JP2008120948A - インクジェット記録用水系インク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カーボンブラックを含有する水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体であって、該カーボンブラックのDBP吸油量が40〜90ml/100gであり、該水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径が95nm以下であるインクジェット記録用水分散体、及びその水分散体を含有するインクジェット記録用水系インクである。
【選択図】なし
Description
その中でも、印字物の耐候性や耐水性の観点から、顔料系インクを用いるものが主流となってきている。(例えば、特許文献1〜5参照)
特許文献2には、光沢性を有する画像を形成するために、フタル酸ジエステル10〜1000ppmとラッテクスを含有するインクが開示されているが、フタル酸ジエステルの含有量が少なく、十分な機能が発揮されていない。
特許文献3には、カルボキシ基含有熱可塑性樹脂で顔料を分散させてなる水性顔料分散液であって、顔料を分散後にカルボキシ基含有熱可塑性樹脂を架橋させてなる水性顔料分散液が開示され、耐光性、耐水性、耐溶剤性、経時安定性等に優れるとされている。
特許文献4には、顔料と、カルボキシ基及び架橋性官能基を有する樹脂とを用い、該樹脂の架橋性官能基と架橋剤とを反応させて架橋させる水性顔料分散体の製造方法が開示され、得られた水性顔料分散体は、貯蔵安定性がよく、耐水性、耐久性等に優れた塗膜を形成しうるとされている。
特許文献5には、着色剤と樹脂成分からなるコアと、三次元架橋構造を有する樹脂からなるシェルとを有してなるコアシェル型粒子の水性エマルジョンからなるインクが開示され、記録画像の保存性、消去性が優れているとされている。
しかしながら、上記の顔料分散体を含む水系インクは、光沢性と写像性において満足できるものではない。
(1)カーボンブラックを含有する水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体であって、該カーボンブラックのDBP吸油量が40〜90ml/100gであり、該水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径が95nm以下である、インクジェット記録用水分散体。
(2)前記(1)の水分散体を含有するインクジェット記録用水系インク。
以下に各構成要素について説明するが、DBP吸油量が40〜90ml/100gであるカーボンブラックを含有する水不溶性架橋ポリマー粒子を、以下、単に「架橋ポリマー粒子」ということがあり、水不溶性架橋ポリマーを単に「架橋ポリマー」ということがある。
本発明においては、光沢性、写像性の観点から、DBP吸油量が40〜90ml/100gであるカーボンブラックを、水不溶性架橋ポリマー粒子中に含有させる。
CBのDBP(ジブチルフタレート)吸油量は、光沢性、写像性の観点から、好ましくは40〜85ml/100g、更に好ましくは40〜75ml/100g、特に好ましくは45〜70ml/100g、最も好ましくは45〜65ml/100gである。
本発明に用いられるカーボンブラックの揮発分は、印字濃度、光沢性、写像性の観点から、好ましくは3%以下、更に好ましくは2%以下である。
水不溶性架橋ポリマーの量とCBの量比との関係は、印字濃度、光沢性、写像性の観点から、〔CB/水不溶性架橋ポリマー〕の重量比が、好ましくは50/50〜90/10、より好ましくは55/45〜80/20、更に好ましくは60/40〜78/22である。
上記諸特性の測定において、DBP吸油量はASTM D2414−65Tに基づいた値であり、揮発分は、950℃、7分間加熱した時の残量(ASTM D1620−60に準ずる)である。
商業的に入手できるカーボンブラックの具体例としては、キャボット社製のMONARCH800(DBP吸油量68、揮発分1.5%)、同1100(DBP吸油量65、揮発分2.0%)、REGAL330R(DBP吸油量71、揮発分1.0%)、同415R(DBP吸油量71、揮発分1.0%)、MOGUL L(DBP吸油量60、揮発分4.5%)、デグサ社製のPrintex35(DBP吸油量42、揮発分0.5%)、同55(DBP吸油量46、揮発分1.2%)、同75(DBP吸油量49、揮発分1.2%)、同85(DBP吸油量48、揮発分1.2%)、三菱化学株式会社製の#900(DBP吸油量56、揮発分1.5%)、同#1000(DBP吸油量56、揮発分3.0%)、同#2600(DBP吸油量77、揮発分1.8%)、同#45L(DBP吸油量45、揮発分1.1%)、MCF88(DBP吸油量55、揮発分1.5%)等が挙げられる。上記DBP吸油量の単位は、ml/100gである。
本発明に用いられる水不溶性ポリマーは、架橋剤で架橋して架橋ポリマーとされるものである。ここで、水不溶性ポリマーとは、ポリマーを105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下、好ましくは5g以下、更に好ましくは1g以下であるポリマーをいう。溶解量は、ポリマーが塩生成基を有する場合は、その種類に応じて、ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和した時の溶解量である。
用いるポリマーとしては、ポリエステル、ポリウレタン、ビニルポリマー等が挙げられるが、その分散安定性の観点から、ビニル単量体(ビニル化合物、ビニリデン化合物、ビニレン化合物)の付加重合により得られるビニルポリマーが好ましい。
ビニルポリマーとしては、(a)塩生成基含有モノマー(以下「(a)成分」ということがある)と、(b)マクロマー(以下「(b)成分」ということがある)及び/又は(c)疎水性モノマー(以下「(c)成分」ということがある)とを含むモノマー混合物(以下「モノマー混合物」ということがある)を共重合させてなる水不溶性ビニルポリマーが好ましい。この水不溶性ビニルポリマーは、(a)成分由来の構成単位と、(b)成分由来の構成単位及び/又は(c)成分由来の構成単位を有する。より好適な水不溶性ビニルポリマーは、(a)成分由来の構成単位、又は(a)及び(c)成分由来の構成単位を主鎖として有し、(b)成分由来の構成単位を側鎖として有する水不溶性グラフトポリマーである。
塩生成基含有モノマーとしては、特開平9−286939号公報段落〔0022〕等に記載されているカチオン性モノマー、アニオン性モノマー等が挙げられる。
カチオン性モノマーの代表例としては、不飽和アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられる。これらの中では、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(N',N'−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド及びビニルピロリドンが好ましい。
アニオン性モノマーの代表例としては、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
不飽和カルボン酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。不飽和スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記アニオン性モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
(b)マクロマーの中では、架橋ポリマー粒子の分散安定性等の観点から、片末端に重合性官能基を有する、スチレン系マクロマー及び芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマーが好ましい。
スチレン系マクロマーとしては、スチレン系モノマー単独重合体、又はスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、2−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、クロロスチレン等が挙げられる。
また、それらのマクロマーの片末端に存在する重合性官能基としては、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましく、共重合される他のモノマーとしては、アクリロニトリル等が好ましい。
スチレン系マクロマー中におけるスチレン系モノマー、又は芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマー中における芳香族基含有(メタ)アクリレートの含有量は、顔料との親和性を高める観点から、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上である。
CH2=C(CH3)-COOC3H6-〔Si(CH3)2O〕t-Si(CH3)3 (11)
(式中、tは8〜40の数を示す。)。
(b)成分として商業的に入手しうるスチレン系マクロマーとしては、例えば、東亜合成株式会社の商品名、AS−6(S)、AN−6(S)、HS−6(S)等が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素数1〜22、好ましくは炭素数6〜18のアルキル基を有するものが好ましく、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、(イソ)アミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ドデシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、本明細書において、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、これらの基が存在する場合としない場合の双方を意味し、これらの基が存在しない場合には、ノルマルを示す。また、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート、メタクリレート又はそれらの両方を示す。
(c)成分の中では、印字濃度向上の観点から、スチレン系モノマー(c−1成分)が好ましく、スチレン系モノマーとしては特にスチレン及び2−メチルスチレンが好ましい。(c)成分中の(c−1)成分の含有量は、印字濃度向上の観点から、好ましくは10〜100重量%、より好ましくは20〜80重量%である。
また、芳香族基含有(メタ)アクリレート(c−2)成分としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が好ましい。(c)成分中の(c−2)成分の含有量は、印字濃度及び光沢性の向上の観点から、好ましくは10〜100重量%、より好ましくは20〜80重量%である。また、(c−1)成分と(c−2)成分を併用することも好ましい。
(d)成分としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2〜30、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下同じ。)(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2〜30)(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール(n=1〜15)・プロピレングリコール(n=1〜15))(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレートが好ましい。
CH2=C(R7)COO(R8O)qR9 (12)
(式中、R7は、水素原子又は炭素数1〜5の低級アルキル基、R8は、ヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の2価の炭化水素基、R9は、ヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の1価の炭化水素基、又は炭素数1〜9のアルキル基を有していてもよいフェニル基、qは、平均付加モル数を意味し、1〜60の数、好ましくは1〜30の数を示す。)
(e)成分は、吐出性を向上するという優れた効果を発現する。
式(12)において、ヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、ハロゲン原子及び硫黄原子が挙げられる。
R7の好適例としては、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基等が挙げられる。
R8O基の好適例としては、オキシエチレン基、オキシトリメチレン墓、オキシプロパン−1,2−ジイル基、オキシテトラメチレン基、オキシヘプタメチレン基、オキシヘキサメチレン基及びこれらの2種以上の組合せからなる炭素数2〜7のオキシアルカンジイル基(オキシアルキレン基)が挙げられる。
R9の好適例としては、炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20の脂肪族アルキル基、芳香族環を有する炭素数7〜30のアルキル基及びヘテロ環を有する炭素数4〜30のアルキル基、炭素数1〜3のアルキル基を有していてもよいフェニル基が挙げられる。
上記(a)〜(e)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
(a)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは2〜40重量%、より好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは3〜20重量%である。
(b)成分の含有量は、特にCBとの相互作用を高める観点から、好ましくは1〜25重量%、より好ましくは5〜20重量%である。
(c)成分の含有量は、印字濃度向上の観点から、好ましくは5〜98重量%、より好ましくは10〜60重量%である。
(d)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは5〜40重量%、より好ましくは7〜20重量%である。
(e)成分の含有量は、吐出性向上の観点から、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜40重量%である。
モノマー混合物中における〔(a)成分+(d)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは6〜60重量%、より好ましくは10〜50重量%である。〔(a)成分+(e)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性及び吐出性の観点から、好ましくは6〜75重量%、より好ましくは13〜50重量%である。また、〔(a)成分+(d)成分+(e)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性及び吐出性の観点から、好ましくは6〜60重量%、より好ましくは7〜50重量%である。
また、〔(a)成分/[(b)成分+(c)成分]〕の重量比は、得られる分散体の分散安定性及び印字濃度の観点から、好ましくは0.01〜1、より好ましくは0.02〜0.67、更に好ましくは0.03〜0.50である。
本発明で用いられる水不溶性ポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、モノマー混合物を共重合させることによって製造される。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いる溶媒としては、特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒が水混和性を有する場合には、水と混合して用いることもできる。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1〜3の脂肪族アルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。これらの中では、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン又はこれらの1種以上と水との混合溶媒が好ましい。
重合の際には、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物や、t−ブチルペルオキシオクトエート、ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物等の公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。
ラジカル重合開始剤の量は、モノマー混合物1モルあたり、好ましくは0.001〜5モル、より好ましくは0.01〜2モルである。
重合の際には、さらに、オクチルメルカプタン、2−メルカプトエタノール等のメルカプタン類、チウラムジスルフィド類等の公知の重合連鎖移動剤を添加してもよい。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、生成したポリマーを単離することができる。また、得られたポリマーは、再沈澱を繰り返したり、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去して精製することができる。
なお、水不溶性ポリマーの重量平均分子量は、溶媒として60mmol/Lのリン酸及び50mmol/Lのリチウムブロマイドを含有するジメチルホルムアミドを用いたゲルクロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される。
塩生成基の中和度は、10〜200%であることが好ましく、20〜150%であること更に好ましく、50〜150%であることが特に好ましい。
ここで中和度は、塩生成基がアニオン性基である場合、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーの酸価 (KOHmg/g)×ポリマーの重量(g)/(56×1000)]}×100
塩生成基がカチオン性基である場合は、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーのアミン価 (HCLmg/g)×ポリマーの重量(g)/(36.5×1000)]}×100
酸価やアミン価は、ポリマーの構成単位から、計算で算出することができる。または、適当な溶剤(例えばメチルエチルケトン)にポリマーを溶解して、滴定する方法でも求めることができる。
本発明に用いられる架橋剤としては、水不溶性ポリマーを適度に架橋するため、分子内に少なくとも2個の反応性基を有する架橋剤(以下、単に「架橋剤」という)が好ましい。架橋剤の分子量は、反応のし易さ、及び得られる架橋ポリマー粒子の保存安定性の観点から、120〜2000が好ましく、150〜1500が更に好ましく、150〜1000が特に好ましい。
反応性基の数は、分子量を制御して光沢性、写像性を向上する観点から、2〜4が好ましく、2〜3がより好ましい。反応性基としては、水酸基、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、及びカルボキシ基からなる群から選ばれる1以上が好ましく挙げられる。
架橋剤の具体例としては、下記(a)〜(e)が挙げられる。
(a)分子中に2つ以上の水酸基を有する化合物:例えば、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、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングルコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルアルコール、ジエタノールアミン、トリジエタノールアミン、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ペンタエリスリトール、ソルビット、ソルビタン、グルコース、マンニット、マンニタン、ショ糖、ブドウ糖等の多価アルコール。
(b)分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物:例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル。
(c)分子中に2つ以上のアルデヒド基を有する化合物:例えば、グルタールアルデヒド、グリオキザール等のポリアルデヒド。
(d)分子中に2つ以上のアミノ基を有する化合物:例えば、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン等のポリアミン。
(e)分子中に2つ以上のカルボキシ基を有する化合物:例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸等の多価カルボン酸。
これらの中では、(b)分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物が好ましい。
水不溶性ポリマーの反応性基がカルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等の酸性基の場合は、架橋剤は前記(a)、(b)及び(d)化合物が好ましい。
また、水不溶性ポリマーの反応性基がアミノ基、水酸基の場合は、架橋剤は前記(b)、(c)及び(e)化合物が好ましい。
水不溶性ポリマーの反応性基がイソシアネート基、エポキシ基の場合は、架橋剤は前記(a)、(d)及び(e)化合物が好ましい。
上記の組合せの中では、水不溶性ポリマーに適度な架橋構造を付与するように制御する観点から、酸性基(カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等)、アミノ基及び水酸基から選ばれる1種以上の反応性基を有する水不溶性ポリマーと、(b)分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物との組合せが特に好ましい。
前記架橋剤と反応しうる反応性基を有するポリマーとして、酸性基、アミノ基等の塩生成基を有するポリマーは、前述の塩生成基含有モノマーを共重合したポリマーを用いることができ、水酸基を有するポリマーは、前述の水酸基含有モノマーを共重合したポリマーを用いることができる。
エポキシ基を有するポリマーとしては、エポキシ基を有するモノマー、具体的にはグリシジル(メタ)アクリレートを共重合したポリマーを用いることができる。イソシアネート基を有するポリマーとしては、(i)イソシアネート基を有するモノマー、例え
ばイソシアネートエチル(メタ)アクリレートを共重合したポリマー、(ii)不飽和ポ
リエステルポリオールとイソシアネートから得られるイソシアネート末端プレポリマーを共重合したポリマー等を用いることができる。
本発明で用いられる水不溶性有機化合物は、少なくともその一部が架橋ポリマー粒子に含有されてその柔軟性を改良すると考えられる。水不溶性有機化合物が架橋ポリマー粒子の柔軟性を改良することで、インクジェット記録装置のノズルから吐出された該ポリマー粒子同士の融着性が高まり、該ポリマー粒子が記録紙上に均一に拡散して、印字面が平滑になることにより、印字物の光沢性、写像性が向上すると考えられる。
水100gに対する水不溶性有機化合物の溶解量(20℃)は好ましくは5g以下、より好ましくは3g以下、更に好ましくは1g以下、特に好ましくは0.5g以下である。
水不溶性有機化合物は、専用紙に印字した際の印字物の光沢度を向上させると共に、水不溶性有機化合物を含有する水分散体の保存安定性を向上させる観点から、そのLogP値が好ましくは4〜18、より好ましくは5〜16、特に好ましくは6〜15である。また、SP値は、好ましくは8.5〜13、より好ましくは9〜12である。
SP値(溶解度パラメータ)とは、下記式で示すように、凝集エネルギー密度と分子容の比の平方根で表されるものである。
SP値((J/m3)1/2)=(△E/△V)1/2
ここで△Eは凝集エネルギー密度を表し、△Vは分子容を表す。その値は、Fedorsの方法〔Robert F.Fedors, Polymer Engineering and Science, 14, 147-154 (1974)〕により計算することができる。
エステル化合物の中では、1価カルボン酸又はその塩と多価アルコールから得られるエステル、多価酸(多価カルボン酸、リン酸)又はその塩と1価アルコールから得られるエステルが好ましく、エーテル化合物の中では、多価アルコールのエーテルが好ましい。塩としては、アルカリ金属塩、アルカノールアミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
多価酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等の炭素数2〜12の脂肪族カルボン酸、フタル酸、トリメリット酸等の炭素数6〜12の芳香族カルボン酸、リン酸等が挙げられる。
1価アルコールとしては、炭素数1〜18、好ましくは炭素数2〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族アルコール(例えば、エチルアルコール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ドデシルアルコール)、炭素数6〜12の芳香族アルコール(例えば、フェノール)及びこれらのアルキレンオキサイド化合物等が挙げられる。
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等の炭素数2〜12の多価アルコール及びこれらのアルキレンオキサイド化合物等が挙げられる。脂肪酸やアルコールとしては飽和又は不飽和のいずれのものも使用できる。
これらの中では、光沢性、写像性向上の観点から、前記(1)〜(5)、(8)及び(10)の化合物が好ましく、(1)脂肪族カルボン酸エステル、(2)芳香族カルボン酸エステル、(3)シクロアルカン(ケン)カルボン酸エステル及び(4)リン酸エステルからなる群より選ばれる1種以上であることが更に好ましく、脂肪族ジカルボン酸エステル、芳香族ジ又はトリカルボン酸エステル、シクロアルカン(ケン)ジカルボン酸エステル及びリン酸ジ又はトリエステルからなる群より選ばれる1種以上であることが特に好ましい。
R3は、2価の脂肪族炭化水素基、環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基が好ましく、好ましくは炭素数2〜15、更に好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルカンジイル基(アルキレン基)又はアルケニレン基あるいは、炭素数6〜10のアリーレン基、更に好ましくはフェニレン基、炭素数3〜8の環式飽和又は不飽和炭化水素基である。具体的には、エチレン基、トリメチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、テトラメチレン基、ヘプタメチレン基、ヘキサメチレン基、ペンタン−1,5−ジイル基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基、フェニレン基等が挙げられる。以下の式においても同様である。
nは、それぞれ独立に、好ましくは0〜20、より好ましくは0〜15、更に好ましくは1〜15、特に好ましくは2〜14、最も好ましくは2〜12である。
R1〜R3が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素、塩素、臭素原子等のハロゲン原子、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ基等の炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基等のオキシカルボニル基、アセチル、ベンゾイル基等のアシル基、アセチルオキシ基等のアシルオキシ基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシ基、オキソ基、エポキシ基、エーテル基、エステル基等が例示できる(これらを総称して「置換基」という)。これらの置換基は1つであっても2つ以上を組み合わせてもよい。
R3が有していてもよい置換基としては、−CO(O)−(AO)n−R1が好ましい。式中、AOは前記と同じである。nは、前記のnと同じ意味を示し、好ましい範囲も同じである。R1は、前記のR1と同じ意味を示し、好ましい範囲も同じである。この場合、R3は、芳香族炭化水素基であることが好ましい。
脂肪族カルボン酸エステルの具体例としては、ジメチルアジペート、ジエチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ビス(2−エチルヘキシル)アジペート、ジイソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート、ビス(ブチルジエチレングリコール)アジペート、ジメチルセバケート、ジエチルセバケート、ジブチルセバケート、ビス(2−エチルヘキシル)セバケート、ジエチルサクシネート、ビス(2−エチルヘキシル)アゼレート等の脂肪族二塩基酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、ジエチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ビス(ブチルジエチレングリコール)アジペート、ビス(オクトキシポリエチレングリコール)アジペート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、EOの各平均付加モル数m及びn=1〜4)、ビス(オクトキシポリプロピレングリコール)アジペート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、POの各平均付加モル数m及びn=1〜6)、ビス(オクトキシポリエチレングリコール・ポロプロピレングリコール)アジペート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、EO及びPOの各合計平均付加モル数m及びn=4〜12、ブロック付加)、ビス[オクトキシポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)]アジペート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、EO及びPOの各合計平均付加モル数m及びn=4〜12、ランダム付加)、ジエチルセバケート、ジブチルセバケート、ジイソブチルセバケート等の炭素数6〜14の脂肪族二塩基酸のジエステルが特に好ましい。
芳香族カルボン酸エステルの具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート、ジ-n-オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ステアリルベンジルフタレート、オクチルデシルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジフェニルフタレート、ビス(ジメチルシクロヘキシル)フタレート、ビス(t−ブチルシクロヘキシル)フタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸エステル、トリブチルトリメリテート、トリイソブチルトリメリテート、トリ(2−エチルヘキシル)トリメリテート等のトリメリット酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート等の炭素数1〜5の脂肪族アルコール残基を有するフタル酸ジエステル、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ステアリルベンジルフタレート等の炭素数3〜18のアルキル基を有するベンジルフタレート、ビス(オクトキシポリエチレングリコール)フタレート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、EOの各平均付加モル数m及びn=1〜5)、ビス(オクトキシポリプロピレングリコール)フタレート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、POの各平均付加モル数m及びn=1〜4)、ビス(オクトキシポリエチレングリコール・ポロプロピレングリコール)フタレート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、EO及びPOの各合計平均付加モル数m及びn=4〜12、ブロック付加)、ビス[オクトキシポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)]フタレート(R1及びR2は共に2-エチルヘキシル、EO及びPOの各合計平均付加モル数m及びn=4〜12、ランダム付加)、及びトリブチルトリメリテート、トリイソブチルトリメリテート等の炭素数3〜5の脂肪族アルコール残基を有するトリメリット酸ジエステルが特に好ましい。
シクロアルカン(ケン)カルボン酸エステルの具体例としては、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチルエステル、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル等のシクロヘキサンエステル類、3,4−シクロヘキセンジカルボン酸ジブチルエステル、3,4−シクロヘキセンカルボン酸ジイソノニルエステル等のシクロヘキセンエステル等が挙げられる。
(4)リン酸エステルは下記式(4)で表される化合物が好ましい。
リン酸エステルの具体例としては、トリブチルホスフェート、トリス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート等が挙げられる。これらの中でも、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート等の炭素数5〜9のアルコキシアルキル基を有するリン酸エステル、トリブチルホスフェート等の炭素数4〜12の脂肪族炭化水素基を有するリン酸エステル、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート等の炭素数7〜12の芳香族炭化水素基を有するリン酸エステルが特に好ましい。リン酸エステルは、リン酸ジ又はトリエステルが好ましい。
オキシ酸エステルの具体例としては、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルリシノール酸メチル等が挙げられる。
グリコールエステルの具体例としては、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ(2−エチルヘキソエート)等が挙げられる。
エポキシ系エステルの具体例としては、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル等が挙げられる。
スルホンアミドの具体例としては、o−及びp−トルエンスルホンアミド、N−ブチルベンゼンスルホンアミド等が挙げられる。
ポリエステルの具体例としては、ポリ(1,2−ブタンジオールアジペート)、ポリ(1,3−ブタンジオールアジペート)等が挙げられる。
(10)グリセリルアルキルエーテルの具体例としては、グリセリルモノエーテル、グリセリルジエーテル、グリセリルトリエーテルが挙げられる。これらの中では、炭素数8〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するグリセリルモノエーテルが好ましい。アルキル基の炭素数は8〜30であるが、好ましくは8〜22、更に好ましくは8〜14である。
アルキル基として、例えば2−エチルヘキシル、(イソ)オクチル、(イソ)デシル、(イソ)ドデシル、(イソ)ミリスチル、(イソ)セチル、(イソ)ステアリル、(イソ)ベヘニル基が挙げられる。
アルキル基の位置については、特に制限はなく、1−アルキルグリセリルモノエーテル、2−アルキルグリセリルモノエーテルいずれであってもよい。
これらの中では、炭素数1〜18、好ましくは炭素数2〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族カルボン酸(例えば、酢酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の直鎖脂肪族カルボン酸、ピバリン酸等の分岐脂肪族カルボン酸)エステルが好ましい。アルキル基の総炭素数は、6以上が好ましく、8以上が更に好ましい。
より具体的には、グリセリルトリアセテート、グリセリルジアセテート、グリセリルモノアセテート等が挙げられる。
(12)のグリコールとしては、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール等が挙げられ、アルキル基としては、炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられる。アルキル基の総炭素数は、6以上が好ましく、8以上が更に好ましい。
上記の水不溶性有機化合物(1)〜(12)は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、水不溶性有機化合物は前記式(1)、(2)で表される化合物が光沢性の観点から好ましい。
本発明において、CBを含有する水不溶性架橋ポリマー粒子は、光沢性と写像性を向上させるために用いられる。本発明に用いられるポリマー粒子の架橋構造は、安定性が高く、印刷面上に着弾した後でのインクの増粘を抑制し、印字面が平滑化することにより、印字物の光沢性、写像性が向上すると考えられる。
更に、水不溶性有機化合物を用いる場合、架橋ポリマーが適度な架橋構造を有することで水不溶性有機化合物を含有し易くなり、架橋ポリマーが水不溶性有機化合物を含有してポリマー構造が膨潤しても、保存安定性に優れると考えられる。架橋ポリマーの架橋構造が多すぎる場合は水不溶性有機化合物を含有しにくくなり、架橋がない場合はポリマーの膨潤により粒子間同士が融着しやすくなると考えられる。
架橋ポリマー粒子の製造方法としては、(i)CBと水不溶性ポリマーを用いて、CBを含有する水不溶性ポリマー粒子を得る工程と、得られたCBを含有する水不溶性ポリマー粒子を架橋剤で架橋させて、架橋ポリマー粒子を得る工程とにより製造する方法と、(ii)水不溶性ポリマーを架橋剤で架橋させて水不溶性架橋ポリマーを得る工程と、得られた水不溶性架橋ポリマーとCBとを用いて、架橋ポリマー粒子を得る工程とにより製造する方法が挙げられる。これらの中では、製造し易さから、(i)による方法が好ましい。
工程(1):水不溶性ポリマー、有機溶媒、CB、水、及び必要に応じて中和剤を含有する混合物を分散処理して、CBを含有する水不溶性ポリマー粒子の分散体を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた分散体から前記有機溶媒を除去して、CBを含有する水不溶性ポリマー粒子の水分散体を得る工程
工程(3):工程(2)で得られたCBを含有する水不溶性ポリマー粒子の水分散体と架橋剤とを反応させて、架橋ポリマー粒子を得る工程
水不溶性ポリマーが塩生成基を有する場合、中和剤を用いることが好ましい。中和剤を用いて中和する場合の中和度には、特に限定がない。通常、最終的に得られる水分散体の液性のpHが4.5〜10であることが好ましい。前記水不溶性ポリマーの望まれる中和度により、pHを決めることもできる。中和剤としては、前記のものが挙げられる。また、水不溶性ポリマーを予め中和しておいてもよい。
有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒及びジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒が挙げられる。好ましくは、水に対する溶解度が20℃において、50重量%以下でかつ10重量%以上のものであり、特に、メチルエチルケトンが好ましい。
混合物を予備分散させる際には、アンカー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置を用いることができる。混合撹拌装置の中では、ウルトラディスパー〔浅田鉄鋼株式会社、商品名〕、エバラマイルダー〔株式会社荏原製作所、商品名〕、TKホモミクサー、TKパイプラインミクサー、TKホモジェッター、TKホモミックラインフロー、フィルミックス〔以上、プライミクス株式会社、商品名〕、クリアミックス〔エム・テクニック株式会社、商品名〕、ケイディーミル〔キネティック・ディスパージョン社、商品名〕等の高速攪拌混合装置が好ましい。
本分散の剪断応力を与える手段としては、例えば、ロールミル、ビーズミル、ニーダー、エクストルーダ等の混練機、高圧ホモゲナイザー〔株式会社イズミフードマシナリ、商品名〕、ミニラボ8.3H型〔Rannie社、商品名〕に代表されるホモバルブ式の高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー〔Microfluidics 社、商品名〕、ナノマイザー〔ナノマイザー株式会社、商品名〕、アルティマイザー〔スギノマシン株式会社、商品名〕、ジーナスPY〔白水化学株式会社、商品名〕、DeBEE2000 〔日本ビーイーイー株式会社、商品名〕等のチャンバー式の高圧ホモジナイザー等が挙げられる。これらの装置は複数を組み合わせることもできる。
得られたCBを含有するポリマー粒子の水分散体は、CBを含有するポリマーの固体分が水を主溶媒とする中に分散しているものである。水分散体中には他の溶媒やインクジェットに通常用いられる添加剤を含有していてもよい。ここで、ポリマー粒子の形態は特に制限はなく、少なくともCBとポリマーにより粒子が形成されていればよい。例えば、ポリマーにCBが内包された粒子形態、ポリマー中にCBが均一に分散された粒子形態、ポリマー粒子表面にCBが露出された粒子形態等が含まれる。
反応時間は、好ましくは0.5〜10時間、更に好ましくは1〜5時間、反応温度は、好ましくは40〜95℃である。
架橋剤の使用量は、光沢性、写像性及び保存安定性の観点から、水不溶性ポリマー100重量部に対して、0.5重量部以上が好ましく、0.7重量部以上がより好ましく、0.85重量部以上が更に好ましく、1.0重量部以上が特に好ましく、1.5重量部以上が最も好ましい。また、その上限は、15重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましく、7重量部以下が更に好ましく、5重量部以下が特に好ましい。
これらの観点から、0.5〜15重量部が好ましく、0.7〜10重量部がより好ましく、0.85〜7重量部が更に好ましく、1.0〜5重量部が最も好ましい。
架橋率(モル%)=[水不溶性ポリマー1モルと反応させる架橋剤のモル当量数×100/水不溶性ポリマー1モルが有する架橋剤と反応できる反応性基のモル数]
ここで、「水不溶性ポリマー1モルと反応させる架橋剤のモル当量数」とは、水不溶性ポリマー1モルと反応させる架橋剤のモル数に架橋剤1分子中の反応性基の数を乗じた値である。
本発明のインクジェット記録用水分散体は、好ましくは架橋ポリマー粒子と水不溶性有機化合物とを含むものである。
本発明のインクジェット記録用水分散体は、前記工程(1)〜(3)を含み、前記工程(1)〜(3)の少なくともいずれかの工程中又は工程後に、水不溶性有機化合物を存在させることにより、得ることができる。
好ましくは、保存安定性の観点から、工程(2)で得られるCBを含有するポリマー粒子の水分散体と水不溶性有機化合物とを混合するか、又は工程(3)で得られる架橋ポリマー粒子の水分散体と水不溶性有機化合物とを混合して得られるものである。
工程(3)で得られる架橋ポリマー粒子の水分散体と水不溶性有機化合物との混合割合は、光沢性及び保存安定性の観点から、架橋ポリマー粒子の水分散体の固形分(CBと架橋ポリマー)100重量部に対して、水不溶性有機化合物は、1〜100重量部であることが好ましく、3〜50重量部がより好ましく、3〜30重量部が更に好ましい。
また、水不溶性有機化合物の量は、光沢性、写像性及び保存安定性の観点から、架橋ポリマー100重量部に対して、5〜300重量部であることが好ましく、15〜150重量部がより好ましく、20〜150重量部が更に好ましい、30〜95重量部が特に好ましい。
CBを含有するポリマー粒子の水分散体と水不溶性有機化合物との混合方法、及び架橋ポリマー粒子の水分散体と水不溶性有機化合物との混合方法は、該水分散体に水不溶性有機化合物を添加してもよく、その逆であってもよい。混合する温度は、5〜50℃程度が好ましい。混合した後、前記の分散方法により、再分散することも好ましい。
本発明の水分散体は、水不溶性有機化合物の少なくともその一部が架橋ポリマー粒子に含有されており、水不溶性有機化合物とCBとを含有する水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体となっている。
本発明の水分散体中の架橋ポリマー粒子の含有量は、光沢性、写像性及び保存安定性の観点から、5〜30重量%が好ましく、10〜25重量%が更に好ましい。本発明の水分散体中の水不溶性有機化合物の含有量は、光沢性、写像性及び保存安定性の観点から、0.1〜5重量%が好ましく、0.2〜4重量%が更に好ましく、0.3〜3重量%が特に好ましい。水の含有量は、50〜80重量%が好ましく、60〜80重量%が更に好ましい。
本発明の水系インク中の架橋ポリマー粒子の含有量は、光沢性、写像性及び保存安定性の観点から、1〜15重量%が好ましく、1〜10重量%が更に好ましい。本発明の水系インク中の水不溶性有機化合物の含有量は、光沢性、写像性及び保存安定性の観点から、0.1〜5重量%が好ましく、0.2〜4重量%が更に好ましく、0.3〜3重量%が特に好ましい。水の含有量は、50〜80重量%が好ましく、60〜80重量%が更に好ましい。
得られる水分散体及び水系インクにおける架橋ポリマー粒子の平均粒子径は、光沢性、写像性、プリンターのノズルの目詰まり防止及び分散安定性の観点から、95nm以下であり、好ましくは20〜95nm、より好ましくは30〜90nm、特に好ましくは40〜85nmである。
なお、架橋ポリマー粒子に水不溶性有機化合物が更に含有されても、架橋ポリマー粒子の平均粒子径は前記と同じ範囲であることが好ましい。
本発明の水分散体及び水系インクの好ましい表面張力(20℃)は、水分散体としては、好ましくは30〜70mN/m、更に好ましくは35〜68mN/mであり、水系インクとしては、好ましくは25〜50mN/m、更に好ましくは27〜45mN/mである。
水分散体の固形分10重量%における粘度(20℃)は、水系インクとした時に良好な粘度とするために、2〜6mPa・sが好ましく、2〜5mPa・sが更に好ましい。また、水系インクの粘度(20℃)は、良好な吐出性を維持するために、2〜12mPa・sが好ましく、2.5〜10mPa・sが更に好ましい。また、水系インクのpHは4〜10が好ましい。
本発明の水系インクを適用するインクジェットの方式は制限されないが、特にピエゾ方式のインクジェットプリンターに好適である。
製造例1(水不溶性ポリマーAの製造)
反応容器内に、メチルエチルケトン20部、重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.05部、及び表1に示す各モノマーの200部の10%を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
一方、滴下ロートに、表1に示すモノマーの残りの90%を仕込み、前記重合連鎖移動剤0.45部、メチルエチルケトン60部、及びラジカル重合開始剤(2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル))1.2部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら65℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を3時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から65℃で2時間経過後、前記ラジカル重合開始剤0.3部をメチルエチルケトン5部に溶解した溶液を加え、更に65℃で2時間、70℃で2時間熟成させ、さらにメチルエチルケトン115部加え、30分間攪拌し、固形分含有量(有効分含有量)約50%のポリマー溶液を得た。このポリマーの重量平均分子量を前記の方法により測定した結果、15万であった。
(b)スチレンマクロマー
東亜合成株式会社製、商品名:AS−6S、数平均分子量:6000、重合性官能基:メタクロイルオキシ基
(d)M−90G
ポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシド平均付加モル数=9、末端メチル基):新中村化学工業株式会社製、商品名:NKエステルM−90G
(e)PP−800
ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(プロピレンオキシド平均付加モル数=13、末端水酸基):日本油脂株式会社製、商品名:ブレンマーPP−800
反応容器内に、無水フタル酸100部及び2−エチルヘキシルアルコールのエチレンオキサイド平均4モル付加物(日本乳化剤株式会社製、商品名:ニューコール1004)400部、テトライソプロポキシチタネート0.5部を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った後、220℃に昇温し、エステル化反応を行った。さらに同温度にて減圧反応を行うことでエステル化反応を完結させ、余分なアルコールをトッピングにより除去することでフタル酸ジエステル系の水不溶性有機化合物Aを得た。
水不溶性有機化合物Aは、フタル酸由来の基本構造の両末端に2−エチルヘキシル基のエチレンオキサイド4モル付加物を有しており、そのLogP値(計算値)は6.23であり、またSP値は9.4であった。
製造例1で得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られたポリマー100部をメチルエチルケトン200部に溶かし、その中に中和剤として5N水酸化ナトリウム水溶液23部(中和度60%)及びイオン交換水800部加えて塩生成基を中和し、更にカーボンブラック(三菱化学株式会社製、商品名:#45、DBP吸油量:53ml/100g)340部を加え、ディスパー翼にて20℃で1時間混合分散した。得られた分散液をマイクロフルイダイザー(Microfluidics 社製、商品名)で200MPaの圧力でさらに10パス分散処理した。得られた分散液を、60℃減圧下でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去し、5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ(テルモ株式会社製)で濾過し、粗大粒子を除去することにより、固形分濃度が18%のCB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−1(CB13.9部、ポリマー4.1部)を得た。結果を表2に示す。
調製例2〜4(CB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体2〜4の調製)
表2に記載のCBを用いた以外は、実施例1と同様にしてCB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−2〜4を得た。結果を表2に示す。
CB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−1 100部(うち水不溶性ポリマー4.1部)に対して架橋剤としてデナコールEX−810(平均分子量:226、ナガセケムテックス株式会社製、エポキシ当量113)0.075部を加え、イオン交換水を0.075部添加して80℃で3時間攪拌させた後、5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ(テルモ株式会社製)で濾過し、粗大粒子を除去したCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−1(固形分濃度:18%、CB13.9部対水分散体)を得た。この時の水不溶性架橋ポリマー粒子100部に対する架橋剤の使用量は1.83部であった。水分散体B−1中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径は77nmであった。
このCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−1 14.4部(インク100部に対しCB2部に調製)に、グリセリン25部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル7部、サーフィノール465(日信化学工業株式会社製)1部、プロキセルXL2(アビシア株式会社製)0.3部、トリエチレンアミン1.0部、及びイオン交換水51.3部を混合し、得られた混合液を1.2μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより水系インクを得た。水系インク中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径は、前記の方法により測定した結果、80nmであった。
水不溶性ポリマー4.1部に対して、架橋剤としてデナコールEX−810(ナガセケムテックス株式会社製、エチレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量113)0.075部を反応させるので、水不溶性ポリマー1モルと反応させる架橋剤のモル当量数は、(0.075/113)/(4.1/水不溶性ポリマーの重量平均分子量(150000))=24.3となる。
ここで、デナコールEX−810は、カルボキシ基、水酸基と反応するため、水不溶性ポリマー1モルが有する架橋剤と反応できる反応性基のモル数は、水不溶性ポリマー1モルが有するメタクリル酸(分子量:86)、PP−800(分子量:840)の合計モル数である。
150000×0.14/86+150000×0.2/840=280モル
従って、架橋率(モル%)=24.3×100/280=8.6モル%となる。
実施例1で得られたCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−1 14.4部、及び製造例2で得られた水不溶性有機化合物A 0.26部を混合、攪拌して水不溶性有機化合物をポリマー粒子中に含有させた。次に、グリセリン25部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル7部、サーフィノール465(日信化学工業株式会社製)1部、プロキセルXL2(アビシア株式会社製)0.3部、トリエチレンアミン1.0部、及びイオン交換水51.04部を混合し、得られた混合液を1.2μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより水系インクを得た。
水系インク中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子B−1の平均粒子径は83nmであった。
CB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−1の代わりにCB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−2を用いた以外は、実施例1と同様にして、CB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−2を得た。水分散体中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径は63nmであった。
実施例2のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−1の代わりにCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−2を用いて水系インクを調製した。
水系インク中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子B−2の平均粒子径は68nmであった。
実施例1において、CB含有水不溶性架橋ポリマー粒子B−1の代わりにCB含有水不溶性ポリマー粒子A−1を用いた以外は実施例1と同様にしてインクを調製した。水系インク中のCB含有水不溶性ポリマー粒子A−1の平均粒子径は80nmであった。
比較例2
CB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−1の代わりにCB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−3を用いた以外は、実施例1と同様にして、CB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−3を得た。水分散体中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径は103nmであった。
CB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−3を用いて実施例1と同様にして水系インクを調製した。水系インク中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子B−3の平均粒子径は102nmであった。
比較例3
CB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−1の代わりにCB含有水不溶性ポリマー粒子の水分散体A−4を用いた以外は、実施例1と同様にして、CB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−4を得た。水分散体中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径は150nmであった。
CB含有水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体B−4を用いて実施例1と同様にして水系インクを調製した。水系インク中のCB含有水不溶性架橋ポリマー粒子B−4の平均粒子径は152nmであった。
(1)光沢度
セイコーエプソン株式会社製プリンター(型番:PX−A650、ピエゾ方式)を用い、市販の専用紙(写真用紙<光沢>セイコーエプソン株式会社製、商品名:KA450PSK)にベタ印字し〔印字条件=用紙種類:フォトプリント紙、モード設定:フォト〕、25℃で24時間放置後、20°の光沢度を光沢度計(日本電色工業株式会社製、商品名:HANDY GLOSSMETER PG-1)で5回測定し、その平均値を求めた。数値が大きい方が、光沢度が高い。
(2)写像性
前記プリンターを用い、前記市販の専用紙に前記印字条件にてベタ印字し、25℃で24時間放置後、写像性C値(くし幅2.0mm)を写像性測定器(スガ試験機株式会社製、商品名:タッチパネル式写像測定器ICM−1T)で3回測定し、その平均値を求めた。写像性とは、印字物に像が反射した時の鮮明さ又は歪みを測定するものであり、数値が大きい方が、反射した像が鮮明で歪みが少なく、自然に見える。
Claims (8)
- カーボンブラックを含有する水不溶性架橋ポリマー粒子の水分散体であって、該カーボンブラックのDBP吸油量が40〜90ml/100gであり、該水不溶性架橋ポリマー粒子の平均粒子径が95nm以下である、インクジェット記録用水分散体。
- 水不溶性架橋ポリマー粒子が、水不溶性ポリマー100重量部に対して架橋剤を0.5〜15重量部使用して架橋させたポリマーである、請求項1に記載のインクジェット記録用水分散体。
- 水不溶性ポリマーの重量平均分子量が5000〜50万である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用水分散体。
- 架橋剤が、分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物である、請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体。
- 水不溶性ポリマーが、(a)塩生成基含有モノマー、(b)マクロマー及び/又は(c)疎水性モノマーを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ビニルポリマーである、請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体。
- 更に、水不溶性有機化合物を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体。
- 水不溶性有機化合物の量が、水不溶性架橋ポリマー100重量部に対して、5〜300重量部である、請求項6に記載のインクジェット記録用水分散体。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体を含有するインクジェット記録用水系インク。
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