JP2022083714A - 分散液、インクジェット記録用インク組成物、及び分散樹脂 - Google Patents
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Abstract
【課題】固化した色材が容易に再分散することを可能とし、乾燥再吐出時の安定性を向上することのできる分散液等を提供することを目的とする。【解決手段】水と、色材と、該色材を分散する分散樹脂と、を含み、前記分散樹脂が、疎水性単量体を含む構成単位Aと、所定の構成単位Bと、を有する、分散液。【選択図】なし
Description
本発明は、分散液、インクジェット記録用インク組成物、及び分散樹脂に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、インク中の色材の発色性についても種々の検討がなされている。例えば、特許文献1には、コンポジットブラックの発色性が優れるインクセットを提供することを目的として、所定の染料を用いることが開示されている。
ところで、色材の分散性向上の一つの方法として、分散剤を用いることが考えられる。例えば、特許文献1には、分散剤として、(α-メチル)スチレン-(無水)マレイン酸共重合体やアクリル酸エステル-(無水)マレイン酸共重合体を用いることが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の(α-メチル)スチレン-(無水)マレイン酸共重合体など従来の分散剤を含むインク組成物は、インクが乾燥して色材が固化すると、その後、再分散し難く、乾燥後に再吐出したときの不具合を発生させやすいという問題がある。
本発明は、水と、色材と、該色材を分散する分散樹脂と、を含み、前記分散樹脂が、疎水性単量体を含む構成単位Aと、下記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位Bと、を有する、分散液である。
(式中、R1は、独立して、炭素数1~20の2価の有機基を示し、R2は、独立して、スルホン酸基又はその塩を示す。)
また、本発明は、上記分散液と、界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、を含む、インクジェット記録用インク組成物である。
さらに、本発明は、疎水性単量体を含む構成単位Aと、上記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位Bと、を有する、分散樹脂である。
以下、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
1.分散液
本実施形態の分散液は、水と、色材と、該色材を分散する分散樹脂と、を含み、分散樹脂が、疎水性単量体を含む構成単位Aと、下記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位Bと、を有する。
(式中、R1は、独立して、炭素数1~20の2価の有機基を示し、R2は、独立して、スルホン酸基又はその塩を示す。)
本実施形態の分散液は、水と、色材と、該色材を分散する分散樹脂と、を含み、分散樹脂が、疎水性単量体を含む構成単位Aと、下記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位Bと、を有する。
従来の分散樹脂を用いた分散液又はインク組成物は、一度色材が固化すると、再分散し難いという問題がある。これに対して、本実施形態においては、上記構成を有する分散樹脂を用いることにより、固化した色材が容易に再分散することを可能とし、また、ノズル内のインクが乾燥したときにもその再吐出性(以下、「乾燥時吐出特性」ともいう。)をより向上することが可能となる。以下、各成分について詳説する。
1.1.分散樹脂
分散樹脂は、疎水性単量体を含む構成単位Aと、上記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位Bと、を有し、必要に応じて、後述する構成単位Cを有していてもよい。なお、本実施形態において、「構成単位」とは、重合後に分散樹脂の一部を構成する繰り返し単位をいい、「単量体」とは、重合前の重合性不飽和結合を有するモノマーをいう。
分散樹脂は、疎水性単量体を含む構成単位Aと、上記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位Bと、を有し、必要に応じて、後述する構成単位Cを有していてもよい。なお、本実施形態において、「構成単位」とは、重合後に分散樹脂の一部を構成する繰り返し単位をいい、「単量体」とは、重合前の重合性不飽和結合を有するモノマーをいう。
分散樹脂は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であっても、グラフト共重合体であってよい。ブロック共重合体としては、構成単位Aから構成されるブロックAと、構成単位Bから構成されるブロックBとを有するジブロック共重合体の他、構成単位Aから構成されるブロックAと、構成単位B及び構成単位Cから構成されるランダムブロックB/Cとを有するジブロック共重合体などが挙げられる。このような分散樹脂を用いることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
分散樹脂の含有量は、分散液の総量に対して、好ましくは0.3~10質量%であり、より好ましくは0.5~5.0質量%であり、さらに好ましくは1.0~3.0質量%である。分散樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
また、分散樹脂の含有量は、色材100質量部に対して、好ましくは10~100質量部であり、より好ましくは20~80質量部であり、さらに好ましくは30~60質量部である。分散樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
1.1.1.構成単位A
構成単位Aは、疎水性単量体を含む構成単位であり、分散樹脂に部分的に疎水性を付与する。特に制限されないが、構成単位Aは、色材の表面に疎水性相互作用等により配向し分散樹脂の色材への吸着に寄与し得る。
構成単位Aは、疎水性単量体を含む構成単位であり、分散樹脂に部分的に疎水性を付与する。特に制限されないが、構成単位Aは、色材の表面に疎水性相互作用等により配向し分散樹脂の色材への吸着に寄与し得る。
構成単位aを構成する疎水性単量体としては、特に制限されないが、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、アリルベンゼン、ビニルトルエン、1-ビニルナフタレン、及び2-ビニルナフタレン等の芳香族基を有するビニルモノマー;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の炭化水素基を有するアクリル酸エステルモノマーが挙げられる。なお、本実施形態において「(メタ)アクリレート」には、アクリレート及びメタクリレートが含まれる。構成単位Aを構成する単量体は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
このなかでも、芳香族基を有するビニルモノマーが好ましく、スチレン、α-メチルスチレン、アリルベンゼン、ビニルトルエン、1-ビニルナフタレン、及び2-ビニルナフタレンからなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。このような疎水性単量体を用いることにより、色材への分散樹脂の吸着性がより向上し、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
構成単位Aの含有量は、分散樹脂の総量に対して、好ましくは40~85mol%であり、より好ましくは45~80mol%であり、さらに好ましくは50~75mol%である。構成単位Aの含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
1.1.2.構成単位B
構成単位Bは、下記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位であり、分散樹脂に部分的に親水性を付与する。特に制限されないが、構成単位Bは、色材の表面とは反対側に配向し、分散性の向上に寄与し得る。構成単位Bを構成する単量体は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
(式中、R1は、独立して、炭素数1~20の2価の有機基を示し、R2は、独立して、スルホン酸基又はその塩を示す。)
構成単位Bは、下記式(1-1)~(1-2)のいずれかで表される構成単位であり、分散樹脂に部分的に親水性を付与する。特に制限されないが、構成単位Bは、色材の表面とは反対側に配向し、分散性の向上に寄与し得る。構成単位Bを構成する単量体は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
式中、R1により表される炭素数1~20の2価の有機基としては、特に制限されないが、例えば、2価の脂肪族炭化水素基(アルキレン基、シクロアルキレン基、アルキレン-シクロアルキレン基等)、2価の芳香族炭化水素基(アリーレン基、アルキレン-アリーレン基等)等が挙げられる。
このなかでも、R1で表される2価の有機基が、2価の脂肪族炭化水素基、及び2価の芳香族炭化水素基からなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましく、アルキレン基、又はアリーレン基がより好ましい。これにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
アルキレン基としては、特に制限されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、ペンチレン基、1-メチルブチレン基、2-メチルブチレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。
シクロアルキレン基としては、特に制限されないが、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロヘキサデシレン基、シクロオクタデシレン基が挙げられる。
アルキレン-シクロアルキレン基としては、上記アルキレン基とシクロアルキレン基とを組み合わせた基が挙げられる。
アリーレン基としては、特に制限されないが、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、メチルフェニレン基、エチルフェニレン基、メチルナフチレン基、ジメチルナフチレン基が挙げられる。
アルキレン-アリーレン基としては、特に制限されないが、例えば、上記アルキレン基とアリーレン基とを組み合わせた基が挙げられる。
また、R1により表される2価の有機基の炭素数は、1~20であり、好ましくは1~12であり、より好ましくは1~8である。
R2により表されるスルホン酸基の塩としては、特に制限されないが、例えば、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが挙げられる。
このような構成単位Bは、無水マレイン酸を含む構成単位にスルホン酸基と水酸基とを有する化合物を導入されてなる構成単位であってもよい。このような構成単位Bを用いることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。なお、無水マレイン酸の一方のカルボン酸に対してエステル化が起こると、上記化合物が多少過剰に存在したとしても他方のカルボン酸のエステル化は起こりにくくなる傾向にある。
ここで、スルホン酸基と水酸基とを有する化合物としては、特に制限されないが、例えば、下記式(1-3)で表される化合物が挙げられる。なお、式(1-3)中のR1及びR2は、上記式(1-1)~(1-2)で説明したものと同様の基である。このなかでも、スルホン酸基と水酸基とを有する化合物としては、特に制限されないが、例えば、イセチオン酸やp-トルエンスルホン酸が好ましい。
R2-R1-OH (1-3)
(式中、R1は、独立して、炭素数1~20の2価の有機基を示し、R2は、独立して、スルホン酸基又はその塩を示す。)
R2-R1-OH (1-3)
(式中、R1は、独立して、炭素数1~20の2価の有機基を示し、R2は、独立して、スルホン酸基又はその塩を示す。)
構成単位Bの含有量は、分散樹脂の総量に対して、好ましくは15~60mol%以上であり、より好ましくは20~55mol%であり、さらに好ましくは22~50mol%である。構成単位Bの含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
1.1.3.構成単位C
分散樹脂は、下記式(2-1)で表される構成単位Cをさらに有していてもよい。このような構成単位Cを有することにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
分散樹脂は、下記式(2-1)で表される構成単位Cをさらに有していてもよい。このような構成単位Cを有することにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
このような構成単位Cは、無水マレイン酸を含む構成単位において、酸無水物基が加水分解されてなる構成単位であってもよい。
構成単位Cの含有量は、分散樹脂の総量に対して、好ましくは0.5~15mol%であり、より好ましくは0.5~10mol%であり、さらに好ましくは1.0~5.0mol%である。構成単位Cの含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
1.1.4.重量平均分子量
分散樹脂の重量平均分子量は、5000~30000であり、好ましくは5000~20000であり、より好ましくは5000~15000である。分散樹脂の重量平均分子量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
分散樹脂の重量平均分子量は、5000~30000であり、好ましくは5000~20000であり、より好ましくは5000~15000である。分散樹脂の重量平均分子量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
重量平均分子量は、公知の方法により、クロマトグラフィー法により測定することができる。より具体的には、実施例に記載の方法により測定することができる。
1.1.5.製造方法
本実施形態の分散樹脂は、上記各構成単位を構成する単量体を共重合させることにより得ることができる。重合反応は、特に制限されないが、例えば、ラジカル重合、特にはリビングラジカル重合を用いることができる。また、スチレン無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸を含む構成単位を構成単位Bや構成単位Cに変性してもよい。
本実施形態の分散樹脂は、上記各構成単位を構成する単量体を共重合させることにより得ることができる。重合反応は、特に制限されないが、例えば、ラジカル重合、特にはリビングラジカル重合を用いることができる。また、スチレン無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸を含む構成単位を構成単位Bや構成単位Cに変性してもよい。
1.2.水
水の含有量は、分散液の総量に対して、好ましくは60~95質量%であり、より好ましくは65~95質量%であり、さらに好ましくは75~90質量%である。
水の含有量は、分散液の総量に対して、好ましくは60~95質量%であり、より好ましくは65~95質量%であり、さらに好ましくは75~90質量%である。
1.3.色材
色材としては、特に制限されないが、例えば、分散染料や顔料が挙げられる。このなかでも分散染料が好ましい。分散染料を用いることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。色材は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
色材としては、特に制限されないが、例えば、分散染料や顔料が挙げられる。このなかでも分散染料が好ましい。分散染料を用いることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。色材は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
分散染料としては、特に制限されず、C.I.ディスパースイエロー、C.I.ディスパースオレンジ、C.I.ディスパースブルー、C.I.ディスパースバイオレット、C.I.ディスパースブラックなど公知のものを用いることができる。
無機顔料としては、特に限定されないが、例えば、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、酸化チタンが挙げられる。
有機顔料としては、特に限定されないが、例えば、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、及びアゾ系顔料等が挙げられる。
色材の含有量は、分散液の総量に対して、好ましくは7.5~30質量%であり、より好ましくは7.5~25質量%であり、さらに好ましくは8.5~20質量%である。
1.4.pH調整剤
分散液は、pH調整剤をさらに含んでいてもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸等)、無機塩基(例えば、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(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、トリプロパノールアミン)、有機酸(例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸等)等が挙げられる。pH調整剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上混合して用いてもよい。
分散液は、pH調整剤をさらに含んでいてもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸等)、無機塩基(例えば、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(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、トリプロパノールアミン)、有機酸(例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸等)等が挙げられる。pH調整剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上混合して用いてもよい。
2.インクジェット記録用インク組成物
本実施形態のインクジェット記録用インク組成物(単に、「インク組成物」ともいう。)は、上記分散液と、界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、を含み、必要に応じて、その他の成分を含んでいてもよい。なお、「インクジェット記録用」とは、インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出するインクジェット法により用いることを意味する。
本実施形態のインクジェット記録用インク組成物(単に、「インク組成物」ともいう。)は、上記分散液と、界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、を含み、必要に応じて、その他の成分を含んでいてもよい。なお、「インクジェット記録用」とは、インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出するインクジェット法により用いることを意味する。
2.1.分散液
分散液については上記のとおりである。分散液とともにインク組成物に添加される上記分散樹脂の含有量は、インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~3.5質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.5~2.5質量%である。分散樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
分散液については上記のとおりである。分散液とともにインク組成物に添加される上記分散樹脂の含有量は、インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~3.5質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.5~2.5質量%である。分散樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
また、分散液とともにインク組成物に添加される上記色材の含有量は、インク組成物の総量に対して、好ましくは0.5~7.0質量%であり、より好ましくは1.0~6.0質量%であり、さらに好ましくは1.5~4.5質量%である。色材の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
インク組成物中において、分散樹脂の含有量は、色材100質量部に対して、好ましくは10~100質量部であり、より好ましくは20~80質量部であり、さらに好ましくは30~60質量部である。分散樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
2.2.界面活性剤
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
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、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール及び2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに2,4-ジメチル-5-デシン-4-オール及び2,4-ジメチル-5-デシン-4-オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上が好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、インク組成物の総量に対し、好ましくは0.1~3.0質量%であり、より好ましくは0.1~1.0質量%である。
2.3.水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、グリセリン;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、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等のグリコール類;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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル類;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン等の含窒素溶剤;メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、Iso-プロピルアルコール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、Iso-ブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノール等のアルコール類が挙げられる。このなかでも、グリセリン、グリコール類やグリコールモノエーテル類が好ましく、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル及びグリセリンがより好ましい。水溶性有機溶剤は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、グリセリン;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、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等のグリコール類;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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル類;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン等の含窒素溶剤;メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、Iso-プロピルアルコール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、Iso-ブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノール等のアルコール類が挙げられる。このなかでも、グリセリン、グリコール類やグリコールモノエーテル類が好ましく、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル及びグリセリンがより好ましい。水溶性有機溶剤は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
水溶性有機溶剤の含有量は、インク組成物の総量に対し、好ましくは5.0~30質量%であり、より好ましくは10~20質量%である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
2.4.水
水の含有量は、インク組成物の総量に対し、好ましくは60~90質量%であり、より好ましくは70~85質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
水の含有量は、インク組成物の総量に対し、好ましくは60~90質量%であり、より好ましくは70~85質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、固化した後の再分散性がより向上し、吐出安定性及び乾燥時吐出特性もより向上する傾向にある。
2.5.pH調整剤
インク組成物は、pH調整剤をさらに含んでいてもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、分散液で例示したものを上げることができる。インク組成物におけるpH調整剤は、分散液に由来して混合されるものであってもよいし、インク組成物の調整時に別途添加されるものであってもよい。
インク組成物は、pH調整剤をさらに含んでいてもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、分散液で例示したものを上げることができる。インク組成物におけるpH調整剤は、分散液に由来して混合されるものであってもよいし、インク組成物の調整時に別途添加されるものであってもよい。
pH調整剤の含有量は、インク組成物の総量に対し、好ましくは0.1~2.0質量%であり、より好ましくは0.5~1.5質量%である。
2.6.その他の樹脂
インク組成物は、分散樹脂以外のその他の樹脂をさらに含んでいてもよい。その他の樹脂としては、特に制限されないが、例えば、アニオン系樹脂、カチオン系樹脂、又はノニオン系樹脂が挙げられる。このような樹脂を含むことにより、色材を記録媒体に固着させることができる。
インク組成物は、分散樹脂以外のその他の樹脂をさらに含んでいてもよい。その他の樹脂としては、特に制限されないが、例えば、アニオン系樹脂、カチオン系樹脂、又はノニオン系樹脂が挙げられる。このような樹脂を含むことにより、色材を記録媒体に固着させることができる。
カチオン系樹脂としては、特に制限されないが、例えば、カチオンでんぷんなどのでんぷん誘導体、カチオン系のウレタン系樹脂、カチオン系のオレフィン系樹脂、及びカチオン系のアリルアミン系樹脂が挙げられる。
アニオン系樹脂の例としては、カルボキシメチルセルロース塩、ビスコースなどのセルロース誘導体、アルギン酸塩、アラビアゴム、トラガントゴム、リグニンスルホン酸塩等
の天然樹脂類が挙げられる。
の天然樹脂類が挙げられる。
ノニオン系樹脂としては、特に制限されないが、例えば、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、オレフィン系樹脂、及び酢酸ビニル系樹脂が挙げられる。
その他の樹脂の含有量は、インク組成物の総量に対し、好ましくは0.1~2.0質量%であり、より好ましくは0.5~1.5質量%である。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
1.分散樹脂の合成例
1.1.合成例1
撹拌子とジムロート冷却管を備えた三口セパラブルフラスコに、構成単位Aを含むスチレン無水マレイン酸共重合体(川原油化株式会社、SMA3000P、スチレン単位75mol%、無水マレイン酸単位25mol%、重量平均分子量9500)50質量部、及びイセチオン酸ナトリウム(東京化成工業株式会社)60質量部、ジメチルホルムアミド(東京化成工業株式会社)30質量部を添加した。系中を100℃に加熱し、8時間反応させた。反応終了後、反応物を水中に滴下して白色固体を析出させた。白色固体を吸引ろ過で回収し、水で繰り返し洗浄して、50℃にて10時間真空乾燥して共重合体を得た。得られた共重合体を分散樹脂Aとして用いた。
1.1.合成例1
撹拌子とジムロート冷却管を備えた三口セパラブルフラスコに、構成単位Aを含むスチレン無水マレイン酸共重合体(川原油化株式会社、SMA3000P、スチレン単位75mol%、無水マレイン酸単位25mol%、重量平均分子量9500)50質量部、及びイセチオン酸ナトリウム(東京化成工業株式会社)60質量部、ジメチルホルムアミド(東京化成工業株式会社)30質量部を添加した。系中を100℃に加熱し、8時間反応させた。反応終了後、反応物を水中に滴下して白色固体を析出させた。白色固体を吸引ろ過で回収し、水で繰り返し洗浄して、50℃にて10時間真空乾燥して共重合体を得た。得られた共重合体を分散樹脂Aとして用いた。
1.2.合成例2
スチレン無水マレイン酸共重合体(SMA3000P)に代えてスチレン無水マレイン酸共重合体(川原油化株式会社、SMA2000P、スチレン単位66.6mol%、無水マレイン酸単位33.3mol%、重量平均分子量7500)を用いた以外は、合成例1と同様の操作によって、共重合体を得て、それを分散樹脂Bとして用いた。
スチレン無水マレイン酸共重合体(SMA3000P)に代えてスチレン無水マレイン酸共重合体(川原油化株式会社、SMA2000P、スチレン単位66.6mol%、無水マレイン酸単位33.3mol%、重量平均分子量7500)を用いた以外は、合成例1と同様の操作によって、共重合体を得て、それを分散樹脂Bとして用いた。
1.3.合成例3
スチレン無水マレイン酸共重合体(SMA3000P)に代えてスチレン無水マレイン酸共重合体(川原油化株式会社、SMA1000P、スチレン単位50mol%、無水マレイン酸単位50mol%、重量平均分子量5500)を用いた以外は、合成例1と同様の操作によって、共重合体を得て、それを分散樹脂Cとして用いた。
スチレン無水マレイン酸共重合体(SMA3000P)に代えてスチレン無水マレイン酸共重合体(川原油化株式会社、SMA1000P、スチレン単位50mol%、無水マレイン酸単位50mol%、重量平均分子量5500)を用いた以外は、合成例1と同様の操作によって、共重合体を得て、それを分散樹脂Cとして用いた。
1.4.合成例4
イセチオン酸ナトリウム60質量部の代わりに、p-フェノールスルホン酸(東京化成工業株式会社)80質量部を用いた以外は、合成例3と同様の操作によって、共重合体を得て、それを分散樹脂Bとして用いた。
イセチオン酸ナトリウム60質量部の代わりに、p-フェノールスルホン酸(東京化成工業株式会社)80質量部を用いた以外は、合成例3と同様の操作によって、共重合体を得て、それを分散樹脂Bとして用いた。
表2に、上記合成例により得られた各共重合体の重量平均分子量Mwと、各構成単位の組成比を示す。
1.5.NMR分析
各構成単位の組成比は、1H-NMR分析及び13C-NMR分析により確認した。NMR分析においては、核磁気共鳴装置(日本電子製、JNM-ECX400)を使用した。
各構成単位の組成比は、1H-NMR分析及び13C-NMR分析により確認した。NMR分析においては、核磁気共鳴装置(日本電子製、JNM-ECX400)を使用した。
1.6.重量平均分子量
各分散樹脂の重量平均分子量Mwは、クロマトグラフィー法により測定した。条件を以下に示す。
(測定条件)
装置名 :HLC8320GPC(東ソー)
ガードカラム:Super AW-L
カラム :Super AW3000
カラム温度 :25℃
溶出液 :ジメチルアセトアミド
流速 :0.6 mL/mIn
検出器 :RI
各分散樹脂の重量平均分子量Mwは、クロマトグラフィー法により測定した。条件を以下に示す。
(測定条件)
装置名 :HLC8320GPC(東ソー)
ガードカラム:Super AW-L
カラム :Super AW3000
カラム温度 :25℃
溶出液 :ジメチルアセトアミド
流速 :0.6 mL/mIn
検出器 :RI
2.分散液の調製(実施例1~4及び比較例1)
1Lナス型フラスコ(撹拌子、ジムロート冷却管)をセットし、表1に記載の共重合体を15質量部、純水70質量部を加え、80℃に加熱撹拌した。ここに、トリエタノールアミンをpH8.0となるまで加え、純水で100質量部とした。25℃まで冷却後、溶解した水溶液をワニス液として用いた。
1Lナス型フラスコ(撹拌子、ジムロート冷却管)をセットし、表1に記載の共重合体を15質量部、純水70質量部を加え、80℃に加熱撹拌した。ここに、トリエタノールアミンをpH8.0となるまで加え、純水で100質量部とした。25℃まで冷却後、溶解した水溶液をワニス液として用いた。
次に、ジルコニアビーズと、ワニス液10質量部と、非水溶性色材としてDISPERSE YELLOW 232(以下、「D.Y.232」ともいう)4質量部と、純水17質量部と、を加えてビーズミルにて1時間粉砕した。その後、ジルコニアビーズを取り除き、純水を加えて100重量部として、共重合体1.5質量%と色材4質量%を含む分散液を調製した。
3.インク組成物の調製
下記表2に記載の組成となるように、分散液とその他の成分を混合し、各インク組成物を得た。
下記表2に記載の組成となるように、分散液とその他の成分を混合し、各インク組成物を得た。
4.評価
4.1.再分散性
上記のように調製したインク組成物5μLをスライドガラス上に滴下し、40℃の乾燥機で16時間乾燥させて固化させた。そして、インク水を入れたサンプル瓶内に、スライドガラスを浸漬し、固形物の再分散の挙動を目視にて確認した。なお、インク水が撹拌等されないように注意して操作を行った。なお、インク水とは、表2において色材と分散樹脂を含まないものをいう。再分散性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:固形物が消失し、再分散した。
B:固形物が一部残存したが、再分散が認められた。
C:固形物が残存し、再分散は認められなかった。
4.1.再分散性
上記のように調製したインク組成物5μLをスライドガラス上に滴下し、40℃の乾燥機で16時間乾燥させて固化させた。そして、インク水を入れたサンプル瓶内に、スライドガラスを浸漬し、固形物の再分散の挙動を目視にて確認した。なお、インク水が撹拌等されないように注意して操作を行った。なお、インク水とは、表2において色材と分散樹脂を含まないものをいう。再分散性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:固形物が消失し、再分散した。
B:固形物が一部残存したが、再分散が認められた。
C:固形物が残存し、再分散は認められなかった。
4.2.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)にインクジェット記録用インク組成物を充填し、印刷を連続で2時間行った。印刷前後で、印刷で使用したノズルのノズルチェックパターンを印刷して、着弾位置ずれが悪化したノズルを確認した。なお、ノズル数は180個とした。評価基準は以下の通りである。評価結果がA又はBであれば良好と判断できる。
(評価基準)
A:着弾位置ずれの悪化したノズル数が1%以下
B:着弾位置ずれの悪化したノズル数が1%超、5%以下
C:着弾位置ずれの悪化したノズル数が5%超
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)にインクジェット記録用インク組成物を充填し、印刷を連続で2時間行った。印刷前後で、印刷で使用したノズルのノズルチェックパターンを印刷して、着弾位置ずれが悪化したノズルを確認した。なお、ノズル数は180個とした。評価基準は以下の通りである。評価結果がA又はBであれば良好と判断できる。
(評価基準)
A:着弾位置ずれの悪化したノズル数が1%以下
B:着弾位置ずれの悪化したノズル数が1%超、5%以下
C:着弾位置ずれの悪化したノズル数が5%超
4.3.乾燥時吐出特性
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)にインクジェット記録用インク組成物を充填し、吐出ヘッドを吸引キャップから外して1日放置した。そして、放置後にクリーニング1回行って、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。評価結果がA又はBであれば良好と判断できる。
(評価基準)
A:抜け、曲がりが0ノズル
B:抜け、曲がりが1~5ノズル
C:抜け、曲がりが6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)にインクジェット記録用インク組成物を充填し、吐出ヘッドを吸引キャップから外して1日放置した。そして、放置後にクリーニング1回行って、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。評価結果がA又はBであれば良好と判断できる。
(評価基準)
A:抜け、曲がりが0ノズル
B:抜け、曲がりが1~5ノズル
C:抜け、曲がりが6ノズル以上
以上のとおり、本発明の分散液を用いた実施例のインク組成物は、比較例と比較して、再分散性に優れ、乾燥時吐出特性がより向上し、吐出安定性にも優れていることがわかる。
Claims (12)
- 前記構成単位Aが、前記疎水性単量体として、スチレン、α-メチルスチレン、アリルベンゼン、ビニルトルエン、1-ビニルナフタレン、及び2-ビニルナフタレンからなる群より選ばれる1種以上を含む、
請求項1に記載の分散液。 - 前記構成単位Bが、無水マレイン酸を含む構成単位に、スルホン酸基と水酸基とを有する化合物を導入されてなる構成単位である、
請求項1又は2に記載の分散液。 - 前記R1で表される2価の前記有機基が、2価の脂肪族炭化水素基、及び2価の芳香族炭化水素基からなる群より選ばれる1種以上を含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載の分散液。 - 前記構成単位Aの含有量が、前記分散樹脂の総量に対して、40~85mol%である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の分散液。 - 前記構成単位Bの含有量が、前記分散樹脂の総量に対して、15~60mol%である、
請求項1~5のいずれか一項に記載の分散液。 - 前記構成単位Cの含有量が、前記分散樹脂の総量に対して、0.5~15mol%である、
請求項7に記載の分散液。 - 前記分散樹脂の重量平均分子量が、5000~30000である、
請求項1~8のいずれか一項に記載の分散液。 - 前記色材が、分散染料である、
請求項1~9のいずれか一項に記載の分散液。 - 請求項1~10のいずれか一項に記載の分散液と、界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、を含む、
インクジェット記録用インク組成物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020195214A JP2022083714A (ja) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 分散液、インクジェット記録用インク組成物、及び分散樹脂 |
US17/534,515 US20220162367A1 (en) | 2020-11-25 | 2021-11-24 | Dispersion liquid, ink composition for ink jet recording, and dispersion resin |
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