JP2011012173A - クリアインク、インクジェット記録方法、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェット用のクリアインクとして、吐出安定性に優れ、記録物を折り曲げた際の光沢性の低下が抑制された画像を記録できるクリアインクを提供すること。
【解決手段】コアポリマー及びシェルポリマーで構成されるコアシェル構造を有するポリマー微粒子を含有し、かつ、前記ポリマー微粒子に対して、単官能モノマーに由来するユニットが占める割合が、99.5質量%以上であるインクジェット用のクリアインク。
【選択図】なし
【解決手段】コアポリマー及びシェルポリマーで構成されるコアシェル構造を有するポリマー微粒子を含有し、かつ、前記ポリマー微粒子に対して、単官能モノマーに由来するユニットが占める割合が、99.5質量%以上であるインクジェット用のクリアインク。
【選択図】なし
Description
本発明は、クリアインク、インクジェット記録方法、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、及びインクジェット記録装置に関する。
近年、インクジェット記録技術の進歩により、一般家庭においても比較的容易かつ安価に、銀塩写真やオフセット印刷で実現されているような高精細で高い光沢性を有する画像を記録することが可能になってきている。
高い光沢性を実現するためのインクには、色材として染料を含有する染料インクを用いると、粒状性がなく良好な画像が得られるが、一方で、耐光性、耐水性、耐ガス性などの堅牢性に劣るという課題がある。このため、近年では、色材として顔料を含有する顔料インクが用いられるようになってきている。このような顔料インクとしては、記録媒体への顔料の定着性や、画像の耐擦過性などの堅牢性をより向上させることを目的として、水溶性のポリマーにより顔料が分散されてなる顔料インクが広く使用されるようになっている。
インクジェット記録方法により記録された画像には、非記録部(記録デューティが0%の領域)、記録デューティが低い領域、さらには記録デューティの高い領域が存在するのが一般的である。記録デューティが高い領域では記録媒体へのインクの付与量が多いため、記録媒体の表面上に十分にインク層を形成することができ、ポリマーのような高屈折率の材料及び顔料などで記録媒体の表面が覆われているため、光沢性に優れた画像となる。
一方、非記録部や記録デューティが低い領域では、記録媒体の表面が上記のような成分により十分に覆われていないため、このような画像の領域では記録媒体の表面そのものの光沢性がそのまま反映されることになり、画像の光沢性が十分であるとは言えない。つまり、画像の光沢性は記録デューティに依存する性質がある、すなわち、顔料インクで記録した画像には、記録デューティに依存した光沢ムラが生じるという課題がある。
このような光沢ムラという課題を解決するためには、これまでに様々な試みがなされてきた。例えば、オーバーコートの方法には何種類かの方法があるが、主なものとして、記録媒体の全面にポリマー層を形成することで、光沢性を均一化する方法が挙げられる。例えば、記録媒体の全面にポリマー皮膜を形成可能なクリアインクを付与することに関する提案がある(特許文献1参照)。
一方、顔料インクと、ポリマーを含有するクリアインクとを共にインクジェット記録方法で記録媒体に付与して、記録媒体の全面の光沢性が実質的に均一となるように、顔料インクやクリアインクの吐出量を調整することに関する提案がある(特許文献2参照)。また、顔料インクと、ポリマー粒子を含有するクリアインクとを記録媒体に付与して、記録媒体の全面の光沢性が実質的に均一となるように、顔料インクやクリアインクの吐出量を調整することに関する提案がある(特許文献3参照)。
さらに、クリアインクに含有させるポリマーとして、架橋されたコアシェル構造を有するポリマー粒子を使用することに関する提案がある(特許文献4参照)。
しかし、本発明者らの検討の結果、上記で挙げたような従来の技術には以下のような問題があることがわかった。先ず、特許文献1に記載されているように、記録媒体の全面にオーバーコートするためには、膨大な量のクリアインクを使用する必要があり、コストアップや、インクカートリッジの大型化の必要性、記録ヘッドからの吐出安定性などの観点で好ましくない。
また、本発明者らは、特許文献2の実施例に記載されているようなアクリル微粒子を含有するクリアインクと顔料インクとのインクセットを用いて記録を行った画像についての検討を行った。その結果、確かに20°グロスの数値で表される光沢均一性は向上したものの、顔料インクの記録デューティが低い領域には大量のクリアインクを使用する必要があるため、顔料インクの使用量と比較してクリアインクの使用量が大幅に多くなることがわかった。このような場合、クリアインクのインクカートリッジのみを頻繁に交換する、ないしは大型化するなどの対策が必要であり、好ましくないことが判明した。
また、特許文献3に記載されたポリマー微粒子はその粒子径を十分に大きくするのが難しい。このため、記録媒体の表面上に残りにくく、したがって、ポリマーを使用する効果がほとんど発揮されず、光沢性が得られない。また、分散安定性が不十分となりやすく、長期的な吐出安定性が得られない。
さらに、本発明者らが特許文献4の実施例に記載されている架橋ポリマー粒子を含有するクリアインクについての検討を行った結果、以下のことがわかった。すなわち、この架橋ポリマーを含有するクリアインクを用いて得られた記録物は、画像を記録した後に記録媒体を折り曲げると、ポリマー層が記録媒体に追随して伸縮できず、画像の表面に微細なクラックや白化が生じ、光沢性が損なわれることが判明した。
したがって、本発明の目的は、インクジェット用のクリアインクとして、吐出安定性に優れ、記録物を折り曲げた際の光沢性の低下が抑制された画像を記録できるクリアインクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記のクリアインクを用いたインクジェット記録方法、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、及びインクジェット記録装置を提供することにある。
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。すなわち、本発明にかかるクリアインクは、コアポリマー及びシェルポリマーで構成されるコアシェル構造を有するポリマー微粒子を含有するインクジェット用のクリアインクであって、前記ポリマー微粒子が、単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニットと、α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットと、を少なくとも構成ユニットとして含み、さらに、前記ポリマー微粒子に対して、前記単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニット、並びに、前記単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットが占める合計の割合が、99.5質量%以上であることを特徴とする。
本発明によれば、インクジェット用のクリアインクとして、吐出安定性に優れ、記録物を折り曲げた際の光沢性の低下が抑制された画像を記録できるクリアインクを提供することができる。また、本発明の別の実施態様によれば、上記のクリアインクを用いたインクジェット記録方法、インクセット、インクカートリッジ、記録ユニット、及びインクジェット記録装置を提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の記載においては、本発明のクリアインクに使用する、コアシェル構造を有するポリマー微粒子のことを単に「ポリマー微粒子」と省略して呼ぶことがある。
また、本発明における「記録デューティ」とは、記録媒体へのインクの付与量が15.64g/m2である場合の記録デューティを100%と定義する。例えば、単位面積(縦解像度600dpi×横解像度600dpi)に、1滴の質量が3.5ng(ナノグラム)であるインク滴を8ドット付与する場合を、記録デューティが100%であるとするものである。
また、本発明における「記録デューティ」とは、記録媒体へのインクの付与量が15.64g/m2である場合の記録デューティを100%と定義する。例えば、単位面積(縦解像度600dpi×横解像度600dpi)に、1滴の質量が3.5ng(ナノグラム)であるインク滴を8ドット付与する場合を、記録デューティが100%であるとするものである。
<クリアインク>
以下、本発明のクリアインクを構成する各成分について説明する。本発明のクリアインクは、無色、乳白色、ないしは白色であることが好ましい。特には、純水で50倍(質量倍)に希釈したクリアインクの吸光スペクトルが、400nm乃至800nmの範囲においてピークを有さず、かつ400nm乃至800nmの範囲におけるabs値が1.0以下であることが好ましい。また、本発明のクリアインクは、記録媒体に該クリアインクが付与された際に無色透明の膜を形成することができることが好ましい。このようなクリアインクは、色材を含有しないことが好ましい。
以下、本発明のクリアインクを構成する各成分について説明する。本発明のクリアインクは、無色、乳白色、ないしは白色であることが好ましい。特には、純水で50倍(質量倍)に希釈したクリアインクの吸光スペクトルが、400nm乃至800nmの範囲においてピークを有さず、かつ400nm乃至800nmの範囲におけるabs値が1.0以下であることが好ましい。また、本発明のクリアインクは、記録媒体に該クリアインクが付与された際に無色透明の膜を形成することができることが好ましい。このようなクリアインクは、色材を含有しないことが好ましい。
(コアシェル構造を有するポリマー微粒子)
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、コアシェル構造を有し、単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニットと、単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットと、を少なくとも構成ユニットとして含むものである。そして、前記ポリマー微粒子に対して、前記単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニット、並びに、前記単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットが占める合計の割合が、95.5質量%以上であるものである。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、コアシェル構造を有し、単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニットと、単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットと、を少なくとも構成ユニットとして含むものである。そして、前記ポリマー微粒子に対して、前記単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニット、並びに、前記単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットが占める合計の割合が、95.5質量%以上であるものである。
ポリマー微粒子がコアシェル構造を有することで、コア部分とシェル部分とで明確に機能分離される。このようなコアシェル構造を有するポリマー微粒子は、単層構造のポリマー微粒子と比較して、より多くの機能をクリアインクに付与することができるという利点がある。
α,β−エチレン性不飽和モノマーの中でも単官能モノマーに由来するユニットを有するポリマーは伸縮性に富む。このため、前記モノマーに由来するユニットを有するポリマーを含有するクリアインクを用いて得られた記録物では、画像を記録した後に記録媒体を折り曲げると、ポリマー層が記録媒体に追随して伸びることで、画像の表面に微細なクラックや白化を生じない。したがって、該記録物は、画像の高い光沢性を維持することができる。このため、本発明のクリアインクには、後述する特定の構造を有するポリマー微粒子を含有させることが必要である。
すなわち、コアシェル構造を有するポリマー微粒子を構成するユニットとして単官能モノマーに由来するユニットを使用し、かつポリマー微粒子に対して、該単官能モノマーに由来するユニットが占める割合を以下のようにすることが必要である。具体的には、ポリマー微粒子に対して、単官能モノマーに由来するユニットが占める割合が、99.5質量%以上であることが必要である。前記割合が99.5質量%未満であると、ポリマー微粒子の架橋構造が増えることになり、ポリマー層の伸縮性が低下するため、画像を記録した記録媒体を折り曲げると、光沢性が低下する。ポリマー微粒子に対して、単官能モノマーに由来するユニットが占める割合は、99.8質量%以上であることがより好ましい。さらには、100.0質量%である、すなわちポリマー微粒子を構成するユニットが全て単官能モノマーに由来するユニットであることが特に好ましい。
〔単官能α,β−エチレン性不飽和モノマー〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマー並びに単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーを共重合して得られるポリマー微粒子である。本発明における単官能モノマーとは、該モノマーが、共重合可能な不飽和結合を1つのみ有するものである。なお、単官能α,β−エチレン性不飽和モノマーとして、オリゴマーやマクロモノマーなども用いることができる。以下、本発明においては、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルのことを示す。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマー並びに単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーを共重合して得られるポリマー微粒子である。本発明における単官能モノマーとは、該モノマーが、共重合可能な不飽和結合を1つのみ有するものである。なお、単官能α,β−エチレン性不飽和モノマーとして、オリゴマーやマクロモノマーなども用いることができる。以下、本発明においては、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルのことを示す。
単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーとしては、具体的には、以下のものが挙げられる。(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの直鎖状構造の飽和アルキル基含有モノマー、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−t−ブチルなどの分岐鎖状構造の飽和アルキル基含有モノマー、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート類、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類、アルキルビニルエーテル、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミドなどのビニル化合物、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、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジルなどの芳香族含有不飽和モノマー。なお、本発明において、単官能α,β−エチレン性不飽和モノマーが疎水性であることとは、該モノマーが、塩生成基(酸性基や塩基性基)やヒドロキシル基などの親水性基を有さないことを指すものとする。
また、単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー又はその塩としては、例えば、以下のものが挙げられる。(メタ)アクリル酸、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、マレイン酸、フマール酸などのカルボキシル基を有するモノマー及びその誘導体、スチレンスルホン酸、スルホン酸−2−プロピルアクリルアミド、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、t−ブチルアクリルアミドスルホン酸、ビニルスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー及びその誘導体、(メタ)アクリル酸−2−ホスホン酸エチル、ビニルホスホン酸などのリン酸基を有するモノマー及びその誘導体、これらのアニオン性基を有するモノマーの塩も同様に使用することができる。塩としては、上記のモノマーのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩などが挙げられる。
これらのアニオン性基を有するモノマー及びその塩の中でも、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基を有するモノマーやその塩を用いることが好ましい。特に、その他のモノマーとの共重合性に優れ、ポリマー微粒子を含有するクリアインクの吐出安定性にも優れるため、α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーとしてカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩を用いることが好ましい。さらには(メタ)アクリル酸又はその塩を用いることが特に好ましい。これは、水性媒体中でポリマー微粒子が安定に分散し、かつ吐出安定性を向上させるためには、ポリマー微粒子が水分散能を有することが好ましいためである。そして、上記で挙げたようなモノマーを用いることで、ポリマー微粒子が水分散能を有することを容易に達成することができ、さらに、ポリマー微粒子の耐水性にも優れるためである。
〔その他のモノマー〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、本発明の効果を損なわない限り、上記で挙げたようなα,β−エチレン性不飽和モノマー以外にも、一般的な単官能モノマーを使用することができる。その他に使用可能なモノマーとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシルプロピルなどのヒドロキシルを有するモノマー、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどのアルキレンオキサイド基を有するモノマー、N−メチルアリルアクリルアミド、N−ビニルアクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ビスアクリルアミド酢酸などのアクリルアミドなどが挙げられる。勿論、本発明はこれらに限られるものではない。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、本発明の効果を損なわない限り、上記で挙げたようなα,β−エチレン性不飽和モノマー以外にも、一般的な単官能モノマーを使用することができる。その他に使用可能なモノマーとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシルプロピルなどのヒドロキシルを有するモノマー、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどのアルキレンオキサイド基を有するモノマー、N−メチルアリルアクリルアミド、N−ビニルアクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ビスアクリルアミド酢酸などのアクリルアミドなどが挙げられる。勿論、本発明はこれらに限られるものではない。
〔多官能モノマー〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、多官能モノマーに由来するユニットを有してもよいが、その場合には、ポリマー微粒子に対して、多官能モノマーに由来するユニットが占める割合が0.5質量%未満とすることが必要である。多官能モノマーとしては、ノニオン性基を有するモノマーや酸性基を有するモノマーなどの親水性モノマー、疎水性モノマーなどが挙げられる。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、多官能モノマーに由来するユニットを有してもよいが、その場合には、ポリマー微粒子に対して、多官能モノマーに由来するユニットが占める割合が0.5質量%未満とすることが必要である。多官能モノマーとしては、ノニオン性基を有するモノマーや酸性基を有するモノマーなどの親水性モノマー、疎水性モノマーなどが挙げられる。
多官能モノマーは、例えば、以下のものが挙げられる。エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルエチレン尿素などのジビニル化合物、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリルアミン、トリアリルアミン、トリアリルアミンアンモニウム塩、ペンタエリスリトールのアリルエーテル化体、分子中に少なくとも2個のアリルエーテル単位を有するスクローゼのアリルエーテル化体などのポリアリル化合物、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートなどの重合可能な二重結合を2つ以上有する架橋性不飽和モノマーなどが挙げられる。
〔ポリマー微粒子の酸価〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、酸価が40mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であることが好ましく、さらには60mgKOH/g以上150mgKOH/g以下であることが好ましい。ポリマー微粒子の酸価が40mgKOH/g未満であると、ポリマー微粒子の疎水性が高くなるため分散安定性が十分に得られず、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。一方、ポリマー微粒子の酸価が200mgKOH/gを超えると、画像の光沢性が十分に得られない場合がある。これは、酸性基が多いため水性媒体中のポリマー微粒子の分散状態が安定化される。このため、このようなポリマー微粒子を含有するクリアインクを記録媒体に付与すると、ポリマー微粒子が記録媒体の内部に浸透する割合が増えることになり、逆に記録媒体の表面上に残存するポリマー微粒子の割合が減る。このような理由から、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、酸価が40mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であることが好ましく、さらには60mgKOH/g以上150mgKOH/g以下であることが好ましい。ポリマー微粒子の酸価が40mgKOH/g未満であると、ポリマー微粒子の疎水性が高くなるため分散安定性が十分に得られず、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。一方、ポリマー微粒子の酸価が200mgKOH/gを超えると、画像の光沢性が十分に得られない場合がある。これは、酸性基が多いため水性媒体中のポリマー微粒子の分散状態が安定化される。このため、このようなポリマー微粒子を含有するクリアインクを記録媒体に付与すると、ポリマー微粒子が記録媒体の内部に浸透する割合が増えることになり、逆に記録媒体の表面上に残存するポリマー微粒子の割合が減る。このような理由から、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。
〔シェルポリマーの酸価〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、シェルポリマーの酸価が60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下、さらには60mgKOH/g以上160mgKOH/g以下であることが好ましい。シェルポリマーの酸価が60mgKOH/g未満であると、水性媒体中でのポリマー微粒子の分散安定性が低下するため、本発明で規定する構造を有するポリマー微粒子を合成することが困難になる場合がある。また、合成されたポリマー微粒子は不安定なものとなるため、保存安定性が十分に得られない場合や、それに伴い吐出安定性が十分に得られない場合がある。一方、シェルポリマーの酸価が400mgKOH/gを超えると、シェルポリマーの水溶性が高くなりすぎるため、やはり本発明で規定する構造を有するポリマー微粒子を合成することが困難になる場合がある。さらに、合成されたポリマー微粒子の水溶性も高くなるため、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、シェルポリマーの酸価が60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下、さらには60mgKOH/g以上160mgKOH/g以下であることが好ましい。シェルポリマーの酸価が60mgKOH/g未満であると、水性媒体中でのポリマー微粒子の分散安定性が低下するため、本発明で規定する構造を有するポリマー微粒子を合成することが困難になる場合がある。また、合成されたポリマー微粒子は不安定なものとなるため、保存安定性が十分に得られない場合や、それに伴い吐出安定性が十分に得られない場合がある。一方、シェルポリマーの酸価が400mgKOH/gを超えると、シェルポリマーの水溶性が高くなりすぎるため、やはり本発明で規定する構造を有するポリマー微粒子を合成することが困難になる場合がある。さらに、合成されたポリマー微粒子の水溶性も高くなるため、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。
〔コア/シェルの比率〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、コアポリマーとシェルポリマーとの比率が、質量基準で、コア/シェル=0.33以上1.5以下であることが好ましい。この範囲を外れると、コアとシェルとがそれぞれ有する機能を両立できない場合がある。具体的には、コア/シェルの比率が0.33未満であると、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。一方、コア/シェルの比率が1.5を超えると、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、コアポリマーとシェルポリマーとの比率が、質量基準で、コア/シェル=0.33以上1.5以下であることが好ましい。この範囲を外れると、コアとシェルとがそれぞれ有する機能を両立できない場合がある。具体的には、コア/シェルの比率が0.33未満であると、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。一方、コア/シェルの比率が1.5を超えると、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。
なお、構成が未知のコアシェル構造を有するポリマー微粒子について、コア/シェルの比率は、以下のようにしてコアポリマー及びシェルポリマーを分離し、それぞれの質量を算出することで求めることができる。先ず、コアシェル構造を有するポリマー微粒子を含有するクリアインクについて、透析膜を用いて水溶性の成分を除去し、ポリマー微粒子を取り出す。そして、得られたポリマー微粒子を水に分散させた後、この水分散液に酸を滴下してポリマー微粒子の分散状態を不安定化させる。この液体を、回転数80,000rpmで15時間遠心分離することによりポリマー成分を分離する。分離したポリマー成分を水で数回洗浄した後、減圧乾燥させることで固形のポリマーを得る。
このようにして得られたポリマーをテトラヒドロフランなどの有機溶剤に溶解させたサンプルを、示差屈折率検出器を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて分離する。この際、溶離液として使用する有機溶剤の種類や分離に使用するカラムの種類、本数を適宜変更することで、分子量やモノマー組成がそれぞれ異なるシェルポリマー及びコアポリマーを分離することができる。すなわち、検出器を通った溶離液を分取した後、それぞれの成分を乾固させることで、複数の固形のポリマーが得られる。そして、熱分解GC/MS及びNMRにより、各ポリマーを構成するモノマー組成比を求める。
本発明においては、酸性官能基や水酸基などを相対的に多く含む、より親水的な組成のポリマーがシェルポリマーに該当する。また、シェルポリマーの存在下でコアポリマーを重合させる合成方法により得られるコアシェル構造を有するポリマー微粒子においては、シェルポリマーの分子量のほうがコアポリマーの分子量よりも小さくなる傾向がある。このため、簡易的には、分子量の違いによりコアポリマーとシェルポリマーを区別することも可能である。
〔シェルポリマーの重量平均分子量〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、シェルポリマーの重量平均分子量が3,000以上50,000以下であることが好ましい。シェルポリマーの重量平均分子量が3,000未満であると、重量平均分子量が小さいことにより立体反発層が形成しにくいため、本発明で規定する構造を有するポリマー微粒子を合成することが困難になる場合がある。さらに、合成されたポリマー微粒子が脆くなるために、画像を記録した記録媒体を折り曲げると、微細なクラックが生じやすくなり、光沢性が低下する場合がある。一方、シェルポリマーの重量平均分子量が50,000を超えると、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。これは、ポリマー微粒子の外殻であるシェルポリマーの重量平均分子量が大きくなると、ポリマー微粒子を含有するクリアインクの粘度が大幅に高くなる傾向があるためである。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、シェルポリマーの重量平均分子量が3,000以上50,000以下であることが好ましい。シェルポリマーの重量平均分子量が3,000未満であると、重量平均分子量が小さいことにより立体反発層が形成しにくいため、本発明で規定する構造を有するポリマー微粒子を合成することが困難になる場合がある。さらに、合成されたポリマー微粒子が脆くなるために、画像を記録した記録媒体を折り曲げると、微細なクラックが生じやすくなり、光沢性が低下する場合がある。一方、シェルポリマーの重量平均分子量が50,000を超えると、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。これは、ポリマー微粒子の外殻であるシェルポリマーの重量平均分子量が大きくなると、ポリマー微粒子を含有するクリアインクの粘度が大幅に高くなる傾向があるためである。
なお、シェルポリマーの重量平均分子量は、上記のコア/シェルの比率を算出する手法により得られた固形のシェルポリマーとして測定することができる。得られたシェルポリマーをテトラヒドロフランなどの有機溶剤に溶解させたサンプルを、GPCを用いて測定することにより、ポリスチレン換算の重量平均分子量を求めることができる。
〔ポリマー微粒子の最低造膜温度〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、最低造膜温度(℃)が25℃以下であることが好ましい。最低造膜温度が25℃を超えると、このようなポリマー微粒子を含有するクリアインクを記録媒体に付与した際に一般的な室温の環境において造膜することができず、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。さらに、高温下で強制的に造膜させても、膜の伸縮性が低いため、画像を折り曲げた場合に微細なクラックが生じやすくなり、光沢性が低下する場合もある。また、ポリマー微粒子の最低造膜温度(℃)は、−50℃以上であることが好ましい。なお、ポリマー微粒子の最低造膜温度は、使用するモノマーの種類やその組成比、ポリマー微粒子の重量平均分子量などを変更することで調整することができる。また、ポリマー微粒子の最低造膜温度は、ISO2115の試験法に準拠して測定することができる。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、最低造膜温度(℃)が25℃以下であることが好ましい。最低造膜温度が25℃を超えると、このようなポリマー微粒子を含有するクリアインクを記録媒体に付与した際に一般的な室温の環境において造膜することができず、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。さらに、高温下で強制的に造膜させても、膜の伸縮性が低いため、画像を折り曲げた場合に微細なクラックが生じやすくなり、光沢性が低下する場合もある。また、ポリマー微粒子の最低造膜温度(℃)は、−50℃以上であることが好ましい。なお、ポリマー微粒子の最低造膜温度は、使用するモノマーの種類やその組成比、ポリマー微粒子の重量平均分子量などを変更することで調整することができる。また、ポリマー微粒子の最低造膜温度は、ISO2115の試験法に準拠して測定することができる。
〔シェルポリマーの構成ユニット〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子を構成するユニットとして上記で挙げたようなカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットを使用する場合、該ユニットはコアシェル構造のシェルポリマーにのみ存在することが好ましい。このように構成されたポリマー微粒子を使用することで、コア部分とシェル部分とで明確に機能分離され、成膜性、分散安定性、吐出安定性などの機能を持たせることができる。さらに、コアポリマー及びシェルポリマーの両方にカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットが存在する場合と比較して、以下のことが言える。すなわち、シェルポリマーのみにカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットが存在する場合には、上記の機能分離がより効果的に発揮され、画像の光沢性をより向上させることができる。また、コアポリマーにもカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩が共重合されていると、コアポリマーの親水性が高まるため、画像の耐水性、耐擦過性、耐磨耗性などの堅牢性が十分に得られない場合がある。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子を構成するユニットとして上記で挙げたようなカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットを使用する場合、該ユニットはコアシェル構造のシェルポリマーにのみ存在することが好ましい。このように構成されたポリマー微粒子を使用することで、コア部分とシェル部分とで明確に機能分離され、成膜性、分散安定性、吐出安定性などの機能を持たせることができる。さらに、コアポリマー及びシェルポリマーの両方にカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットが存在する場合と比較して、以下のことが言える。すなわち、シェルポリマーのみにカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットが存在する場合には、上記の機能分離がより効果的に発揮され、画像の光沢性をより向上させることができる。また、コアポリマーにもカルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩が共重合されていると、コアポリマーの親水性が高まるため、画像の耐水性、耐擦過性、耐磨耗性などの堅牢性が十分に得られない場合がある。
〔ポリマー微粒子の体積平均粒子径〕
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、体積平均粒子径が30nm以上200nm以下、さらには40nm以上170nm以下であることが好ましい。体積平均粒子径が30nm未満であると、このようなポリマー微粒子を含有するクリアインクを記録媒体に付与すると、ポリマー微粒子が記録媒体の内部に浸透する割合が増えることになり、逆に記録媒体の表面上に残存するポリマー微粒子の割合が減る。このような理由から、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。一方、体積平均粒子径が200nmを超えると、記録ヘッドの吐出口やインク流路にポリマー微粒子が目詰まりしやすくなったり、付着しやすくなったりするなど、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。
本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子は、体積平均粒子径が30nm以上200nm以下、さらには40nm以上170nm以下であることが好ましい。体積平均粒子径が30nm未満であると、このようなポリマー微粒子を含有するクリアインクを記録媒体に付与すると、ポリマー微粒子が記録媒体の内部に浸透する割合が増えることになり、逆に記録媒体の表面上に残存するポリマー微粒子の割合が減る。このような理由から、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。一方、体積平均粒子径が200nmを超えると、記録ヘッドの吐出口やインク流路にポリマー微粒子が目詰まりしやすくなったり、付着しやすくなったりするなど、インクジェット用のクリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。
なお、本発明における体積平均粒子径とは、下記の条件で測定したもののことである。すなわち、純水で50倍(体積基準)に希釈したポリマー微粒子について、UPA−EX150(日機装製)を使用して、SetZero:30s、測定回数:3回、測定時間:180秒、屈折率:1.5の測定条件で測定した体積平均粒子径のことである。勿論、本発明で使用するポリマー微粒子の体積平均粒子径を測定する装置や条件などは上記に限られるものではない。
〔クリアインク中のポリマー微粒子の含有量〕
クリアインク中のポリマー微粒子の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、0.3質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。含有量が0.3質量%未満であると、十分な量のポリマー微粒子が記録媒体の表面上に残存することができず、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。一方、含有量が5.0質量%を超えると、固形分の含有量が高くなりすぎ、クリアインクを記録媒体に付与した際に記録媒体の表面上に形成されるドットが高くなる。このため、クリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。
クリアインク中のポリマー微粒子の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、0.3質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。含有量が0.3質量%未満であると、十分な量のポリマー微粒子が記録媒体の表面上に残存することができず、画像の光沢性を十分に向上させることができない場合がある。一方、含有量が5.0質量%を超えると、固形分の含有量が高くなりすぎ、クリアインクを記録媒体に付与した際に記録媒体の表面上に形成されるドットが高くなる。このため、クリアインクとして必要となる吐出安定性が十分に得られない場合がある。
〔コアシェル構造を有するポリマー微粒子の合成方法〕
本発明のクリアインクに含有させるコアシェル構造を有するポリマー微粒子の合成方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。(A)先ず、乳化剤の存在下でコア成分のモノマーを共重合することで、核となるコア粒子を合成した後、さらにシェル成分のモノマーを共重合することでコアシェル構造を有するポリマー微粒子を合成する方法が挙げられる。また、(B)シェルポリマーの存在下でコアポリマーを重合することによりコアシェル構造を有するポリマーを合成する方法が挙げられる。勿論、本発明のクリアインクに含有させるコアシェル構造を有するポリマー微粒子は、上記の方法により合成されたものに限られず、本発明の規定を満足するものであればどのような方法により合成されたものであってもよい。
本発明のクリアインクに含有させるコアシェル構造を有するポリマー微粒子の合成方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。(A)先ず、乳化剤の存在下でコア成分のモノマーを共重合することで、核となるコア粒子を合成した後、さらにシェル成分のモノマーを共重合することでコアシェル構造を有するポリマー微粒子を合成する方法が挙げられる。また、(B)シェルポリマーの存在下でコアポリマーを重合することによりコアシェル構造を有するポリマーを合成する方法が挙げられる。勿論、本発明のクリアインクに含有させるコアシェル構造を有するポリマー微粒子は、上記の方法により合成されたものに限られず、本発明の規定を満足するものであればどのような方法により合成されたものであってもよい。
本発明においては特に、(B)の方法により合成されたコアシェル構造を有するポリマー微粒子をクリアインクに使用することが好ましい。具体的には、本発明のクリアインクに含有させるコアシェル構造を有するポリマー微粒子は、以下のように合成することが好ましい。先ず、有機溶剤中でモノマーの溶液重合を行い、生成物を減圧下で乾燥させて脱溶剤した後、アルカリ剤で生成物を中和することで、シェルポリマーの水溶液ないしは水分散液を得る。次に、このようにして得られたシェルポリマーの存在下で、コアポリマーとなるモノマーを乳化重合などにより重合させることで、コアシェル構造を有するポリマー微粒子を得る。なお、シェルポリマーの合成方法は上記の方法に限られず、得られるポリマー微粒子が本発明の規定を満足するものであればどのような方法により合成されたものであってもよい。
これは、上記の(B)のような方法では、水溶性が相対的に高いシェルポリマーの内部に、水溶性が相対的に低いコアポリマーが選択的にとりこまれながら重合が進む。このため、コア成分の仕込みモノマーが内部に、また、シェル成分の仕込みモノマーが外部に配置された、すなわち、コアポリマーがシェルポリマーに被覆された構造のコアシェル型ポリマーを合成することができるためである。さらに、このような(B)の方法を用いることで、所望のコアシェルの比率を有するポリマー微粒子を容易に合成することもできるため、好適である。この場合、シェルポリマーとコアポリマーとの水溶性の差が大きいと、より的確にコントロールされたコアシェル比を有するポリマー微粒子を合成することができるため、特に好適である。
一方、(A)の方法では、コア部分とシェル部分との境界においてポリマーが相互作用を起こしやすい。このため、例えば、コアポリマーを意図的に架橋させる、ないしはシェルポリマーを意図的に架橋させるなどの工夫を行わない限り、結果的に意図したコアシェル構造を有するポリマー微粒子とはならない場合が多くなる。
(その他のポリマー)
本発明のクリアインクには、上記で説明したコアシェル構造を有するポリマー微粒子の他にも、ポリマーを添加することができる。このようなポリマーは、水性媒体中にポリマー微粒子をさらに安定して分散させるための分散剤として用いても、又は画像の耐擦過性を向上させるなどの他の目的でクリアインクに添加してもよい。
本発明のクリアインクには、上記で説明したコアシェル構造を有するポリマー微粒子の他にも、ポリマーを添加することができる。このようなポリマーは、水性媒体中にポリマー微粒子をさらに安定して分散させるための分散剤として用いても、又は画像の耐擦過性を向上させるなどの他の目的でクリアインクに添加してもよい。
コアシェル構造を有するポリマー微粒子の他に使用することができるポリマーは、どのようなポリマーであってもよい。例えば、上記のようにポリマー微粒子に使用されるモノマーユニットを含んで構成されるアクリル系ポリマーなどが挙げられ、該ポリマーの形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの塩などが挙げられる。また、ロジン、シェラック、デンプンなどの天然ポリマーを用いることもできる。これらのポリマーは、塩基を溶解した水溶液に可溶なアルカリ可溶型ポリマーであることが好ましい。
クリアインク中の上記コアシェル構造を有するポリマー微粒子以外のポリマーの含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、5.0質量%以下であることが好ましい。また、重量平均分子量が1,000以上15,000以下であるポリマーや、酸価が40mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるポリマーを用いることが好ましい。
(水性媒体)
クリアインクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。クリアインク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、当該技術分野でインクジェット用インク用として知られている水溶性有機溶剤がいずれも使用できる。
クリアインクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。クリアインク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、当該技術分野でインクジェット用インク用として知られている水溶性有機溶剤がいずれも使用できる。
水は脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。クリアインク中の水の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
(その他の成分)
クリアインクには、上記成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。クリアインク中のこれらのような水溶性有機化合物の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下、さらには1.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。また、必要に応じて所望の物性値を有するクリアインクとするために、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
クリアインクには、上記成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。クリアインク中のこれらのような水溶性有機化合物の含有量(質量%)は、クリアインク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下、さらには1.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。また、必要に応じて所望の物性値を有するクリアインクとするために、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
<顔料インク>
本発明のクリアインクは、顔料インクと組み合わせてクリアインクとのインクセットとしても用いることができる。以下、本発明のクリアインクと共に使用可能な顔料インクを構成する各成分について説明する。
本発明のクリアインクは、顔料インクと組み合わせてクリアインクとのインクセットとしても用いることができる。以下、本発明のクリアインクと共に使用可能な顔料インクを構成する各成分について説明する。
(顔料)
顔料インクに用いる色材は、当該技術分野で公知のカーボンブラックなどの無機顔料や有機顔料が挙げられる。顔料の分散方式としては、顔料粒子の表面に親水性基やポリマーを結合させた自己分散型顔料、樹脂分散型顔料、マイクロカプセル型顔料などの公知の分散方式を使用することができる。顔料インク中の顔料の含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、1.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
顔料インクに用いる色材は、当該技術分野で公知のカーボンブラックなどの無機顔料や有機顔料が挙げられる。顔料の分散方式としては、顔料粒子の表面に親水性基やポリマーを結合させた自己分散型顔料、樹脂分散型顔料、マイクロカプセル型顔料などの公知の分散方式を使用することができる。顔料インク中の顔料の含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、1.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
(ポリマー成分)
顔料インクには、上記で説明した樹脂分散型顔料とする場合に分散剤として使用するポリマーの他に、さらに別のポリマーを添加することができ、また、自己分散型顔料やマイクロカプセル型顔料とする場合にもさらにポリマーを添加することができる。このようなポリマーは、水性媒体中に顔料をさらに安定して分散させるためとして用いても、又は画像の耐擦過性や記録媒体への顔料の定着性を向上させるなどの他の目的でインクに添加してもよい。
顔料インクには、上記で説明した樹脂分散型顔料とする場合に分散剤として使用するポリマーの他に、さらに別のポリマーを添加することができ、また、自己分散型顔料やマイクロカプセル型顔料とする場合にもさらにポリマーを添加することができる。このようなポリマーは、水性媒体中に顔料をさらに安定して分散させるためとして用いても、又は画像の耐擦過性や記録媒体への顔料の定着性を向上させるなどの他の目的でインクに添加してもよい。
顔料インクに添加することができるポリマーは、どのようなポリマーであってもよい。例えば、上記で説明したような、本発明のクリアインクに使用するポリマー微粒子や、該ポリマー微粒子に使用されるモノマーユニットを含んで構成されるアクリル系ポリマーなどが挙げられる。顔料インクに添加することができるポリマーの形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの塩などが挙げられる。これらのポリマーは、塩基を溶解した水溶液に可溶なアルカリ可溶型ポリマーであることが好ましい。
顔料インク中のポリマーの含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、0.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。また、ポリマーの重量平均分子量は、1,000以上15,000以下であることが好ましい。さらに、ポリマーの酸価は、90mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であることが好ましい。
顔料インクに添加するポリマーは、クリアインクに添加するポリマーと同じものであっても、又は、異なるものであってもよい。しかし、本発明においては、記録媒体上における顔料インクとクリアインクとの相溶性の観点から、クリアインクに含有させるコアシェル構造を有するポリマー微粒子と同じものを顔料インクにも含有させることが特に好ましい。
(水性媒体及びその他の成分)
顔料インクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。顔料インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、クリアインクに使用可能なものとして挙げた水溶性有機溶剤と同様のものを使用することができる。水は脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。顔料インク中の水の含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。また、顔料インクには、上記のクリアインクに使用可能なものとして挙げたその他の成分と同様のものを使用することができる。
顔料インクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。顔料インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、クリアインクに使用可能なものとして挙げた水溶性有機溶剤と同様のものを使用することができる。水は脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。顔料インク中の水の含有量(質量%)は、顔料インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。また、顔料インクには、上記のクリアインクに使用可能なものとして挙げたその他の成分と同様のものを使用することができる。
<記録媒体>
本発明のクリアインクを付与する記録媒体はどのようなものであってもよいが、顔料インク中の顔料やクリアインク中のポリマー微粒子を記録媒体の表面上に存在させることができるような記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体としては、例えば、膨潤型や吸収型の記録媒体が挙げられる。本発明においては、インク受容層が光沢を有する記録媒体を用いることが好ましく、さらにはインク受容層が光沢を有する層を含むような記録媒体であることがより好ましい。具体的には、記録媒体表面の20°グロスの値が10以上であるような記録媒体を用いることが好ましい。なお、20°グロスの値は、例えば、マイクロヘイズメーター(BYKガートナー製)を用いて測定することができる。
本発明のクリアインクを付与する記録媒体はどのようなものであってもよいが、顔料インク中の顔料やクリアインク中のポリマー微粒子を記録媒体の表面上に存在させることができるような記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体としては、例えば、膨潤型や吸収型の記録媒体が挙げられる。本発明においては、インク受容層が光沢を有する記録媒体を用いることが好ましく、さらにはインク受容層が光沢を有する層を含むような記録媒体であることがより好ましい。具体的には、記録媒体表面の20°グロスの値が10以上であるような記録媒体を用いることが好ましい。なお、20°グロスの値は、例えば、マイクロヘイズメーター(BYKガートナー製)を用いて測定することができる。
このような特性を有する記録媒体としては、例えば、以下のものを挙げることができる。キヤノン写真用紙・光沢 ゴールドGL−101、キヤノン写真用紙・光沢 プロフェッショナルPR−201(以上、キヤノン製)。写真用紙クリスピア 高光沢、写真用紙 光沢(以上、エプソン製)。画彩写真仕上げPro、画彩写真仕上げHi(以上、富士フイルム製)。勿論、本発明のクリアインクを付与することができる記録媒体はこれに限られるものではない。
<インクジェット記録方法>
本発明のクリアインクは、クリアインクをインクジェット方式で吐出して記録媒体に付与する本発明のインクジェット記録方法に用いる。特に、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を好ましく用いることができる。以下、この方式を中心に説明する。
本発明のクリアインクは、クリアインクをインクジェット方式で吐出して記録媒体に付与する本発明のインクジェット記録方法に用いる。特に、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を好ましく用いることができる。以下、この方式を中心に説明する。
また、本発明の別のインクジェット記録方法は、クリアインクと顔料インクとを用いるインクジェット記録方法であって、以下の工程を有することを特徴とする。すなわち、顔料インクを用いて記録媒体に記録を行う工程(I)、及び、クリアインクをインクジェット方式で吐出して記録媒体に付与する工程(II)、を有する。そして、クリアインクとして上記で説明した本発明のクリアインクを用いる。これらの工程(I)及び工程(II)は、例えば、工程(I)の後に工程(II)を行う場合、工程(II)の後に工程(I)を行う場合、さらにはこれらを組み合わせる場合などが考えられ、どのような順序で行ってもよい。しかし、本発明においては、顔料インクで記録した画像の上にクリアインクを付与することで、画像をポリマー層で保護することができるため、記録媒体の少なくとも一部の領域において、工程(I)を行った後に工程(II)を行うことが特に好ましい。
クリアインクを記録媒体に付与する領域は、1ページの記録媒体において、少なくとも、顔料インクにより画像が記録されていない領域(顔料インクの非記録領域)には付与することが好ましい。さらに、上記工程(I)によりクリアインクが記録媒体に付与される領域と、上記工程(II)により顔料インクが記録媒体に付与される領域とが、少なくとも一部で重なるようにすることが特に好ましい。
なお、少なくとも本発明のクリアインクはインクジェット方式で記録媒体に付与することが必要であるが、顔料インクを記録媒体に付与する方法は特に限定されるものではない。しかし、本発明のインクジェット記録方法においては、クリアインクだけでなく、顔料インクもインクジェット方式により吐出して記録媒体に記録を行うことが特に好ましい。このようなインクジェット記録方法は、顔料インクで記録した画像を少なくとも含む領域など、意図した領域にクリアインクを的確に付与することができ、また、クリアインクの付与量も適切に調整することができるためである。なお、インクジェット方式による顔料インク及びクリアインクの付与量は、記録デューティなどを適切に決定することで調節できる。
<インクセット>
本発明のクリアインクは、少なくとも1種の顔料インクと組み合わせたインクジェット用のインクセットとして用いることができる。顔料インクの色相は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、レッド、グリーン、及びブルーなどの各インクから1種又は2種以上を選択することができる。また、インクセットを構成する顔料インクとして、上記のインクと互いに同じ色相を有し、顔料の含有量がそれぞれ異なる複数のインクを用いてもよい。このような複数のインクの組み合わせとしては、ブラック、淡ブラック、グレー、及び淡グレーなどのブラックの色相を有するインクが挙げられる。また、濃シアン、中シアン、及び淡シアンなどのシアンの色相を有するインク、さらには、濃マゼンタ、中マゼンタ、及び淡マゼンタなどのマゼンタの色相を有するインクが挙げられる。勿論、本発明はこれらの色相のインクに限られるものではなく、また、濃、中、淡などのインクの名称もこれらに限られるものではない。
本発明のクリアインクは、少なくとも1種の顔料インクと組み合わせたインクジェット用のインクセットとして用いることができる。顔料インクの色相は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、レッド、グリーン、及びブルーなどの各インクから1種又は2種以上を選択することができる。また、インクセットを構成する顔料インクとして、上記のインクと互いに同じ色相を有し、顔料の含有量がそれぞれ異なる複数のインクを用いてもよい。このような複数のインクの組み合わせとしては、ブラック、淡ブラック、グレー、及び淡グレーなどのブラックの色相を有するインクが挙げられる。また、濃シアン、中シアン、及び淡シアンなどのシアンの色相を有するインク、さらには、濃マゼンタ、中マゼンタ、及び淡マゼンタなどのマゼンタの色相を有するインクが挙げられる。勿論、本発明はこれらの色相のインクに限られるものではなく、また、濃、中、淡などのインクの名称もこれらに限られるものではない。
<インクカートリッジ>
本発明のクリアインクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジとしては、かかるクリアインクを収容する収容部を備えた本発明のインクカートリッジが挙げられる。
本発明のクリアインクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジとしては、かかるクリアインクを収容する収容部を備えた本発明のインクカートリッジが挙げられる。
<記録ユニット>
本発明のクリアインクを用いて記録を行うのに好適な記録ユニットとしては、かかるクリアインクを収容する収容部と、クリアインクを吐出するための記録ヘッドとを備えた本発明の記録ユニットが挙げられる。特に、前記記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをクリアインクに作用することによりクリアインクを吐出する記録ユニットを好ましく用いることができる。
本発明のクリアインクを用いて記録を行うのに好適な記録ユニットとしては、かかるクリアインクを収容する収容部と、クリアインクを吐出するための記録ヘッドとを備えた本発明の記録ユニットが挙げられる。特に、前記記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをクリアインクに作用することによりクリアインクを吐出する記録ユニットを好ましく用いることができる。
<インクジェット記録装置>
本発明のクリアインクを用いて記録を行うのに好適なインクジェット記録装置としては、かかるクリアインクを収容する収容部と、クリアインクを吐出するための記録ヘッドとを備えた本発明のインクジェット記録装置が挙げられる。特に、前記クリアインクを収容する収容部を有する記録ヘッドの内部のクリアインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを作用することによりクリアインクを吐出するインクジェット記録装置が挙げられる。なお、以下の記載においてインクと記載するものは、本発明のクリアインクにも、また該クリアインクと共に使用する顔料インクのどちらにも適用することができる。
本発明のクリアインクを用いて記録を行うのに好適なインクジェット記録装置としては、かかるクリアインクを収容する収容部と、クリアインクを吐出するための記録ヘッドとを備えた本発明のインクジェット記録装置が挙げられる。特に、前記クリアインクを収容する収容部を有する記録ヘッドの内部のクリアインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを作用することによりクリアインクを吐出するインクジェット記録装置が挙げられる。なお、以下の記載においてインクと記載するものは、本発明のクリアインクにも、また該クリアインクと共に使用する顔料インクのどちらにも適用することができる。
以下に、インクジェット記録装置の機構部の概略構成を説明する。インクジェット記録装置は、各機構の役割から、給紙部、搬送部、キャリッジ部、排紙部、クリーニング部、及びこれらを保護し、意匠性を持たせる外装部などで構成される。
図1は、インクジェット記録装置の斜視図である。また、図2及び図3は、インクジェット記録装置の内部機構を説明する図であり、図2は右上部からの斜視図、図3はインクジェット記録装置の側断面図をそれぞれ示す。
給紙を行う際には、給紙トレイM2060を含む給紙部において、記録媒体の所定枚数のみが給紙ローラM2080と分離ローラM2041から構成されるニップ部に送られる。記録媒体はニップ部で分離され、最上位の記録媒体のみが搬送される。搬送部に搬送された記録媒体は、ピンチローラホルダM3000及びペーパーガイドフラッパーM3030に案内されて、搬送ローラM3060とピンチローラM3070とのローラ対に搬送される。搬送ローラM3060とピンチローラM3070とのローラ対は、LFモータE0002の駆動により回転し、この回転により記録媒体がプラテンM3040上を搬送される。
記録媒体に画像を記録する際には、キャリッジ部は、記録ヘッドH1001を目的の画像を記録する位置に配置して、電気基板E0014からの信号にしたがって記録媒体にインクを吐出する。記録ヘッドH1001により記録を行いながらキャリッジM4000が列方向に走査する主走査と、搬送ローラM3060により記録媒体を行方向に搬送する副走査とを交互に繰り返すことにより、記録媒体に画像を記録する。画像が記録された記録媒体は、排紙部において、第1の排紙ローラM3110と拍車M3120とのニップに挟まれた状態で搬送されて、排紙トレイM3160に排出される。
〔記録ヘッドの構成〕
ヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。図4は、ヘッドカートリッジH1000の構成を示した図であり、また、ヘッドカートリッジH1000に、インクカートリッジH1900を装着する様子を示した図である。ヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001と、インクカートリッジH1900を搭載する手段、及びインクカートリッジH1900から記録ヘッドにインクを供給する手段を有しており、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
ヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。図4は、ヘッドカートリッジH1000の構成を示した図であり、また、ヘッドカートリッジH1000に、インクカートリッジH1900を装着する様子を示した図である。ヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001と、インクカートリッジH1900を搭載する手段、及びインクカートリッジH1900から記録ヘッドにインクを供給する手段を有しており、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
インクジェット記録装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、淡マゼンタ、淡シアン、及びクリアの各インクで画像を記録するため、インクカートリッジH1900も7色分が独立に用意されている。なお、上記において、少なくともひとつのインクに、本発明のインクを用いる。
図5は、ヘッドカートリッジH1000の分解斜視図である。ヘッドカートリッジH1000は、記録素子基板、プレート、電気配線基板H1300、カートリッジホルダーH1500、流路形成部材H1600、フィルターH1700、シールゴムH1800などで構成される。記録素子基板は第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101で構成され、プレートは第1のプレートH1200及び第2のプレートH1400で構成される。
第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101はSi基板であり、その片面にインクを吐出するための複数の記録素子(ノズル)が形成されている。さらに、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。
図6は、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101の構成を説明する正面拡大図である。H2000〜H2600は、それぞれ異なるインク色に対応する記録素子の列である。
以下、図4及び図5を参照して説明する。第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101は第1のプレートH1200に接着固定されている。ここには、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101にインクを供給するためのインク供給口H1201が形成されている。さらに、第1のプレートH1200には、開口部を有する第2のプレートH1400が接着固定されている。この第2のプレートH1400は、電気配線基板H1300と第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101とが電気的に接続されるように、電気配線基板H1300を保持する。
電気配線基板H1300は、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101に形成されている各ノズルからインクを吐出するための電気信号を印加する。この電気配線基板H1300は、第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、インクジェット記録装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301とを有する。外部信号入力端子H1301は、カートリッジホルダーH1500の背面側に位置決め固定されている。
インクカートリッジH1900を保持するカートリッジホルダーH1500には、流路形成部材H1600が固定され、インクカートリッジH1900から第1のプレートH1200に通じるインク流路H1501を形成する。インクカートリッジH1900と係合するインク流路H1501のインクカートリッジ側端部には、フィルターH1700が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得る。また、インクカートリッジH1900との係合部にはシールゴムH1800が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得る。さらに、上記したように、カートリッジホルダー部と記録ヘッド部H1001とを接着などで結合することで、ヘッドカートリッジH1000が構成される。
上記では電気信号に応じた膜沸騰をインクに生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体(記録素子)を用いて記録を行うサーマルインクジェット方式の記録ヘッドについて述べた。この方式は、所謂、オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用することができる。サーマルインクジェット方式は、オンデマンド型に適用することが特に有効であり、この場合、特に応答性に優れたインクの吐出が達成できる。本発明のインクは、サーマルインクジェット方式に限らず、インクに力学的エネルギーを作用させてインクを吐出する方式のインクジェット記録装置においても好ましく用いることができる。
インクジェット記録装置は、記録ヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、それらが分離不能に一体になったものを用いてもよい。さらに、インクカートリッジは、記録ヘッドに対して分離可能又は分離不能に一体化されてキャリッジに搭載されるもの、また、インクジェット記録装置の固定部位に設けられて、チューブなどのインク供給部材を介して記録ヘッドにインクを供給するものでもよい。また、記録ヘッドに対して、好ましい負圧を作用させるためには、インクカートリッジの収容部に吸収体を配置した形態、又は可撓性の袋とその内容積を拡張する方向の付勢力を作用するばね部とを有した形態などとすることができる。
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例によって限定されるものではない。なお、文中「部」及び「%」とあるのは、特に断りのない限り質量基準である。また、以下の記載においては、単官能モノマーに由来するユニットが占める割合のことを、単官能モノマーの割合と記載することがある。
<シェルポリマーの合成>
以下の手順にしたがって、S1〜S22の各シェルポリマーを合成した。撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、100.0部のエチレングリコールモノブチルエーテルを添加した後、反応系に窒素ガスを導入し、撹拌下で表1に示す反応温度に昇温させた。このフラスコに、下記表1に示す種類及び質量部の各モノマーの混合物と、下記表1に示す質量部のt−ブチルパーオキサイド(重合開始剤)のエチレングリコールモノブチルエーテル溶液を3時間かけて滴下した。その後、エージングを2時間行い、さらにエチレングリコールモノブチルエーテルを減圧下で除去して、固形のポリマーを得た。このようにして得られたポリマーを、その酸価と当量の水酸化カリウム及び適量のイオン交換水を加えて80℃で中和溶解して、固形分(シェルポリマー)の含有量が30%であるシェルポリマーの水溶液を得た。このようにして得られたシェルポリマーS1〜S22の酸価及び重量平均分子量の値を表1に示した。
以下の手順にしたがって、S1〜S22の各シェルポリマーを合成した。撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、100.0部のエチレングリコールモノブチルエーテルを添加した後、反応系に窒素ガスを導入し、撹拌下で表1に示す反応温度に昇温させた。このフラスコに、下記表1に示す種類及び質量部の各モノマーの混合物と、下記表1に示す質量部のt−ブチルパーオキサイド(重合開始剤)のエチレングリコールモノブチルエーテル溶液を3時間かけて滴下した。その後、エージングを2時間行い、さらにエチレングリコールモノブチルエーテルを減圧下で除去して、固形のポリマーを得た。このようにして得られたポリマーを、その酸価と当量の水酸化カリウム及び適量のイオン交換水を加えて80℃で中和溶解して、固形分(シェルポリマー)の含有量が30%であるシェルポリマーの水溶液を得た。このようにして得られたシェルポリマーS1〜S22の酸価及び重量平均分子量の値を表1に示した。
(コアシェル構造を有するポリマー微粒子の合成)
以下の手順にしたがって、P1〜P34の各コアシェル構造を有するポリマー微粒子を合成した。撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、上記で得られた各シェルポリマーの水溶液を、ポリマーの固形分が表2に示す質量部となるように添加した後、反応系に窒素ガスを導入し、撹拌下で表2に示す反応温度に昇温させた。このフラスコに、下記表2に示す種類及び質量部の各モノマーの混合物と、下記表2に示す質量部の過硫酸カリウム(重合開始剤)を水16.7部に溶解した液体を3時間かけて滴下した。そして、エージングを2時間行った後、適量のイオン交換水で固形分を調整し、固形分(コアシェル構造を有するポリマー微粒子)の含有量が25%であるコアシェル構造を有するポリマー微粒子の水分散液を得た。このようにして得られた各コアシェル構造を有するポリマー微粒子は、コアポリマーがシェルポリマーに被覆された構造であった。
以下の手順にしたがって、P1〜P34の各コアシェル構造を有するポリマー微粒子を合成した。撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、上記で得られた各シェルポリマーの水溶液を、ポリマーの固形分が表2に示す質量部となるように添加した後、反応系に窒素ガスを導入し、撹拌下で表2に示す反応温度に昇温させた。このフラスコに、下記表2に示す種類及び質量部の各モノマーの混合物と、下記表2に示す質量部の過硫酸カリウム(重合開始剤)を水16.7部に溶解した液体を3時間かけて滴下した。そして、エージングを2時間行った後、適量のイオン交換水で固形分を調整し、固形分(コアシェル構造を有するポリマー微粒子)の含有量が25%であるコアシェル構造を有するポリマー微粒子の水分散液を得た。このようにして得られた各コアシェル構造を有するポリマー微粒子は、コアポリマーがシェルポリマーに被覆された構造であった。
(コアシェル構造を有するポリマー微粒子の主特性)
上記で得られたP1〜P34の各コアシェル構造を有するポリマー微粒子の主特性を下記表3に示した。なお、表3中のモノマーの略記号は表1及び表2と同様である。
上記で得られたP1〜P34の各コアシェル構造を有するポリマー微粒子の主特性を下記表3に示した。なお、表3中のモノマーの略記号は表1及び表2と同様である。
(単層のポリマー微粒子P35〜P37の合成)
以下の手順にしたがって、単層のポリマー微粒子P35〜P37を合成した。このポリマー微粒子P35〜P37は単層のポリマー微粒子であり、それぞれ、比較例のクリアインクに使用したものである。撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、133.3部の水を添加した後、反応系に窒素ガスを導入し、撹拌下で表4に示す反応温度に昇温させた。このフラスコに、下記表4に示す種類及び質量部の各モノマーの混合物と下記表4に示す質量部の過硫酸カリウム(重合開始剤)を水16.7部に溶解した液体を3時間かけて滴下した。そして、エージングを2時間行った後、適量のイオン交換水で固形分を調整し、固形分(単層のポリマー微粒子)の含有量が25%である単層のポリマー微粒子P35〜P37の水分散液を得た。このようにして得られた単層のポリマー微粒子P35〜P37の主特性を表4に示した。
以下の手順にしたがって、単層のポリマー微粒子P35〜P37を合成した。このポリマー微粒子P35〜P37は単層のポリマー微粒子であり、それぞれ、比較例のクリアインクに使用したものである。撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、133.3部の水を添加した後、反応系に窒素ガスを導入し、撹拌下で表4に示す反応温度に昇温させた。このフラスコに、下記表4に示す種類及び質量部の各モノマーの混合物と下記表4に示す質量部の過硫酸カリウム(重合開始剤)を水16.7部に溶解した液体を3時間かけて滴下した。そして、エージングを2時間行った後、適量のイオン交換水で固形分を調整し、固形分(単層のポリマー微粒子)の含有量が25%である単層のポリマー微粒子P35〜P37の水分散液を得た。このようにして得られた単層のポリマー微粒子P35〜P37の主特性を表4に示した。
<クリアインクの調製>
下記表5に示す各成分を混合した後、ポアサイズが1.2μmであるメンブレンフィルター(HDCIIフィルター;ポール製)にて加圧ろ過することで、実施例及び比較例の各クリアインクを調製した。このようにして得られた実施例の各クリアインクは無色、乳白色、ないしは白色であり、色材を含有しないものである。また、実施例の各クリアインクは、純水で50倍(質量倍)に希釈したクリアインクの吸光度を測定した際に、400nm乃至800nmの範囲においてピークを有さず、かつ400nm乃至800nmの範囲におけるabs値が1.0以下であった。
下記表5に示す各成分を混合した後、ポアサイズが1.2μmであるメンブレンフィルター(HDCIIフィルター;ポール製)にて加圧ろ過することで、実施例及び比較例の各クリアインクを調製した。このようにして得られた実施例の各クリアインクは無色、乳白色、ないしは白色であり、色材を含有しないものである。また、実施例の各クリアインクは、純水で50倍(質量倍)に希釈したクリアインクの吸光度を測定した際に、400nm乃至800nmの範囲においてピークを有さず、かつ400nm乃至800nmの範囲におけるabs値が1.0以下であった。
<顔料インクの調製>
先ず、顔料20部、ポリマー水溶液(固形分の含有量:20.0%)60部、及び水20部を、0.3mm径のジルコニアビーズの充填率を80%としたビーズミル(LMZ2;アシザワファインテック製)に入れ、回転数1,800rpmで5時間分散した。なお、顔料としては、C.I.ピグメントレッド122(商品名:トナーマゼンタE02;クラリアント製)を、また、ポリマー水溶液としては、ジョンクリル678(ジョンソンポリマー製)を、酸価と当量の水酸化カリウムで中和したものを用いた。その後、回転数5,000rpmで30分間遠心分離を行うことにより凝集成分を除去し、さらにイオン交換水で希釈することで、顔料の含有量が15.0%である顔料分散液を得た。
先ず、顔料20部、ポリマー水溶液(固形分の含有量:20.0%)60部、及び水20部を、0.3mm径のジルコニアビーズの充填率を80%としたビーズミル(LMZ2;アシザワファインテック製)に入れ、回転数1,800rpmで5時間分散した。なお、顔料としては、C.I.ピグメントレッド122(商品名:トナーマゼンタE02;クラリアント製)を、また、ポリマー水溶液としては、ジョンクリル678(ジョンソンポリマー製)を、酸価と当量の水酸化カリウムで中和したものを用いた。その後、回転数5,000rpmで30分間遠心分離を行うことにより凝集成分を除去し、さらにイオン交換水で希釈することで、顔料の含有量が15.0%である顔料分散液を得た。
下記表6に示す各成分を混合した後、ポアサイズが1.2μmであるメンブレンフィルター(HDCIIフィルター;ポール製)にて加圧ろ過することで、顔料インク1〜5を調製した。このようにして得られた顔料インクをそれぞれインクカートリッジに充填した。顔料インク1中の顔料の含有量は4.0%、ポリマー成分の含有量は2.4%であった。また、顔料インク2〜5中の顔料の含有量は4.0%、ポリマー成分の含有量は3.4%(そのうちコアシェル構造を有するポリマー微粒子の含有量は1.0%)であった。
<評価>
上記で得られた各クリアインク及び各顔料インクをそれぞれ充填したインクカートリッジを、熱エネルギーの作用により吐出を行うインクジェット記録装置(商品名:PIXUS Pro9500;キヤノン製)に搭載した。このインクジェット記録装置は、縦解像度600dpi×横解像度600dpiの領域に、1滴当たりの質量が3.5ng(ナノグラム)であるインク滴を8ドット付与する場合を、記録デューティ100%とするものである。なお、実施例の各クリアインクを記録媒体に付与した結果、これらのクリアインクはいずれも無色透明の膜を形成できるものであった。また、以下の評価においては、クリアインクにより形成された無色透明の膜を観察しやすくするため、記録媒体としてOHPフィルムを用いたが、本発明のクリアインクを適用可能な記録媒体はこれに限られるものではない。
上記で得られた各クリアインク及び各顔料インクをそれぞれ充填したインクカートリッジを、熱エネルギーの作用により吐出を行うインクジェット記録装置(商品名:PIXUS Pro9500;キヤノン製)に搭載した。このインクジェット記録装置は、縦解像度600dpi×横解像度600dpiの領域に、1滴当たりの質量が3.5ng(ナノグラム)であるインク滴を8ドット付与する場合を、記録デューティ100%とするものである。なお、実施例の各クリアインクを記録媒体に付与した結果、これらのクリアインクはいずれも無色透明の膜を形成できるものであった。また、以下の評価においては、クリアインクにより形成された無色透明の膜を観察しやすくするため、記録媒体としてOHPフィルムを用いたが、本発明のクリアインクを適用可能な記録媒体はこれに限られるものではない。
(吐出安定性の評価)
各クリアインクを用いて、上記のインクジェット記録装置により、記録媒体(OHPフィルム CG3410;住友スリーエム製)に、記録デューティが50%であるA4サイズのベタ画像を連続して20枚分記録した。そして、目視で確認した1枚目と20枚目の画像における記録ヨレの状態から、吐出安定性の評価を行った。吐出安定性の評価基準は以下の通りである。評価結果を表7に示す。本発明においては下記の評価基準でB以上が許容できる吐出安定性のレベルとした。
AA:20枚分の記録が可能であり、20枚目の画像に記録ヨレがなかった。
A:20枚分の記録が可能であり、20枚目の画像にわずかな記録ヨレがあった。
B:20枚分の記録が可能であったが、1枚目の画像と比べて20枚目の画像に記録ヨレが目立った。
C:20枚分の記録ができなかった。
各クリアインクを用いて、上記のインクジェット記録装置により、記録媒体(OHPフィルム CG3410;住友スリーエム製)に、記録デューティが50%であるA4サイズのベタ画像を連続して20枚分記録した。そして、目視で確認した1枚目と20枚目の画像における記録ヨレの状態から、吐出安定性の評価を行った。吐出安定性の評価基準は以下の通りである。評価結果を表7に示す。本発明においては下記の評価基準でB以上が許容できる吐出安定性のレベルとした。
AA:20枚分の記録が可能であり、20枚目の画像に記録ヨレがなかった。
A:20枚分の記録が可能であり、20枚目の画像にわずかな記録ヨレがあった。
B:20枚分の記録が可能であったが、1枚目の画像と比べて20枚目の画像に記録ヨレが目立った。
C:20枚分の記録ができなかった。
(光沢性の評価)
顔料インクと各クリアインクとを下記表7に示すように組み合わせてインクセットとした。次に、上記のインクジェット記録装置により、記録媒体(OHPフィルム CG3410;住友スリーエム製)に、以下の(1)及び(2)のそれぞれ10cm×5cmのベタ画像を含むパターンを記録した。この際、顔料インク及びクリアインクは、カートリッジホルダーのマゼンタインク及びグリーンインクのポジションにそれぞれセットし、顔料インクを付与した後にクリアインクを重なるように付与して、8パス片方向で記録を行った。
(1)顔料インクの記録デューティ:0%+クリアインクの記録デューティ:50%
(2)顔料インクの記録デューティ:25%+クリアインクの記録デューティ:25%
顔料インクと各クリアインクとを下記表7に示すように組み合わせてインクセットとした。次に、上記のインクジェット記録装置により、記録媒体(OHPフィルム CG3410;住友スリーエム製)に、以下の(1)及び(2)のそれぞれ10cm×5cmのベタ画像を含むパターンを記録した。この際、顔料インク及びクリアインクは、カートリッジホルダーのマゼンタインク及びグリーンインクのポジションにそれぞれセットし、顔料インクを付与した後にクリアインクを重なるように付与して、8パス片方向で記録を行った。
(1)顔料インクの記録デューティ:0%+クリアインクの記録デューティ:50%
(2)顔料インクの記録デューティ:25%+クリアインクの記録デューティ:25%
このようにして記録した2種の画像の領域についてそれぞれ、円筒型マンドレル屈曲試験器(商品名:TQC BD2000;コーテック製)に10mm径のマンドレルを搭載して、画像を記録した面を外側にして折り曲げた。折り曲げた画像部分をマイクロヘイズメーター(BYKガートナー製)を用いて20°グロスの値を測定した。このようにして測定した20°グロスの値から、光沢性の評価を行った。光沢性の評価基準は以下の通りである。評価結果を表7に示す。本発明においては下記の評価基準でB以上が許容できる光沢性のレベルとした。
AA:20°グロスの値が40以上であった。
A:20°グロスの値が35以上40未満であった。
B:20°グロスの値が30以上35未満であった。
C:20°グロスの値が30未満であった、又は画像にクラックが発生した。
AA:20°グロスの値が40以上であった。
A:20°グロスの値が35以上40未満であった。
B:20°グロスの値が30以上35未満であった。
C:20°グロスの値が30未満であった、又は画像にクラックが発生した。
Claims (17)
- コアポリマー及びシェルポリマーで構成されるコアシェル構造を有するポリマー微粒子を含有するインクジェット用のクリアインクであって、
前記ポリマー微粒子が、単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニットと、単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットと、を少なくとも構成ユニットとして含み、
さらに、前記ポリマー微粒子に対して、前記単官能α,β−エチレン性不飽和疎水性モノマーに由来するユニット、並びに、前記単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーに由来するユニットが占める合計の割合が、99.5質量%以上であることを特徴とするクリアインク。 - 前記ポリマー微粒子の酸価が、40mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である請求項1に記載のクリアインク。
- 前記シェルポリマーの酸価が、60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下である請求項1又は2に記載のクリアインク。
- 前記ポリマー微粒子におけるコアポリマーとシェルポリマーの比率が、質量基準で、コア/シェル=0.33以上1.5以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のクリアインク。
- 前記シェルポリマーの重量平均分子量が、3,000以上50,000以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のクリアインク。
- 前記ポリマー微粒子の最低造膜温度(℃)が、25℃以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のクリアインク。
- 前記単官能α,β−エチレン性不飽和酸モノマー及びその塩から選ばれるモノマーが、カルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩を少なくとも含む請求項1乃至6のいずれか1項に記載のクリアインク。
- 前記シェルポリマーのみが、カルボン酸基含有不飽和モノマー又はその塩に由来するユニットを有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載のクリアインク。
- 前記ポリマー微粒子の体積平均粒子径が、30nm以上200nm以下である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のクリアインク。
- 前記クリアインク中の前記ポリマー微粒子の含有量(質量%)が、クリアインク全質量を基準として、0.3質量%以上5.0質量%以下である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のクリアインク。
- クリアインクをインクジェット方式で吐出して記録媒体に付与するインクジェット記録方法であって、
前記クリアインクが、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のクリアインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。 - クリアインクと顔料インクとを用いるインクジェット記録方法であって、
顔料インクを用いて記録媒体に記録を行う工程(I)及びクリアインクをインクジェット方式で吐出して記録媒体に付与する工程(II)を有し、
前記クリアインクが、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のクリアインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 記録媒体の少なくとも一部の領域において、前記工程(I)を行った後に、前記工程(II)を行う請求項12に記載のインクジェット記録方法。
- クリアインクと少なくとも1種の顔料インクとを有するインクジェット用のインクセットであって、
前記クリアインクとして、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のクリアインクを用いることを特徴とするインクセット。 - クリアインクを収容するための収容部を備えたインクカートリッジであって、
前記クリアインクが、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のクリアインクであることを特徴とするインクカートリッジ。 - クリアインクを収容するための収容部と、クリアインクを吐出するための記録ヘッドとを備えた記録ユニットであって、
前記クリアインクが、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のクリアインクであることを特徴とする記録ユニット。 - クリアインクを収容するための収容部と、クリアインクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置であって、
前記クリアインクが、請求項1乃至10のいずれか1項に記載のクリアインクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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2009
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