JP2019031599A - インクジェット記録用水系インク - Google Patents
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Abstract
【課題】保存安定性及び消泡性が良好で、かつ吐出安定性が良好なインクジェット記録用水系インクを提供すること。【解決手段】色材と、水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、水溶性シリコーン系界面活性剤と、グリコール系溶剤と、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、を含む、インクジェット記録用水系インク。【選択図】なし
Description
本発明は、インクジェット記録用水系インクに関する。
インクジェット記録方法は、微細なノズルからインクの小滴を吐出して、記録媒体に付着させて記録を行う方法である。この方法は、比較的安価な装置で高解像度かつ高品位な画像を、高速で記録できるという特徴を有する。
インクジェット記録方法においては、用いるインクの性質、記録における安定性、得られる画像の品質をはじめとして、非常に多くの検討要素があり、インクジェット記録装置のみならず、用いるインクに対する研究も盛んである。
例えば、特許文献1には、反応性界面活性剤を共有結合し、架橋剤を含むラテックス粒子を含んだインクジェットインクが開示されており、インク液滴を安定に射出させることにより記録媒体に良好な画像を形成させることが試みられている。
また、特許文献2では、反応性分散剤で分子発色体を分散させ、それに続いて樹脂を重合した色材/樹脂複合粒子を含む水性インクが開示され、形成される画像の発色性、光沢性、定着性の向上、及びインクの吐出安定性の向上が試みられている。
さらに、特許文献3には、反応性界面活性剤の存在下で乳化重合したポリマー粒子とlogP値(有機化合物の1−オクタノール/水の分配係数の対数値)が−1〜11の水不溶性有機化合物を含むインクジェット記録用水分散体が開示され、印字濃度、及び耐マーカー性の向上が試みられている。
上記特許文献1〜3に記載された技術では、反応性界面活性剤又は反応性分散剤を用いて、乳化重合によってラテックス粒子、色材/樹脂複合粒子又はポリマー粒子を作成している。係る粒子は、記録する画像の定着性を向上させる機能を有する。
ここで、乳化重合法では重合時に乳化剤が必須であり、重合後に係る乳化剤が系に残るため、得られる水系分散体は泡立ちやすい性質となる。そうすると、間欠的に液滴を吐出(噴射)するインクジェット記録用のインクにこのような水系分散体を使用した場合には、例えば、クリーニング動作などによってインクが起泡しやすく、生じた気泡も解消しにくいものとなる。そのため微少な気泡が記録ヘッド等の流路へ取り込まれやすく、インクの吐出性が悪化する場合がある。
気泡を生じにくくする手法としては、樹脂粒子の重合の際の乳化剤の量を減らすことが考えられる。しかしこのように乳化重合の際の乳化剤の添加量を小さくすると、樹脂粒子の分散性が不十分となり、インクに用いたときの保存安定性が得られにくくなる。
また、乳化剤を減らすことなく気泡を生じにくくする手法としては、反応時に乳化剤として機能し得る反応性の界面活性剤を採用し、重合後に粒子に乳化剤を取り込ませることが考えられる。しかし、残存する乳化剤を減らすためには、未反応(遊離)の反応性界面活性剤の量を減らすことが必要であるが、反応性界面活性剤の重合における反応収率(転化率)を100%とすることは未だ難しい。
このような状況の下、未反応の反応性界面活性剤や、添加された乳化剤を減らすことなく気泡を生じにくくし、生じた気泡を破壊しやすくする手法として、消泡剤を用いることが考えられる。消泡剤には、多くの種類が存在し、その材質や消泡メカニズムは、多岐にわたっている。消泡剤は、多くの場合に疎水性が高く、組み合わせによっては水中に分散している樹脂粒子の分散状態を破壊して凝集物を発生させる場合もある。そのような消泡剤を用いると、凝集物が一定サイズ以上になって記録ヘッドやインクの流路を詰まらせ、吐出不良の原因になることがある。また、消泡剤の種類によっては印刷面のはじきを生じることもあるため、インク中の他の材料との組み合わせを考慮せずに消泡剤を選定すると不具合を生じることが多い。
上記特許文献3には、消泡剤を用いることが記載されているが、具体的な材料やその組み合わせの示唆はなく、特にインクジェット記録用のインクにおいて、特許文献3に記載されたような水不溶性有機化合物を消泡剤として用いることは、疎水性の高い消泡剤と同様に、インク中の他の材料との組み合わせより樹脂粒子や色材を凝集させることが懸念される。
本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、保存安定性及び消泡性が良好で、かつ吐出安定性が良好なインクジェット記録用水系インクを提供することにある。
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
本発明に係るインクジェット記録用水系インクの一態様は、
色材と、
水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、
水溶性シリコーン系界面活性剤と、
グリコール系溶剤と、
ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、
を含む。
色材と、
水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、
水溶性シリコーン系界面活性剤と、
グリコール系溶剤と、
ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、
を含む。
このようなインクジェット記録用水系インクは、水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、水溶性シリコーン系の界面活性剤と、グリコール系溶剤と、を含むので、消泡剤が十分に可溶化されて気泡が抑制され、これにより吐出安定性が良好である。また、このようなインクジェット記録用水系インクは、樹脂粒子がノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含むので、グリコール系溶剤との親和性が良好であることにより、良好な分散安定性を有する。これにより、樹脂粒子が凝集しにくく保存安定性が良好である。
本発明に係るインクジェット記録用水系インクにおいて、
前記水分散性ポリシロキサン系消泡剤の含有量は、0.01質量%以上1質量%以下であってもよい。
前記水分散性ポリシロキサン系消泡剤の含有量は、0.01質量%以上1質量%以下であってもよい。
このようなインクジェット記録用水系インクは、消泡剤による消泡効果がより良好で、
かつ消泡剤を十分に可溶化することができ、存安定性及び消泡性がより良好で、かつ吐出安定性がより良好である。
かつ消泡剤を十分に可溶化することができ、存安定性及び消泡性がより良好で、かつ吐出安定性がより良好である。
本発明に係るインクジェット記録用水系インクにおいて、
前記水溶性シリコーン系界面活性剤の含有量は、0.1質量%以上5質量%以下であってもよい。
前記水溶性シリコーン系界面活性剤の含有量は、0.1質量%以上5質量%以下であってもよい。
このようなインクジェット記録用水系インクは、消泡剤をさらに十分に可溶化することができ、存安定性及び消泡性がより良好で、かつ吐出安定性がより良好である。
本発明に係るインクジェット記録用水系インクにおいて、
前記グリコール系溶剤の水−オクタノール分配係数は、0.0以上2.0以下であってもよい。
前記グリコール系溶剤の水−オクタノール分配係数は、0.0以上2.0以下であってもよい。
このようなインクジェット記録用水系インクは、消泡剤をさらに十分に可溶化することができ、存安定性及び消泡性がさらに良好で、かつ吐出安定性がさらに良好である。
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
1.インクジェット記録用水系インク
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、色材と、水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、水溶性シリコーン系界面活性剤と、グリコール系溶剤と、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、を含む。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、色材と、水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、水溶性シリコーン系界面活性剤と、グリコール系溶剤と、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、を含む。
1.1.色材
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、色材を含む。色材としては、顔料、染料のいずれも用いることができ、カーボンブラックを含む無機顔料、有機顔料、油溶染料、酸性染料、直接染料、反応性染料、塩基性染料、分散染料等を用いることができる。本実施形態のインクジェット記録用水系インクでは、色材が分散樹脂により分散されていてもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、色材を含む。色材としては、顔料、染料のいずれも用いることができ、カーボンブラックを含む無機顔料、有機顔料、油溶染料、酸性染料、直接染料、反応性染料、塩基性染料、分散染料等を用いることができる。本実施形態のインクジェット記録用水系インクでは、色材が分散樹脂により分散されていてもよい。
無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ等を用いることができる。
カーボンブラックとしては、三菱化学株式会社製のNo.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No2200B等が挙げられる。デグサ社製のカラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250等を例示できる。コロンビアカーボン社製のコンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700等を例示できる。キャボット社製のリガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12等を例示できる。
有機顔料としては、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系
顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料又はアゾ系顔料等を例示できる。
顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料又はアゾ系顔料等を例示できる。
インクジェット記録用水系インクに用いられる有機顔料の具体例としては下記のものが挙げられる。
シアン顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、15:34、16、22、60等;C.I.バットブルー4、60等が挙げられ、好ましくは、C.I.ピグメントブルー15:3、15:4、及び60からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物を例示できる。
マゼンタ顔料としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントレッド122、202、及び209、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一種又は二種以上の混合物を例示できる。
イエロー顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14C、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、119、110、114、128、129、138、150、151、154、155、180、185、等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントイエロー74、109、110、128、及び138からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物を例示できる。
オレンジ顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ36若しくは43又はこれらの混合物を例示できる。グリーンインクジェット記録用水系インクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7若しくは36又はこれらの混合物を例示できる。
上記例示した顔料は、好適な顔料の例であり、これらによって本発明が限定されるものではない。これらの顔料は一種又は二種以上の混合物として用いてよいし、染料と併用しても構わない。
また、顔料は、水溶性樹脂、水分散性樹脂や界面活性剤から選ばれる分散剤を用いて顔料分散して用いてもよく、あるいはオゾン、次亜塩素酸、発煙硫酸等により、顔料表面を酸化、あるいはスルホン化して自己分散顔料として用いてもよい。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクにおいて、顔料を分散樹脂により分散させる場合には、顔料と分散樹脂との比率は10:1〜1:10が好ましく、4:1〜1:3がより好ましい。また、分散時の顔料の体積平均粒子径は、動的光散乱法で計測した場合の最大粒径が500nm未満で平均粒径が300nm以下であり、より好ましくは平均粒径が200nm以下である。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクに用い得る染料としては、水溶解系として酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料、水分散系として分散染料、油溶染料等を挙げることができる。
酸性染料としては、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142、C.I.アシッドレッド52、80、82、249、254、289、C.I.アシッ
ドブルー9、45、249、C.I.アシッドブラック1、2、24、94等を例示できる。
ドブルー9、45、249、C.I.アシッドブラック1、2、24、94等を例示できる。
直接染料としては、C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173、C.I.ダイレクトレッド1、4、9、80、81、225、227、C.I.ダイレクトブルー1、2、15、71、86、87、98、165、199、202、C.I.ダイレクトブラック19、38、51、71、154、168、195、C.I.ダイレクトブルー2、3、8、10、12、31、35、63、116、130、149、199、230、231等を例示できる。
反応性染料としてC.I.リアクティブイエロー2、7、15、22、37、42、57、69、76、81、95、102、125、135、C.I.リアクティブレッド2、14、24、32、55、79、106、111、124、C.I.リアクティブブルー2、13、21、38、41、50、69、72、109、120、143、C.I.リアクティブブラック3、4、5、8、13、14、31、34、35、39等を例示できる。
塩基性染料としては、C.I.ベーシックイエロー1、2、13、19、21、25、32、36、40、51、C.I.ベーシックレッド1、5、12、19、22、29、37、39、92、C.I.ベーシックブルー1、3、9、11、16、17、24、28、41、45、54、65、66、C.I.ベーシックブラック2、8等を例示できる。
また、分散染料、油溶染料としては、インクビヒクル中で溶解せずに分散する色材であればいずれも用いることができ、アゾ系、金属錯塩アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニン系、トリアリルメタン系等を例示できる。
分散染料としては、C.I.ディスパースレッド60、82、86、86:1、167:1、279、C.I.ディスパースイエロー64、71、86、114、153、233、245、C.I.ディスパースブルー27、60、73、77、77:1、87、257、367、C.I.ディスパースバイオレット26、33、36、57、C.I.ディスパースオレンジ30、41、61等を例示できる。
油溶染料としては、C.I.ソルベントイエロー16、21、25、29、33、51、56、82、88、89、150、163、C.I.ソルベントレッド7、8、18、24、27、49、109、122、125、127、130、132、135、218、225、230、C.I.ソルベントブルー14、25、35、38、48、67、68、70、132、C.I.ソルベントブラック3、5、7、27、28、29、34等を例示できる。
上記例示した染料は、好適な色材の例であり、これらによって本発明が限定されるものではない。これらの染料は一種又は二種以上の混合物として用いてよいし、顔料と併用しても構わない。
色材の含有量は、用途に応じて適宜調整することができるが、好ましくは0.10質量%以上20.0質量%以下であり、より好ましくは0.20質量%以上15.0質量%以下であり、さらに好ましくは1.0質量%以上10.0質量%以下である。
1.2.水分散性ポリシロキサン系消泡剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、水分散性ポリシロキサン系消泡剤を
含む。水分散性ポリシロキサン系消泡剤は、乳化形態あるいはエマルション形態となっている消泡剤である。なお、ポリシロキサン及びシリコーンは、シロキサン単位を含む点で共通する構造を有するが、分子量(繰り返し単位の数)についてはシリコーンのほうが大きい。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、水分散性ポリシロキサン系消泡剤を
含む。水分散性ポリシロキサン系消泡剤は、乳化形態あるいはエマルション形態となっている消泡剤である。なお、ポリシロキサン及びシリコーンは、シロキサン単位を含む点で共通する構造を有するが、分子量(繰り返し単位の数)についてはシリコーンのほうが大きい。
このような水分散性ポリシロキサン系消泡剤の具体例としては、KM−73A、KM−73E、KM−71、KM−75、KM−85、KM−89、KM−98、KM−7752、KS−531、KS−540、KS−530、KS−537、KS−538(以上商品名、信越化学工業株式会社製)、BYK−020、BYK−021、BYK−022、BYK−023、BYK−024、BYK−044、BYK−094(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、TSA6406、TSA780、TSA739、TSA775(以上商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
水分散性ポリシロキサン系消泡剤は、単独又は複数種を用いることができる。水分散性ポリシロキサン系消泡剤の合計の含有量は、用途に応じて適宜調整することができるが、好ましくは0.01質量%以上5.0質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以上3.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.1質量%以上1.0質量%以下である。消泡剤の配合量がこの範囲であれば、インクジェット記録用水系インクにおいて十分に可溶化されるとともに、消泡効果を十分に得ることができる。
本実施形態における水分散型ポリシロキサン系の消泡剤の機能の一つとしては、インクジェット記録用水系インクが、インク収容容器や記録ヘッド内で、例えば振とうされた場合に、気泡を生じにくくさせることが挙げられる。また、水分散性ポリシロキサン系消泡剤の機能の一つとしては、インクジェット記録用水系インクに気泡が生じた場合に、気泡を解消し易くすることが挙げられる。本明細書では、これらの機能・作用のことを、消泡効果と称することがある。水分散性ポリシロキサン系消泡剤の消泡効果により、インクジェット記録用水系インクをインクジェット記録装置に用いた場合に、例えば、記録ヘッド等のインクの流路を詰まりにくくしたり、インクジェット記録用水系インクに対して加えられる圧力の損失を抑えることができ、記録ヘッドからのインクジェット記録用水系インクの吐出安定性を高めることができる。
1.3.水溶性シリコーン系界面活性剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、水溶性シリコーン系界面活性剤を含む。水溶性シリコーン系界面活性剤は、例えば、ポリエーテル変性シリコーンであり、シリコーン骨格にポリオキシエチレン等のポリエーテル鎖を導入した構造を有する。水溶性シリコーン系界面活性剤の親水基は、例えばポリエーテル鎖であり、疎水基はポリシロキサン骨格の部位である。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、水溶性シリコーン系界面活性剤を含む。水溶性シリコーン系界面活性剤は、例えば、ポリエーテル変性シリコーンであり、シリコーン骨格にポリオキシエチレン等のポリエーテル鎖を導入した構造を有する。水溶性シリコーン系界面活性剤の親水基は、例えばポリエーテル鎖であり、疎水基はポリシロキサン骨格の部位である。
水溶性シリコーン系界面活性剤の機能の一つは、上述の水分散性ポリシロキサン系消泡剤を可溶化することである。すなわち水溶性シリコーン系界面活性剤のシロキサン単位と水分散性ポリシロキサン系消泡剤のシロキサン単位との親和性、及び、水溶性シリコーン系界面活性剤の水溶性の性質により、水分散性ポリシロキサン系消泡剤を可溶化させることが挙げられる。水分散性ポリシロキサン系消泡剤が可溶化されることにより、水分散性ポリシロキサン系消泡剤の添加量を増やすことができ、インクの消泡効果を高めることができる。また、水溶性シリコーン系界面活性剤の機能の一つは、水溶解時にインクの表面張力を低下させることであり、インクの印刷用基材や吐出流路に対する濡れ性を調整することができる。
水溶性シリコーン系界面活性剤の具体例としては、シルフェイスSAG002、SAG
005、SAG503A、SAG008(以上商品名、日信化学工業株式会社製)、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−349(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012(以上商品名、信越化学工業株式会社製)、YSA6403(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
005、SAG503A、SAG008(以上商品名、日信化学工業株式会社製)、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−349(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012(以上商品名、信越化学工業株式会社製)、YSA6403(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
水溶性シリコーン系界面活性剤は、単独又は複数種を用いることができる。水溶性シリコーン系界面活性剤の合計の含有量は、用途に応じて適宜調整することができるが、好ましくは0.1質量%以上5.0質量%以下であり、より好ましくは0.2質量%以上3.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以上1.0質量%以下である。水溶性シリコーン系界面活性剤の配合量がこの範囲であれば、インクジェット記録用水系インクの濡れ性を十分に得ることができる。
1.4.グリコール系溶剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、グリコール系溶剤を含む。グリコール系溶剤のlogP値は、限定されないが、水への溶解性及び溶剤との親和性の観点から、logP値が−0.5以上5.0以下、好ましくは−0.2以上3以下、より好ましくは0.0以上2.0以下であることがより好ましい。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、グリコール系溶剤を含む。グリコール系溶剤のlogP値は、限定されないが、水への溶解性及び溶剤との親和性の観点から、logP値が−0.5以上5.0以下、好ましくは−0.2以上3以下、より好ましくは0.0以上2.0以下であることがより好ましい。
ここで、水−オクタノール分配係数、つまりlogP値とは、OECD Test Guideline 107で定義される値をいう。logP値は、高いほど疎水性が高く、低いほど親水性が高いことを示す。
グリコール系溶剤の機能の一つとしては、疎水性の高い成分と水とを親和させることが挙げられる。また、本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、グリコール系溶剤を含有することにより、水溶性シリコーン系界面活性剤と水との親和性を高めることができ、これにより水分散性ポリシロキサン系消泡剤をより可溶化しやすくすることができる。また、グリコール系溶剤を含有することにより、後述する樹脂粒子の配合量を高めることができ、インクの保存安定性を向上させることができる。
グリコール系溶剤の具体例としては、1,2−ペンタンジオール(logP:0.01)、1,2−ヘキサンジオール(logP:0.70)、1,2−ヘプタンジオール(logP:1.0)、2−メチル−3−フェノキシ−1,2−プロパンジオール(logP:1.10)、3−(3−メチルフェノキシ)−1,2−プロパンジオール(logP:1.21)、3−ヘキシルオキシ−1,2−プロパンジオール(logP:1.36)、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール(logP:1.78)、1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、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、ブチレングリコール、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、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等のグリコール類が挙げられる。上記幾つかの化合物については、logP値を括弧で付した。
グリコール系溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。グリコール系溶剤の合計の配合量は、インクジェット記録用水系インクの全量に対して、0.5質量%以上30質量%以下、好ましくは1質量%以上20質量%以下、より好ましくは2質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは3質量%以上10質量%以下であ
る。グリコール系溶剤の配合量がこの範囲であれば、水溶性シリコーン系界面活性剤や後述する樹脂粒子の溶解性を十分に得ることができ、水分散性ポリシロキサン系消泡剤の溶解性を高めることができる。これにより消泡剤をさらに十分に可溶化することができるとともに、樹脂粒子の凝集を抑制することができる。
る。グリコール系溶剤の配合量がこの範囲であれば、水溶性シリコーン系界面活性剤や後述する樹脂粒子の溶解性を十分に得ることができ、水分散性ポリシロキサン系消泡剤の溶解性を高めることができる。これにより消泡剤をさらに十分に可溶化することができるとともに、樹脂粒子の凝集を抑制することができる。
1.5.ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子を含有する。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子を含有する。
ノニオン性反応性界面活性剤(ノニオン性反応性乳化剤ともいう。)を構成単位に含む樹脂粒子の機能の一つとしては、色材を記録媒体に固定する(定着させる)ことが挙げられる。ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子は、インクジェット記録用水系インク中で、粒子状の形態となっており、これにより、溶液として定着用樹脂を配合する場合に比較して、インクジェット記録用水系インクの粘度を低く抑えることができる。
ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子は、付加重合系モノマーを使った乳化重合や懸濁重合により、分散体として合成することができる。係る乳化重合や懸濁重合の態様は、特に限定されず、重合に用いるモノマーを全て混合して乳化状態のモノマー組成物を作成し、これを開始剤溶液に滴下する方法、重合に用いるモノマーの種類及び/又は量を複数に分けて、乳化状態の複数のモノマー組成物を作成し、これを開始剤溶液に滴下する方法などを採用することができる。重合反応によって、モノマーは互いに共有結合して重合体(高分子)となり、粒子状の形態となる。
重合に用いるモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル、酢酸ビニル、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン、スチレン、メチルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩、塩化ビニル、無水マレイン酸、ジビニルベンゼン等の炭素炭素二重結合を有する化合物を用いることができる。
また、本実施形態の樹脂粒子に結果的に導入されるノニオン性反応性界面活性剤単位は、ノニオン性反応性界面活性剤をモノマーとして用いることにより導入される。すなわちノニオン性反応性界面活性剤は、炭素炭素二重結合を含む化合物であり、係る二重結合を利用して、樹脂粒子の構成単位に組み込まれる。
ノニオン性反応性界面活性剤が有する親水性部位は、特に限定されないが、ポリオキシエチレン鎖及びその末端の水酸基等であることが好ましい。ノニオン性反応性界面活性剤がポリオキシエチレン鎖を有する場合には、上述のグリコール系溶剤との親和性が高まるので、インクジェット記録用水系インクにおける樹脂粒子の分散をさらに向上させることができる。
このように、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子がポリオキシエチレン鎖を有する場合には、ポリオキシエチレン鎖と、上述のグリコール系溶剤との親和性によって、分散が安定する。これにより、例えば、記録ヘッドのノズル付近でインクジェット記録用水系インクが乾燥した場合でも、固化しにくく、クリーニング動作等による再吐出が容易である。また、印刷後は、グリコール系溶剤は、記録媒体に浸透あるいは蒸発・揮散して樹脂粒子と分離するため、記録物の耐水性を高めることにも寄与できる。
ノニオン性反応性界面活性剤の具体例としては、アクアロンRN(商品名、第一工業製
薬株式会社製)、ラテムルPD−420、ラテムルPD−430、ラテムルPD−450(以上商品名、花王株式会社製)、アデカリアソープER−10、アデカリアソープER−20、 アデカリアソープER−30、 アデカリアソープER−40(以上商品名、株式会社ADEKA製)、アントックスLMA−10、 アントックスLMA−20、 アントックスLMA−27(以上商品名、日本乳化剤株式会社製)等が挙げられる。樹脂粒子の重合において、ノニオン性反応性界面活性剤は、単独又は複数を用いてもよい。
薬株式会社製)、ラテムルPD−420、ラテムルPD−430、ラテムルPD−450(以上商品名、花王株式会社製)、アデカリアソープER−10、アデカリアソープER−20、 アデカリアソープER−30、 アデカリアソープER−40(以上商品名、株式会社ADEKA製)、アントックスLMA−10、 アントックスLMA−20、 アントックスLMA−27(以上商品名、日本乳化剤株式会社製)等が挙げられる。樹脂粒子の重合において、ノニオン性反応性界面活性剤は、単独又は複数を用いてもよい。
乳化重合又は懸濁重合のための重合開始剤としては、特に限定されないが、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジブチル等の水溶性重合開始剤が好ましい。
このようにして乳化重合又は懸濁重合によりノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子を得ることができるが、重合は多段階で行われてもよい。例えば、あらかじめ上述したノニオン系反応性界面活性剤を含まない系で乳化重合又は懸濁重合を行い、その後に逐次的にノニオン系反応性界面活性剤を含む系として乳化重合又は懸濁重合を行ってもよい。このようにすれば、核(コア)部分でノニオン性反応性界面活性剤の存在割合が小さく、殻(シェル)部分でノニオン性反応性界面活性剤の存在割合が大きい樹脂粒子を得ることができる。これにより、例えばノニオン性反応性界面活性剤をより少量用いて十分な機能を有する樹脂粒子を得ることができる。
上記のように、樹脂粒子の重合を逐次的に行う場合であって、ノニオン系反応性界面活性剤を含まない系で乳化重合又は懸濁重合を行う際には、乳化又は懸濁させるために適宜の界面活性剤を使用することができる。この場合に用いる界面活性剤としては特に限定されないが、非反応性界面活性剤を用いることができる。
非反応性界面活性剤としては、例えば、ハイテノールNF−08、ハイテノールNF−17、ハイテノール330T、ハイテノールLA−10、プライサーフA212C、プライサーフA208B(以上商品名、第一工業製薬株式会社製)、ラテムルWX、ラテムルE−150、エマルゲン1108、エマルゲン1150S−60、ペレックスSS−H、ペレックスSS−L(以上商品名、花王株式会社製)、エレミノールCLS−20、エレミノールMON−7、サンモリンOT−70(以上商品名、三洋化成工業株式会社製)を例示することができる。
乳化重合又は懸濁重合において、上述のノニオン性反応性界面活性剤を用いると、重合前及び重合中に乳化又は懸濁することができる上に、重合反応が進むにつれて、乳化剤として機能する化合物(反応性界面活性剤)が減少することになる。したがって、重合反応が終了したときに、遊離の状態で系中に残る乳化剤の量を十分に少なくすることができる。これにより形成された乳化液又は懸濁液は、気泡を生じにくくなる。なお、乳化剤として機能する基は、樹脂粒子に結合しており、系中に残る乳化剤(界面活性剤)の量が少なくても、樹脂粒子の分散性が大きく損なわれることがない。なお、反応性界面活性剤をモノマーとして用いる場合であっても、乳化力を補うために非反応性界面活性剤(非反応性界面活性剤)を共存させて重合することもでき、その場合には、反応性界面活性剤の使用量を低減することができる。さらに、乳化重合又は懸濁重合において、連鎖移動剤、オリゴマー、マクロマーの共存下で重合することもできる。また、樹脂粒子は、複数種のモノマーを用いた乳化重合により合成され得るが、各種のモノマーの単独又はその混合物を用いた重合を逐次的に行って合成されてもよい。
一般に、乳化重合又は懸濁重合においては、モノマーを乳化又は懸濁するために、反応性を有しない乳化剤(界面活性剤)のみが添加される。その場合、重合反応の終了後には、乳化剤が遊離の状態で系中に残ることになる。これにより形成された乳化液又は懸濁液
は、泡立ちやすい性状となることが多い。しかし上記例示したような、非反応性界面活性剤を共存させて重合した後に、反応性界面活性剤を含む系で重合する逐次的な合成の場合には、非反応性界面活性剤は樹脂粒子のコアに存在しやすくなるため、形成された乳化液又は懸濁液は、一般的な場合よりも泡立ちが抑制されることになる。
は、泡立ちやすい性状となることが多い。しかし上記例示したような、非反応性界面活性剤を共存させて重合した後に、反応性界面活性剤を含む系で重合する逐次的な合成の場合には、非反応性界面活性剤は樹脂粒子のコアに存在しやすくなるため、形成された乳化液又は懸濁液は、一般的な場合よりも泡立ちが抑制されることになる。
樹脂粒子を合成する際のノニオン性反応性界面活性剤の合計の配合量としては、全モノマーを100質量%とした場合に、0.5質量%以上5質量%以下、好ましくは1質量%以上4.5質量%以下、より好ましくは1.5質量%以上4質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上3.5質量%以下である。また、逐次的な重合を行う場合であっても、樹脂粒子を合成する際のノニオン性反応性界面活性剤の配合量は、各重合反応に使用するモノマーの合計において、上記範囲とすることが好ましい。
また、インクジェット記録用水系インクにおける、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子の配合量(固形分)は、複数種を用いる場合も含め、合計量として、インクジェット記録用水系インクの全質量に対して、固形分として、0.5質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、1質量%以上15質量%以下とすることがより好ましい。樹脂粒子の含有量が0.5質量%以上であることで、インクジェット記録用水系インクの記録媒体との密着性が一層良好となる。また、樹脂粒子の含有量が20質量%以下であることで、インクジェット記録用水系インクの記録ヘッドからの吐出性が良好になる傾向にある。
ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子の体積基準の平均粒子径は、分散性や吐出安定性の観点から、100nm以上500nm以下、好ましくは150nm以上400nm以下、より好ましくは200nm以上300nm以下である。このような粒子径は、例えば、乳化重合時の諸条件(撹拌条件、温度等)により適宜に設定することができる。樹脂粒子の体積基準の平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、「マイクロトラックUPA」日機装株式会社製)が挙げられる。
1.6.水
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、水を含んでいる。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、インクジェット記録用水系インクを長期保存する場合に細菌類や真菌類の発生を抑制することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、水を含んでいる。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、インクジェット記録用水系インクを長期保存する場合に細菌類や真菌類の発生を抑制することができる。
水の含有量は、インクジェット記録用水系インクの総量に対して、30質量%以上、好ましくは40質量%以上であり、より好ましくは45質量%以上であり、さらに好ましくは50質量%以上である。なおインクジェット記録用水系インク中の水というときには、例えば、原料として用いる顔料分散液、樹脂粒子分散液、添加する水を含むものとする。水の含有量が30質量%以上であることにより、インクジェット記録用水系インクを比較的低粘度とすることができる。また、水の含有量の上限は、インクジェット記録用水系インクの総量に対して、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは85質量%以下であり、さらに好ましくは80質量%以下である。なお、本明細書において「水系インク」という場合には、インクの全質量(100質量%)に対して、水を30質量%以上含有するインクのことを指す。
1.7.その他の成分
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、上記以外の界面活性剤(乳化剤)、
有機溶剤、保湿剤、pH調整剤等の成分を含有してもよい。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、上記以外の界面活性剤(乳化剤)、
有機溶剤、保湿剤、pH調整剤等の成分を含有してもよい。
1.7.1.その他の界面活性剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、上記消泡剤、水溶性シリコーン系界面活性剤、グリコール系溶剤、樹脂粒子の相互作用による機能を阻害しない範囲であれば、例えば界面張力を調節する等の目的で、上記以外の界面活性剤(乳化剤)を含んでもよい。界面活性剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤から適宜選択できる。またこれらのうち界面活性が高く気泡性の少ないアセチレングリコール系界面活性剤はより好適である。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、上記消泡剤、水溶性シリコーン系界面活性剤、グリコール系溶剤、樹脂粒子の相互作用による機能を阻害しない範囲であれば、例えば界面張力を調節する等の目的で、上記以外の界面活性剤(乳化剤)を含んでもよい。界面活性剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤から適宜選択できる。またこれらのうち界面活性が高く気泡性の少ないアセチレングリコール系界面活性剤はより好適である。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、オルフィンE1004、E1010、E1020等のEシリーズ、PD−001、PD−002W、PD−004、PD−005、EXP.4200、EXP.4123、EXP.4300(以上商品名:日信化学工業株式会社製)、サーフィノール440、465、485、CT111、CT121、TG、GA、ダイノール604、607(以上商品名:エアプロダクツ社(Air Products Japan, Inc.)製)、アセチレノールE40、E60、E100(以上商品名:川研ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。
1.7.2.その他の溶剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、上述したグリコール系溶剤以外の溶剤を含んでもよい。そのような溶剤としては、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、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、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モノエーテル類、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級アルコール類、トリアセチン、1−ブチリン(logP:−0.21)、グリセリン 1−メタクリレート、3−イソペンチルオキシ−1,2−プロパンジオール、α−モノカプロイン、1,3−ジブチリン、2−エチルヘキサン酸 2,3−ジヒドロキシプロピル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、第1溶剤は、複数種を混合して用いてもよい。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、上述したグリコール系溶剤以外の溶剤を含んでもよい。そのような溶剤としては、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、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、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モノエーテル類、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級アルコール類、トリアセチン、1−ブチリン(logP:−0.21)、グリセリン 1−メタクリレート、3−イソペンチルオキシ−1,2−プロパンジオール、α−モノカプロイン、1,3−ジブチリン、2−エチルヘキサン酸 2,3−ジヒドロキシプロピル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、第1溶剤は、複数種を混合して用いてもよい。
グリコール系溶剤以外の溶剤を配合する場合の配合量は、インクジェット記録用水系インクの全量に対して、0.2質量%以上30質量%以下、好ましくは0.4質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは0.7質量%以上10質量%以下である。
1.7.3.保湿剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、保湿剤を含有してもよい。保湿剤としては、一般にインクジェットインクジェット記録用水系インクに用いられるものであれば特に限定されず使用可能である。保湿剤の沸点は、好ましくは180℃以上であり、200℃以上がより好ましく250℃以上がさらに好ましい。沸点が上記範囲内であることにより、インクジェット記録用水系インクに良好な保水性及び湿潤性を付与することができる。
1.7.3.保湿剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、保湿剤を含有してもよい。保湿剤としては、一般にインクジェットインクジェット記録用水系インクに用いられるものであれば特に限定されず使用可能である。保湿剤の沸点は、好ましくは180℃以上であり、200℃以上がより好ましく250℃以上がさらに好ましい。沸点が上記範囲内であることにより、インクジェット記録用水系インクに良好な保水性及び湿潤性を付与することができる。
保湿剤の具体例としては、グリセリン、ジグリセリン、メソエリスリトール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどの水酸基3個以上のポリオール類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ヒドロキシエチルピロリドン等のラクタム類、尿素、チオ尿素、エチレン尿素、1,3−ジメチルイミダゾリジノン類等の尿素誘導体、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の単糖類、二糖類、オリゴ糖類及び多糖類及びこれらの糖類の誘導体、グリ
シン、トリメチルグリシン、DL−カルニチン等のベタイン類などが挙げられる。
シン、トリメチルグリシン、DL−カルニチン等のベタイン類などが挙げられる。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクに保湿剤を配合する場合の配合量としては、インクジェット記録用水系インクの全量に対して、0.2質量%以上30質量%以下、好ましくは0.4質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは0.7質量%以上10質量%以下である。
1.7.4.pH調整剤
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、そのpHを調整する目的で、pH調整剤を添加することができる。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸として、硫酸、塩酸、硝酸等、無機塩基として水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等、有機塩基としてトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、有機酸としてアジピン酸、クエン酸、コハク酸、乳酸等が挙げられる。
本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、そのpHを調整する目的で、pH調整剤を添加することができる。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸として、硫酸、塩酸、硝酸等、無機塩基として水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等、有機塩基としてトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、有機酸としてアジピン酸、クエン酸、コハク酸、乳酸等が挙げられる。
1.7.5.その他の成分
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、その保存安定性及びヘッドからの吐出安定性を良好に維持したり、目詰まり改善のために、又はインクジェット記録用水系インクの劣化を防止するために、防腐剤、溶解助剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防黴剤及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤などの、種々の添加剤を適宜添加することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、その保存安定性及びヘッドからの吐出安定性を良好に維持したり、目詰まり改善のために、又はインクジェット記録用水系インクの劣化を防止するために、防腐剤、溶解助剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防黴剤及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤などの、種々の添加剤を適宜添加することができる。
1.8.作用効果
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、ポリシロキサン系の消泡剤と、シリコーン系の界面活性剤と、グリコール系溶剤と、を含むので、消泡剤の可溶化が良好であるとともに、気泡が抑制され、吐出安定性が良好である。また、上記インクジェット記録用水系インクは、樹脂粒子がノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含むので、特にポリオキシエチレン鎖を有する場合に、グリコール系溶剤との親和性がより良好となることにより、良好な分散安定性を有する。これにより、樹脂粒子が凝集しにくく保存安定性が良好である。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インクは、ポリシロキサン系の消泡剤と、シリコーン系の界面活性剤と、グリコール系溶剤と、を含むので、消泡剤の可溶化が良好であるとともに、気泡が抑制され、吐出安定性が良好である。また、上記インクジェット記録用水系インクは、樹脂粒子がノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含むので、特にポリオキシエチレン鎖を有する場合に、グリコール系溶剤との親和性がより良好となることにより、良好な分散安定性を有する。これにより、樹脂粒子が凝集しにくく保存安定性が良好である。
2.インクジェット記録装置
上記本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、インクジェット記録装置に好適に用いることができる。インクジェット記録装置は、上述のインクジェット記録用水系インクを収容するインク収容容器(カートリッジ、タンク等)及びこれに接続される記録ヘッドを少なくとも有し、上述のインクジェット記録用水系インクを記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を形成することができれば、特に限定されない。
上記本実施形態のインクジェット記録用水系インクは、インクジェット記録装置に好適に用いることができる。インクジェット記録装置は、上述のインクジェット記録用水系インクを収容するインク収容容器(カートリッジ、タンク等)及びこれに接続される記録ヘッドを少なくとも有し、上述のインクジェット記録用水系インクを記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を形成することができれば、特に限定されない。
本実施形態のインクジェット記録装置としては、シリアル型およびライン型のいずれでも使用することができる。これらの型のインクジェット記録装置には、記録ヘッドが搭載されており、記録媒体と記録ヘッドとの相対的な位置関係を変化させながら、記録ヘッドのノズル孔からインクジェット記録用水系インクの液滴を所定のタイミングで(間欠的に)かつ所定の体積(質量)で吐出させ、記録媒体にインクジェット記録用水系インクを付着させて所定の画像を形成することができる。
ここで一般に、シリアル型のインクジェット記録装置では、記録媒体の搬送方向と、記録ヘッドの往復動作の方向が交差しており、記録ヘッドの往復動作と記録媒体の搬送動作(往復動作も含む)との組み合わせによって、記録媒体と記録ヘッドとの相対的な位置関係を変化させる。またこの場合、一般的には、記録ヘッドには複数のノズル孔(インクジ
ェット記録用水系インクを吐出する孔)が配置され、記録媒体の搬送方向に沿ってノズル孔の列(ノズル列)が形成されている。また、記録ヘッドには、インクジェット記録用水系インクの種類や数に応じて、複数のノズル列が形成される場合もある。
ェット記録用水系インクを吐出する孔)が配置され、記録媒体の搬送方向に沿ってノズル孔の列(ノズル列)が形成されている。また、記録ヘッドには、インクジェット記録用水系インクの種類や数に応じて、複数のノズル列が形成される場合もある。
また、一般に、ライン型のインクジェット記録装置では、記録ヘッドは往復動作を行わず、記録媒体の搬送によって記録媒体と記録ヘッドとの相対的な位置関係を変化させて、記録媒体と記録ヘッドとの相対的な位置関係を変化させる。この場合においても、一般的には、記録ヘッドには、ノズル孔が複数配置され、記録媒体の搬送方向に交差する方向に沿って該ノズル孔の列(ノズル列)が形成されている。
インクジェット記録方式は、上述したようなシリアル型またはライン型のインクジェット記録装置を用いるものであるが、方式としては、インクジェット記録用水系インクを微細なノズル孔より液滴として吐出して該液滴を記録媒体に付着させることができれば、特に制限されない。例えば、インクジェット記録方式としては、静電吸引方式、ポンプ圧力によりインク滴を噴射させる方式、圧電素子を用いる方式、インク液を微小電極で加熱発泡させインク滴を噴射させる方式、などを挙げることができる。
本実施形態で用いられるインクジェット記録装置には、例えば、加熱ユニット、乾燥ユニット、ロールユニット、巻き取り装置などの公知の構成を制限無く採用することができる。
インクジェット記録装置が、加熱ユニットを有する態様では、加熱ユニットは、画像形成時及び画像形成後の少なくとも一方において、記録ヘッド内、記録媒体及び/又は記録媒体上のインクジェット記録用水系インク(画像)を加熱することができる。これにより、記録媒体上に付着させたインクジェット記録用水系インク中に含有される液媒体を速やかに蒸発させることができる。これにより、記録媒体上においても高画質な画像を短時間で得ることができる。また、加熱ユニットとしては、インクジェット記録用水系インクの粘度を下げる目的で、記録ヘッド内のインクジェット記録用水系インクを加熱するものであってもよい。これにより、インクジェット記録用水系インクの粘度を下げて吐出性を向上させる態様であってもよい。具体的な加熱手段としては、強制空気加熱、輻射加熱、電導加熱、高周波乾燥、マイクロ波乾燥等が好ましく用いられる。
3.実施例及び比較例
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
3.1.樹脂粒子分散液(樹脂エマルジョン)の調製
3.1.1.樹脂粒子分散液1
モノマーとしてメタクリル酸メチル50g、メタクリル酸−2−エチルヘキシル100g、非反応性界面活性剤としてエレミノールCLS−20(商品名、三洋化成工業株式会社製)3.5g、イオン交換水100gをホモミキサーで混合してモノマー乳濁液1を調整した。
3.1.1.樹脂粒子分散液1
モノマーとしてメタクリル酸メチル50g、メタクリル酸−2−エチルヘキシル100g、非反応性界面活性剤としてエレミノールCLS−20(商品名、三洋化成工業株式会社製)3.5g、イオン交換水100gをホモミキサーで混合してモノマー乳濁液1を調整した。
モノマーとしてメタクリル酸メチル100g、メタクリル酸−2−エチルヘキシル50g、メタクリル酸1g、ノニオン性反応性界面活性剤としてアントックスLMA−10(商品名、日本乳化剤株式会社製)3.5g、イオン交換水100gをホモミキサーで混合してモノマー乳濁液2を調整した。
重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5gをイオン交換水20gに溶解した開始剤溶液を調整した。
次に撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管、滴下ロート3ヶを備えた反応器に、イオン交換水150g、炭酸水素ナトリウム0.2gとモノマー乳濁液1を50gを投入し、窒素を通気しながら80℃で30分撹拌を行った。続いて開始剤溶液を滴下ロートから15分かけて投入、さらにモノマー乳濁液1の残り全量を滴下ロートから1.5時間かけて投入した。続けてノニオン性反応性界面活性剤を含むモノマー乳濁液2の全量を滴下ロートから2時間かけて投入して重合を行った。熟成3時間後に冷却し、イオン交換水の追加とアンモニア水でpH=7.5に調整して定着樹脂粒子として固形分濃度40%の樹脂粒子分散液1を調整した。得られた樹脂粒子分散液1の樹脂粒子の平均粒子径をマイクロトラックUPA(日機装株式会社製)をもちいて測定したところ、250nmであった。
3.1.2.樹脂粒子分散液2及び3の調製
各材料の種類および添加量を表1に示したように変更した以外は、上記樹脂粒子分散液1の調製と同様にして、樹脂粒子分散液2及び3を調製した。各分散液における樹脂粒子の平均粒子径は、表1に記載した。
各材料の種類および添加量を表1に示したように変更した以外は、上記樹脂粒子分散液1の調製と同様にして、樹脂粒子分散液2及び3を調製した。各分散液における樹脂粒子の平均粒子径は、表1に記載した。
表1中、「ペレックスSS−H」は、花王株式会社から入手した。また、「アクアロンRN」は、第一工業製薬株式会社から入手した。
3.2.インクの調製
別に調製したシアン顔料分散液(顔料濃度15質量%)を10g、水分散性ポリシロキサン系消泡剤としてKM−85(商品名、信越化学工業株式会社製)を0.1g、水溶性シリコーン系界面活性剤としてシルフェイスSAG503A(商品名、日信化学工業株式会社製)を0.5g、グリコール系溶剤として1,2−ヘキサンジオール(logP=0.7)を5g、樹脂エマルジョン1を25g、及び保湿剤としてグリセリンを15g、pH調整剤としてトリイソプロパノールアミンを0.4gを混合して、イオン交換水を加えて全量を100gとし十分に撹拌した。その後、孔径1.2μmのメンブレンフィルター
で濾過を行って、実施例1のインクを調製した。
別に調製したシアン顔料分散液(顔料濃度15質量%)を10g、水分散性ポリシロキサン系消泡剤としてKM−85(商品名、信越化学工業株式会社製)を0.1g、水溶性シリコーン系界面活性剤としてシルフェイスSAG503A(商品名、日信化学工業株式会社製)を0.5g、グリコール系溶剤として1,2−ヘキサンジオール(logP=0.7)を5g、樹脂エマルジョン1を25g、及び保湿剤としてグリセリンを15g、pH調整剤としてトリイソプロパノールアミンを0.4gを混合して、イオン交換水を加えて全量を100gとし十分に撹拌した。その後、孔径1.2μmのメンブレンフィルター
で濾過を行って、実施例1のインクを調製した。
各材料の種類および添加量を表2に示したように変更した以外は、上記実施例1のインクの調製と同様にして、各例のインクを調製した。
3.3.インクの評価
3.3.1.保存安定性
実施例及び比較例の各インクをサンプル瓶に入れ、60℃及び−20℃の二水準でそれぞれ1週間保存し、その後各インクを濾過して析出物を集めた。二水準の合計の析出物の個数及び外観により、保存安定性を評価した。評価基準を以下に示す。
A:析出物が50個/1mL未満
B:析出物が50個/1mL以上200個/1mL未満
C:析出物が200個/1mL以上、又はインク液に分離あり
3.3.1.保存安定性
実施例及び比較例の各インクをサンプル瓶に入れ、60℃及び−20℃の二水準でそれぞれ1週間保存し、その後各インクを濾過して析出物を集めた。二水準の合計の析出物の個数及び外観により、保存安定性を評価した。評価基準を以下に示す。
A:析出物が50個/1mL未満
B:析出物が50個/1mL以上200個/1mL未満
C:析出物が200個/1mL以上、又はインク液に分離あり
3.3.2.消泡性
実施例及び比較例の各インクをサンプル瓶に、サンプル瓶の1/10の高さまで入れ、1分間撹拌してそのまま静置し、10分後に残っている泡の高さで消泡性を評価した。評価基準を以下に示す。
A:インク高さの10%未満
B:インク高さの10%以上100%未満
C:インク高さの200%以上
実施例及び比較例の各インクをサンプル瓶に、サンプル瓶の1/10の高さまで入れ、1分間撹拌してそのまま静置し、10分後に残っている泡の高さで消泡性を評価した。評価基準を以下に示す。
A:インク高さの10%未満
B:インク高さの10%以上100%未満
C:インク高さの200%以上
3.3.3.吐出安定性
インクジェット方式のプリンターEM−930C(商品名:セイコーエプソン株式会社製)に実施例及び比較例の各インクをそれぞれ充填し、クリーニングを3回繰り返した直後に全ノズルを吐出しながら20頁連続印刷して、印刷抜け、曲がりのノズル本数を以下の基準に基づいて判定した。
A:抜け、曲がりが0〜2ノズル
B:抜け、曲がりが3〜9ノズル
C:抜け、曲がりが10ノズル以上
インクジェット方式のプリンターEM−930C(商品名:セイコーエプソン株式会社製)に実施例及び比較例の各インクをそれぞれ充填し、クリーニングを3回繰り返した直後に全ノズルを吐出しながら20頁連続印刷して、印刷抜け、曲がりのノズル本数を以下の基準に基づいて判定した。
A:抜け、曲がりが0〜2ノズル
B:抜け、曲がりが3〜9ノズル
C:抜け、曲がりが10ノズル以上
3.4.評価結果
以上の評価結果を表2に併記した。評価結果をみると、色材と、水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、水溶性シリコーン系界面活性剤と、グリコール系溶剤と、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、を含む、各実施例のインクは、保存安定性、消泡性及び吐出安定性のいずれも非常に良好な結果となった。この結果は、少なくとも、消泡剤が水溶性シリコーン系界面活性剤やグリコール系溶剤によって十分に可溶化されていること、樹脂粒子の凝集が生じていないこと、及び十分な消泡性とこれによる吐出安定性が得られていることを裏付けている。
以上の評価結果を表2に併記した。評価結果をみると、色材と、水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、水溶性シリコーン系界面活性剤と、グリコール系溶剤と、ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、を含む、各実施例のインクは、保存安定性、消泡性及び吐出安定性のいずれも非常に良好な結果となった。この結果は、少なくとも、消泡剤が水溶性シリコーン系界面活性剤やグリコール系溶剤によって十分に可溶化されていること、樹脂粒子の凝集が生じていないこと、及び十分な消泡性とこれによる吐出安定性が得られていることを裏付けている。
一方、消泡剤を含まない比較例1のインクでは、保存安定性及び消泡性が不十分な結果となった。また水溶性シリコーン系界面活性剤を含まない比較例2では、保存安定性及び吐出安定性が不十分であった。これはグリコール系溶剤を用いても水溶性シリコーン系界面活性剤がないと、水分散性ポリシロキサン系消泡剤を十分に可溶化できないことを示唆していると考えられる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (4)
- 色材と、
水分散性ポリシロキサン系消泡剤と、
水溶性シリコーン系界面活性剤と、
グリコール系溶剤と、
ノニオン性反応性界面活性剤を構成単位に含む樹脂粒子と、
を含む、インクジェット記録用水系インク。 - 請求項1において、
前記水分散性ポリシロキサン系消泡剤の含有量は、0.01質量%以上1質量%以下である、インクジェット記録用水系インク。 - 請求項1又は請求項2において、
前記水溶性シリコーン系界面活性剤の含有量は、0.1質量%以上5質量%以下である、インクジェット記録用水系インク。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記グリコール系溶剤の水−オクタノール分配係数は、0.0以上2.0以下である、インクジェット記録用水系インク。
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