JP2013166894A - インクジェット用インク組成物、画像形成方法、及び印画物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水性媒体と、ラテックス粒子と、フッ素置換炭化水素基を有する重量平均分子量2,000〜200,000の高分子化合物と、を含有し、前記高分子化合物のインク組成物全量に対する含有量が0.1質量%〜10質量%であるインクジェット用インク組成物。
【選択図】なし
Description
<1> 水性媒体と、ポリマー粒子と、フッ素置換炭化水素基を有する重量平均分子量2,000〜200,000の高分子化合物と、を含有し、前記高分子化合物のインク組成物全量に対する含有量が0.1質量%〜10質量%であるインクジェット用インク組成物。
mは1〜5の整数を表す。
なお、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、組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本発明のインクジェット用インク組成物は、水性媒体と、ポリマー粒子と、フッ素置換炭化水素基を有する重量平均分子量2,000〜200,000の高分子化合物と、を含有し、前記高分子化合物のインク組成物全量に対する含有量が0.1質量%〜10質量%であるインクジェット用インク組成物である。
ここで、本発明において、画像の耐ブロッキング性とは、記録媒体上に画像が形成された印画物を重ねて保管した場合において、隣接する印画物に対する画像の所望とされない貼着や転写が抑制されていることを意味する。
また、本発明においては、裁断時の如く、記録媒体上に画像が形成された印画物を重ねた状態で、且つ、短時間の間に大きな加重が掛けられた場合において、隣接する印画物に対する画像の所望とされない貼着や転写が抑制されていることを、特に「耐プレスブロッキング性」と称する。
即ち、水性媒体と、ポリマー粒子と、0.1質量%〜10質量%の特定高分子化合物とを含む本発明のインク組成物は、インクジェットノズルにより記録媒体上に付与され、乾燥により水性媒体が減じられて画像形成されると、該特定高分子化合物が画像部表面に偏析すること(以下、「表面偏析性」と称する場合がある。)で、画像部表面及びその近傍に該特定高分子化合物が有するフッ素置換炭化水素基が配向してなる表面エネルギーの低い高分子化合物層が形成されるものと考えられる。その結果、本発明のインク組成物は、ポリマー粒子を含みながらも、これにより形成された画像部のベトツキが抑制され、耐ブロッキング性が向上したものと推測している。
以下、本発明のインクジェット用インク組成物について詳細に説明する。
本発明のインク組成物は、水性媒体を含有する。
本発明における水性媒体は、少なくとも水を含み、更に、必要に応じて水溶性有機溶剤を含むものであってもよい。
本発明のインク組成物において、水性媒体として含まれる水としては、不純物を含まないイオン交換水、蒸留水などを用いることが好ましい。
本発明のインク組成物における水の含有量は、10質量%〜97質量%であることが好ましく、30質量%〜95質量%であることが好ましく、50質量%〜85質量%であることがより好ましい。
本発明のインク組成物は、水性媒体として水溶性有機溶剤を1種又は2種以上含有してもよい。ここで水溶性有機溶剤とは、25℃の水に対する溶解度が10質量%以上である有機溶剤をいう。水溶性有機溶剤を含有することにより、乾燥防止、湿潤あるいは紙等の記録媒体への浸透促進の効果を得ることができる。
・アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、
・多価アルコール類(例えば、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、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、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−メチルプロパンジオール等)、
・多価アルコールエーテル類(例えば、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ブチルエーテル、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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、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ジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリ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フェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、
・アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、
・複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチレンウレア等)、
・スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、
・スルホン類(例えば、スルホラン等)、
・その他(尿素、アセトニトリル、アセトン等)
特に沸点の高い溶剤は好ましく用いることができ、該溶剤は、常圧での沸点が120℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。
本発明のインク組成物は、ポリマー粒子を含有する。
ポリマー粒子を含有することで、本発明にインク組成物により形成される画像の定着性、耐擦性を高めることができる。
本発明におけるポリマー粒子がラテックス状態で存在する場合、乳化剤を用いてポリマー粒子を分散させたものであってもよいし、乳化剤を用いないで分散させた所謂ソープフリーラテックスであってもよい。乳化剤としては、界面活性剤が多く用いられるが、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー(例えば、可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)を用いることも好ましい。
特定共重合体(a)に含まれる親水性モノマー由来の繰り返し単位は、親水性基含有モノマー(以下、特定共重合体(a)の説明において、親水性モノマーとも称する。)に由来するものであれば特に制限はない。また、特定共重合体(a)は、親水性モノマーに由来する繰り返し単位を1種のみを含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。即ち、特定共重合体(a)において、親水性モノマー由来の繰り返し単位は、1種の親水性モノマーに由来するものであっても、2種以上の親水性モノマーに由来するものであってもよい。
親水性モノマーが有する親水性基としては、特定共重合体(a)を含んで形成されるポリマー粒子の水性媒体中での自己分散性が良好であるという観点、及び、ポリマー粒子を含むインク組成物の乳化又は分散状態の安定性の観点から、少なくとも1種は解離性の親水性基であることが好ましく、アニオン性の解離性基であることがより好ましい。該アニオン性の解離性基としては、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、カルボキシ基、スルホン酸基が好ましく、カルボキシ基が更に好ましい。
解離性基含有モノマーとしては、例えば、親水性基をとしてカルボキシ基を有する不飽和カルボン酸モノマー、親水性基をとしてスルホン酸基を有する不飽和スルホン酸モノマー、親水性基をとしてリン酸基を有する不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
不飽和スルホン酸モノマーとしては具体的には、例えば、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。
特定共重合体(a)は、親水性モノマー由来の繰り返し単位と共に、その他の繰り返し単位を含む。
その他の繰り返し単位(以下、適宜、他の繰り返し単位とも称する。)は、分子内に親水性基を有さないモノマーに由来する繰り返し単位であれば特に制限はない。特定共重合体(a)は、他の繰り返し単位を1種のみを含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。親水性基を有さないモノマーとしては、例えば、分子内に鎖状脂肪族基、環状脂肪族基、及び芳香族基の少なくとも1つを含み、親水性基を含まないモノマーが挙げられる。
また、本発明においては、芳香族基を含有する(メタ)アクリレートも好ましく用いることができる。芳香族基を含有する(メタ)アクリレートを含むことにより、得られるポリマー粒子(a)は、耐溶剤性が向上するといった利点を有する。
特定共重合体(a)において、親水性基を有さないモノマー由来の繰り返し単位の含有量としては、99質量%〜85質量%の範囲が好ましく、97質量%〜85質量%の範囲がより好ましい。
また、特定共重合体(a)は、必要に応じて親水性基のうち、解離性の親水性基の一部をアルカリ金属の水酸化物等により中和することによっても得ることができる。
特定共重合体(a)を溶液重合法によって得る場合には、転相乳化法のような公知の方法によりポリマー粒子(a)を得ることができ、特定共重合体(a)を水を媒体とした乳化重合法、懸濁重合又は分散重合法等の不均一系の重合法で製造した場合には、特定共重合体(a)を高分子粒子(a)として得ることができる。
本発明のインク組成物は、フッ素置換炭化水素基を有する重量平均分子量2,000〜200,000の高分子化合物〔特定高分子化合物〕を、インク組成物の全量に対して、0.1質量%〜10質量%含有する。
フッ素原子含有量は、元素分析(燃焼法)により確認することができる。
CH2=CRCO2(CH2)pCqF2q+1
(pは1又は2を示し、qは4〜12の整数を示す。Rは水素原子又はメチル基を表す。)
CH2=CRCO2(CH2)r(CF2)sH
(rは1又は2を示し、sは5〜12の整数を示す。Rは水素原子又はメチル基を表す。)
み含まれてもよいし、2種類以上含まれていてもよい。
mは1〜5の整数を表す。
R23は更に置換基を結う指定いてもよく、導入可能な置換基としては、R22において例示した置換基と同様のものを挙げることができる。但し、R23の炭素原子数は、置換基の炭素数を含めて1〜10である。
本発明における特定高分子化合物は、一般式(1)で表されるモノマー、及び、所望により含まれる親水性基を有するモノマーに由来するに由来する繰り返し単位に加え、本発明の効果を損なわない限りにおいて、これらの繰り返し単位以外のモノマーに由来するその他の繰り返し単位を含んでもよい。
スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、シクロヘキシルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、メトキシスチレン、ジメトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、カルボキシスチレン等が挙げられる。
これらのモノマーの中でも、炭素数20以下のアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、ビニルエステル類、スチレン類、アクリロニトリルが好ましい。
10,000〜100,000がより好ましく、30,000〜80,000が更に好ましい。特定高分子化合物の重量平均分子量が2,000未満であると、特定高分子化合物による表面偏析性の発現が困難となり、200,000を超えると水性溶媒への溶解が困難となる。
なお、ここでいう酸価とは、特定高分子化合物の1gを完全に中和するのに要するKOHの質量(mg)で定義され、JIS規格(JISK0070:1992)記載の方法で測定することができ、本発明においてはこれを採用する。
本発明におけるインク組成物は、着色剤の少なくとも1種を含有してもよい。
本発明のインク組成物が着色剤を含有することで、着色インク組成物となる。
本発明における着色剤としては、公知の染料、顔料等を特に制限なく用いることができる。中でも、インク着色性の観点から、水に殆ど不溶であるか、又は難溶である着色剤であることが好ましい。具体的には例えば、各種顔料、分散染料、油溶性染料、J会合体を形成する色素等を挙げることができ、更に、形成されるインク画像の耐熱性、耐光性、耐水性、耐溶剤性等の耐久性の観点からは、顔料であることがより好ましい。
着色剤として顔料を用いる場合、該顔料は顔料分散物としてインク組成物に含有させることができる。着色剤として顔料分散物を用いることは、耐溶剤性向上の観点から好ましい。顔料分散物としては、顔料を顔料分散剤で分散した分散物の他、自己分散顔料も用いた分散物を用いることができる。
また、顔料粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布又は単分散性の粒径分布のいずれであってもよい。また、単分散性の粒径分布を持つ着色剤を、2種以上混合して使用してもよい。
尚、顔料粒子の体積平均粒径及び粒径分布は、例えば、光散乱法を用いて測定することができる。
また、本発明において着色剤として染料を用いる場合には、染料を水不溶性の担体に保持したものを用いることができる。染料としては公知の染料を特に制限なく用いることができ、例えば、特開2001−115066号公報、特開2001−335714号公報、特開2002−249677号公報等に記載の染料を、本発明においても好適に用いることができる。また、担体としては、水に不溶又は水に難溶であれば特に制限なく、無機材料、有機材料及びこれらの複合材料を用いることができる。具体的には、特開2001−181549号公報、特開2007−169418号公報等に記載の担体を本発明においても好適に用いることができる。染料を保持した担体(着色剤)はそのまま、あるいは必要に応じて分散剤を併用して用いることができる。分散剤としては後述する分散剤を好適に用いることができる。
本発明における着色剤が顔料である場合、分散剤によって水系溶媒に分散された着色粒子を構成していることが好ましい。分散剤としては、ポリマー分散剤でも低分子の界面活性剤型分散剤でもよい。また、ポリマー分散剤としては水溶性ポリマー分散剤でも水不溶性ポリマー分散剤の何れでもよい。
本発明においては、分散安定性とインクジェット方式に適用した場合の吐出性の観点から、水不溶性ポリマー分散剤であることが好ましい。
本発明における水不溶性ポリマー分散剤(以下、単に「分散剤」ということがある)としては、水不溶性のポリマーであって、顔料を分散可能であれば特に制限は無く、従来公知の水不溶性ポリマー分散剤を用いることができる。
また、親水性の構成単位を構成するモノマーとしては、親水性基を含むモノマーであれば特に制限はない。前記親水性基としては、ノニオン性基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等を挙げることができる。尚、ノニオン性基としては、水酸基、(窒素原子が無置換の)アミド基、アルキレンオキシド重合体(例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等)に由来する基、糖アルコールに由来する基等が挙げられる。
親水性の構成単位は、分散安定性の観点から、少なくともカルボキシル基を含むことが好ましく、ノニオン性基とカルボキシル基を共に含む形態であることもまた好ましい。
ここで「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
分散剤の含有量が、上記範囲であることにより、顔料が適量の分散剤で被覆され、粒径が小さく経時安定に優れた着色粒子を得やすい傾向となり好ましい。
工程(1):顔料、分散剤、及び該分散剤を溶解又は分散する有機溶剤と共に、塩基性物質を含み、水を主成分とする溶液を含有する混合物を分散処理する工程
工程(2):分散処理後の混合物から、前記有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程
また、必要に応じて、縦型もしくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機等を用い、0.01mm〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズを用いた微分散処理を行うことにより得ることができる。
本発明の水性インク組成物には、水性媒体、ラテックス粒子、特定高分子化合物、及び所望により含有される着色剤に加えて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、公知の添加剤を含有してもよい。以下に、本発明のインク組成物が含有しうる添加剤について説明する。
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加することができる。
好ましく使用される界面活性剤としては、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。特にアニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。
本発明のインク組成物には、特定高分子化合物とは構造の異なる水性ポリマーを添加することができる。
本発明のインク組成物の調製方法としては、特に制限はなく、各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、撹拌槽型ミルなどの媒体撹拌ミル、ディスパーなどの簡単な分散機により撹拌、混合し、分散させることにより調製することができる。各成分の添加順序については任意である。好ましくは、着色剤としての顔料、高分子分散剤及び水溶性有機溶剤をプレミックスした後に分散処理し、得られた顔料分散物をラテックス粒子、特定高分子化合物、水溶性有機溶剤とともに混合する。この場合、添加時や添加後、スリーワンモーター、マグネチックスターラー、ディスパー、ホモジナイザーなどの簡単な撹拌機にて均一に混合する。ラインミキサーなどの混合機を用いて混合してもよい。また、顔料粒子をより微細化するために、ビーズミルや高圧噴射ミルなどの分散機を用いて混合してもよい。また、顔料や高分子分散剤の種類によっては、顔料分散前のプレミックス時にラテックス粒子を添加するようにしてもよい。
本発明の画像形成方法は、本発明のインク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水性媒体を減少させる乾燥工程と、を含む優れた画像が形成される。
以下、本発明の画像形成方法における、インク付与工程について説明する。
本発明におけるインク付与工程は、本発明のインク組成物を記録媒体上に付与する工程であれば限定されない。
インク供給系は、例えば、本発明のインク組成物を含む元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、好ましくは1〜100pl、より好ましくは8〜30plのマルチサイズドットを、好ましくは320×320〜4,000×4,000dpi(dot per inch)、より好ましくは400×400〜1,600×1,600dpi、さらに好ましくは720×720dpiの解像度で吐出できるよう駆動することができる。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm(1inch)当たりのドット数を表す。
温度コントロールの方法としては、特に制約はないが、例えば、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク組成物の流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。温度センサーは、インク供給タンク及びインクジェットヘッドのノズル付近に設けることができる。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体を外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断若しくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンタ立上げ時間を短縮するため、あるいは熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
次に、本発明における乾燥工程について説明する。
乾燥工程では、インク付与工程において、記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水性媒体を減少させる。これにより、記録媒体上に、本発明のインク組成物を用いて形成された画像が定着される。
本発明の印画物は、本発明の画像形成方法によって記録されたことを特徴とする。本発明の印画物は、本発明の画像形成方法によって記録された印画物であることから、耐ブロッキング性に優れた画像を有する印画物となる。
本実施例に用いたポリマー粒子A−1〜A−4は、下記表1に記載のモノマー組成比で合成され、下記表1に記載の重量平均分子量の特定共重合体(A’−1)〜(A’−4)からなるポリマー粒子分散物A−1〜A−4として調製した。
窒素ガスで置換した200mlの三径フラスコに、2−ブタノン(和光純薬工業株式会社製)22g及び2−プロパノ−ル8.3gを加え、65℃に昇温した後、2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65)0.17gを更に加えた。次いでこれに、EHA15g、MMA75g、MAA10g、3−メルカプトプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)0.28g、2−ブタノン22g、及び2−プロパノ−ル8.3gの混合溶液を2時間かけて滴下した。続いて2時間の反応後、V−65を0.09部後添加し73℃に昇温した。更に2時間の反応後、特定共重合体(A’−1)の45質量%の溶液PA−01を合成した。
上記より得たポリマー溶液PA−01 3gと酢酸エチル16gとの混合溶液を調製し、別途調整した水18g及びエマール20C(花王(株)製)0.4gの混合溶液と混ぜ合わせ、ホモジナイザー(日本精機(株)製)を用いて乳化混合した。次いで、乳化液を45℃で加熱濃縮し、酢酸エチルの除去を行ない、固形分濃度20質量%のポリマー粒子分散物A−1を調製した。
ポリマー粒子分散物A−1の調製において、特定共重合体(A’−1)の合成に用いたモノマーの組成比を、下記表1に示す特定共重合体(A’−2)〜(A’−4)のモノマー組成比に変更した以外は、特定共重合体(A’−1)と同様にして、特定共重合体(A’−2)〜(A’−4)を合成した。次いで、得られた特定共重合体(A’−2)〜(A’−4)を用いて、ポリマー粒子分散物A−1の調製と同様にして、ポリマー粒子散物A−2〜A−4を調製した。
EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
MAA:メタクリル酸
DMA:n−デシルメタクリレート
IBOMA:イソボルニルメタクリレート
BA:n−ブチルアクリレート
MA:メチルアクリレート
AA:アクリル酸
St:スチレン
<合成例1:特定高分子化合物(P−1)の合成>
下記構造を有する特定高分子化合物(P−1)を以下の如く合成した。
撹拌機、冷却管を備えた500mlの三口フラスコにメチルエチルケトン44gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン25gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.43g、モノマーA−1(下記構造)44g、アクリル酸6gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン1gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.21gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥し、特定高分子化合物(P−1)を43g得た。
下記構造を有する特定高分子化合物(P−2)を以下の如く合成した。
特定高分子化合物(P−1)と同様の方法で、モノマーA−1を、下記構造を有するモノマーA−2(下記構造)に変更して、特定高分子化合物(P−2)を合成した。
下記構造を有する特定高分子化合物(P−3)を以下の如く合成した。
特定高分子化合物(P−1)と同様の方法で、モノマーA−1をモノマーA−3(下記構造)に変更して、特定高分子化合物(P−3)を合成した。
GPCにより測定した特定高分子化合物(P−3)の重量平均分子量(Mw)は、9,000であった。
下記構造を有する特定高分子化合物(P−25)を以下の如く合成した。
特定高分子化合物(P−1)と同様の方法で、アクリル酸をβ-カルボキシエチルアクリレート(下記構造)に変更して、特定高分子化合物(P−25)を合成した。
・比較化合物1:
シリコーンオイル「KF−96」(信越化学工業株式会社製、動粘度100mm2/s)
・比較化合物2:
ポリエーテル変性シリコーン「SILWET L−7604」(日本ユニカー株式会社製、動粘度390mm2/s、HLBは13)
着色剤として用いた樹脂被覆シアン顔料分散物C(以下、適宜、「分散物C」とも称する。)を、以下の如く調製した。
撹拌機、冷却管を備えた500mlの三口フラスコにメチルエチルケトン44gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン25gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.43g、ベンジルメタクリレート30g、メタクリル酸5g、及びメチルメタクリレート15gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン1gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.21gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥し、ポリマー分散剤E−1を43g得た。
得られた樹脂の組成は、1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は42,000であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.4mgKOH/gであった。
ピグメント・ブルー15:3(フタロシアニンブルーA220、大日精化(株)製)10部と、上記ポリマー分散剤E−1を5部と、メチルエチルケトン42部と、1mol/L NaOH水溶液5.5部と、イオン交換水87.2部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて2〜6時間分散した。
得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去することにより、顔料濃度が10.2質量%の樹脂被覆シアン顔料の分散物Cを得た。
・2−ピロリドン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・フッ素系界面活性剤(商品名:ZONYL FSN、Aldrich社製)
(インク組成物の調製>
分散物Cと、ポリマー粒子、特定高分子化合物又は比較化合物、界面活性剤、水及び水溶性有機溶(水性媒体)を、下記表2に示す組成になるように、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて、2,500回転/分にて混合撹拌し、粗インク組成物をそれぞれ調製した。得られた各粗インク組成物は、プラスチック製のディスポーザブルシリンジに詰め、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の孔径5μmフィルター(ミリポア社製のMillex−SV、直径25mm)にて濾過して完成品である実施例1〜24及び比較例1〜4のインク組成物を得た。
王子製紙(株)製、OKトップコート+を500mm/秒で稼動するステージ上に固定した。その後、走査方向に対して斜め(75.5度)に配置して固定してあるリコー社製GELJET GX5000プリンターヘッドで解像度1200×1200dpi、打滴量2.4pL、ライン方式で、実施例及び比較例のインク組成物の各々を用いて、画像をベタ印画した。印画直後、60℃で3秒間乾燥させ、インク組成物の付与により形成された画像を、シリコンゴムローラ(硬度50°、ニップ幅5mm)を用い、下記条件で加熱定着した。これにより、記録媒体上に画像が形成された印画物を得た。
〜加熱定着の条件〜
ローラ温度:90℃
圧力:0.8MPa
1.評価(1):経時ブロッキング評価
評価用サンプルを3.5cm×4cmのサイズに2枚裁断し、10cm×10cmのアクリル板の上に印字面同士が向かい合うように2枚を重ねて載せた。更に、この評価サンプルの上に重ねて同じサイズに裁断した未印字のコート紙「OKトップコート」(坪量104.7g/m2、王子製紙(株)製)を10枚載せ、その上に更に、10cm×10cmのアクリル板を載せ、60℃30%RHの環境条件下で12時間放置した。
放置後、最上部のアクリル板の上に1kgの分銅を載せて60℃30%RH条件下、更に24時間放置した(加重700kg/m2に相当)。
更に、25℃53%RHの環境条件下で2時間保管した後、評価サンプルの印字面同士を剥がした。このときの剥がれ易さ及び剥がした後の接着を目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。A、B、Cが実用上許容されるレベルである。
A:印字面に全く接着が見られない。
B:印字面に目視では接着は確認できないが、50倍の顕微鏡では確認でき、紙表面が見える。
C:印字面の画像表面に目視で極僅かに接着が見られる。
D:印字面に接着が生じ、画像同士付着し片方の画像の剥がれが目視で確認できる。
印刷物の断裁加工時に掛かる圧力による印字画像同士の接着、転写を想定し、上記で得られた2枚の評価用サンプルを印字面同士が向かい合うように重ね合わせ、その上から、100N、500N、1000Nの荷重を、それぞれ10秒間ずつかけた。加重後の評価用サンプルを剥がし、印字面のインクの接着や転写の度合いを目視で観察し、下記の基準に従って評価した。A、Bが実用上許容されるレベルである。
A:印字面に全く接着や転写が見られない。
B:印字面の極僅かに接着や転写が見られる。
C:印字面の面積の数%程度に接着や転写が見られる。
D:印字面の面積の10%以上に接着や転写が見られる。
他方、特定高分子化合物を含有しない比較例1、特定高分子化合物の含有量が本発明の範囲外である比較例2、特定高分子化合物以外の比較化合物を用いた比較例3、4は、いずれも、耐ブロッキング性が実用上問題となるレベルであった。
Claims (8)
- 水性媒体と、ポリマー粒子と、フッ素置換炭化水素基を有する重量平均分子量2,000〜200,000の高分子化合物と、を含有し、前記高分子化合物のインク組成物全量に対する含有量が0.1質量%〜10質量%であるインクジェット用インク組成物。
- 前記高分子化合物におけるフッ素置換炭化水素基が、炭素原子数が1〜20のフルオロアルキル基又はパーフルオロアルキル基である請求項1に記載のインクジェット用インク組成物。
- 前記高分子化合物が、下記一般式(1)表されるモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子化合物である請求項1又は請求項2に記載のインクジェット用インク組成物。
[一般式(1)中、Rfは、炭素原子数が2〜20のフルオロアルキル基又はパーフルオロアルキル基を表し、nは1又は2を表し、R1は水素原子又はメチル基を表す。] - 前記高分子化合物が、−CO2H、−CO2 −、−CONH2、−SO2OH、−SO2O−、−PO3H、−P(O)(OH)(O−)、−P(O)(O−)2、−OH、及び−NH3 +から選択される少なくとも1種の親水性基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子化合物である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット用インク組成物。
- 前記高分子化合物が、下記一般式(2)で表されるモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子化合物である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット用インク組成物。
[一般式(2)中、R21は水素原子又はメチル基を表し、R22は置換基を有してもよい炭素数3〜30の脂肪族環状構造を有する(m+1)価の炭化水素基を表し、該炭化水素基における任意の炭素原子は、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は−C(=O)−により1個以上置き換えられてもよい。Aは酸素原子又は−NR23−表し、R23は水素原子又は炭素数1〜10の一価の炭化水素基を表す。
mは1〜5の整数を表す。] - 更に、着色剤を含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット用インク組成物。
- 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を記録媒体上に付与するインク付与工程と、
記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水性媒体を減少させる乾燥工程を含む、画像形成方法。 - 記録媒体上に、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により形成されたか、或いは、請求項7に記載の画像形成方法によって形成された画像を有する印画物。
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