JP2006152133A - インクジェットインクおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 インクジェット記録において光沢紙上で純色のみならず非純色においても高光沢性を有し、インクジェットヘッドでのインクの目詰まり性、抜け、曲がりの無い、吐出安定性に優れた、定着性および保存安定性の高いインクジェットインクおよびインクジェット記録装置の提供。
【解決手段】 インクの形状が1ドット当り光沢紙表面に対し鉛直方向の厚みで400nm以下、また光沢紙上に記録されたインクの形状が、1ドット当り光沢紙表面に対し平行方向のアスペクト比で1:1〜1:1.5であること、さらにインク形状1ドット当りのアスペクト比のうち、縦横いずれか長い方の径の長さが100μm以下の記録を可能とするインクジェットインクおよびインクジェット記録装置。
【選択図】 なし
【解決手段】 インクの形状が1ドット当り光沢紙表面に対し鉛直方向の厚みで400nm以下、また光沢紙上に記録されたインクの形状が、1ドット当り光沢紙表面に対し平行方向のアスペクト比で1:1〜1:1.5であること、さらにインク形状1ドット当りのアスペクト比のうち、縦横いずれか長い方の径の長さが100μm以下の記録を可能とするインクジェットインクおよびインクジェット記録装置。
【選択図】 なし
Description
本発明はインクジェット用顔料インクセットとインクジェット記録媒体を含むインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録は印刷品質の向上に伴い、光沢紙においては銀塩写真相当の記録が、また普通紙においてはレーザープリンタ並の高発色な記録が求められている。特に昨今では染料インクと並んで、光沢性および写像性を有し、耐水性が確保できる顔料インクへの要求が高まっており、種々の印刷品質の改良を試みる上で適した指標あるいはパラメータについて数多くの提案がなされている。例えば、インクの顔料粒子が系中においてゼータ電位が所定の値を示すことを指標とする方法(特許文献1参照)や、インクの表面張力、粘度により指定する方法(特許文献2参照)、或いは、吸光度をある範囲に定める方法(特許文献3参照)、また記録媒体と記録面それぞれの鏡面光沢度の値が示された範囲に含まれることを指標とする方法(特許文献4参照)などが挙げられる。
しかしながら、これらのパラメータにより限定されたインク組成物においては、総合的な記録品質およびインクとしての信頼性を確保しながら、光沢紙へのインクジェット記録を行った場合の課題について十分な解決がなされていない。すなわち、染料・顔料を問わず、光沢性を重視する組成においては記録品質、信頼性に不備な点が見られる一方、それらの要件を満たした場合には光沢性が頭打ちになる。また特に、顔料インクにおいては純色における高い光沢を有する記録が可能であっても、純色を組み合わせたいわゆる二次色あるいは三次色の光沢性は著しく低下し、画像品質の光沢に目立った顔料凝集ムラが生じてしまうなど多くの課題が発生するためである。
本発明は上記の課題解決のために検討されたものであり、インクジェット記録において光沢紙上で純色のみならず非純色においても高光沢性を有し、インクジェットヘッドでのインクの目詰まり性、抜け、曲がりの無い、吐出安定性に優れた、定着性および保存安定性の高いインクジェットインクおよびインクジェット記録装置を提供することにある。
本発明では上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、インクの形状が1ドット当り光沢紙表面に対し鉛直方向の厚みで400nm以下、また光沢紙上に記録されたインクの形状が、1ドット当り光沢紙表面に対し平行方向のアスペクト比で1:1〜1:1.5であること、さらにインク形状1ドット当りのアスペクト比のうち、縦横いずれか長い方の径の長さが100μm以下の記録を可能とするインクジェットインクおよびインクジェット記録装置が好ましい印刷品質を実現出来ることを見出した。前記インクを構成するいずれかの組成物において、ポリマーで被覆された顔料を色材として含有することが好ましく、また当該ポリマーは、少なくとも1つに芳香環を有するアクリレートを含む、1種類以上のモノマーを利用するポリマーであることが望ましい。また、前記芳香環を有するアクリレートを、前記顔料を被覆するポリマーの総量に対して、50wt%以上含有することが望まれ、インクに含まれる顔料粒子径は100nm以下であることが好ましく、加えて前記顔料をポリマーで被覆した色材の添加量が0.5〜15wt%であることが好ましい。またこれらの特徴を有するインクジェットインクで光沢紙および普通紙上に記録を行うインクジェット記録装置を用いることが望ましい。さらにまた、光沢性の高い記録を行うために光沢紙の記録層の60度鏡面光沢度が10以上であることが好ましい。
本発明では、その効果を十分に発現する方法として以下の形態を採用した。光沢紙上に記録されたインクの形状は、1ドット当り光沢紙表面に対し鉛直方向の厚みで400nm以下であることにより、嵩高い色材の被膜を形成すると生じる記録表面の凹凸を抑え光沢性向上効果が得られる。一方、400nmを超える厚みを有する記録面の光沢性は失われ、所謂「つや消し状」の記録になり易く、またこれ以上の厚みを有する色材により形成された記録層において特異的に光沢性が向上する可能性は低く、計測される光沢度はその厚みに反比例する。そのため厚みは薄い方が良く、好ましくは300nm以下である。また極度に薄い厚みは色濃度の低減に繋がるとともに記録媒体表面の形状の影響を受け易くなることから、さらに好ましい厚みは100nm以上250nm以下である。
また、光沢紙上に記録されたインクの形状が、1ドット当り光沢紙表面に対し平行方向のアスペクト比で1:1〜1:1.5であることにより、真円からのズレが小さいドット形状において光沢性の向上が図られることを示す。つまり、記録表面上に対し、均一なドットの厚みと、適切なドット埋まりを可能とする記録を行うことで、入力された情報により忠実な記録を実現出来る。従ってドット形状は、好ましくはアスペクト比が1:1〜1:1.5である。さらには、より真円に近い方が好ましい。
前記ドット形状に加えて、インク形状1ドット当りのアスペクト比のうち、縦横いずれか長い方の径の長さが100μm以下のインクジェットインクとすることでドット径の大きさに拠らず光沢性が確保できることを示す。このとき記録をおこなう記録装置には1ドットあたりのインク重量が4ピコリットル以下であることが望ましいが、記録速度向上のために任意のインク重量のインクドットを形成できる記録装置において、吐出されるインク重量の大きいドットを用いて記録を行う場合においても同等の品質を確保することが出来る。また、速度向上のためにはキャリッジの走査速度・ヘッドからのインクの飛翔速度等の記録装置上の速度向上も求められ、それに伴いインクが光沢紙へ着弾する際の形状は真円からズレが生じやすい。さらには空気抵抗により変形したインク滴や、インクの吐出特性によっては単一ドットが分離して副次的にサテライトドットが生じるなどの影響も見られるが、インクドット形状を前述の範囲内とすることで光沢性は維持出来る。好ましい範囲としてはインク形状1ドット当りのアスペクト比のうち、縦横いずれか長い方の径の長さが80μm以下のインクジェットインクであり、さらに好ましくは70μm以下である。
また色材として染料および顔料のいずれも可能であるが、記録体表面における画像の耐候性、耐ガス性、耐水性等に優れるという観点から顔料であることが好ましい。その際、使用可能な顔料種としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用することが出来る。また各種顔料は1種あるいは2種以上を組み合わせて用いるか、あるいは固溶体の形態を採ることも出来る。無機顔料としては、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅などの金属酸化物、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類等を使用できる。また有機顔料としては、アントラキノン顔料、フタロシアニン顔料、インジゴイド顔料、チオインジゴイド顔料、アゾ顔料、ピラントロン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、イソインドリン顔料、キノフタロン顔料、イミダゾロン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを挙げることが出来る。
具体的な顔料種としては例えば、マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド1(パラレッド)、2、3(トルイジンレッド)、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22(ブリリアントファーストスカーレット)、23、30、31、32、37、38(ピラゾロンレッド)、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、48:2(パーマネントレッド2B(Ba))、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3(パーマネントレッド2B(Sr))、48:4(パーマネントレッド2B(Mn))、49:1、52:2、53:1、57(Ca)、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(ローダミン6Gレーキ)、81:2、83、88(チオインジゴ)、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112(ナフトールAS系)、114(ナフトールAS系)、122(ジメチルキナクリドン)、123、139、144、146、149、150、166、168(アントアントロンオレンジ)、169、170(ナフトールAS系)、171、172、175、176、177、178、179(ベリレンマルーン)、184、185、187、188、190、193、202、208、209(ジクロロキナクリドン)、219、222、224(ベリレン系)、245(ナフトールAS系)、C.I.ピグメントバイオレット19(キナクリドン)、23(ジオキサジンバイオレット)、32、33、36、38、43、50等が挙げられる。
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、7、13、14、15、16、24、31、34、36、38、40、43、63、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG)、2、3(ハンザイエロー10G)、4、5(ハンザイエロー5G)、6、7、10、11、12(ジスアゾイエローAAA)、13、14、15、16、17、24(フラバントロンイエロー)、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、65、73、74、75、81、83(ジスアゾイエローHR)、87、93、94、95、97、98、99、100、101、104、108(アントラピリミジンイエロー)、109、110、113、114、117(銅錯塩顔料)、120、124、128、129、133(キノフタロン)、138、139(イソインドリノン)、147、150、151、153(ニッケル錯体顔料)、154、155、167、172、180、185等が挙げられる。
グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15(フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーG)、15:34、15:4、15:6(フタロシアニンブルーE)、16(無金属フタロシアニン)、17:1、18(アルカリブルートナー)、22、25、27、29、56、60(スレンブルー)、63、65(ビオラントロン)、66(インジゴ)、C.I.Vatブルー4、60、C.I.ピグメントグリーン1、4、7(フタロシアニングリーン)、8、10(グリーンゴールド)、17、18、36、37等を挙げることができる。
また、ブラック用の顔料としては、C.I.ピグメントブラック1、6、7等が挙げられる。ただし、顔料種はこれらに限定されるものではない。特に、本発明の実施に好適な顔料種は、前記顔料種の中でもマゼンタインクはC.I.ピグメントレッド57:1、81:2、122、146、169、176、184、185、202、208、C.I.ピグメントバイオレット19、32;イエローインクはC.I.ピグメントイエロー73、74、109、110、128、129、138、150、151、154、155、180、185;シアンインクはC.I.ピグメントブルー15:1、15:3、15:4;ブラックインクはC.I.ピグメントブラック1、6、7であり且つその顔料種の中から選ばれた1種以上であることが好ましい。
さらにその顔料インクはポリマーにより被覆された顔料を使用するインクジェット記録装置であることが望ましい。インクとして使用する顔料の分散形態としては、顔料表面を化学処理することで親水性基を持たせ分散させる手法や、ポリマーにより顔料を被覆しそのポリマーの親水性と物理的な立体障害などにより分散させる手法、エマルジョンを添加する方法、あるいはそれらの組合せによる手法などが挙げられるが、記録体上での定着性および光沢性の発現を支持する観点からポリマーにより顔料を包含した分散方式をとることが望ましく、さらに機能性を持たせた樹脂エマルジョンを添加することで、印字品質、特に発色性および耐擦性を向上させることが出来望ましい。
顔料を被覆するポリマーとして具体的には、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリエチルアクリル酸エステル、スチレンーブタジエン共重合体、ブタジエン共重合体、アクリロニトリルーブタジエン共重合体、クロロプレン共重合体、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン樹脂、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン、ベンゾグアナミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン−メタアクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、スチレン−アクリルアミド共重合体、n−イソブチルアクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミド、ポリビニルアセタール、ロジン系樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマーからなる群から選ばれた1種以上を成分とすることが出来るが、本発明に最良なポリマーとしては各種アクリレートをモノマーとするポリマーを用いることが好ましく例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソアミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、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−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−アクリロイキシエチルコハク酸、2−アクリロイキシエチルフタル酸、2−アクリロイキシエチル−2−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可とう性アクリレート、t−ブチルシクロヘキシルアクリレート等の単官能モノマー、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコ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、1,4−ブタンジオ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、1,9−ノナ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、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルエチルアクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキサイド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキサイド)付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等の2官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の三官能以上の多官能モノマーが挙げられる。重合の構成としては単一モノマーの重合の他、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体など適宜選択可能である。なお記載のモノマーのアルキル基、芳香族基はそれぞれ置換されていても良く、置換基の例としては、脂肪族基、芳香族基、ハロゲンやシアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基などである。エステル基は前記脂肪族基、前記芳香族基を表す。またさらに好ましくは前記モノマーにおいて少なくともその1つが芳香環を骨格に含む、各種アクリレートであることが望ましい。芳香環の骨格は単環、多環を問わないが、溶解性の観点から2環性以下であることが好ましい。また芳香環を有するアクリレートを、顔料を被覆するポリマーの総量に対して、50wt%以上含有することが良く、さらに好ましくは70wt%以上が良い。後述するが、アセチレングリコール系界面活性剤、グリコールエーテル類および1,2−アルキレングリコールから選ばれた1種以上からなる物質は通常の分散剤分散に用いる分散剤と吸脱着反応を起こしやすいため、脱離した分散剤により印字が乱れるという現象を生じやすい。しかし、上記のポリマーを用いればポリマーが安定に着色剤を包含しているので吸脱着を起こしにくく好ましい。
また樹脂エマルジョンとの印字品質およびインク物性に関しても相互作用が小さいことから望ましい。また顔料インクは直接記録体表面に付着し発色することから顔料粒子の粒状性の低減を図るために小さいほうが良く、その粒子径の大きさは100nm以下であり、さらに好ましくは80nm以下が良い。また、顔料をポリマーで被覆した着色剤の添加量は0.5wt%〜15wt%であることが好ましく、さらに好ましくは1wt%〜8wt%である。
本発明のインクジェットインクに用いられる分散媒には、高い保存安定性とインク吐出時の飛翔安定性、特に光沢紙上で色材が均質に定着するための浸透性、被膜性を補助する役目が求められるが、その溶剤として好ましい例を以下に述べる。
本発明に用いるインクジェット記録用インクセットは乾燥してインクジェットヘッドのノズル目詰まり防止や保湿性、分散安定性を付与するなどの目的で水より蒸気圧の低い、親水性の高沸点低揮発性溶剤を用いることが好ましい。具体例として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、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、プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、1,6−へキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、1、2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、トリメチロールプロパン、チオジグリコール、ジチオジグリコール、ぺトリオール等の多価アルコ−ル類、エチレングリコールアルキルエーテル、ジエチレングリコールアルキルエーテル、トリエチレングリコ−ルアルキルエ−テル、プロピレングリコールアルキルエーテルおよびジプロピレングリコールアルキルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、N−エチルモルホリン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、3−スルホレン、エチレン尿素、尿素等の含硫黄化合物類、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等が挙げられ、これらのうちグリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが挙げられ、特にアルキレングリコールモノアルキルエーテル、及び/又は1,2−アルカンジオールを含むことが好ましい。
前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルは、繰り返し単位10以下のアルキレングリコールであり、かつ炭素数が3〜10のアルキルエーテルであることが好ましく、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテル及び/又は(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルであることがさらに好ましい。アルキレングリコールモノアルキルエーテルの添加量は、2wt%以上5wt%以下であることが好ましい。このグリコール系エーテルは2wt%未満であるとメディアへインクを浸透させる効果が得られず、また5wt%を超えると十分な発色が得られなくなる。
また、前記1,2−アルカンジオールは、炭素数が4〜10のアルカンジオールであることが好ましく、1,2−ペンタンジオール又は1,2−ヘキサンジオールであることがさらに好ましい。1,2−アルカンジオールの添加量は10wt%以下であることが好ましい。
さらに好ましい態様では、本発明のインクジェットインクは高沸点低揮発性有機溶剤を複数含み、その添加量の総量は10wt%以上50wt%以下である。
さらにメディアへの浸透性をさらに速くしてにじみを低減したり、ドットの大きさおよび厚さを調整するためにはアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、あるいはシリコン系界面活性剤を1種類以上用いることも良い。好ましくは前記界面活性剤種を0.01wt%〜0.5wt%含むことが好ましい。0.01wt%未満であるとノズルからの吐出安定性が得られないと共に、光沢紙へインクを浸透させる効果に乏しく、色材が光沢紙表面に厚く残ることから光沢が得られ難い。また、0.5wt%を超えると吐出安定性に関しては頭打ちになり、過剰な添加はドット表面上に対する高分子分散剤の被膜能が低下し粗さが大きくなる。従って、高い光沢を維持する上でも0.5wt%以下で十分である。
また、光沢紙の記録層の60度鏡面光沢度が10以上であることを特徴とする。記録物の光沢はインクの品質のみならず光沢紙とのマッチングによりもたらされる。インクが光沢紙表面に平滑な記録を実現するには光沢紙自体の光沢性、平滑性も重要な要素となる。
本発明では光沢紙として扱う基準に光沢度を用い、その値はJIS規格(Z8741)の鏡面光沢試験に基づき、可視光を反射面の法線に対し60°で入射したときの鏡面反射率が10%となる、屈折率1.567のガラス面を光沢度100と規定し、この基準面と鏡面反射率を比較して得られた値を用いる。評価に用いた光沢のあるメディアは未記録状態においてその表面光沢度が10以上の要件を満たすものであるが、より好ましくは表面光沢度が40〜50である。この要件を満たすメディアとしては、コート紙、インク液を吸収して膨潤するインク受容層を設けた膨潤型インクジェット用記録紙、多孔質のインク受容層を持った空隙型インクジェット用記録紙、また基紙の代わりにポリエチレンテレフタレートフィルムなどの樹脂支持体を用いたものも用いることができるが、記録媒体としては、多孔質インクジェット記録媒体を用いることが好ましい。
多孔質インクジェット記録媒体としては、具体的には、空隙型インクジェット用記録紙又は空隙型インクジェット用フィルムを挙げることができ、これらはインク吸収能を有する空隙層が設けられている記録媒体であり、空隙層は、主に親水性バインダーと無機微粒子の軟凝集により形成されるものである。
空隙層の設け方は、皮膜中に空隙を形成する方法として種々知られており、例えば、二種以上のポリマーを含有する均一な塗布液を支持体上に塗布し、乾燥過程でこれらのポリマーを互いに相分離させて空隙を形成する方法、固体微粒子及び親水性又は疎水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、乾燥後に、インクジェット記録用紙を水或いは適当な有機溶媒を含有する液に浸漬して固体微粒子を溶解させて空隙を作製する方法、皮膜形成時に発泡する性質を有する化合物を含有する塗布液を塗布後、乾燥過程でこの化合物を発泡させて皮膜中に空隙を形成する方法、多孔質固体微粒子と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、多孔質微粒子中や微粒子間に空隙を形成する方法、親水性バインダーに対して概ね等量以上の容積を有する固体微粒子及び/又は微粒子油滴と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布して固体微粒子の間に空隙を作製する方法などが挙げられるが、本発明のインクを用いる上では、いずれも方法で設けられても、良い結果を与える。
以下において、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更はこれを含み、下記実施例のみに限定されない。
<ポリマー被覆顔料分散体1およびその比較用分散体1の製造>
ポリマー被覆顔料分散体(以下、分散体と記述)1はカーボンブラックであるRaven5250(コロンビア社製)を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、ベンジルアクリレート30部、アクリル酸2部、t―ドデシルメルカプタン0.3部を入れて70℃に加熱し、別に用意したベンジルアクリレート100部、アクリル酸20部、エチルメタクリレート5部、t−ドデシルメルカプタン1部、メチルエチルケトン20部およびアゾビスイソブチロニトリル1部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40%濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
ポリマー被覆顔料分散体(以下、分散体と記述)1はカーボンブラックであるRaven5250(コロンビア社製)を用いた。攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、ベンジルアクリレート30部、アクリル酸2部、t―ドデシルメルカプタン0.3部を入れて70℃に加熱し、別に用意したベンジルアクリレート100部、アクリル酸20部、エチルメタクリレート5部、t−ドデシルメルカプタン1部、メチルエチルケトン20部およびアゾビスイソブチロニトリル1部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40%濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
また、上記分散ポリマー溶液40部とカーボンブラックであるRaven5250(コロンビア社製)30部、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液100部、メチルエチルケトン30部を混合し、ホモジナイザーで30分攪拌する。その後、イオン交換水を300部添加して、さらに1時間攪拌する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムで中和してpH9に調整してから0.3μmのメンブレンフィルターでろ過して固形分(分散ポリマーとカーボンブラック)が20%である分散体1とした。その際、顔料と分散ポリマーと顔料の重量比が80:20になるように調整した。
一方、分散体1に対する比較用分散体1としてベンジルアクリレートの代わりにメトキシプロピレングリコールアクリレートを用い、分散体が同様の仕様となるよう調整した。
<インクジェットインクの調製例>
以下水性インクの具体例として、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表1に示す。表1中分散体の添加量はその量(固形分濃度:顔料と分散ポリマーの合計量)を重量で換算したものとして示す。尚、本表1中の残量の水の中にはインクの腐食防止のためトップサイド240(パーマケムアジア社製)を0.05%、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを0.02%、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにEDTA(エチレンジアミン四酢酸)・2Na塩を0.04%それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
以下水性インクの具体例として、インクジェット記録用インクに好適な組成の例を表1に示す。表1中分散体の添加量はその量(固形分濃度:顔料と分散ポリマーの合計量)を重量で換算したものとして示す。尚、本表1中の残量の水の中にはインクの腐食防止のためトップサイド240(パーマケムアジア社製)を0.05%、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを0.02%、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにEDTA(エチレンジアミン四酢酸)・2Na塩を0.04%それぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
<インクジェット記録における評価>
(1)光沢紙表面の光沢性(光沢度)の評価
光沢性評価に用いる光沢紙には JIS規格(JIS P 8741)における試験方法に基づき、鏡面光沢度が10以上であるセイコーエプソン社製「写真用紙(光沢);A4サイズ」を使用し、記録条件として以下に示す(記録条件1)の設定にて、インクのドット間が重ならず、インクの層が単層である単色べたにて記録を行った。インクジェット記録装置には、セイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンタ PX−V600を用い、インクは対応する色のノズル列に各々インクカートリッジに充填後組み込み記録を行った。
(記録条件1)
記録種類: フォト光沢紙(顔料専用)
モード設定: 詳細設定
印刷品質: フォト
双方向印刷: なし
カラー調整:色補正なし
得られた記録物に対し、入射角60度における記録面の鏡面光沢度をグロスチェッカ(IG−320:堀場製作所製)にて測定を行い、各記録紙ごとに5回の平均をとった値を表1に示す。また同様の記録条件にて、二次色、即ちレッド、グリーン、ブルーのDutyの高いべた印刷を行い、同様の測定を行った結果を表1に示す。
(1)光沢紙表面の光沢性(光沢度)の評価
光沢性評価に用いる光沢紙には JIS規格(JIS P 8741)における試験方法に基づき、鏡面光沢度が10以上であるセイコーエプソン社製「写真用紙(光沢);A4サイズ」を使用し、記録条件として以下に示す(記録条件1)の設定にて、インクのドット間が重ならず、インクの層が単層である単色べたにて記録を行った。インクジェット記録装置には、セイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンタ PX−V600を用い、インクは対応する色のノズル列に各々インクカートリッジに充填後組み込み記録を行った。
(記録条件1)
記録種類: フォト光沢紙(顔料専用)
モード設定: 詳細設定
印刷品質: フォト
双方向印刷: なし
カラー調整:色補正なし
得られた記録物に対し、入射角60度における記録面の鏡面光沢度をグロスチェッカ(IG−320:堀場製作所製)にて測定を行い、各記録紙ごとに5回の平均をとった値を表1に示す。また同様の記録条件にて、二次色、即ちレッド、グリーン、ブルーのDutyの高いべた印刷を行い、同様の測定を行った結果を表1に示す。
(2)光沢紙表面におけるインクドットの形状評価
前記光沢度測定で、写真用紙(光沢)に単層・単色べたを印字した記録物について、表面解析用顕微鏡(Micromap:菱化システム社製)および画像解析ソフトウェア(SX−Viewer:菱化システム社製)を用い、インクドットの表面観察を行い、厚み、長径−短径のアスペクト比、長径の長さ、を10回の平均を取って算出した結果を表1に示す。
前記光沢度測定で、写真用紙(光沢)に単層・単色べたを印字した記録物について、表面解析用顕微鏡(Micromap:菱化システム社製)および画像解析ソフトウェア(SX−Viewer:菱化システム社製)を用い、インクドットの表面観察を行い、厚み、長径−短径のアスペクト比、長径の長さ、を10回の平均を取って算出した結果を表1に示す。
(3)光沢紙表面における滲み評価
滲みが顕著に判別可能な評価画像を記録条件1にて記録し、印刷直後から1分間目視にて経過観察を行い、以下の基準に基づき判別した。その結果を表1に示す。
A:滲み、ひげはほとんど見られず高画質である。
B:滲み、ひげがわずかに見られるが全体として画質は良い。
C:滲み、ひげが目立ち、画質も悪い。
滲みが顕著に判別可能な評価画像を記録条件1にて記録し、印刷直後から1分間目視にて経過観察を行い、以下の基準に基づき判別した。その結果を表1に示す。
A:滲み、ひげはほとんど見られず高画質である。
B:滲み、ひげがわずかに見られるが全体として画質は良い。
C:滲み、ひげが目立ち、画質も悪い。
(4)インクの耐擦性評価
べたを印字し、印字後画像を指で擦り、下記の基準に従って評価した。定着性評価は、耐擦過性の指標になる評価試験である。その結果を表1に示す。
A:画像がほとんど乱れない
B:力を入れて摺ると僅かに乱れる
C:力を入れて摺らなくても画像が乱れ、指が汚れる
べたを印字し、印字後画像を指で擦り、下記の基準に従って評価した。定着性評価は、耐擦過性の指標になる評価試験である。その結果を表1に示す。
A:画像がほとんど乱れない
B:力を入れて摺ると僅かに乱れる
C:力を入れて摺らなくても画像が乱れ、指が汚れる
(5)インクの吐出安定性評価
インクをインクジェット記録装置に充填後、目詰まりチェックパターンを50枚印字し、各ノズルからのインク吐出性を調べ、下記の基準に従って評価した。その結果を表1に示す。
A:完全に全ノズルが吐出し、連続印字が可能である。
B:不吐出ノズルが発生するが、50枚連続印字できる。
C:初めは吐出するが、不吐出ノズルが増え、連続印字できない。
インクをインクジェット記録装置に充填後、目詰まりチェックパターンを50枚印字し、各ノズルからのインク吐出性を調べ、下記の基準に従って評価した。その結果を表1に示す。
A:完全に全ノズルが吐出し、連続印字が可能である。
B:不吐出ノズルが発生するが、50枚連続印字できる。
C:初めは吐出するが、不吐出ノズルが増え、連続印字できない。
(6)インクの保存安定性評価
インクを70℃のオーブンに10日間放置し、放置前後のインクについて、固形物の粒子径を光散乱法粒度分布計(商品名:マイクロトラック、日機装(株)製)によって測定し、放置前後の粒子径変化を調べ、下記の基準に従って評価した。粒子径変化が少ないほど、粒子の凝集が少なく、保存安定性が優れていることになる。その結果を表1に示す。
A:初期からの平均粒子径変化が50nm以内である
B:初期からの平均粒子径変化が50nmを超え、300nm未満である
C:初期からの平均粒子径変化が300nmを超え、1μm未満である
インクを70℃のオーブンに10日間放置し、放置前後のインクについて、固形物の粒子径を光散乱法粒度分布計(商品名:マイクロトラック、日機装(株)製)によって測定し、放置前後の粒子径変化を調べ、下記の基準に従って評価した。粒子径変化が少ないほど、粒子の凝集が少なく、保存安定性が優れていることになる。その結果を表1に示す。
A:初期からの平均粒子径変化が50nm以内である
B:初期からの平均粒子径変化が50nmを超え、300nm未満である
C:初期からの平均粒子径変化が300nmを超え、1μm未満である
<ポリマー被覆顔料分散体2およびその比較用分散体2の製造>
ポリマー被覆顔料分散体2としてピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン顔料:クラリアント製)を用い、実施例1と同様の手法にて製造した。なお顔料とポリマーの重量比については各々が45:55の比率となるように調製した。
ポリマー被覆顔料分散体2としてピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン顔料:クラリアント製)を用い、実施例1と同様の手法にて製造した。なお顔料とポリマーの重量比については各々が45:55の比率となるように調製した。
<インクジェットインクの調製例>
実施例1と同様に調製した。その組成を表2に示す。
実施例1と同様に調製した。その組成を表2に示す。
<インクジェット記録における評価>
実施例1で示した(1)〜(6)までの測定、評価方法については実施例2についても同様に行った。その結果を表2に示す。
実施例1で示した(1)〜(6)までの測定、評価方法については実施例2についても同様に行った。その結果を表2に示す。
<ポリマー被覆顔料分散体3およびその比較用分散体3の製造>
ポリマー被覆顔料分散体3としてピグメントレッド122(ジメチルキナクリドン顔料:クラリアント製)を用い、実施例1と同様の手法にて製造した。なお顔料とポリマーの重量比については各々が70:30の比率となるように調製した。
ポリマー被覆顔料分散体3としてピグメントレッド122(ジメチルキナクリドン顔料:クラリアント製)を用い、実施例1と同様の手法にて製造した。なお顔料とポリマーの重量比については各々が70:30の比率となるように調製した。
<インクジェットインクの調製例>
実施例1と同様に調製した。その組成を表3に示す。
実施例1と同様に調製した。その組成を表3に示す。
<インクジェット記録における評価>
実施例1で示した(1)〜(6)までの測定、評価方法については実施例3についても同様に行った。その結果を表3に示す。
実施例1で示した(1)〜(6)までの測定、評価方法については実施例3についても同様に行った。その結果を表3に示す。
<ポリマー被覆顔料分散体4およびその比較用分散体4の製造>
ポリマー被覆顔料分散体4としてピグメントイエロー180(ジケトピロロピロール:クラリアント製)を用い、実施例1と同様の手法にて製造した。なお顔料とポリマーの重量比については各々が80:20の比率となるように調製した。
ポリマー被覆顔料分散体4としてピグメントイエロー180(ジケトピロロピロール:クラリアント製)を用い、実施例1と同様の手法にて製造した。なお顔料とポリマーの重量比については各々が80:20の比率となるように調製した。
<インクジェットインクの調製例>
実施例1と同様に調製した。その組成を表4に示す。
実施例1と同様に調製した。その組成を表4に示す。
<インクジェット記録における評価>
実施例1で示した(1)〜(6)までの測定、評価方法については実施例4についても同様に行った。その結果を表4に示す。
実施例1で示した(1)〜(6)までの測定、評価方法については実施例4についても同様に行った。その結果を表4に示す。
Claims (22)
- 光沢紙上に記録されたインクドットの厚み(光沢紙表面に対して鉛直方向の厚み)が400nm以下であることを特徴とするインクジェットインク。
- 光沢紙上に記録されたインクドットのアスペクト比が、1:1〜1:1.5(短径:長径)であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットインク。
- 光沢紙上に記録されたインクドットの長径が、100μm以下であることを特徴とするインクジェットインク。
- 色材としてポリマーで被覆された顔料を含有することを特徴とする請求項1〜3に記載のインクジェットインク。
- 顔料の粒子径が100nm以下であることを特徴とする請求項4に記載のインクジェットインク。
- 前記ポリマーを構成するモノマーのうち、少なくとも1つは芳香環を有するアクリレートであることを特徴とする請求項4又は5に記載のインクジェットインク。
- 前記芳香環を有するアクリレートを、前記ポリマーの総量に対して50重量%(以下wt%と示す)以上含有することを特徴とする請求項6に記載のインクジェットインク。
- 前記顔料をポリマーで被覆した色材の添加量が0.5wt%以上15wt%以下であることを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
- さらに、親水性の高沸点低揮発性溶剤を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
- 前記高沸点低揮発性溶剤として、アルキレングリコールモノアルキルエーテルおよび/または1,2−アルカンジオールを含むことを特徴とする請求項9に記載のインクジェットインク。
- 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルが、繰り返し単位10以下のアルキレングリコールであり、且つ炭素数が3〜10のアルキルエーテルであることを特徴とする請求項10に記載のインクジェットインク。
- 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルが、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテルおよび/または(ジ)プロピレングリコールモノブチルエーテルであることを特徴とする請求項10に記載のインクジェットインク。
- 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルの添加量が、2wt%以上5wt%以下であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
- 前記1,2−アルカンジオールが、炭素数4〜10のアルカンジオールであることを特徴とする請求項10に記載のインクジェットインク。
- 前記1,2−アルカンジオールが、1,2−ペンタンジオールまたは1,2−ヘキサンジオールであることを特徴とする請求項10に記載のインクジェットインク。
- 前記1,2−アルカンジオールの添加量が10wt%以下であることを特徴とする請求項10、14または15のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
- さらにアセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、あるいはシリコン系界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
- 前記界面活性剤を0.01wt以上0.5wt%以下含むことを特徴とする請求項17に記載のインクジェットインク。
- 高沸点低揮発性溶剤を複数含み、その添加量の総和が10wt%以上50wt%以下であることを特徴とする請求項9〜18のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
- 請求項1〜19のいずれか一項に記載のインクジェットインクを用いて光沢紙に記録を行うインクジェット記録装置。
- 前記光沢紙の記録層の60度鏡面光沢度が10以上であることを特徴とする請求項20に記載のインクジェット記録装置。
- 前記光沢紙が多孔質インクジェット記録媒体であることを特徴とする請求項20に記載のインクジェット記録装置。
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