JP2005133089A5 - - Google Patents

Description

上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、顔料及び樹脂分散剤を含有するインクジェット用顔料分散インクにおいて、該樹脂分散剤が、疎水性の主鎖及び親水性の側鎖を有し、該主鎖を構成する疎水性モノマーの割合が、主鎖を構成する全モノマーに対し、６０質量％以上であり、該側鎖の重量平均分子量が３００〜２，０００であるグラフトポリマーであって、且つ、グラフトポリマー自体の重量平均分子量とグラフトポリマーの側鎖の重量平均分子量が下記式を満足することを特徴とするインクジェット用顔料分散インクである。

以下に実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。尚、文中の「部」及び「％」の表示は、特に指定がない限り質量基準を意味する。

＜実施例１０〜１２、参考例１及び比較例５＞
実施例２に記載したマクロモノマーの合成において、アクリル酸８０部に代えて、アクリル酸６０部とエチレングリコールモノアクリレート２０部を用い、又、溶媒とモノマー全量の比率を適宜調節して、実施例２と同様の方法で、分子量の異なるマクロモノマーＭ１４〜Ｍ１８を合成した。次いで、マクロモノマーＭ１４〜Ｍ１８を固形分としてそれぞれ４０部、ベンジルアクリレート４０部、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート２０部を用い、実施例１と同様の方法で、溶媒とモノマーの比率を適宜調節して、下記表３のように、ポリマー全体の重量平均分子量（Ｍｗａ）と側鎖の重量平均分子量（Ｍｗｇ）が異なるポリマーＧ１４〜Ｇ１８を合成した。

＜実施例１７〜１９及び参考例２＞
実施例２に記載したマクロモノマーの合成において、アクリル酸８０部に代えて、アクリル酸（ＡＡ）と、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）と、ベンジルアクリレート（ＢｚＡ）を用い、質量比をＡＡ：ＨＥＡ：ＢｚＡ＝２８：２２：３０（実施例１７）、２８：１７：３５（実施例１８）、２０：３０：３０（実施例１９）及び２０：２０：４０（参考例２）として、マクロモノマーＭ２１〜Ｍ２４を合成した。マクロモノマー３０部と、ベンジルアクリレート５０部、ｎ−ブチルアクリレート２０部を用い、同様の方法でグラフトポリマーＧ２２〜Ｇ２５を得た。

＜参考例３＞
（ビニル系共重合体Ａ１の合成）
スチレン４０部と、ブチルメタクリレート４０部と、メタクリル酸２０部とを用いて２−プロパノール５００部中で、重合温度を７５℃にてＮ₂気流下にて３時間かけて滴下しながら、アゾビスイソブチロニトリルを用いてラジカル重合を行った。滴下後、２時間、温度を７５℃に保った後、ヘキサン１，０００部中に反応物を展開して未反応物を沈殿精製により取り除き、減圧乾燥してビニル系共重合体Ａ１を得た。

＜参考例４＞
本参考例では、顔料の種類に合わせて樹脂分散剤を最適化したインクの組み合わせからなるインクセットIIを用いた。この結果、実施例１の場合よりも吐出特性を向上させることができた。先ず、樹脂分散剤として使用する、ビニル系共重合体Ａ２、ビニル系共重合体Ａ３、ビニル系共重合体Ａ４を下記のようにして合成した。

（ビニル系共重合体Ａ２の合成）
スチレン４０部と、ＮＫエステルＭ−４０Ｇ（新中村化学工業社製）２０部と、メタクリル酸４０部とを用いた以外は参考例３と同様の方法で、ビニル系共重合体Ａ２を合成した。得られたビニル系共重合体Ａ２の重量平均分子量は９，６００、数平均分子量は６，０００、多分散度は１．６であり、酸価は２０８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。又、０．３２部のＫＯＨを溶解したＫＯＨ水溶液３３部に、上記で得たビニル系共重合体Ａ２を１部混合し、２４時間攪拌したが、ＫＯＨ溶液は白濁状態で、ビニル系共重合体Ａ２は溶解しなかった。

（ビニル系共重合体Ａ３の合成）
ベンジルメタクリレート４０部と、ｎ−ブチルメタクリレート２０部と、メタクリル酸４０部とを用いた以外は参考例３と同様の方法で、ビニル系共重合体Ａ３を合成した。得られたビニル系共重合体Ａ３の重量平均分子量は１０，５００、数平均分子量は６，２００、多分散度は１．７であり、酸価は２２２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。又、０．３２部のＫＯＨを溶解したＫＯＨ水溶液３３部に、上記で得たビニル系共重合体Ａ３を１部混合し、２４時間攪拌したが、ＫＯＨ溶液は白濁状態で、ビニル系共重合体Ａ３は溶解しなかった。

（ビニル系共重合体Ａ４の合成）
ベンジルメタクリレート４０部と、ＮＫエステルＭ−４０Ｇ（新中村化学工業社製）２０部と、メタクリル酸４０部とを用いた以外は参考例３と同様の方法で、ビニル系共重合体Ａ４を合成した。得られたビニル系共重合体Ａ４の重量平均分子量は１０，５００、数平均分子量は６，５００、多分散度は１．６であり、酸価は２３２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。又、０．３５部のＫＯＨを溶解したＫＯＨ水溶液３３部に、上記で得たビニル系共重合体Ａ４を１部混合し、２４時間攪拌したが、ＫＯＨ溶液は白濁状態で、ビニル系共重合体Ａ４は溶解しなかった。

（顔料分散液ＰＫ２の調製）
参考例３の顔料分散液ＰＫ１の調製で使用したビニル系共重合体Ａ１を、上記で得たビニル系共重合体Ａ２とし、且つ、カーボンブラック（Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８ デグサ製）を、ＭＣＦ８８（三菱化学製）に代えたこと以外は参考例３の顔料分散液ＰＫ１の調製の場合と同様の方法で、顔料分散液ＰＫ２を作製した。

（顔料分散液ＰＭ２の調製）
参考例３の顔料分散液ＰＭ１の調製で使用したビニル系共重合体Ａ１を、上記で得たビニル系共重合体Ａ３としたこと以外は参考例３の顔料分散液ＰＭ１の調製の場合と同様の方法で、顔料分散液ＰＭ２を作製した。

（顔料分散液ＰＹ２の調製）
参考例３の顔料分散液ＰＹ１の調製で使用したビニル系共重合体Ａ１を、上記で得たビニル系共重合体Ａ４としたこと以外は参考例３の顔料分散液ＰＹ１の調製の場合と同様の方法で、顔料分散液ＰＹ２を作製した。

（インクＫ２の調製）
顔料分散液ＰＫ１を、上記で得た顔料分散液ＰＫ２としたこと以外は、参考例３のインクＫ１と同様の方法で、インクＫ２を調製した。

（インクＭ２の調製）
顔料分散液ＰＭ１を、上記で得た顔料分散液ＰＭ２としたこと以外は、参考例３のインクＭ１と同様の方法で、インクＭ２を調製した。

（インクＹ２の調製）
顔料分散液ＰＹ１を、上記で得た顔料分散液ＰＹ２としたこと以外は、参考例３のインクＹ１と同様の方法で、インクＹ２を調製した。

［評価］
上記で得たインクセットIIを構成する各インクの吐出安定性、各インクの保存安定性を実施例１の場合と同様の方法で評価し、結果をそれぞれ表１０に示した。表９に、保存安定性を評価した際の粒径の経時変化の測定結果を示した。又、各インクの粘度特性を実施例１の場合と同様の方法で測定し、測定結果を表１０中に示した。表１０に示したように、顔料に応じて樹脂分散剤を最適化することで、インクセットIIを構成する各インクＫ２、Ｍ２、Ｙ２の粘度比は、参考例３の場合よりも大きくなった。更に、かかるインクセットIIを用いた本参考例では、参考例３の場合と比較して、特に、吐出安定性を更に向上させることができる（表１０参照）ことがわかった。

＜参考例５＞
本参考例では、参考例３で用いたインクセットＩと、下記で調製した反応液Ｓ１を組み合わせてインクセットIIIとした。下記に述べるように、反応液Ｓ１を併用するインクセットIIIの構成とすることで、各インクによる記録媒体上での記録物の印字特性が向上することがわかった。以下、これについて述べる。

反応液Ｓ１と、参考例３で用いたインクＫ１、Ｃ１、Ｍ１及びＹ１を独立に具備してなるインクセットIIIを用いて、下記のようにして普通紙であるＰＢ用紙（キヤノン（株）製）に画像を形成して印字テストを行った。印字する際に、反応液Ｓ１を先に付与させた後、付与した反応液Ｓ１と接するように、インクＫ１、Ｃ１、Ｍ１及びＹ１を付与して印字物を作製した。画像形成に用いた記録ヘッドは、１，２００ｄｐｉの記録密度を有し、その駆動条件としては、駆動周波数１５ｋＨｚとした。又、１ドットあたりの吐出体積が夫々４ｐｌのヘッドを使用した。又、印字テストの際の環境条件は、２５℃／５５％ＲＨに統一して行った。

＜参考例６＞
本参考例では、参考例５で用いた反応液Ｓ１の代わりに、下記で調製した反応液Ｓ２を組み合わせてインクセットIVとした。本参考例で使用した反応液Ｓ２の表面張力は、５８ｍＮ／ｍであった。本参考例は、参考例５で用いた反応液Ｓ１（表面張力：４０ｍＮ／ｍ）の代わりに、この反応液Ｓ２を併用しているため、参考例５のインクセットIIIと比べて、反応液とインク間の表面張力差が大きい。この結果、下記に述べるように、画像を形成した場合に、参考例５のインクセットIIIを用いた場合と比べて記録媒体上での記録物の印字特性を向上させることができることがわかった。

上記反応液Ｓ２と、参考例３で用いたインクＫ１、Ｃ１、Ｍ１及びＹ１とをそれぞれ具備するインクセットIVを用いて、普通紙であるＰＢ用紙（キヤノン製）に画像を形成して印字テストを行った。画像形成の際には、反応液Ｓ２を先に付与させた後、付与した反応液Ｓ２と接するようにして、インクＫ１、Ｃ１、Ｍ１及びＹ１を付与させて印字物を作製した。この際、印字条件等は参考例５と同等とした。

上記の印字テストの結果、作成された印字物のブリーディングは良好で、各色間の滲みはなかった。又、参考例５の場合と同様に、得られた印字物の印字部のＫ１の光学濃度及びＣ１、Ｍ１、Ｙ１の彩度を反射濃度計ＲＤ−１９Ｉ（Ｇｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ製）で測定したところ、インクＫ１の光学濃度が１．６、Ｃ１の彩度が５５、Ｍ１の彩度が６７、Ｙ１の彩度が８０であった。参考例５で得られた印字物の反射濃度と比較した結果、インクと併用する反応液の表面張力を、インクの表面張力に比べて大幅に高くすることで、記録媒体上の記録物の印字濃度が向上したことが確認された。

＜参考比較例１＞
参考比較例１は、酸価の１．５倍以下のアルカリ水溶液に溶解する樹脂で顔料を分散させた場合の例である。

（ビニル系共重合体Ａ５の合成）
先ず、スチレン６０部とアクリル酸４０部とを用いて参考例３と同様の方法でビニル系共重合体Ａ５を合成した。このビニル系共重合体Ａ５の重量平均分子量は９，４００、数平均分子量は４，０００、多分散度は２．４であり、酸価は２０１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。又、０．３部のＫＯＨを溶解したＫＯＨ水溶液１９部に、上記で得たビニル系共重合体Ａ５を１部混合し（ポリマーの５％溶液）、２４時間攪拌したところ、ＫＯＨ溶液は透明となり、ビニル系共重合体Ａ５は溶解した。

（顔料分散液ＰＫ３の調製）
参考例３の顔料分散液ＰＫ１の調製で使用したビニル系共重合体Ａ１を、上記で得たビニル系共重合体Ａ５とし、且つ、カーボンブラック（Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１８ デグサ製）を、ＭＣＦ８８（三菱化学製）に代えたこと以外は参考例３の顔料分散液ＰＫ１の調製の場合と同様の方法で、顔料分散液ＰＫ３を作製した。

（インクＫ３の調製）
インクＫ３は、顔料分散液ＰＫ１を、上記で得た顔料分散液ＰＫ３としたこと以外は、参考例３のインクＫ１と同様の方法で調製した。得られた黒色のインクＫ３について、実施例１の場合と同様にして、インクＫ３の吐出安定性、保存安定性を評価し、結果をそれぞれ表１３に示した。表１２に、保存安定性を評価した際の粒径の経時変化の測定結果を示した。又、インクＫ３の粘度を実施例１の場合と同様にして測定し、測定結果を表１３中に示した。

参考例３と同様に、上記で得られた粘度比と、インクＫ３の吐出安定性及び保存安定性との相関をみた。この結果、表１３に示した通り、インクＫ３は、シアレート０．５ｓ^-1とシアレート１００ｓ^-1における粘度比は、１．１よりも小さかったが、その吐出安定性が悪く、保存安定性もあまりよくなかった。又、記録物の画質はよくなかった。

＜参考比較例２＞
本例では、ノニオン性界面活性剤を添加してインクＫ３の吐出安定性の改善を図った場合について述べる。

（インクＫ４の調製）
参考比較例１で得た顔料分散液ＰＫ３を含む下記の成分を混合し、その後に濾過して、黒色のインクＫ４を調製した。
・顔料分散液ＰＫ３ ３０部
・グリセリン ５部
・ジエチレングリコール ５部
・イソプロピルアルコール ５部
・ＢＣ−２０ＴＸ（日光ケミカルズ製） １部
・イオン交換水 ５４部

上記で得られたインクＫ４について、参考例３の場合と同様にして、インクＫ４の吐出安定性、保存安定性を評価し、結果をそれぞれ表１５に示した。表１４に、保存安定性を評価した際の粒径の経時変化の測定結果を示した。又、インクＫ４の粘度を実施例１の場合と同様にして測定し、測定結果を表１５中に示した。更に、参考例５で使用した反応液Ｓ１と、上記で得たインクＫ４とを用いて、普通紙であるＰＢ用紙（キヤノン製）に画像を形成して、印字試験を行った。その際、反応液Ｓ１を先に付与させた後、反応液Ｓ１と接するようにインクＫ４を付与して、印字物を作製した。得られた印字物の印字部の反射濃度は、下記表１５に示した通りである。

表１５に示したように、参考比較例１のインクＫ３に比べて、本参考比較例のインクＫ４の場合は、吐出安定性の向上が見られた。しかし、印字試験の結果、画質の面からは十分であるとはいえず、保存安定性もそれほどよくないままであった。更に、反応液Ｓ１を併用しても、記録媒体上の記録物の反射濃度の向上も見られなかった。

Claims (11)

1. 顔料及び樹脂分散剤を含有するインクジェット用顔料分散インクにおいて、該樹脂分散剤が、疎水性の主鎖及び親水性の側鎖を有し、該主鎖を構成する疎水性モノマーの割合が、主鎖を構成する全モノマーに対し、６０質量％以上であり、該側鎖の重量平均分子量が３００〜２，０００であるグラフトポリマーであって、且つ、グラフトポリマー自体の重量平均分子量とグラフトポリマーの側鎖の重量平均分子量が下記式を満足することを特徴とするインクジェット用顔料分散インク。
   

   
2. 前記グラフトポリマーの重量平均分子量が、１，０００〜３０，０００である請求項１に記載のインクジェット用顔料分散インク。
3. 前記側鎖を構成する親水性モノマーの割合が、側鎖を構成する全モノマーに対し、６０質量％以上である請求項１又は２に記載のインクジェット用顔料分散インク。
4. 前記側鎖を構成する親水性モノマーが、カルボキシル基を有するモノマーを有し、該カルボキシル基を有するモノマー割合が、側鎖を構成する全モノマーに対し、３０質量％以上である請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェット用顔料分散インク。
5. 複数のインクを具備しているインクセットにおいて、該複数のインクの少なくとも一つが請求項１〜４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とするインクセット。
6. 前記インクセットが、顔料分散インクと反応する反応剤を含む反応液を具備している請求項５に記載のインクセット。
7. インクジェット用顔料分散インクを収納しているインク収納部を有しているインクタンクにおいて、該インクが請求項１〜４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とするインクタンク。
8. インクジェット用顔料分散インクと、該インクを吐出させるためのインクジェット記録ヘッドを有している記録ユニットにおいて、該インクが請求項１〜４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とする記録ユニット。
9. インクジェット用顔料分散インクと、該インクを吐出させるためのインクジェット記録ヘッドを有しているインクジェット記録装置において、該インクが請求項１〜４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
10. インクジェット用顔料分散インクをインクジェット法で記録媒体に吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、該インクが請求項１〜４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
11. 請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェット用顔料分散インクの製造方法であって、該インクを構成する樹脂分散剤の酸価の１〜１．５倍量のＫＯＨを含有するアルカリ水溶液と樹脂分散剤とを含有する水性媒体中に、顔料を添加する工程を有することを特徴とするインクジェット用顔料分散インクの製造方法。