JP2012092208A - 水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 - Google Patents

水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 Download PDF

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幸絵 古川
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Abstract

【課題】 インクによって記録媒体に形成された画像が優れた密着性及び耐屈曲性を有する水性インクを提供すること。
【解決手段】 樹脂微粒子を含有する水性インクであって、前記樹脂微粒子が、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントA、及び、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ炭素鎖の直鎖部分の炭素数が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有し、前記官能基Xと前記官能基Yが結合することで、前記ユニットBを介して前記複数のセグメントAが結合されていることを特徴とする水性インク。
【選択図】 なし

Description

本発明は水性インク、かかるインクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
近年、インクジェット記録方式は、紙などの浸透性の記録媒体への印刷だけではなく、ポリ塩化ビニルやポリエチレンテレフタラートなどのプラスチックを用いた非浸透性の記録媒体への印刷といった応用展開がなされている。非浸透性の記録媒体に用いられるインクには、インクによって記録媒体に形成された画像が成型に伴う記録媒体の変形に追随することができる性能が要求される。また、環境への安全性が高い水性インクに対する要求が高い。
これらのニーズに伴い、架橋した樹脂微粒子を含有する水性インクが検討されている(特許文献1及び特許文献2)。特許文献1には、架橋したウレタンラテックスを含有するインクジェット用水性インクが開示されている。特許文献2には、疎水性モノマー及び酸性モノマーを架橋して得られたラテックス粒子を含有するインクジェット用水性インクが開示されている。
特開2006−241457号公報 特開2006−257418号公報
しかしながら、本発明者らの検討の結果、架橋した樹脂微粒子を含有する従来の水性インクは、非浸透性の記録媒体に用いられるインクに要求される、成型に伴う記録媒体の変形に画像が追随することができる性能を満足するまでには至っていないことが分かった。
特許文献1は、弾性を有する材料であるウレタンラテックス粒子を架橋することで更に剪断安定性を高めている。したがって、このような剪断安定性の高い樹脂微粒子を含有するインクによって記録媒体に形成された画像は非常に剛直となりやすい。また、特許文献2に記載されたインクに用いられる樹脂微粒子は、原料となるモノマー及び架橋剤がアクリル樹脂である。そのため、モノマーが乳化重合して樹脂微粒子を形成する反応、及び樹脂微粒子内の架橋反応は、共にラジカル重合反応である。したがって、樹脂微粒子内の架橋度の制御が困難であり、このような樹脂微粒子を含有するインクを用いた場合、記録媒体に形成された画像は特許文献1と同様に非常に剛直となりやすい。つまり、特許文献1及び2に記載されたインクによって記録媒体に形成された画像は、剛直過ぎて、成型に伴う記録媒体の変形に追随することができず、ひび割れや皺、記録媒体からの剥離が発生してしまう。
したがって、本発明の目的は、インクによって記録媒体に形成された画像が優れた密着性及び耐屈曲性を有し、記録媒体の変形に追随することができる性能を有する水性インクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記本発明の水性インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる水性インクは、樹脂微粒子を含有する水性インクであって、前記樹脂微粒子が、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントA、及び、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ炭素鎖の直鎖部分の炭素数が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有し、前記官能基Xと前記官能基Yが結合することで、前記ユニットBを介して前記複数のセグメントAが結合されていることを特徴とする。
本発明によれば、インクによって記録媒体に形成された画像が優れた密着性及び耐屈曲性を有し、記録媒体の変形に追随することができる性能を有する水性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、前記水性インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供することができる。
以下、好適な実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。本発明の水性インク(以下「インク」とする)は、樹脂微粒子を含有し、前記樹脂微粒子が、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントA、及び、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ炭素鎖の直鎖部分の炭素数(以下、「官能基Y間の炭素数」とする)が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有し、前記官能基Xと前記官能基Yが結合することで、前記ユニットBを介して前記複数のセグメントAが結合されているという特徴を有する。
本発明者らは、まず非浸透性の記録媒体に用いられるインクに要求される「インクによって記録媒体に形成された画像が記録媒体の変形に追随することができる性能」を達成するのに必要な特性を検討した。その結果、記録媒体の変形に耐え得る「画像の耐屈曲性」、及び、非浸透性の記録媒体の変形によっても記録媒体と画像が十分に接着し剥がれにくいような「画像と記録媒体との密着性」を、画像が併せ持つことが必要であることが分かった。
耐屈曲性の高い画像は、例えば、インク中に耐屈曲性を有する樹脂微粒子を含有させることで達成される。耐屈曲性を有する樹脂微粒子は、共有結合や水素結合などにより樹脂間が連結された部位を樹脂微粒子内に導入することで得られる。一方、インクによって記録媒体に形成された画像と記録媒体との密着性を向上するには、非浸透性の記録媒体に用いられるプラスチックと親和性が良好である化合物、例えばアクリル樹脂などをインク中に含有することが効果的である。
以上の考察より、本発明者らが検討を重ねた結果、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントA、及び、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ炭素鎖の直鎖部分の炭素数が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有し、前記官能基Xと前記官能基Yが結合することで、前記ユニットBを介して前記複数のセグメントAが結合されている樹脂微粒子を含有する水性インクを用いることで、「画像の耐屈曲性」及び「画像と記録媒体との密着性」を両立することが可能であることが分かった。この理由について、本発明者らは次のように推測している。尚、以下「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリロイル」と記載した場合は、それぞれ「アクリル酸、メタクリル酸」、「アクリロイル、メタクリロイル」を示すものとする。
本発明において、樹脂微粒子が有するセグメントAとして、非浸透性の記録媒体として用いられるプラスチックと親和性の高い(メタ)アクリル酸エステルを重合して得られるアクリル樹脂を用いることで記録媒体との密着性が向上する。また、(メタ)アクリル酸エステルがイソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xのような加水分解されにくい官能基を有することで、得られる画像の耐屈曲性を長期にわたって保持することができる。更に、複数のセグメントAを連結する化合物として、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記官能基Y間の炭素数が何れも4以上16以下である化合物(II)を用いることで、適度な弾性を樹脂微粒子に付与することができる。このような剛直にも柔軟にもなり過ぎない適度な弾性の樹脂微粒子を用いることで、得られる画像の耐屈曲性を向上することができる。また、これらの化合物(II)は、セグメントAを構成する化合物(I)とは異なる反応機構で結合反応が進行することから、セグメントAとは独立した反応の制御が可能である。具体的には、化合物(I)はラジカル重合反応してセグメントAを形成する。これ対し、化合物(II)の官能基Y(水酸基やアミノ基)は、セグメントA中の官能基X(イソシアネート基、エポキシ基やアルデヒド基)と反応の制御が容易なカチオン反応で結合させることができる。
尚、上記の特許文献1、2に記載のインクは、剪断安定性を高めるために樹脂微粒子を架橋しているため、得られる画像が剛直で、画像の耐屈曲性は低い。また、特許文献1、2に記載のインクを用いて記録媒体に形成された画像は、架橋により画像内の樹脂間の凝集力が非常に強い。そのため、画像と記録媒体との親和力が相対的に弱くなり、記録媒体との密着性が低くなる。以上より、特許文献1、2に記載のインクを用いて記録媒体に形成された画像は「耐屈曲性」及び「記録媒体との密着性」が何れも低く、記録媒体の変形に追随することができる性能が低いといわざるを得ない。
[インク]
以下、本発明のインクを構成する各成分について、それぞれ説明する。
<樹脂微粒子>
本発明において、樹脂微粒子は水中に分散した状態、所謂、樹脂エマルションとして存在する。本発明のインクに使用する樹脂微粒子は、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントA、及び、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ炭素鎖の直鎖部分の炭素数が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有し、前記官能基Xと前記官能基Yが結合することで、前記ユニットBを介して前記複数のセグメントAが結合されている。尚、化合物(I)及び化合物(II)は、本発明のインクに使用する樹脂微粒子の構造を明確に表現するために、具体的に示したものであって、用いることができる原料化合物はこれらに限定されない。つまり、結果的に得られる樹脂微粒子の構造が化合物(I)及び化合物(II)を用いて合成された本発明のインクに使用する樹脂微粒子の構造と同じであれば、その合成方法や原料となる化合物が異なるものも本発明に該当する。例えば、HC=CH−NHCOO−(CH−OOCNH−CH=CHのような化合物を1段階で付加重合させて得られた樹脂微粒子も本発明のインクに使用する樹脂微粒子に該当する。また、本発明のインクに使用する樹脂微粒子は、「ユニットBを介して複数のセグメントAが結合された構造」が、“アルファベットのH”や“あみだくじ”のような構造になっている部分を含むことが好ましい。そのために、末端以外の部分に、少なくとも1の官能基Xを有するセグメントAを用いることが好ましい。
(化合物(I)に由来するユニットを含んで構成されるセグメントA)
本発明のインクに使用する樹脂微粒子は、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントAを有する。化合物(I)としては、以下のものが挙げられる。
具体的には、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート、(メタ)アクリル酸2−イソシアネートエチルなどのイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸エステル;グリジシルアクリレート、グリジシルメタクリレートなどのエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル;2−プロピルアクリルアルデヒド、2−ブチルアクリルアルデヒド、2−イソプロピルアクリルアルデヒドなどのアルデヒド基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。また、反応の制御や反応効率の観点から、化合物(I)1分子内に存在するイソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基は1つが好ましい。特に、化合物(I)の中でも、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸エステルを用いることが好ましい。更には、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートを用いることがより好ましい。
また、セグメントAが、更に下記式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステル
式(III):CH=CRCOOR
(式(III)中、RはH又はCHであり、Rは炭素数1乃至18のアルキル基、炭素数4乃至18のシクロアルキル基、炭素数2乃至18のヒドロキシアルキル基、カルビトール基、又はテトラヒドロフルフリル基である。)
に由来するユニットを含むことが好ましい。更には、セグメントAが、化合物(I)と上記式(III)で表される(メタ)アクリル酸の共重合構造を有することがより好ましい。式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットは後述の化合物(II)との反応性が低い。したがって、セグメントA中に式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含むことで、化合物(II)による複数のセグメントA同士の結合が多くなり過ぎない。そのため、樹脂微粒子に適度な柔軟性を付与することができ、画像の耐屈曲性が向上する。
具体的に、このような式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸と以下に示すアルコールとがエステル結合したものが挙げられる。(メタ)アクリル酸とエステルを形成するアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ヘキシルアルコールなどの炭素数1乃至18の直鎖又は分岐アルキルアルコール;シクロヘキサノール、2−メチルシクロペンタノールなどの炭素数4乃至18のシクロアルキルアルコール;ベンジルアルコールなどの炭素数7乃至18の芳香族アルコールが挙げられる。上記のアルコールは、無置換でも、更に炭素数1乃至10のアルキル基で置換されていてもよい。その他の式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステルとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレートなどの炭素数2乃至18のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。特に、式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステルの中でも、式(III)中のRがH又はCHであり、Rが炭素数1乃至18のアルキル基、炭素数4乃至18のシクロアルキル基、炭素数2乃至18のヒドロキシアルキル基であるものが好ましい。更には、メチル(メタ)アクリレート及びヘキシル(メタ)アクリレートを用いることがより好ましい。
樹脂微粒子に占めるセグメントAの割合(質量%)は、樹脂微粒子の全質量を基準として、85.0質量%以上99.5質量%以下であることが好ましい。また、セグメントAに占める化合物(I)に由来するユニットの割合(質量%)が、前記セグメントAの全質量を基準として、2.0質量%以上25.0質量%以下であることが好ましい。2.0質量%未満のときは、記録媒体との親和性の高い構造である化合物(I)に由来するユニットの量が少なくなるため、記録媒体との密着性の向上効果が十分に得られない場合がある。また、化合物(I)に由来するユニットの量が少なくなると、後述の化合物(II)との結合部となるイソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基も少なくなるため、耐屈曲性が十分に得られない場合がある。また、25.0質量%より多いときは、化合物(II)との結合部が増えることにより剛直性が増してしまい、耐屈曲性が十分に得られない場合がある。
また、化合物(I)として、特に、官能基Xがイソシアネート基及びエポキシ基から選ばれる少なくとも1種である(メタ)アクリル酸エステルを用いることが好ましい。これは、イソシアネート基やエポキシ基は水酸基やアミノ基との反応性が高いため、後述の化合物(II)との結合反応がより均一に効率的に進むため、画像の耐屈曲性がより向上しやすい。更に、化合物(I)に由来するイソシアネート基やエポキシ基は、化合物(II)と結合する際に、その一部が反応に寄与せずに樹脂微粒子中に残存する。この残存したイソシアネート基やエポキシ基などの官能基は、非浸透性の記録媒体に用いられるプラスチックと親和性が高く、記録媒体との密着性をより向上することができる。特に、表面にカルボキシル基や水酸基のような極性基を有する記録媒体を用いた場合は、残存したイソシアネート基やエポキシ基がこれらの極性基と結合することで、記録媒体との密着性は更に向上する。
(化合物(II)に由来するユニットB)
本発明のインクに使用する樹脂微粒子は、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ直鎖部分の炭素鎖の炭素数(以下、「炭素数N」とする)が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有する。ここで、「炭素数N」とは、2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの官能基Yを官能基Y、官能基Yとし、官能基Yが結合する炭素をC、官能基Yが結合する炭素をCとしたときに、CとCを両末端と仮定した炭素鎖の直鎖部分の炭素数を意味する。つまり、CとCを両末端と仮定した炭素鎖の直鎖部分に対して側鎖となる炭素については、炭素数Nとして数えない(例えば、3−メチルペンタンの場合は、ペンタンに対して側鎖となる3位のメチル基の炭素は数えないので、炭素数Nは“5”)。このとき、側鎖の炭素数を炭素数Nとして数えない理由は、化合物(II)によって連結する複数のセグメントA間の距離は、官能基Yが結合する炭素を結んだ直鎖部分の炭素鎖に依存するからである。例えば、2,5−ヘキサンジオールの場合は“4”、1,5,9−ノナントリアミンの場合はそれぞれ“5”、8−アミノ−1−オクタノールの場合は“8”、2−メチル−1,4−ブタンジオールは“4”である。
化合物(II)の官能基Y間の炭素数が4より小さい場合、化合物(II)に由来するユニットBが短く、各々のセグメントA同士の距離が近くなるため、樹脂微粒子が剛直になり過ぎてしまい、画像に十分な耐屈曲性を付与できない。また、化合物(II)の官能基Y間の炭素数が16より大きい場合、化合物(II)に由来するユニットBが長く、複数のセグメントA同士の距離が遠くなるため、樹脂微粒子が柔軟になり、弾性が低くなるため、画像に十分な耐屈曲性を付与できない。
また、複数のセグメントAを、ユニットBで連結するためには、化合物(II)の分子内に存在する水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yの数は、2以上であることが必要である。化合物(II)の分子内に存在する官能基Yの数が1以下のときは、1つのユニットBは1つのセグメントAにしか結合することができないため、画像の耐屈曲性は得られない。また、化合物(II)の分子内に存在する官能基Yの数は3以下であることが好ましい。化合物(II)の分子内に存在する官能基Yの数が3より大きいと、セグメントA間を連結する構造が増え、樹脂微粒子が剛直になり、画像の耐屈曲性が十分に得られない場合があるからである。
具体的に、化合物(II)としては、1,4−ブタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,4−オクタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、3,7‐ジメチル‐2,6‐オクタンジオールなどのアルカンジオール;1,5,9−ノナントリオール、1,4,7−ヘプタントリオールなどのアルカントリオール;1,4−ブタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,16−ヘキサデカンジアミン、1,4−オクタンジアミン、2,5−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、3,7‐ジメチル‐2,6‐オクタンジアミンなどのアルカンジアミン;1,5,9−ノナントリアミン、1,4,7−ヘプタントリアミン、1,6,11−ウンデカントリアミンなどのアルカントリアミン;5−アミノ−1−ペンタノール、8−アミノ−1−オクタノールなどのアミノアルコールが挙げられる。何れも合計の炭素数が4乃至16のものが好ましい。また、これらは必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。
本発明においては、化合物(II)として、特に、アルカンジオール、アルカントリオール、アルカンジアミン、アルカントリアミンを用いることが好ましい。これは、分子中に同じ官能基を有する化合物の方が、セグメントA間を結合する反応が均一に起こりやすく、化合物(II)によるセグメントA間の結合反応を制御し易いためである。また、結合反応が均一に進むことにより弾性の均一な樹脂微粒子が得やすく、画像の耐屈曲性及び記録媒体との密着性がより向上する。
また、前記樹脂微粒子に占めるユニットBの割合(質量%)が、前記樹脂微粒子の全質量を基準として、1.0質量%以上11.5質量%以下であることが好ましい。1.0質量%未満のときは、ユニットBの量が少なく、セグメントA間を連結する構造が少なくなり、画像の耐屈曲性が十分に得られない場合がある。また、11.5質量%より多いときは、セグメントA間を連結する構造が多くなり剛直性が増すため、画像の耐屈曲性が十分に得られない場合がある。
(樹脂微粒子の合成方法)
本発明のインクに使用する樹脂微粒子の合成方法としては、従来、一般的に用いられている方法を何れも用いることができるが、以下の方法が好ましい。まず、セグメントAを構成する各種モノマーをラジカル乳化重合反応することで、アクリル樹脂微粒子を得る。そして、得られたアクリル樹脂微粒子に対して、化合物(II)を添加し、ラジカル乳化重合とは異なる反応機構であるカチオン反応によって、樹脂微粒子の複数のセグメントA間の連結反応を行う。このような2段階の反応で樹脂微粒子を合成する方法を用いることによって、アクリル樹脂の生長反応と架橋反応を共にラジカル乳化重合反応で行い、1段階の反応で樹脂微粒子を合成する方法よりも耐屈曲性の制御が容易となる。より具体的には、以下の方法が挙げられる。
まず、セグメントAを構成する各種モノマー(化合物(I)を含む)、化合物(II)、ラジカル重合開始剤、乳化剤、酸発生剤、水及びその他の任意成分を混合しプレミックス液体を得る。これらの成分の添加量は、所望のフレキシブル性に応じて適宜定めることができる。このプレミックス液体を反応させて樹脂微粒子を合成する。この合成方法は2段階の反応で構成される。まず化合物(I)を含む各種モノマーと乳化剤とラジカル重合開始剤が反応してセグメントAを得る反応(反応1)をさせる。更に昇温させることで、酸発生剤から酸を発生させてカチオン反応を開始させ、複数のセグメントAを化合物(II)と結合させて樹脂微粒子を得る反応(反応2)を行う。尚、反応1の反応温度は50〜80℃とする必要がある。より好ましくは60〜80℃である。また、反応2の反応温度は80〜90℃とする必要がある。
本発明のインクに使用する樹脂微粒子の合成に用いる乳化剤としては、従来、一般的に用いられているものを何れも用いることができる。具体的には、アルキルアリルスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩などのアニオン性界面活性剤、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ステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ソルビタンモノラウリン酸エステルなどのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。乳化剤は、前記セグメントAを構成するモノマー成分(化合物(I)を含む)の総量を基準として、好ましくは0.1質量%以上10.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以上5.0質量%以下の範囲で使用するのが適当である。
ラジカル重合開始剤としては、従来、一般的に用いられているものを何れも用いることができる。具体的には、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。ラジカル重合開始剤は、前記セグメントAを構成するモノマー成分の総量を基準として、好ましくは0.01質量%以上20.00質量%以下、更に好ましくは0.10質量%以上10.00質量%以下の範囲で使用するのが適当である。
酸発生剤としては、従来、一般的に用いられているものを何れも用いることができる。具体的には、芳香族ジアゾニウム、芳香族アンモニウム、芳香族ヨードニウム、芳香族スルホニウム、芳香族ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のB(C4−、PF6−、AsF6−、SbF6−、CFSO3−などの塩である芳香族オニウム塩やトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのスルホン酸を発生する化合物である。市販のものとしては、サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L(何れも三新製)などが挙げられる。これらの酸発生剤は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。酸発生剤は、化合物(II)の総量を基準として、好ましくは0.01質量%以上20.00質量%以下、より好ましくは0.05質量%以上15.00質量%以下、更に好ましくは0.10質量%以上10.00質量%以下の範囲で使用するのが適当である。その他の成分として、必要に応じて重合調整剤、連鎖移動剤、分子量調整剤などを含有してもよい。
(樹脂微粒子の分析方法)
得られた樹脂微粒子の組成、分子量に関しては、従来公知の方法により分析を行うことができる。また、樹脂微粒子を含有するインクからも、インクを遠心分離し、その沈降物と上澄み液を調べることで分析することができる。尚、インクの状態でも各確認は行うことができるが、樹脂微粒子を抽出しておくと、精度がより高まる。具体的な手法としては、インクを50,000rpmで1時間遠心分離し、その上澄み液から樹脂微粒子を抽出する。分離した樹脂微粒子を高温ガスクロマトグラフィー/質量分析計(高温GC/MS)を用いて分析することで、樹脂微粒子を構成しているモノマーの種類を確認でき、核磁気共鳴法(NMR)を用いることにより組成比を測定することができる。また、樹脂微粒子の重量平均分子量及び数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により得られる。本発明におけるGPCの測定条件は以下の通りである。
・装置:Alliance GPC 2695(Waters製)
・カラム:Shodex KF−806Mの4連カラム(昭和電工製)
・移動相:THF(特級)
・流速:1.0mL/min
・オーブン温度:40.0℃
・試料溶液の注入量:0.1mL
・検出器:RI(屈折率)
・ポリスチレン標準試料:PS−1及びPS−2(Polymer Laboratories製)
(分子量:7,500,000、2,560,000、841,700、377,400、320,000、210,500、148,000、96,000、59,500、50,400、28,500、20,650、10,850、5,460、2,930、1,300、580の17種)。後述する実施例においても、上記の条件で測定を行った。
(樹脂微粒子の特性)
本発明のインクに使用する樹脂微粒子は、GPCにより得られるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が、10,000以上500,000以下であることが好ましく、更に30,000以上200,000以下であることがより好ましい。また、樹脂微粒子の平均粒子径は50nm以上400nm以下が好ましく、より好ましくは100nm以上300nm以下である。樹脂微粒子の最低成膜温度は、乾燥条件や加熱条件によって適宜調整することができるが、30℃以下であることが好ましく、更には25℃以下であることがより好ましい。ここで「最低成膜温度」とは、水に分散させた樹脂微粒子をアルミニウムなどの金属板の上に薄く流延し昇温したときに、透明な連続フィルムを形成できる最低の温度である。本発明のインクに使用する樹脂微粒子の最低成膜温度が30℃以下のとき、室温においても、樹脂微粒子が成膜し、画像が記録媒体に定着するため好ましい。
本発明のインク中の樹脂微粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として2.0質量%以上50.0質量%が好ましく、より好ましくは4.0質量%以上30.0質量%以下である。樹脂微粒子の含有量が50.0質量%よりも多い場合、インクの粘度が高くなり吐出安定性が十分でない場合がある。樹脂微粒子の含有量が2.0質量%未満の場合、画像の記録媒体に対する密着性が十分でない場合がある。
<色材>
本発明のインクは、更に色材を含有してもよい。用いられる色材としては、顔料及び染料が挙げられ、従来公知のものを何れも使用することができる。インク中の色材の含有量(質量%)としては、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下が好ましく、更には0.5質量%以上10.0質量%以下がより好ましい。特に、耐候性の観点から、色材として顔料を有することが好ましい。尚、色材として顔料を用いる場合、顔料の分散方法としては、分散剤として樹脂を用いる樹脂分散タイプの顔料(高分子分散剤を使用した樹脂分散型顔料、顔料粒子の表面を樹脂で被覆したマイクロカプセル型顔料、顔料粒子の表面に高分子を含む有機基が化学的に結合した樹脂結合型自己分散顔料)や顔料粒子の表面に親水性基が結合した自己分散タイプの顔料(自己分散型顔料)が挙げられる。無論、分散方法の異なる顔料を併用することも可能である。また、顔料粒子の平均粒径は、好ましくは0.005μm以上0.500μm以下、より好ましくは0.010μm以上0.450μm以下、更に好ましくは0.015μm以上0.400μm以下である。上記範囲とすることで、インクの保存安定性、吐出安定性を維持することが容易となる。
<水性媒体>
本発明のインクには、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。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、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、従来、インクジェット用のインクに一般的に用いられているものを何れも用いることができる。例えば、アルコール類、グリコール類、アルキレン基の炭素原子数が2乃至6のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。水は脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、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。
<その他の添加剤>
本発明のインクは、上記の成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体など、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。更に、本発明のインクは必要に応じて、その他の樹脂、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、蒸発促進剤、キレート化剤、及び樹脂微粒子以外の樹脂などの種々の添加剤を含有してもよい。上述の樹脂微粒子以外の樹脂を更に含有する場合、インク中における全ての樹脂の含有量の合計がインク全質量を基準として0.01質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
<インクの物性>
25℃におけるインクの粘度は1.5mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましく、2.0mPa・s以上8.0mPa・s以下であることがより好ましい。25℃におけるインクの粘度が10.0mPa・sより大きいと、インクの吐出安定性が十分に得られない場合がある。更に、様々な非浸透性の記録媒体への記録を考慮して、記録媒体での滲みや濡れ性の観点から、インクの表面張力は、15.0mN/m以上50.0mN/m以下が好ましく、17.0mN/m以上30.0mN/m以下がより好ましい。インクの粘度及び表面張力は、例えば水性媒体や添加剤の種類・含有量によって調整することができる。
[インクカートリッジ]
本発明のインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備えてなり、前記インク収容部に、上記で説明した本発明のインクが収容されてなるものである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、液体のインクを収容するインク収容室、及び負圧によりその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものが挙げられる。又は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容量の全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部であるインクカートリッジであってもよい。更には、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
[インクジェット記録方法]
本発明のインクジェット記録方法は、インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に記録を行う工程を有するインクジェット記録方法であり、前記記録工程に上記で説明した本発明のインクを使用するものである。本発明においては特に、インクに熱エネルギーを作用させて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる方式のインクジェット記録方法が好ましい。尚、本発明における「記録」とは、インク受容層を有する記録媒体や普通紙などの記録媒体に対して本発明のインクを用いて記録する態様、ガラス、プラスチック、フィルムなどの非浸透性の記録媒体に対して本発明のインクを用いてプリントを行う態様を含む。本発明のインクは、フレキシブル性を有する非浸透性の記録媒体に対して用いた場合に特に顕著な効果が得られるため、より好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリサルフォン、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタールなどを材質とするプラスチックフィルムやシートなどが挙げられる。
また、本発明においては、更に記録媒体の加熱工程を有することが好ましい。これは、加熱工程により水性媒体の蒸発が促進されるため、得られる画像中に水性媒体が残留することを抑制することができ、画像の耐擦過性を向上することができるからである。また、記録媒体の加熱工程は、前記記録工程の前に行っても後で行ってもよいが、インクを記録媒体に付与する前に記録媒体を加熱する工程を行う方がより好ましい。これは、インクが記録媒体に付与された瞬間に水性媒体の蒸発が起きることで、隣接するドット間でのインクの流動が抑えられるため、得られる画像の画質がより向上するからである。尚、「インクを記録媒体に付与する前に記録媒体を加熱する」とは、加熱された記録媒体にインク液滴が付与されさえすればよく、このような条件を満たすのであれば、記録媒体を加熱しながら記録を行う場合も含まれる。具体的には、プラテンを熱で変形しにくいダイカスト製法で作製したアルミニウム合金とし、プラテン下部にニッケル合金製ヒーターを配置し、プラテンを加熱することで記録媒体を加熱しながら記録を行う方法などが挙げられる。また、インクを記録媒体に付与する前に記録媒体を加熱する工程に加えて、更に、インクを記録媒体に付与した後に加熱工程を設けることもできる。インクを記録媒体に付与した後に加熱工程を更に設けることで、記録媒体に付与されたインク液滴の乾燥や樹脂微粒子の造膜をさらに促進させ、インクの記録媒体への定着性をより向上させることができる。尚、非浸透性の記録媒体を用いる場合は、加熱工程において、記録媒体の軟化温度以下の温度で加熱することが好ましい。例えば、非浸透性の記録媒体として、ポリ塩化ビニルフィルムなどを用いる場合は、記録媒体の軟化温度である80℃以下の温度で加熱することが好ましい。更には、30℃以上で加熱することが好ましい。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。尚、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
<樹脂微粒子水溶液の調製>
以下に示す手順により、樹脂微粒子水溶液Em.1〜Em.45を調製した。撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入口及び滴下漏斗2つ(滴下漏斗I、滴下漏斗II)を備えたフラスコに、過硫酸カリウム0.5部と乳化剤(商品名:ラテムル PD−430(ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル);花王製)0.5部と純水50.0部とを加える。更に、撹拌しながら内温を60℃まで加熱した。そして、滴下漏斗Iから、表1〜表4に記載の量の化合物(I)、化合物(II)、サンエイドSI−80L(三新化学工業製)と、ラテムル PD−430(花王製)0.25部、純水50.0部をホモジナイザーでプレミックスしたものを窒素雰囲気下で2時間かけて滴下し、滴下漏斗IIからは過硫酸カリウム0.5部、純水9.5部を、窒素雰囲気下で2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に60℃にて2時間撹拌しセグメントAを重合した。その後、20分かけて内温を90℃まで昇温させ、更に2時間撹拌しセグメントAと化合物(II)のカチオン反応による結合を促進させて樹脂微粒子を得た。得られた樹脂微粒子に関して、フーリエ変換型赤外分光光度計(FT−IR)によりイソシアネート基の吸収波長(2,230cm−1)と水酸基の吸収波長(3,200〜3,600cm−1)を測定し、これらの強度比から化合物(II)によるセグメントA間の結合反応率を算出した。反応率が95%以上となれば、化合物(II)によるセグメントA間の結合反応が十分に進行したと判断し、室温まで降温させ樹脂微粒子の合成反応を終了させた。得られた樹脂微粒子水溶液は、何れも水溶液中に含まれる樹脂微粒子の含有量が48.0質量%であり、体積平均粒径の50%累計値により求められる平均粒子径が200nm、数平均分子量(Mn)は100,000であった。
Figure 2012092208
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Figure 2012092208
Figure 2012092208
(樹脂微粒子水溶液Em.42の調製)
特許文献1(特開2006−241457号公報)の実施例1を参考に、以下のようにして樹脂微粒子水溶液Em.42を調製した。ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(2.75g)とアニオン性界面活性剤Rhodafac(30質量%水溶液0.65g)を水中に含んで成る樹脂微粒子を調製した。二官能性反応剤1,6−ジイソシアナートヘキサン(3.25g)を、シリンジを使って前記樹脂微粒子に添加し、そして室温で一晩撹拌し、アニオン性界面活性剤により安定化された樹脂微粒子水溶液を得た。得られた樹脂微粒子水溶液は、水溶液中に含まれる樹脂微粒子の含有量が48.0質量%であり、平均粒子径は200nmであった。
(樹脂微粒子水溶液Em.43の調製)
特許文献1(特開2006−241457号公報)の実施例4を参考に、以下のようにして樹脂微粒子水溶液Em.43を調製した。イソシアナート(商品名:Mondur MRS;Bayer製)(6.0g)とアニオン性界面活性剤Rhodafac RS710(0.24g)とを水(32mL)中に含んで成る微粒子を調製した。得られた微粒子にビス(アミノメチル)シクロヘキサンのような二官能性アミノ化合物(3.16g)を加え、75℃まで加熱して、架橋結合されたウレタン樹脂微粒子水溶液を得た。得られた樹脂微粒子水溶液は、水溶液中に含まれる樹脂微粒子の含有量が48.0質量%であった。
(樹脂微粒子水溶液Em.44の調製)
特許文献2(特開2006−257418号公報)の実施例1を参考に、以下のようにして樹脂微粒子水溶液Em.44を調製した。疎水性モノマーとしてメタクリル酸メチル(88.8g)及びアクリル酸ヘキシル(88.8g)、酸性モノマーとしてモノメタクリロイルオキシエチルスクシナート(20g)、架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート(2.4g)及びイソオクチルチオグリコラート(1.0g)を一緒に混合してモノマー混合物を形成した。水(67.7g)及び30質量%のアニオン界面活性剤Rhodafac RS710(16.67g)をそのモノマー混合物に加え、そして剪断混合し樹脂微粒子を形成した。更に600mLの水を90℃まで加熱した。重合開始剤として0.7質量%過硫酸カリウム溶液(100mL)を調製し、加熱した水に2mL/分の速度にて滴下添加した。同時に、加熱した水に、樹脂微粒子を40分間かけて滴下添加して、樹脂微粒子と加熱水の混合物を形成した。この樹脂微粒子と加熱水の混合物を90℃の温度に保持し、そして一時間後に冷却させ、温度が55℃未満に達したときに、17.5質量%水酸化カリウム20gを加えて、そのpHを7.0を上回るpHに調節した。これを200メッシュフィルターでろ過して260nmの平均粒径を有する樹脂微粒子水溶液を得た。得られた樹脂微粒子水溶液は、水溶液中に含まれる樹脂微粒子の含有量が48.0質量%であった。
(樹脂微粒子水溶液Em.45の調製)
特開2005−126729号公報のエマルジョンAを参考に、以下のようにして樹脂微粒子水溶液Em.45を調製した。滴下装置、温度計、水冷式還流コンデンサー、および撹拌機を備えた反応容器にイオン交換水100部を入れ、撹拌しながら窒素雰囲気70℃で、重合開始剤の過硫酸カリウムを0.2部添加した。イオン交換水7部にラウリル硫酸ナトリウム0.05部、グリシドキシアクリレート4部、スチレン5部、テトラヒドロフルフリルアクリレート6部、ブチルアクリレート5部及びtert−ドデシルメルカプタン0.02部を混合して得たモノマー溶液を、70℃で容器に滴下して反応させ、一次物質を作成した。この一次物質に、過硫酸アンモニウム10質量%溶液2部を添加して撹拌した。更にイオン交換水30部、ラウリル硫酸カリ0.2部、スチレン30部、ブチルメタクリレート15部、ブチルアクリレート16部、アクリル酸2部、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート1部、t−ドデシルメルカプタン0.5部よりなる反応液を70℃で撹拌しながら反応容器に添加して重合反応させた。その後、反応液をアンモニアで中和してpH8.0〜8.5とし、0.3μmのフィルターでろ過して、樹脂微粒子水溶液を得た。得られた樹脂微粒子水溶液は、水溶液中に含まれる樹脂微粒子の含有量が48.0質量%であった。
<顔料分散体の調製>
(顔料分散体Aの調製)
カーボンブラックの表面に親水性基が結合した自己分散カーボンブラック顔料として市販されているCab−O−Jet200(Cabot製)を水で希釈し、十分撹拌して顔料分散体Aを得た。顔料分散体Aの顔料(固形分)の含有量は10.0質量%、pHは7.5であり、顔料の平均粒子径は135nmであった。
(顔料分散体Bの調製)
5.5gの水に5gの濃塩酸を溶かした溶液に、5℃に冷却した状態で4−アミノ−1,2−ベンゼンジカルボン酸1.5gを加えた。次に、この溶液の入った容器をアイスバスに入れることで溶液を常に10℃以下に保った状態にし、これに5℃の水9gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かした溶液を加えた。この溶液を更に15分間撹拌後、比表面積が220m/g、DBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラック6gを撹拌下で加えた。その後、更に15分間撹拌し、得られたスラリーをろ紙(商品名:標準用濾紙No.2;アドバンテック製)でろ過した後、粒子を十分に水洗した。これを110℃のオーブンで乾燥させ、自己分散カーボンブラックを調製した。更に、得られた自己分散カーボンブラックに水を加えて顔料の含有量が10.0質量%となるように分散させ、分散液を調製した。上記の方法により、カーボンブラック粒子表面に−C−(COONa)基が結合した自己分散カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散体を得た。その後、イオン交換法を用いて顔料分散体のナトリウムイオンをカリウムイオンに置換することによって、カーボンブラックの表面に−C−(COOK)基が結合した自己分散カーボンブラックが分散された顔料分散体Bを得た。尚、上記で調製した顔料分散体Bの顔料(固形分)の含有量は10.0質量%、pHは8.0であり、顔料の平均粒子径は80nmであった。
(顔料分散体Cの調製)
比表面積が220m/g、DBP吸油量が112mL/100gであるカーボンブラック500g、アミノフェニル(2−スルホエチル)スルホン45g、蒸留水900gを反応器に入れ、温度55℃、回転数300rpmで20分間撹拌した。その後、25質量%の亜硝酸ナトリウム40gを15分間滴下し、更に蒸留水50gを加え、60℃で2時間反応させた。得られた反応物を蒸留水で希釈しながら取り出し、固形分含有量が15.0質量%となるように調製した。更に、遠心分離処理及び精製処理を行い、不純物を除去して、分散液(1)を得た。分散液(1)中のカーボンブラックは、表面にアミノフェニル(2−スルホエチル)スルホンの官能基が結合した状態であった。この分散液(1)中における、カーボンブラックに結合した官能基のモル数を以下のようにして求めた。分散液(1)中のナトリウムイオンを、プローブ式ナトリウム電極で測定し、得られた値をカーボンブラック粉末当りに換算して、カーボンブラックに結合した官能基のモル数を求めた。次に、分散液(1)をペンタエチレンヘキサミン溶液中に滴下した。この際、ペンタエチレンヘキサミン溶液を強力に撹拌しながら室温に保ち、1時間かけて分散液(1)を滴下した。このとき、ペンタエチレンヘキサミンの含有量は、先に測定したナトリウムイオンのモル数の1〜10倍とし、溶液の量は分散液(1)と同量とした。更に、この混合物を18乃至48時間撹拌した後、精製処理を行い、固形分含有量が10.0質量%の分散液(2)を得た。分散液(2)中のカーボンブラックは、表面にペンタエチレンヘキサミンが結合した状態であった。次に、重量平均分子量が8,000、酸価が140mgKOH/g、多分散度Mw/Mn(重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn)が1.5であるスチレン−アクリル酸樹脂を190g秤量した。これに1,800gの蒸留水を加え、樹脂を中和するのに必要な水酸化カリウムを加えて、撹拌して樹脂を溶解することで、スチレン−アクリル酸樹脂水溶液を調製した。次に、分散液(2)500gを、上記で得られたスチレン−アクリル酸樹脂水溶液中に撹拌下で滴下した。この分散液(2)及びスチレン−アクリル酸樹脂水溶液の混合物を蒸発皿に移し、150℃で15時間加熱して、乾燥させた後、乾燥物を室温に冷却した。次いで、水酸化カリウムを用いてpHを9.0に調整した蒸留水に上記で得られた乾燥物を加えて、分散機を用いて分散し、更に撹拌下で1.0規定の水酸化カリウム水溶液を添加して、液体のpHを10乃至11に調整した。その後、脱塩、精製処理を行って不純物及び粗大粒子を除去した。上記の方法により、樹脂結合型自己分散カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散体Cを得た。顔料分散体Cの顔料(固形分)の含有量は10.0質量%、pHは10.1であり、顔料の平均粒子径は130nmであった。
(顔料分散体Dの調製)
酸価が200mgKOH/gで重量平均分子量が10,000のスチレン−アクリル酸共重合体を10質量%水酸化カリウム水溶液で中和した。そして、比表面積が210m/g、DBP吸油量が74mL/100gであるカーボンブラック10部、中和したスチレン−アクリル酸共重合体20部、及び水70部を混合した。この混合物を、サンドグラインダーを用いて1時間分散した後、遠心分離処理を行って粗大粒子を除去し、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行った。上記の方法により、樹脂分散カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散体Dを得た。顔料分散体Dの顔料(固形分)の含有量は10.0質量%、pHは10.0であり、顔料の平均粒子径は120nmであった。
<インクの調製>
(インク1)
上記で得られた顔料分散体A及び樹脂微粒子水溶液Em.1を下記の組成で混合し、十分撹拌して分散した後、ポアサイズ5.0μmのメンブレンフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行い、インク1を調製した。
顔料分散体A(顔料の含有量は10.0質量%) 30.0質量%
樹脂微粒子水溶液Em.1(樹脂の含有量は48.0質量%) 8.0質量%
2−ピロリドン 20.0質量%
ポリエチレングリコール(数平均分子量は600) 3.0質量%
2−メチル−1,3−プロパンジオール 7.0質量%
Zonyl FSO(界面活性剤:デュポン製) 0.5質量%
プロキセルGXL(防腐剤:アビシア製) 0.2質量%
イオン交換水 31.3質量%
(インク2〜45)
樹脂微粒子水溶液Em.1をEm.2〜45とした以外はインク1と同様にしてインク2〜45を得た。
(インク46)
上記で得られた樹脂微粒子水溶液Em.35を下記の組成で混合し、十分撹拌して分散した後、ポアサイズ5.0μmのメンブレンフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行い、インク46を調製した。
顔料分散体A(顔料の含有量は10.0質量%) 30.0質量%
樹脂微粒子水溶液Em.35(樹脂の含有量は48.0質量%) 8.0質量%
1,8−オクタンジオール 0.19質量%
2−ピロリドン 20.0質量%
ポリエチレングリコール(数平均分子量は600) 3.0質量%
2−メチル−1,3−プロパンジオール 7.0質量%
Zonyl FSO(界面活性剤:デュポン製) 0.5質量%
プロキセルGXL(防腐剤:アビシア製) 0.2質量%
イオン交換水 31.11質量%
(インク47〜49)
顔料分散体Aを顔料分散体B〜Dとした以外はインク1と同様にしてインク47〜49を得た。
(インク50)
顔料分散体Aを使用せず、その分染料であるC.I.フードブラック2を3.0質量%とし、イオン交換水を58.3質量%とした以外はインク1と同様にしてインク50を得た。
(インク51)
顔料分散体Aを使用せず、その分イオン交換水を61.3質量%とした以外はインク1と同様にしてインク51を得た。
<記録物の作製>
(実施例1〜38、比較例1〜13)
上記で得られた各インクをインクカートリッジに充填し、インクジェット記録装置PIXUS iP8600(キヤノン製)に装着した。そして、非浸透性の記録媒体である塩化ビニルフィルム(商品名:ORAJET 3165G−010;ORAFOL製)に対して、記録デューティを100%とした5cm×12cmのベタ画像を記録し、記録後に加熱ヒーターによって60℃、10分間加熱した。記録条件は、温度:23℃、相対湿度:50%、記録密度:2,400dpi×1,200dpi、1滴あたりの吐出量:2.5pLとした。本実施例においては、上記インクジェット記録装置を用いて、解像度600dpi×600dpiで1/600インチ×1/600インチの単位領域に2.5pLの体積のインクを8滴付与する条件を、記録デューティが100%であると定義した。
(実施例39、40)
記録媒体を、ポリカーボネートフィルム(製品名:ユーピロン FE2000#100 、三菱エンジニアプラスチック製)(実施例39)、ポリプロピレンフィルム(製品名;ルミラーE20#100、東レ製)(実施例40)とした以外は、実施例1と同様の方法で記録物を作製した。
<評価>
本発明においては下記の各評価項目の評価基準において、A〜Cが好ましいレベルとし、D以下は許容できないレベルとした。
(画像の記録媒体との密着性)
上記で得られた画像と記録媒体との密着性の評価を、JIS K5400に準拠して以下の通り行った。まず、上記で得られた画像をそれぞれ2枚ずつ用意した。そして、一方の画像について、記録面上に1mm間隔で縦、横に11本の切れ目を入れ、1mm角の碁盤目を100個作った試料を作製した。作製した碁盤目の試料の記録面上にセロハンテープを貼り付け、90度の角度で素早く剥がし、剥がれずに残った碁盤目の状況を評価した。また、もう一方の画像(記録面に傷をつけないもの)に関しても、同様に記録面上にセロハンテープを貼り付け、90度の角度で素早く剥がし、その記録面の状況を評価した。記録媒体との密着性の評価基準は以下の通りである。評価結果は表5に示す。
A:碁盤目テストでも、画像の剥がれが全く認められなかった
B:碁盤目テストでは、画像の剥がれが殆ど認められず、インク面に傷をつけなければ剥がれは全く認められなかった
C:碁盤目テストでは若干のインク剥がれが認められるが、インク面に傷をつけなければ剥がれは殆ど認められなかった
D:両条件共に、簡単にセロハンテープでの剥がれが認められた。
(画像の耐屈曲性)
上記で得られた画像の耐屈曲性の評価を、JIS K5600−5−1に準拠して以下の通り行った。具体的には、種々のサイズの直径の円筒形マンドレルを用い、画像を180度曲げ、その後元の平面上の形状に戻したときの画像の状態を観察した。耐屈曲性の評価基準は以下の通りである。評価結果は表5に示す。尚、ひび割れや皺が発生したときの円柱の直径が小さいほど、耐屈曲性が良好であることを示している。
A:8mmの円柱でもひび割れや皺が発生しなかった
B:8mm以上10mm以下の円柱でひび割れや皺が発生した
C:12mm以上14mm以下の円柱でひび割れや皺が発生した
D:16mm以上18mm以下の円柱でひび割れや皺が発生した
E:20mm以上の円柱でひび割れや皺が発生した。
Figure 2012092208
実施例12の画像の記録媒体との密着性、画像の耐屈曲性は共にAランクであったが、同じAランクの実施例2及び10の画像と比較すると画像の記録媒体との密着性、画像の耐屈曲性は共にやや低かった。

Claims (10)

  1. 樹脂微粒子を含有する水性インクであって、
    前記樹脂微粒子が、イソシアネート基、エポキシ基及びアルデヒド基から選ばれる少なくとも1種の官能基Xを有する(メタ)アクリル酸エステルである化合物(I)に由来するユニットを含んで構成される複数のセグメントA、及び、水酸基及びアミノ基から選ばれる官能基Yを2つ以上有し、かつ、前記2つ以上の官能基Yから選択される任意の2つの前記官能基Yが結合する炭素を結んだ炭素鎖の直鎖部分の炭素数が何れも4以上16以下である化合物(II)に由来するユニットBを有し、
    前記官能基Xと前記官能基Yが結合することで、前記ユニットBを介して前記複数のセグメントAが結合されていることを特徴とする水性インク。
  2. 前記セグメントAが、更に下記式(III)で表される(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む請求項1に記載の水性インク。
    式(III):CH=CRCOOR
    (式(III)中、RはH又はCHであり、Rは炭素数1乃至18のアルキル基、炭素数4乃至18のシクロアルキル基、炭素数2乃至18のヒドロキシアルキル基である。)
  3. 前記セグメントAに占める前記化合物(I)に由来するユニットの割合が、前記セグメントAの全質量を基準として、2.0質量%以上25.0質量%以下である請求項1又は2に記載の水性インク。
  4. 前記官能基Xがイソシアネート基及びエポキシ基から選ばれる少なくとも1種である請求項1乃至3の何れか1項に記載の水性インク。
  5. 前記化合物(II)がアルカンジオール、アルカントリオール、アルカンジアミン、アルカントリアミンから選ばれる少なくとも1種である請求項1乃至4の何れか1項に記載の水性インク。
  6. 前記樹脂微粒子に占めるユニットBの割合が、前記樹脂微粒子の全質量を基準として、1.0質量%以上11.5質量%以下である請求項1乃至5の何れか1項に記載の水性インク。
  7. 更に顔料を含有する請求項1乃至6の何れか1項に記載の水性インク。
  8. インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジであって、前記インク収容部に収容されたインクが請求項1乃至7の何れか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
  9. インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に記録を行う工程を有するインクジェット記録方法であって、
    前記インクが、請求項1乃至7の何れか1項に記載の水性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。
  10. 更に、前記インクを前記記録媒体に付与する前に前記記録媒体を加熱する工程を有する請求項9に記載のインクジェット記録方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019009210A1 (ja) * 2017-07-03 2019-01-10 花王株式会社 水系インク
JP2019014883A (ja) * 2017-07-03 2019-01-31 花王株式会社 水系インク
CN110799605A (zh) * 2017-07-03 2020-02-14 花王株式会社 水性油墨
US11180671B2 (en) 2017-07-03 2021-11-23 Kao Corporation Aqueous ink
JP7182385B2 (ja) 2017-07-03 2022-12-02 花王株式会社 水系インク
US11773278B2 (en) 2017-07-03 2023-10-03 Kao Corporation Aqueous ink

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