JP2017019968A - インクジェットインク - Google Patents
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Abstract
【課題】小粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを提供する。さらに、インクジェットインクの貯蔵安定性を高めるとともに、優れた耐擦過性を有する印刷物を提供する。【解決手段】着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含む、インクジェットインクである。この着色樹脂粒子は酸性基を有する液体有機化合物をさらに含むことができる。また、この固体樹脂は、含窒素樹脂及び芳香環含有樹脂のうち1種以上を含むことができる。【選択図】なし
Description
本発明は、インクジェットインクに関する。
インクジェットインクの色材としては、大別して染料と顔料がある。染料を用いる場合、発色が良いといった利点がある。また、染料は、顔料に比べ耐摩耗性、特に耐擦過性に優れるという利点がある。しかし、染料自体の耐水性及び耐マーカー性が低いという問題がある。一方、顔料は、画像濃度が高い、耐候性に優れるという利点があるが、染料に比べ耐摩耗性、特に耐擦過性が低いという問題がある。
これに対して、色材を樹脂で包含して着色樹脂粒子の形態とすることで、色材の持つ画像性に関する特徴をいかしつつ、耐摩耗性とともに耐水性及び耐マーカー性にも優れるインクを提供する方法がある。ここで、樹脂としては、インクに耐摩耗性、耐水性及び耐マーカー性を付与する特性を有することが望まれる。
特許文献1及び特許文献2には、有機溶媒Aと、有機溶媒Aとほとんど相溶性がない有機溶媒Bとを使用して、有機溶媒Bと樹脂とを含む分散相及び有機溶媒Aを含む連続相からなる分散液とした後、分散液から減圧又は加熱により有機溶媒Bを除去することで、有機溶媒A中に高分子粒子が分散した高分子粒子分散物を製造することが提案されている。
しかしながら、これらの高分子粒子分散物を用いて印刷用インキを調整した場合に、用紙等へ印刷された画像の耐摩耗性、耐水性及び耐マーカー性について、上記文献では検討されていない。単に樹脂を添加したのみでは、画像の耐摩耗性を十分に得ることは難しい。また、印刷画像の十分な発色性を得るための色材量を配合した場合、高分子粒子分散物の粘度が上昇して分散物の調整が難しくなるという問題がある。
しかしながら、これらの高分子粒子分散物を用いて印刷用インキを調整した場合に、用紙等へ印刷された画像の耐摩耗性、耐水性及び耐マーカー性について、上記文献では検討されていない。単に樹脂を添加したのみでは、画像の耐摩耗性を十分に得ることは難しい。また、印刷画像の十分な発色性を得るための色材量を配合した場合、高分子粒子分散物の粘度が上昇して分散物の調整が難しくなるという問題がある。
特許文献3によれば、非水系溶剤Aと塩基性分散剤とを含む連続相に、非水系溶剤Bと染料と樹脂と酸性分散剤とを含む分散相を分散させて油中油型エマルションを調整し、油中油型エマルションから非水系溶剤Bを除去した着色樹脂粒子が提案されている。
特許文献3では、連続相に塩基性分散剤を用い、分散相に酸性分散剤を用いることで、樹脂の種類によらず、油中油型エマルションを優れた乳化安定性で調整することができ、耐水性とともに耐マーカー性及び耐擦過性に優れる着色樹脂粒子分散体を提供することが開示されている。
特許文献3では、連続相に塩基性分散剤を用い、分散相に酸性分散剤を用いることで、樹脂の種類によらず、油中油型エマルションを優れた乳化安定性で調整することができ、耐水性とともに耐マーカー性及び耐擦過性に優れる着色樹脂粒子分散体を提供することが開示されている。
インクジェットインクでは、インクジェットヘッドにインクが充填された状態で、インクの溶剤が揮発することで、インクジェットヘッドのノズルが詰まって、吐出不良を起こすことがある。インクジェットヘッドにインクを充填して長時間経過した後には、ノズル詰まりが発生しやすくなり、いわゆる間欠吐出性が低下するという問題がある。
比較的低沸点の溶剤を用いると、インクジェットインクに適用した場合には、インクの溶剤が揮発しやすく、間欠吐出性が問題になる。
特許文献3では、分散体に染料を用いているため、着色樹脂粒子を微粒子化することができている。しかし、分散体に顔料を用いると、着色樹脂粒子の粒子径が大きくなるという問題があり、これは吐出不良の原因になる。
また、間欠吐出性を高めるために、高沸点溶剤を用いて分散体を調整することが望まれる。しかし、高沸点溶剤を用いると、着色樹脂粒子を十分に微粒子化できないという問題があり、結果として間欠吐出性が十分に改善されないことがある。
比較的低沸点の溶剤を用いると、インクジェットインクに適用した場合には、インクの溶剤が揮発しやすく、間欠吐出性が問題になる。
特許文献3では、分散体に染料を用いているため、着色樹脂粒子を微粒子化することができている。しかし、分散体に顔料を用いると、着色樹脂粒子の粒子径が大きくなるという問題があり、これは吐出不良の原因になる。
また、間欠吐出性を高めるために、高沸点溶剤を用いて分散体を調整することが望まれる。しかし、高沸点溶剤を用いると、着色樹脂粒子を十分に微粒子化できないという問題があり、結果として間欠吐出性が十分に改善されないことがある。
本発明の一目的としては、小粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを提供することである。さらに、インクジェットインクの貯蔵安定性を高めるとともに、優れた耐擦過性を有する印刷物を得ることを目的とする。
本発明は、以下の構成を要旨とする。
(1)着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含む、インクジェットインク。
(2)前記着色樹脂粒子は酸性基を有する液体有機化合物をさらに含む、(1)に記載のインクジェットインク。
(3)前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基はリン酸基を含む、(2)に記載のインクジェットインク。
(4)前記固体樹脂は、含窒素樹脂及び芳香環含有樹脂のうち1種以上を含む、(1)から(3)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(5)前記固体樹脂は、ニトロセルロース、アルコキシ基を有するポリアミド樹脂、及びスチレン(メタ)アクリル系樹脂のうち1種以上を含む、(4)に記載のインクジェットインク。
(6)前記非水系溶剤は、蒸留初留点が250℃以上である、(1)から(5)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(1)着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含む、インクジェットインク。
(2)前記着色樹脂粒子は酸性基を有する液体有機化合物をさらに含む、(1)に記載のインクジェットインク。
(3)前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基はリン酸基を含む、(2)に記載のインクジェットインク。
(4)前記固体樹脂は、含窒素樹脂及び芳香環含有樹脂のうち1種以上を含む、(1)から(3)のいずれかに記載のインクジェットインク。
(5)前記固体樹脂は、ニトロセルロース、アルコキシ基を有するポリアミド樹脂、及びスチレン(メタ)アクリル系樹脂のうち1種以上を含む、(4)に記載のインクジェットインク。
(6)前記非水系溶剤は、蒸留初留点が250℃以上である、(1)から(5)のいずれかに記載のインクジェットインク。
本発明によれば、粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを提供することができる。さらに、インクジェットインクの貯蔵安定性を高めるとともに、優れた耐擦過性を有する印刷物を得ることができる。
本発明の一実施形態によるインクジェットインク(以下、単に「インク」という場合がある)は、着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含むことを特徴とする。
これによれば、小粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを提供することができる。また、インクジェットインクの貯蔵安定性を高めるとともに、優れた耐擦過性を有する印刷物を得ることができる。
これによれば、小粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを提供することができる。また、インクジェットインクの貯蔵安定性を高めるとともに、優れた耐擦過性を有する印刷物を得ることができる。
本実施形態によれば、着色樹脂粒子では顔料が固体樹脂に包含されて形成されることで、印刷物の耐擦過性を高めることができる。
そして、インクが顔料誘導体を含むことで、着色樹脂粒子の成分である顔料及び固体樹脂が均一に配合されて、着色樹脂粒子を微粒子化することができる。これによって、吐出不良を改善して、間欠吐出性を高めることができる。
また、油中油型エマルションからインクを作製する場合では、分散相に顔料及び固体樹脂とともに顔料誘導体が含まれることで、乳化安定性を高めることができ、結果として小粒子径の着色樹脂粒子を得ることができる。
そして、インクが顔料誘導体を含むことで、着色樹脂粒子の成分である顔料及び固体樹脂が均一に配合されて、着色樹脂粒子を微粒子化することができる。これによって、吐出不良を改善して、間欠吐出性を高めることができる。
また、油中油型エマルションからインクを作製する場合では、分散相に顔料及び固体樹脂とともに顔料誘導体が含まれることで、乳化安定性を高めることができ、結果として小粒子径の着色樹脂粒子を得ることができる。
さらに、高沸点溶剤を用いる場合に、着色樹脂粒子の粒子径を小さくすることが難しいという問題に対して、着色樹脂粒子に顔料誘導体を含ませることで、高沸点溶剤を用いて小粒子径の着色樹脂粒子を得ることができる。高沸点溶剤を用いてインクを調整することで、間欠吐出性をより改善することができる。
特に、インクジェット吐出に適した小粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを得ることができる。
特に、インクジェット吐出に適した小粒子径で間欠吐出性に優れるインクジェットインクを得ることができる。
(着色樹脂粒子)
本実施形態による着色樹脂粒子としては、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含む。
さらに、着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(以下、単に「酸性化合物」と称することがある。)が含まれてもよい。
この着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、及び選択的に酸性化合物が均一に混合されて、球状の粒子形状となっていることが好ましい。
本実施形態による着色樹脂粒子としては、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含む。
さらに、着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(以下、単に「酸性化合物」と称することがある。)が含まれてもよい。
この着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、及び選択的に酸性化合物が均一に混合されて、球状の粒子形状となっていることが好ましい。
「固体樹脂」
固体樹脂としては、室温(23℃)で固体状の樹脂であることが好ましい。
固体樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、粒子形状を安定化するために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは40℃以上である。固体樹脂のガラス転移温度は、制限されないが、150℃以下であることが好ましく、より好ましくは120℃以下である。
また、固体樹脂の溶融温度(Tm)としては、粒子形状を安定化させるために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは、40℃以上である。固体樹脂の溶融温度は、制限されないが、250℃以下であることが好ましい。
固体樹脂としては、室温(23℃)で固体状の樹脂であることが好ましい。
固体樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、粒子形状を安定化するために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは40℃以上である。固体樹脂のガラス転移温度は、制限されないが、150℃以下であることが好ましく、より好ましくは120℃以下である。
また、固体樹脂の溶融温度(Tm)としては、粒子形状を安定化させるために、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは、40℃以上である。固体樹脂の溶融温度は、制限されないが、250℃以下であることが好ましい。
固体樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、3000〜100000が好ましく、より好ましくは5000〜80000である。この範囲で、着色樹脂粒子の形状の安定性を高めることができる。また、着色樹脂粒子の製造工程において、固体樹脂を含む原料を溶剤により均一に混合することができ、結果として成分が均一な着色樹脂粒子を提供することができる。
ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC法により、標準ポリスチレン換算により求めることができる。以下同じである。
ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC法により、標準ポリスチレン換算により求めることができる。以下同じである。
固体樹脂としては、ハンセン溶解度パラメーター(HSP値)が22〜27MPa/cm3であることが好ましい。また、固体樹脂は、分散項δdが13〜20、極性項δpが5〜12、水素結合項δhが10〜20であることが好ましい。この範囲とすることで、インクジェットインクとしてのインクが用紙に塗布される際に、着色樹脂粒子と非水系溶剤を速やかに分離させ、耐摩耗性をより向上することができる。
溶解度パラメーターの算出方法を以下に説明する。本発明では、1967年にHansenが提唱した3次元溶解度パラメーターを用いる。
ハンセン溶解度パラメーターは、Hildebrandによって導入された溶解度パラメーターを分散項δd、極性項δp、水素結合項δhの3成分に分割し、3次元空間で表したものである。分散項は、分散力による効果、極性項は、双極子間力による効果、水素結合項は、水素結合力の効果を示す。より詳細には、POLYMER HANDBOOK.FOURTH EDITION.(Editors.J.BRANDRUP,E.H.IMMERGUT,andE.A.GRULKE.)等に説明されている。
ハンセン溶解度パラメーターは、Hildebrandによって導入された溶解度パラメーターを分散項δd、極性項δp、水素結合項δhの3成分に分割し、3次元空間で表したものである。分散項は、分散力による効果、極性項は、双極子間力による効果、水素結合項は、水素結合力の効果を示す。より詳細には、POLYMER HANDBOOK.FOURTH EDITION.(Editors.J.BRANDRUP,E.H.IMMERGUT,andE.A.GRULKE.)等に説明されている。
固体樹脂は、上記物性を備えるものを好ましく用いることができ、その種類は限定されない。
固体樹脂の具体例としては、アルキルフェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン(メタ)アクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ロジン樹脂、酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、リン酸エステル化樹脂、ニトロセルロース等の硝酸エステル化樹脂、アルコキシ基含有樹脂、ポリシルセスキオキサン、メトキシシルセスキオキサン、エトキシシルセスキオキサン、これらの樹脂の誘導体等を挙げることができる。
これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
固体樹脂の具体例としては、アルキルフェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン(メタ)アクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ロジン樹脂、酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、リン酸エステル化樹脂、ニトロセルロース等の硝酸エステル化樹脂、アルコキシ基含有樹脂、ポリシルセスキオキサン、メトキシシルセスキオキサン、エトキシシルセスキオキサン、これらの樹脂の誘導体等を挙げることができる。
これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
アルキルフェノール樹脂としては、ノボラック型アルキルフェノール樹脂及びレゾール型アルキルフェノール樹脂のいずれであってもよく、これらの誘導体であってもよい。
ポリビニルアルコールとしては、一般的に、ポリ酢酸ビニルを原料に用いて、ポリ酢酸ビニルの酢酸基を水酸基に置換して製造されため、置換の割合に応じて水酸基とともに酢酸基とを含む樹脂である。
ポリビニルアルコールを構成する全単位に対し、ヒドロキシ基を有する単位のモル比をnとし、酢酸基(−O−CO−CH3)を有する単位のモル比をmとする場合、けん化度は(n/(n+m))×100、重合度はn+mで表される。
ポリビニルアルコールのけん化度(n/(n+m))×100としては、0〜60であることが好ましく、より好ましくは1〜50である。
ポリビニルアルコールの重合度(n+m)としては、10〜1000であることが好ましく、より好ましくは20〜500である。
ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂をアセタール化して製造されるものを用いることができる。具体的には、PVA樹脂を酸触媒でアルデヒドと反応させて、PVA樹脂の水酸基の一部または全部をアセタール化して、ポリビニルアセタール樹脂を製造することができる。
ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂をブチルアルデヒドによってアセタール化して得られるポリビニルブチラール樹脂(以下、単にブチラール樹脂と称することがある。)、ポリビニルアルコール樹脂をホルムアルデヒドによってアセタール化して得られるポリビニルホルマール樹脂(ビニロン)を好ましく用いることができる。
セルロース系樹脂としては、セルロースアセテート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂等を挙げることができる。
硝酸エステル化樹脂としては、セルロースの硝酸エステルであるニトロセルロース等を挙げることができる。
硝酸エステル化樹脂としては、セルロースの硝酸エステルであるニトロセルロース等を挙げることができる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、メタクリル単位及び/またはアクリル単位を有する(メタ)アクリル樹脂の他、メタクリル単位及び/またはアクリル単位とともにその他の単位を有する共重合体を用いることができる。その他の単位としては、スチレン系単位、カルボン酸ビニル単位、α−オレフィン単位、ジエン系単位、エチレン性不飽和酸単位、エチレン性不飽和酸無水物単位、不飽和カルボン酸のモノアルキルエステル単位、スルホン酸単位、ニトリル、ピリジン、ピロリドン等の含窒素単位、エーテル系単位等を挙げることができる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、公知の(メタ)アクリル単量体の重合によって得ることができる。(メタ)アクリル単量体としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル等のアルキル基が1〜22の炭化水素基である(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等の2〜8の炭化水素基の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(アルキレングリコール単位数は2以上)のモノ(メタ)アクリレート;メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等のポリアルキレンオキシド骨格を含む(メタ)アクリル酸のエステル、(メタ)アクリルアミド等の含窒素単量体、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸等が挙げられ、これらは2種類以上併用されてもよい。
また、(メタ)アクリル単量体以外の単量体(以下、その他の単量体という。)を併用できる。その他の単量体は、(メタ)アクリル単量体と共重合可能であればよく特に制限はないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体、酢酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、エチレン等のα−オレフィン単量体、ブタジエン等のジエン系単量体、マレイン酸等のエチレン性不飽和酸とその無水物、マレイン酸モノエステル等の不飽和カルボン酸のモノアルキルエステル、(メタ)アクリルニトリル等の含窒素不飽和単量体、(メタ)アリルスルホン酸等の不飽和スルホン酸、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル系単量体等が挙げられ、これらは2種類以上併用されてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂としては、数平均分子量(Mn)は5000〜25000であることが好ましく、酸価は、0〜300mgKOH/gであることが好ましく、30〜300mgKOH/gであることがさらに好ましい。
また、スチレン単位を有する(メタ)アクリル系樹脂は、スチレン(メタ)アクリル系樹脂として好ましく用いることができる。この場合、スチレン単位と(メタ)アクリル単位の比率(モル比)は0:10から7:3であることが好ましい。
スチレン(メタ)アクリル系樹脂の市販品としては、東亜合成株式会社製ARUFONシリーズの「UC−3920」、「UC−5041」;星光PMC株式会社製ハイロスーXシリーズの「VS−1047」、「VS−1291」等を用いることができる。
また、スチレン単位を有する(メタ)アクリル系樹脂は、スチレン(メタ)アクリル系樹脂として好ましく用いることができる。この場合、スチレン単位と(メタ)アクリル単位の比率(モル比)は0:10から7:3であることが好ましい。
スチレン(メタ)アクリル系樹脂の市販品としては、東亜合成株式会社製ARUFONシリーズの「UC−3920」、「UC−5041」;星光PMC株式会社製ハイロスーXシリーズの「VS−1047」、「VS−1291」等を用いることができる。
スチレンマレイン酸樹脂としては、スチレンと無水マレイン酸との共重合体である。また、スチレンマレイン酸樹脂としては、スチレンマレイン酸樹脂をエステル化して、カルボキシ基またはヒドロキシ基を導入したエステル化物を用いることができる。
ポリアミド樹脂としては、ナイロン−6、ナイロン−66、ナイロン4−6、共重合ナイロン等を用いることができる。
また、ポリアミド樹脂をアルコキシメチル化したアルコキシ基を有するポリアミド樹脂を用いることができる。例えば、メトキシメチル化ナイロンを好ましく用いることができる。
ポリアミド樹脂をアルコキシメチル化することで、アルコール溶剤への溶解性を高めることができる。そのため、樹脂粒子の製造工程において、顔料及び樹脂分を溶剤中に、より均一に安定して混合することができる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基等を挙げることができる。
ポリアミド樹脂の市販品としては、例えば、株式会社T&K TOKA社製のトーマイドシリーズ、PAシリーズ、株式会社鉛市製ファインレジンシリーズ「FR−101」、「FR−104」、「FR−105」、「FR−301」等;ナガセケムテックス株式会社製のトレジンシリーズ「トレジンF-30K」、「トレジンEF-30T」等が挙げられる。
ポリアミド樹脂をアルコキシメチル化することで、アルコール溶剤への溶解性を高めることができる。そのため、樹脂粒子の製造工程において、顔料及び樹脂分を溶剤中に、より均一に安定して混合することができる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基等を挙げることができる。
ポリアミド樹脂の市販品としては、例えば、株式会社T&K TOKA社製のトーマイドシリーズ、PAシリーズ、株式会社鉛市製ファインレジンシリーズ「FR−101」、「FR−104」、「FR−105」、「FR−301」等;ナガセケムテックス株式会社製のトレジンシリーズ「トレジンF-30K」、「トレジンEF-30T」等が挙げられる。
固体樹脂としては、含窒素樹脂を用いることで、着色樹脂粒子を製造する際に顔料の分散性を高めることができる。含窒素樹脂としては、上記した中から、ニトロセルロース、アルコキシ基を有するポリアミド樹脂等を好ましく用いることができる。
また、固体樹脂として芳香環含有樹脂を用いることで、顔料と芳香環含有樹脂とのπ-π相互作用が期待できるため、顔料の分散性を高めることができる。芳香環含有樹脂としては、上記した中から、スチレン(メタ)アクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等のスチレン系樹脂等を好ましく用いることができる。
顔料の分散性を高めることで、着色樹脂粒子の各成分を均一にするとともに、粒子を小粒子径化することができ、耐擦過性とともに貯蔵安定性をより高めることができる。
また、固体樹脂として芳香環含有樹脂を用いることで、顔料と芳香環含有樹脂とのπ-π相互作用が期待できるため、顔料の分散性を高めることができる。芳香環含有樹脂としては、上記した中から、スチレン(メタ)アクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等のスチレン系樹脂等を好ましく用いることができる。
顔料の分散性を高めることで、着色樹脂粒子の各成分を均一にするとともに、粒子を小粒子径化することができ、耐擦過性とともに貯蔵安定性をより高めることができる。
また、固体樹脂として耐水性が高い樹脂を用いることで、印刷物の耐水性をより高めることができる。上記した固体樹脂のなかから、耐水性が高い樹脂としては、例えば、アルキルフェノール樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、スチレンマレイン酸樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アルコキシ基を有するポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ロジン樹脂、酢酸ビニル等を挙げることができる。
上記した固体樹脂の配合量は、着色樹脂粒子全体に対し、10質量%以上であることが好ましく、より好ましくは20質量%以上である。
一方、固体樹脂の配合量は、着色樹脂粒子全体に対し、70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下である。
一方、固体樹脂の配合量は、着色樹脂粒子全体に対し、70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下である。
着色樹脂粒子には、本発明の効果を損なわない限り、上記した固体樹脂以外のその他の樹脂が含まれてもよい。その他の樹脂としては、後述するインクジェットインクの製造方法で説明しているように、顔料分散剤や添加剤等がある。
「顔料」
着色樹脂粒子には、顔料が含まれる。顔料の詳細については後述する。
顔料は、着色樹脂粒子全体に対して、呈色性及び成分の均一性の観点から、0.1〜50質量%で配合されることが好ましく、より好ましくは10〜50質量%である。
着色樹脂粒子には、顔料が含まれる。顔料の詳細については後述する。
顔料は、着色樹脂粒子全体に対して、呈色性及び成分の均一性の観点から、0.1〜50質量%で配合されることが好ましく、より好ましくは10〜50質量%である。
「酸性化合物」
着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(酸性化合物)が含まれてもよい。ここで、酸性基を有する液体有機化合物としては、23℃で液体状であり酸性基を有する有機化合物である。
着色樹脂粒子には、酸性基を有する液体有機化合物(酸性化合物)が含まれてもよい。ここで、酸性基を有する液体有機化合物としては、23℃で液体状であり酸性基を有する有機化合物である。
酸性化合物を添加することで、印刷物の発色性及び耐摩耗性をより向上させることができる。これは、酸性化合物によって、顔料と固体樹脂とをより均一に安定して配合することが可能になるからである。
また、固体樹脂に、酸価が低く耐水性が高い樹脂を用いる場合、耐摩耗性が低下することがあるが、この固体樹脂とともに酸性化合物を添加することで、耐水性とともに耐摩耗性を向上させることができる。
また、酸性化合物は、インクジェットインクの製造工程において、油中油型エマルションの安定性を維持するために配合することができる。
また、固体樹脂に、酸価が低く耐水性が高い樹脂を用いる場合、耐摩耗性が低下することがあるが、この固体樹脂とともに酸性化合物を添加することで、耐水性とともに耐摩耗性を向上させることができる。
また、酸性化合物は、インクジェットインクの製造工程において、油中油型エマルションの安定性を維持するために配合することができる。
酸性化合物の融点としては、室温で液体状を維持するために、23℃以下であることが好ましく、より好ましくは15℃以下である。
酸性化合物のハンセン溶解度パラメーター(HSP値)は、22〜27MPa/cm3であることが好ましい。また、酸性化合物は、分散項δdが13〜20、極性項δpが5〜12、水素結合項δhが10〜20であることが好ましい。この範囲とすることで、着色樹脂粒子の各成分をより均一に配合することができて、粒子形状が安定化され経時安定性をより向上することができるととともに、発色性、耐摩耗性をより向上することができる。
酸性化合物の酸性基としては、リン酸基、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、硝酸エステル基、亜リン酸基、ホスホン酸基、スルフィン酸基等を挙げることができる。これらは、1分子中に1種、または2種以上組み合わせて含まれてもよい。酸性基は、酸性化合物1分子中に2個以上有することが好ましい。
酸性化合物は、オリゴマー、ポリマー、低分子量化合物のいずれであってもよい。
オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等を、単独で、または併用して用いることができる。また、これらの樹脂を構成するモノマーまたはオリゴマーの共重合体を用いてもよい。
オリゴマーまたはポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等を、単独で、または併用して用いることができる。また、これらの樹脂を構成するモノマーまたはオリゴマーの共重合体を用いてもよい。
酸性基としては、オリゴマーまたはポリマーを構成するモノマーに由来して、各構成単位の主鎖または側鎖に酸性基が結合して導入されていてもよい。例えば、(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸の共重合体等を挙げることができる。この場合、カルボキシ基がアクリル酸の割合に応じて導入される。また、(メタ)アクリル酸エステルとアシッド・ホスホキシ・(メタ)アクリレートの共重合体等を挙げることができる。この場合、リン酸基が導入される。
また、酸性基としては、オリゴマーまたはポリマーをリン酸エステル化して導入されていてもよい。この場合、水酸基の位置及び割合に応じてリン酸基が導入される。オリゴマーまたはポリマーの両末端に水酸基を有する場合、オリゴマーまたはポリマーの両末端にリン酸基が導入されて、合計2個のリン酸基を有する。
酸性化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合は、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。
また、酸性基としては、オリゴマーまたはポリマーをリン酸エステル化して導入されていてもよい。この場合、水酸基の位置及び割合に応じてリン酸基が導入される。オリゴマーまたはポリマーの両末端に水酸基を有する場合、オリゴマーまたはポリマーの両末端にリン酸基が導入されて、合計2個のリン酸基を有する。
酸性化合物がオリゴマーまたはポリマーである場合は、重量平均分子量が500〜10000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。
酸性化合物としてのオリゴマーまたはポリマーの具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンリン酸エステル等のポリオキシアルキルのリン酸エステル、ポリエーテルポリエステルリン酸エステル等のリン酸エステル化合物;アルキルポリホスホン酸;カルボキシ基含有(メタ)アクリルポリマー等を挙げることができる。これらは、単独で、または複数種を併用してもよい。
酸性化合物としては、リン酸エステル、硫酸エステル、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸等の低分子化合物を用いてもよい。
酸性化合物は、酸価を持つことが好ましい。酸性化合物の酸価は、好ましくは30mgKOH/g以上であり、より好ましくは60mgKOH/g以上であり、一層好ましくは90mgKOH/g以上である。
ここで、酸価は、不揮発分1g中の全酸性成分を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
ここで、酸価は、不揮発分1g中の全酸性成分を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
中でも、酸価が30mgKOH/g以上であるリン酸基、ホスホン酸基、リン酸エステル基及びカルボキシ基の1種以上を有する液体有機化合物であることが好ましく、リン酸基が特に好ましい。また、酸性化合物の両末端にリン酸基を有するものが一層好ましい。
市販されているもののなかから、酸性化合物として用いることができるものとしては、例えば、ビックケミー・ジャパン社製「DISPERBYK102、110、111」(いずれも商品名)、巴工業社製「TEGODispers655」、EFKA社製「Efka6230」、キレスト株式会社製「PH−210」、東亞合成株式会社製「ARUFON UC3510」、ユニケミカル株式会社製「CM294P」等を挙げることができる。
「DISPERBYK111」は、エチレングリコールとポリカプロラクトンのブロック共重合体のリン酸エステル化合物であり、共重合体の両末端にリン酸基を有する。
「DISPERBYK111」は、エチレングリコールとポリカプロラクトンのブロック共重合体のリン酸エステル化合物であり、共重合体の両末端にリン酸基を有する。
酸性化合物は、着色樹脂粒子全体に対して、0.1〜50質量%で配合されることが好ましく、より好ましくは20〜40質量%である。これによって、着色樹脂粒子の成分の均一性及び安定性を維持する一方で、その他の原料への作用を防ぐことができる。
「顔料誘導体」
着色樹脂粒子には、顔料誘導体が含まれる。
顔料誘導体としては、顔料骨格に極性官能基が導入されたものを用いることができる。
本実施形態では、着色樹脂粒子に顔料誘導体が含まれることで、より小粒子径の着色樹脂粒子を得ることができる。着色樹脂粒子を作製する際に、顔料及び固体樹脂とともに顔料誘導体を混合することで、微粒子化の際に粒子径をより小さくすることができる。これは、顔料誘導体が顔料と固体樹脂とを引き寄せるように働くためと考えられる。
特に、非水系溶剤に高沸点溶剤を用いる際にも、着色樹脂粒子を小粒子径化することができる。そのため、高沸点溶剤を用いて間欠吐出性を高めながらも、小粒子径のインクジェットインクを提供することができる。
着色樹脂粒子には、顔料誘導体が含まれる。
顔料誘導体としては、顔料骨格に極性官能基が導入されたものを用いることができる。
本実施形態では、着色樹脂粒子に顔料誘導体が含まれることで、より小粒子径の着色樹脂粒子を得ることができる。着色樹脂粒子を作製する際に、顔料及び固体樹脂とともに顔料誘導体を混合することで、微粒子化の際に粒子径をより小さくすることができる。これは、顔料誘導体が顔料と固体樹脂とを引き寄せるように働くためと考えられる。
特に、非水系溶剤に高沸点溶剤を用いる際にも、着色樹脂粒子を小粒子径化することができる。そのため、高沸点溶剤を用いて間欠吐出性を高めながらも、小粒子径のインクジェットインクを提供することができる。
顔料誘導体としては、例えば、フタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系等の顔料の骨格に、カルボキシ基、スルホン酸基、アミノ基、ニトロ基、酸アミド基、カルボニル基、カルバモイル基、フタルイミド基、スルホニル基等の官能基を付加したもの、及びその塩等を好ましく使用することができる。
具体的には、銅フタロシアニンブルーに、アルキルアミノメチル基等を導入した塩基性フタロシアニン顔料誘導体、スルホン酸基、その金属塩及びアルキルアミン塩等を導入した酸性フタロシアニン顔料誘導体、フタルイミド基等を導入した中性銅フタロシアニン顔料誘導体、両末端ベンゼン環の片側だけに官能基が導入された非対称型ジスアゾイエロー顔料誘導体、脂肪族アミンと反応させたSchiff塩基型ジスアゾイエロー顔料誘導体等が挙げられる。
また、キナクリドン顔料誘導体、アントラキノン顔料誘導体等の縮合多環顔料誘導体は、フタロシアニン顔料誘導体と同様の官能基を導入したものを好ましく挙げることができる。
これらは単独で、または組み合わせて使用することができる。
具体的には、銅フタロシアニンブルーに、アルキルアミノメチル基等を導入した塩基性フタロシアニン顔料誘導体、スルホン酸基、その金属塩及びアルキルアミン塩等を導入した酸性フタロシアニン顔料誘導体、フタルイミド基等を導入した中性銅フタロシアニン顔料誘導体、両末端ベンゼン環の片側だけに官能基が導入された非対称型ジスアゾイエロー顔料誘導体、脂肪族アミンと反応させたSchiff塩基型ジスアゾイエロー顔料誘導体等が挙げられる。
また、キナクリドン顔料誘導体、アントラキノン顔料誘導体等の縮合多環顔料誘導体は、フタロシアニン顔料誘導体と同様の官能基を導入したものを好ましく挙げることができる。
これらは単独で、または組み合わせて使用することができる。
顔料誘導体の市販品としては、日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース5000(フタロシアニン顔料誘導体)」、「ソルスパース12000(フタロシアニン顔料誘導体)」、「ソルスパース22000」、ビックケミー・ジャパン株式会社製「BYK−SYNERGIST2100(フタロシアニン顔料誘導体)」、「BYK−SYNERGIST2105(イエロー顔料誘導体)」、BASFジャパン株式会社製「エフカ6745」(フタロシアニン顔料誘導体)、「エフカ6750(アゾ顔料誘導体)」等を好ましく挙げることができる。
顔料誘導体は、用いる顔料と同一または類似した骨格を有するものを好ましく用いることができる。例えば、顔料としてカーボンブラックや銅フタロシアニンブルーを用いる場合は、顔料誘導体としてフタロシアニン顔料誘導体を好ましく用いることができる。
着色樹脂粒子全量に対し、顔料誘導体は、0.25質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上であり、さらに好ましくは0.75質量%以上である。これによって、小粒子径の着色樹脂粒子を得て、吐出不良を防ぐことができる。高沸点溶剤を用いたインクにおいても、効果的に着色樹脂粒子をより小粒子径化することができる。
着色樹脂粒子全量に対し、顔料誘導体は、10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは7.5質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。これによって、過剰の顔料誘導体によって顔料が凝集することを防ぐことができる。
顔料誘導体は、質量比で、顔料1に対し0.005〜0.2であることが好ましく、さらに0.01〜0.15であることがより好ましく、0.03〜0.1であることが一層好ましい。
着色樹脂粒子全量に対し、顔料誘導体は、10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは7.5質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。これによって、過剰の顔料誘導体によって顔料が凝集することを防ぐことができる。
顔料誘導体は、質量比で、顔料1に対し0.005〜0.2であることが好ましく、さらに0.01〜0.15であることがより好ましく、0.03〜0.1であることが一層好ましい。
着色樹脂粒子には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の任意成分を添加することができる。任意成分としては、後述するインクの製造方法で添加される各種成分を挙げることができる。また、着色樹脂粒子には、可塑剤として酸性基を有さない液体状の有機化合物を添加することができる。可塑剤を添加することで、着色樹脂粒子の各種成分をより均一に配合することができる。可塑剤としては、アルコール類、エステル類、エーテル類、ポリエステル類、ポリエーテル類、(メタ)アクリルポリマー類等を用いることができる。
着色樹脂粒子の平均粒子径は、10μm以下程度であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることが一層好ましい。記録媒体の種類に応じて着色樹脂粒子の平均粒子径を適宜調整してもよく、例えば、コート紙を用いた印刷物の発色を向上するとともに定着性を向上させるためには、この平均粒子径は100〜300nm程度であることが好ましく、普通紙を用いた印刷物の裏抜け抑制の観点から、さらに200nm以下であることが好ましい。
ここで、着色樹脂粒子の平均粒子径は、動的散乱方式による体積基準の平均粒子径であり、例えば、株式会社堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB−500」等を用いて測定することができる。以下同じである。
ここで、着色樹脂粒子の平均粒子径は、動的散乱方式による体積基準の平均粒子径であり、例えば、株式会社堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「LB−500」等を用いて測定することができる。以下同じである。
(インクジェットインク)
本実施形態によるインクジェットインクは、上記した着色樹脂粒子とともに、非水系溶剤及び塩基性分散剤を含む。非水系溶剤及び塩基性分散剤については、後述のインクジェットインクの製造方法で説明する通りである。非水系溶剤としては、着色樹脂粒子を分散可能である溶剤であることが好ましい。塩基性分散剤としては、非水系溶剤中で着色樹脂粒子を分散させるために配合される。また、塩基性分散剤は、後述する着色樹脂粒子の製造工程において、エマルションの調整のために配合されることもある。
本実施形態によるインクジェットインクは、上記した着色樹脂粒子とともに、非水系溶剤及び塩基性分散剤を含む。非水系溶剤及び塩基性分散剤については、後述のインクジェットインクの製造方法で説明する通りである。非水系溶剤としては、着色樹脂粒子を分散可能である溶剤であることが好ましい。塩基性分散剤としては、非水系溶剤中で着色樹脂粒子を分散させるために配合される。また、塩基性分散剤は、後述する着色樹脂粒子の製造工程において、エマルションの調整のために配合されることもある。
本実施形態によるインクジェットインクにおいて、着色樹脂粒子はインク全体に対し1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは5質量%以上であり、さらに好ましくは10質量%以上である。これによって、インクとして呈色性にすぐれ、溶剤量を低減して乾燥性を高めることができる。
一方、着色樹脂粒子はインク全体に対し50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。これによって、分散性及び貯蔵安定性を高めることができる。
一方、着色樹脂粒子はインク全体に対し50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。これによって、分散性及び貯蔵安定性を高めることができる。
(インクジェットインクの製造方法)
以下、本実施形態によるインクジェットインクの製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態によるインクジェットインクは、以下の製造方法で製造されたものに限定されない。
以下、本実施形態によるインクジェットインクの製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態によるインクジェットインクは、以下の製造方法で製造されたものに限定されない。
インクジェットインクの調整方法は、化学的方法、物理化学的方法に大別される。化学的手法としては、界面重縮合法、界面反応法(in situ重合法)、液中硬化皮膜法(オリフィス法)などが挙げられる。物理化学的手法としては、液中乾燥法(水中乾燥法、油中乾燥法)、コアセルベーション法、融解分散冷却法などが挙げられる。
本実施形態によるインクジェットインクは、例えば、上記の物理化学的方法を用いて調整が可能であり、特に、液中乾燥法を好ましく用いることができ、油中油型エマルションの油中乾燥法を特に好ましく用いることができる。
油中油型エマルションの油中乾燥法を用いることで、上記した材料を用いて、平均粒子径が小さくかつ、粒子径分布が狭い着色樹脂粒子を調整することが可能であり、また、粘度が低いインクジェットインクを調整することが可能である。これによって、特に、インクジェット吐出に適するインクを得ることができ、さらに、耐摩耗性に優れるインクジェットインクを得ることできる。
油中油型エマルションの油中乾燥法を用いたインクジェットインクは、塩基性分散剤及び非水系溶剤(以下、連続相の非水系溶剤を溶剤Aと称することがある。)を少なくとも含む相を連続相とし、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、選択的に酸性化合物及び非水系溶剤(以下、分散相の非水系溶剤を溶剤Bと称することがある。)を少なくとも含む相を分散相とし、この連続相に分散相を分散させて油中油(O/O)型エマルションを作製し、これから分散相のうち溶剤Bを除去して得ることができる。
油中油型エマルションを安定して作製するために、溶剤Bは、溶剤Aに対して溶解度が低いことが好ましい。また、溶剤Bを除去するために、溶剤Bは、溶剤Aに対して沸点が低いことが好ましい。
油中油型エマルションを安定して作製するために、塩基性分散剤は、溶剤Bよりも溶剤Aに対する溶解度が高いことが好ましい。また、着色樹脂粒子の形状を安定させるために、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、及び酸性化合物はそれぞれ溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いことが好ましい。
油中油型エマルションを安定して作製するために、塩基性分散剤は、溶剤Bよりも溶剤Aに対する溶解度が高いことが好ましい。また、着色樹脂粒子の形状を安定させるために、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、及び酸性化合物はそれぞれ溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いことが好ましい。
「連続相」
連続相としては、溶剤Aと塩基性分散剤とを含む。
溶剤Aとしては、後述する溶剤B及び固体樹脂との関係性を満たすように、各種非水系溶剤から適宜選択して用いることができる。
連続相としては、溶剤Aと塩基性分散剤とを含む。
溶剤Aとしては、後述する溶剤B及び固体樹脂との関係性を満たすように、各種非水系溶剤から適宜選択して用いることができる。
非水系溶剤としては、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤の何れも使用できる。これらは、単独で使用してもよく、組み合わせて使用することもできる。なお、本発明において、非水系溶剤としては、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合しない非水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
非極性有機溶剤としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤、芳香族炭化水素溶剤等の石油系炭化水素溶剤を好ましく挙げることができる。
脂肪族炭化水素溶剤及び脂環式炭化水素溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系等の非水系溶剤を挙げることができ、市販品としては、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、カクタスノルマルパラフィンN−10、カクタスノルマルパラフィンN−11、カクタスノルマルパラフィンN−12、カクタスノルマルパラフィンN−13、カクタスノルマルパラフィンN−14、カクタスノルマルパラフィンN−15H、カクタスノルマルパラフィンYHNP、カクタスノルマルパラフィンSHNP、アイソゾール300、アイソゾール400、テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、AFソルベント7号、ナフテゾール160、ナフテゾール200、ナフテゾール220(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD60、エクソールD80、エクソールD95、エクソールD110、エクソールD130(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製)、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、ソルベッソ200ND(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
石油系炭化水素溶剤の蒸留初留点(IBP)は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。
石油系炭化水素溶剤の蒸留終点(EP)は、特に制限されないが、200℃以上であることが好ましく、250℃以上であることがより好ましく、300℃以上であることがさらに好ましい。
蒸留初留点及び蒸留終点はJIS K0066「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定することができる。
本実施形態では、高沸点溶剤を用いる場合にも、顔料誘導体を用いることで、着色樹脂粒子の粒子径を小さくすることができる。そのため、間欠吐出性の観点から、蒸留初留点が250℃以上、さらには300℃以上の石油系炭化水素溶剤を好ましく用いることができる。
脂肪族炭化水素溶剤及び脂環式炭化水素溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系等の非水系溶剤を挙げることができ、市販品としては、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、カクタスノルマルパラフィンN−10、カクタスノルマルパラフィンN−11、カクタスノルマルパラフィンN−12、カクタスノルマルパラフィンN−13、カクタスノルマルパラフィンN−14、カクタスノルマルパラフィンN−15H、カクタスノルマルパラフィンYHNP、カクタスノルマルパラフィンSHNP、アイソゾール300、アイソゾール400、テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、AFソルベント7号、ナフテゾール160、ナフテゾール200、ナフテゾール220(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD60、エクソールD80、エクソールD95、エクソールD110、エクソールD130(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJX日鉱日石エネルギー株式会社製)、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、ソルベッソ200ND(いずれも東燃ゼネラル石油株式会社製)等を好ましく挙げることができる。
石油系炭化水素溶剤の蒸留初留点(IBP)は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。
石油系炭化水素溶剤の蒸留終点(EP)は、特に制限されないが、200℃以上であることが好ましく、250℃以上であることがより好ましく、300℃以上であることがさらに好ましい。
蒸留初留点及び蒸留終点はJIS K0066「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定することができる。
本実施形態では、高沸点溶剤を用いる場合にも、顔料誘導体を用いることで、着色樹脂粒子の粒子径を小さくすることができる。そのため、間欠吐出性の観点から、蒸留初留点が250℃以上、さらには300℃以上の石油系炭化水素溶剤を好ましく用いることができる。
極性有機溶剤としては、脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等を好ましく挙げることができる。
例えば、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソデシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ヘキシル、パルミチン酸イソオクチル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソブチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸イソオクチル、イソステアリン酸イソプロピル、ピバリン酸2−オクチルデシル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル等の1分子中の炭素数が13以上、好ましくは16〜30の脂肪酸エステル系溶剤;
イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソエイコシルアルコール、デシルテトラデカノール等の1分子中の炭素数が6以上、好ましくは12〜20の高級アルコール系溶剤;
ラウリン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の1分子中の炭素数が12以上、好ましくは14〜20の高級脂肪酸系溶剤等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等の極性有機溶剤の沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。なお、沸点が250℃以上の非水系溶剤には、沸点を示さない非水系溶剤も含まれる。
例えば、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソデシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ヘキシル、パルミチン酸イソオクチル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソブチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸イソオクチル、イソステアリン酸イソプロピル、ピバリン酸2−オクチルデシル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル等の1分子中の炭素数が13以上、好ましくは16〜30の脂肪酸エステル系溶剤;
イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソエイコシルアルコール、デシルテトラデカノール等の1分子中の炭素数が6以上、好ましくは12〜20の高級アルコール系溶剤;
ラウリン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の1分子中の炭素数が12以上、好ましくは14〜20の高級脂肪酸系溶剤等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等の極性有機溶剤の沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。なお、沸点が250℃以上の非水系溶剤には、沸点を示さない非水系溶剤も含まれる。
これらの非水系溶剤は、単独で使用してもよく、単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、使用する非水系溶剤と単一相を形成できる範囲で他の有機溶剤を含ませてもよい。
溶剤Aは、ハンセン溶解度パラメーター(HSP値)が14〜18MPa/cm3であることが好ましい。また、溶剤Aは、分散項δdが12〜20、極性項δpが0〜4、水素結合項δhが0〜4であることが好ましい。
溶剤Aの溶解度パラメーターが上記範囲であるとともに、着色樹脂粒子の固体樹脂の溶解度パラメーターが上記範囲であることで、着色樹脂粒子の溶媒Aに対する分散安定性を向上することができる。また、インクジェットインクを用いて印刷する際に、用紙上で着色樹脂粒子と非水系溶剤の分離をより促進することができ、着色樹脂粒子の用紙への定着性をより高めて、耐摩耗性をより向上することができる。このような定着性の効果は、コート紙等の難浸透紙に印刷した際により発揮することができる。
溶剤Bを除去したインクジェットインクでは、溶剤Aを非水系溶剤としてそのまま用いることができる。さらに、インクに後添加で非水系溶剤を添加してもよい。
この場合、簡欠吐出性の観点から、最終的なインクの非水系溶剤の蒸留初留点は、以下の範囲であることが好ましい。最終的なインクの非水系溶剤の蒸留初留点は、1種の非水系溶剤を用いる場合はこの1種の非水系溶剤の蒸留初留点であり、2種以上の非水系溶剤を任意の配合割合で混合した混合溶剤を用いる場合はこの混合溶剤の蒸留初留点である。極性溶剤も非極性溶剤と同様に蒸留初留点を求めることができる。
最終的な非水系溶剤の蒸留初留点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。さらに、非水系溶剤の蒸留初留点は、250℃以上、さらには300℃以上であることが好ましい。
この場合、簡欠吐出性の観点から、最終的なインクの非水系溶剤の蒸留初留点は、以下の範囲であることが好ましい。最終的なインクの非水系溶剤の蒸留初留点は、1種の非水系溶剤を用いる場合はこの1種の非水系溶剤の蒸留初留点であり、2種以上の非水系溶剤を任意の配合割合で混合した混合溶剤を用いる場合はこの混合溶剤の蒸留初留点である。極性溶剤も非極性溶剤と同様に蒸留初留点を求めることができる。
最終的な非水系溶剤の蒸留初留点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。さらに、非水系溶剤の蒸留初留点は、250℃以上、さらには300℃以上であることが好ましい。
塩基性分散剤は、塩基性基を有する分散剤である。塩基性分散剤としては、溶剤Bよりも溶剤Aに対する溶解度が高いことが好ましい。
好ましくは、塩基性分散剤は、溶剤Bに対する溶解度が23℃で3g/100g以下であり、より好ましくは0.5g/100g以下である。また、好ましくは、塩基性分散剤は、溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g以上であり、より好ましくは5g/100g以上である。さらに好ましくは、油中油型エマルションの配合割合において、溶剤Aに塩基性分散剤が実質的に全て溶解し、溶剤Bに塩基性分散剤が実質的に溶解しないように、塩基性分散剤が選択される。
塩基性分散剤の塩基性基としては、例えばアミノ基、アミド基、ピリジル基等を挙げることができ、中でもアミノ基であることが好ましい。また、塩基性分散剤の塩基性基としては、ウレタン結合等を有する窒素含有の官能基を挙げることができる。また、ウレタン結合等の窒素含有の構成単位が塩基性分散剤に導入されていてもよい。
塩基性分散剤としては、例えば、変性ポリウレタン、塩基性基含有ポリ(メタ)アクリレート、塩基性基含有ポリエステル、ポリエステルアミン、第4級アンモニウム塩、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、脂肪酸アミン塩等を挙げることができる。これらは、単独で、または複数種を組み合わせて使用してもよい。また、塩基性分散剤としては、炭素数12以上のアルキル基を有する単位を含む第1ブロックと、アミノ基を有する単位を含む第2ブロックとを有するアミン変性(メタ)アクリルブロックポリマーを用いることができる。
塩基性分散剤として、市販されているものとしては、例えば、
日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース13940(ポリエステルアミン系)、17000、18000(脂肪酸アミン系)、11200、22000、24000、28000」(いずれも商品名)、
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK116、2096、2163」(いずれも商品名)、
花王株式会社製「アセタミン24、86(アルキルアミン塩系)」(いずれも商品名)、
楠本化成株式会社製「ディスパロンKS−860、KS−873N4(高分子ポリエステルのアミン塩)」(いずれも商品名)等を挙げることができる。
日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース13940(ポリエステルアミン系)、17000、18000(脂肪酸アミン系)、11200、22000、24000、28000」(いずれも商品名)、
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK116、2096、2163」(いずれも商品名)、
花王株式会社製「アセタミン24、86(アルキルアミン塩系)」(いずれも商品名)、
楠本化成株式会社製「ディスパロンKS−860、KS−873N4(高分子ポリエステルのアミン塩)」(いずれも商品名)等を挙げることができる。
塩基性分散剤は、塩基価を持つことが好ましい。塩基性分散剤の塩基価は、好ましくは1mgKOH/g以上であり、より好ましくは10mgKOH/g以上であり、一層好ましくは15mgKOH/g以上である。これによって、微細かつ安定なインクジェットインクを作製することができる。
ここで、塩基価は、不揮発分1gに含まれる全塩基性成分を中和するのに必要な塩酸と当量の水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
ここで、塩基価は、不揮発分1gに含まれる全塩基性成分を中和するのに必要な塩酸と当量の水酸化カリウムのミリグラム数である。以下同じである。
連続相中の塩基性分散剤は、エマルションの安定性及び着色樹脂粒子の分散性の観点から、連続相全体に対し0.1〜15質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜10質量%である。
溶剤Bの除去後の塩基性分散剤の含有量としては、着色樹脂粒子の分散性の観点から、インクジェットインク全体に対し0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。
溶剤Bの除去後の塩基性分散剤の含有量としては、着色樹脂粒子の分散性の観点から、インクジェットインク全体に対し0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。
連続相には、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、表面張力調整剤、消泡剤等のその他の任意成分を添加してもよい。
「分散相」
分散相としては、溶剤B、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、及び選択的に酸性化合物を含む。
分散相としては、溶剤B、顔料、固体樹脂、顔料誘導体、及び選択的に酸性化合物を含む。
溶剤Bは、上記した溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g以下であり、溶剤Aよりも沸点が低いものであることが好ましい。
溶剤Bとしては、好ましくは極性有機溶剤であり、より好ましくは低級アルコール系溶剤である。低級アルコール系溶剤としては、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール等を挙げることができる。さらに好ましくは、炭素数4以下の低級アルコール系溶剤である。
溶剤Bのその他の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等を挙げることができ、さらに、上記した溶剤A、塩基性分散剤及び樹脂との関係性を満たすものを適宜選択して用いることができる。
これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用することができる。
溶剤Bのその他の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等を挙げることができ、さらに、上記した溶剤A、塩基性分散剤及び樹脂との関係性を満たすものを適宜選択して用いることができる。
これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用することができる。
溶剤Bの溶剤Aに対する溶解度は23℃で3g/100gであることが好ましく、より好ましくは、23℃で1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下であり、一層好ましくは、実質的に溶解しないことである。
溶剤Bと溶剤Aとの沸点の差は、10℃以上であることが好ましく、より好ましくは20℃以上であり、更に好ましくは、50℃以上である。この場合、石油系炭化水素溶剤等の混合溶剤の場合、蒸留初留点を沸点とする。
溶剤Bの沸点は、100℃以下であることが好ましく、より好ましくは90℃以下である。一方、溶剤Bの沸点の下限値は、溶剤Bが−20〜90℃の範囲で液状であれば特に制限されない。
溶剤Bの沸点は、100℃以下であることが好ましく、より好ましくは90℃以下である。一方、溶剤Bの沸点の下限値は、溶剤Bが−20〜90℃の範囲で液状であれば特に制限されない。
溶剤Bは、ハンセン溶解度パラメーター(HSP値)が18〜30MPa/cm3であることが好ましく、より好ましくは20〜30MPa/cm3である。また、溶剤Bは、分散項δdが14〜17、極性項δpが5〜15、水素結合項δhが5〜25であることが好ましく、より好ましくは、分散項δdが14〜17、極性項δpが5〜15、水素結合項δhが15〜25である。
溶剤Bの溶解度パラメーターが上記範囲であることで、溶剤Aに対して溶解性が低く、かつ、着色樹脂粒子及び固体樹脂をそれぞれ溶解させる能力を有することができる。着色樹脂粒子及び固体樹脂の溶解度パラメーターとしては、上記範囲のものであれば、溶剤Bに溶解し、溶剤Aに対して不溶性で分散安定性を得ることができる。
溶剤Aが炭化水素系溶剤であり、溶剤Bが炭素数4以下のアルコール系溶剤であることが好ましい。炭化水素系溶剤の好ましい例としては、ナフテン、パラフィン、イソパラフィン等である。炭素数4以下のアルコール系溶剤の好ましい例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等であり、より好ましくはメタノールである。
顔料としては、溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、油中油型エマルションの配合割合において、溶剤Aに顔料が実質的に溶解しないように、顔料が選択される。
顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料、染付レーキ顔料等の有機顔料、及び、カーボンブラック、金属酸化物等の無機顔料を用いることができる。アゾ顔料としては、溶性アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料及び縮合アゾ顔料が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、金属フタロシアニン顔料及び無金属フタロシアニン顔料が挙げられる。多環式顔料としては、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキシサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アンスラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料及びジケトピロロピロール(DPP)等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックが挙げられる。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
顔料の平均粒子径としては、300nm以下であることが好ましく、より好ましくは200nm以下である。これによって、分散相中での顔料の分散性を良好に保つことができ、また、最終的な着色樹脂粒子の粒子サイズを適正にすることができる。
分散相中の顔料は、分散相全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。これによって、溶剤Bへの溶解性または分散性を安定にすることができる。
溶剤Bの除去後、顔料の含有量としては、インクジェットインク全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
溶剤Bの除去後、顔料の含有量としては、インクジェットインク全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
分散相中、すなわち溶剤B中で顔料を安定して分散させるために、顔料分散剤を分散相にさらに含ませてもよい。
顔料分散剤としては、アニオン性分散剤、カチオン性分散剤及びノニオン性分散剤のいずれを用いてもよく、エマルションのその他成分に応じて適宜選択すればよい。また、顔料分散剤は、また、高分子量化合物及び低分子量化合物(界面活性剤)のいずれを用いてもよい。
顔料分散剤としては、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、高分子量ポリカルボン酸の塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート、高分子量不飽和酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート等を用いることができる。
これらは単独で用いられるほか、複数種を組み合わせて使用してもよい。
顔料分散剤としては、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、高分子量ポリカルボン酸の塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート、高分子量不飽和酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート等を用いることができる。
これらは単独で用いられるほか、複数種を組み合わせて使用してもよい。
顔料分散剤の配合量は、適宜設定できるが、顔料分散性の観点から、質量比で、顔料1部に対し0.05〜2.0部程度であることが好ましく、0.1〜1.0部であることがより好ましく、0.2〜0.6であることがさらに好ましい。
分散相には、顔料とともに染料を含ませてもよい。染料を用いることで、顔料の発色性を補うことができる。
染料としては、当該技術分野で一般に用いられているものを任意に使用することができ、例えば、塩基性染料、酸性染料、直接染料、可溶性バット染料、酸性媒染染料、媒染染料、反応染料、バット染料、硫化染料、金属錯塩染料、造塩染料等を挙げることができる。これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用してもよい。
染料としては、当該技術分野で一般に用いられているものを任意に使用することができ、例えば、塩基性染料、酸性染料、直接染料、可溶性バット染料、酸性媒染染料、媒染染料、反応染料、バット染料、硫化染料、金属錯塩染料、造塩染料等を挙げることができる。これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用してもよい。
分散相中の染料は、分散相全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%である。
溶剤Bの除去後、染料の含有量としては、インクジェットインク全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。
顔料及び染料を含めた色材全体に対して、染料の割合としては、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
溶剤Bの除去後、染料の含有量としては、インクジェットインク全体に対し、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。
顔料及び染料を含めた色材全体に対して、染料の割合としては、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
固体樹脂としては、室温(23℃)で固体状の樹脂であることが好ましい。詳細については、上記した通りである。
この固体樹脂は、油中油型エマルションによって着色樹脂粒子を製造する場合は、溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いものであることが好ましい。
この固体樹脂は、油中油型エマルションによって着色樹脂粒子を製造する場合は、溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いものであることが好ましい。
固体樹脂の溶剤Bに対する溶解度は23℃で10g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは20g/100g以上である。また、固体樹脂の溶剤Aに対する溶解度は23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、固体樹脂は、油中油型エマルションの配合割合において、溶剤Bに実質的に全て溶解し、溶剤Aに実質的に溶解しないものである。
分散相全量に対する固体樹脂の含有量は、0.1〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜40質量%であり、一層好ましくは2〜20質量%である。これによって、溶剤Bへの固体樹脂の溶解性を適正にして、着色樹脂粒子の成分をより均一にすることができる。
溶剤B除去後のインクジェットインク全量に対する固体樹脂の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
溶剤B除去後のインクジェットインク全量に対する固体樹脂の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、着色樹脂粒子の呈色を適正にして、形状を安定化することができる。
固体樹脂と顔料の質量比は、(固体樹脂の質量)/(顔料の質量)≧0.5であることが好ましい。この範囲で、連続相と分散相とを混合及び攪拌したときに、乳化安定性に優れた油中油型エマルションを提供することができる。
酸性化合物は、酸性基を有する液体有機化合物である。詳細については、上記した通りである。
酸性化合物は、特に制限されないが、溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いことが好ましい。酸性化合物の溶剤Bに対する溶解度は23℃で1g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは2g/100g以上である。また、酸性化合物の溶剤Aに対する溶解度は23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、酸性化合物は、油中油型エマルションの配合割合において、溶剤Bに実質的に全て溶解し、溶剤Aに実質的に溶解しないものである。
酸性化合物は、特に制限されないが、溶剤Aよりも溶剤Bに対する溶解度が高いことが好ましい。酸性化合物の溶剤Bに対する溶解度は23℃で1g/100g以上であることが好ましく、より好ましくは2g/100g以上である。また、酸性化合物の溶剤Aに対する溶解度は23℃で3g/100g以下であることが好ましく、より好ましくは1g/100g以下であり、さらに好ましくは0.5g/100g以下である。一層好ましくは、酸性化合物は、油中油型エマルションの配合割合において、溶剤Bに実質的に全て溶解し、溶剤Aに実質的に溶解しないものである。
分散相全量に対する酸性化合物の含有量は、0.1〜25質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜20質量%である。これによって、エマルションをより安定化することができる。
溶剤B除去後のインクジェットインク全量に対する酸性化合物の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、耐摩耗性をより高めることができる。
溶剤B除去後のインクジェットインク全量に対する酸性化合物の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。これによって、耐摩耗性をより高めることができる。
酸性化合物と顔料の質量比は、(酸性化合物の質量)/(顔料の質量)≧0.5であることが好ましい。この範囲で、連続相と分散相とを混合及び攪拌したときに、乳化安定性に優れた油中油型エマルションを提供することができる。
分散相に含まれる顔料誘導体の詳細については、上記した通りである。
分散相全量に対する顔料誘導体の含有量は、0.05〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜2.5質量%である。
溶剤B除去後のインクジェットインク全量に対する顔料誘導体の含有量は、0.01〜2.5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜1.5質量%である。これによって、顔料誘導体による作用を十分に確保しながら、顔料の凝集を防ぐことができる。
分散相全量に対する顔料誘導体の含有量は、0.05〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜2.5質量%である。
溶剤B除去後のインクジェットインク全量に対する顔料誘導体の含有量は、0.01〜2.5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜1.5質量%である。これによって、顔料誘導体による作用を十分に確保しながら、顔料の凝集を防ぐことができる。
分散相には、本発明の効果を損なわない範囲で、消泡剤、酸化防止剤、表面張力調整剤、架橋剤、可塑剤等のその他の任意成分を添加してもよい。
「インクジェットインクの調整方法」
インクジェットインクの調整方法としては、特に限定されず、上記した連続相に上記した分散相を分散させて油中油型エマルションを作製し、この油中油型エマルションから、分散相中の非水系溶剤Bを除去することで調整することができる。
インクジェットインクの調整方法としては、特に限定されず、上記した連続相に上記した分散相を分散させて油中油型エマルションを作製し、この油中油型エマルションから、分散相中の非水系溶剤Bを除去することで調整することができる。
例えば、連続相及び分散相は、上記した各成分を混合して調整することができる。その後、連続相に分散相を滴下しながら混合及び攪拌することで、連続相に分散相を分散させることができる。このとき、混合及び攪拌は、超音波ホモジナイザーを用いて行うことができる。得られた油中油型エマルションから減圧及び/または加熱により非水系溶剤Bを除去することができる。このとき、減圧及び/または加熱の程度は、非水系溶剤Bが除去されるが、非水系溶剤Aは残るように調整する。
分散相中での顔料の分散方法としては、ボールミル、ビーズミル、超音波、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー等の一般的な湿式分散機を用いることができる。
分散相中での顔料の分散方法としては、ボールミル、ビーズミル、超音波、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー等の一般的な湿式分散機を用いることができる。
また、油中油型エマルションの連続相と分散相との質量比は、40:60〜95:5の範囲で調整することができる。非水系溶剤Bの添加量は、油中油型エマルション全体に対し、5〜40質量%であることが好ましく、より好ましくは5〜30質量%である。また、非水系溶剤Bの除去量は、配合された非水系溶剤B全量であることが望ましいが、配合された非水系溶剤B全量に対し90質量%以上であればよい。
インクジェットインクにおいて、着色樹脂粒子の平均粒子径は、上記した通りであることが好ましい。
着色樹脂粒子の平均粒子径は、連続相に配合される塩基性分散剤の量、または、分散相に配合される不揮発分の量等を調整することで制御することができる。酸性化合物を配合することで、着色樹脂粒子の平均粒子径をより小さく制御することが可能である。
着色樹脂粒子の平均粒子径は、連続相に配合される塩基性分散剤の量、または、分散相に配合される不揮発分の量等を調整することで制御することができる。酸性化合物を配合することで、着色樹脂粒子の平均粒子径をより小さく制御することが可能である。
本実施形態によるインクジェットインクは、上記した油中油型エマルションから調整された分散物をそのまま用いることも可能であり、また、必要に応じて、得られた分散物に、本発明の目的を阻害しない範囲内で、当該分野において通常用いられている各種添加剤を後から含ませることができる。例えば、ノズルの目詰まり防止剤、酸化防止剤、導電率調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、酸素吸収剤等を適宜添加することができる。これらの種類は、特に限定されることはなく、当該分野で使用されているものを用いることができる。また、得られた分散物を上記した非水系溶剤でさらに希釈して、インクを調整してもよい。
インクジェットインクとしての粘度は、インクジェット記録システムの吐出ヘッドのノズル径や吐出環境等によってその適性範囲は異なるが、一般に、23℃において5〜30mPa・sであることが好ましく、5〜15mPa・sであることがより好ましく、約10mPa・s程度であることが、一層好ましい。
インクジェットインクを用いた印刷方法としては、特に限定されず、ピエゾ方式、静電方式、サーマル方式など、いずれの方式のものであってもよい。インクジェット記録装置を用いる場合は、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドから本実施形態によるインクを吐出させ、吐出されたインク液滴を記録媒体に付着させるようにすることが好ましい。
本実施形態において、記録媒体は、特に限定されるものではなく、普通紙、コート紙、特殊紙等の印刷用紙、布、無機質シート、フィルム、OHPシート等、これらを基材として裏面に粘着層を設けた粘着シート等を用いることができる。これらの中でも、インクの浸透性の観点から、普通紙、コート紙等の印刷用紙を好ましく用いることができる。
ここで、普通紙とは、通常の紙の上にインクの受容層やフィルム層等が形成されていない紙である。普通紙の一例としては、上質紙、中質紙、PPC用紙、更紙、再生紙等を挙げることができる。普通紙は、数μm〜数十μmの太さの紙繊維が数十から数百μmの空隙を形成しているため、インクが浸透しやすい紙となっている。
また、コート紙としては、インクジェット用コート紙や、いわゆる塗工印刷用紙を好ましく用いることができる。ここで、塗工印刷用紙とは、従来から凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等で使用されている印刷用紙であって、上質紙や中質紙の表面にクレーや炭酸カルシウム等の無機顔料と、澱粉等のバインダーを含む塗料により塗工層を設けた印刷用紙である。塗工印刷用紙は、塗料の塗工量や塗工方法により、微塗工紙、上質軽量コート紙、中質軽量コート紙、上質コート紙、中質コート紙、アート紙、キャストコート紙等に分類される。塗工印刷用紙は、普通紙、インクジェット用コート紙と比較して紙表面の空隙が少ないため、インクの浸透が遅く、インク成分が紙表面に留まりやすい。そのため、本実施形態によるインクは、塗工印刷用紙に対する定着性を向上させることに適している。
以下に、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されない。特に説明のない限り、「%」は「質量%」を示す。
<インク調整>
表1から表3に、溶剤B除去前の実施例及び比較例の油中油型エマルションの処方を示す。各表において、分散剤に揮発分が含まれる場合は、分散剤の全体量とともに不揮発分量をカッコ内に併せて示す(後述する表4から表6も同じである)。
表1から表3に、溶剤B除去前の実施例及び比較例の油中油型エマルションの処方を示す。各表において、分散剤に揮発分が含まれる場合は、分散剤の全体量とともに不揮発分量をカッコ内に併せて示す(後述する表4から表6も同じである)。
各表に示す配合量で、溶剤A、及び塩基性分散剤を混合し連続相を調整した。次に、各表に示す配合量で、溶剤Bに、顔料、固体樹脂、酸性化合物、及び顔料誘導体を混合し、ビーズミルにて分散し分散相を調整した。
連続相をマグネティックスターラーで攪拌した状態で、この連続相に、予め混合しておいた分散相を滴下しながら、氷冷下、超音波ホモジナイザー「Ultrasonic processor VC―750」(ソニックス社製)を10分間照射し、油中油(O/O)型エマルションを得た。
得られたエマルションを、エバポレーターで減圧しながら、分散相中の溶剤Bを除去して、インクジェットインクを得た。溶剤Bの除去率は、ほぼ100質量%であった。
得られたエマルションを、エバポレーターで減圧しながら、分散相中の溶剤Bを除去して、インクジェットインクを得た。溶剤Bの除去率は、ほぼ100質量%であった。
表4から表6に、溶剤B除去後の実施例及び比較例のインクの処方を示す。インク全量に対する着色樹脂粒子分(酸性化合物、固体樹脂、顔料、及び顔料誘導体)を求め、各表に併せて示す。
各表に示す成分は、以下の通りである。
(連続相)
溶剤A「アイソパーM」:イソパラフィン系溶剤、東燃ゼネラル石油株式会社製「アイソパーM」、蒸留初留点224℃、終点254℃。
溶剤A「AF6」:ナフテン系溶剤、JX日鉱日石エネルギー株式会社製「AFソルベント6号」、蒸留初留点298℃、終点314℃。
溶剤A「AF5」:ナフテン系溶剤、JX日鉱日石エネルギー株式会社製「AFソルベント5号」、蒸留初留点284℃、終点300℃。
塩基性分散剤:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース11200」、不揮発分50%、塩基価37mgKOH/g。
(分散相)
溶剤B「メタノール」:炭素数1のアルコール系溶剤、和光純薬工業株式会社製、沸点64.7℃。
カーボンブラック:カーボンブラック、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製「モーガルL」。
ニトロセルロース:NobelNC社製「DLX5−8」。
スチレンアクリルポリマー:東亞合成株式会社製「ARUFON UC3920」、(Mw)15500。
メトキシメチル化ナイロン:メトキシメチル化率30%、(Mw)20,000、株式会社鉛市製「FR101」。
ポリビニルアルコール:株式会社クラレ製「クラレLMポリマーLM−20」、けん化度38.0〜42.0。
顔料誘導体1:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース5000」。
顔料誘導体2:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース12000」。
顔料誘導体3:ビックケミー・ジャパン株式会社製「BYK−SYNERGIST2100」。
酸性化合物:2個のリン酸基を有する液体有機化合物(共重合体の両末端にリン酸基を有するリン酸エステル化合物)、ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPER BYK111」、酸価129mgKOH/g、不揮発分95.0%。
上記Mwは、重量平均分子量を示す。
(連続相)
溶剤A「アイソパーM」:イソパラフィン系溶剤、東燃ゼネラル石油株式会社製「アイソパーM」、蒸留初留点224℃、終点254℃。
溶剤A「AF6」:ナフテン系溶剤、JX日鉱日石エネルギー株式会社製「AFソルベント6号」、蒸留初留点298℃、終点314℃。
溶剤A「AF5」:ナフテン系溶剤、JX日鉱日石エネルギー株式会社製「AFソルベント5号」、蒸留初留点284℃、終点300℃。
塩基性分散剤:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース11200」、不揮発分50%、塩基価37mgKOH/g。
(分散相)
溶剤B「メタノール」:炭素数1のアルコール系溶剤、和光純薬工業株式会社製、沸点64.7℃。
カーボンブラック:カーボンブラック、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製「モーガルL」。
ニトロセルロース:NobelNC社製「DLX5−8」。
スチレンアクリルポリマー:東亞合成株式会社製「ARUFON UC3920」、(Mw)15500。
メトキシメチル化ナイロン:メトキシメチル化率30%、(Mw)20,000、株式会社鉛市製「FR101」。
ポリビニルアルコール:株式会社クラレ製「クラレLMポリマーLM−20」、けん化度38.0〜42.0。
顔料誘導体1:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース5000」。
顔料誘導体2:日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース12000」。
顔料誘導体3:ビックケミー・ジャパン株式会社製「BYK−SYNERGIST2100」。
酸性化合物:2個のリン酸基を有する液体有機化合物(共重合体の両末端にリン酸基を有するリン酸エステル化合物)、ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPER BYK111」、酸価129mgKOH/g、不揮発分95.0%。
上記Mwは、重量平均分子量を示す。
溶剤Bであるメタノールは、各種溶剤Aに対する23℃での溶解度は以下の通りである。
溶剤A「アイソパーM」:3g/100g以下。
溶剤A「AF6」:3g/100g以下。
溶剤A「AF5」3g/100g以下。
溶剤A「アイソパーM」:3g/100g以下。
溶剤A「AF6」:3g/100g以下。
溶剤A「AF5」3g/100g以下。
塩基性分散剤であるソルスパース11200は、表1から表3に示す連続相の配合割合で各種溶剤Aに溶解し、溶剤Bに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
顔料及び顔料誘導体は、それぞれ、表1から表3に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解ないし分散し、各種溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
各種固体樹脂は、それぞれ、表1から表3に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解し、各種溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であり、水に対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
酸性化合物は、表1から表3に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解し、各種溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
顔料及び顔料誘導体は、それぞれ、表1から表3に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解ないし分散し、各種溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
各種固体樹脂は、それぞれ、表1から表3に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解し、各種溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であり、水に対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
酸性化合物は、表1から表3に示す分散相の配合割合で溶剤Bに溶解し、各種溶剤Aに対する溶解度が23℃で3g/100g未満であった。
<評価>
上記した各インクを用いて、以下の各評価を行った。結果を各表に併せて示す。
上記した各インクを用いて、以下の各評価を行った。結果を各表に併せて示す。
(間欠吐出性)
上記したインクを充填した東芝TEC社製インクジェットヘッド「CF1」を23℃の環境で30分放置した後、ベタ画像(主走査318ドット/副走査3000ドット)を連続して印刷し、その画像を目視により観察し、以下の基準で評価した。
A:1回目の印刷からベタ画像が得られる。
B:1回目の印刷はベタ画像にムラがあるが、9回以内の印刷で均一なベタ画像が得られる。
C:1〜9回の印刷ではベタ画像にムラがあるが、10回以上印刷すると均一なベタ画像が得られる。
D:10回以上印刷しても均一なベタ画像を得られない。
上記したインクを充填した東芝TEC社製インクジェットヘッド「CF1」を23℃の環境で30分放置した後、ベタ画像(主走査318ドット/副走査3000ドット)を連続して印刷し、その画像を目視により観察し、以下の基準で評価した。
A:1回目の印刷からベタ画像が得られる。
B:1回目の印刷はベタ画像にムラがあるが、9回以内の印刷で均一なベタ画像が得られる。
C:1〜9回の印刷ではベタ画像にムラがあるが、10回以上印刷すると均一なベタ画像が得られる。
D:10回以上印刷しても均一なベタ画像を得られない。
(乳化性)
上記したインクの調整方法において、油中油型エマルションの調整状態、及び溶剤B除去後のインクジェットインクの状態を観察し、以下の基準で評価した。
A:油中油型エマルション調整で乳化物を得ることができ、油中油型エマルションから溶剤Bを除去した後に沈殿物が少ない。
B:油中油型エマルション調整で乳化物を得ることができるが、油中油型エマルションから溶剤Bを除去した後に沈殿物が多い。
C:油中油型エマルション調整で乳化物を調製することができない。
上記したインクの調整方法において、油中油型エマルションの調整状態、及び溶剤B除去後のインクジェットインクの状態を観察し、以下の基準で評価した。
A:油中油型エマルション調整で乳化物を得ることができ、油中油型エマルションから溶剤Bを除去した後に沈殿物が少ない。
B:油中油型エマルション調整で乳化物を得ることができるが、油中油型エマルションから溶剤Bを除去した後に沈殿物が多い。
C:油中油型エマルション調整で乳化物を調製することができない。
(着色樹脂粒子の平均粒子径)
上記した各インクについて、インク中に分散している着色樹脂粒子の体積基準の平均粒子径を動的光散乱式粒径分布測定装置「LB―500」(株式会社堀場製作所製)を用いて測定した。測定結果から、以下の基準で評価した。
A:平均粒子径が200nm以下。
B:平均粒子径が200nm超過300nm以下。
C:平均粒子径が300nm超過。
上記した各インクについて、インク中に分散している着色樹脂粒子の体積基準の平均粒子径を動的光散乱式粒径分布測定装置「LB―500」(株式会社堀場製作所製)を用いて測定した。測定結果から、以下の基準で評価した。
A:平均粒子径が200nm以下。
B:平均粒子径が200nm超過300nm以下。
C:平均粒子径が300nm超過。
(貯蔵安定性)
まず、調整直後のインクの粘度を測定した。
次に、インクを10mlのスクリュ−バイアル瓶に入れて、70℃で1週間放置した。その後、インクをサンプリングし、目視評価及びインク粘度測定を行った。
粘度は、レオメーターARG2(ティ−・エイ・インスツルメント社製)を用いて、コーン角度2°、直径40mmで、室温(23℃)で測定した。
1週間放置前後のインク粘度から、次式により粘度変化率を求めた。
粘度変化率(%)=100−{放置後のインク粘度(mPa・s)/調製直後のインク粘度(mPa・s)}×100
1週間放置後のインクの目視評価及びインク粘度変化率の結果から、以下の基準で貯蔵安定性を評価した。
A:インクの分離、顔料の凝集沈降物は観察されず、インク粘度変化率が±5%以内である。
B:インクの分離、顔料の凝集沈降物は観察されず、インク粘度変化率が±5%以上10%未満である。
C:インクの分離、顔料の凝集沈降物が観察される、もしくはインク粘度変化率が±10%以上である。
まず、調整直後のインクの粘度を測定した。
次に、インクを10mlのスクリュ−バイアル瓶に入れて、70℃で1週間放置した。その後、インクをサンプリングし、目視評価及びインク粘度測定を行った。
粘度は、レオメーターARG2(ティ−・エイ・インスツルメント社製)を用いて、コーン角度2°、直径40mmで、室温(23℃)で測定した。
1週間放置前後のインク粘度から、次式により粘度変化率を求めた。
粘度変化率(%)=100−{放置後のインク粘度(mPa・s)/調製直後のインク粘度(mPa・s)}×100
1週間放置後のインクの目視評価及びインク粘度変化率の結果から、以下の基準で貯蔵安定性を評価した。
A:インクの分離、顔料の凝集沈降物は観察されず、インク粘度変化率が±5%以内である。
B:インクの分離、顔料の凝集沈降物は観察されず、インク粘度変化率が±5%以上10%未満である。
C:インクの分離、顔料の凝集沈降物が観察される、もしくはインク粘度変化率が±10%以上である。
(耐擦過性)
上記した各インクをライン式インクジェットプリンター「オルフィスX9050」(理想科学工業株式会社製)に装填し、上質コート紙「オーロラコート」(日本製紙株式会社製)に、ベタ画像を印刷して、印刷物を得た。印刷は、解像度300×300dpiにて、1ドット当りのインク量が42plの吐出条件で行った。なお、「オルフィスX9050」は、ライン型インクジェットヘッドを使用し、主走査方向(ノズルが並んでいる方向)に直交する副走査方向に用紙を搬送して印刷を行うシステムである。
印刷後24時間放置後に、印刷物のベタ画像部分を指で強く5回擦った時の状態を目視で観察し、耐擦過性を次の基準で評価した。
A:画像のはがれがほとんど確認されないレベル。
B:画像のはがれが確認されるが実際の使用上問題ないレベル。
C:画像のはがれが顕著であり実際の使用上問題あるレベル。
上記した各インクをライン式インクジェットプリンター「オルフィスX9050」(理想科学工業株式会社製)に装填し、上質コート紙「オーロラコート」(日本製紙株式会社製)に、ベタ画像を印刷して、印刷物を得た。印刷は、解像度300×300dpiにて、1ドット当りのインク量が42plの吐出条件で行った。なお、「オルフィスX9050」は、ライン型インクジェットヘッドを使用し、主走査方向(ノズルが並んでいる方向)に直交する副走査方向に用紙を搬送して印刷を行うシステムである。
印刷後24時間放置後に、印刷物のベタ画像部分を指で強く5回擦った時の状態を目視で観察し、耐擦過性を次の基準で評価した。
A:画像のはがれがほとんど確認されないレベル。
B:画像のはがれが確認されるが実際の使用上問題ないレベル。
C:画像のはがれが顕著であり実際の使用上問題あるレベル。
上記各表に示す通り、各実施例のインクは、いずれの評価も良好であり、また、着色樹脂粒子の平均粒子径及び粘度も適正な範囲であった。
実施例1〜4では、各種溶剤Aを用いたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例5〜7では、顔料誘導体を代えたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例6では、溶剤Aのうち比較的低沸点のアイソパーMの割合を多くしているが、間欠吐出性を含め十分な結果が得られた。
実施例7では、酸性化合物を用いていない。実施例5〜7を通して、酸性化合物を用いることで、より効果が得られることがわかった。
実施例8では、溶剤AのAF5と顔料誘導体3を組み合わせたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例9〜12では、各種固体樹脂を用いたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例9及び10を通して、顔料誘導体の配合量は0.71〜0.28質量%で十分な結果が得られることがわかった。
実施例12では、固体樹脂に窒素原子及び芳香環を有さないポリビニルアルコールを用いている。実施例9〜12を通して、窒素原子または芳香環を有する固体樹脂を用いることで、より効果が得られることがわかった。
実施例1〜4では、各種溶剤Aを用いたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例5〜7では、顔料誘導体を代えたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例6では、溶剤Aのうち比較的低沸点のアイソパーMの割合を多くしているが、間欠吐出性を含め十分な結果が得られた。
実施例7では、酸性化合物を用いていない。実施例5〜7を通して、酸性化合物を用いることで、より効果が得られることがわかった。
実施例8では、溶剤AのAF5と顔料誘導体3を組み合わせたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例9〜12では、各種固体樹脂を用いたところ、いずれの評価も良好であった。
実施例9及び10を通して、顔料誘導体の配合量は0.71〜0.28質量%で十分な結果が得られることがわかった。
実施例12では、固体樹脂に窒素原子及び芳香環を有さないポリビニルアルコールを用いている。実施例9〜12を通して、窒素原子または芳香環を有する固体樹脂を用いることで、より効果が得られることがわかった。
各比較例では、顔料誘導体を用いておらず、間欠吐出性が十分ではなかった。
実施例5では、固体樹脂に窒素原子及び芳香環を有さないポリビニルアルコールを用いており、いずれの評価も十分ではなかった。
実施例5では、固体樹脂に窒素原子及び芳香環を有さないポリビニルアルコールを用いており、いずれの評価も十分ではなかった。
Claims (6)
- 着色樹脂粒子、塩基性分散剤、及び非水系溶剤を含み、前記着色樹脂粒子は、顔料、固体樹脂、及び顔料誘導体を含む、インクジェットインク。
- 前記着色樹脂粒子は酸性基を有する液体有機化合物をさらに含む、請求項1に記載のインクジェットインク。
- 前記酸性基を有する液体有機化合物の酸性基はリン酸基を含む、請求項2に記載のインクジェットインク。
- 前記固体樹脂は、含窒素樹脂及び芳香環含有樹脂のうち1種以上を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
- 前記固体樹脂は、ニトロセルロース、アルコキシ基を有するポリアミド樹脂、及びスチレン(メタ)アクリル系樹脂のうち1種以上を含む、請求項4に記載のインクジェットインク。
- 前記非水系溶剤は、蒸留初留点が250℃以上である、請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
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