JP2008230161A - 画像形成方法及び記録物 - Google Patents

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Abstract

【課題】一般の家庭環境下においても環境面・安全面で問題なく取り扱え、また顔料を含んだインク組成物による光沢メディア上での記録画像においては定着性・光沢性に優れた画像が得られ、普通紙や再生紙等においては滲み、濃淡ムラ等の少ない高品質で鮮明な画像が得られる画像形成方法が望まれている。
【解決手段】本発明における画像形成方法は、記録画像にコート液を施す画像形成方法において、少なくとも着色成分と水とを含んでなるインク組成物により記録された記録画像上に、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液にてコートを施すことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録用プリンタを用いた画像形成方法及び記録物に関する。
インクジェットプリンタは、無騒音、高速、高解像度のノンインパクトプリンタとして近年商品化が行われている。インクジェット記録に用いられるインクの溶媒として、臭気、安全性等の観点から、水、水溶性有機溶剤を用いる水性インクが主流である。また、インクジェット記録に用いられるインクの色剤としては、従来から水溶性染料が利用されてきたが、染料は耐光性及び耐水性等の諸特性に劣ることがあり、よって染料系のインク組成物により記録された記録物は、耐光性及び耐水性に劣ることになる。耐水性については、インク吸収層を有するインクジェット専用記録媒体によって改善されているが、普通紙・再生紙については未だ充分とは言い難い。
それに対して、顔料は染料に比べて耐光性及び耐水性に優れており、近年、耐光性及び耐水性を改善する目的でインクジェット記録用インク組成物の色剤としての利用が検討されている。色剤として顔料を用いた水性インクの場合、顔料は元来水には不溶でありインクから分離(凝集・析出、沈降等)しやすいため、これを水中で安定的に分散させるために、従来から種々の検討が行われている。
顔料を水中に分散させる一方法として、分散性樹脂等の分散剤と共に混合して分散させることが挙げられ、これまで多くの分散方法(用いる顔料の種類や粒径、用いる分散剤の種類、及び分散手段等)及びインクジェット記録用インクが提案されている。また、別の方法としては、顔料粒子表面に分散性付与基を物理的あるいは化学的に結合させることによって顔料の分散性を改善し、分散剤なしに水に分散可能なものとした、いわゆる自己分散型の表面処理顔料(以下、「表面処理顔料」ということがある)が提案されている。
上記の分散方法で得られた顔料を用いたインクでは、顔料のインク中での分散安定性については確保できるものの、これを用いて得られる光沢紙等の光沢メディア上での記録画像は、前記の染料インクと比較して定着性や光沢性に劣る場合があった。この顔料インクと染料インクとが異なる挙動を示す理由は、以下のようである。つまり、染料インクにおいて、染料はインク中では分子状に溶解して存在している。これを光沢メディアに付着させると、光沢メディア表層のインク受容層内部に染料分子がインク液成分と共に浸透するため、光沢メディア表層の光沢性が維持される。また、染料分子がメディア内部に浸透することで画像の定着性も問題ない。これに対して、顔料インクにおいて、顔料はインク中で粒子状に分散して存在しているため、このインクを付着させるとインク液成分はインク受容層内部まで浸透するが、顔料粒子等の固形分は浸透しにくく光沢メディア表層近辺に留まってしまう。そのため、得られる記録画像の定着性に劣り、また画像表面が平滑性に乏しくなることで結果的に光沢性に劣ることになる。特に上記の表面処理顔料では、そのままでは定着成分・光沢成分がないために、その不具合がより顕著に現れていた。
以上のような不具合を改善する一方法として、顔料インクにより得られた記録画像をコーティングすることが種々検討されている。例えば、低沸点炭化水素系溶剤とそれに溶解する親油性樹脂からなる保護液を、記録画像に噴霧あるいは塗布することが提案されている(特許文献1参照)。また、シクロヘキサン、イソヘキサン、一価アルコール、樹脂等からなる保護液を、記録画像に噴霧あるいは塗布することが提案されている(特許文献2参照)。また、酸価が110より大きい樹脂を含む水性保護液を、記録画像にインクジェット記録方式にてコーティングすることが提案されている(特許文献3参照)。さらに、皮膜形成能のある樹脂を含む保護液を、記録画像にインクジェット記録方式にてコーティングすることが提案されている(特許文献4参照)。
特開2002−240446号公報 特開2004−175885号公報 特開2004−195451号公報 特開2005−81754号公報
しかしながら、上記の従来技術では、以下に述べる課題があった。
上記特許文献1、特許文献2によるコート液は、油溶性・揮発性溶剤を液成分の主体としているため、環境面・安全面で取り扱いが難しく、一般の家庭環境での使用ができないという課題があった。
また、上記特許文献3、特許文献4によるコート液では、記録画像に効果的に定着性・光沢性を付与するためには樹脂を多く含ませる必要があり、これをインクジェット記録方式で用いる際に、コート液の乾燥に伴いプリンタヘッドの目詰まりが発生しやすいという課題があった。またコート液中の樹脂として水溶性樹脂を用いた場合には、これをインクジェット記録方式で用いる際に、プリンタヘッドのノズル面でその樹脂がプリンタヘッドのノズル面に付着して吐出不良が発生しやすいという課題もあった。
そこで、本発明は前記の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の目的とするところは、一般の家庭環境下においても環境面・安全面で問題なく取り扱え、また顔料を含んだインク組成物による光沢メディア上での記録画像においても定着性・光沢性に優れた画像が得られ、さらにインクジェット記録方法においても吐出安定性、目詰まり性に優れたコート液及びこれを用いた画像形成方法を提供することにある。
本発明者は鋭意検討の結果、特に顔料を着色成分として含んだインク組成物を用いて光沢メディア上に記録した記録画像に適用するのに好適なコート液、及びこれを用いた画像形成方法として以下に示す構成とすることにより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る。すなわち、
(1)本発明の画像形成方法は、記録画像にコート液を施す画像形成方法において、少なくとも着色成分と水とを含んでなるインク組成物により記録された記録画像上に、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液にてコートを施すことを特徴とする。
(2)本発明の画像形成方法は、前記の可塑剤が、フタル酸エステル類、トリメリット酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、正リン酸エステル類、リシノール酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ化エステル類、酢酸エステル類、スルホンアミド類からなる群から一種類あるいは二種類以上選ばれていることを特徴とする。
(3)本発明の画像形成方法は、前記のコート液及び/またはインク組成物が、さらに浸透剤を含んでなることを特徴とする。
(4)本発明の画像形成方法は、前記のインク組成物に含まれる着色成分が、その表面に下記式で表される官能基あるいはその塩の少なくとも一種を直接あるいは間接的に結合するように表面処理され、分散剤なしに水に分散可能とされた表面処理顔料であることを特徴とする。
Figure 2008230161
(5)本発明の画像形成方法は、前記のインク組成物に含まれる着色成分が、顔料を分散ポリマーで包含して水に分散可能となった分散体であることを特徴とする。
(6)本発明の画像形成方法は、前記の分散ポリマーが、疎水性部分と親水性部分とから成り、該親水性部分の少なくとも一部分が該疎水性部分の一部分である未中和基を中和して得られる中和基であって、中和基の存在量が未中和基と中和基との和に対してモル比で20%以上60%未満の範囲であることを特徴とする。
(7)本発明の画像形成方法は、記録画像にコート液を施す画像形成方法において、前記のコート液を、インクジェットヘッドを用いて記録媒体上の少なくとも記録画像部分に吐出しコートを施すことを特徴とする。
(8)本発明の画像形成方法は、前記のコートを施される記録画像が、前記のインク組成物を、インクジェットヘッドを用いて記録媒体上に吐出して形成されたことを特徴とする。
(9)本発明の記録物は、前記の画像形成方法を用いて記録されたことを特徴とする。
以上述べた構成による画像形成方法により、着色成分として特に顔料を用いたインク組成物を用いて光沢メディア上に記録しても、定着性・光沢性に優れた鮮明な画像が得られる。このような構成とした場合、従来技術のように油溶性・揮発性溶剤をコート液中液成分の主体として用いる必要がないため、一般家庭の環境下においても安全・簡便に取り扱うことができる。また保護液(コート液)中に樹脂を多量に含ませる必要がないため、コート液をインクジェット記録方式に適用した場合の信頼性(吐出安定性、目詰まり特性)に優れている。
以下、本発明について、その好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の画像形成方法は、記録画像にコート液を施す画像形成方法において、少なくとも着色成分と水とを含んでなるインク組成物により記録された記録画像上に、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液にてコートを施すことを特徴とする。
また前記可塑剤が、フタル酸エステル類、トリメリット酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、正リン酸エステル類、リシノール酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ化エステル類、酢酸エステル類、スルホンアミド類からなる群から一種類あるいは二種類以上選ばれていることを特徴とする。このような樹脂エマルジョンを含有するコート液は、本発明によるインク組成物により光沢メディア上に記録された画像の定着性・光沢性を向上させる作用に優れる。
この理由は、未だ定かではないが、以下のように推定される。本発明の画像形成方法では、まずインク組成物により、光沢メディア上に画像を記録する。用いるインク組成物の着色剤として顔料を用いた場合、この状態のままでは、上述したが、光沢メディア表層に顔料粒子等からなるインク中固形分が主に存在しており、画像表面が平滑になりにくい場合があり、結果的に画像の光沢性に乏しくなる場合があった。従来はこの光沢性を向上させるために、光沢性を付与するインク添加剤やインク構成要素(主には添加する分散ポリマーの構造、溶剤種、及びそれらの組み合わせ等)の検討が種々行われてきたが、満足のいく結果が得られていなかった。
しかし、ここへ本発明によるコート液を少なくとも画像部分に塗布した場合、コート液が浸透していくのに伴い、画像部分表面にコート液中の樹脂エマルジョンが残存し、その他の液成分は画像部分のインク組成物固形分を通じて光沢メディア受容層内部に浸透・拡散する。画像表面にコーティングされたコート液中の液成分が少なくなるのに伴い、樹脂エマルジョン中に内包されている可塑剤の作用により、樹脂エマルジョンが可塑化・溶解する。この樹脂可塑化・溶解物は予め印刷されている画像部分の顔料粒子間及び顔料粒子表面に入り込み、その後乾燥に伴って均一な樹脂皮膜を形成する。この樹脂皮膜は平滑性に富んでおり、画像表面に入射する光を均一に反射するため、画像の光沢性が向上するものと考えられる。さらにこの樹脂皮膜は顔料粒子間及び顔料粒子と光沢メディアとを強固に接着する作用をも示すため、画像の定着性が向上する効果も有するものと考えられる。
以下に本発明の画像形成方法における、コート液、インク組成物について説明する。
<コート液>
本発明の画像形成方法では、記録画像にコート液を施す画像形成方法において、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを必須成分として含んでなるコート液を用いる。以下に、本発明に使用するコート液の構成要素について説明する。
[可塑剤]
本発明によるコート液には、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を含むことが必須である。この可塑剤は、後に詳細に説明する、本発明におけるコート液に必須の樹脂エマルジョンに対して良好な可塑化剤・溶解剤として機能するという特徴を持つ。このような可塑剤を含ませると、上述したが、画像部分表面に存在する樹脂エマルジョンが可塑化・溶解し、その後乾燥に伴って均一な樹脂皮膜を形成する。この樹脂皮膜は平滑性に富んでおり、画像表面に入射する光を均一に反射するため、画像の光沢性を向上させる効果に優れる。さらにこの樹脂皮膜は、インク組成物による着色剤と光沢メディアとを強固に接着する作用をも示すため、画像の定着性を向上させる効果も有する。
このような作用効果を持つ可塑剤としては、水に対して不溶あるいは難溶であるものから、より詳細には25℃の水に対する溶解度が3重量%未満のものから選ばれる。そのような可塑剤を用いると、樹脂エマルジョンに内包された可塑剤がコート液中に溶け出すことがないため、コート液の保存安定性に優れる。また、このような可塑剤を用いると、インクジェットプリンタに適用する際プリンタヘッドのノズル面への樹脂エマルジョンの付着が抑えられるため、目詰まりや吐出不良等がなく吐出安定性に優れる。さらに、フタル酸エステル類、トリメリット酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、正リン酸エステル類、リシノール酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ化エステル類、酢酸エステル類、スルホンアミド類からなる群から一種類または二種類以上選ばれていると、上記特性に加えて、上述した光沢性・定着性付与の効果に優れるため、好ましい。
ここで、可塑剤の25℃の水に対する溶解度が3重量%以上のものを用いた場合、可塑剤の一部あるいは全量が樹脂エマルジョンよりコート液中へ溶出し、その可塑剤の作用により樹脂エマルジョンの一部あるいは全部が溶解する場合がある。そのようになると、樹脂エマルジョン自体の分散性が阻害され、保存安定性に欠けてしまう。また、インクジェットプリンタに適用する際、プリンタヘッドのノズル面に溶解した樹脂エマルジョンが付着してしまう場合があり、そのようになると目詰まりや吐出不良等の不具合が発生してしまう。
上述した効果を示す可塑剤としてより詳細には、フタル酸エステル類として、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、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、ジイソノニルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート、ジウンデシルフタレートが挙げられる。
またトリメリット酸エステル類としては、トリス(2−エチルヘキシル)トリメリテートが挙げられる。
また脂肪族二塩基酸エステル類としては、ジメチルアジペート、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(ブチルジグリコール)アジペート、ビス(2−エチルヘキシル)アゼレート、ジメチルセバケート、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が挙げられる。
また正リン酸エステル類としては、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が挙げられる。
またリシノール酸エステル類としては、メチルアセチルリシノレートが挙げられる。
またポリエステル類としては、ポリ(1,3−ブタンジオールアジペート)が挙げられる。
またエポキシ化エステル類としては、エポキシ化大豆油が挙げられる。
また酢酸エステル類としては、グリセリルトリアセテート、2−エチルヘキシルアセテートが挙げられる。
またスルホンアミド類としては、N−ブチルベンゼンスルホンアミドが挙げられる。
本発明によるコート液に含まれる可塑剤の含有量は、樹脂エマルジョンの樹脂固形分に対して1重量%〜30重量%の範囲であることが好ましい。1重量%以上であれば、上述の効果(光沢性、定着性付与)が発揮される。また30重量%以下であれば、コート液中での樹脂エマルジョンが安定的に分散できるため保存安定性が良好に保持でき、かつプリンタヘッドのノズル面に樹脂エマルジョンの付着が抑えられるため、目詰まりや吐出不良等の不具合が発生しない。
[保湿剤]
本発明によるコート液には、保湿剤を含むことが必須である。本発明で用いる保湿剤は低揮発性で保水能力が高いものから選ばれる。このような保湿剤を含むことにより、コート液の水分蒸発による乾燥を抑制して、長期放置によるコート液の組成の変質を抑止することが可能である。このため、例えばコート液をプリンタヘッド内に充填した後に長期間装置が休止状態となった場合でも、プリンタヘッドのノズル面でのコート液の乾燥固化を抑制できるため、目詰まり等の不具合を生じないという効果がある。
上記の特性を持つ保湿剤として詳しくは、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ペンタエリスリトール等のポリオール類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等のラクタム類等を用いることができる。
さらに、上述の材料の能力を補助する目的で、水溶性の固体保湿剤を併用、添加することも可能である。詳しくは、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール等のジオール類、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等、尿素類、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単糖類、二糖類、オリゴ糖類及び多糖類及びこれらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖、酸化糖、アミノ酸、チオ糖等が挙げられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビット等が挙げられる。
これら保湿剤の添加量は、上述した具体例を一種類あるいは二種類以上混合して、コート液全量に対して1重量%〜50重量%の範囲が好ましい。1重量%以上であれば、上述の効果が発揮される。また50重量%以下であれば、コート液の粘度をインクジェット記録方式において好適な範囲に調整でき、吐出安定性も良好である。
以上述べた保湿剤は、後述するインク組成物にも添加することができる。その場合は、本発明によるコート液に含ませた場合と同様に、インク組成物の水分蒸発による乾燥を抑制して、長期放置によるインク組成物の組成の変質を抑止することが可能となり、またプリンタヘッドのノズル面での乾燥固化を抑制できるため、好ましい。
[樹脂エマルジョン]
本発明におけるコート液には、上述した可塑剤を内包している樹脂エマルジョンを含むことが必須である。これを含むコート液を光沢メディア上の画像表面にコーティングした際、内包している可塑剤の作用により樹脂エマルジョンの可塑化・溶解物が生じ、この樹脂エマルジョン可塑化・溶解物と画像中の着色剤及び光沢メディア表面とが共に接着することで、画像の定着性が向上できる。さらに、この樹脂エマルジョン可塑化・溶解物が着色剤を覆うような形態で均一・平滑な樹脂皮膜を形成するため、光沢メディア上での画像において光沢性に優れた画像を形成するという作用をも持つ。
このような特性を持つ樹脂エマルジョンを構成する樹脂としては、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、エポキシ系樹脂等が挙げられ、またこれらの樹脂の混合系を用いてもよい。これらの樹脂の中でより好ましくは、スチレン−アクリル酸系共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル系共重合体、スチレン−マレイン酸系共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル系共重合体、スチレン−メタクリル酸系共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル系共重合体、スチレン−マレイン酸−ハーフエステル系共重合体等が挙げられる。これら樹脂は、所望の特性を満足するように合成してもよいし、市販のものをそのまま使用してもよい。また、種々の特性を得るためにこれらを単独のみならず複数種混合して用いてもよい。
これらの樹脂は、その構造として疎水性部分と親水性部分とを併せ持つことが必須である。ここで、疎水性部分とは、アルキル基、シクロアルキル基、芳香環、あるいは未中和基を有する繰り返し単位を示す。未中和基とは、中和剤により中和され得る基であり、酸基、アルカリ性基を挙げることができる。未中和基としては、具体的にはカルボン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。また親水性部分としては、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基及び中和基を有する繰り返し単位を示す。中和基とは、未中和基が中和されてなる基であり、イオン基であることが好ましい。未中和基及び中和基は、アニオン性基であることが好ましく、特に、未中和基がカルボン酸基、中和基がカルボン酸アニオン基(カルボン酸塩の基)である場合を好適に例示できる。カルボン酸塩としては、カルボン酸リチウム塩、カルボン酸ナトリウム塩、カルボン酸カリウム塩、カルボン酸アンモニウム塩等を挙げることができる。ここで挙げた疎水性部分は上述した可塑剤と親和性が高く、逆に親水性部分はそれと比較して可塑剤との親和性が低い。そのため、樹脂エマルジョンを構成する樹脂が上述の構造を持つことで、疎水性部分は樹脂エマルジョンの内部に存在して水から隔離される形態となることができ、樹脂エマルジョン内部へ可塑剤を効率的・効果的に包み込むことができる。さらに、その表面に親水性部分が存在する形態をとることができ、その親水性部分の作用で水になじむことができる。そのため、水中で安定的に分散する樹脂エマルジョンとなる。また、記録媒体上に付着した後、内包している可塑剤の作用により、樹脂エマルジョン可塑化・溶解物が効率的・効果的に生じて、その樹脂エマルジョン可塑化・溶解物と着色剤とが共に接着・皮膜化して疎水性部分が皮膜表面を覆うことができる。この皮膜は水に不溶で再分散せず、また着色剤と共に記録媒体上に強固に固着するため、画像の定着性・耐水性が良好となる。
このような樹脂エマルジョンは、種々の特性を満足するように合成して用いてもよいし、市販品を使用してもよい。市販品として具体的には、モビニール701(Tg:−19℃)、モビニール743(Tg:39℃)、モビニール745(Tg:21℃)、モビニール940(Tg:1℃)、モビニール1930(Tg:1℃)、モビニール664(Tg:6℃)、モビニールDM5(Tg:−3℃)、モビニール700(Tg:−2℃)、モビニール792(Tg:−2℃)、モビニールDM772(Tg:3℃)、モビニール865(Tg:1℃)、モビニール870(Tg:19℃)、モビニール928(Tg:5℃)、モビニール1750T(Tg:16℃)、モビニール1751(Tg:16℃)、モビニール1760(Tg:7℃)、モビニールLDM6316(Tg:17℃)、モビニール7200(Tg:24℃)、モビニール727(Tg:5℃)、モビニール752(Tg:16℃)、モビニール837(Tg:10℃)、モビニール860(Tg:3℃)、モビニール864(Tg:4℃)、モビニール864M(Tg:4℃)、モビニールDM60(Tg:0℃)、モビニールDM765(Tg:−19℃)、モビニール937(Tg:−42℃)、モビニール1906(Tg:−45℃)、モビニールLDM6300(Tg:10℃)、モビニール742N(Tg:37℃)、モビニール749E(Tg:25℃)、モビニール752(Tg:16℃)、モビニール916(Tg:−5℃)、モビニール1700A(Tg:37℃)、モビニール7210(Tg:16℃)、モビニール747(Tg:42℃)、モビニール6520(Tg:40℃)、モビニール7502(Tg:−35℃)、モビニールLDM7010(Tg:34℃)、モビニールVDM7410(Tg:−4℃)、モビニールDM772(Tg:3℃)、モビニールDM774(Tg:10℃)、モビニール947(Tg:−55℃)、モビニールLDM6481(Tg:−22℃)、モビニールLDM6880(Tg:9℃)、モビニールDM758(Tg:−60℃)、モビニールDM765(Tg:−19℃)、モビニール650(Tg:−37℃)、モビニール760H(Tg:−17℃)、モビニール761HG(Tg:−35℃)、モビニール763(Tg:−18℃)、モビニール412(Tg:−62℃)、モビニール490(Tg:−53℃)、モビニールS−71(Tg:−53℃)、モビニール987(Tg:−2℃)、モビニール1410(Tg:−8℃)、モビニール630(Tg:27℃)、モビニール620(Tg:−22℃)、モビニール730L(Tg:−13℃)、モビニール735(Tg:14℃)、モビニール767(Tg:25℃)、モビニール790(Tg:102℃)、モビニール9000(Tg:46℃)、モビニール880(Tg:3℃)、モビニールDM60(Tg:3℃)、モビニール8020(Tg:−22℃)、モビニール8030(Tg:17℃)、モビニール8055(Tg:78℃)、モビニール8201(Tg:8℃)、モビニール787(Tg:14℃)、モビニール710(Tg:9℃)、モビニール718(Tg:−6℃)、モビニール776(Tg:−20℃)、モビニール952(Tg:−38℃)、モビニール963A(Tg:−19℃)、モビニールDM772(Tg:6℃)、モビニール975A(Tg:27℃)、モビニール3200(Tg:−21℃)、アプレタン760H(Tg:−17℃)、アプレタン2200(Tg:19℃)、アプレタン2000(Tg:19℃)、アプレタン3510(Tg:0℃)、アプレタン3410(Tg:−32℃)(以上全て商品名、クラリアントジャパン株式会社製)、PCLシリーズ0619(Tg:−4℃)、PCLシリーズ0623A(Tg:−6℃)、PCLシリーズ0640(Tg:55℃)、PCLシリーズ0693(Tg:20℃)、PCLシリーズ0695(Tg:−4℃)、PCLシリーズ0696(Tg:−12℃)、PCLシリーズ0850(Tg:7℃)、PCLシリーズ0890(Tg:−17℃)、SBシリーズ0561(Tg:−63℃)、SBシリーズ0589(Tg:0℃)、SBシリーズ0602(Tg:40℃)、SBシリーズ2108(Tg:−66℃)、SBシリーズ0533(Tg:−20℃)、SBシリーズ0545(Tg:−31℃)、SBシリーズ0548(Tg:−49℃)、SBシリーズ0568(Tg:−23℃)、SBシリーズ0569(Tg:−4℃)、SBシリーズ0573(Tg:−9℃)、SBシリーズ0597C(Tg:28℃)、AEシリーズAE116(Tg:50℃)、AEシリーズAE119(Tg:55℃)、AEシリーズAE120(Tg:−10℃)、AEシリーズAE121(Tg:58℃)、AEシリーズAE125(Tg:60℃)、AEシリーズAE134(Tg:48℃)、AEシリーズAE137(Tg:48℃)、AEシリーズAE140(Tg:53℃)、AEシリーズAE173(Tg:60℃)、AEシリーズAE200(Tg:−45℃)、AEシリーズAE311(Tg:−50℃)、AEシリーズAE318(Tg:5℃)、AEシリーズAE337(Tg:−30℃)、AEシリーズ343(Tg:0℃)、AEシリーズ362(Tg:−5℃)、AEシリーズAE373B(Tg:10℃)、AEシリーズAE379A(Tg:20℃)、AEシリーズAE513A(Tg:−48℃)、AEシリーズAE517(Tg:−48℃)、AEシリーズAE604(Tg:5℃)、AEシリーズAE610C(Tg:−62℃)、AEシリーズAE815(Tg:5℃)、AEシリーズAE945(Tg:−17℃)、AEシリーズAE950(Tg:−20℃)、AEシリーズAE986A(Tg:2℃)(以上全て商品名、JSR株式会社製)、ジョンクリル7100(Tg:−10℃)、ジョンクリル390(Tg:−5℃)、ジョンクリル1674(Tg:−4℃)、ジョンクリル711(Tg:0℃)、ジョンクリル1695(Tg:5℃)、ジョンクリル511(Tg:9℃)、ジョンクリル7001(Tg:12℃)、ジョンクリル632(Tg:12℃)、ジョンクリル741(Tg:15℃)、ジョンクリル450(Tg:16℃)、ジョンクリル840(Tg:16℃)、ジョンクリル74J(Tg:22℃)、PDX−7111B(Tg:19℃)、HRC−1645(Tg:21℃)、ジョンクリル734(Tg:30℃)、ジョンクリル852(Tg:31℃)、ジョンクリル7600(Tg:35℃)、ジョンクリル775(Tg:37℃)、ジョンクリル537(Tg:49℃)、ジョンクリル1535(Tg:50℃)、PDX−7630A(Tg:53℃)、ジョンクリル352(Tg:56℃)、ジョンクリル352D(Tg:56℃)、PDX−7145(Tg:56℃)、ジョンクリル538J(Tg:66℃)(以上全て商品名、BASFジャパン株式会社製)等が挙げられる。
これら樹脂エマルジョンは、本発明におけるコート液中に一種類あるいは二種類以上用いることができる。また、これら樹脂エマルジョンの添加量は定着性・光沢性等を考慮して適宜決定してよいが、コート液中に樹脂固形分で1重量%〜20重量%の範囲が好ましい。1重量%以上であれば、上述の効果(定着性、光沢性付与)が発揮できる。また、20重量%以下であれば、これを含むコート液をインクジェット記録方法における適正な粘度範囲に調製することができ、吐出安定性が良好に保持できる。
以上述べた樹脂エマルジョンの親水性部分として中和基を含む必要がある場合、その中和基を生成させるには塩基性化合物が必要である。その塩基性化合物としては、アミン類やアルカリ金属塩化合物等が挙げられる。アミン類としては、水溶性の揮発性アミン、アルカノールアミン等が挙げられ、具体的にはアルキル基で置換された揮発性アミン(例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ペンチルアミン等);アルカノール基で置換されたアルカノールアミン(例えば、2−アミノエタノール、2−(ジメチルアミノ)エタノール、2−(ジエチルアミノ)エタノール、ジエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等);アルキル基及びアルカノール基で置換されたアルキルアルカノールアミン等が挙げられる。アルカリ金属塩化合物の具体例としては、アルカリ金属としてリチウム、ナトリウム、カリウムを有する化合物、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の水酸化アルカリ金属塩、より好ましくは水酸化カリウムが挙げられる。これら塩基性化合物は、樹脂エマルジョンの安定な分散性を確保するために、必要量を適宜添加することができる。
本発明のコート液で用いる樹脂エマルジョンの粒径としては、分散安定性の観点から最大粒径で500nm以下が好ましく、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは平均粒径で10nm〜200nmの範囲である。
[水]
水は、本発明によるコート液、及び後述するインク組成物の中心となる媒体であり、好ましい水は、イオン性の不純物を極力低減することを目的として、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。また、紫外線照射、又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、コート液、インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
<インク組成物>
本発明の画像形成方法は、少なくとも着色成分と水とを含んでなるインク組成物により記録された記録画像上に、水に不溶または難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液にてコートを施すことを特徴とする。以下に、本発明で用いるインク組成物の構成要素について説明する。
[着色成分]
本発明におけるインク組成物に必須の着色成分としては、画像の良好な耐候性(耐水性、耐光性等)を保持する観点から、水媒体に不溶あるいは難溶の着色剤を含んでなることが好ましい。その具体例としては有機顔料、カーボンブラック、油溶染料、分散染料等が挙げられるが、発色性が良好であること、比重が小さいために分散時に沈降しにくいことより、有機顔料、カーボンブラック等の顔料が特に好ましい。以下に、着色剤として好ましい顔料を具体的に挙げる。
(顔料)
本発明において、好ましいカーボンブラックの具体例としては、No.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No2200B等(以上全て商品名、三菱化学株式会社製)、カラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250等(以上全て商品名、デグサ社製)、コンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700等(以上全て商品名、コロンビアカーボン社製)、リガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12等(以上全て商品名、キャボット社製)が挙げられる。なお、これらは本発明に好適なカーボンブラックの一例の記載であり、これらによって本発明が限定されるものでは無い。これらのカーボンブラックは一種または二種以上の混合物として用いてよい。
これらのカーボンブラックはインク組成物全量に対して0.5重量%〜15重量%、好ましくは1重量%〜10重量%の添加が好ましい。
本発明で好ましい有機顔料としては、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料またはアゾ系顔料等が挙げられる。
本発明によるインク組成物に用いられる有機顔料の具体例としては下記のものが挙げられる。
シアンインク組成物に使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、15:34、16、22、60等;C.I.バットブルー4、60等が挙げられ、好ましくは、C.I.ピグメントブルー15:3、15:4、及び60からなる群から選択される一種または二種以上の混合物である。また、これらの顔料はシアンインク組成物全量に対して0.5重量%〜15重量%程度、好ましくは1重量%〜10重量%程度含有してなる。
マゼンタインク組成物に使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントレッド122、202、及び209、C.I.ピグメントバイオレット19からなる群から選択される一種または二種以上の混合物である。また、これらの顔料はマゼンタインク組成物全量に対して0.5重量%〜15重量%程度、好ましくは1重量%〜10重量%程度含有してなる。
イエローインク組成物に使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14C、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、119、110、114、128、129、138、150、151、154、155、180、185、等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントイエロー74、109、110、128、及び138からなる群から選択される一種または二種以上の混合物である。また、これらの顔料はイエローインク組成物全量に対して0.5重量%〜15重量%程度、好ましくは1重量%〜10重量%程度含有してなる。
オレンジインク組成物に使用される顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ36もしくは43またはこれらの混合物である。また、これらの顔料はオレンジインク組成物全量に対して0.5重量%〜15重量%程度、好ましくは1重量%〜10重量%程度含有してなる。
グリーンインク組成物に使用される顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7もしくは36またはこれらの混合物である。また、これらの顔料はグリーンインク組成物全量に対して0.5重量%〜15重量%程度、好ましくは1重量%〜10重量%程度含有してなる。
本発明におけるインク組成物では、以上述べた顔料が着色剤として好適に用いられる。その顔料をインク組成物中に着色成分として含ませるための形態としては、後述する分散ポリマー(アニオン性基を有するポリマー)により水中に分散可能とされた分散体、あるいはその表面に下記の式で表わされる官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散可能なものとされた表面処理顔料が好ましい。
Figure 2008230161
以下に、その分散体、表面処理顔料について、詳細に説明する。
(分散体)
本発明におけるインク組成物には、一つの例として、前述した顔料が分散ポリマーにより水中に分散可能なものとされた分散体を、着色成分として含んでなる。本発明におけるインク組成物に用いられる分散ポリマーは単独では水に不溶で、後に実施例で述べる分散体の製造方法で用いる有機溶剤(好ましくはアセトンやメチルエチルケトン等の水溶性有機溶剤)に溶解するもので、かつそのポリマー構造として疎水性部分と親水性部分とを併せ持っていることが必須である。
ここで、疎水性部分とは、アルキル基、シクロアルキル基、芳香環、あるいは未中和基を有する繰り返し単位を示す。未中和基とは、中和剤により中和され得る基であり、酸基、アルカリ性基を挙げることができる。未中和基としては、具体的にはカルボン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。また親水性部分としては、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基及び中和基を有する繰り返し単位を示す。中和基とは、未中和基が中和されてなる基であり、イオン基であることが好ましい。未中和基及び中和基は、アニオン性基であることが好ましく、特に、未中和基がカルボン酸基、中和基がカルボン酸アニオン基(カルボン酸塩の基)である場合を好適に例示できる。カルボン酸塩としては、カルボン酸リチウム塩、カルボン酸ナトリウム塩、カルボン酸カリウム塩、カルボン酸アンモニウム塩等を挙げることができる。分散ポリマーが上述の構造を持つことで、疎水性部分で顔料の疎水的表面に強固に吸着して顔料を包含できる。さらに、親水性部分で水になじむことができるため、水中で安定的に分散する分散体となることができる。
アニオン性基を有する分散ポリマーは、例えば、アニオン性基を有するモノマー(以下、アニオン性基含有モノマーという)と、さらに必要に応じてこれらのモノマーと共重合し得る他のモノマーを溶媒中で重合して得られる。アニオン性基含有モノマーとしては、カルボン酸基を有するモノマー、スルホン酸基を有するモノマー等が挙げられる。
カルボン酸基を有するモノマーとしては、繰り返し単位中にカルボン酸基を一つもしくは二つ含んだアクリルモノマーが好ましい。カルボン酸基を有するモノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸またはメタクリル酸、マレイン酸が好ましい。スルホン酸基を有するモノマーの具体例としては、スチレンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、スルホブチルメタクリレート、アリルスルホン酸等が好ましい。さらに、ポリマーを重合した後、硫酸、発煙硫酸、スルファミン酸等のスルホン化剤によりスルホン化することも好ましい。
アニオン性基含有モノマーと共重合し得る他のモノマーの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−t−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−t−ブチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ベンジル等のような(メタ)アクリル酸エステル;ステアリン酸とグリシジルメタクリレートの付加反応物等のような油脂肪酸とオキシラン構造を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーとの付加反応物;炭素原子数3以上のアルキル基を含むオキシラン化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応物;スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン等のようなスチレン系モノマー;イタコン酸ベンジル等のようなイタコン酸エステル;マレイン酸ジメチル等のようなマレイン酸エステル;フマール酸ジメチル等のようなフマール酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸アミノプロピル、アクリル酸メチルアミノエチル、アクリル酸メチルアミノプロピル、アクリル酸エチルアミノエチル、アクリル酸エチルアミノプロピル、アクリル酸アミノエチルアミド、アクリル酸アミノプロピルアミド、アクリル酸メチルアミノエチルアミド、アクリル酸メチルアミノプロピルアミド、アクリル酸エチルアミノエチルアミド、アクリル酸エチルアミノプロピルアミド、メタクリル酸アミド、メタクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸メチルアミノエチル、メタクリル酸メチルアミノプロピル、メタクリル酸エチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸アミノエチルアミド、メタクリル酸アミノプロピルアミド、メタクリル酸メチルアミノエチルアミド、メタクリル酸メチルアミノプロピルアミド、メタクリル酸エチルアミノエチルアミド、メタクリル酸エチルアミノプロピルアミド、アクリル酸ヒドロキシメチル、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシメチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、N−メチロールアクリルアミド、アリルアルコール等が挙げられる。
これらの分散ポリマーは、重量平均分子量が1,000〜200,000の範囲程度のものが好ましく、3,000〜150,000の範囲程度のものが特に好ましい。分散ポリマーの重量平均分子量がこの範囲であることにより、顔料の被覆膜として、またはインク組成物における塗膜としての機能を充分に発揮することができる。
アニオン性基を有する分散ポリマーの未中和基の一部分を中和するには塩基性化合物が必要であるが、その塩基性化合物としては、前述の本発明のコート液に含まれる樹脂エマルジョンに好適なものをそのまま使用することができる。
本発明におけるインク組成物に用いられる分散体においては、以上述べた分散ポリマーの疎水性部分と親水性部分のバランスが重要であり、親水性部分の一部分である中和基の存在量が分散体の分散安定性、プリンタヘッドからの吐出安定性、及び記録物の画像品質に大きく影響する。その比率は、分散ポリマー中の疎水性部分の一部分である未中和基と親水性部分の一部分である中和基との和に対してモル比で20%以上60%未満であることが好ましい。この範囲であれば、より保存安定性と吐出安定性の高い、特に普通紙や再生紙等への画像品質に優れたインク組成物を得ることができる。中和基の量が20%以上であれば疎水性部分と親水性部分とのバランスが良好となり、分散ポリマーによる顔料の分散が安定化するため、顔料の凝集・沈降が防止できる。また60%未満であれば、特に普通紙や再生紙等の紙上に画像を形成した場合に、紙中へのインク固形分(特には顔料粒子)の浸透が抑制されるため、効率的に紙表面に顔料粒子が存在でき、結果的に発色性が向上して濃度の高い鮮明な記録画像が得られるという効果がある。
分散ポリマーにおいてアニオン性基の量は、酸価が30KOHmg/g程度以上、好ましくは50KOHmg/g〜250KOHmg/g程度の範囲がより好ましい。分散ポリマーの酸価がこの様な範囲であることにより、塗膜化した顔料粒子の貯蔵安定性が向上し、また記録画像の耐水性が良好である。
以上述べた分散ポリマーを用いれば、これによる分散体を用いたインク組成物により、普通紙や再生紙等の紙上においては発色性の高い鮮明な記録画像が得られ、これと前述したコート液とを組み合わせて用いることにより、光沢メディア上での画像においては光沢性・定着性に優れた画像を形成できる。
(表面処理顔料)
次に、表面処理顔料について、詳細に説明する。
本発明におけるインク組成物には、着色成分の他の例として、前述した顔料の表面に下記の式で表わされる官能基またはその塩の少なくとも一種を直接または間接的に結合するように表面処理され分散剤なしに水に分散可能なものとされた表面処理顔料を着色成分として含んでなる。
Figure 2008230161
表面処理顔料においては、一つの顔料粒子に結合している官能基またはその塩は一種類でも二種類以上であってもよい。結合している官能基またはその塩の種類及びその程度は、インク組成物中での分散安定性、色濃度、及びインクジェットヘッド前面での乾燥性等を考慮しながら適宜決定されてよい。また本発明におけるインク組成物に含まれる表面処理顔料においては、前記の官能基またはその塩が、少なくとも粒子表面上に存在すればよく、粒子内部に含まれていてもよい。
前記官能基またはその塩を顔料粒子の表面に直接または間接的に結合させる表面処理手段としては、種々の公知の表面処理手段を適用することができる。例えば、市販の酸化カーボンブラックにオゾンや次亜塩素酸ソーダ溶液を作用し、カーボンブラックをさらに酸化処理してその表面をより親水化処理する手段(例えば、特開平7−258578号公報、特開平8−3498号公報、特開平10−120958号公報、特開平10−195331号公報、特開平10−237349号公報)、カーボンブラックを3−アミノ−N−アルキル置換ピリジウムブロマイドで処理する手段(例えば、特開平10−195360号公報、特開平10−330665号公報)、有機顔料が不溶または難溶である溶剤中に有機顔料を分散させ、スルホン化剤により顔料粒子表面にスルホン基を導入する手段(例えば、特開平8−283596号公報、特開平10−110110号公報、特開平10−110111号公報)、三酸化硫黄と錯体を形成する塩基性溶剤中に有機顔料を分散させ、三酸化硫黄を添加することにより有機顔料の表面を処理し、スルホン基又はスルホンアミノ基を導入する手段(例えば、特開平10−110114号公報)、アゾカップリング反応によりカーボンブラックに結合させたフェニレン基を介することで、水可溶化官能基とポリマーを顔料表面に導入する方法(例えば、特開2000−53902号公報)等が挙げられるが、本発明におけるインク組成物で用いられる表面処理顔料のための作製手段はこれらの手段に限定されるものではない。
また、本発明におけるインク組成物に用いられる表面処理顔料は、高分子物質を顔料粒子の表面に、直接または間接的に導入(化学結合)することができる。高分子物質の顔料表面への導入は、アシル化反応あるいはエステル基の求核置換反応等によって実現される。このような高分子物質の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びそれらの同属体(アルキル基の炭素数が1〜10のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコールのモノアルキルエーテル類またはモノアリールエーテル類、メトキシポリエチレングリコールのアミン類、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールとポリ酢酸ビニルのコポリマー等)を挙げることができる。これらの高分子物質は、少なくとも一つのアミノ基あるいはヒドロキシル基を末端に有することが望ましい。
以上述べた表面処理顔料において、少なくともその粒子表面に存在する官能基を塩の形態とするために、塩基性化合物を用いることができる。その塩基性化合物としては、前述の本発明のコート液に含まれる樹脂エマルジョンに好適なものをそのまま使用することができる。
以上述べた表面処理顔料を本発明によるインク組成物に用いて、普通紙や再生紙等の紙上に画像を形成した場合、紙中への顔料粒子の浸透が抑制されるため、効率的に紙表面に顔料粒子が存在でき、結果的に発色性が向上して濃度の高い高品質で鮮明な記録画像が得られるという効果がある。その理由は定かではないが、以下のように推察される。本発明における表面処理顔料は、インク組成物中では上に示した式で表わされる官能基またはその塩の少なくとも一種が結合しており、これがイオン解離することで顔料粒子間に静電反発力が働くため安定的に分散している。インク組成物が記録媒体に付着した時、記録媒体中のイオン性物質、例えばマグネシウムやカルシウム等のアルカリ土類金属イオンがインク組成物中に溶け出し、それによって前記官能基と前記イオン性物質とが塩析反応により結合して顔料粒子が凝集することにより、インク組成物中の液性成分との分離が生じる。その結果、顔料凝集物がまず記録媒体表面に沈降吸着して、その後に液性成分が記録媒体表面や中へ浸透拡散する。このようにして記録媒体表面に顔料凝集物が存在する結果、発色性の高い鮮明な画像が得られるものと思われる。
本発明におけるインク組成物に好適な着色成分として用いられる、上記の分散体・表面処理顔料の粒径は、分散安定性の観点から最大粒径で500nm以下が好ましく、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは平均粒径で10nm〜150nmの範囲である。
その他、本発明によるインク組成物には、前述したコート液に必須の保湿剤を含んでなることが好ましい。その場合は、本発明によるコート液に含ませた場合と同様に、インク組成物の水分蒸発による乾燥を抑制して、長期放置によるインク組成物の組成の変質を抑止することが可能となり、またプリンタヘッドのノズル面での乾燥固化を抑制できるため、好ましい。
<コート液、インク組成物へのその他の添加剤>
本発明によるコート液は、以上述べた水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョン、保湿剤、水を必須成分としており、またインク組成物は、以上述べた着色成分(顔料を分散ポリマーで包含した分散体、あるいは表面処理顔料)、水を必須成分としている。このような構成のコート液とインク組成物を用いて画像形成することにより、顔料を含んでなるインク組成物を用いて光沢メディア上に記録しても、定着性・光沢性に優れた鮮明な画像が得られ、かつコート液をインクジェット記録方式に適用した場合の信頼性(吐出安定性、目詰まり特性)に優れているが、必要に応じて以下に示す成分をさらに含むことにより、コート液・インク組成物それぞれの種々の特性をさらに向上させることができる。以下、その成分について説明する。
[浸透剤]
本発明によるコート液、インク組成物は、さらに浸透剤を含むことが好ましい。浸透剤を含むことにより、コート液においてはインク組成物により記録された画像上への浸透性が向上し、可塑剤により可塑化・溶解した樹脂エマルジョンを効果的・効率的・均一に着色剤間及びその表面を覆うことができるようになる。そのため、光沢メディア上における画像の定着性・光沢性をさらに向上させるという特性を持たせることができる。また、インク組成物においては記録媒体への浸透性を速めることができ、そのため記録画像の乾燥速度を向上させる作用を持つ。さらに、記録画像の不規則なインクの流れや付着したインク小滴より大きく広がる現象(以下これを「滲み」と記載する)や、不規則な画像濃度のムラ(以下これを「濃淡ムラ」と記載する)が少なくなり、結果的に高品質で鮮明な記録画像が得られるという特性をさらに持たせることができる。
このような効果を持つ浸透剤の一例としては、多価アルコールのグリコールモノエーテル誘導体、あるいは1,2−アルキルジオール類から選択することが好ましい。
多価アルコールのグリコールモノエーテル誘導体としては、特にアルキル基の炭素数は3以上の多価アルコールの誘導体が好ましい。具体的には、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−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−tert−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−tert−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−tert−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、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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−プロピルエーテル等が挙げられる。多価アルコールのグリコールモノエーテル誘導体の添加量は、コート液全量、あるいはインク組成物全量に対して15重量%以下の範囲で添加することが好ましい。
1,2−アルキルジオール類としては、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール等の炭素数が4〜8の1,2−アルキルジオールが好ましい。この中で、炭素数が6〜8の1,2−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオールは、上述した浸透性向上効果が強く、特に好ましい。これら1,2−アルキルジオールの添加量は、コート液全量、あるいはインク組成物全量に対して5重量%以下の範囲で添加することが好ましい。
また、浸透剤の別の例としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、iso−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、n−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、tert−ペンタノール等の水可溶性の一価アルコール類が挙げられる。これら一価アルコールの添加量は、コート液全量あるいはインク組成物全量に対して10重量%以下の範囲が好ましい。
さらに、浸透剤のもう一つの例としては、アセチレングリコール系界面活性剤あるいはアセチレンアルコール系界面活性剤が挙げられる。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は、他の界面活性剤と比較して起泡性が少なく、消泡性にも優れている。そのため、コート液、あるいはインク組成物の泡によるドット抜けなどの不具合を生じさせること無く、効率的にコーティングや画像を記録することが可能となる。本発明において好ましいアセチレングリコール系界面活性剤あるいはアセチレンアルコール系界面活性剤の具体例としては、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG−50、104S、420、440、465、485、SE、SE−F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA(以上全て商品名、エアープロダクツアンド ケミカルズ社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上全て商品名、日信化学工業株式会社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。これら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の添加量は、適宜決定されてよいが、コート液全量あるいはインク組成物全量に対して10重量%以下が好ましい。
また、浸透剤の他の例としては、下記式で表されるグリセリンエーテル化合物が挙げられる。
Figure 2008230161
グリセリンエーテル化合物は、上記式の構造を持つものであればどのようなものでも用いることができるが、その中でも特に、3−メトキシ−1,2−プロパンジオール、3−エトキシ−1,2−プロパンジオール、3−アリロキシ−1,2−プロパンジオール、3−(オクタデシロキシ)−1,2−プロパンジオール、モノオレイン、1,2−ジヒドロキシ−3−(2−メトキシフェノキシ)プロパン、3−フェノキシ−1,2−プロパンジオールからなる群から選ばれていることが好ましい。これらグリセリンエーテル化合物の添加量は、所望の効果が発現できるように適宜決定されてよいが、本発明によるコート液全量、あるいはインク組成物全量に対して10重量%以下が好ましい。
これらの浸透剤は上に列記したものを一種類で用いてもよく、あるいは二種類以上を混合して用いることもできる。特に、異なる構造の浸透剤を複数種併用した場合、異なる浸透性・発色性を示す種々の記録媒体種に対して同じ様な浸透性・発色性を得ることができ、記録媒体種対応性の観点から好ましい。
[防腐・防黴剤]
本発明におけるコート液、インク組成物には、さらに防腐・防黴剤を含むことが好ましい。万一コート液やインク組成物中にバクテリアや黴等が発生すると、これらが異物となってインクジェットプリンタ内のヘッドノズルやインク流路内を詰まらせ、コート液、インク組成物の吐出に悪影響を及ぼす恐れがあるが、これら防腐・防黴剤を含ませることにより長期間放置された場合でもバクテリアや黴等が発生するのをより効果的に抑制することが可能となる。
本発明に用いられる防腐・防黴剤としては、イソチアゾロン系化合物、オキサゾリジン系化合物からなる群から選択されることが好ましい。詳しくは、プロキセルXL2、プロキセルGXL(以上商品名、アビシア社製)や、デニサイドCSA、NS−500W(以上商品名、ナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。また上記防腐・防黴剤は一種のみで使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
上記防腐・防黴剤は、本発明におけるコート液全量あるいはインク組成物全量に対して2重量%以下含ませることができるが、50ppm〜1重量%の範囲であることが好ましく、100ppm〜0.5重量%の範囲であることがより好ましい。
<コート液、インク組成物の物性値等>
本発明におけるコート液、インク組成物は、25℃におけるpHが6〜11の範囲であることが好ましい。さらに好ましくはpHが7〜10の範囲である。pHが6未満の場合、コート液においては記録画像上へのコーティング性の劣化、すなわち樹脂エマルジョンの可塑化・溶解物の効率的・効果的な塗布性が劣化して、光沢メディア上での光沢性・定着性付与効果に劣る場合がある。また、インク組成物においては分散体あるいは表面処理顔料等の分散安定性に欠ける場合があり、増粘・増粒・沈降物発生等の悪影響を及ぼす場合がある。またpHが11よりも大きい場合、コート液、インク組成物双方において、プリンタ内部のインク流路部材に対する反応性が高くなり、部材の変質、異物の発生、吐出不安定等を引き起こす恐れがある。コート液及びインク組成物のpHを上記範囲に調整するために、必要に応じて水溶性の塩基性化合物を使用することができる。
塩基性化合物としては、具体的には前述した樹脂エマルジョンに好適な塩基性化合物の他に、炭酸(水素)カリウム、炭酸(水素)ナトリウム、炭酸(水素)リチウム等の炭酸塩類その他燐酸塩等の無機アルカリ類が挙げられ、それらを用いることができる。
また、酢酸塩、プロピオン酸塩等のアルキルカルボン酸の塩類、乳酸塩、グリコール酸塩、グリセリン酸塩等のヒドロキシ酸塩類等の有機酸類、特にはアルキルカルボン酸類のアルカリ金属塩であり、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム等が挙げられる。また、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、トリス−塩酸塩、トリス−マレイン酸、ビス(2−ヒドロキシエチル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン等の有機緩衝剤が挙げられる。
本発明におけるコート液、インク組成物は、25℃における表面張力が40mN/m以下であることが好ましい。さらに好ましくは35mN/m以下である。表面張力が上記範囲内であることによって、インクジェットプリンタに一般的に使用されるインク流路部材表面に対する濡れ性が良好となり、吐出が安定しやすい。表面張力を上記範囲内に調整するために、必要に応じて上述した浸透剤やその他の界面活性剤を使用することができる。
界面活性剤としては、上述の浸透剤において好適なものとして挙げたアセチレングリコール系・アセチレンアルコール系界面活性剤の他にも、一般的な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から選択できるが、ノニオン性界面活性剤あるいはアニオン性界面活性剤が好ましい。
ノニオン性界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・ブロックポリマー、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンラノリン・ラノリンアルコール、ポリオキシエチレンアルキルアミン・脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルフェニルホルムアルデヒド縮合物、ポリオキシエチレンパーフルオロアルキル等のフッ素系界面活性剤等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、N−アシルアミノ酸とその塩、N−アシルメチルタウリン塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、スルホコハク酸モノエステルジナトリウム、N−アルキルスルホコハク酸モノアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキル燐酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩等が挙げられる。
また、本発明におけるコート液、インク組成物は、インクジェット記録装置において吐出安定性を確保する観点から、粘度は25℃において25cPs以下が好ましい。さらに好ましくは15cPs以下である。
<可塑剤を内包する樹脂エマルジョンの製造方法>
本発明のコート液には、水に不溶または難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンが必須である。それの製造方法としては、以下に示す方法が挙げられる。
製造方法の一例としては、樹脂エマルジョンを構成する樹脂と可塑剤とを混合して、それを樹脂エマルジョンとする方法が挙げられる。
具体的には、まず樹脂エマルジョンを構成する樹脂を、それを溶解する水溶性有機溶剤(例えば、エタノール、イソプロパノール等の一価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類等)に溶解させる。そこへ、本発明の水に不溶または難溶である可塑剤を添加して、樹脂−可塑剤混合液を製造する。その際、よく混ざり合う樹脂種と可塑剤種の組み合わせが重要となる。そのため、単一種同士の組み合わせだけではなく、必要に応じて樹脂種を複数種及び/または可塑剤種を複数種用いて組み合わせてもよい。また、樹脂と可塑剤の混合性を考慮して水溶性有機溶剤を単独のみならず複数種混合して用いてもよい。
次に、この樹脂−可塑剤混合液を水と混合して、水中油滴型エマルジョンを製造する。用いる水としては、前述した本発明のコート液、インク組成物に好適に用いられる水(好ましくは、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水等)をそのまま用いることができる。また、必要に応じて樹脂中に存在する未中和基を中和させる塩基性化合物を必要量加えることもできる。この塩基性化合物は、樹脂−可塑剤混合液に添加してもよいし、水に添加してもよい。樹脂−可塑剤混合液中に添加する場合は、それに用いている水溶性有機溶剤と混合・相溶するものを選択することが好ましい。また、樹脂−可塑剤混合液と水とを混合する際には、(A)水中に樹脂−可塑剤混合液を添加する場合、(B)逆に樹脂−可塑剤混合液中に水を添加する場合、(C)樹脂−可塑剤混合液と水とを同時に別容器に注ぎ入れて混ぜ合わせる場合、のいずれの方法でも好適に混合できるが、特に上記(A)において、水を撹拌しながら樹脂−可塑剤混合液を徐々に滴下して加えていく方法を用いた場合、効率的にエマルジョンを生成することができるので好ましい。
このようにして得られたエマルジョン混合液に、必要に応じてサンドミル、ジェットミル、アトライター、ホモジナイザー等で所望のエマルジョン粒径とした後、限外濾過及び/またはエバポレーター等を用いた減圧・加熱等の処理を行ない、水溶性有機溶剤全量を除去することで、本発明のコート液に用いられる樹脂エマルジョンの分散液が得られる。
製造方法の他の例としては、予め製造した、あるいは市販の樹脂エマルジョン分散液を用い、ここへ水に不溶または難溶である可塑剤を内包させる方法が挙げられる。
まず、樹脂エマルジョン分散液に可塑剤を混合する。混合の方法としては、(D)樹脂エマルジョン分散液中に可塑剤を添加する場合、(E)可塑剤中に樹脂エマルジョン分散液を添加する場合、(F)樹脂エマルジョン分散液と可塑剤とを同時に別容器に注ぎ入れて混合する場合、のいずれの方法でも好適に混合できるが、特に上記(D)において、樹脂エマルジョン分散液を撹拌しながら可塑剤を徐々に滴下して添加することが、効率的に可塑剤を樹脂エマルジョン内部に含ませることができるため好ましい。この時、樹脂エマルジョンを構成する樹脂と可塑剤との組み合わせにおいて双方の親和性が高い場合には、上記の方法にてスターラー等で撹拌して充分に混合することにより、樹脂エマルジョン粒子内部に可塑剤が良好に内包されるが、より効率的・効果的に内包させるには以下に示す方法が好ましい。
好ましい内包方法の一例としては、上記(D)〜(F)のいずれかの方法で混合した樹脂エマルジョン−可塑剤混合液を、好ましくは混合液中の水分が蒸発しないように密閉できる容器内に入れ、加熱処理を行なう方法が挙げられる。この時の条件は、用いる樹脂エマルジョンと可塑剤の組み合わせによって適宜変更できるが、樹脂エマルジョンを構成する樹脂のガラス転移温度(以下、Tgと記載する場合がある)以上に加熱することが好ましい。そのようにした場合、樹脂エマルジョン内部に可塑剤が効率的・効果的に取り込まれやすい。
好ましい内包方法の別の例としては、上記(D)〜(F)のいずれかの方法で樹脂エマルジョン−可塑剤を混合する際、樹脂エマルジョン及び可塑剤に親和性のある助剤を添加する方法が挙げられる。その助剤としては、前述した浸透剤、界面活性剤を用いることができる。具体的には、予め樹脂エマルジョン分散液及び/または可塑剤に助剤を少量添加し、その上で樹脂エマルジョン分散液と可塑剤とを混合する。そのようにした場合、樹脂エマルジョン内部に可塑剤が効率的・効果的に取り込まれやすい。さらに、上記で挙げた加熱方法を組み合わせた場合、より効率的・効果的に処理できるため、より好ましい。
以上述べた方法で製造した、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンを用いることにより、保存安定性に優れ、画像への光沢性・定着性付与に最適なコート液とすることができる。また、これら樹脂エマルジョンを本発明のコート液に適用する場合、一種類のみならず光沢性・定着性付与効果を加味して二種類以上混合して用いてもよい。
<分散体の製造方法>
ここで、本発明におけるインク組成物に用いられる分散体の製造方法について説明する。本発明におけるインク組成物に用いられる分散体は、アニオン性基を含有する分散ポリマーを有機アミンやアルカリ金属塩化合物等のアルカリ性化合物を含有するアルカリ水に溶解、あるいは分散させ、この液と着色剤を混合して、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテーターミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、オングミル等の分散機を用いて分散することにより得られる。より好ましくは、着色剤と分散ポリマーをより強固に接着して分散安定化させるために、特開平9−151342号公報、特開平10−140065号公報、特開平11−209672号公報、特開平11−172180号公報、特開平10−25440号公報、特開平11−43636号公報、または特開2001−247810号公報に開示されている方法によって製造することもできる。これら公開公報に開示されている製造方法について、以下に概説する。
特開2001−247810号公報、特開平9−151342号公報及び特開平10−140065号公報には、「転相法」と「酸析法」とが開示されている。
(a)「転相法」
本発明において、「転相法」とは、基本的には、自己分散能または溶解能を有するポリマーと着色剤との混合溶融物を水に分散させる、自己分散(転相乳化)化方法をいう。ここで、混合溶融物とは、溶解せず混合した状態、また溶解して混合した状態、またはこれら両者のいずれの状態をも含むものをいう。
一つの具体例として、(1)分散ポリマー前駆体(前記したアニオン性基を含有するポリマー等)/溶剤溶液に、顔料、中和剤、少量の水を加えて、溶剤ベースのスラリーを作製する工程、(2)スラリーを多量の水に加えながら分散し、水ベースのスラリーを作製する工程、(3)水ベースのスラリーから、ポリマーを溶解するのに用いた溶剤を除去して、水分散性ポリマーで顔料を包含した顔料含有ポリマー粒子分散体を作製する工程を含んでなるものである。
(b)「酸析法」
本発明において、「酸析法」とは、分散ポリマーと着色剤とからなる含水ケーキを用意し、その含水ケーキ中の、分散ポリマーが含有してなる未中和基の一部を中和剤で中和することによって、分散体を製造する方法をいう。
未中和基がアニオン性の酸基であり、中和剤が塩基性化合物である場合には、具体的には、例えば、(1)分散ポリマーと顔料とをアルカリ性水性媒体中に分散し、また、必要に応じて加熱処理を行なってポリマーのゲル化を図る工程、(2)pHを中性または酸性にすることによって分散ポリマーを疎水化して、分散ポリマーを顔料に強く固着する工程と、(3)必要に応じて、濾過及び水洗を行なって、含水ケーキを得る工程と、(4)含水ケーキを中の、分散ポリマーが含有してなるアニオン性基の一部または全部を塩基性化合物にて中和し、その後、水性媒体中に再分散する工程と、(5)必要に応じて加熱処理を行ない分散ポリマーのゲル化を図る工程とを含んでなるものである。
上記の、「転相法」及び「酸析法」のより具体的な製造方法は、特開平9−151342号公報、及び特開平10−140065号公報に開示されているものと同様であってよい。
さらに、特開平11−209672号公報及び特開平11−172180号公報には、分散体の製造方法が開示されている。この製法の概要は、基本的には次の製造工程からなる。
(1)アニオン性基を有するポリマーまたはそれを有機溶剤に溶解した溶液と塩基性化合物とを混合して中和することと、(2)この混合液に顔料を混合して懸濁液とした後に、分散機等で顔料を分散して顔料分散液を得ることと、(3)必要に応じて、溶剤を蒸留して除くことと、(4)酸性化合物を加えてアニオン性基を有する分散ポリマーを析出させることによって、顔料をアニオン性基を有する分散ポリマーで被覆することと、(5)必要に応じて、濾過及び水洗を行なうことと、(6)塩基性化合物を加えてアニオン性基を有する分散ポリマーのアニオン性基を中和して水性媒体中に分散させて水性分散体を得ること、とを含んでなるものである。
上記に示した、分散体の製造方法のより具体的な製造方法は、特開平11−209672号公報及び特開平11−172180号公報に開示されているものと同様であってよい。
<表面処理顔料の製造方法>
次に、本発明におけるインク組成物に用いられる表面処理顔料の製造方法について説明する。
表面処理顔料の製造方法として、まず顔料を表面処理する工程を行なう。この工程では、水系あるいは非水系の溶媒中で、顔料と表面処理剤とを混合することにより、もしくは、その混合物を加熱することにより、顔料の表面処理(前述した官能基あるいはその塩の導入)を実施する。表面処理後、得られた反応生成物を水洗、限外濾過、逆浸透、遠心分離及び/または濾過などを繰り返して、残留未反応物、反応副生成物、残留処理剤等の除去を実施することにより、表面処理顔料を得ることができる。
なお、表面処理工程において使用する顔料は、上述の官能基あるいはその塩を導入する前に、あらかじめ粉砕処理をして微粒化してあることが望ましい。顔料の粉砕処理手段としては、ジルコニアビーズ、ガラスビーズ、無機塩等の粉砕メディアを使用して、湿式粉砕あるいは乾式粉砕により行なうことができる。粉砕装置としては、アトライター、ボールミル、振動ミル等を挙げることができる。粉砕処理後は、顔料の洗浄、限外濾過等により、粉砕メディアや粉砕装置から発生するコンタミ成分を除去することが望ましい。
特に、乾式粉砕と無機塩を組み合わせた粉砕処理方法(ソルトミリング法)は、粉砕メディアより発生するコンタミ成分が水溶性の無機塩であるため、水による洗浄により簡便に除去することができる。
ここで、本発明におけるインク組成物に用いられる表面処理顔料の製造方法の例として、スルホン酸基あるいはスルフィン酸基を表面に有する表面処理顔料の製造方法の一例を以下に挙げて、さらに詳しく説明する。
まず顔料を表面処理する工程では、微細な粒子状もしくは粉状の顔料を、顔料の3〜200重量倍量の非プロトン性溶媒(例えば、N−メチル−2−ピロリドンあるいはスルホラン)中に入れ、顔料の整粒処理を行ないながら、スルホン化剤で処理する。スルホン化剤としては、例えば、スルホン化ピリジン塩、スルファミン酸、アミド硫酸、フルオロ硫酸、クロロ硫酸、三酸化硫黄、発煙硫酸あるいは硫酸等を、一種類であるいは二種類以上を組み合わせて用いることができる。スルホン化剤による処理は、加熱(約60℃〜200℃)下及び撹拌下で行なうことができ、加熱は、スルホン化剤の添加前あるいは添加後に行なうことができる。
スルホン化処理の後、得られた顔料スラリーから、非プロトン性溶媒と、残留するスルホン化剤とを除去する。除去処理は、水洗、限外濾過、逆浸透、遠心分離、及び/または、濾過などを繰り返して実施することができる。また、前述の整粒分散処理、及びスルホン化処理において混入したコンタミ成分も、非プロトン性溶媒、及びスルホン化剤と共に除去される。
本発明におけるインク組成物に用いられる表面処理顔料の官能基の導入量は、顔料粒子1g当たり、好ましくは10×10-6当量以上であり、より好ましくは15×10-6当量以上である。官能基の導入量が、顔料粒子1g当たり5×10-6当量未満であると、分散している顔料粒子の凝集等が発生し、顔料分散液・インク組成物の増粘や分散している顔料粒子の粒径拡大等、顔料分散液やインク組成物の保存安定性が低下する場合がある。前記官能基あるいはその塩の導入量の測定は、例えば官能基がスルホン酸基あるいはスルフィン酸基の場合、顔料水性分散体を酸素フラスコ燃焼法で処理し、過酸化水素水溶液に吸収させた後、イオンクロマトグラフ法で硫酸イオン(2価)を定量し、スルホン酸基及びスルフィン酸基に換算することによって測定することができる。
また、本発明におけるインク組成物に用いられる表面処理顔料粒子のゼータ電位は、顔料濃度が0.001重量%〜0.01重量%になるように表面処理顔料粒子をイオン交換水で希釈した希釈液として測定した場合の、20℃、pH8〜pH9における絶対値が30mV以上であることが好ましい。より好ましくは40mV以上であり、さらにより好ましいゼータ電位の絶対値は50mV以上である。顔料粒子のゼータ電位の絶対値が20mV以下の場合、分散性付与基の導入量が不充分である場合と同様に、顔料分散液やインク組成物の保存安定性が低下する。
[表面処理顔料の分散液の製造方法]
本発明におけるインク組成物では、上記の表面処理顔料をそのままインク組成物に用いることができるが、以下に述べる顔料分散液の形態にして用いた方が扱いやすいため好ましい。
顔料分散液の製造においては、まず前述した顔料の表面処理工程で得られた表面処理顔料、あるいは、表面処理顔料のスラリー、ウェットケーキ等を、5重量%〜50重量%程度の顔料濃度になるように、水系媒体(特にイオン交換水あるいは蒸留水)中に必要に応じ中和剤等と共に添加する。続いて、攪拌装置または分散装置を用い、適当なせん断力を与えて、顔料粒子を水系媒体で分散させることにより、表面処理顔料分散液を得ることができる。
この分散工程時に、前述した浸透剤や界面活性剤を若干量加えて分散することが好ましい。その理由は、これら浸透剤や界面活性剤は、顔料粒子が水性媒体になじみ易く(湿潤し易く)する効果を有し、かつ水性媒体中の顔料粒子同士や顔料と分散メディアとの接触抵抗を大きくして、分散効率を上げる効果があるためである。その結果として、分散処理工程における装置のせん断条件を緩やかにでき(装置から顔料分散液に与えるせん断力を低くでき)、また、分散処理に要する時間を短縮することが可能となる。そうした場合、分散メディアや分散装置起因のコンタミ成分(特にはSi、Ca、Mg、Fe、Cr、Ni等の多価金属イオン等)の混入が少なくなるため、顔料分散液やこの顔料分散液を用いたインク組成物の分散安定性・保存安定性が向上するという効果がある。これら浸透剤や界面活性剤は、分散工程において少なくとも顔料と混合状態であればよく、顔料への添加時期は、分散工程前であっても、分散工程の途中であってもかまわない。
分散処理の際に使用できる装置としては、スターラー、ペイントシェーカー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、スピードラインミル、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー等を挙げることができる。
中和剤は、表面処理顔料表面の官能基の塩生成基を解離するために添加するものであり、前述した水溶性の塩基性化合物等を好適に用いることができる。
以上説明した顔料の表面処理工程とこの表面処理顔料の分散工程は、連続して実施することも可能である。特に顔料の表面処理を水系溶媒で実施する場合、表面処理工程の反応溶媒と分散工程の分散媒が同じ水系にできるため、連続した工程を組みやすい。但し、表面処理工程の残留未反応物、反応副生成物等の除去は、分散工程の前に実施した方が、最終的により分散安定性に優れる顔料分散液を得やすい。一方、表面処理工程の溶媒が非水系溶媒である方が、目的物である表面処理顔料から残留未反応物等を分離除去しやすい場合もある。
<実施例>
以下、本発明の画像形成方法を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。これに先立ち、使用するコート液及びインク組成物、並びにこれらに用いられる樹脂エマルジョン、着色成分(分散体、表面処理顔料)の分散液を以下に示す材料、方法にて製造した。
[樹脂エマルジョンの製造]
(1)樹脂エマルジョン1
攪拌機、温度計、還流冷却管及び滴下漏斗を備えた反応容器を窒素ガス置換した後、その反応容器中へモノマーとしてスチレン;25重量部、n−ドデシルメタクリレート;30重量部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート;20重量部、ブチルメタクリレート;15.5重量部、メタクリル酸;9.3重量部、さらに水溶性有機溶剤としてメチルエチルケトン;100重量部を加えて、それらをよく混合して溶液を調製した。
滴下漏斗にも同様のモノマー/メチルエチルケトン溶液を別途調製して入れ、そこへさらに2,2'−アゾビス(2,4−イソメチルバレロニトリル);0.2重量部を加えて窒素ガス置換を行なった。
窒素雰囲気下、反応容器を65℃に加温して保持しつつ、滴下漏斗の溶液を3時間かけて滴下して加えながら重合反応を行なった。反応終了後、室温まで自然冷却させた。その後、得られた共重合体溶液を濾過、減圧乾燥、メチルエチルケトン溶解を繰り返して精製して、酸価が70KOHmg/g、重量平均分子量50,000の樹脂Aを合成した。この樹脂Aを用い、樹脂Aの固形分が50重量%になるようにメチルエチルケトンに溶解させて、樹脂A溶液を得た。この樹脂A溶液;100重量部に、可塑剤であるジブチルフタレート;10重量部を撹拌混合して、樹脂A−可塑剤混合液を作製した。
別容器に用意したイオン交換水;400重量部に、塩基性化合物である水酸化カリウム;2重量部を加えてよく撹拌して水溶液を調製し、この水溶液を撹拌しつつ上記の樹脂A−可塑剤混合液を1時間かけて滴下しながら混合した。得られた分散混合物を超高圧ホモジナイザーにて3時間分散した。
続いてこの分散混合物をエバポレーター内に移し、減圧・60℃の条件にてメチルエチルケトンの全部と水の一部を除去した。その後に樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン1を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径は130nmであった。
(2)樹脂エマルジョン2の製造
前記(1)樹脂エマルジョン1にて作製した樹脂A溶液を用い、これの100重量部に、塩基性化合物であるトリエタノールアミン;55重量部、可塑剤であるジブチルセバケート;5重量部を加えて、よく撹拌混合して樹脂A−可塑剤混合液を作製した。
別容器に用意したイオン交換水;400重量部を撹拌しつつ上記の樹脂A−可塑剤混合液を2時間かけて滴下しながら混合した。得られた分散混合物をアトライターにて2時間分散した。
続いてこの分散混合物をエバポレーター内に移し、減圧・60℃の条件にてメチルエチルケトンの全部と水の一部を除去した。その後に樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン2を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径は120nmであった。
(3)樹脂エマルジョン3の製造
市販の樹脂エマルジョンであるジョンクリル538(商品名、BASFジャパン株式会社製、樹脂固形分:45重量%、Tg:66℃);1,000重量部に、可塑剤であるジブチルアジペート;4.5重量部を加え、よく撹拌混合した。そしてこの樹脂エマルジョン−可塑剤混合物を別容器に入れて密封し、70℃環境下にて2日間加熱処理した。その後室温になるまで冷却し、樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン3を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径は130nmであった。
(4)樹脂エマルジョン4の製造
市販の樹脂エマルジョンであるジョンクリル538(商品名、BASFジャパン株式会社製、樹脂固形分:45重量%、Tg:66℃);100重量部に、可塑剤であるトリブチルホスフェート;13.5重量部、助剤であるトリエチレングリコールモノブチルエーテル;2重量部を加え、よく撹拌混合した。そしてこの樹脂エマルジョン−可塑剤混合物を別容器に入れて密封し、70℃環境下にて1日間加熱処理した。その後室温になるまで冷却し、樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン4を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径は180nmであった。
(5)樹脂エマルジョン5の製造
攪拌機、温度計、還流冷却器、及び滴下漏斗を備えた反応容器に、イオン交換水;900重量部及びラウリル硫酸ナトリウム;4重量部を仕込み、攪拌しながら容器内部を窒素置換した。さらに、容器内温を70℃に保持しつつ、重合開始剤として過硫酸カリウム;2重量部を添加し溶解した。次いで、予めイオン交換水;450重量部、ラウリル硫酸ナトリウム;3重量部、スチレン;435重量部、ブチルアクリレート;475重量部、及び2−アクリロイルアミノ−2−メチルプロパンスルホン酸;30重量部、ジエチレングリコールジメタクリレート;4重量部を攪拌混合して調製した乳化物を滴下漏斗に入れ、反応容器内に4時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、70℃に保持しつつ3時間の熟成を行なった。得られた混合物を室温まで冷却した後、樹脂固形分50重量%、pH8になるようにイオン交換水と水酸化ナトリウムとを添加して、1μm孔径のメンブレンフィルターにて濾過し、Tg:20℃の樹脂エマルジョンを得た。
この樹脂エマルジョン;100重量部に、可塑剤であるビス(ブチルジグリコール)アジペート;1重量部とメチルアセチルリシノレート;1.5重量部を加え、25℃環境下で4時間撹拌混合した。その後樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン5を得た。得られた樹脂エマルジョンの粒径は160nmであった。
(6)樹脂エマルジョン6の製造
市販の樹脂エマルジョンであるジョンクリル538(商品名、BASFジャパン株式会社製、樹脂固形分:45重量%、Tg:66℃);1,000重量部に、可塑剤であるトリブチルホスフェート;3.5重量部を加え、よく撹拌混合した。そしてこの樹脂エマルジョン−可塑剤混合物を別容器に入れて密封し、70℃環境下にて1日間加熱処理した。その後室温になるまで冷却し、樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン6を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径は100nmであった。
(7)樹脂エマルジョン分散液7の製造
市販の樹脂エマルジョンであるジョンクリル538(商品名、BASFジャパン株式会社製、樹脂固形分:45重量%、Tg:66℃);100重量部に、可塑剤であるジブチルアジペート;15重量部、助剤であるトリエチレングリコールモノブチルエーテル;2重量部を加え、よく撹拌混合した。そしてこの樹脂エマルジョン−可塑剤混合物を別容器に入れて密封し、70℃環境下にて1日間加熱処理した。その後室温になるまで冷却し、樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、可塑剤を内包している樹脂エマルジョン7を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径が300nmであった。
(8)樹脂エマルジョン分散液8の製造
市販の樹脂エマルジョンであるジョンクリル538(商品名、BASFジャパン株式会社製、樹脂固形分:45重量%、Tg:66℃);100重量部に、水溶性の可塑剤であるトリメチルホスフェート;13.5重量部を加え、室温にて3時間撹拌混合した。そして樹脂固形分濃度が40重量%になるように調整して、樹脂エマルジョン8を得た。得られた樹脂エマルジョンの平均粒径は550nmであり、分散液表面に粘着物が浮いていた。
<コート液の調製>
表1、表2に示す組成でコート液を調製した。各コート液は、各材料を充分に攪拌混合した後、1μm孔径のメンブレンフィルターを用いて2kg/cm2の圧力で加圧濾過を行った後、以下の各評価に使用した。
Figure 2008230161
Figure 2008230161
<インク組成物の調製>
以下に、本発明におけるインク組成物の調製について説明する。最初に、分散体を含んだ分散液1〜分散液4の調製例について示す。
(1)分散液1
顔料としてカーボンブラックであるMA100(商品名、三菱化学株式会社製);75g、分散ポリマーとしてカルボン酸基をアニオン性基として有するスチレン−アクリル酸系ポリマーのジョンクリル611(商品名、BASFジャパン株式会社製、重量平均分子量8,100、酸価53KOHmg/g);25g、塩基性化合物として水酸化カリウム;0.75g、イオン交換法と逆浸透法により精製した超純水;250gを混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて10時間分散を行った。得られた分散原液を孔径約8μmのメンブランフィルタ(商品名、日本ミリポア・リミテッド製)で濾過して粗大粒子を除き、超純水で顔料濃度15重量%まで希釈して分散液1を調製した。
(2)分散液2
分散液1に対して、顔料を有機顔料であるC.I.ピグメントイエロー74に変更して添加量を75gに変更した以外は同様な方法で分散液2を調製した。
(3)分散液3
顔料として有機顔料であるC.I.ピグメントブルー15:4;75g、分散ポリマーとしてカルボン酸基をアニオン性基として有するスチレン−アクリル酸系ポリマーのジョンクリル678(商品名、BASFジャパン株式会社製、重量平均分子量8,500、酸価215KOHmg/g);75g、塩基性化合物として水酸化カリウム;9.4g、イオン交換法と逆浸透法により精製した超純水;250gを用い、それぞれを混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて10時間分散を行った。得られた分散原液を孔径約8μmのメンブランフィルタ(商品名、日本ミリポア・リミテッド製)で濾過して粗大粒子を除き、超純水で顔料濃度15重量%まで希釈して、有機顔料であるC.I.ピグメントブルー15:4を分散ポリマーで分散した分散液3を調製した。
(4)分散液4
[分散ポリマーの合成]
1Lビーカーにn−ブチルメタクリレート;200g、n−ブチルアクリレート;25g、スチレン;100g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート;75g、メタクリル酸;100gを混合し、さらに重合開始剤としてtert−ブチルパーオキシオクトエート;4gを添加して、ポリマー合成混合液を調製した。
次に、メチルエチルケトン;500gを1Lフラスコに入れて、窒素雰囲気下で撹拌しながら75℃まで昇温させた。その中に上記ポリマー合成混合液を3時間にわたって、撹拌しながら滴下混合した。滴下終了後、さらに75℃、攪拌状態で8時間反応を続けた。その後、反応合成物を25℃まで自然冷却した後、固形分が50重量%になるようにメチルエチルケトンを加えて希釈した。酸価が150KOHmg/g、重量平均分子量15,000の分散ポリマーA溶液を調製した。
[分散液の調製]
顔料として有機顔料であるC.I.ピグメントバイオレット19;150g、上述の分散ポリマーA溶液;100g、塩基性化合物として水酸化カリウム(10重量%水溶液)を;50g、イオン交換法と逆浸透法により精製した超純水;700gを用い、それぞれを混合してサンドミル(安川製作所製)中で、ガラスビーズ(直径1.7mm、混合物の1.5倍量(重量))と共に2時間分散させた。その後ガラスビーズを取り除き室温で20分間撹拌した後に、5μmのメンブランフィルタで濾過した。
得られた濾液を80℃、常圧下でメチルエチルケトンの全てと水の一部を蒸留した。さらに、撹拌しながら1規定の塩酸溶液を滴下して、分散ポリマー層を凝結した。これを水洗しながら吸引濾過し顔料の含水ケーキを得た。この含水ケーキを、撹拌している水酸化カリウム(1重量%水溶液);422gに徐々に添加して、撹拌混合し再分散させた。さらに顔料濃度が15重量%になるように超純水を加え、分散液4を調製した。
次に、表面処理顔料の作製方法及びこれを含んだ分散液5〜分散液8の調製例について示す。
[表面処理顔料の作製及び分散液の調製例]
(1)表面処理顔料1の作製及び分散液5の調製:カーボンブラック
顔料としてカーボンブラックであるMA−7(商品名、三菱化学株式会社製);15重量部をスルホラン;200重量部中に混合し、アイガーモーターミルM250型(商品名、アイガージャパン社製)で、ビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で1時間分散し、分散した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱して、系内に含まれる水分をできるだけ留去したのち、150℃に温度制御した。
次いで、三酸化硫黄;25重量部を加えて6時間反応させ、反応終了後、過剰なスルホランで数回洗浄した後に水中に注ぎ濾過することで、スルフィン酸基あるいはスルホン酸基等の官能基をカーボンブラック表面に直接導入した、表面処理顔料1のスラリーを得た。
上記で作製した表面処理顔料1(カーボンブラック);20重量部、中和剤としてトリエタノールアミン;3重量部、イオン交換水;77重量部とを混合し、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用:ビーズ充填率60%、メディア径1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(二次粒子径)が100nmになるまで分散することで、顔料濃度20重量%の分散液5を調製した。
(2)表面処理顔料2の作製及び分散液6の調製:C.I.ピグメントブルー15:3
顔料として有機顔料であるフタロシアニンブルー顔料(C.I.ピグメントブルー15:3);20重量部をキノリン;500重量部と混合し、アイガーモーターミルM250型(商品名、アイガージャパン社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間分散し、分散した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら120℃に加熱し、系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、スルホン化ピリジン錯体;20重量部を加えて8時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄した後に水中に注ぎ、濾過することで、スルフィン酸基あるいはスルホン酸基等の官能基を有機顔料表面に直接導入した、表面処理顔料2のスラリーを得た。
上記で作製した表面処理顔料2(C.I.ピグメントブルー15:3);20重量部、浸透剤であるアセチレングリコール系界面活性剤のサーフィノール465(商品名、エアープロダクツアンド ケミカルズ社製);2重量部、中和剤として塩基性化合物であるトリエタノールアミン;4重量部、イオン交換水;74重量部とを混合し、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用:ビーズ充填率60%、メディア径1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(二次粒子径)が95nmになるまで分散することで、顔料濃度が20重量%の分散液6を調製した。
(3)表面処理顔料3の作製及び分散液7の調製:C.I.ピグメントレッド122
顔料として有機顔料であるジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメントレッド122);20重量部をキノリン;500重量部と混合し、アイガーモーターミルM250型(商品名、アイガージャパン社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間分散させ、分散終了した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱し系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体;20重量部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄してから水中に注ぎ濾過することにより、スルフィン酸基あるいはスルホン酸基等の官能基を有機顔料表面に直接導入した、表面処理顔料3のスラリーを得た。
上記で作製した表面処理顔料3(C.I.ピグメントレッド122);20重量部、浸透剤であるアセチレングリコール系界面活性剤のサーフィノール465(商品名、エアープロダクツアンド ケミカルズ社製);5重量部、浸透剤である1,2−ヘキサンジオール10部、中和剤として塩基性化合物であるアンモニア30%水溶液;3重量部、イオン交換水;62重量部とを混合し、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用:ビーズ充填率60%、メディア径1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(二次粒子径)が100nmになるまで分散することで、顔料濃度20重量%の分散液7を調製した。
(4)表面処理顔料4の作製及び分散液8の調製:C.I.ピグメントイエロー128
顔料として有機顔料である縮合アゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー128);20重量部をキノリン;500重量部と混合し、アイガーモーターミルM250型(商品名、アイガージャパン社製)でビーズ充填率70%及び回転数5,000rpmの条件下で2時間整粒分散させ、整粒分散終了した顔料ペーストと溶剤の混合液をエバポレーターに移し、30mmHg以下に減圧しながら、120℃に加熱し系内に含まれる水分をできるだけ留去した後、160℃に温度制御した。次いで、反応剤としてスルホン化ピリジン錯体;20重量部を加えて4時間反応させ、反応終了後に過剰なキノリンで数回洗浄してから水中に注ぎ、濾過することで、スルフィン酸基あるいはスルホン酸基等の官能基を有機顔料表面に直接導入した、表面処理顔料4のスラリーを得た。
上記で作製した表面処理顔料4(C.I.ピグメントイエロー128);20重量部、浸透剤であるアセチレングリコール系界面活性剤のサーフィノール104(商品名、エアープロダクツアンド ケミカルズ社製);1重量部、浸透剤であるトリエチレングリコールモノブチルエーテル;重量10部、中和剤として塩基性化合物である水酸化カリウム;1重量部、イオン交換水;68重量部とを混合し、ペイントシェーカー(ガラスビーズ使用:ビーズ充填率60%、メディア径1.7mm)を使用して、顔料の平均粒子径(二次粒子径)が130nmになるまで分散することで、顔料濃度20重量%の分散液8を調製した。
以上述べた材料及び方法で得られた分散液1〜分散液8を用いて、表3に示す組成でインク組成物を調製した。各インク組成物は、各材料を充分に攪拌混合した後、1μm孔径のメンブレンフィルターを用いて2kg/cm2の圧力で加圧濾過を行った後、以下の各評価に使用した。
Figure 2008230161
以上述べた材料と方法にて調製したコート液、インク組成物を用いて、以下に示す評価(記録物評価、プリンタ特性評価)を行なった。評価を行なった際のコート液とインク組成物の組み合わせと評価結果を併せて表4に示す。但し、実施例11及び実施例12については、以下に示す評価を行なう際に、表4に示した4種のインク組成物例を組み合わせて、単色、二次色、三次色の混在するフルカラー画像を印刷することにより行なった。
<記録物評価>
[評価1:光沢メディア上での光沢性の評価]
上記で調製したコート液例1〜コート液例14、インク組成物例1〜インク組成物例8を用いて、表4に示した組み合わせにて、評価を行なった。まずインク組成物例1〜インク組成例8をインクジェットプリンタPX−A650(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を光沢メディア上に印刷した。この時の印刷設定は、「用紙種類:EPSON写真用紙、印刷品質:きれい」とした。その後、別のインクジェットプリンタPX−A650のブラックカートリッジ部位にコート液例1〜コート液例14を搭載し、これを用いて先ほどインク組成物例1〜インク組成物例8にて印刷した記録画像上にコート液による塗りつぶし画像を印刷した。この時の印刷設定は「用紙種類:普通紙、印刷品質:はやい」とした。このようにして記録した記録物の光沢性を評価した。この評価で用いた光沢メディアは、(1)光沢紙、(2)写真用紙<光沢>、((1)、(2)とも商品名、セイコーエプソン株式会社製)、(3)プロフェッショナルフォトペーパー(商品名、キヤノン株式会社製)、(4)プレミアムプラスフォト用紙(光沢)(商品名、ヒューレッド・パッカード社製)、(5)インクジェット写真用紙光沢厚手(Photolike QP)(商品名、コニカミノルタホールディングス株式会社製)である。評価は目視で行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表4に示した。なお、表4中の記録媒体種に示した数字((1)〜(5))は上記の光沢メディアの名称に付したものと同一である。
評価A:全ての塗りつぶし画像で光沢性が認められる。
評価B:塗りつぶし密度100%画像がわずかに光沢性に欠けるが、実用上問題ないレベル。
評価C:塗りつぶし密度50%以上での画像が光沢性に欠ける。
評価D:全ての塗りつぶし画像で光沢性に欠ける。
[評価2:光沢メディア上での定着性の評価]
上記で調製したコート液例1〜コート液例14、インク組成物例1〜インク組成物例8を用いて、表4に示した組み合わせにて、評価を行なった。まずインク組成物例1〜インク組成物例8をインクジェットプリンタPX−A650(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載し、それぞれに12ポイントのゴシック文字印刷を行なった。この時の印刷設定は、「用紙種類:EPSON写真用紙、印刷品質:きれい」とした。その後、別のインクジェットプリンタPX−A650のブラックカートリッジ部位にコート液例1〜コート液例14を搭載し、これを用いて先ほどインク組成物例1〜インク組成物例8にて印刷した記録画像上にコート液による塗りつぶし画像を印刷した。この時の印刷設定は「用紙種類:普通紙、印刷品質:はやい」とした。このようにして記録した記録物を用いて、定着性を評価した。この評価で用いた光沢メディアは、[評価1:光沢メディア上での光沢性の評価]で使用したものと同一なものを用いた。評価は、印刷後20℃〜25℃/40%RH〜60%RH下で一時間乾燥させた記録物を用い、指で擦った後の文字のずれ・かすれ状態を目視で観察することにより行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表4に示した。なお、表4中の記録媒体種に示した数字((1)〜(5))は、[評価1:光沢メディア上での光沢性の評価]で示したものと同様である。
評価A:ずれ、かすれが認められない。
評価B:わずかにずれが認められるが、実用上問題ないレベル。
評価C:ずれ、あるいはかすれが認められる。
評価D:ずれ、かすれが甚だしく、文字が判読し難い。
[評価3:普通紙・再生紙上での画像品質の評価]
上記で調製したインク組成物例1〜インク組成物例8を用いて、インクジェットプリンタPX−A650(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載した。印刷設定を「用紙種類:普通紙、印刷品質:はやい」にして、普通紙・再生紙上に1ポイント〜20ポイントのゴシック文字を1ポイント刻みで印刷した場合の文字の滲みによる画像品質(文字品質)を評価した。更に、同様な印刷設定で5%から100%まで5%刻みで塗りつぶし密度を変えた画像を印刷して、その記録物の濃淡ムラによる画像品質(塗りつぶし画像品質)を評価した。この評価では、普通紙として、(6)Xerox Business Multipurpose 4200 Paper(商品名、ゼロックスコーポレーション製)、(7)Xerox P(商品名、富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製)、(8)Hammermill Copy Plus(商品名、インターナショナルペーパー社製)を、再生紙として、(9)Xerox R(商品名、富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製)を用い、評価は目視で行なった。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表4に示した。なお、表4中の記録媒体種に示した数字((6)〜(9))は上記の普通紙・再生紙の名称に付したものと同一である。
〔文字品質〕
評価A:全てのポイントの文字において、滲みがわからない。
評価B:5ポイント以下の文字で、わずかに滲みが認められる(実用レベル)。
評価C:滲みのため、5ポイント以下の文字が太く見える。
評価D:滲みが著しく、5ポイント以下の文字が判別できない。
〔塗りつぶし画像品質〕
評価A:全ての塗りつぶし画像において、ほとんど濃淡ムラが認められない。
評価B:塗りつぶし密度100%画像でわずかに濃淡ムラが認められる(実用レベル)。
評価C:塗りつぶし密度50%以上の画像で濃淡ムラが認められる。
評価D:全ての塗りつぶし画像で濃淡ムラが認められる。
<プリンタ特性評価>
[評価4:目詰まり性評価]
上記で調製したコート液例1〜コート液例14、インク組成物例1〜インク組成物例8を用いて、それぞれインクジェットプリンタPX−A650(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載した。その後、コート液例、インク組成物例を充填した状態でプリンタを60℃環境下で一週間放置した。放置後のプリンタを室温に戻した後、記録媒体としてプレミアムプラスフォト用紙(光沢)(商品名、ヒューレッド・パッカード社製)を用い、20℃/〜25℃/40%RH〜60%RHの環境下で塗りつぶし画像印刷を連続して行ない、ドット抜け、ドット曲がり等の具合により下記の基準に基づいて目詰まり性を判定した。印刷設定は「用紙種類:普通紙、印刷品質:はやい」にした。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表4に示した。
評価A:連続印刷開始直後より、ドット曲がり・ドット抜け等の目詰まりが発生しない。
評価B:プリンタのクリーニング動作を2回以内行なうことで目詰まりが解消する。
評価C:プリンタのクリーニング動作を3回〜5回行なうことで目詰まりが解消する。
評価D:目詰まりが解消するのにプリンタのクリーニング動作が6回以上必要、もしくは目詰まりが解消しない。
[評価5:吐出安定性評価]
上記で調製したコート液例1〜コート液例14、インク組成物例1〜インク組成物例8を用いて、それぞれインクジェットプリンタPX−A650(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に搭載した。記録媒体としてプレミアムプラスフォト用紙(光沢)(商品名、ヒューレッド・パッカード社製)を用い、20℃〜25℃/40%RH〜60%RHの環境下で文字・塗りつぶしが混在する画像を連続的に印刷して、画像中のドット曲がりやドット抜け等の不具合の有無を目視にて測定した。印刷設定は「用紙種類:普通紙、印刷品質:はやい」にした。以下に評価判断基準を示す。また、評価結果は表4に示した。
評価A:200枚まで連続印刷しても、ドット曲がり・ドット抜けが発生しない。
評価B:100枚までの連続印刷で、ドット曲がり・ドット抜けが発生しない。
評価C:100枚までの連続印刷で、ドット曲がり・ドット抜けが発生したが10箇所未満である。
評価D:100枚までの連続印刷時に、ドット曲がり・ドット抜けが10箇所以上発生する。
Figure 2008230161
表4から明らかなように、本発明における画像形成方法、すなわち記録画像にコート液を施す画像形成方法において、少なくとも水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液と、かつ前記記録画像は少なくとも水と着色成分とを含んでなるインク組成物にて記録されたものである画像形成方法による実施例1〜実施例12では、光沢紙等の光沢メディア上で光沢性・定着性に優れ、普通紙・再生紙上で滲み、濃淡ムラの少ない、高品質で鮮明な記録物を得られた。また、この実施例1〜実施例12で用いたコート液例1〜コート液例10、及びインク組成物例1〜インク組成物例8では、プリンタ特性(目詰まり性、吐出安定性)においても良好であった。特に、実施例11、実施例12においては、上記評価の他に、人物及び風景の写真画像を用いてフルカラー画像を印刷したが、上記評価と同様に、光沢紙等の光沢メディア上で光沢性・定着性に優れ、普通紙・再生紙上で滲み、濃淡ムラの少ない、高品質で鮮明な記録物が得られた。
これに対して、比較例1では、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンを添加していないコート液(コート液例11)を使用したため、光沢メディア上での光沢性と定着性が共に悪かった。また、比較例2では、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤を併用していないコート液(コート液例12)を使用したため、プリンタ特性(目詰まり性、吐出安定性)が悪かった。また、比較例3では、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包していない樹脂エマルジョンを添加したコート液(コート液例13)を使用したため、光沢メディア上での光沢性と定着性が共に悪かった。また、比較例4では、可塑剤として水に可溶(25℃の水に対しての溶解度が3重量%以上)であるトリメチルホスフェートを添加したコート液(コート液例14)を使用したため、樹脂エマルジョンの一部がコート液中に溶け出してしまい、その結果プリンタ特性(目詰まり性、吐出安定性)が悪かった。また、比較例5では、特開2005−81754号公報に基づいたコート液(コート液例15)を使用したが、水溶性樹脂を添加しているのにも関わらず光沢メディア上での光沢性と定着性が共に満足できるレベルではなく、かつコート液のプリンタ特性(目詰まり性、吐出安定性)も悪かった。さらに、比較例6及び比較例7では、画像形成時に本発明によるコート液を用いなかったため、普通紙・再生紙上での画像品質とインク組成物のプリンタ特性(目詰まり性、吐出安定性)は問題ないものの、光沢メディア上での光沢性・定着性が共に悪かった。
以上述べたように、本発明における画像形成方法、すなわち記録画像にコート液を施す画像形成方法において、少なくとも着色成分と水とを含んでなるインク組成物により記録された記録画像上に、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液にてコートを施すことを特徴とする画像形成方法では、用いるコート液に油溶性・揮発性溶剤を液成分の主体として用いていないため一般の家庭環境下においても環境面・安全面で問題なく取り扱え、また顔料を含んだインク組成物による光沢メディア上での記録画像においても定着性・光沢性に優れた画像が得られ、さらにインクジェット記録方法においても吐出安定性、目詰まり性に優れている。さらに、用いるインク組成物中の着色成分に、着色剤(特に顔料)を分散させる分散剤として、疎水性部分と親水性部分とから成り、該親水性部分の少なくとも一部分が該疎水性部分の一部分である未中和基を中和して得られる中和基であって、中和基の存在量が未中和基と中和基との和に対してモル比で20%以上60%未満の範囲である分散ポリマーを用いた場合、及び/または表面処理顔料を用いた場合に、普通紙や再生紙等の紙においても、滲み、濃淡ムラ等の少ない高品質で鮮明な画像が得られるという効果をも有する。
なお、本発明はこれらの実施例に限定されると考えるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の変更は可能である。

Claims (9)

  1. 記録画像にコート液を施す画像形成方法において、少なくとも着色成分と水とを含んでなるインク組成物により記録された記録画像上に、水に不溶あるいは難溶である可塑剤を内包している樹脂エマルジョンと保湿剤と水とを含んでなるコート液にてコートを施すことを特徴とする、画像形成方法。
  2. 前記可塑剤が、フタル酸エステル類、トリメリット酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、正リン酸エステル類、リシノール酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ化エステル類、酢酸エステル類およびスルホンアミド類からなる群から選ばれる一種類あるいは二種類以上であることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記コート液及び/または前記インク組成物が、さらに浸透剤を含んでなることを特徴とする、請求項1または2に記載の画像形成方法。
  4. 前記インク組成物に含まれる着色成分が、その表面に下記式で表される官能基あるいはその塩の少なくとも一種を直接あるいは間接的に結合するように表面処理され、分散剤なしに水に分散可能とされた表面処理顔料であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成方法。
    Figure 2008230161
  5. 前記インク組成物に含まれる着色成分が、顔料を分散ポリマーで包含して水に分散可能となった分散体であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  6. 前記分散ポリマーが、疎水性部分と親水性部分とから成り、該親水性部分の少なくとも一部分が該疎水性部分の一部分である未中和基を中和して得られる中和基であって、中和基の存在量が未中和基と中和基との和に対してモル比で20%以上60%未満の範囲であることを特徴とする、請求項5に記載の画像形成方法。
  7. 記録画像にコート液を施す画像形成方法において、前記コート液を、インクジェットヘッドを用いて記録媒体上の少なくとも記録画像部分に吐出しコートを施すことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  8. 前記コートを施される記録画像が、前記インク組成物を、インクジェットヘッドを用いて記録媒体上に吐出して形成されたことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成方法を用いて記録されたことを特徴とする、記録物。
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