JP2012201814A - インク組成物、インクセット及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料の表面にカルボン酸基が直接または他の原子団を介して結合した自己分散型顔料、第3級アミン、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、前記自己分散型顔料の表面のカルボン酸基の50〜90モル%が前記第3級アミンによって中和されているインク組成物であり、水溶性有機溶剤は、SP値が27.5以下の溶剤及び極性溶剤の少なくとも1種を含み、第3級アミンは、トリエチルアミン及びトリエタノールアミンの少なくとも一方であるインク組成物。
【選択図】なし
Description
また、顔料を含むインクは、時間経過により顔料の分散性が低下することがある。高品位な画像を得るために、インクには優れた経時安定性が求められている。
また、本発明は、メンテナンス性に優れ、インク経時後に形成した画像の耐擦性に優れる画像形成方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
<2> 前記水溶性有機溶剤は、SP値が27.5以下の溶剤及び極性溶剤の少なくとも1種を含む、<1>に記載のインク組成物。
<3> 前記第3級アミンは、トリエチルアミン及びトリエタノールアミンの少なくとも一方である、<1>又は<2>に記載のインク組成物。
<4> 前記SP値が27.5以下の溶剤は、ジプロピレングリコール、トリ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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる少なくとも1種である、<2>又は<3>に記載のインク組成物。
<5> 前記極性溶剤は、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン及びN−エチル−2−ピロリドンから選ばれる少なくとも1種である、<2>又は<3>に記載のインク組成物。
<6> 前記自己分散型顔料を構成する顔料は、マゼンタ顔料、シアン顔料、イエロー顔料及びブラック顔料から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>〜<5>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<7> 前記自己分散型顔料を構成する顔料は、ピグメントイエロー74、ピグメントレッド122及びピグメントブルー15:3から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>〜<6>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<8> <1>〜<7>のいずれか1項に記載のインク組成物と、カチオン性ポリマーを含み前記インク組成物と接触したときに前記インク組成物中の成分を凝集させる処理液とを有するインクセット。
<9> 前記カチオン性ポリマーは、ポリグアニジンの少なくとも1種を含む、<8>に記載のインクセット。
<10> <1>〜<7>のいずれか1項に記載のインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与するインク付与工程を有する画像形成方法。
<11> <8>又は<9>に記載のインクセットを用いると共に、前記インクセットにおけるインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与するインク付与工程と、前記インクセットにおける処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程とを有する画像形成方法。
また、本発明によれば、メンテナンス性に優れ、インク経時後に形成した画像の耐擦性に優れる画像形成方法を提供することができる。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、メンテナンスには、インク組成物を吐出する記録用ヘッド及びその吐出性能を所期の状態もしくはそれに近い状態に保ち、持続すること(保守)が含まれ、記録用ヘッドを洗浄(クリーニング)して、より良好な状態に整備、維持することが含まれる。
本発明のインク組成物は、顔料の表面にカルボン酸基が直接または他の原子団を介して結合した自己分散型顔料、第3級アミン、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、前記自己分散型顔料の表面のカルボン酸基の50〜90モル%が前記第3級アミンによって中和されている。
かかる構成により前記インク組成物は、メンテナンス性に優れ、インク経時後に形成した画像の耐擦性に優れる。また、前記インク組成物は、インク固着物の記録用ヘッドへの付着および堆積が起きにくい。
前記インク組成物は、インク固着物の記録用ヘッドへの付着および堆積が起きにくく、また、メンテナンス性に優れることにより、前記インク組成物を用いて画像を形成したとき白抜け等の画像故障の発生を抑制し、高解像度の画像形成を実現し得る。
また、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の色調以外のレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)、白色(W)の色調のインク組成物や、いわゆる印刷分野における特色のインク組成物として用いることもできる。
上記の各色調のインク組成物は、自己分散型顔料の色相を変更することにより調製できる。
前記インク組成物は、着色剤として、顔料の表面にカルボン酸基を有する自己分散型顔料の少なくとも1種を含む。前記自己分散型顔料は、カルボン酸基を顔料の表面に有することで、顔料がインクを構成する水系媒体に分散または溶解し得る。また、前記自己分散型顔料は、カルボン酸基を顔料の表面に有することで、インク固着物の付着・堆積を抑えると共に、付着・堆積したインク固着物の除去性(メンテナンス性)に優れ、白抜け等の画像故障の発生を抑制して高解像度の画像形成を実現し得る。さらに、前記自己分散型顔料は、カルボン酸基を顔料の表面に有することで、画像の耐擦性に優れる。
前記インク組成物は、前記自己分散型顔料のほかに、本発明の効果を損なわない範囲で、顔料、染料等を含んでもよい。
前記自己分散型顔料を着色剤として含有するインクは、顔料を分散させるための付加的な分散剤を含む必要がないため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんどなく、吐出安定性に優れるインクを調製しやすい。
前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また、前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、p−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニレン基を介してカルボン酸基を結合させる方法等が例示できる。
本発明においては、次亜ハロゲン酸及び/又は次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、またはオゾンによる酸化処理により表面処理される自己分散型顔料を好ましい例として挙げることができる。
また例えば、カーボンブラック表面に−Ar−COOH(但し、Arはアリーレン基を表す。)を結合させる方法として、NH2−Ar−COOHに亜硝酸を作用させたジアゾニウム塩とし、カーボンブラック表面に結合させる方法が挙げられる。勿論、本発明はこれに限定されるわけではない。
前記自己分散型顔料のインク組成物中における含有量としては、色濃度、粒状性、インク安定性、吐出信頼性の観点から、インク組成物の全質量に対して、1〜25質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
前記自己分散型顔料を構成する顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等が挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料がより好ましい。
アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などが挙げられる。多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料などが挙げられる。染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなどが挙げられる。 本発明に用いることができる有機顔料として具体的には、例えば特開2007−100071号公報の段落番号0142〜0145に記載の顔料などが挙げられる。
前記自己分散型顔料は、その表面のカルボン酸基の50〜90モル%が第3級アミンによって中和されている。前記カルボン酸基の中和度が50モル%未満であると、インク固着物のメンテナンス液への溶解性並びにインク経時前及び後の画像耐擦性が悪い場合がある。前記カルボン酸基の中和度が90モル%超であると、同じく、インク固着物のメンテナンス液への溶解性並びにインク経時前及び後の画像耐擦性が悪い場合がある。
ここで、前記カルボン酸基の中和度は、中和滴定により求めた値である。中和滴定は、後述する水溶性有機溶剤を用いて自己分散型顔料を顔料濃度5質量%に希釈し、同じ水溶性有機溶剤を使用して0.1mol/Lに調整した塩酸を用いて中和滴定を行う。このとき、NaOHで初期pHを12以上にしてから滴定を開始し、pHが2以下になったところで滴定を終了する。得られた滴定曲線の1つ目の変極点から完全中和するまでの酸量を100%中和として、中和度を規定する。
前記インク組成物は、前記自己分散型顔料が表面に有するカルボン酸基の中和剤として、第3級アミンを含有する。第3級アミンは、前記カルボン酸基の50〜90モル%を中和し、前記自己分散型顔料が水系溶媒中で安定した乳化状態又は分散状態を形成するために用いられる。
前記インク組成物は、インク組成物の溶媒として水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含む。本発明において水溶性有機溶剤とは、100gの水に対して5g以上溶解する有機溶剤を意味する。
前記水溶性有機溶剤を含有することで、インク組成物の乾燥防止、湿潤または浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインク組成物が付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル(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−t−ブチルエーテル)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジ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−t−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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−t−ブチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類等が挙げられる。
浸透促進の目的としては、ポリオール化合物が好ましく、脂肪族ジオールが好適である。脂肪族ジオールとしては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが好ましい例として挙げることができる。
前記水溶性有機溶剤の含有量は、インク組成物の全質量中、1〜60質量%が好ましく、より好ましくは5〜40質量%である。
前記インク組成物は、インクの経時安定性の観点から、前記水溶性有機溶剤としてSP値が27.5以下の溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
本発明でいう溶剤のSP値(溶解度パラメーター)とは、分子凝集エネルギーの平方根で表される値で、R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147〜p154(1974)に記載の方法で計算することができ、本発明においてはこの数値を採用する。
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(21.5)
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル(22.1)
・トリエチレングリコールモノエチルエーテル(21.7)
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル(21.1)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(21.3)
・ジプロピレングリコールモノブチルエーテル(20.5)
・ジプロピレングリコール(27.2)
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(20.4)
・nC4H9O(AO)10−H (AO=EO又はPOで、比率はEO:PO=1:1) (18.8)
・HO(A’O)40−H (A’O=EO又はPOで、比率はEO:PO=1:3) (18.7)
・HO(A’’O)55−H (A’’O=EO又はPOで、比率はEO:PO=5:6) (18.8)
・HO(PO)3−H (24.7)
・HO(PO)7−H (21.2)
・1,2−ヘキサンジオール (27.4)
上記において、EO、POはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基を表す。
SP値27.5以下の溶剤は、インク固着物のメンテナンス液への溶解性の向上の観点から、SP値24以下の溶剤であることがより好ましく、SP値22以下の溶剤であることが更に好ましい。
SP値が27.5以下の溶剤は、1種を単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。
前記インク組成物は、インクの経時安定性の観点から、前記水溶性有機溶剤として極性溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
本発明において、極性溶剤とは、双極子モーメントが0.5以上または誘電率3.0以上の溶剤で、例えば、−OH、−SH、>C=O、−COOH、―NH−Rなどの基を持つ構造を有するものをいう。
前記インク組成物は、水を含有する。水の含有量は、特に制限はないが、好ましくは10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
前記インク組成物は、樹脂粒子の少なくとも1種を含有することが好ましい。樹脂粒子を含むことにより、形成される画像の定着性及び耐擦性が向上する。
樹脂粒子の平均粒子径は、体積平均粒子径で10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、10〜100nmの範囲が更に好ましく、10〜50nmの範囲が特に好ましい。体積平均粒子径は、10nm以上であると製造適性が向上し、1μm以下であると保存安定性が向上する。
樹脂粒子の粒径分布は、特に制限はなく、広い粒径分布を持つもの、または単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つ樹脂粒子を2種以上混合して使用してもよい。
樹脂粒子の平均粒径は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により粒径分布を測定することにより求められるものである。
樹脂粒子のインク組成物中における含有量は、インク組成物の全質量に対して、0.5〜20質量%が好ましく、2〜20質量%がより好ましく、3〜15質量%が更に好ましい。
前記インク組成物は、界面活性剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。界面活性剤は、表面張力調整剤として用いられる。表面張力調整剤として、分子内に親水部と疎水部を併せ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、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、ノニオン性界面活性剤、ベタイン系界面活性剤のいずれも使用することができる。更に、分散剤(高分子分散剤)を界面活性剤として用いてもよい。
本発明においては、インク組成物の打滴干渉抑制の観点から、ノニオン性界面活性剤が好ましく、中でもアセチレングリコール誘導体がより好ましい。
インク組成物の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法により25℃の条件下で測定されるものである。
また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載のフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等も挙げられ、耐擦過性を良化することもできる。
前記インク組成物は、上記の成分に加え、必要に応じて各種の添加剤を含むことができる。前記各種の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤、固体湿潤剤等の公知の添加剤が挙げられる。
防黴剤は、インク組成物中の含有量が0.02〜1.00質量%である範囲とするのが好ましい。
前記インク組成物のpHは、インク組成物の凝集速度の観点から、7〜10が好ましく、7.5〜9がより好ましい。インク組成物のpHは、東亜DDK(株)製pHメーターWM−50EGを用い25℃にて測定した値を採用する。
前記インク組成物の表面張力は、20mN/m〜60mN/mが好ましい。より好ましくは20mN〜45mN/mであり、更に好ましくは25mN/m〜40mN/mである。インク組成物の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学株式会社製)を用い25℃にて測定した値を採用する。
前記インク組成物の粘度は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下が好ましく、より好ましくは2mPa・s以上13mPa・s未満であり、更に好ましくは2.5mPa・s以上10mPa・s未満である。インク組成物の粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用い25℃にて測定した値を採用する。
本発明のインクセットは、顔料の表面にカルボン酸基が直接または他の原子団を介して結合した自己分散型顔料、第3級アミン、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、前記自己分散型顔料の表面のカルボン酸基の50〜90モル%が前記第3級アミンによって中和されているインク組成物と、カチオン性ポリマーを含み前記インク組成物と接触したときに前記インク組成物中の成分を凝集させる処理液とを有する。
かかる構成のインクセットは、メンテナンス性に優れ、インク経時後に形成した画像の耐擦性に優れる。
前記処理液は、前記インク組成物と接触したときに前記インク組成物中の成分、特には前記自己分散型顔料を凝集させるカチオン性ポリマーの少なくとも1種を含有する。前記処理液中にカチオン性ポリマーを含有することにより、インク組成物との接触による凝集体の形成速度が効果的に向上するため、画像の白抜けが抑制されるとともに、画像の耐擦過性が向上する。
前記カチオン性ポリマーとしては、前記自己分散型顔料を凝集させるものであれば特に限定されず用いることができる。例えば、ポリ(ビニルピリジン)塩、ポリアルキルアミノエチルアクリレート、ポリアルキルアミノエチルメタクリレート、ポリ(ビニルイミダゾール)、ポリエチレンイミン、ポリグアニジン(例えば、ポリビグアニド、ポリグアニド)、ポリアリルアミン、又はその他の4級ポリアミンをはじめとする、ポリアミン等が挙げられる。ポリグアニジンであるポリビグアニドとしては、ヘキサメチレンビグアニドのポリマー、ポリグアニドとしてはヘキサメチレングアニドのポリマー、又はVantocil(登録商標、アビシア社製)等がある。
上記の中でも、耐擦過性及びメンテナンスの観点から、ポリグアニジンの少なくとも1種を含有することが好ましい。
カチオン性ポリマーは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重量平均分子量は、500以上であると凝集速度の観点で有利であり、500,000以下であると吐出信頼性の点で有利である。但し、処理液をインクジェット以外の方法で記録媒体に付与する場合には、この限りではない。
前記カチオン性ポリマーの記録媒体への付与量としては、インク組成物を安定化させるに足る量であれば特に制限はないが、インク組成物を固定化し易いことから、0.5g/m2〜4.0g/m2が好ましく、0.9g/m2〜3.75g/m2がより好ましい。
前記処理液は、前記カチオン性ポリマー以外の、インク組成物を凝集させ得る固定化剤を含有してもよい。前記固定化剤としては、特に本発明の効果を損なわない範囲で、酸性化合物、多価金属化合物を添加してもよい。
前記処理液の表面張力は、インク組成物の凝集速度の観点から、20mN/m〜60mN/mが好ましい。より好ましくは、25mN〜50mN/mであり、更に好ましくは、25mN/m〜45mN/mである。処理液の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学株式会社製)を用い25℃にて測定した値を採用する。
前記処理液の粘度は、インク組成物の凝集速度の観点から、1〜30mPa・sが好ましく、1〜20mPa・sがより好ましく、2〜15mPa・sが更に好ましく、2〜10mPa・sが特に好ましい。処理液の粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用い25℃にて測定した値を採用する。
〔第一の態様に係る画像形成方法〕
第一の態様に係る本発明の本発明の画像形成方法は、既述のインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与するインク付与工程を有する。前記画像形成方法は、必要に応じて、更に他の工程を有してよい。
前記画像形成方法は、既述のインク組成物を用いることにより、メンテナンス性に優れ、インク経時後に形成した画像の耐擦性に優れる。
前記インク付与工程は、インク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与する。本工程で用いるインク組成物の構成及び好ましい態様は、既述した通りである。
なお、インクジェット法には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
インクジェットヘッド(以下、「ヘッド」ともいう。)には、公知のものを適用でき、例えば、コンティニアスタイプ、ドットオンデマンドタイプが使用可能である。
前記画像形成方法においては、必要に応じて、記録媒体上に付与されたインク組成物中のインク溶媒(例えば、水、水溶性有機溶剤等)を乾燥除去するインク乾燥工程を備えていてもよい。インク乾燥工程は、インク溶媒の少なくとも一部を除去できれば特に制限はなく、通常用いられる方法を適用することができる。
前記画像形成方法は、インク付与工程で形成された画像を、記録媒体上に固定化する固定化工程をさらに備えることが好ましい。固定化工程は、インク組成物中に含まれることがある樹脂粒子を溶融定着する加熱加圧定着工程であることが好ましい。また前記加熱加圧定着工程としては、インク組成物中に含まれる樹脂粒子を溶融定着することができる方法であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、特開2004−174981号公報等に記載の加熱加圧定着工程を本発明においても適用することができる。
第二の態様に係る本発明の本発明の画像形成方法は、既述のインクセットを用いると共に、前記インクセットにおけるインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与するインク付与工程と、前記インクセットにおける処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程とを有する。前記画像形成方法は、必要に応じて、更に他の工程を有してよい。
前記画像形成方法は、既述のインクセットを用いることにより、メンテナンス性に優れ、インク経時後に形成した画像の耐擦性に優れる。
前記処理液付与工程は、インク組成物中の成分を凝集させる成分であるカチオン性ポリマーを含む処理液を、記録媒体上に付与する。本工程で用いる処理液の構成及び好ましい態様は、既述したとおりである。
処理液を付与する領域は、記録媒体全体に付与する全面付与であっても、インク付与工程においてインクジェット法によりインク組成物を付与して画像を形成する領域に部分的に付与する部分付与であってもよい。本発明においては、処理液の付与量を均一にする観点から、塗布ローラー等を用いた塗布によって記録媒体全体に付与する全面付与が好ましい。
本発明の画像形成方法に用いる記録媒体としては、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、インクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等が挙げられる。
これらの一般印刷用紙は、通常の水性インクを用いたインクジェット方式による画像形成においては、画像の滲みや耐擦性など、品質上の問題を生じやすい。本発明の画像形成方法により、画像滲みや濃度ムラの発生が防止され、耐擦性の良好な画像を形成することができる。
表面積が230m2/gでDBP吸油量が70ml/100gのカーボンブラック10gとp−アミノ安息香酸3.41gとを水72gによく混合した後、これに硝酸1.62gを滴下して70℃で攪拌した。数分後、5gの水に1.07gの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、さらに1時間攪拌した。得られたスラリーを東洋濾紙No.2(アドバンティス社製)でろ過し、顔料粒子を十分に水洗し、90℃のオーブンで乾燥させた。この顔料23.9gに、トリエチルアミン7.2gと、水(顔料濃度を所定の濃度に調製する量)を混合し、顔料濃度10質量%の顔料分散液1を得た。顔料分散液1に含まれる自己分散型顔料は、下記式に示すように、表面にフェニレン基を介してカルボキシレート基が結合しており、アニオン性に帯電している。
顔料分散液1の調製において、トリエチルアミンをトリエタノールアミンに変えて顔料分散液2を調製した。
顔料分散液1の調製において、カーボンブラックをマゼンタ顔料ピグメントレッド122に変えて顔料分散液3を調製した。
顔料分散液1の調製において、カーボンブラックをマゼンタ顔料ピグメントレッド122に変え、トリエチルアミンをトリエタノールアミンに変えて顔料分散液4を調製した。
顔料分散液1の調製において、カーボンブラックをイエロー顔料ピグメントイエロー74に変えて顔料分散液5を調製した。
顔料分散液1の調製において、カーボンブラックをシアン顔料ピグメントブルー15:3に変えて顔料分散液6を調製した。
(樹脂被覆顔料分散液)
表面積が230m2/gでDBP吸油量が70ml/100gのカーボンブラック10gと、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=90/10[質量比])共重合体4gと、メチルエチルケトン20gと、1規定NaOH水溶液4.2gと、イオン交換水100.8部とを混合し、ビーズミルで0.1mmφジルコニアビーズを用いて2〜6時間分散した。得られた分散物から、減圧下55℃でメチルエチルケトンを除去し、さらに一部の水を除去した。このようにして、カーボンブラック濃度が10.2質量%である、樹脂被覆カーボンブラック粒子を含む顔料分散物7を得た。
顔料分散液1の調製において、トリエチルアミンを水酸化ナトリウムに変えて顔料分散液8を調製した。
顔料分散液1の調製において、トリエチルアミンを水酸化カリウムに変えて顔料分散液9を調製した。
顔料分散液1の調製において、トリエチルアミンをジエチルアミンに変えて顔料分散液10を調製した。
顔料分散液2の調製において、トリエタノールアミンの添加量を10.6gに変えて顔料分散液11を調製した。
顔料分散液2の調製において、トリエタノールアミンの添加量を10.6gに変えて顔料分散液12を調製した。
水120gに、ラテムルASK((株)花王製、カルボン酸塩系乳化剤)19.8g、5mol/L水酸化ナトリウム水溶液6g、及び2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩0.3gを加え、均一に溶解させた。70℃に加熱し、窒素気流下に、スチレン25.9gとブチルアクリレート26.3gとアクリル酸5.1gのモノマー混合物を2時間かけて添加した。その後、70℃で2時間、80℃で3時間加熱した。室温に冷却後、pHが9前後になるように、攪拌しながら1mol/L水酸化ナトリウム水溶液を加えて、ラテックス液PL−1を得た。ラテックス液PL−1の固形分量は、33質量%であった。含まれる樹脂粒子は、体積平均粒子径が115nmであった。樹脂粒子の粒子径は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法により測定した。
以下の組成にて各材料を混合して、処理液1を調製した。処理液1の25℃でのpHは、東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGを用いて測定したところ、4.5であった。
「組成」
・ポリグアニジン ・・・ 4.0部
・トリメチロールプロパン ・・・10.0部
・オルフィンE1010 ・・・ 1.0部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール ・・・ 2.0部
・デヒドロ酢酸ナトリウム ・・・ 0.2部
・イオン交換水 ・・・総量が100部となる残量
処理液1の調製において、ポリグアニジンをポリエチレンイミンに変えて処理液2を調製した。処理液2のpH(25℃)は、2.4であった。
処理液1の調製において、ポリグアニジンをポリジアリルアミン塩酸塩に変えて処理液3を調製した。処理液3のpH(25℃)は、5.6であった。
[水性インクの調製]
以下の組成にて各材料を混合し、プラスチック製ディスポーサブルシリンジにてPVDF5μmフィルター(ミリポア社製Millex SV、直径25mm)で濾過し、水性インクを調製した。この水性インクの25℃でのpHは、東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGを用いて測定したところ、8.9であった。
「組成」
・顔料分散液1 ・・・38.2部
・ラテックス液PL−01 ・・・ 8部
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・20部
・2−ピロリドン ・・・10部
・オルフィンE1010 ・・・ 1部
(日信化学工業(株)製、アセチレングリコール系界面活性剤)
・イオン交換水 ・・・22.8部
上記で得た水性インクと処理液1とを組み合わせ、インクセットを作製した。水性インクのみ(1液系と称する。)、及びインクセット(2液系と称する。)を用いて、以下の評価を行なった。評価結果を表1に示す。
インクジェット記録装置として、600dpi、256ノズルの試作プリントヘッド(ピエゾ素子)を備えたインクジェット装置を用意し、インクセットを装填した。記録媒体には、FX−L紙(富士ゼロックス(株)製)を用いた。
処理液と水性インクとを各々別のヘッドから、1液系の場合は水性インクのみ、2液系の場合は処理液→水性インクの順に、FX−L紙上に60分間吐出した。その後、メンテナンス作業として、プリントヘッドを15KPaの圧力で10秒間加圧した後、クリーンワイパーFF−390c((株)クラレ製)でワイプを行なった。その後さらに5分間吐出を継続し、5分経過後にFX−L紙に記録された画像(5cm×5cm)を目視にて観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:白抜けの発生はみられなかった。
B:白抜けの発生が1〜2箇所であった。
C:白抜けの発生が3〜10箇所であった。
D:白抜けの発生が11〜20箇所であった。
E:白抜けの発生が20箇所を超え、実用上問題があるレベルであった。
GELJET GX5000プリンターヘッド(リコー社製のフルラインヘッド)を備えたインクジェット装置を用意し、インクセットを装填した。記録媒体として特菱アート両面N(三菱製紙(株)製)を、500mm/秒で所定の直線方向に移動可能なステージ上に固定し、これに処理液1を50μm平方当たり5pLの条件で吐出し50℃で2秒間乾燥させた。ただし、1液系の場合は、当該処理液吐出工程を省略した。
その後、GELJET GX5000プリンターヘッドを、前記ステージの移動方向(副走査方向)と直交する方向に対して、ノズルが並ぶラインヘッドの方向(主走査方向)が75.7°傾斜するように固定配置し、記録媒体を副走査方向に定速移動させながらインク液滴量3.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×600dpiの吐出条件にてライン方式で吐出し、ベタ画像を印画して評価サンプルを得た。印画直後、60℃で5秒間乾燥させた。
10mm×50mmに裁断した未印画の特菱アート両面Nを文鎮(重さ470g、サイズ15mm×30mm×120mm)に巻きつけ(未印画の特菱アート両面Nと評価サンプルが接触する面積は150mm2)、評価サンプルを3往復擦った(荷重260kg/m2に相当)。擦った後の印画面を目視にて観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:印字面の画像の剥れは全く視認できなかった。
B:印字面の画像の剥れが1〜2箇所程度で、肉眼ではほとんど発見できなかった。
C:印字面の画像の剥れが、わずかに視認されたが、実用上問題ないレベル。
D:印字面の画像の剥れが、容易に視認できた。
E:印字面の画像の剥れが視認でき、実用上問題があるレベル。
水性インクを60℃で7日間経時させ、経時前インク耐擦性の評価と同様にして、経時後インク耐擦性の評価を行った。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液2に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジエチレングリコールモノブチルエーテルに変え、2−ピロリドンをN−メチル−2−ピロリドンに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.4であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液3に変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.2であった。そして、処理液2と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液5に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールモノブチルエーテルに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.5であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液6に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールモノブチルエーテルに変え、2−ピロリドンをN−メチル−2−ピロリドンに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.3であった。そして、処理液2と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれるトリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールモノブチルエーテルに変え、2−ピロリドンをN−メチル−2−ピロリドンに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.5であった。そして、処理液2と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液2に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールモノメチルエーテルに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.4であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液2に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.7であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製した、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれるトリエチレングリコールモノブチルエーテルをエチレングリコールに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.4であった。そして、処理液2と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液4に変え、2−ピロリドンをジメチルスルホキシドに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.2であった。そして、処理液2と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
以下の組成にて各材料を混合し、プラスチック製ディスポーサブルシリンジにてPVDF5μmフィルター(ミリポア社製Millex SV、直径25mm)で濾過し、水性インクを調製した。この水性インクの25℃でのpHは、東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGを用いて測定したところ、8.5であった。そして、処理液2と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
「組成」
・Cabojet300 ・・・38.2部
(キャボット社製、表面改質顔料、カルボン酸基含有)
・ラテックス液PL−01 ・・・ 8部
・ジプロピレングリコール ・・・15部
・2−ピロリドン ・・・ 5部
・トリエチルアミン ・・・10部
・オルフィンE1010 ・・・ 1部
(日信化学工業(株)製、アセチレングリコール系界面活性剤)
・イオン交換水 ・・・22.8部
以下の組成にて各材料を混合し、プラスチック製ディスポーサブルシリンジにてPVDF5μmフィルター(ミリポア社製Millex SV、直径25mm)で濾過し、水性インクを調製した。この水性インクの25℃でのpHは、東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGを用いて測定したところ、8.5であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
「組成」
・顔料分散液7(樹脂被覆顔料分散液) ・・・38.2部
・ラテックス液PL−01 ・・・ 8部
・ジプロピレングリコールモノブチルエーテル ・・・15部
・2−ピロリドン ・・・ 5部
・トリエタノールアミン ・・・10部
・オルフィンE1010 ・・・ 1部
(日信化学工業(株)製、アセチレングリコール系界面活性剤)
・イオン交換水 ・・・22.8部
実施例11において、水性インクに含まれるCabojet300をCabojet200(キャボット社製、表面改質顔料、スルホン酸基含有)に変え、ジプロピレングリコールをトリエチレングリコールモノブチルエーテルに変えた以外は実施例11と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.4であった。そして、処理液3と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液8に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.2であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液9に変え、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをジプロピレングリコールに変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.4であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、水性インクに含まれる顔料分散液1を顔料分散液10に変えた以外は実施例1と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.4であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例7において、水性インクに含まれる顔料分散液2を顔料分散液11に変えた以外は実施例7と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.3であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
実施例2において、水性インクに含まれる顔料分散液2を顔料分散液12に変えた以外は実施例2と同様にして水性インクを調製した。この水性インクのpH(25℃)は、8.45であった。そして、処理液1と組み合せてインクセットを作製し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価結果を表1に示す。
これに対し、比較例1〜7では、インクの吐出異常が防止できず、白抜け故障の発生を抑えることはできなかった。
Claims (11)
- 顔料の表面にカルボン酸基が直接または他の原子団を介して結合した自己分散型顔料、第3級アミン、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、前記自己分散型顔料の表面のカルボン酸基の50〜90モル%が前記第3級アミンによって中和されているインク組成物。
- 前記水溶性有機溶剤は、SP値が27.5以下の溶剤及び極性溶剤の少なくとも1種を含む、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記第3級アミンは、トリエチルアミン及びトリエタノールアミンの少なくとも一方である、請求項1又は請求項2に記載のインク組成物。
- 前記SP値が27.5以下の溶剤は、ジプロピレングリコール、トリ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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル及びジプロピレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる少なくとも1種である、請求項2又は請求項3に記載のインク組成物。
- 前記極性溶剤は、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン及びN−エチル−2−ピロリドンから選ばれる少なくとも1種である、請求項2又は請求項3に記載のインク組成物。
- 前記自己分散型顔料を構成する顔料は、マゼンタ顔料、シアン顔料、イエロー顔料及びブラック顔料から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記自己分散型顔料を構成する顔料は、ピグメントイエロー74、ピグメントレッド122及びピグメントブルー15:3から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物と、カチオン性ポリマーを含み前記インク組成物と接触したときに前記インク組成物中の成分を凝集させる処理液とを有するインクセット。
- 前記カチオン性ポリマーは、ポリグアニジンの少なくとも1種を含む、請求項8に記載のインクセット。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与するインク付与工程を有する画像形成方法。
- 請求項8又は請求項9に記載のインクセットを用いると共に、前記インクセットにおけるインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与するインク付与工程と、前記インクセットにおける処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程とを有する画像形成方法。
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