JP2024023137A - 水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ミストの発生が抑制され、かつ、保存安定性に優れる水性インクを提供する。【解決手段】熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出される水性インクである。その水性インクは、第1界面活性剤及び第2界面活性剤を含有する。第1界面活性剤が、下記一般式(1)で表される化合物である(一般式(1)中、m及びnは、それぞれ独立に1以上であって、m+nが10以下を満たす整数を表し、aは10以上20以下の整数を表す。)。第2界面活性剤が、アセチレングリコール化合物である。TIFF2024023137000034.tif32170【選択図】なし
Description
本発明は、水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
近年、インクジェット記録方法により、銀塩写真やオフセット印刷で実現されているような高精細の画像を記録することが可能となっている。また、写真印刷やグラフィックアート印刷などの用途の多様化に伴い、光沢紙などのコート層を有する記録媒体における画質の向上が求められている。熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドからインクを吐出する方式(サーマルインクジェット方式)は、高密度での記録が可能なことから、画質の向上に適している。
近年、インクジェット記録方法にはこれまで以上により精細な画像を記録することが求められるようになっている。光沢紙などのコート層を有する記録媒体における画質向上のための検討が行われている。例えば、低分子量の界面活性剤によってインクの表面張力を下げ、記録媒体へのインクの浸透性を効果的に高めることで、光沢性が向上した画像を記録しうるインクが提案されている(特許文献1)。また、シリコーン(ポリオルガノシロキサン)系界面活性剤を使用し、記録媒体への濡れ性を高めることで、光沢性が向上した画像を記録しうるインクが提案されている(特許文献2)。また、アセチレングリコール系界面活性剤を使用し、記録媒体への濡れ性を高めるとともに、消泡性を向上した染料インクに関する提案がある(特許文献3)。
本発明者らは、サーマルインクジェット方式を用いて、光沢紙などのコート層を有する記録媒体における画質を向上しうる記録方法について検討した。インクとしては、前述の特許文献2の記載を参考に、シリコーン系界面活性剤を使用した低表面張力のインクを用いた。その結果、シリコーン系界面活性剤によって画質を向上しうることが判明したが、以下の課題が発生することが明らかとなった。
まず、インクを長期間にわたって保存すると、シリコーン系界面活性剤の分解により、経時でインクの表面張力が上昇する現象が確認された。長期間の保存により表面張力が上昇したインクを記録に用いると、保存前のインクを用いて記録を行う場合に比べ、画質の顕著な低下がみられた。また、シリコーン系界面活性剤を用いた場合、保存安定性を向上しうるものの、画像の記録中に、微小な液滴(以下、ミストと称す)が生じ、記録ヘッドや記録装置内に付着する現象が確認された。ミストは、画像を記録するための主たるインク滴と比較すると、ごく微小な液滴である。ミストが発生する状態で記録を続けると、記録装置内の各種センサーにミストが付着して、センサーの感度が低下する場合や誤作動を引き起こすおそれがある。また、ミストが記録媒体に付着すると、画像への影響も生ずる。すなわち、サーマルインクジェット方式を用いて良好な画質を得ようとする場合、ミストの発生の抑制とインクの保存安定性の向上が課題となるため、それらの課題解決に向けたさらなる検討が必要である。
したがって、本発明の目的は、ミストの発生が抑制され、かつ、保存安定性に優れる水性インクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、この水性インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明によれば、熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出される水性インクであって、前記水性インクが、粒子状成分、第1界面活性剤、及び第2界面活性剤を含有し、前記粒子状成分が、顔料及び樹脂粒子からなる群より選択される少なくとも1種であり、前記第1界面活性剤が、下記一般式(1)で表される化合物であり、前記第2界面活性剤が、アセチレングリコール化合物であることを特徴とする水性インクが提供される。
本発明によれば、ミストの発生が抑制され、かつ、保存安定性に優れる水性インクを提供することができる。また、本発明によれば、この水性インクを用いたインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することができる。
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。また、インクジェット用の水性インクのことを、単に「インク」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。
本発明者らは、光沢紙などのコート層を有する記録媒体における画質を向上するために、水性インクに含有させる界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤を使用した、低表面張力のインクについて検討した。その結果、インクを長期保存した場合に、経時でインクの表面張力が上昇する現象が確認された。この現象は、インク中でのシリコーン系界面活性剤の分解に起因する。長期保存により表面張力が上昇したインクを記録に用いると、保存前のインクを用いて記録を行う場合に比べ、画質の顕著な低下がみられた。
水性インク中でシリコーン系界面活性剤が分解する要因は、シリコーン系界面活性剤の疎水部であるシロキサン部が加水分解されやすいためであると推測される。また、シリコーン系界面活性剤の分解によりインクの表面張力が上昇した要因は、シリコーン系界面活性剤が加水分解されると、その界面活性剤の疎水部と親水部が分断され、界面活性能が失われるためであると推測される。
インクジェット用の水性インクでは、シロキサン構造を基本骨格として、ポリエーテル鎖で変性したシリコーン系界面活性剤が汎用である。このタイプの界面活性剤は、シロキサン構造(-Si-O-)へのポリエーテル鎖の変性のタイプに応じて、片末端変性型、両末端変性型、ABn型、側鎖変性型、側鎖両末端変性型に大別される。本発明者らは、シリコーン系界面活性剤を使用した場合でも、インクの長期保存による表面張力の上昇を抑制することが可能なシリコーン系界面活性剤の構造について種々検討を行った。その結果、シリコーン系界面活性剤の中でも、両末端変性型;ABn型(直鎖状のブロック共重合体);及び側鎖変性型の側鎖のエチレンオキサイド鎖末端をアルキル化したもの;がインクの保存安定性を向上させうることがわかった。
両末端変性型、及びABn型のシリコーン系界面活性剤が表面張力の上昇を抑制できた要因は、シロキサン骨格が加水分解により分断された場合でも、分断された分子中に疎水部と親水部とを有することから界面活性能が失われにくいためであると推測される。また、側鎖変性型の側鎖のエチレンオキサイド鎖末端をアルキル化したシリコーン系界面活性剤がインクの表面張力の上昇を抑制できた要因は以下のように推測される。シリコーン系界面活性剤のシロキサン骨格の加水分解反応は、インクに含まれる水酸化物イオンが原因の一つに挙げられる。また、シリコーン系界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖末端のヒドロキシ基が酸化されて生成したカルボン酸イオンも原因の一つとして挙げられる。このカルボン酸イオンが、分子内又は分子間のシロキサン骨格を求核攻撃することで加水分解が進行すると考えられる。したがって、エチレンオキサイド鎖末端をアルキル化することでシロキサン骨格の加水分解を抑制したため、インクの表面張力の上昇を抑制できたと推測される。
本発明者らは、シリコーン系界面活性剤の選択によって保存安定性を向上させたインクについて、サーマルインクジェット方式による吐出特性の検討を行った。その結果、インクの保存安定性を向上させうる上述のシリコーン系界面活性剤を用いた場合に特有に、ミストが多く発生することがわかった。ミストが多く発生する現象は、インクの保存安定性の向上効果が低いシリコーン系界面活性剤を使用した場合やサーマルインクジェット方式以外の吐出方式では起こらない現象であった。
ここで、インクジェット方式におけるミストについて説明する。インクジェット方式は、ピエゾインクジェット方式とサーマルインクジェット方式に大別される。ピエゾインクジェット方式は、ピエゾ素子を用いて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる方式である。サーマルインクジェット方式は、インクに熱エネルギーを作用させて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる方式である。ピエゾインクジェット方式及びサーマルインクジェット方式ではいずれも、記録ヘッドの吐出口近傍で液体にエネルギーが付与されることにより、液滴状態としてインクが吐出口から吐出される。
インクへの一回の吐出エネルギーの付与に対して、1の液滴が吐出されることが好ましいが、インクの物性、吐出口の形状、吐出エネルギー量など、種々の要因により、液滴は複数に分断される場合がある。この分断された液滴のうち、体積が最も大きい液滴(主滴)は記録媒体の意図した位置に付着する。一方、体積が小さい液滴は、記録媒体の意図しない位置に付着して画質を下げる場合や、記録媒体に付着することなく記録装置内を浮遊した後、装置内に付着して、汚れや装置故障の原因となる場合がある。記録媒体の意図した位置に付着することがない、分断された液滴はミストと称されている。インクの分断現象は、インク物性において、インクの表面張力が高い場合に生じにくく、インクの表面張力が低い場合に生じやすくなる傾向にあることが知られている。なお、ここで言う表面張力とは、記録ヘッドの吐出口からインク液滴が吐出される時間スケールにおける表面張力(動的表面張力)を指す。ミスト量は、吐出の際に液滴が尾を引いたような状態の取りやすさと関係があり、インクの粘度が高い場合に多く、インクの粘度が低い場合に少なくなる傾向にあることが知られている。
例えば、アセチレングリコール系界面活性剤は気液界面へ素早く配向する。アセチレングリコール系界面活性剤をインクに用いた場合、吐出により形成された液滴の表面に素早く配向し、液滴の表面張力を下げ、液滴の分断が生じ易くなると考えられる。それに対して、シリコーン系界面活性剤は、吐出により形成された液滴の表面張力を下げるに至るほど気液界面への配向が速くないため、液滴の分断が生じにくいと考えられる。界面活性剤は、液中で界面活性剤により形成されたミセルから界面活性剤の分子が脱離し、気液界面に配向することで、気液界面の張力を下げる。その配向速度は、そのミセルの会合の強さに依存する。つまり、シリコーン系界面活性剤はその分子間の会合力が強く、形成されたミセルから界面活性剤の分子が脱離しにくく、気液界面への配向が遅いため、液滴の分断が生じにくいと予想された。しかし、その予想に反し、インクの保存安定性を向上させうるシリコーン系界面活性剤を用いたインクを、サーマルインクジェット方式で吐出した場合に特有にミストが増加する現象が起こることがわかった。本発明者らはミストが多く発生した原因を以下のように推測する。
まず、両末端変性型やABn型のシリコーン系界面活性剤を使用した場合にミストが増加した原因は、次のように考えられる。両末端変性型やABn型のシリコーン系界面活性剤を含有するインクは、その界面活性剤の分子構造から、記録ヘッドの吐出口での蒸発によりインク粘度が上昇しやすいと考えられる。そのため、吐出の際に液滴が尾を引いたような状態を介してから球形に分断されるため、ミストが発生しやすくなったと考えられる。
次に、側鎖変性型の側鎖のエチレンオキサイド鎖末端をアルキル化したシリコーン系界面活性剤を使用した場合にミストが増加した原因は、以下のように推測される。エチレンオキサイド鎖末端をアルキル化したことで、シリコーン系界面活性剤の曇点が下がることが予想される。これにより、サーマルインクジェット方式での加熱で、シリコーン系界面活性剤により形成されたミセルが疎水化し、この疎水化ミセルが直ちに気液界面に移動することで液滴の表面張力を下げ、液滴が分断されることでミストが発生しやすくなったと考えられる。
上記推測のもと、本発明者らは、サーマルインクジェット方式を用いた場合のミストの抑制と、インクの保存安定性とを両立できる構成について、さらに検討した。その結果、粒子状成分(顔料又は樹脂粒子)と、後述の一般式(1)で表される化合物と、アセチレングリコール化合物とを併用するというインクの構成を見出した。かかる構成のインクによれば、サーマルインクジェット方式を用いた場合でもミストの発生を抑制でき、さらにインクの保存安定性が高いレベルで達成できる。以下、一般式(1)で表される化合物を「第1界面活性剤」、アセチレングリコール化合物を「第2界面活性剤」ともいう。
インクに、粒子状成分、一般式(1)で表される化合物(第1界面活性剤)、及びアセチレングリコール化合物(第2界面活性剤)を含有させることで、ミストの抑制とインクの保存安定性を両立できるメカニズムを、本発明者らは以下のように推察する。まず、インクが、粒子状成分、第1界面活性剤、及び第2界面活性剤を含有することで、ミストの抑制とインクの保存安定性を達成できる。側鎖変性型のシリコーン系界面活性剤である第1界面活性剤以外の、両末端変性型又はABn型のシリコーン系界面活性剤と、第2界面活性剤とを併用した場合は、吐出の際のミストの発生を抑制できない。また、第1界面活性剤及び第2界面活性剤を用いていても粒子状成分を欠く場合、粒子状成分である顔料に代えて染料を用いた場合、粒子状成分である樹脂粒子に代えて水溶性樹脂を用いた場合には、いずれも、吐出の際のミストの発生を抑制できない。このことから、粒子状成分、第1界面活性剤、及び第2界面活性剤の特異的な作用による効果と推察される。
液中に、複数種のノニオン性界面活性剤が混在する場合、それらの構造やHLB(親水親油バランス)の関係により混合ミセルを形成する場合があることが知られている。第1界面活性剤と第2界面活性剤とが混合ミセルを形成するとともに、粒子状成分が共存したことで上記した効果が得られたと考えられる。
混合ミセルを形成することで、サーマルインクジェット方式による加熱によって、第1界面活性剤の曇点が低下して疎水化したとしても、混合ミセル内に隣接する第2界面活性剤の親水部により、混合ミセルの表面の疎水化が抑制されると考えられる。その一方で、混合ミセルには、第2界面活性剤だけでなく、サーマルインクジェット方式による加熱によって疎水化した状態の第1界面活性剤が含まれるため、混合ミセルの内部は疎水部と親水部とが混在した状態となる。これにより、混合ミセルの疎水性が低下し、液滴の気液界面に移動しづらくなってはいるものの、混合ミセルの表面には疎水部が存在するため、液滴の気液界面に移動する作用は生ずると考えられる。粒子状成分である顔料や樹脂粒子はその粒子表面に疎水部を有するため、混合ミセルの疎水部によって、混合ミセルと粒子状成分とが効率的に相互作用し、混合ミセルの気液界面への移動が制限される。これにより、混合ミセルが液滴の気液界面に存在しづらくなり、液滴の表面張力を低下させにくくすることで、ミストの発生を抑制できたと考えられる。加えて、インク中には、混合ミセルから脱離して単分子の状態で存在する第1界面活性剤が含まれる。混合ミセルから脱離した第1界面活性剤は、サーマルインクジェット方式による加熱により疎水化し、液滴の表面張力を下げ、ミストを生じさせやすくする場合がある。但し、粒子状成分が疎水化した第1界面活性剤を吸着するという作用によっても、ミストの発生を抑制できたと考えられる。
上述の通り、粒子状成分ではなく、染料や水溶性樹脂を用いてもミスト発生を抑制する効果を得ることはできない。この理由は以下のように考えられる。染料や樹脂は、顔料や樹脂粒子のように粒子を形成する程度の疎水部を持たないため、混合ミセルとの相互作用が弱く、液滴の気液界面への混合ミセルの移動を抑制できず、ミスト発生を抑制する効果が得られなかったと考えられる。また、界面活性剤として第2界面活性剤のみをインクに用いた場合、ミストが発生しやすくなると予想される。これに対して、本発明のインクの構成によってミストの発生を抑制できた理由は、第1界面活性剤の強い会合力により、第2界面活性剤が捕捉され、混合ミセルからの離脱を抑制したためと推察される。
また、第1界面活性剤以外のシリコーン系界面活性剤を用いたインクではミスト抑制に効果が得られなかった理由は、次のように推察される。第1界面活性剤以外のシリコーン系界面活性剤は、シロキサン骨格の鎖長や親水部及び疎水部のバランスが第1界面活性剤とは異なる。このため、第1界面活性剤以外のシリコーン系界面活性剤は、第2界面活性剤との混合ミセルを形成しづらく、第1界面活性剤以外のシリコーン系界面活性剤の一部が単分子で存在したり、混合ではなく単独のミセルを形成したりする。これにより、ミストの発生を抑制することができなかったと推察される。
また、上記構成とすることで、インクの保存安定性が向上することもわかった。その理由は、混合ミセル中の第2界面活性剤が有するヒドロキシ基に、シリコーン系界面活性剤の加水分解の原因の一つである水酸化物イオンが、水素結合し捕捉されると考えられる。これに加えて、混合ミセルが粒子状成分に吸着することで、混合ミセル内部のシロキサン骨格への求核攻撃が抑えられたためと考えられる。
<水性インク>
上述の通り、インクは、熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出される水性インクである。このインクは、粒子状成分(顔料又は樹脂粒子)、及び界面活性剤を含有する。この界面活性剤は、第1界面活性剤及び第2界面活性剤を含む。本発明のインクは、いわゆる「硬化型インク」である必要はない。したがって、本発明のインクは、外部エネルギーの付加により重合しうる重合性モノマーなどの化合物を含有しなくてもよい。以下、インクを構成する各成分などについて詳細に説明する。
上述の通り、インクは、熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出される水性インクである。このインクは、粒子状成分(顔料又は樹脂粒子)、及び界面活性剤を含有する。この界面活性剤は、第1界面活性剤及び第2界面活性剤を含む。本発明のインクは、いわゆる「硬化型インク」である必要はない。したがって、本発明のインクは、外部エネルギーの付加により重合しうる重合性モノマーなどの化合物を含有しなくてもよい。以下、インクを構成する各成分などについて詳細に説明する。
(粒子状成分)
インクは、粒子状成分として、顔料及び樹脂粒子からなる群より選択される少なくとも1種を含有する。インクは、粒子状成分として顔料を少なくとも含むことがより好ましい。インク中の粒子状成分の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上10.00質量%以下であることが好ましい。インク中の粒子状成分の含有量(質量%)は、第1界面活性剤及び第2界面活性剤の合計含有量(質量%)に対する質量比率で、0.01倍以上10.00倍以下であることが好ましい。なかでも、前記質量比率は、0.10倍以上5.00倍以下であることがより好ましく、0.10倍以上2.00倍以下であることがさらに好ましい。
インクは、粒子状成分として、顔料及び樹脂粒子からなる群より選択される少なくとも1種を含有する。インクは、粒子状成分として顔料を少なくとも含むことがより好ましい。インク中の粒子状成分の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上10.00質量%以下であることが好ましい。インク中の粒子状成分の含有量(質量%)は、第1界面活性剤及び第2界面活性剤の合計含有量(質量%)に対する質量比率で、0.01倍以上10.00倍以下であることが好ましい。なかでも、前記質量比率は、0.10倍以上5.00倍以下であることがより好ましく、0.10倍以上2.00倍以下であることがさらに好ましい。
〔顔料〕
粒子状成分として顔料を用いる場合、インク中の顔料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上10.00質量%以下であることが好ましく、0.50質量%以上6.00質量%以下であることがさらに好ましい。粒子状成分としての顔料を含有しないインクは、色材を含有しないクリアインクや、色材として染料を含有する染料インクなどとして用いることができる。
粒子状成分として顔料を用いる場合、インク中の顔料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上10.00質量%以下であることが好ましく、0.50質量%以上6.00質量%以下であることがさらに好ましい。粒子状成分としての顔料を含有しないインクは、色材を含有しないクリアインクや、色材として染料を含有する染料インクなどとして用いることができる。
顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタンなどの無機顔料;アゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジンなどの有機顔料を挙げることができる。
顔料としては、分散方式で分類すると、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などを用いることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子表面を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。インクには、いずれの分散方式の顔料であっても用いることができる。さらに、分散方式の異なる顔料を組み合わせて使用することも可能である。なかでも、顔料の粒子表面に物理吸着させた樹脂分散剤(例えば、酸基を有するユニット及び酸基を有しないユニットを含む、水溶性の樹脂)の作用によって顔料を分散させる方式(樹脂分散顔料)が好ましい。樹脂分散剤として用いる水溶性の樹脂の構成ユニットとしては、後述する樹脂粒子を形成するユニットとして挙げたものと同様のものから選択して用いることができる。
〔樹脂粒子〕
粒子状成分として樹脂粒子を用いる場合、樹脂粒子を形成する樹脂種としては、水性インクに使用可能なものであれば、どのような構造の樹脂であってもよい。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びポリオレフィン樹脂などを挙げることができる。これらの1種又は2種以上で形成された樹脂粒子をインクに含有させることができる。粒子状成分として樹脂粒子を用いる場合、インク中の樹脂粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上5.00質量%以下であることが好ましく、0.10質量%以上3.00質量%以下であることがより好ましい。なかでも、0.50質量%以上2.00質量%以下であることがさらに好ましい。
粒子状成分として樹脂粒子を用いる場合、樹脂粒子を形成する樹脂種としては、水性インクに使用可能なものであれば、どのような構造の樹脂であってもよい。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びポリオレフィン樹脂などを挙げることができる。これらの1種又は2種以上で形成された樹脂粒子をインクに含有させることができる。粒子状成分として樹脂粒子を用いる場合、インク中の樹脂粒子の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上5.00質量%以下であることが好ましく、0.10質量%以上3.00質量%以下であることがより好ましい。なかでも、0.50質量%以上2.00質量%以下であることがさらに好ましい。
「樹脂粒子」とは、インクを構成する水性媒体に溶解しない樹脂をいい、具体的には、動的光散乱法により粒子径を測定可能な粒子を形成した状態で水性媒体中に存在し得る樹脂を意味する。一方、「水溶性樹脂」とは、インクを構成する水性媒体に溶解しうる樹脂をいい、具体的には、動的光散乱法により粒子径を測定可能な粒子を形成しない状態で水性媒体中に存在しうる樹脂を意味する。「樹脂粒子」を「水分散性樹脂(水不溶性樹脂)」と言い換えることもできる。
ある樹脂が「樹脂粒子」であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定された場合に、その樹脂は「樹脂粒子」(水分散性樹脂)であると判断することができる。一方、粒子径を有する粒子が測定されなければ、その樹脂は「樹脂粒子」ではない(「水溶性樹脂」である)と判断することができる。動的光散乱法による粒度分布測定装置としては粒度分析計(例えば、商品名「UPA-EX150」、日機装製)などを使用することができる。この際の測定条件は、例えば、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、形状:真球形、屈折率:1.59、とすることができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。中和した樹脂を用いて粒子径を測定するのは、十分に中和されて粒子をより形成しにくい状態となっても、粒子が形成されていることを確認するためである。このような条件であっても粒子の形状を持つ樹脂は、水性インク中でも粒子の状態で存在する。
樹脂粒子としては、コア部と、このコア部を被覆するシェル部とを有する、いわゆるコアシェル構造を有するものが好ましい。なかでも、酸基を有しないユニットのみで形成されるコア及び酸基を有するユニットを含んで形成されるシェルで構成されるとともに、特定のユニットを含む樹脂粒子を用いることが好ましい。具体的には、コアを形成するユニット及びシェルを形成するユニットの少なくとも一方が、(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含むことが好ましい。このようなコアシェル構造の樹脂粒子を用いることで、液滴において樹脂粒子がその形状を維持しやすいため、第1界面活性剤と第2界面活性剤との混合ミセルを効果的に吸着させることができ、ミストの抑制の効果を発現しやすくなる。コアが酸基を有しないユニットのみの場合、換言すると酸基を有するユニットを含まない場合、コアを形成する樹脂の親水性が低まり、サーマルインクジェット方式で吐出される液滴内で樹脂粒子がその形状を維持しやすく、ミストの抑制の効果が発現しやすい。また、シェルが酸基を有するユニットを含む場合、シェルが酸基を有しないユニットのみで形成される場合に比べて樹脂粒子の親水性が高いため凝集が生じにくく、混合ミセルを効果的に吸着させることができ、ミストの抑制の効果が発現しやすい。さらに、コアを形成するユニット及びシェルを形成するユニットの少なくとも一方が、(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含むことで、インクにおける樹脂粒子の凝集が抑制されやすく、保存安定性をさらに向上することができる。
コアシェル構造の樹脂粒子を形成する樹脂種としては、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸エステルなどのアクリル系モノマーを(共)重合して得られるアクリル系樹脂を挙げることができる。本明細書において、樹脂の「ユニット」とは、1の単量体に由来する繰り返し単位を意味する。また、「(メタ)アクリル酸」と記載した場合は「アクリル酸、メタクリル酸」を表すものとし、「(メタ)アクリレート」と記載した場合は「アクリレート、メタクリレート」を表すものとする。
重合により酸基を有しないユニットとなる、酸基を有しないモノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-メチル-5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシ基を有するモノマー;スチレン、α-メチルスチレン、ベンジル(メタ)アクリレートなどの芳香族基を有するモノマー;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類などが挙げられる。酸基を有しないモノマーの1種又は2種以上を用いることができる。
重合により酸基を有するユニットとなる、酸基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などのカルボン酸基を有するモノマー;スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;2-ホスホン酸エチル(メタ)アクリル酸などのホスホン酸基を有するモノマー;これらのモノマーの無水物や塩などが挙げられる。塩としては、例えば、リチウム、ナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩が挙げられる。酸基を有するモノマーの1種又は2種以上を用いることができる。
(界面活性剤)
インクは、第1界面活性剤、すなわち、下記一般式(1)で表される化合物を含有する。一般式(1)で表される化合物は、ポリジメチルシロキサン構造の側鎖に、末端をメチル化したエチレンオキサイド鎖を導入した構造を有するシリコーン系界面活性剤である。インクは、第1界面活性剤として、一般式(1)で表される化合物のうちの1種又は2種以上を含有することができる。
インクは、第1界面活性剤、すなわち、下記一般式(1)で表される化合物を含有する。一般式(1)で表される化合物は、ポリジメチルシロキサン構造の側鎖に、末端をメチル化したエチレンオキサイド鎖を導入した構造を有するシリコーン系界面活性剤である。インクは、第1界面活性剤として、一般式(1)で表される化合物のうちの1種又は2種以上を含有することができる。
一般式(1)中のm及びnは、それぞれ独立に1以上であって、m+nが10以下を満たす整数を表し、aは10以上20以下の整数を表す。m及びnは、m+n≦10を満たす範囲において、それぞれ独立に1以上9以下の整数であり、1以上8以下の整数であることが好ましい。mが1以上8以下の整数であるとともにnが1又は2であることがさらに好ましい。
一般式(1)で表される化合物の重量平均分子量(Mw)は、800以上12,000以下であることが好ましく、800以上2,000以下であることがより好ましく、1,000以上1,500以下であることがさらに好ましい。重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフラン(THF)を移動相としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。一般式(1)で表される化合物のMwの測定方法は、具体的には以下の通りであり、後述する実施例で使用した界面活性剤S1~S5、S8~S16のMwは、以下に述べる好ましい測定方法によって測定した。なお、フィルター、カラム、標準ポリスチレン試料及びその分子量などの測定条件は、下記に限られるものではない。
一般式(1)で表される化合物の重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフラン(THF)を移動相としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。なお、フィルター、カラム、標準ポリスチレン試料及びその分子量などの測定条件は、下記に限られるものではない。まず、測定対象の試料をテトラヒドロフラン(THF)に入れて数時間静置して溶解し、溶液を調製する。その後、ポアサイズ0.2μmの耐溶剤性メンブレンフィルターで前記溶液をろ過して試料溶液とする。試料溶液中の試料の濃度は、シリコーン系界面活性剤の含有量が0.1質量%乃至0.3質量%になるように調整する。GPCには、RI検出器(Refractive Index Detector)を用いる。また、103乃至2×106の分子量の範囲を正確に測定するために、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせることが好ましい。例えば、Shodex LF-804(昭和電工製)を4本組み合わせて用いることや、これに相当するものを用いることができる。40.0℃のヒートチャンバー中で安定化したカラムに移動相としてTHFを流速1mL/minで流し、上記の試料溶液を約0.1mL注入する。試料の重量平均分子量は、標準ポリスチレン試料で作成した分子量検量線を用いて決定する。標準ポリスチレン試料は、分子量が102乃至107程度のもの(例えば、Polymer Laboratories製)を用い、また、少なくとも10種程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適切である。
一般式(1)で表される化合物は、例えば、下記一般式(A)で表される化合物と、下記一般式(B)で表される化合物との付加反応で得られる。
一般式(A)で表される化合物は、一般式(A)中のn個のSiに結合したn個の水素原子を有するポリシロキサン化合物である。また、一般式(B)で表される化合物は、エチレンオキサイドユニットを有するとともに、一方の末端にアリルオキシ基(CH2=CH-CH2-O-)、他方の末端にメチル基(-CH3)を有するメトキシ-ポリエチレングリコール-アリルエーテルである。
インク中の第1界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.05質量%以上4.00質量%以下であることが好ましい。インク中の第1界面活性剤の上記含有量(質量%)は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.10質量%以上であることが好ましく、また、2.00質量%以下であることがより好ましく、1.00質量%以下であることがさらに好ましい。
インクは、第2界面活性剤、すなわち、アセチレングリコール化合物を含有する。アセチレングリコール化合物は、アセチレン骨格に複数のヒドロキシ基が置換した化合物であり、アセチレン骨格とヒドロキシ基との間にはエチレンオキサイド鎖が存在していてもよい。第2界面活性剤としては、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。インクは、第2界面活性剤として、一般式(2)で表される化合物などのアセチレングリコール化合物のうちの1種又は2種以上を含有することができる。
一般式(2)中のb及びcは、親水性基であるエチレンオキサイド基(-CH2CH2O-)の付加数を示し、それぞれ独立に正の整数である。b及びcはそれぞれ独立に、1以上50以下の整数であることが好ましく、1以上20以下の整数であることがさらに好ましい。b+cは4以上であることが好ましく、6以上であることがさらに好ましい。また、b+cは50以下であることが好ましく、20以下であることがさらに好ましい。
アセチレングリコール化合物(第2界面活性剤)としては、市販品を用いることができる。第2界面活性剤の具体例としては、以下商品名で、アセチレノールE60、及びアセチレノールE100(以上、川研ファインケミカル製);並びに、サーフィノール104、サーフィノール465、及びサーフィノール485(以上、日信化学工業製)などを挙げることができる。
インク中の第2界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上3.00質量%以下であることが好ましい。インク中の第2界面活性剤の上記含有量(質量%)は、0.20質量%以上3.00質量%以下であることがより好ましく、0.50質量%以上2.50質量%以下であることがさらに好ましい。
インク中の、第1界面活性剤の含有量(質量%)は、第2界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上3.00倍以下であることが好ましく、特には0.05倍以上2.00倍以下であることが好ましい。上記質量比率が0.05倍以上であることにより、ミストを抑制しやすくなる。これは、第1界面活性剤と第2界面活性剤との混合ミセルにおいて、第1界面活性剤の強い会合力による、第2界面活性剤の捕捉が十分になされるためと考えられる。ミストをより抑制しやすい観点から、上記質量比率は0.10倍以上であることがさらに好ましい。一方、上記質量比率が2.00倍以下であることにより、ミストを抑制しやすく、かつ、インクの保存安定性を高めやすくなる。これは、第1界面活性剤が単独でミセルを形成することが抑えられるためと考えられる。
(その他の樹脂)
インクには、粒子状成分としての顔料を分散させるのに好適な樹脂分散剤や、粒子状成分としての樹脂粒子の他にも、その他の樹脂(水溶性樹脂)を含有させることができる。その他の樹脂としては、水性インクに使用可能なものであれば、どのような構造の樹脂であってもよい。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びポリオレフィン樹脂などを挙げることができる。これらの1種又は2種以上をインクに含有させることができる。
インクには、粒子状成分としての顔料を分散させるのに好適な樹脂分散剤や、粒子状成分としての樹脂粒子の他にも、その他の樹脂(水溶性樹脂)を含有させることができる。その他の樹脂としては、水性インクに使用可能なものであれば、どのような構造の樹脂であってもよい。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びポリオレフィン樹脂などを挙げることができる。これらの1種又は2種以上をインクに含有させることができる。
なかでも、インクはウレタン樹脂を含有することが好ましく、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有するウレタン樹脂を含有することがより好ましい。ウレタン樹脂中のウレタン結合又はウレア結合がインク中の水酸化物イオンと水素結合性の相互作用を起こし、水酸化物イオンの反応性を弱めることから、一般式(1)で表される化合物の分解が起こりにくくなり、保存安定性がより向上すると考えられる。ウレタン樹脂は、インクを構成する水性媒体に溶解する、水溶性のウレタン樹脂であってもよいし、インクを構成する水性媒体に分散する、水分散性のウレタン樹脂であってもよい。これらのなかでも、水溶性のウレタン樹脂が好ましい。
ポリイソシアネートは、その分子構造中に2以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネートとしては、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートを挙げることができる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネートなどの鎖状構造を有するポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンなどの環状構造を有するポリイソシアネートなどを挙げることができる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げることができる。これらのポリイソシアネートは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
酸基を有しないポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリカーボネートポリオールなどを挙げることができる。酸基を有しないポリオールの1種又は2種以上を用いることができる。酸基を有しないポリオールの数平均分子量は、400以上4,000以下であることが好ましい。また、酸基を有しないポリオールとしては、ポリエーテルポリオールが好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては、ポリアルキレングリコール、及びアルキレンオキサイドと、2価アルコール又は3価以上の多価アルコールとの付加重合物などを挙げることができる。ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びエチレングリコール-プロピレングリコール共重合体などを挙げることができる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、及びα-オレフィンオキサイドなどを挙げることができる。2価アルコールとしては、ヘキサメチレングリコール、テトラメチレングリコール、エチレングリコール、ジ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-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、4,4-ジヒドロキシフェニルプロパン、及び4,4-ジヒドロキシフェニルメタンなどを挙げることができる。3価以上の多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,5-ヘキサントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、及びペンタエリスリトールなどを挙げることができる。
酸基を有するポリオールとしては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基などの酸基を有するポリオールを挙げることができる。酸基は、カルボン酸基であることが好ましい。カルボン酸基を有するポリオールとしては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、及びジメチロールブタン酸などを挙げることができる。酸基を有するポリオールの酸基は塩型であってもよい。塩を形成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属のイオン;アンモニウムイオン、ジメチルアミンなどの有機アミンのカチオンなどを挙げることができる。酸基を有するポリオールの1種又は2種以上を用いることができる。
また、ウレタン樹脂は、酸基を有するポリオールに由来するユニット全体に占める、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合が、30.0モル%以下であることがさらに好ましい。ウレタン樹脂における主鎖中の酸基に比べ、末端の酸基の方がより一般式(1)で表される化合物に接近しやすい。そのため、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニットの上記割合を30.0モル%以下に低減することで、酸基による一般式(1)で表される化合物の分解をより抑制しやすいと考えられる。それにより、インクの保存安定性をさらに高めやすくなる。前記割合は、0.0モル%以上であることが好ましい。
ウレタン樹脂の、酸基を有するポリオールに由来するユニット全体に占める、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合は、以下に示す方法により検証することができる。検証対象とするウレタン樹脂としては、インクの調製のために準備したウレタン樹脂や、インクから適宜に取り出したウレタン樹脂を用いることができる。まず、ウレタン樹脂を熱分解ガスクロマトグラフィーで分析して、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールの種類を特定する。次に、特定したポリイソシアネートと、酸基を有するポリオールとの反応物を重水素化ジメチルスルホキシド(重DMSO)に溶解させ、カーボン核磁気共鳴分光法(13C-NMR)で分析する。これにより、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素(低磁場側)の化学シフトを確認する。さらに、分子内部に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素(高磁場側)の化学シフトを確認する。
次いで、酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピーク積算値の合計に占める、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピーク積算値の割合を算出する。これにより、ウレタン樹脂の、酸基を有するポリオールに由来するユニット全体に占める、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合を求めることができる。例えば、ジメチロールプロピオン酸(DMPA)を用いた場合、測定条件により多少のずれは生ずるが、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピークは、176ppm付近に検出される。また、分子内部に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピークは、175ppm付近に検出される。さらに、ジメチロールブタン酸(DMBA)を用いた場合、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピークは、175ppm付近に検出される。そして、分子内部に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピークは、174ppm付近に検出される。なお、上記の13C-NMRにより分析することで、ポリオールに由来するユニットの繰り返し数を求め、ポリオールの数平均分子量を算出することもできる。
ウレタン樹脂に架橋構造を付与するために、2官能以上の鎖延長剤を用いることができる。鎖延長剤としては、トリメチロールメラミン及びその誘導体、ジメチロールウレア及びその誘導体、ジメチロールエチルアミン、ジエタノールメチルアミン、ジプロパノールエチルアミン、ジブタノールメチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヘキシレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、水素添加ジフェニルメタンジアミン、ヒドラジン、ポリアミドポリアミン、ポリエチレンポリイミン、トリメチロールメラミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなどを挙げることができる。これらの鎖延長剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
インク中のその他の樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上5.00質量%以下であることが好ましく、0.50質量%以上5.00質量%以下であることがより好ましい。なかでも、1.00質量%以上4.00質量%以下であることがさらに好ましい。なかでも、インク中の水溶性のウレタン樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.40質量%以上3.50質量%以下であることが好ましく、0.50質量%以上3.00質量%以下であることがさらに好ましい。
(水性媒体)
インクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性のインクである。水としては、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、10.00質量%以上90.00質量%以下であることが好ましく、50.00質量%以上90.00質量%以下であることがさらに好ましい。
インクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性のインクである。水としては、脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、10.00質量%以上90.00質量%以下であることが好ましく、50.00質量%以上90.00質量%以下であることがさらに好ましい。
(水溶性有機溶剤)
水性媒体は、さらに水溶性有機溶剤を含有してもよい。水溶性有機溶剤としては、1価アルコール類、多価アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素極性溶剤類、含硫黄極性溶剤類などを用いることができる。水溶性有機溶剤の1種又は2種以上を用いることができる。
水性媒体は、さらに水溶性有機溶剤を含有してもよい。水溶性有機溶剤としては、1価アルコール類、多価アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素極性溶剤類、含硫黄極性溶剤類などを用いることができる。水溶性有機溶剤の1種又は2種以上を用いることができる。
水溶性有機溶剤のなかでも、比誘電率が28.0以下であるとともに炭化水素鎖の両末端にヒドロキシ基を有するアルカンジオールである第1水溶性有機溶剤、及び比誘電率が40.0以上である第2水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。上記の第1水溶性有機溶剤及び第2水溶性有機溶剤をさらに含有するインクを用いることで、ミストの発生をより抑制しやすくなる。その理由は以下のように推測される。低比誘電率の水溶性有機溶剤は第1界面活性剤のポリシロキサン部位と、高比誘電率の水溶性有機溶剤は第1界面活性剤のポリエチレンオキサイド部位と、それぞれ相互作用しやすく、各々の部位同士での相互作用を弱めると推測される。また、親水性基がアルキル鎖の両末端にある第1水溶性有機溶剤は第1界面活性剤と立体障害を起こしにくく、近接しやすいため、主鎖の疎水部がポリシロキサン部位と相互作用を起こしやすい。そのため、第1界面活性剤の分子同士がより集まりにくくなり、第1界面活性剤と第2界面活性剤との混合ミセルがスムーズに形成されやすくなる。その結果、ミスト抑制効果が高まると考えられる。
第1水溶性有機溶剤としては、括弧内に25℃における比誘電率を示すと、例えば、1,5-ペンタンジオール(27.0)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(23.9)、及び1,6-ヘキサンジオール(7.1)などを挙げることができる。第1水溶性有機溶剤の1種又は2種以上を用いることができる。第1水溶性有機溶剤の比誘電率は、3.0以上であることが好ましい。また、第2水溶性有機溶剤としては、括弧内に25℃における比誘電率を示すと、例えば、グリセリン(42.3)、及びエチレングリコール(40.4)などを挙げることができる。第2水溶性有機溶剤の1種又は2種以上を用いることができる。第2水溶性有機溶剤の比誘電率は、120.0以下であることが好ましい。
水溶性有機溶剤の比誘電率は、誘電率計(例えば、商品名「BI-870」、BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION製など)を使用し、周波数10kHzの条件で測定することができる。25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率は、50質量%水溶液の比誘電率を測定し、下記式(I)から算出した値とする。通常「水溶性有機溶剤」とは液体を指すものであるが、本発明においては、25℃(常温)で固体であるものも水溶性有機溶剤に含めることとする。
εsol=2ε50%-εwater ・・・(I)
εsol:25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε50%:25℃で固体の水溶性有機溶剤の50質量%水溶液の比誘電率
εwater:水の比誘電率
εsol=2ε50%-εwater ・・・(I)
εsol:25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε50%:25℃で固体の水溶性有機溶剤の50質量%水溶液の比誘電率
εwater:水の比誘電率
水性インクに汎用であり、25℃で固体である水溶性有機溶剤としては、例えば、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、エチレン尿素、尿素、数平均分子量1,000のポリエチレングリコールなどを挙げることができる。ここで、25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率を、50質量%水溶液の比誘電率から求める理由は次の通りである。25℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、水性インクの構成成分となり得るもののなかには、50質量%を超えるような高濃度の水溶液を調製することが困難なものがある。一方、10質量%以下であるような低濃度の水溶液では、水の比誘電率が支配的となり、当該水溶性有機溶剤の確からしい(実効的な)比誘電率の値を得ることができない。そこで、本発明者らが検討を行った結果、25℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、インクに用いることが可能なほとんどのもので測定対象の水溶液を調製することができ、かつ、求められる比誘電率も本発明の効果と整合することが判明した。このような理由から、50質量%水溶液を利用することとした。25℃で固体の水溶性有機溶剤であって、水への溶解度が低いために50質量%水溶液を調製できないものについては、飽和濃度の水溶液を利用し、上記εsolを求める場合に準じて算出した比誘電率の値を便宜的に用いることとする。
インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.00質量%以下であることが好ましく、3.00質量%以上30.00質量%以下であることがより好ましい。インク中の第1水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.00質量%以上10.00質量%以下であることがさらに好ましい。インク中の第2水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、2.00質量%以上25.00質量%以下であることがさらに好ましい。
(その他の添加剤)
インクは、上記した成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、及びキレート化剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
インクは、上記した成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、及びキレート化剤などの種々の添加剤を含有してもよい。
(一般式(3)で表される化合物)
インクは、下記一般式(3)で表される化合物を含有することが好ましい。
インクは、下記一般式(3)で表される化合物を含有することが好ましい。
一般式(3)で表される化合物は、一般式(1)で表される化合物のポリシロキサン部位と相互作用を起こしやすく、インク中の水酸化物イオンによるポリシロキサン部位の分解を緩和すると推測される。そのため、インクの保存安定性がさらに向上すると考えられる。特に、一般式(3)中のoが1以上であるとインクの保存安定性がさらに向上するため好ましい。一方、一般式(3)中のoが10以下であると、ミストの抑制の効果を十分に得ることができるため好ましい。また、一般式(3)で表される化合物の含有量(質量%)が、第1界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.01倍以下であると、ミストの抑制の効果を十分に得ることができるため、より好ましい。上記質量比率は0.0005倍以上であることが好ましい。
インク中の一般式(3)で表される化合物の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.040質量%以下であることが好ましい。インク中の一般式(3)で表される化合物の上記含有量(質量%)は、0.0001質量%以上0.020質量%以下であることがより好ましく、0.0001質量%以上0.010質量%以下であることがさらに好ましい。
(インクの物性)
25℃におけるインクの粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましく、1.0mPa・s以上5.0mPa・s以下であることがさらに好ましく、1.0mPa・s以上3.0mPa・s以下であることが特に好ましい。25℃におけるインクの表面張力(静的表面張力)は、10.0mN/m以上60.0mN/m以下であることが好ましく、20.0mN/m以上60.0mN/m以下であることがさらに好ましく、30.0mN/m以上50.0mN/m以下であることが特に好ましい。25℃におけるインクのpHは、5.0以上10.0以下であることが好ましく、7.0以上9.5以下であることがさらに好ましい。
25℃におけるインクの粘度は、1.0mPa・s以上10.0mPa・s以下であることが好ましく、1.0mPa・s以上5.0mPa・s以下であることがさらに好ましく、1.0mPa・s以上3.0mPa・s以下であることが特に好ましい。25℃におけるインクの表面張力(静的表面張力)は、10.0mN/m以上60.0mN/m以下であることが好ましく、20.0mN/m以上60.0mN/m以下であることがさらに好ましく、30.0mN/m以上50.0mN/m以下であることが特に好ましい。25℃におけるインクのpHは、5.0以上10.0以下であることが好ましく、7.0以上9.5以下であることがさらに好ましい。
<インクカートリッジ>
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明の水性インクである。図1は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口12が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室14と、吸収体収容室16とで構成されており、これらは連通口18を介して連通している。また、吸収体収容室16はインク供給口12に連通している。インク収容室14には液体のインク20が収容されており、吸収体収容室16には、インクを含浸状態で保持する吸収体22及び24が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明の水性インクである。図1は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口12が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室14と、吸収体収容室16とで構成されており、これらは連通口18を介して連通している。また、吸収体収容室16はインク供給口12に連通している。インク収容室14には液体のインク20が収容されており、吸収体収容室16には、インクを含浸状態で保持する吸収体22及び24が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
<インクジェット記録方法>
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明の水性インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに熱エネルギーを付与する方式を利用する。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。本発明においては、インクを記録媒体に付与する工程を行えばよく、別処理(インクと反応する反応液を付与する工程、活性エネルギー線などの照射により画像を硬化する工程、画像を加熱する工程など)は行わなくてもよい。
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明の水性インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに熱エネルギーを付与する方式を利用する。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。本発明においては、インクを記録媒体に付与する工程を行えばよく、別処理(インクと反応する反応液を付与する工程、活性エネルギー線などの照射により画像を硬化する工程、画像を加熱する工程など)は行わなくてもよい。
図2は、本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、(b)はヘッドカートリッジの斜視図である。インクジェット記録装置には、記録媒体32を搬送する搬送手段(不図示)、及びキャリッジシャフト34が設けられている。キャリッジシャフト34にはヘッドカートリッジ36が搭載可能となっている。ヘッドカートリッジ36は記録ヘッド38及び40を具備しており、インクカートリッジ42がセットされるように構成されている。ヘッドカートリッジ36がキャリッジシャフト34に沿って主走査方向に搬送される間に、記録ヘッド38及び40から記録媒体32に向かってインク(不図示)が吐出される。そして、記録媒体32が搬送手段(不図示)により副走査方向に搬送されることによって、記録媒体32に画像が記録される。
本発明のインクを用いて記録する対象の記録媒体としては、どのようなものを用いてもよいが、普通紙や、コート層を有する記録媒体(光沢紙やアート紙)などの、インクの浸透性を有する記録媒体を用いることが好ましい。なかでも、インク中の顔料粒子の少なくとも一部を記録媒体の表面やその近傍に存在させることができる、コート層を有する記録媒体を用いることが好ましい。このような記録媒体は、画像を記録した記録物の使用目的などに応じて選択することができる。例えば、写真画質の光沢感を有する画像を得るのに適している光沢紙や、絵画、写真、及びグラフィック画像などを好みに合わせて表現するために、基材の風合い(画用紙調、キャンバス地調、和紙調など)を生かしたアート紙などが挙げられる。なかでも、コート層の表面が光沢性を持つ、いわゆる光沢紙を用いることが特に好ましい。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。
<樹脂の分析条件>
樹脂の酸価は、樹脂をテトラヒドロフランに溶解し、0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液を滴定試薬として、電位差自動滴定装置(商品名「AT510」、京都電子工業製)を使用して測定した。樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、標準物質としてポリスチレン、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて、示差屈折率検出器を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(商品名「Alliance GPC 2695」、Waters製)で測定した。
樹脂の酸価は、樹脂をテトラヒドロフランに溶解し、0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液を滴定試薬として、電位差自動滴定装置(商品名「AT510」、京都電子工業製)を使用して測定した。樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、標準物質としてポリスチレン、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて、示差屈折率検出器を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(商品名「Alliance GPC 2695」、Waters製)で測定した。
<水溶性樹脂の準備>
(アクリル樹脂1)
常法により、スチレン80.7部及びアクリル酸19.3部を共重合して、酸価150mgKOH/g、重量平均分子量8,000の水溶性樹脂である、アクリル樹脂1を合成した。得られたアクリル樹脂1を酸価と等モルの水酸化カリウムを添加してイオン交換水に溶解させ、アクリル樹脂1の含有量が20.0%である、アクリル樹脂1の水溶液を調製した。
(アクリル樹脂1)
常法により、スチレン80.7部及びアクリル酸19.3部を共重合して、酸価150mgKOH/g、重量平均分子量8,000の水溶性樹脂である、アクリル樹脂1を合成した。得られたアクリル樹脂1を酸価と等モルの水酸化カリウムを添加してイオン交換水に溶解させ、アクリル樹脂1の含有量が20.0%である、アクリル樹脂1の水溶液を調製した。
(アクリル樹脂2)
常法により、スチレン80.7部及びアクリル酸19.3部を共重合して、酸価150mgKOH/g、数平均分子量1,600の水溶性樹脂である、アクリル樹脂2を合成した。得られたアクリル樹脂2を酸価と等モルの水酸化カリウムを添加してイオン交換水に溶解させ、アクリル樹脂2の含有量が20.0%である、アクリル樹脂2の水溶液を調製した。
常法により、スチレン80.7部及びアクリル酸19.3部を共重合して、酸価150mgKOH/g、数平均分子量1,600の水溶性樹脂である、アクリル樹脂2を合成した。得られたアクリル樹脂2を酸価と等モルの水酸化カリウムを添加してイオン交換水に溶解させ、アクリル樹脂2の含有量が20.0%である、アクリル樹脂2の水溶液を調製した。
<顔料分散液の調製>
(顔料分散液1)
カーボンブラック(顔料)15.0部、アクリル樹脂1の水溶液30.0部、水55.0部の混合物を、サンドグラインダーに入れ、1時間分散処理を行った。その後、遠心分離処理を行って粗大粒子を除去し、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、適量のイオン交換水を加えて、顔料分散液1を得た。顔料分散液1中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
(顔料分散液1)
カーボンブラック(顔料)15.0部、アクリル樹脂1の水溶液30.0部、水55.0部の混合物を、サンドグラインダーに入れ、1時間分散処理を行った。その後、遠心分離処理を行って粗大粒子を除去し、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、適量のイオン交換水を加えて、顔料分散液1を得た。顔料分散液1中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
(顔料分散液2)
顔料の種類をC.I.ピグメントブルー15:3に変更したこと以外は顔料分散液1の調製と同様の手順で、顔料分散液2を得た。顔料分散液2中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
顔料の種類をC.I.ピグメントブルー15:3に変更したこと以外は顔料分散液1の調製と同様の手順で、顔料分散液2を得た。顔料分散液2中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
(顔料分散液3)
顔料の種類をC.I.ピグメントレッド122に変更したこと以外は顔料分散液1の調製と同様の手順で、顔料分散液3を得た。顔料分散液3中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
顔料の種類をC.I.ピグメントレッド122に変更したこと以外は顔料分散液1の調製と同様の手順で、顔料分散液3を得た。顔料分散液3中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
(顔料分散液4)
顔料の種類をC.I.ピグメントイエロー74に変更したこと以外は顔料分散液1の調製と同様の手順で、顔料分散液4を得た。顔料分散液4中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
顔料の種類をC.I.ピグメントイエロー74に変更したこと以外は顔料分散液1の調製と同様の手順で、顔料分散液4を得た。顔料分散液4中の顔料の含有量は10.0%、樹脂の含有量は3.0%であった。
(顔料分散液5)
水5.5gに濃塩酸2.5gを溶かして得た溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態で4-アミノフタル酸0.7gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム0.9gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、カーボンブラック(比表面積220m2/g、DBP吸油量105mL/100g)10.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過し、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。その後、イオン交換法によりナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、カーボンブラックの粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合した自己分散顔料を得た。適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液5を得た。
水5.5gに濃塩酸2.5gを溶かして得た溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態で4-アミノフタル酸0.7gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム0.9gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、カーボンブラック(比表面積220m2/g、DBP吸油量105mL/100g)10.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過し、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。その後、イオン交換法によりナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、カーボンブラックの粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合した自己分散顔料を得た。適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液5を得た。
<樹脂粒子の合成>
(樹脂粒子1~5)
n-ヘキサデカン2.0部、重合開始剤(2,2’-アゾビス-(2-メチルブチロニトリル))1.0部、及び表1に示すコア部のモノマー(単位:部)を混合し、30分間撹拌して混合物を得た。モノマーの略記号は、nBA:n-ブチルアクリレート、St:スチレン、AA:アクリル酸、を示す。得られた混合物を、0.27部のドデシル硫酸ナトリウムを溶解させた水229.5部中に滴下した後、30分間撹拌し、コア部のモノマー混合物を得た。そして、超音波ホモジナイザー(商品名「S-150D デジタルソニファイアー」、ブランソン製)を用いて、出力:400W、周波数:20kHz、3時間の条件でコア部のモノマー混合物に超音波を照射することで、成分を分散させた。その後、窒素雰囲気下、80℃で4時間重合させることで、樹脂を合成し、樹脂粒子のコア部となるアクリル系の樹脂を含む分散液を得た。
(樹脂粒子1~5)
n-ヘキサデカン2.0部、重合開始剤(2,2’-アゾビス-(2-メチルブチロニトリル))1.0部、及び表1に示すコア部のモノマー(単位:部)を混合し、30分間撹拌して混合物を得た。モノマーの略記号は、nBA:n-ブチルアクリレート、St:スチレン、AA:アクリル酸、を示す。得られた混合物を、0.27部のドデシル硫酸ナトリウムを溶解させた水229.5部中に滴下した後、30分間撹拌し、コア部のモノマー混合物を得た。そして、超音波ホモジナイザー(商品名「S-150D デジタルソニファイアー」、ブランソン製)を用いて、出力:400W、周波数:20kHz、3時間の条件でコア部のモノマー混合物に超音波を照射することで、成分を分散させた。その後、窒素雰囲気下、80℃で4時間重合させることで、樹脂を合成し、樹脂粒子のコア部となるアクリル系の樹脂を含む分散液を得た。
次いで、イオン交換水200.0部、過硫酸カリウム0.1部、ドデシル硫酸ナトリウム8.0部、表1に示すシェル部のモノマー(単位:部)を乳化させ、シェル部用のモノマーの乳化物を得た。モノマーの略記号は、MMA:メチルメタクリレート、nBA:n-ブチルアクリレート、St:スチレン、AA:アクリル酸、StSA:スチレンスルホン酸、を示す。先に得たコア部となる樹脂を含む分散液240.0部に、過硫酸カリウム0.1部、及びイオン交換水600.0部を加え、窒素雰囲気下、75℃まで昇温した。この分散液に、シェル部用のモノマーの乳化物350.0部を3時間かけて滴下した。その後、85℃まで昇温し、2時間撹拌して重合させ、樹脂粒子のシェル部となるアクリル系の樹脂を合成した。その後、25℃まで冷却して、適量のイオン交換水、及び酸価と等モルの水酸化カリウムを添加して、pHが8.5であり、樹脂の含有量が10.0%である、各樹脂粒子を含む液体を得た。樹脂粒子1~5はいずれも、コア及びシェルで構成される樹脂粒子であった。
(樹脂粒子6)
撹拌シール、撹拌機、還流冷却管、セプタムラバー、窒素導入管を備えた、容量300mLの4つ口フラスコに、スチレン9.0部、アクリル酸1.5部、ドデシル硫酸ナトリウム0.1部、及び蒸留水100.0部を入れて、混合した。フラスコを70℃の恒温槽に入れ、内容物を300rpmで撹拌しながら、フラスコ内に窒素ガスを導入し、1時間窒素置換を行った。その後、100.0部の蒸留水に溶解させた過硫酸カリウムを、シリンジを利用してフラスコ内に注入することで、重合を開始させた。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量をモニタリングすることで重合の終了を確認した。限外ろ過により精製した後、適量のイオン交換水、及び酸価と等モルの水酸化カリウムを添加して、pHが8.5であり、樹脂の含有量が10.0%である、樹脂粒子6を含む液体を得た。樹脂粒子6はアクリル樹脂で構成される単層の樹脂粒子であった。
撹拌シール、撹拌機、還流冷却管、セプタムラバー、窒素導入管を備えた、容量300mLの4つ口フラスコに、スチレン9.0部、アクリル酸1.5部、ドデシル硫酸ナトリウム0.1部、及び蒸留水100.0部を入れて、混合した。フラスコを70℃の恒温槽に入れ、内容物を300rpmで撹拌しながら、フラスコ内に窒素ガスを導入し、1時間窒素置換を行った。その後、100.0部の蒸留水に溶解させた過硫酸カリウムを、シリンジを利用してフラスコ内に注入することで、重合を開始させた。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量をモニタリングすることで重合の終了を確認した。限外ろ過により精製した後、適量のイオン交換水、及び酸価と等モルの水酸化カリウムを添加して、pHが8.5であり、樹脂の含有量が10.0%である、樹脂粒子6を含む液体を得た。樹脂粒子6はアクリル樹脂で構成される単層の樹脂粒子であった。
(樹脂粒子7)
特開2017-019990号公報の調製例10の記載に準じて、樹脂粒子7としてアクリル-シリコーンポリマー微粒子を合成し、樹脂粒子7の含有量が40.0%である液体を得た。
特開2017-019990号公報の調製例10の記載に準じて、樹脂粒子7としてアクリル-シリコーンポリマー微粒子を合成し、樹脂粒子7の含有量が40.0%である液体を得た。
<ウレタン樹脂の合成>
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、及び還流管を備えた4つ口フラスコを用意した。この4つ口フラスコに、表2に示す種類及び使用量の、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、ジメチロールプロピオン酸の一部(使用量a)、及びメチルエチルケトン200.0部を入れた。そして、窒素ガス雰囲気下、80℃で6時間反応させた。次いで、表2に示す種類及び使用量の、ジメチロールプロピオン酸の一部(使用量b)、エチレンジアミン(鎖延長剤)、メタノール(停止剤)、及びメチルエチルケトン100.0部を添加した。FT-IRによりイソシアネート基の残存率を確認し、所望の残存率になるまで80℃で反応させて反応液を得た。得られた反応液を40℃まで冷却した後、イオン交換水を添加し、ホモミキサーで高速撹拌しながら、適量のイオン交換水、及び酸価と等モルの水酸化カリウムを添加して、液体を得た。得られた液体からメチルエチルケトンを加熱減圧して留去し、ウレタン樹脂の含有量が20.0%であり、水溶性のウレタン樹脂1~7を含む液体をそれぞれ得た。得られたウレタン樹脂1~7は、いずれも水溶性であった。表2中の略記号は、IPDI:イソホロンジイソシアネート、HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート、MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート、PPG:数平均分子量2,000のポリプロピレングリコール、PTMG:数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコールである。
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、及び還流管を備えた4つ口フラスコを用意した。この4つ口フラスコに、表2に示す種類及び使用量の、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、ジメチロールプロピオン酸の一部(使用量a)、及びメチルエチルケトン200.0部を入れた。そして、窒素ガス雰囲気下、80℃で6時間反応させた。次いで、表2に示す種類及び使用量の、ジメチロールプロピオン酸の一部(使用量b)、エチレンジアミン(鎖延長剤)、メタノール(停止剤)、及びメチルエチルケトン100.0部を添加した。FT-IRによりイソシアネート基の残存率を確認し、所望の残存率になるまで80℃で反応させて反応液を得た。得られた反応液を40℃まで冷却した後、イオン交換水を添加し、ホモミキサーで高速撹拌しながら、適量のイオン交換水、及び酸価と等モルの水酸化カリウムを添加して、液体を得た。得られた液体からメチルエチルケトンを加熱減圧して留去し、ウレタン樹脂の含有量が20.0%であり、水溶性のウレタン樹脂1~7を含む液体をそれぞれ得た。得られたウレタン樹脂1~7は、いずれも水溶性であった。表2中の略記号は、IPDI:イソホロンジイソシアネート、HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート、MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート、PPG:数平均分子量2,000のポリプロピレングリコール、PTMG:数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコールである。
ウレタン樹脂を含む液体に塩酸を添加してウレタン樹脂を析出させた。乾燥させた樹脂を重DMSOに溶解して測定用試料を調製した。そして、13C-NMR(装置名「Avance500」、BRUKER Bio Spin製)により調製した試料を分析した。そして、酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピーク積算値の合計に占める、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピーク積算値の割合を算出した。このように算出した値(割合)を、「分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合」とした。例えば、ジメチロールプロピオン酸を用いた場合、測定条件により多少のずれは生ずるが、分子末端に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピークは、176ppm付近に検出される。また、分子内部に存在する酸基を有するポリオールに由来するユニット中のカルボニル炭素のピークは、175ppm付近に検出される。結果を「末端酸基の割合(モル%)」として表2に示す。
<界面活性剤の準備>
(界面活性剤S1~S5、S8~S16)
温度計及び撹拌手段を備えたガラス製の容器に、ポリシロキサン化合物及びポリオキシエチレン化合物を入れ、白金触媒の存在下で付加反応させて、界面活性剤S1~S5、S8~S16を合成した。上記ポリシロキサン化合物には、下記一般式(A-1)、並びに、一般式(A-1)中のm及びnが表3に示される数、で表される化合物を用いた。また、上記ポリオキシエチレン化合物には、下記一般式(B-1)、並びに、一般式(B-1)中のa、R1及びR2が表3に示される構造、で表される化合物を用いた。上記の合成により得られた各界面活性剤は、下記一般式(1-1)、及び一般式(1-1)中のR3が表3に示される構造で表される化合物である。一般式(1-1)中のm、n、a、及びR2は、合成に用いた各化合物の構造を表す一般式(A-1)及び(B-1)中のm、n、a、及びR2にそれぞれ対応する。表3には、合成した界面活性剤の重量平均分子量も示す。
(界面活性剤S1~S5、S8~S16)
温度計及び撹拌手段を備えたガラス製の容器に、ポリシロキサン化合物及びポリオキシエチレン化合物を入れ、白金触媒の存在下で付加反応させて、界面活性剤S1~S5、S8~S16を合成した。上記ポリシロキサン化合物には、下記一般式(A-1)、並びに、一般式(A-1)中のm及びnが表3に示される数、で表される化合物を用いた。また、上記ポリオキシエチレン化合物には、下記一般式(B-1)、並びに、一般式(B-1)中のa、R1及びR2が表3に示される構造、で表される化合物を用いた。上記の合成により得られた各界面活性剤は、下記一般式(1-1)、及び一般式(1-1)中のR3が表3に示される構造で表される化合物である。一般式(1-1)中のm、n、a、及びR2は、合成に用いた各化合物の構造を表す一般式(A-1)及び(B-1)中のm、n、a、及びR2にそれぞれ対応する。表3には、合成した界面活性剤の重量平均分子量も示す。
(界面活性剤S6)
温度計及び撹拌手段を備えたガラス製の容器に、下記一般式(C)で表されるポリシロキサン化合物及び下記一般式(D)で表されるポリオキシエチレン化合物を入れ、白金触媒の存在下で付加反応させて、界面活性剤S6を合成した。界面活性剤S6は、一般式(4)で表される、両末端変性型のシリコーン系化合物の構造を持つ。一般式(4)中のd、p、R6、及びR5は、合成に用いた各化合物の構造を表す一般式(C)及び(D)中のd、p、R4、及びR5にそれぞれ対応し、d=10、p=5、R6がプロピレン基、R5がメチル基である。
温度計及び撹拌手段を備えたガラス製の容器に、下記一般式(C)で表されるポリシロキサン化合物及び下記一般式(D)で表されるポリオキシエチレン化合物を入れ、白金触媒の存在下で付加反応させて、界面活性剤S6を合成した。界面活性剤S6は、一般式(4)で表される、両末端変性型のシリコーン系化合物の構造を持つ。一般式(4)中のd、p、R6、及びR5は、合成に用いた各化合物の構造を表す一般式(C)及び(D)中のd、p、R4、及びR5にそれぞれ対応し、d=10、p=5、R6がプロピレン基、R5がメチル基である。
(界面活性剤S7)
温度計及び撹拌手段を備えたガラス製の容器に、下記一般式(E)で表されるポリシロキサン化合物及び下記一般式(F)で表されるポリオキシエチレン化合物を入れ、白金触媒の存在下で付加反応させて、界面活性剤S7を合成した。界面活性剤S7は、一般式(5)で表される、ABn型のシリコーン系化合物の構造を持つ。一般式(5)中のe、q、R7、及びR9は、合成に用いた各化合物の構造を表す一般式(E)及び(F)中のe、q、R7、及びR8にそれぞれ対応し、e=10、q=5、r=2、R7がメチル基、R9がプロピレン基である。
温度計及び撹拌手段を備えたガラス製の容器に、下記一般式(E)で表されるポリシロキサン化合物及び下記一般式(F)で表されるポリオキシエチレン化合物を入れ、白金触媒の存在下で付加反応させて、界面活性剤S7を合成した。界面活性剤S7は、一般式(5)で表される、ABn型のシリコーン系化合物の構造を持つ。一般式(5)中のe、q、R7、及びR9は、合成に用いた各化合物の構造を表す一般式(E)及び(F)中のe、q、R7、及びR8にそれぞれ対応し、e=10、q=5、r=2、R7がメチル基、R9がプロピレン基である。
(界面活性剤F1)
フッ素系界面活性剤である商品名「メガファックF-410」(DIC製)を準備し、界面活性剤F1とした。
フッ素系界面活性剤である商品名「メガファックF-410」(DIC製)を準備し、界面活性剤F1とした。
(界面活性剤C1~C7)
アセチレングリコール化合物である界面活性剤C1~C6及びポリオキシエチレンアルキルエーテルである界面活性剤C7を準備した。界面活性剤C1~C3及びC5は一般式(2)で表されるアセチレングリコール化合物である。
・界面活性剤C1:商品名「アセチレノールE60」(一般式(2)のb+c=6、川研ファインケミカル製)
・界面活性剤C2:商品名「アセチレノールE40」(一般式(2)のb+c=4、川研ファインケミカル製)
・界面活性剤C3:商品名「アセチレノールE100」(一般式(2)のb+c=10、川研ファインケミカル製)
・界面活性剤C4:商品名「サーフィノール104」(一般式(2)のb=c=0、日信化学工業製)
・界面活性剤C5:商品名「オルフィンE1010」(一般式(2)のb+c=10、日信化学工業製)
・界面活性剤C6:2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのエトキシル化体(一般式(2)のb+c=50)
・界面活性剤C7:ポリオキシエチレンセチルエーテル(商品名「NIKKOL BC-20」、日光ケミカルズ製)
アセチレングリコール化合物である界面活性剤C1~C6及びポリオキシエチレンアルキルエーテルである界面活性剤C7を準備した。界面活性剤C1~C3及びC5は一般式(2)で表されるアセチレングリコール化合物である。
・界面活性剤C1:商品名「アセチレノールE60」(一般式(2)のb+c=6、川研ファインケミカル製)
・界面活性剤C2:商品名「アセチレノールE40」(一般式(2)のb+c=4、川研ファインケミカル製)
・界面活性剤C3:商品名「アセチレノールE100」(一般式(2)のb+c=10、川研ファインケミカル製)
・界面活性剤C4:商品名「サーフィノール104」(一般式(2)のb=c=0、日信化学工業製)
・界面活性剤C5:商品名「オルフィンE1010」(一般式(2)のb+c=10、日信化学工業製)
・界面活性剤C6:2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのエトキシル化体(一般式(2)のb+c=50)
・界面活性剤C7:ポリオキシエチレンセチルエーテル(商品名「NIKKOL BC-20」、日光ケミカルズ製)
<化合物の準備>
常法によりシロキサン化合物を合成して、前述の一般式(3)、及び、一般式(3)中のoが下記表4に示される数、で表される化合物1~6を得た。
常法によりシロキサン化合物を合成して、前述の一般式(3)、及び、一般式(3)中のoが下記表4に示される数、で表される化合物1~6を得た。
<インクの調製>
(インク1~67)
表5(表5-1~5-9)の中段に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して各インクを調製した。表5の中段に示す「顔料分散液」、「樹脂粒子を含む液体」、「ウレタン樹脂の水溶液」、「界面活性剤S」、「界面活性剤C」、「化合物」には、それぞれ、表5の上段に示す番号のものを用いた。ただし、表5の上段中の「-」は使用しなかったことを表す。表5の中段の水溶性有機溶剤に示した括弧内の数値は25℃における比誘電率である。イオン交換水の使用量は成分の合計が100.00%となる残量とした。表5の下段には、インクの特性として、インク中の顔料の含有量P(%)、樹脂粒子の含有量R(%)、粒子状成分の含有量C(%)を示した。同様に、第1界面活性剤(界面活性剤S1~S5、S15、S16)の含有量S(%)、第2界面活性剤(界面活性剤C1~C6)の含有量A(%)、界面活性剤(界面活性剤S1~S16、F1、C1~C7)の含有量T(%)を示した。同様に、一般式(3)で表される化合物(化合物1、3、4、6)の含有量D(%)、S/Aの値(倍)、C/Tの値(倍)、及びD/Sの値(倍)を示した。
(インク1~67)
表5(表5-1~5-9)の中段に示す各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して各インクを調製した。表5の中段に示す「顔料分散液」、「樹脂粒子を含む液体」、「ウレタン樹脂の水溶液」、「界面活性剤S」、「界面活性剤C」、「化合物」には、それぞれ、表5の上段に示す番号のものを用いた。ただし、表5の上段中の「-」は使用しなかったことを表す。表5の中段の水溶性有機溶剤に示した括弧内の数値は25℃における比誘電率である。イオン交換水の使用量は成分の合計が100.00%となる残量とした。表5の下段には、インクの特性として、インク中の顔料の含有量P(%)、樹脂粒子の含有量R(%)、粒子状成分の含有量C(%)を示した。同様に、第1界面活性剤(界面活性剤S1~S5、S15、S16)の含有量S(%)、第2界面活性剤(界面活性剤C1~C6)の含有量A(%)、界面活性剤(界面活性剤S1~S16、F1、C1~C7)の含有量T(%)を示した。同様に、一般式(3)で表される化合物(化合物1、3、4、6)の含有量D(%)、S/Aの値(倍)、C/Tの値(倍)、及びD/Sの値(倍)を示した。
(インク68)
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第2界面活性剤を含有しないインクである、インク68を調製した。
・顔料分散液1:15.00%
・アクリル樹脂2の水溶液:32.00%
・ジプロピレングリコール:3.00%
・1,2-ヘキサンジオール:0.50%
・1,2-オクタンジオール:1.00%
・界面活性剤S1:0.10%
・イオン交換水:48.40%
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第2界面活性剤を含有しないインクである、インク68を調製した。
・顔料分散液1:15.00%
・アクリル樹脂2の水溶液:32.00%
・ジプロピレングリコール:3.00%
・1,2-ヘキサンジオール:0.50%
・1,2-オクタンジオール:1.00%
・界面活性剤S1:0.10%
・イオン交換水:48.40%
(インク69)
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第2界面活性剤を含有しないインクである、インク69を調製した。
・顔料分散液1:15.00%
・樹脂粒子7を含む液体:8.75%
・3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン:30.00%
・プロピレングリコールモノメチルエーテル:10.00%
・2-エチル-1,3-ヘキサンジオール:2.00%
・2,4,7,9-テトラメチルデカン-4,7-ジオール:0.50%
・2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール:0.20%
・界面活性剤S15:2.00%
・イオン交換水:31.55%
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第2界面活性剤を含有しないインクである、インク69を調製した。
・顔料分散液1:15.00%
・樹脂粒子7を含む液体:8.75%
・3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン:30.00%
・プロピレングリコールモノメチルエーテル:10.00%
・2-エチル-1,3-ヘキサンジオール:2.00%
・2,4,7,9-テトラメチルデカン-4,7-ジオール:0.50%
・2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール:0.20%
・界面活性剤S15:2.00%
・イオン交換水:31.55%
(インク70)
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第1界面活性剤を含有しないインクである、インク70を調製した。
・顔料分散液1:15.00%
・グリセリン:10.00%
・エチレングリコール:20.00%
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル:15.00%
・界面活性剤C5:0.60%
・イオン交換水:39.40%
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第1界面活性剤を含有しないインクである、インク70を調製した。
・顔料分散液1:15.00%
・グリセリン:10.00%
・エチレングリコール:20.00%
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル:15.00%
・界面活性剤C5:0.60%
・イオン交換水:39.40%
(インク71)
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第2界面活性剤を含有しないインクである、インク71を調製した。KF-353Aは、側鎖型のシリコーンオイル(商品名、信越化学工業製)である。
・顔料分散液1:15.00%
・グリセリン:20.00%
・1,2-ヘキサンジオール:10.00%
・トリエタノールアミン:0.90%
・KF-353A:0.10%
・イオン交換水:54.00%
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、第2界面活性剤を含有しないインクである、インク71を調製した。KF-353Aは、側鎖型のシリコーンオイル(商品名、信越化学工業製)である。
・顔料分散液1:15.00%
・グリセリン:20.00%
・1,2-ヘキサンジオール:10.00%
・トリエタノールアミン:0.90%
・KF-353A:0.10%
・イオン交換水:54.00%
(インク72)
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、粒子状成分を含有しないインクである、インク72を調製した。
・Cibafixダイレクトブラック19(日本チバガイギー製):5.00%
・グリセリン:15.00%
・プロピレングリコール:0.05%
・ポリエチレングリコール(数平均分子量200):10.00%
・界面活性剤S16:0.40%
・界面活性剤C6:0.50%
・化合物6:0.0025%
・イオン交換水:69.0475%
下記に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、粒子状成分を含有しないインクである、インク72を調製した。
・Cibafixダイレクトブラック19(日本チバガイギー製):5.00%
・グリセリン:15.00%
・プロピレングリコール:0.05%
・ポリエチレングリコール(数平均分子量200):10.00%
・界面活性剤S16:0.40%
・界面活性剤C6:0.50%
・化合物6:0.0025%
・イオン交換水:69.0475%
<評価>
調製した上記各インクを用いて、以下に示す各評価を行った。評価結果を表6に示す。
調製した上記各インクを用いて、以下に示す各評価を行った。評価結果を表6に示す。
(保存安定性)
上記で得られたインクの表面張力(静的表面張力)を測定した。インクの表面張力は、25℃の条件下、ウイルヘルミー型表面張力計(商品名「自動表面長張力計CBVP-Z」、協和界面科学製)を使用して測定した。各インクを密閉容器に入れ、70℃のオーブン中で1週間保存した。保存後のインクの表面張力の値から保存前のインクの表面張力の値を引いた値を算出し、以下に示す評価基準にしたがってインクの保存安定性を評価した。
A:表面張力の差が、1.0mN/m以下であった。
B:表面張力の差が、1.0mN/mを超えて2.0mN/m以下であった。
C:表面張力の差が、2.0mN/mを超えていた。
上記で得られたインクの表面張力(静的表面張力)を測定した。インクの表面張力は、25℃の条件下、ウイルヘルミー型表面張力計(商品名「自動表面長張力計CBVP-Z」、協和界面科学製)を使用して測定した。各インクを密閉容器に入れ、70℃のオーブン中で1週間保存した。保存後のインクの表面張力の値から保存前のインクの表面張力の値を引いた値を算出し、以下に示す評価基準にしたがってインクの保存安定性を評価した。
A:表面張力の差が、1.0mN/m以下であった。
B:表面張力の差が、1.0mN/mを超えて2.0mN/m以下であった。
C:表面張力の差が、2.0mN/mを超えていた。
(ミスト抑制)
調製した上記各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「TM-300」、キヤノン製;表6中の吐出方式の項目で「サーマル」と記す。)にセットした。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、1滴当たりの質量が4.0ng±5%であるインク滴を4滴付与する条件で記録したベタ画像の記録デューティを100%と定義する。参考例1及び2では、ピエゾ素子を用いた記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「SC-T5255」、セイコーエプソン製;表6中の吐出方式の項目で「ピエゾ」と記す。)を用いた。上記のインクジェット記録装置を使用し、厚口コート紙(商品名「厚口コート紙HG」、キヤノン製)に、記録デューティが30%である、36インチ×48インチのベタ画像を記録し、以下に示す評価基準にしたがって、ミストの抑制効果を評価した。ミストが発生した状態で連続記録を続けると、装置内のセンサーがエラーを検知し、記録を停止する。このため、正常に記録を行える記録枚数が多いほど、ミスト発生の抑制効果が高いことを示す。
AA:記録枚数が50,000枚超でも正常に記録を行うことができた。
A:記録枚数が40,000枚以上50,000枚未満の間に記録が停止した。
B:記録枚数が30,000枚以上40,000枚未満の間に記録が停止した。
C:記録枚数が30,000枚未満で記録が停止した。
調製した上記各インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「TM-300」、キヤノン製;表6中の吐出方式の項目で「サーマル」と記す。)にセットした。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、1滴当たりの質量が4.0ng±5%であるインク滴を4滴付与する条件で記録したベタ画像の記録デューティを100%と定義する。参考例1及び2では、ピエゾ素子を用いた記録ヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置(商品名「SC-T5255」、セイコーエプソン製;表6中の吐出方式の項目で「ピエゾ」と記す。)を用いた。上記のインクジェット記録装置を使用し、厚口コート紙(商品名「厚口コート紙HG」、キヤノン製)に、記録デューティが30%である、36インチ×48インチのベタ画像を記録し、以下に示す評価基準にしたがって、ミストの抑制効果を評価した。ミストが発生した状態で連続記録を続けると、装置内のセンサーがエラーを検知し、記録を停止する。このため、正常に記録を行える記録枚数が多いほど、ミスト発生の抑制効果が高いことを示す。
AA:記録枚数が50,000枚超でも正常に記録を行うことができた。
A:記録枚数が40,000枚以上50,000枚未満の間に記録が停止した。
B:記録枚数が30,000枚以上40,000枚未満の間に記録が停止した。
C:記録枚数が30,000枚未満で記録が停止した。
なお、本実施形態の開示は、以下の構成及び方法を含む。
(構成1)熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出される水性インクであって、
前記水性インクが、粒子状成分、第1界面活性剤、及び第2界面活性剤を含有し、
前記粒子状成分が、顔料及び樹脂粒子からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記第1界面活性剤が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記第2界面活性剤が、アセチレングリコール化合物であることを特徴とする水性インク。
(構成1)熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出される水性インクであって、
前記水性インクが、粒子状成分、第1界面活性剤、及び第2界面活性剤を含有し、
前記粒子状成分が、顔料及び樹脂粒子からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記第1界面活性剤が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記第2界面活性剤が、アセチレングリコール化合物であることを特徴とする水性インク。
(構成2)前記水性インク中の、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)が、前記第2界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上3.00倍以下である構成1に記載の水性インク。
(構成3)前記水性インク中の、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)が、前記第2界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上2.00倍以下である構成1に記載の水性インク。
(構成4)前記水性インクが、比誘電率が28.0以下である第1水溶性有機溶剤、及び比誘電率が40.0以上である第2水溶性有機溶剤を含有し、
前記第1水溶性有機溶剤が、炭化水素鎖の両末端にヒドロキシ基を有するアルカンジオールである構成1乃至3のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成5)前記水性インクがさらに、下記一般式(3)で表される化合物を含有し、
前記水性インク中の、前記一般式(3)で表される化合物の含有量(質量%)が、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.01倍以下である構成1乃至4のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成3)前記水性インク中の、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)が、前記第2界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上2.00倍以下である構成1に記載の水性インク。
(構成4)前記水性インクが、比誘電率が28.0以下である第1水溶性有機溶剤、及び比誘電率が40.0以上である第2水溶性有機溶剤を含有し、
前記第1水溶性有機溶剤が、炭化水素鎖の両末端にヒドロキシ基を有するアルカンジオールである構成1乃至3のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成5)前記水性インクがさらに、下記一般式(3)で表される化合物を含有し、
前記水性インク中の、前記一般式(3)で表される化合物の含有量(質量%)が、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.01倍以下である構成1乃至4のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成6)前記粒子状成分が、顔料を含む構成1乃至5のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成7)前記粒子状成分が、前記樹脂粒子を含み、前記樹脂粒子が、酸基を有しないユニットのみで形成されるコア及び酸基を有するユニットを含んで形成されるシェルで構成されるとともに、前記コアを形成するユニット及び前記シェルを形成するユニットの少なくとも一方が、(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む構成1乃至6のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成8)前記水性インクがさらに、ウレタン樹脂を含有し、
前記ウレタン樹脂が、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有する構成1乃至7のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成9)前記ウレタン樹脂における、前記酸基を有するポリオールに由来するユニット全体に占める、分子末端に存在する前記酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合が、30.0モル%以下である構成8に記載の水性インク。
(構成10)インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、構成1乃至9のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
(方法1)インクを熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、構成1乃至9のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
(構成7)前記粒子状成分が、前記樹脂粒子を含み、前記樹脂粒子が、酸基を有しないユニットのみで形成されるコア及び酸基を有するユニットを含んで形成されるシェルで構成されるとともに、前記コアを形成するユニット及び前記シェルを形成するユニットの少なくとも一方が、(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む構成1乃至6のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成8)前記水性インクがさらに、ウレタン樹脂を含有し、
前記ウレタン樹脂が、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有する構成1乃至7のいずれか1項に記載の水性インク。
(構成9)前記ウレタン樹脂における、前記酸基を有するポリオールに由来するユニット全体に占める、分子末端に存在する前記酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合が、30.0モル%以下である構成8に記載の水性インク。
(構成10)インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、構成1乃至9のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
(方法1)インクを熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、構成1乃至9のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
Claims (11)
- 前記水性インク中の、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)が、前記第2界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上3.00倍以下である請求項1に記載の水性インク。
- 前記水性インク中の、前記第1界面活性剤の含有量(質量%)が、前記第2界面活性剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、0.05倍以上2.00倍以下である請求項1に記載の水性インク。
- 前記水性インクが、比誘電率が28.0以下である第1水溶性有機溶剤、及び比誘電率が40.0以上である第2水溶性有機溶剤を含有し、
前記第1水溶性有機溶剤が、炭化水素鎖の両末端にヒドロキシ基を有するアルカンジオールである請求項1に記載の水性インク。 - 前記粒子状成分が、顔料を含む請求項1に記載の水性インク。
- 前記粒子状成分が、前記樹脂粒子を含み、前記樹脂粒子が、酸基を有しないユニットのみで形成されるコア及び酸基を有するユニットを含んで形成されるシェルで構成されるとともに、前記コアを形成するユニット及び前記シェルを形成するユニットの少なくとも一方が、(メタ)アクリル酸エステルに由来するユニットを含む請求項1に記載の水性インク。
- 前記水性インクがさらに、ウレタン樹脂を含有し、
前記ウレタン樹脂が、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及び酸基を有するポリオールのそれぞれに由来するユニットを有する請求項1に記載の水性インク。 - 前記ウレタン樹脂における、前記酸基を有するポリオールに由来するユニット全体に占める、分子末端に存在する前記酸基を有するポリオールに由来するユニットの割合が、30.0モル%以下である請求項8に記載の水性インク。
- インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。 - インクを熱エネルギーの作用によりインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
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