
The surfactant is contained in the ink composition preferably at 0.1 to 5% by weight, more preferably at 0.5 to 2% by weight.
[0052]
Further, the aqueous pigment ink composition of the present invention preferably contains a penetrating solvent from the viewpoint of increasing wettability to a recording medium and increasing permeability. As the penetrating solvent, alkanediols and / or glycol ethers are preferably used, particularly from the viewpoint of improving permeability.
[0053]
Examples of the alkanediols include 1,2-pentanediol, 1.2-hexanediol, and the like.
As glycol ethers, for example, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether And the like.
One or more of these penetrating solvents are used.
[0054]
The penetrating solvent is contained in the ink composition preferably in an amount of 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight.
[0055]
In the aqueous pigment ink composition of the present invention, water is used as an aqueous medium. As the water, it is preferable to use pure or ultrapure water such as ion exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, and distilled water. In particular, water obtained by sterilizing such water by irradiating with ultraviolet rays or adding hydrogen peroxide is preferable because the generation of mold and bacteria is prevented for a long period of time. Water is usually added to the ink composition after mixing each component such as a pigment, a dispersing resin, a penetrating solvent, a wetting solvent, and a surfactant, in consideration of the balance of each property.
[0056]
In addition, the aqueous pigment ink composition of the present invention may further contain, if necessary, a fixing agent such as a water-soluble rosin, a fungicide or preservative such as sodium benzoate, an antioxidant such as an allohanate, and ultraviolet absorption. An additive such as an agent, a chelating agent, and a pH adjuster can be contained, and one or more of these may be used.
[0057]
The aqueous pigment ink composition of the present invention can be prepared in the same manner as a conventionally used ordinary ink composition. For example, carbon black as a pigment, and a comb-shaped graft polymer as a dispersing resin are premixed with water, and a pigment dispersion is obtained in advance through an appropriate dispersing step. A method of preparing an ink composition by adding an ink solvent prepared by dissolving to the above-mentioned pigment dispersion, or an ink composition by mixing respective components in respective mixing amounts without preparing a pigment dispersion. A method of preparing a product or the like is employed. In the preparation, it is preferable to remove coarse particles using a membrane fighter, a mesh filter, or the like.
[0058]
The aqueous pigment ink composition of the present invention has no particular limitation on its use, and can be used as various ink compositions such as ink for ink-jet printers and inks for writing implements such as pens. It is preferably used for an ink jet recording method which is a recording method of forming an image such as a character or a figure by ejecting and attaching the liquid droplets to a recording medium, and particularly preferably used for an on-demand type ink jet recording method. preferable. Examples of the on-demand type ink jet recording method include, for example, a piezoelectric element recording method in which recording is performed using a piezoelectric element disposed in a printer head, and heat energy generated by a heater of a heating resistance element disposed in the printer head. And the like, and a thermal jet recording method for performing recording by using such a method can be used.
[0059]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a recording method for forming an image using the above-mentioned aqueous pigment ink composition. According to the recording method of the present invention having such a configuration, since the above-described method uses the aqueous pigment ink composition, even when the ink composition has a high pigment concentration, it is excellent in printing stability and can be obtained. It is possible to suppress the fading of an image such as characters to be obtained, and obtain an image having a high OD value and excellent fixability.
[0060]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a recording apparatus such as an ink jet printer for forming an image using the above-described aqueous pigment ink composition and other recording systems. According to the recording system of the present invention having such a configuration, since the system uses the aqueous pigment ink composition described above, even when the ink composition has a high pigment concentration, it is excellent in printing stability and can be obtained. It is possible to suppress the fading of an image such as characters to be obtained, and obtain an image having a high OD value and excellent fixability.
[0061]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a recorded matter on which an image is formed using the above-described aqueous pigment ink composition. According to the recorded matter of the present invention having such a configuration, since the recorded matter has an image such as a character formed by using the above-described aqueous pigment ink composition, blurring is suppressed, and a high OD value and fixing property are obtained. Excellent images can be obtained.
[0062]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Test Examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the Examples.
[0063]
[Example 1]
(Preparation of ink composition)
12.5 g of carbon black, 9.0 g of dispersing resin and 78.5 g of ion-exchanged water were premixed to form a mixed solution. Then, a sand grinder mill was used as a dispersing machine, and φ1.0 mm zirconia beads were used as a dispersing medium. Was used to disperse the mixed solution for 2 hours. After the dispersion step, the zirconia beads were separated to obtain a pigment dispersion.
Subsequently, components other than the pigment and the dispersing resin in the following components were dissolved in 30 g of ion-exchanged water to prepare an ink solvent. While stirring the above-mentioned pigment dispersion liquid (56.0 g), 46 g of the ink solvent was added to the pigment dispersion liquid. Was added. After completion of the addition, the mixture was stirred for 20 minutes and then filtered using a 5 μm membrane filter to obtain an aqueous pigment black ink composition for inkjet recording.
[0064]
Further, by the same operation as in Example 1, black pigment ink compositions (Examples 2, 3 and Comparative Examples 1 to 5) having the following compositions were prepared.
[0066]
[Measurement of ink viscosity]
The viscosities (initial ink viscosities) of the ink compositions immediately after the black pigment ink compositions of Examples and Comparative Examples were prepared, and the viscosities of the ink compositions one month after the preparation, were measured by "MCR" manufactured by Physica Messtechnik GmbH. −300 ”, and the results are shown in Table 1. In addition, as for each of the black pigment ink compositions of Comparative Examples 3 to 5, the viscosity was not able to be measured because each of the black pigment ink compositions was in a gel state immediately after preparation and one month after that. Therefore, in Comparative Examples 3 to 5, the print stability test and the optical density test were not performed.
[0074]
(Printing stability test)
Each of the black pigment ink compositions of Examples and Comparative Examples was set in an ink jet printer (EM-930C manufactured by Seiko Epson Corporation), and A4 size PPC paper (Xerox P; manufactured by Xerox Corporation) was used by using this printer. 2), solid black printing was continuously performed, and the number of sheets of paper until a printing failure such as clogging of nozzles, bending of flight, or blurring of printing occurred was examined. At this time, the printing stability was evaluated according to the following criteria. Table 1 shows the results.
X: The number of sheets of paper until printing failure occurred was less than 10.
Δ: The number of sheets of paper until printing failure occurred was 10 or more and less than 50.
…: No printing failure occurred even after printing 50 sheets or more.
[0075]
(Optical density test)
Each of the black pigment ink compositions of Examples and Comparative Examples was set in an ink jet printer (EM-930C manufactured by Seiko Epson Corporation), and set to “plain paper” and “clean” mode using this printer. A4 size double-sided high-quality plain paper (manufactured by Seiko Epson Corporation, model number KA4250NPD) is printed in solid black, and the OD (Optical Density) value is measured using a spectrophotometer Gretag-Macbeth SPM-50. went. Table 1 shows the results.
[0076]
[Table 1]
Claims (12)
前記幹ポリマーは、疎水性成分からなる構成単位と、親水性成分としてアニオン性官能基を有する構成単位とを含み、それらの構成単位の重量比（前者／後者）が３０／７０〜７５／２５の範囲内であり、
前記枝ポリマーは、親水性成分としてカチオン性成分を有する構成単位を含み、該カチオン性成分を有する構成単位は、前記分散樹脂中に、３０重量％以下で含有される、ことを特徴とする水性顔料インク組成物。A pigment having a hydrophobic surface, and an aqueous pigment ink composition containing at least a comb-shaped graft polymer composed of a trunk polymer and a branch polymer as a dispersion resin,
The trunk polymer includes a structural unit composed of a hydrophobic component and a structural unit having an anionic functional group as a hydrophilic component, and the weight ratio of the structural units (former / latter) is 30/70 to 75/25. , And
Wherein the branch polymer includes a constituent unit having a cationic component as a hydrophilic component, and the constituent unit having the cationic component is contained in the dispersion resin in an amount of 30% by weight or less. Pigment ink composition.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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