JP2010163473A - インクジェット記録用シアンインク - Google Patents
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Abstract
Description
一般に、上記のようなインクジェット記録用インクに要求される多くの諸性質は、水溶性染料と水および/または水溶性有機溶媒とを含有する水性インク組成物が満足している。そして、色調、耐水性および耐光性などの得られるカラー画像についての諸性質は、使用される水溶性染料の性質に依るために、これまで種々の水溶性染料を利用することが試みられてきた。
例えば、シアンインクを形成するためのシアン着色剤としてフタロシアニン系化合物を用いることが特許文献1〜9に開示されている。
本発明のインクジェット記録用シアンインク(以下、単に「シアンインク」ともいう。)は、シアン色の着色剤として、上記一般式(1)または上記一般式(2)で表されるフタロシアニン系化合物(以下、「特定のフタロシアニン系化合物」ともいう。)を含有するものである。
特定のフタロシアニン系化合物としては、上記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
一般式(1)および一般式(2)における中心金属原子Mとしては、Si(ケイ素原子),Ge(ゲルマニウム原子),Ga(ガリウム原子)およびSn(スズ原子)が例示され、特にSiが好ましい。中心金属原子MとしてSiが好ましい理由は、適切な色相角を有し、明度が十分に高いからである。
Zとしては、例えば−OSi(CH3 )3 ,−OSi(CH2 CH3 )3 ,−OSi(CH2 CH2 CH3 )3 ,−OSi(C6 H6 )3 などが挙げられる。
本発明のシアンインクは、特定のフタロシアニン系化合物よりなるシアン着色剤を水および/または水溶性有機溶剤に分散させたものとすることができる。具体的には、水および/または水溶性有機溶剤と、特定のフタロシアニン系化合物よりなるシアン着色剤と、その他の必要に応じて添加される各種添加剤とを、常法に従って均一に混合することにより、シアン着色剤粒子が分散されたシアンインクを調製することができる。
シアンインクの調製においては、水および/または水溶性有機溶剤にシアン着色剤および添加剤を溶解または分散させた後、メンブランフィルターなどを用いて精密濾過を行って夾雑物を除去することが好ましい。精密濾過を行うためのメンブランフィルターの孔径は、通常0.1〜1μm、好ましくは0.2μm〜0.8μmである。
シアンインクの調製において、水および/または水溶性有機溶剤にシアン着色剤粒子を分散させる方法としては特に限定されるものではなく、例えば、サンドグラインダーやSCミルのようなメディアを使用した分散装置や、クレアミックスのような剪断力とキャビテーションの力を使用する分散装置など、いずれをも使用することができる。
なお、シアン着色剤およびその他の必要に応じて添加される各種添加剤の水および/または水溶性有機溶剤に対する添加順序は特に限定されない。
シアンインク中における水の含有量は、他の成分の残部という位置づけであるから、他の成分の含有量に依存するが、通常、10〜90質量%、好ましくは40〜80質量%である。
以上の水溶性有機溶剤は、1種単独でもしくは2種以上を混合して用いることができる。
有機ハロゲン系化合物としては、例えばペンタクロロフェノールナトリウムが挙げられ、ピリジンオキシド系化合物としては、例えば2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウムが挙げられ、無機塩系化合物としては、例えば無水酢酸ソーダが挙げられ、イソチアゾリン系化合物としては、例えば1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンマグネシウムクロライド、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンカルシウムクロライド、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンカルシウムクロライドなどが挙げられる。
その他の防腐防黴剤としては、例えば、アベシア社製「プロクセルGXL(S)」、「プロクセルXL−2(S)」などのソルビン酸ソーダ安息香酸ナトリウムなどが挙げられる。
また、紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤も用いることができる。
本発明のシアンインクは、粘度が30mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは20mPa・s以下である。
アニオン界面活性剤としては、例えば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、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸およびその塩、N−アシルメチルタウリン塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン酸塩、ジエチルスルホ琥珀酸塩などが挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ4−ビニルピリジン誘導体などがある。
両性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミダゾリン誘導体などが挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系;ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどのアセチレングリコール系のもの(例えば、日信化学社製「サーフィノール104」、「サーフィノール104PG50」、「サーフィノール82」、「サーフィノール465」、「オルフィンSTG」など)などが挙げられる。
これらの表面張力調整剤は、1種単独でもしくは2種以上を混合して用いることができる。
本発明のシアンインクは、表面張力が通常25〜70mN/m、より好ましくは25〜60mN/mである。
特に、インクジェット専用紙、光沢紙、光沢フィルムを用いることが好ましい。これらは、紙、合成紙、フィルムなどよりなる基材に対してインク受容層が設けられたものである。インク受容層は、例えば基材に、カチオン系ポリマーを含浸または塗工することにより、あるいは多孔質シリカ、アルミナゾルや特殊セラミックスなどのインク中の着色剤を吸収することのできる無機微粒子をポリビニルアルコールやポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマーと共に塗工することにより、形成することができる。
これらの中でも、多孔質シリカ、アルミナゾルや特殊セラミックスなどのインク中の着色剤を吸収することのできる無機微粒子を基材表面に塗工されているタイプのインクジェット専用紙は、オゾンガスなどの空気中の酸化作用を持つガスに対して影響を受けやすいとされている。このようなインクジェット専用紙の代表的な市販品としては、「ピクトリコ」(旭硝子(株)製)、「プロフェッショナルフォトペーパー」、「スーパーフォトペーパー」、「マットフォトペーパー」(以上、キヤノン(株)製)、「写真用紙<光沢>」、「フォトマット紙」(以上、セイコーエプソン(株)製)、「プレミアム光沢フィルム」、「フォト用紙」(以上、日本ヒューレット・パッカード(株)製)、「フォトライクQP」(コニカ(株)製)、「高品位コート紙」、「写真光沢紙」(以上、ソニー(株)製)などが挙げられる。
シアンインク中に分散されたシアン着色剤粒子の平均粒子径(D50)は、精密濾過を行うためのメンブランフィルターを通過することができる大きさであればよく、例えば0.1〜1μmであることが好ましく、さらに好ましくは0.2〜0.8μmとされる。この平均粒子径(D50)は、特定のフタロシアニン系化合物を分散する際の分散条件を調整することによって制御することができる。
シアンインク中に分散されたシアン着色剤粒子の平均粒子径(D50)が上記の範囲にあることにより、得られるシアンインクに着色力と高画質とが両立して得られ、高い画質の画像を高い着色力で形成することができる。
下記組成物Aを混合し、SCミルによって撹拌した後、細孔径0.45μmメンブランフィルターを用いて濾過することにより、シアンインク〔1〕を作製した。
(組成物A)
上記式(1−1a)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−1a〕 4.5質量%
2−メチル−2−n−プロピル−1,3−プロパンジオール 4.5質量%
1,5−ヘキサンジオール 10.0質量%
トリエチレングリコール 10.0質量%
「Proxel GXL(D)」(アビシア社製) 0.1質量%
シアンインクの作製例1において、フタロシアニン系化合物〔1−1a〕の代わりに、それぞれ上記式(1−1b)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−1b〕、上記式(1−1c)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−1c〕、上記式(1−1d)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−1d〕を用いたことの他は同様にして、シアンインク〔2〕〜〔4〕を作製した。
シアンインクの作製例1において、組成物Aの代わりに下記組成物Bを用いたことの他は同様にしてシアンインク〔5〕を得た。
(組成物B)
上記式(1−2b)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−2b〕 4.2質量%
2−メチル−2−n−プロピル−1,3−プロパンジオール 3.8質量%
1,5−ヘキサンジオール 10.0質量%
2−ピロリドン 5.0質量%
イオン交換水 77.0質量%
シアンインクの作製例1において、フタロシアニン系化合物〔1−1a〕の代わりに、上記式(1−3b)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−3b〕を用いたことの他は同様にして、シアンインク〔6〕を作製した。
シアンインクの作製例5において、フタロシアニン系化合物〔1−2b〕の代わりに、それぞれ上記式(1−4b)で表されるフタロシアニン系化合物〔1−4b〕、上記式(2−1a)で表されるフタロシアニン系化合物〔2−1a〕を用いたことの他は同様にして、シアンインク〔7〕,〔8〕を作製した。
まず、ノニオン系界面活性剤であるHLB値が17.5であるポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテル「ノイゲンEA−197」(第一工業製薬社製)6.6質量部をイオン交換水73.4質量部に溶解させた溶液に、下記式(x)で表されるフタロシアニン系化合物〔x〕20.0質量部を混合して十分に湿潤させた後、湿式分散機「ダイノーミル KDL A型」(WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填して2,000rpmで2時間分散処理を行い、一次顔料分散体を得た。
一方、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[III ]「T−YP112」(星光PMC社製)(オレフィン鎖:炭素数20〜24、酸価190mg・KOH/g、質量平均分子量10,000)10.0質量部と、1NのLiOH水溶液(酸価の1.2倍量)17.34質量部と、イオン交換水72.66質量部とを混合し、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体[III ]を溶解させた後、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過することにより、高分子分散安定化剤溶液を調製した。
上記の一次顔料分散体に、この高分子分散安定化剤溶液20.0質量部を添加し、十分に撹拌することにより、比較用のシアンインク〔9〕を得た。このシアンインク〔9〕の平均粒子径(D50)を測定したところ、83nmであった。平均粒子径(D50)測定は、マイクロトラック社製「UPA−EX150」を用いた。
下記組成物Cを混合、撹拌して溶解させた後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルターを用いて加圧濾過することにより、比較用のシアンインク〔10〕を作製した。
(組成物C)
下記式(y)で表されるフタロシアニン系化合物〔y〕 3質量部
グリセリン 10質量部
ジエチレングリコール 10質量部
アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物「アセチレノールEH」(川研ファインケミカル社製) 1質量部
イオン交換水 76質量部
各シアンインク〔1〕〜〔10〕について、「DelsaTMNano C」(ベックマン・コールター社製)を用いて個数平均粒子径(D50)を測定した後、密閉した状態で温度50℃の環境下で1週間保管する安定性試験を行い、同様にして個数平均粒子径(D50)を測定し、下記数式(1)から変化率を算出して評価した。この変化率が20%未満であると優良と判断され、変化率が20%以上40%未満であると良好と判断され、変化率が40%以上であると不良として判断される。
なお、下記数式(1)において、D(前)は安定性試験前の個数平均粒子径(D50)、D(後)は安定性試験後の個数平均粒子径(D50)である。
数式(1):変化率(%)=〔|D(後)−D(前)|/D(前)〕×100
各シアンインク〔1〕〜〔10〕を、インクカートリッジに充填して、これをインクジェットプリンタ「PIXUS IP2600」(キヤノン社製)に装着し、10枚印字した後、高温高湿環境下(温度35℃/湿度85%RH)において1週間放置し、次いで常温常湿環境下(温度20℃/湿度50%RH)において印字を行い、印字不良が発生しなくなるまでの枚数によって評価した。なお、印字不良が1枚目から発生しないことにより、吐出安定性に優れると判断される。
各シアンインク〔1〕〜〔10〕を、インクカートリッジに充填して、これをインクジェットプリンタ「PIXUS IP2600」(キヤノン社製)に装着し、インクジェット専用紙ではない、通常の上質紙(電子写真用に使用されるもの:斤量63g/cm2 )を用いて画像を形成し、形成した文字画像について、目視での観察と顕微鏡を用いて倍率60倍での観察を行い、下記の評価基準に従って評価した。
−評価基準−
◎(優良):目視観察および顕微鏡観察のいずれによってもにじみは確認されなかった。
○(良好):目視観察ではにじみは確認されなかったが、顕微鏡観察ではにじみが確認された。
×(不良):目視観察および顕微鏡観察のいずれによってもにじみが確認された。
各シアンインク〔1〕〜〔10〕を、インクカートリッジに充填して、これをインクジェットプリンタ「PIXUS IP2600」(キヤノン社製)に装着し、インクジェット専用紙ではない、通常の上質紙(電子写真用に使用されるもの:斤量63g/cm2 )に画素率100%のベタ画像を形成し、形成したベタ画像について、形成5秒後に未印字の別の記録紙を重ね合わせ、この未印字の記録紙へのインク移りの有無を観察するインク移り試験を行い、インク移りした場合は同様の試験を形成60秒後について行い、下記の評価基準に従って評価した。
−評価基準−
◎(優良):形成5秒後のインク移り試験においてインク移りしなかった。
○(良好):形成5秒後のインク移り試験においてインク移りしたが、形成60秒後のインク移り試験においてはインク移りしなかった。
×(不良):形成60秒後のインク移り試験においてもインク移りした。
各シアンインク〔1〕〜〔10〕を、インクカートリッジに充填して、これをインクジェットプリンタ「PIXUS IP2600」(キヤノン社製)に装着し、インクジェット専用紙ではない、通常の上質紙(電子写真用に使用されるもの:斤量63g/cm2 )に画素率15%の文字画像を形成し、形成した文字画像に水を1滴滴下し、これを目視で観察して下記の評価基準に従って評価した。
−評価基準−
◎(優良):水滴を滴下した印字部分に変化は観察されなかった。
○(良好):水滴を滴下した印字部分の周囲にウォーターマークができた。
×(不良):水滴を滴下した印字部分の周囲がにじんだ。
<色素残存率>
各シアンインク〔1〕〜〔10〕を、インクカートリッジに充填して、これをインクジェットプリンタ「PIXUS IP2600」(キヤノン社製)に装着し、インクジェット専用紙ではない、通常の上質紙(電子写真用に使用されるもの:斤量63g/cm2 )に画素率100%のベタ画像を形成し、形成したベタ画像について、「マクベスカラーアイ7000」(マクベス社製)により色度を測定した後、温度70℃、湿度50%RH、ブラックパネル温度89℃の環境下で「ウェザオメータCi35AW」(アトラス社製)を用いてキセノン放射照度0.35W/m2 (340nm)で24時間、屋外太陽光近似光を照射する暴露試験を行い、同様にして色度を測定し、下記数式(2)から色素残存率を算出して評価した。この色素残存率が80%以上であると優良と判断され、色素残存率が50%以上80%未満であると良好と判断され、色素残存率が50%未満であると不良として判断される。
なお、下記数式(2)において、C(前)は暴露試験前の色度、C(後)は暴露試験後の色度である。
数式(2):色素残存率(%)=〔C(後)/C(前)〕×100
また、暴露試験後の画像について、目視で観察して下記の評価基準に従って評価した。なお、この目視評価が3以上であれば、実用上問題ないレベルであると判断される。
−評価基準−
5:暴露試験前の画像と比較してほとんど変わらないと感じた。
4:暴露試験前の画像と比較して一部薄いと感じた。
3:暴露試験前の画像と比較して全体的に少し薄いと感じた
2:暴露試験前の画像と比較して非常に薄いと感じた。
1:暴露試験前の画像と比較して色素が残っていないと感じた。
Claims (2)
- 下記一般式(1)または下記一般式(2)で表されるフタロシアニン系化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録用シアンインク。
〔上記一般式(1)中、Mは、Si、Sn、GeまたはGaよりなる中心金属原子、Zは、下記一般式(3)で表される有機基である。〕
〔上記一般式(2)中、Mは、Si、Sn、GeまたはGaよりなる中心金属原子、Zは、下記一般式(3)で表される有機基、Lは、−O−、または−OSi(R1 )2 O−(ただし、R1 は、各々独立に炭素数1〜4のアルキル基、塩素原子、またはヒドロキシ基のいずれかを示す。)である。〕
〔上記一般式(3)中、R2 〜R4 は、各々独立に有機基である。〕 - 前記一般式(1)で表されるフタロシアニン系化合物が、当該インクジェット記録用シアンインク中に0.5〜20質量%含有されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録用シアンインク。
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