JP2004238445A

JP2004238445A - インク組成物及びこれを用いた記録方法、記録物

Info

Publication number: JP2004238445A
Application number: JP2003027335A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Kanetani; 美春金谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】一般のオフィスや家庭で用いられる普通紙や再生紙に対して、高い印字品質と高い光学濃度（ＯＤ値）を付与し、インクジェット用光沢メディア上での光沢性を有し、かつ定着性が良好なインク組成物を提供すること。
【解決手段】本発明は、少なくとも、水と顔料と樹脂粒子を含むインクであって、樹脂粒子の大きさが顔料の粒子の大きさに対し、１〜１．５倍であることを特徴とするインク組成物により、前記課題を解決したものである。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般のオフィスや家庭で用いられる普通紙や再生紙に対して、高い印字品質と高い光学濃度（ＯＤ値）を付与し、インクジェット用光沢メディア上での光沢性を有し、かつ定着性が良好なインク組成物であって、特にインクジェット記録方式に用いるのに好適なインク組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、インクの小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法である。インクとしては、一般に各種の水溶性染料を水または水と水溶性有機溶剤とに溶解させたものが使用されている。このような水溶性染料を含むインクにより形成された画像は耐水性や耐光性に劣ることが一般に指摘されている。
【０００３】
これに対して、顔料を水性媒体に分散させて得られたインクは、耐水性及び耐光性に優れる。例えば、顔料を界面活性剤や高分子分散剤で分散した水性顔料インクが提案されている。しかしながらこれらのインクでは、記録物の印字濃度を上げる為に着色剤のインク含有量を増やすと、それに伴いインク粘度も急激に増加してしまう場合があった。また、インク中に安定に顔料を分散させるためには過剰の界面活性剤または高分子分散剤が必要であり、気泡発生や消泡性低下を原因とする印字安定性の悪化を引き起こす場合があった。
【０００４】
これらの課題を解決するために、顔料表面に一定量以上の表面活性水素あるいはその塩を導入して、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤がなくても、単独で水系溶媒に分散させることができる自己分散型顔料分散液が開示されている。
【０００５】
上記のような分散剤を必要としない、いわゆる自己分散型顔料は、着色剤としてインクに用いた場合、画像のＯＤ値（光学濃度）が高くなる、またインク中の粘度を適正な範囲に合わせやすいため取り扱いが容易である、分散剤と種々の添加溶媒との相溶性を考慮する必要がない、等の特徴により種々開発されており、その顔料表面にはカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基、アンモニウム基等の親水性官能基が、直接あるいはアルキル基、アリール基等を介して間接に結合してなるものが知られている。（特許文献１、２及び３参照）。
【０００６】
一方で、このような自己分散型顔料を着色剤とするインクによる画像は、一般に定着性が劣るという課題があり、画像を指、ラインマーカー、紙等で擦った場合に画像が汚れるという耐擦過性において十分な記録物が得られない。そこで、自己分散型顔料の記録媒体への定着性を改善するため、記録媒体に対し、結着性効果のある樹脂をインク組成物に添加する提案がなされている。
【０００７】
また、一色について、２種以上の平均粒子径の顔料を有する顔料インクを用い、高濃度記録を行う方式も知られている（特許文献４参照）。
【０００８】
樹脂粒子を含んだインク組成物としては、着色剤と樹脂微粒子と水からなる記録液、顔料の水分散体と樹脂微粒子からなるインクプリンタ用記録液等が提案されている（特許文献５、６及び７参照）。
【０００９】
しかしながら、これらのインク組成物では、十分な発色（ＯＤ値）と定着性を示す記録物が得られず、また、染料インク用に市販されているインクジェット用光沢メディアに対して、均一な光沢性を得るものではなかった。さらに、インクジェット記録方式に用いられるインク組成物として、信頼性（目詰まり回復性、吐出安定性等）に劣るものであった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−２３７３４９号公報
【特許文献２】
特開平８−３４９８号公報
【特許文献３】
国際公開第０１／９４４７６号パンフレット
【特許文献４】
特開２００２−６９３４５号公報
【特許文献５】
特開２００１−８１３６６号公報
【特許文献６】
特開２００２−８０７６１号公報
【特許文献７】
特開２００２−２０６０６３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、普通紙、再生紙に対して高い印字品質と高い光学濃度（ＯＤ値）、かつインクジェット用光沢メディア上での光沢性を付与し得る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】
発明者らは鋭意検討の結果、少なくとも水と、顔料と、樹脂粒子の一種または二種とを含むインクであって、樹脂粒子の大きさが顔料の粒子の大きさに対し、１〜１．５倍にあることを特徴とするインク組成物が、前記課題を解決し得るとの知見を得た。本発明は、かかる知見に基づくものであり、本発明の構成は以下の通りである。
【００１３】
（１）少なくとも水と、顔料と、樹脂粒子の一種または二種以上とを含むインクであって、樹脂粒子の大きさが顔料の粒子の大きさに対し、１〜１．５倍であることを特徴とするインク組成物。
（２）前記顔料の平均粒子径が５０〜１６０ｎｍであることを特徴とする（１）に記載のインク組成物。
（３）前記顔料が分散剤なしに水に分散および／または溶解が可能な自己分散型顔料であることを特徴とする（１）または（２）に記載のインク組成物。
（４）前記顔料が、インク組成物全量に対して２〜１５重量％含まれることを特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載のインク組成物。
（５）前記樹脂粒子は、インク組成物全量に対して０．５〜１０重量％含まれることを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載のインク組成物。
（６）前記樹脂粒子は、不飽和単量体の乳化重合によって得られたエマルジョンの形態で配合させることを特徴とする（１）〜（５）の何れかに記載のインク組成物。
（７）インクジェット記録方式に用いられることを特徴とする（１）〜（６）の何れかに記載のインク組成物。
（８）（１）〜（７）の何れかに記載のインク組成物を記録媒体に付着させて印字を行う記録方法。
（９）（１）〜（７）の何れかに記載のインク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
（１０）（８）または（９）に記載の記録方法によって記録が行われた記録物。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインク組成物を、その好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
本発明のインク組成物は、少なくとも水と、顔料と、樹脂粒子の一種または二種以上とを含むインクであって、樹脂粒子の大きさが顔料の粒子の大きさに対し、１〜１．５倍にあることを特徴とする。
【００１６】
以下、本発明のインク組成物の各構成要素について詳細に説明する。
【００１７】
［顔料］
本発明における顔料は着色剤としてインク組成物中に含有されるものであり、本発明に用いることができる顔料としては、カラーインデックスに記載されているピグメントイエロー、ピグメントレッド、ピグメントバイオレット、ピグメントブルー、ピグメントブラック等の顔料の他、フタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、アゾメチン系、縮合環系等の顔料が例示できる。また、黄色４号、５号、２０５号、４０１号；橙色２２８号、４０５号；青色１号、４０４号等の有機顔料や、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化鉄、群青、紺青、酸化クローム等の無機顔料が挙げられ、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１，３，１２，１３，１４，１７，２４，３４，３５，３７，４２，５３，５５，８１，８３，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０８，１０９，１１０，１１７，１２０，１２８，１３８，１５０，１５３，１５５，１７４，１８０，１９８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，３，５，８，９，１６，１７，１９，２２，３８，５７：１，９０，１１２，１２２，１２３，１２７、１４６，１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレッド１，３，５：１，１６，１９，２３，３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，２，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１，７等がある。
【００１８】
さらに、本発明に用いることができる顔料が、分散剤なしに水に分散および／または溶解が可能な自己分散型顔料であることが好ましい。
【００１９】
自己分散型顔料とは、顔料表面に多数の親水性官能基および／またはその塩（以降、分散性付与基という）を、直接またはアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させたもので、分散剤なしに水性媒体中に分散および／または溶解することが可能な顔料である。ここで「分散剤なしに水性媒体中に分散および／または溶解」とは、顔料を分散させるための分散剤を用いなくても水性媒体中に分散可能な最小粒子径で安定に存在している状態をいい、「分散可能な最小粒子径」とは、分散時間を増してもそれ以上小さくならない顔料の粒子径をいう。
【００２０】
前記自己分散型顔料を着色剤として含有するインクは、通常の顔料を分散させるために含有させる前述のような分散剤を含む必要が無いため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんど無く吐出安定性に優れるインクが調製しやすい。また分散剤に起因する大幅な粘度上昇が抑えられるので、顔料をより多く含有することが可能となり印字濃度を十分に高めることが可能になる等、取り扱いが容易である。
【００２１】
前記自己分散型顔料の表面に結合される分散性付与基としては、−ＣＯＯＨ、−ＣＯ、−ＯＨ、−ＳＯ_３Ｈ、−ＰＯ_３Ｈ_２及び第４級アンモニウム並びにそれらの塩が例示でき、これらは、原料となる顔料に物理的処理または化学的処理を施すことで、前記分散性付与基または前記分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合（グラフト）させることによって製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、ｐ−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。
【００２２】
本発明においては、次亜ハロゲン酸及び／または次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、またはオゾンによる酸化処理により表面処理される自己分散型顔料が、高発色という点で好ましい。
【００２３】
また、前記原料となる顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１，３，１２，１３，１４，１７，２４，３４，３５，３７，４２，５３，５５，８１，８３，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０８，１０９，１１０，１１７，１２０，１２８，１３８，１５０，１５３，１５５，１７４，１８０，１９８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，３，５，８，９，１６，１７，１９，２２，３８，５７：１，９０，１１２，１２２，１２３，１２７、１４６，１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレッド１，３，５：１，１６，１９，２３，３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，２，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１，７等や、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化鉄、群青、紺青、酸化クローム等の無機顔料を用いることが出来る。
【００２４】
前記自己分散型顔料としては市販品を利用することも可能であり、マイクロジェットＣＷ−１（商品名；オリヱント化学工業（株）製）、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００（以上商品名；キャボット社製）等が例示できる。
【００２５】
また、本発明の顔料は、インクの沈降率やノズルの目詰まり防止等の観点から、その平均粒子径が５０〜１６０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明の顔料は、２〜１５重量％の範囲で本発明のインク中に含有される。含有量が２重量％未満では印字濃度（ＯＤ値）が不充分である場合があり、また１５重量％よりも大きいとノズルの目詰まりや、吐出の不安定を起こす等の信頼性に不具合が生じる場合がある。
【００２７】
［樹脂粒子］
本発明のインク組成物に含まれる樹脂粒子は、定着性と普通紙や再生紙上での高発色を付与し、かつ光沢メディア上での光沢性を付与する作用がある。さらに、その粒子の大きさを前述の顔料粒子に対して、１〜１．５倍の大きさにすることによって、インク組成物の高い信頼性（沈降率や吐出安定性、目詰まり性等）が得られる。
【００２８】
これらの樹脂としては、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルアミド系樹脂、エポキシ系樹脂からなる群より選択される１種または２種以上であることが好ましい。これらの樹脂はホモポリマーとして使用されても良く、またコポリマーして使用されても良く、単相構造及び複相構造（コアシェル型）の何れのものも使用できる。
【００２９】
さらに、本発明に用いられる樹脂粒子は、不飽和単量体の乳化重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョン（例えば、いわゆる「アクリルエマルジョン」）の形態でインク組成物中に配合されることが好ましい。その理由は、樹脂粒子のままインク組成物中に添加しても該樹脂粒子の分散が不十分となる場合があるため、インク組成物の製造上エマルジョンの形態が好ましいからである。また、エマルジョンとしては、インク組成物の保存安定性の観点から、アクリルエマルジョンが好ましい。
【００３０】
樹脂粒子のエマルジョン（アクリルエマルジョン等）は、公知の乳化重合法により得ることができる。例えば、不飽和単量体（不飽和ビニルモノマー等）を重合開始剤、及び界面活性剤を存在させた水中において乳化重合することによって得ることができる。
【００３１】
不飽和単量体としては、一般に乳化重合で使用されるアクリル酸エステル単量体類、メタクリル酸エステル単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルエステル単量体類、ビニルシアン化合物単量体類、ハロゲン化単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類等が挙げられる。さらに、具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ−へキシルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート等のアクリル酸エステル類、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、及び酢酸ビニル等のビニルエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルシアン化合物類；塩化ビニリデン、塩化ビニル等のハロゲン化単量体類；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、４−ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル単量体類；エチレン、プロピレン等のオレフィン類；ブタジエン、クロロプレン等のジエン類；ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン等のビニル単量体類；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸類；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアクリルアミド等のアクリルアミド類；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有単量体類等が挙げられ、これらを単独または二種以上混合して使用することができる。
【００３２】
また、重合可能な二重結合を二つ以上有する架橋性単量体も使用することができる。重合可能な二重結合を二つ以上有する架橋性単量体の例としては、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２’−ビス（４−アクリロキシプロピロキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン等のジアクリレート化合物、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート等のトリアクリレート化合物、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のテトラアクリレート化合物、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のヘキサアクリレート化合物、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、２，２’−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン等のジメタクリレート化合物、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のトリメタクリレート化合物、メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらを単独または二種以上混合して使用することができる。
【００３３】
また、乳化重合の際に使用される重合開始剤及び界面活性剤の他に、連鎖移動剤、さらには中和剤等も常法に準じて使用してよい。特に中和剤としては、アンモニア、無機アルカリの水酸化物、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等が好ましい。
【００３４】
本発明において、樹脂粒子は、微粒子粉末としてインク組成物の他の成分と混合されてもよいが、好ましくは樹脂粒子を水媒体に分散させ、エマルジョン（ポリマーエマルジョン）の形態とした後、インク組成物の他の成分と混合されるのが好ましい。
【００３５】
本発明において、樹脂粒子はインク組成物のインクジェット適正物性値、信頼性（目詰まりや吐出安定性等）、本発明の効果（定着性、高ＯＤ値、光沢性等）をより有効に得る観点から０．５〜１０重量％の範囲で本発明のインク組成物中に含有されることが好ましい。
【００３６】
一方、本発明における顔料及び樹脂粒子の粒子の大きさは、ＭｉｃｒｏｔｒａｃＵＰＡ１５０（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製）や粒度分布測定機ＬＰＡ３１００（大塚電子（株）製）等の粒径測定によって、平均粒子径として得ることができる。本発明のインク組成物に含まれる樹脂粒子の平均粒子径は、本発明のインク組成物に含有される顔料の平均粒子径に対して、１〜１．５倍の範囲にあり、樹脂粒子の平均粒子径が顔料の平均粒子径より小さい場合、十分なＯＤ値が得られず、また顔料の平均粒子径の１．５倍を越える場合、沈降率、吐出安定性等の信頼性に問題がある。
【００３７】
［水］
本発明のインク組成物に含有される水は主溶媒であり、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いることが、カビやバクテリアの発生を防止してインク組成物の長期保存を可能にする点で好ましい。
【００３８】
［その他］
本発明のインク組成物は、好ましくは水溶性有機化合物を含有する。
【００３９】
上記水溶性有機化合物として、例えば、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、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、ペンタエチレンフリコール、ジプロピレングリコール、２−ブテンー１，４−ジオール、２−エチルー１，３−ヘキサンジオール、２−メチルー２，４−ペンタンジオール、１，２−オクタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２−ペンタンジオール、４−メチル−１，２−ペンタンジオール等の多価アルコール類、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、（ソルビット）、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、尿素類等のいわゆる固体湿潤剤、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数１〜４のアルキルアルコール類、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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、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−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、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、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテルなどのグリコールエーテル類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルー２−イミダゾリジノン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホラン等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができ、これらの水溶性有機溶剤は、インク組成物の適正な物性値（粘度等）の確保、印刷品質、信頼性の確保という観点で、インク組成物中に１０〜５０重量％含まれることが好ましい。
【００４０】
さらに、本発明の水性インク組成物には、ｐＨ調整剤を含有することが好ましい。
【００４１】
ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等のアミン類等を用いることが出来るが、好ましくは、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミンから選択される少なくとも１種類のｐＨ調整剤を含み、ｐＨ６〜１０に調整されることが好ましい。ｐＨがこの範囲を外れると、インクジェットプリンタを構成する材料等に悪影響を与えたり、目詰まり回復性が劣化する。
【００４２】
また、必要に応じて、コリジン、イミダゾール、燐酸、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、ほう酸等をｐＨ緩衝剤として用いることが出来る。
【００４３】
さらに、本発明の水性インク組成物には必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐・防カビ剤等を添加することが出来る。
【００４４】
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤を含有することができる。発泡・起泡の少ないインク組成物を得るという観点からノニオン性界面活性剤が特に好ましい。ノニオン性界面活性剤のさらなる具体例として、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系、ジメチルポリシロキサン等のシリコン系界面活性剤、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等の含フッ素系界面活性剤等が挙げられる。上記ノニオン性界面活性剤の中でも特にアセチレングリコール系界面活性剤およびアセチレンアルコール系界面活性剤が発泡も少なく、また優れた消泡性能を有する点で好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤およびアセチレンアルコール系界面活性剤の更なる具体例としては、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３オールなどが挙げられるが、市販品で入手も可能で、例えば、エアープロダクツ社のサーフィノール１０４、８２、４６５、４８５、ＴＧや日信化学社製のオルフィンＳＴＧ、オルフィンＥ１０１０等が挙げられる。
【００４５】
酸化防止剤・紫外線吸収剤としては、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、Ｌ−アスコルビン酸およびその塩等、チバガイギー社製のＴｉｎｕｖｉｎ３２８、９００、１１３０、３８４、２９２、１２３、１４４、６２２、７７０、２９２、Ｉｒｇａｃｏｒ２５２、１５３、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０、１０７６、１０３５、ＭＤ１０２４など、あるいはランタニドの酸化物等が用いられる。
【００４６】
防腐剤・防かび剤としては、例えば安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ジベンジソチアゾリン−３−オン（Ａｖｅｃｉａ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＴＮ）等が挙げられる。
【００４７】
本発明のインク組成物は従来公知の装置、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、バスケットミル、ロールミル等を使用して、従来のインクと同様に調製することができる。調製に際しては、ノズルの目詰まり防止の観点から粗大粒子を除去することが好ましい。粗大粒子の除去は、例えば前記各成分を混合して得られたインクをメンブランフィルターやメッシュフィルター等のフィルターを用いて濾過し、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上の粒子を除去することにより行われる。
【００４８】
本発明のインク組成物はペン等の筆記具類、スタンプ等に好適に使用することができるが、インクジェット記録用インク組成物としてさらに好適に使用できる。本発明においてインクジェット記録方式とは、インク組成物を微細なノズルより液滴として吐出して、その液滴を記録媒体に付着させる方式を意味する。具体的に以下に説明する。
【００４９】
第一の方法としては、静電吸引方式があり、この方式はノズルとノズルの前方に置いた加速電極の間に強電界を印可し、ノズルからインクを液滴状で連続的に噴射させ、インク滴が偏向電極間を飛翔する間に印刷情報信号を偏向電極に与えて記録する方式、あるいはインク滴を偏向することなく印刷情報信号に対応して噴射させる方式である。
【００５０】
第二の方法としては、小型ポンプでインク液に圧力を加え、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることにより、強制的にインク滴を噴射させる方式である。噴射したインク滴は噴射と同時に帯電させ、インク滴が偏向電極間を飛翔する間に印刷情報信号を偏向電極に与えて記録する。
【００５１】
第三の方法は圧電素子を用いる方式であり、インク液に圧電素子で圧力と印刷情報信号を同時に加え、インク滴を噴射・記録させる方式である。
【００５２】
第四の方式は熱エネルギーの作用によりインク液を急激に体積膨張させる方式であり、インク液を印刷情報信号に従って微小電極で加熱発泡させ、インク滴を噴射・記録させる方式である。
【００５３】
以上のいずれの方式も本発明のインクを用いたインクジェット記録方法に使用することができる。
【００５４】
本発明の記録物は、少なくとも上記水性インク組成物を用いて記録が行われたものである。この記録物は、本発明のインクを用いることによりＯＤ値が高く、印字品質が良好な優れた品質を示す。
【００５５】
本発明のインクジェット記録装置は、インクの液滴を吐出し、前記液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置であって、インクとして上記構成の水性インク組成物を少なくとも用いるものである。本発明においては、上述のインクジェット記録方式のいずれを採用した記録装置であっても使用することができる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５７】
［自己分散型顔料の調製］
（顔料分散液１の調製）
市販のカーボンブラックであるカラーブラックＳ１７０（商品名：デグサ・ヒュルス社製）１００ｇを水１ｋｇに混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて粉砕した。この粉砕原液に次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素濃度１２％）１４００ｇを滴下して、ボールミルで粉砕しながら５時間反応させ、さらに攪拌しながら４時間煮沸して湿式酸化を行った。得られた分散原液をガラス繊維ろ紙ＧＡ−１００（商品名：アドバンテック東洋社製）で濾過して、さらに水で洗浄した。得られたウェットケーキを水５ｋｇに再分散して、逆浸透膜により電導度が２ｍＳ／ｃｍになるまで脱塩および精製し、さらに顔料濃度が１５重量％になるまで濃縮して顔料分散液１を調製した。
【００５８】
この分散液の顔料の平均粒径をＭｉｃｒｏｔｒａｃＵＰＡ１５０（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製）の粒度分布測定により測定したところ、１１０ｎｍであった。
【００５９】
（顔料分散液２の調製）
市販のカーボンブラックであるＭＡ８（商品名：三菱化学社製）１００ｇを水５００ｇに混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて粉砕した。この粉砕原液に次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素濃度１２％）５００ｇを滴下して、攪拌しながら１０時間煮沸して湿式酸化を行った。得られた分散原液をガラス繊維濾紙ＧＡ−１００（商品名：アドバンテック東洋社製）で濾過して、さらに水で洗浄した。得られたウェットケーキを水５ｋｇに再分散して、逆浸透膜により電導度が２ｍＳ／ｃｍになるまで脱塩および精製し、さらに顔料濃度が１５重量％になるまで濃縮して顔料分散液２を調製した。
【００６０】
この分散液の顔料の平均粒径をＭｉｃｒｏｔｒａｃＵＰＡ１５０（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製）の粒度分布測定により測定したところ、１５０ｎｍであった。
【００６１】
（顔料分散液３）
市販のＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００（商品名：キャボット社製）を用いた。
【００６２】
この分散液の顔料の平均粒径をＭｉｃｒｏｔｒａｃＵＰＡ１５０（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製）の粒度分布測定により測定したところ、１３０ｎｍであった。
【００６３】
（顔料分散液４）
市販のカーボンブラックであるカラーブラックＦＷ１８（商品名：デグサ・ヒュルス社製）１００ｇを水１ｋｇをに混合しながら、オゾンにより酸化処理を行った。
【００６４】
この分散液の顔料の平均粒径をＭｉｃｒｏｔｒａｃＵＰＡ１５０（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製）の粒度分布測定により測定したところ、８０ｎｍであった。
【００６５】
［樹脂粒子の調製］
樹脂粒子を分散粒子とする樹脂分散液（エマルジョン）を下記の方法によって調製した。尚、粒子径は、ＭｉｃｒｏｔｒａｃＵＰＡ１５０（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製）の粒度分布測定による平均粒子径の値である。
【００６６】
（エマルジョン１の製造法）
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水１０００ｇ及びラウリル硫酸ナトリウム２．５ｇを仕込み、撹拌下に窒素置換しながら７０℃まで昇温した。内温を７０℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム４ｇを添加し、溶解後、予めイオン交換水４５０ｇ、ラウリル硫酸ナトリウム２ｇにアクリルアミド２０ｇにスチレン３００ｇ、ブチルアクリレート６４０ｇ、メタクリル酸３０ｇ、及びエチレングリコールジメタクリレート２ｇを撹拌化に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に４時間かけて滴下した。滴下終了後、３時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水とアンモニア水とを添加して固形分３８重量％、ｐＨ８に調整した。
【００６７】
得られた水性エマルジョンにおける樹脂粒子の平均粒子径は８０ｎｍであった。
【００６８】
（エマルジョン２の製造法）
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水８００ｇ及びラウリル硫酸ナトリウム２．４ｇを仕込み、撹拌下に窒素置換しながら７５℃まで昇温した。内温を７５℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム６ｇを添加し、溶解後、予めイオン交換水４５０ｇ、ラウリル硫酸ナトリウム２ｇにアクリルアミド２０ｇにメチルメタクリレート６００ｇ、ブチルアクリレート２１５ｇ、及びメタクリル酸３０ｇを撹拌化に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に５時間かけて滴下した。滴下終了後、３時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分４０重量％、ｐＨ８に調整した。
【００６９】
得られた水性エマルジョンは約２５℃の室内周囲温度で膜化しないこと確認し、樹脂粒子の平均粒子径は１１０ｎｍであった。
【００７０】
（エマルジョン３の製造法）
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水８００ｇ及びドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム１ｇを仕込み、撹拌下に窒素置換しながら７５℃まで昇温した。内温を７５℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム５ｇを添加し、溶解後、予めイオン交換水４５０ｇ、ラウリル硫酸ナトリウム２ｇにアクリルアミド２０ｇにスチレン３００ｇ、ブチルアクリレート６４０ｇ、及びメタクリル酸３０ｇを撹拌化に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に４時間かけて滴下した。滴下終了後、３時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分４０重量％、ｐＨ８に調整した。
【００７１】
得られた水性エマルジョンにおける樹脂粒子の平均粒子径は１５０ｎｍであった。
【００７２】
（エマルジョン４の製造法）
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水８００ｇ及びドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム０．４８ｇを仕込み、撹拌下に窒素置換しながら７５℃まで昇温した。内温を７５℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム５ｇを添加し、溶解後、予めイオン交換水４５０ｇ、ラウリル硫酸ナトリウム２ｇにアクリルアミド２０ｇにスチレン３００ｇ、ブチルアクリレート６４０ｇ、メタクリル酸３０ｇ、及びエチレングリコールジメタクリレート２ｇを撹拌化に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に４時間かけて滴下した。滴下終了後、３時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分４０重量％、ｐＨ８に調整した。
【００７３】
得られた水性エマルジョンにおける樹脂粒子の平均粒子径は２００ｎｍであった。
【００７４】
［インク組成物の調製］
表１に示す割合で各成分を混合し、室温にて２時間攪拌した後、孔径約５μｍのステンレス製フィルターにて濾過して、実施例１〜５および比較例１〜３の各水性インク組成物を調製した。ただし表１中に示す添加量は全て重量％濃度として表わされており、また顔料分散液および樹脂分散液の添加量はそれぞれ固形分濃度で表わされている。またイオン交換水の「残量」とは、インク全量が１００部となるようにイオン交換水を加えることを意味する。
【００７５】
【表１】

【００７６】
［水性インク組成物の評価試験］
表１で調製した実施例１〜５および比較例１〜２のインク組成物について、以下の評価を行った。
【００７７】
＜印刷品質＞
（試験１）ＯＤ値
インクジェットプリンタＥＭ−９３０Ｃ（セイコーエプソン（株）製）で７２０ｄｐｉの解像度で文字及びベタ印字の印刷を行った。記録媒体として、普通紙としてゼロックスＰ、ゼロックスＲ（以上、商品名：富士ゼロックス社製、Ｘｅｒｏｘ４０２４（商品名：ＸｅｒｏｘＣｏ．（米国））の３種類の紙に印字を行い、記録物を得た。印刷後、記録物を一般環境で１時間放置した後、グレタグ濃度計（グレタグマクベス社製）を用いてベタ部分のＯＤ値を測定した。測定した結果を以下の基準に基づいて判定した。尚、判定は各種紙における評価の平均をとった。
Ａ；ＯＤ値が１．４０以上である場合
Ｂ；ＯＤ値が１．３０以上１．４０未満である場合
Ｃ；ＯＤ値が１．３０未満である場合
【００７８】
（試験２）にじみ
試験１で得たゼロックスＰへの印字物ついて、文字の輪郭部分のにじみを以下の基準に基づいて判定した。
Ａ；記録物を実体顕微鏡で５倍に拡大したとき、にじみがわからない。
Ｂ；記録物を目より３０ｃｍ離して見たときに、にじみがわからない。
Ｃ；記録物を目より３０ｃｍ離して見たときに、にじみが目立つ。
【００７９】
（試験３）光沢性評価
インクジェットプリンタＥＭ−９３０Ｃ（セイコーエプソン（株）製）で１４４０ｄｐｉの解像度で文字及びベタ印字の印刷を行った。記録媒体としては、ＰＭ写真用紙、ＭＣ写真用紙、フォトプリント紙２（以上、セイコーエプソン（株）製）、プロフェッショナルフォトペーパーＰＲ−１０１（キャノン（株）製）の４種の紙を使用して印字を行い、印字部分（３０％デューティー部）の光沢度計ＰＧ−１Ｍ（日本電色工業（株）製）を用いて、４５°での正反射を測定し、以下の基準に基づき判定した。尚、これらの評価は、各種紙における評価の平均をとった。
Ａ；光沢度が６０以上。
Ｂ；光沢度が５０以上６０未満。
Ｃ；光沢度が５０未満。
【００８０】
＜信頼性＞
（試験４）インクの沈降率
表１で調製した実施例１〜５および比較例１〜２のインク組成物を１０００倍に水で希釈した液３０ｇを沈降管に入れ、１．５８×１０^７ｇ・ｓｅｃ、１００００ｒｐｍで遠心した後、上澄み液を分取して、遠心前後の波長５００ｎｍの吸光度を分光光度計Ｕ３３００（日立製作所（株）製）にて測定し、
沈降率（％）＝〔１−（遠心後の吸光度値）／（遠心前の吸光度値）〕×１００
の計算式により沈降率を算出した。この沈降率について、下記基準に基づき判定した。
Ａ；沈降率が１０％以下
Ｂ；沈降率が２０％以下
Ｃ；沈降率が２０％を超える
【００８１】
（試験５）保存安定性
アルミパックにインク組成物５０ｇを入れた状態で７０℃の環境下に１週間放置した。放置後、異物（沈降物）の発生の有無について、また、異物の発生がないものについては、更に物性（粘度、表面張力、ｐＨ、樹脂粒子の粒子径）の変化について、下記基準に基づき判定した。
Ａ；異物の発生がなく、物性の変化もない。
Ｂ；異物の発生はないが、物性が若干変化する。
Ｃ；異物が発生する。（試験４）吐出安定性
【００８２】
（試験６）吐出安定性
調製した各インク組成物を用いて、常温にて、インクジェットプリンタＥＭ−９３０Ｃでベタ及び線のパターンを連続印字した。印刷１００ページ内でのインクのドット抜けや飛行曲がりの際に正常印刷への復帰動作として行うプリンターノズルのクリーニングの回数を評価し、下記基準に基づき判定した。
Ａ；クリーニング０回。
Ｂ；クリーニング１又は２回。
Ｃ；クリーニング３回以上。
【００８３】
（試験７）目詰まり性
インクジェットプリンタＥＭ−９３０Ｃを用いて、各インクをヘッドに充填し、全ノズルよりインク組成物が吐出していることを確認した後、インクカートリッジがない状態で、かつホームポジション外の位置（ヘッドがプリンタに備えたキャップの位置からずれており、ヘッドにキャップがされていない状態）で４０℃の環境下に１週間放置した。放置後に、再び全ノズルよりインク組成物が吐出するまでに要したクリーニングの回数を調べ、下記基準に基づき判定した。
Ａ；クリーニング１回。
Ｂ；クリーニング２〜５回。
Ｃ；クリーニング６回以上。
以上の評価判定結果を表２にまとめる。
【００８４】
【表２】

【００８５】
表２から明らかなように、本発明のインク組成物によれば、信頼性が高く、普通紙や再生紙への記録物においてもＯＤ値が高く印字品質が良好で、しかも光沢メディア上での光沢性を付与し得るインク組成物が提供される。
【００８６】
本発明のインク組成物は、吐出安定性及び保存安定性に優れ、インクジェット記録用プリンタのノズルの目詰まり防止性が良好であることから、信頼性が高いものであり、インクジェット記録方式に用いるのに好適なインク組成物である。

Claims

少なくとも水と、顔料と、樹脂粒子の一種または二種以上とを含むインクであって、該樹脂粒子の大きさが該顔料の粒子の大きさに対し、１〜１．５倍であることを特徴とするインク組成物。
前記顔料の平均粒子径が５０〜１６０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のインク組成物。
前記顔料が分散剤なしに水に分散および／または溶解が可能な自己分散型顔料であることを特徴とする請求項１または２に記載のインク組成物。
前記顔料が、インク組成物全量に対して２〜１５重量％含まれることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインク組成物。
前記樹脂粒子が、インク組成物全量に対して０．５〜１０重量％含まれることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインク組成物。
前記樹脂粒子は、不飽和単量体の乳化重合によって得られたエマルジョンの形態で配合させることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインク組成物。
インクジェット記録方式に用いられることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインク組成物。
請求項１〜７の何れかに記載のインク組成物を記録媒体に付着させて印字を行う記録方法。
請求項１〜７の何れかに記載のインク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
請求項８または９に記載の記録方法によって記録が行われた記録物。