JP2014177516A - インクジェット記録用水性顔料インク組成物、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出安定性、及び低温乾燥による塗膜特性に優れ、印刷画像の高品質化を実現可能なインクジェット記録用水性顔料インク組成物、及びそれを用いた画像形成方法を提供する。
【解決手段】本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、界面活性剤分散型顔料、エマルジョン樹脂、水、及び有機溶剤、を含むインクジェット記録用水性顔料インク組成物であって、前記エマルジョン樹脂のガラス転移温度は、６０℃以上であり、前記エマルジョン樹脂の含有量は、前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して５重量％以上３０重量％未満であり、前記有機溶剤は、前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、沸点が２８５℃以下の有機溶剤を１０重量％以上４０重量％以下の範囲で含むことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録用水性顔料インク組成物、及び画像形成方法に関するものである。

画像データ信号に基づき、紙等の被記録媒体に画像を形成する画像記録方法として、電子写真方式、昇華型・溶融型の熱転写方式、インクジェット方式等が知られている。これらの中でもインクジェット方式は、安価な装置で実施可能であり、かつ、必要とされる画像部のみにインクを吐出して被記録媒体上に直接画像を形成可能であるため、インクを効率よく使用でき、ランニングコストを低減でき、更に騒音が少なく、画像記録方式として優れている。

しかし、上記インクジェット方式で用いられるインク（インクジェット記録用インク）は、水性インクが中心であるため、紙のようにインク吸収性のある材料への印刷には適しているが、プラスチックや金属等のようにインク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（インク非吸収性材料）への印刷には適していない。

そこで、プラスチックや金属等のインク非吸収性材料にも印刷可能なインクジェット記録用インクについて多くの提案がなされている。例えば、特許文献１では、耐水性の向上、耐拡散性及び耐摩耗性等の染色堅牢度等の印刷画像の品質改善、及び長期保存安定性の向上を図る水性顔料インク組成物が提案されている。また、特許文献２では、吐出安定性に優れた水性顔料インク組成物が提案されている。また、特許文献３では、ラテックス（エマルジョン）と界面活性剤とを含む水性顔料インクが提案されている。また、特許文献４では、インクの濃淡ムラや滲み・混色等が少なく、かつ吐出安定性に優れた水性顔料インク組成物が提案されている。また、特許文献５では、着色顔料と水と樹脂と水溶性有機溶剤とノズル詰まり防止剤とを含み、吐出安定性に優れた水性顔料インクが提案されている。特許文献６では、水と水溶性有機溶媒と界面活性剤分散型顔料と樹脂被覆型顔料を含み、保存安定性及び吐出信頼性の向上、画像堅牢性等の印刷画像の品質改善を図る水性顔料インクが提案されている。

特開２００６−２１３９２２号公報 特開２００８−１７８７号公報 特表２０１１−５０７９９１号公報 特開２００９−２３５１５４号公報 特開２０１０−１８７４２号公報 特開２０１２−２５１０６０号公報

しかし、特許文献１及び２に記載された水性顔料インク組成物は、エマルジョン樹脂等のバインダを含有していないため、被記録媒体がプラスチック、金属等のインク非吸収性材料の場合、当該被記録媒体に対するインクの密着性が劣るという問題がある。

また、特許文献３に記載の水性顔料インクは、ラテックス（エマルジョン）を含んでいるが、インクを被記録媒体に密着させるために９０℃を超える比較的高温で乾燥する必要があるため、非記録媒体の材質によっては被記録媒体の変形が生じる等の問題がある。

また、特許文献４では、インクを被記録媒体に密着させるための乾燥は８０℃以下の低温で行っているが、低温乾燥における塗膜特性（耐水性、乾燥性、耐薬品性、密着性等）や、印刷画像の品質について未だ改善の余地がある。

また、特許文献５及び６に記載された水性顔料インクについても、低温乾燥における塗膜特性や、印刷画像の品質について未だ改善の余地がある。

本発明は、上記問題を解決するもので、吐出安定性、及び低温乾燥による塗膜特性に優れ、印刷画像の高品質化を実現可能なインクジェット記録用水性顔料インク組成物、及び、該インクジェット記録用水性顔料インク組成物を用いた画像形成方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、界面活性剤分散型顔料、エマルジョン樹脂、水、及び有機溶剤、を含むインクジェット記録用水性顔料インク組成物であって、上記エマルジョン樹脂のガラス転移温度は、６０℃以上であり、上記エマルジョン樹脂の含有量は、上記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して５重量％以上３０重量％未満であり、上記有機溶剤は、上記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、沸点が２８５℃以下の有機溶剤を１０重量％以上４０重量％以下の範囲で含むことを特徴とする。

本発明の画像形成方法は、上記本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物をインクジェットヘッドから吐出し、被記録媒体に付着させる吐出工程と、上記被記録媒体に付着した上記インクジェット記録用水性顔料インク組成物を４０℃以上８０℃以下に加熱する加熱工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、吐出安定性、及び低温乾燥による塗膜特性に優れ、印刷画像の高品質化を実現可能なインクジェット記録用水性顔料インク組成物、及びそれを用いた画像形成方法を提供できる。

一般的に、インク中にエマルジョン樹脂等のバインダを含有させると、耐薬品性が向上し、印刷画像の品質も向上できるが、エマルジョン樹脂の含有量が多くなると、吐出安定性が悪くなることが知られている。しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、エマルジョン樹脂の含有量を増やしても、吐出安定性が良好で、さらに低温乾燥における塗膜特性も良好なインク組成物を見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、界面活性剤分散型顔料、エマルジョン樹脂、水、及び有機溶剤、を含むインクジェット記録用水性顔料インク組成物であって、上記エマルジョン樹脂のガラス転移温度は、６０℃以上であり、上記エマルジョン樹脂の含有量は、上記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して５重量％以上３０重量％未満であり、上記有機溶剤は、上記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、沸点が２８５℃以下の有機溶剤を１０重量％以上４０重量％以下の範囲で含むことを特徴とする。これにより、吐出安定性、及び、低温乾燥による塗膜特性（特に、乾燥性、耐薬品性、及び密着性）を向上でき、印刷画像の高品質化を実現可能なインクジェット記録用水性顔料インクを提供できる。

以下、本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物の各成分について詳細に説明する。

（界面活性剤分散型顔料）
本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物に用いられる界面活性剤分散型顔料は、顔料、分散剤としての界面活性剤、及び水を含むものであり、顔料を界面活性剤により分散安定化した顔料分散体である。この界面活性剤分散型顔料には、必要に応じて各種添加剤が添加されていてもよい。

＜顔料＞
上記界面活性剤分散型顔料に含まれる顔料としては、従来公知の無機顔料や有機顔料を使用できる。

上記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マイカ等が挙げられる。

上記有機顔料としては、例えば、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリン系等が挙げられる。また、上記有機顔料としては、酸性、中性又は塩基性カーボンからなるカーボンブラックや、架橋したアクリル樹脂の中空粒子等を用いることもできる。

上述した顔料の具体例としては、下記に示すような、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．：Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ社発行）においてピグメントに分類されている化合物、つまり、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号が付されているものが挙げられる。

シアン色を有する顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０等が挙げられる。これらの中でも、耐候性、着色力等の点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３及びＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４のうちのいずれか単独で、又は両方を混合して用いることが好ましい。

マゼンタ色を有する顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７（Ｃａ）、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９等が挙げられる。これらの中でも、耐候性、着色力等の点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。

イエロー色を有する顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４Ｃ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１４等が挙げられる。これらの中でも、耐候性等の点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１３、及びＣ．Ｉ．ピグメントイエロー２１４からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。

ブラック色を有する顔料としては、例えば、三菱化学社製の“ＨＣＦ”、“ＭＣＦ”、“ＲＣＦ”、“ＬＦＦ”、“ＳＣＦ”；キャボット社製の“モナーク”、“リーガル”；デグサ・ヒュルス社製の“カラーブラック”、“スペシャルブラック”、“プリンテックス”；東海カーボン社製の“トーカブラック”；コロンビア社製の“ラヴェン”；等が挙げられる。これらの中でも、三菱化学社製の“ＨＣＦ＃２６５０”、“ＨＣＦ＃２６００”、“ＨＣＦ＃２３５０”、“ＨＣＦ＃２３００”、“ＭＣＦ＃１０００”、“ＭＣＦ＃９８０”、“ＭＣＦ＃９７０”、“ＭＣＦ＃９６０”、“ＭＣＦ８８”、“ＬＦＦＭＡ７”、“ＬＦＦＭＡ８”、“ＬＦＦＭＡ１１”、“ＬＦＦＭＡ７７”、“ＬＦＦＭＡ１００”、及びデグサ・ヒュルス社製の“プリンテックス９５”、“プリンテックス８５”、“プリンテックス７５”、“プリンテックス５５”、“プリンテックス４５”からなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。

上記顔料は、前述した顔料を１種単独のみならず、２種以上を混合して使用してもよい。

本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物中の顔料濃度は、０．１重量％以上２０重量％以下が好ましく、０．３重量％以上１０重量％以下がより好ましい。顔料濃度が０．１重量％未満になると、印刷画像の鮮明さに欠ける傾向にあり、２０重量％を超えると、着色剤としての効果が飽和するだけではなく、インク粘度が上昇して吐出安定性が悪くなる傾向にある。

＜界面活性剤＞
上記界面活性剤分散型顔料に含まれる界面活性剤としては、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アシルメチルタウリン酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、アルキル硫酸エステル塩、硫酸化オレフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、アルキルジメチルベタイン等の両性界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、グリセリンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤；等が挙げられる。

上記界面活性剤分散型顔料において、顔料と界面活性剤との含有比（重量比）は、１００：１〜１００：１００であることが好ましく、１００：５〜１００：５０であることがより好ましい。界面活性剤の顔料に対する含有比が小さくなりすぎると、顔料分散体が得られなくなる傾向にある。一方、界面活性剤の顔料に対する含有比が大きくなりすぎると、低温乾燥による塗膜特性（特に、耐水性及び耐薬品性）が劣る傾向にある。

上記界面活性剤分散型顔料は、上記顔料、上記界面活性剤、水、必要に応じて各種添加剤を、例えばビーズミル、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ホモジナイザ、ペイントシェーカ、ニーダー、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザ、パールミル、湿式ジェットミル等の分散装置を用いて分散することにより得られる。

（エマルジョン樹脂）
本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物に用いられるエマルジョン樹脂としては、ガラス転移温度が６０℃以上のエマルジョン樹脂が好ましい。上記エマルジョン樹脂のガラス転移温度が６０℃未満であると、耐薬品性が十分得られない場合があったり、印刷面がべた付いて埃が付着しやすくなったり、貼り付きやすくなる等の問題が生じる場合がある。上記エマルジョン樹脂のガラス転移温度の上限は、通常１１０℃程度である。本明細書において、「エマルジョン樹脂」とは、エマルジョン化した樹脂を意味し、エマルジョンの分散媒は含まない。また、「エマルジョン樹脂のガラス転移温度」とは、エマルジョン樹脂を含む水溶液（エマルジョン樹脂分散体）を１５０℃で２時間乾燥させ、脱水させることにより、得られたエマルジョン樹脂を単独で測定したときのガラス転移温度をいう。

ガラス転移温度が６０℃以上１１０℃以下のエマルジョン樹脂を形成する材料としては、スチレン、テトラヒドロフルフリルアクリレート及びブチルメタクリレートの他に（α，２，３又は４）−アルキルスチレン、（α，２，３又は４）−アルコキシスチレン、３，４−ジメチルスチレン、α−フェニルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、その他アルキル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシ基を有するジエチレングリコール又はポリエチレングリコールの（メタ）アクリレート、プロポキシ基を有するジエチレングリコール又はポリエチレングリコールの（メタ）アクリレート、ブトキシ基を有するジエチレングリコール又はポリエチレングリコールの（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、その他含フッ素（メタ）アクリレート、含塩素（メタ）アクリレート、含珪素（メタ）アクリレート等が挙げられる。また、（メタ）アクリルアミド、マレイン酸アミド、（メタ）アクリル酸等の１官能の他に架橋構造を導入する場合は、（モノ、ジ、トリ、テトラ、ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール及び１，１０−デカンジオール等のジ（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、グリセリン（ジ、トリ）（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ又はＦのエチレンオキシド付加物のジ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を用いることができる。

上記エマルジョン樹脂の含有量は、インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、５重量％以上３０重量％未満である。上記エマルジョン樹脂の含有量が３０重量％以上となると、吐出安定性が低下し、上記エマルジョン樹脂の含有量が５重量％未満になると、低温乾燥による塗膜特性（特に、耐水性、耐薬品性及び密着性）が劣る傾向にある。

（有機溶剤）
本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、乾燥促進、インクジェットヘッドの吐出安定性の向上、保湿性の付与のため、有機溶剤を含有させている。

本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、上記有機溶剤として、インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、沸点が２８５℃以下の有機溶剤を１０重量％以上４０重量％以下、より好ましくは１５重量％以上３５重量％以下の範囲内で含む。上記沸点が２８５℃以下の有機溶剤の含有量が、４０重量％を超えると、低温乾燥による塗膜特性（特に、乾燥性、耐薬品性、及び密着性）が劣化したり、塗膜が白化する（ここで、塗膜の白化とは、Ｌａ*ｂ*表色系においてＬの値が大きくなることを意味する。）等の問題が生じ、インクジェット記録用水性顔料インクとしての利用には不向きとなる傾向にあり、１０重量％未満になると、吐出安定性が劣化する傾向にある。

上記沸点が２８５℃以下の有機溶剤としては、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、３，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，５−ヘキサンジオール、ヘキシレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、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、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、スルホラン、１，４−シクロヘキサンジメタノール、２，２−チオジエタノール、３−ピリジルカルビノール、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メチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールｔ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールｎ−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ヘキシルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル等が挙げられる。

また、本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、上記有機溶剤として、沸点が２８５℃を超える有機溶剤をさらに含有してもよい。上記沸点が２８５℃を超える有機溶剤の含有量は、インクジェット記録用水性顔料インク組成物に対して、０重量％以上１．０重量％以下の範囲内が好ましい。沸点が２８５℃を超える有機溶剤の含有量が１．０重量％を超えると、低温乾燥による塗膜特性（特に、耐薬品性）が劣化する傾向にある。上記沸点が２８５℃を超える有機溶剤としては、例えば、グリセリン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。

（その他の成分）
本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物には、インクの表面張力の制御、界面活性剤分散型顔料及びエマルジョン樹脂の分散安定性の向上のため、界面活性剤をさらに含有させてもよい。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等が挙げられる。ノニオン系界面活性剤を添加した場合、ノズル近傍でのインク中の固形分の付着を抑制し、吐出安定性を向上できる。アセチレングリコール系界面活性剤を添加した場合、動的表面張力を低下させ、吐出安定性を向上できる。シリコン系界面活性剤を添加した場合、非吸収性材料に対する濡れ性を向上できる。

また、本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物には、必要に応じて、インクジェット記録用のインク分野で従来から用いられている、消泡剤、殺菌剤、保湿剤、ｐＨ調整剤、貯蔵安定剤、ゲル化防止剤、防腐剤、防錆剤等の添加剤を添加することができる。

本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物は、上記界面活性剤分散型顔料と、上記エマルジョン樹脂と、上記有機溶剤とを混合した後、フィルター等を用いて粗大粒子をろ過し、必要に応じて脱気することにより得られる。

本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物の粘度は、２５℃で、１．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、２．５ｍＰａ・ｓ以上８．５ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。粘度が１．０ｍＰａ・ｓ未満になると、画像の形成が困難になる傾向にあり、１０．０ｍＰａ・ｓを超えると、吐出安定性が悪くなる傾向にある。

次に、本発明の画像形成方法について説明する。

本発明の画像形成方法は、上記本発明のインクジェット記録用水性顔料インク組成物をインクジェットヘッドから吐出し、被記録媒体に付着させる吐出工程と、被記録媒体に付着したインクジェット記録用水性顔料インク組成物を４０℃以上８０℃以下に加熱する加熱工程とを含み、加熱により、被記録媒体に付着したインク組成物中の溶媒が蒸発して乾燥が促進され、画像が形成される。これにより、耐水性、耐薬品性及び密着性に優れ、高品質な印刷画像を形成できる。

上記被記録媒体としては、紙等の吸収性材料からなる基材や、プラスチック、金属等のインク非吸収性材料からなる基材が挙げられる。

上記加熱工程における加熱温度は、４０℃以上であればよいが、好ましくは４０℃以上８０℃以下の範囲であり、より好ましくは４５℃以上６０℃以下である。加熱温度が８０℃を超えると、被記録媒体が変形する等の問題が生じることがある。本明細書において、加熱工程は、インクジェット記録用水性顔料インク組成物が被記録媒体に付着された際にこれとほぼ同時に加熱処理を施す場合、インクジェット記録用水性顔料インク組成物が被記録媒体に付着される前に被記録媒体を予め加熱処理を施す場合、インクジェット記録用水性顔料インク組成物が被記録媒体に付着された後に被記録媒体と共に加熱処理を施す場合を含む。なお、乾燥時間については、インクジェット記録用水性顔料インク組成物中の溶媒が蒸発できれば特に限定されない。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、特に指摘がない場合、下記において、「部」は「重量部」を意味する。また、下記において、「エマルジョン樹脂分散体」とは、本発明のエマルジョン樹脂を含む水溶液のことを意味する。

（実施例１）
＜界面活性剤分散型顔料の調製＞
先ず、以下の材料を下記の割合で混合・攪拌後、東洋精機社製のペイントシェーカを用いて、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを分散メディアとして６０分間分散して界面活性剤分散型顔料を得た。
（１）顔料（三菱化学社製、商品名“ＭＣＦ＃１０００”）：３０．０部
（２）分散剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩）：４．０部
（３）消泡剤（日信化学工業社製、商品名“サーフィノール１０４Ｅ”）：０．２部
（４）水：７０．８部

＜インクジェット記録用水性顔料インクの調製＞
次に、上記界面活性剤分散型顔料と以下の材料とを下記の割合で混合・攪拌し、実施例１のインクジェット記録用水性顔料インクを得た。本実施例１では、エマルジョン樹脂の含有量は５重量％であり、２−ピロリドンの含有量は１０重量％であった。
（１）界面活性剤分散型顔料（顔料濃度：３０％）：５．０部
（２）エマルジョン樹脂分散体：アクリル系エマルジョン樹脂（ＢＡＳＦ社製、商品名“ジョンクリルＰＤＸ−７７００”、ガラス転移温度：８０℃、樹脂成分：４８％）：１０．４部（樹脂成分：５重量％）
（３）シリコン系界面活性剤（ビッグケミー社製、商品名“ＢＹＫ３４８”）：１．０部
（４）防腐剤（アーチケミカル社製、商品名“プロクセルＧＸＬ（Ｓ）”）：０．２部
（５）沸点が２８５℃以下の有機溶剤：２−ピロリドン（ＢＡＳＦ社製）：１０部（１０重量％）
（６）水：７３．４部

（実施例２）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を２０．８部に変更したこと、水の配合量を６３．０部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例２では、エマルジョン樹脂の含有量は１０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は１０重量％であった。

（実施例３）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４１．７部に変更したこと、水の配合量を４２．１部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例３では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は１０重量％であった。

（実施例４）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を６２．５部に変更したこと、水の配合量を２１．３部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例４では、エマルジョン樹脂の含有量は３０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は１０重量％であった。

（実施例５）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４１．７部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を２０．０部に変更したこと、水の配合量を３２．１部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例５では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は２０重量％であった。

（実施例６）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を６２．５部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を２０．０部に変更したこと、水の配合量を１１．３部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例６では、エマルジョン樹脂の含有量は３０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は２０重量％であった。

（実施例７）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４７．６部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を３０．０部に変更したこと、水の配合量を１６．２部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例７では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は３０重量％であった。

（実施例８）
エマルジョン樹脂分散体として、ＢＡＳＦ社製のアクリル系エマルジョン樹脂“ジョンクリル５３２Ｊ”（ガラス転移温度：５６℃、樹脂成分：４５％）を４４．４部用いたこと、２−ピロリドンの配合量を２０．０部に変更したこと、水の配合量を２９．４部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例８では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は２０重量％であった。

（実施例９）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４１．７部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を２０．０部に変更したこと、水の配合量を３１．１部に変更したこと、沸点が２８５℃を超える有機溶剤であるグリセリンを１．０部さらに添加したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例９では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は２０重量％であり、グリセリンの含有量は１．０重量％であった。

（実施例１０）
２−ピロリドンの配合量を４０．０部に変更したこと、水の配合量を４３．４部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１０のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本実施例１０では、エマルジョン樹脂の含有量は５重量％であり、２−ピロリドンの含有量は４０重量％であった。

（比較例１）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を６．３部に変更したこと、水の配合量を７７．６部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本比較例１では、エマルジョン樹脂の含有量は３重量％であり、２−ピロリドンの含有量は１０重量％であった。

（比較例２）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を７２．９部に変更したこと、水の配合量を１０．９部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本比較例２では、エマルジョン樹脂の含有量は３５重量％であり、２−ピロリドンの含有量は１０重量％であった。

（比較例３）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４１．７部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を５．０部に変更したこと、水の配合量を４７．１部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例３のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本比較例３では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は５重量％であった。

（比較例４）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４１．７部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を４５．０部に変更したこと、水の配合量を７．１部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例４のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本比較例４では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は４５重量％であった。

（比較例５）
エマルジョン樹脂分散体として、ＢＡＳＦ社製のアクリル系エマルジョン樹脂“ジョンクリル７７５”（ガラス転移温度：３７℃、樹脂成分：４５％）を４４．４部用いたこと、２−ピロリドンの配合量を２０．０部に変更したこと、水の配合量を２９．４部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例５のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本比較例５では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は２０重量％であった。

（比較例６）
エマルジョン樹脂分散体の配合量を４１．７部に変更したこと、２−ピロリドンの配合量を２０．０部に変更したこと、水の配合量を３０．１部に変更したこと、沸点が２８５℃を超える有機溶剤であるグリセリンを２．０部さらに添加したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例６のインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。本比較例６では、エマルジョン樹脂の含有量は２０重量％であり、２−ピロリドンの含有量は２０重量％であり、グリセリンの含有量は２．０重量％であった。

上記実施例１〜１０及び比較例１〜６のインクジェット記録用水性顔料インクに関して、下記に示す方法によって、粘度、乾燥性、耐薬品性、密着性、吐出安定性、及び色度の評価を行った。

（粘度）
粘度は、東機産業社製の“Ｒ１００型粘度計”を用いて、２５℃、コーン回転数１００ｒｐｍの条件下で粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。

（乾燥性）
上記実施例及び比較例で得られたインクジェット記録用水性顔料インクを、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（未処理品）上に、バーコータ（＃１４）により、乾燥後の厚さが１〜２μｍの塗膜を形成し、６０℃で３分間乾燥させることにより、評価用試料を作製した。また、乾燥温度を９０℃とした場合についても同様にして評価用試料を作製した。

次に、その評価用試料の塗膜面を、綿棒を用いて５ｃｍ擦って、綿棒へのインク付着状態を観察した。

その結果、インクが綿棒に全く付着しない場合を乾燥性：Ａ（優秀）、評価用試料を作製した直後はインクが綿棒にかすれる程度に付着したが、評価用試料を作製してから５分間放置した後はインクが綿棒に全く付着しない場合を乾燥性：Ｂ（良好）、及び評価用試料を作製してから５分間放置した後もインクが綿棒に付着した場合を乾燥性：Ｃ（不良）と評価した。

（耐薬品性）
上記乾燥性評価の場合と同様にして評価用試料を作製し、その評価用試料の塗膜面を、エタノール５０％を含有した水溶液を含浸させた綿棒を用いて２０回擦って、塗膜の剥離の状態を観察した。

その結果、綿棒で擦っても塗膜が全く剥がれず、塗膜の造膜性及び基材への密着性が良い場合を耐薬品性：Ａ（優秀）、擦る回数が１８回以上で剥離が見られた場合を耐薬品性：Ｂ（良好）、擦る回数が１５回以上で剥離が見られ、塗膜の造膜性及び基材への密着性がやや不十分である場合を耐薬品性：Ｃ（やや不良）、及び擦る回数が１５回未満で剥離が見られ、塗膜の造膜性及び基材への密着性が不十分である場合を耐薬品性：Ｄ（不良）と評価した。

（密着性）
上記乾燥性評価の場合と同様にして評価用試料を作製し、日本工業規格（ＪＩＳ）５６００−５−６−１９９９に準拠した碁盤目剥離試験を行った。その結果、試験升目１００個に対して剥離が全く見られなかった場合を密着性：Ａ（良好）、剥離が１〜５個見られた場合を密着性：Ｂ（やや不良）、及び剥離が６個所以上見られた場合を密着性：Ｃ（不良）と評価した。

（吐出安定性）
上記実施例及び比較例で得られたインクジェット記録用水性顔料インクをリコー社製のインクジェットプリンタ“ＧＥＬＪＥＴ”を用いて、Ａ４版のＸｅｒｏｘ Ｐ紙にマイクロソフト社のワードのＭＳ明朝文字をスタイル標準サイズ１０で２０００字／ページの割合で１００ページ連続印字し、印字乱れの状態を観察した。また、同様にして１０００頁印字した場合についても、印字乱れの状態を換算した。

その結果、印字乱れが５箇所未満の場合を吐出安定性：Ａ（優秀）、印字乱れが５箇所以上１０箇所未満の場合を吐出安定性：Ｂ（良好）、印字乱れが１０箇所以上５０箇所未満の場合を吐出安定性：Ｃ（やや不良）及び印字乱れが５０箇所以上の場合を吐出安定性：Ｄ（不良）と評価した。

（色度）
上記乾燥性評価の場合と同様にして評価用試料を作製し、色相を分光測色濃度計（日本平反機材株式会社製の“Ｘ−Ｒｉｔｅ”）を用いて測定し、Ｌ、ａ*、ｂ*を求めた。Ｌａ*ｂ*表示系においては、Ｌの値が０に近いほど黒色の明度が良好であることを示しており、ここでは、Ｌの値が小さいほど色度が良好であると評価した。

表１及び表２に、実施例１〜１０及び比較例１〜６のインクジェット記録用水性顔料インクの粘度、乾燥性、耐薬品性、密着性、吐出安定性、及び色度の評価結果を示した。また、インクジェット記録用水性顔料インクに含まれるエマルジョン樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）及び含有量と、有機溶剤の含有量についても併せて示した。

表１及び表２から、実施例１〜１０のインクジェット記録用水性顔料インクは、乾燥性、耐薬品性、密着性、及び吐出安定性の全てにおいてほぼ満足する結果が得られ、また、高品質の印刷画像を形成できた。

一方、エマルジョン樹脂の含有量が５重量％未満の比較例１では、耐薬品性が低下した。エマルジョン樹脂の含有量が３０重量％以上の比較例２では、吐出安定性が低下した。沸点が２８５℃以下の有機溶剤の含有量が１０重量％未満の比較例３では、吐出安定性が低下した。沸点が２８５℃以下の有機溶剤の含有量が４０重量％を超えた比較例４では、乾燥性、耐薬品性、及び密着性が低下し、印刷画像の品質も良好ではなかった。エマルジョン樹脂のガラス転移温度が６０℃未満の比較例５では、耐薬品性が低下した。沸点が２８５℃を超える有機溶剤の含有量が１．０重量％を超えた比較例６では、耐薬品性が低下した。

本発明は、プラスチック、金属等のインク非吸収性材料への印刷が可能で、さらに印刷画像の高品質化を実現可能なインクジェット記録用水性顔料インクを提供できる。

Claims (5)

1. 界面活性剤分散型顔料、エマルジョン樹脂、水、及び有機溶剤、を含むインクジェット記録用水性顔料インク組成物であって、
   前記エマルジョン樹脂のガラス転移温度は、６０℃以上であり、
   前記エマルジョン樹脂の含有量は、前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して５重量％以上３０重量％未満であり、
   前記有機溶剤は、前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、沸点が２８５℃以下の有機溶剤を１０重量％以上４０重量％以下の範囲で含むことを特徴とするインクジェット記録用水性顔料インク組成物。
2. 前記エマルジョン樹脂は、アクリル系エマルジョン樹脂である請求項１に記載のインクジェット記録用水性顔料インク組成物。
3. 前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物中の顔料濃度は、０．１重量％以上２０重量％以下である請求項１又は２に記載のインクジェット記録用水性顔料インク組成物。
4. 前記有機溶剤は、前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物全量に対して、沸点が２８５℃を超える有機溶剤を０重量％以上１．０重量％以下の範囲で含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録用水性顔料インク組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録用水性顔料インク組成物をインクジェットヘッドから吐出し、被記録媒体に付着させる吐出工程と、
   前記被記録媒体に付着した前記インクジェット記録用水性顔料インク組成物を４０℃以上８０℃以下に加熱する加熱工程と、を含むことを特徴とする画像形成方法。