JP5591773B2 - インク組成物、インクセット、及び画像形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インク組成物、インクセット、及び画像形成方法に関する。
近年では、インクジェット記録用の媒体として種々の材料が用いられており、インクジェット専用紙のみならず、例えば、市販の普通紙や、上質紙、コート紙、アート紙などの印刷用媒体が使用されるに至っている。いずれの材料に記録する場合にも、高品位の画質が求められる。
普通紙や印刷用媒体を用いた場合などにも、耐水性や耐光性等の堅牢性の高い画像を形成できるインク色材としては、顔料が好ましい。顔料を含むインクのうち、コスト及び地球環境や作業環境等の安全性などの観点から、水系の顔料インクが期待されている。その中で、インクジェット用途のマゼンタ顔料としては、キナクリドン系顔料が好適なものとして使用されている。
インクジェット記録用の水系インクとしては、C.I.ピグメント・レッド122及び/又はC.I.ピグメント・バイオレット19等のキナクリドン系顔料と、有機顔料に酸性基が導入されたキナクリドン骨格を有する顔料誘導体とを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体が開示されている(例えば、特許文献1参照)。ところが、この構成では、長期保存あるいは高温で経時された後に使用すると、インクを安定に保持できないため、濃度ムラ及びスジムラが発生するとの問題がある。
上記の事情に鑑みて、水性液媒体に、キナクリドン系顔料、塩基性基を有するシナジスト、及び所定の高分子ビニルポリマーを含む着色粒子が含有されたインクジェット記録用水性インクが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この水性インクでは、吐出安定性に優れるとされている。
また、ラジカル重合する水溶性光重合性物質と特定の水溶性光重合開始剤とアニオン性水性顔料分散体とを含有する水性活性エネルギー線硬化型インクが開示されている(例えば、特許文献3参照)。また、水溶性の重合性化合物と光重合開始剤と水不溶性色材とを含む水性インク組成物が開示されており(例えば、特許文献4参照)、この水不溶性色材としてキナクリドン固溶体顔料が挙げられている。
特開2006−176623号公報 特開2009−227719号公報 特開2009−102454号公報 特開2011−105826号公報
しかしながら、上記従来の技術のうち、キナクリドン系顔料と共にシナジスト及び高分子ビニルポリマーを用いたインク組成にするのみでは、顔料がある程度の濃度水準で含有された紫外線硬化性等に構成された場合に、着弾したインク滴の深部まで紫外線等が到達せず、結果として画像の記録媒体への密着性に劣るとの課題がある。
一方、キナクリドン系顔料などが固溶した固溶体顔料は、一般に水系溶液中での分散安定性が悪いことが知られており、殊に比較的疎水的な性状を示すモノマー成分や開始剤成分が存在する硬化性組成においては分散安定性の低下が著しくなる傾向がある。そのため、固溶体顔料を色材としたインク組成では、長期保存あるいは高温環境で経時した場合に所期のインク性状を保持することは難しい。インク中における顔料の分散性が安定的に保てないと、一旦吐出を停止し経時した後に吐出を再開したときに遜色のない安定した吐出性能が得られないことがある。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、記録媒体への画像の密着性、及び経時後における放置回復性に優れたインク組成物及びインクセット、並びに画像形成方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
本発明は、紫外線等の放射線により硬化するインク組成に構成する場合に、着滴したインクの深部に紫外線等が到達し易くなり、結果として画像の密着性を高め得るのに固溶体顔料が有効であるとの知見を得、かかる知見のもと、固溶体顔料の分散挙動を踏まえて達成されたものである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 2種以上のキナクリドン系化合物を含むキナクリドン固溶体顔料、塩基性基を有するシナジスト、及び高分子ビニルポリマーを含む着色粒子と、下記一般式(1)で表される水溶性の重合性化合物と、重合開始剤と、水と、を含み、前記キナクリドン固溶体顔料(q)と前記重合性化合物(p)との比率〔q:p[質量比]〕が、1:4〜1:10であるインク組成物である。下記一般式(1)において、Qは、n価の基を表し、R は、水素原子又はメチル基を表す。nは、1以上の整数を表す。
<2>記シナジストは、キナクリドン誘導体、トリアジン誘導体、アクリドン誘導体、及びアントラキノン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する構造部分を有する前記<1>に記載のインク組成物である。
> 前記キナクリドン固溶体顔料が、無置換のキナクリドンとジメチル置換キナクリドンとの固溶体顔料、及び無置換のキナクリドンとジクロロ置換キナクリドンとの固溶体顔料の少なくとも一方である前記<1>又は前記<2>に記載のインク組成物である。

> 前記<1>〜前記<>のいずれか1つに記載のインク組成物と、前記インク組成物と接触したときに凝集体を形成する凝集成分を含む処理液と、を含むインクセットである。
> 前記凝集成分が、酸性化合物である前記<>に記載のインクセットである。
> 前記<1>〜前記<>のいずれか1つに記載のインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与し、画像を形成するインク付与工程を有する画像形成方法である。
> 更に、前記インク組成物と接触したときに凝集体を形成する凝集成分を含む処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程を有する前記<>に記載の画像形成方法である。
本発明によれば、記録媒体への画像の密着性、及び経時後における放置回復性に優れたインク組成物及びインクセット、並びに画像形成方法が提供される。
以下、本発明のインク組成物及びインクセット、並びにこれを用いた画像形成方法について詳細に説明する。
<インク組成物>
本発明のインク組成物は、着色粒子と下記一般式(1)で表される水溶性の重合性化合物と重合開始剤と水とを用いて硬化性に構成され、さらに本発明における着色粒子は、2種以上のキナクリドン系化合物を含むキナクリドン固溶体顔料、塩基性基を有するシナジスト、及び高分子ビニルポリマーを用いて構成され、前記キナクリドン固溶体顔料(q)と前記重合性化合物(p)との比率〔q:p[質量比]〕は、1:4〜1:10である
本発明のインク組成物は、必要に応じて、更に、水溶性有機溶剤や界面活性剤、その他添加剤等を含めて構成されていてもよい。
例えばマゼンタ顔料であるピグメント・レッド122などは、一般に、単独で用いると色再現域が狭いことが知られ、複数の顔料を併用する等の方法が採用されている。その中で、2種以上の顔料で形成される固溶体顔料は、色再現域を広く確保する観点から有用と考えられる。ところが、固溶体顔料は、その表面を分散ポリマーで覆っても脱落しやすく、したがって水性媒体中で安定的に分散させ難い。殊にモノマー成分や開始剤成分を含めて硬化性に構成しようとすると、これら成分の疎水的性状から固溶体顔料の分散性は更に悪化する傾向がある。その一方で、固溶体顔料は、非固溶の単体顔料を複数種用いる場合に比べ、粒径をより小さくでき、顔料濃度を減らせる利点がある。すなわち、固溶体顔料は、紫外線等を用いて硬化する硬化型インクには、硬化原理の点で有利である。
このような事情に鑑み、本発明においては、重合性化合物及び重合開始剤を含めて硬化性に構成する場合に、顔料成分として固溶体顔料を分散含有することで、顔料粒径を抑えて顔料濃度を低減することにより、紫外線等がインクの深部まで進入して良好な硬化感度が得られるので、画像の密着性が高められる。
固溶体顔料は一般に水性媒体での分散性及びその安定性に劣るが、色再現域を広げながらも硬化性の良好な硬化型インクに構成するには、固溶体顔料による構成が重要である。顔料分散剤として高分子ビニルポリマーを含有するが、それと共に塩基性基を有するシナジストを含ませることで、表面を修飾するポリマーが特に脱落し易い固溶体顔料の分散性及びその安定性を、モノマー成分や開始剤成分を用いた硬化性の組成でも効果的に保つことができる。そのため、固溶体顔料と共に塩基性基を有するシナジスト及び高分子ビニルポリマーを併用することで、インク組成物の経時での安定性の向上効果が顕著に現れ、ひいては経時後のインク吐出性(放置回復性)がより向上する。
以下、本発明のインク組成物の構成成分について詳述する。
−着色粒子−
本発明のインク組成物は、2種以上のキナクリドン系化合物を含むキナクリドン固溶体顔料と、塩基性基を有するシナジストと、高分子ビニルポリマーとを含む着色粒子の少なくとも1種を含有する。キナクリドン固溶体顔料は、一般に単体顔料に比べて水系媒体中における分散性が悪いが、シナジストと高分子ビニルポリマーによる分散性及びその安定性の向上効果に優れる。
(キナクリドン固溶体顔料)
本発明における着色粒子は、着色成分として、2種以上のキナクリドン系化合物を含むキナクリドン固溶体顔料の少なくとも1種を含有する。マゼンタ顔料は一般に色再現域が狭く、キナクリドン顔料も色再現域が必ずしも充分でないため、分散性には劣るが色再現域を広げる観点から、キナクリドン固溶体顔料を含有する。
本発明におけるキナクリドン固溶体顔料は、2種以上のキナクリドン系化合物を固溶体化して得られるものであり、色調に優れ、良好な色再現域を示すと共に、耐候性、耐溶剤性等の諸物性をも示す顔料である。
固溶体顔料は、2種又はそれ以上の異なる顔料あるいは顔料類似骨格を有する化合物が、物理的、化学的に安定な状態でその一方が他方の構造の中に入り込み、平衡状態では単一の相をなす固体混合物あるいは結晶体が他種の結晶体を溶かし込んだものが考えられる。具体的には、例えば複数の顔料分子の混晶として存在する顔料が挙げられ、したがって2種以上の顔料を単純に混合してなるものとは区別される。
キナクリドン系化合物は、下記一般式(A)で表される化合物が挙げられる。
−Q−Y ・・・(A)
前記一般式(A)において、Qは、キナクリドン残基又はキナクリドンキノン残基を表す。X及びYは、各々独立に、水素原子、メチル基、クロル基、又はメトキシ基を表し、m及びnは、各々独立に1〜4の整数を表す。
前記一般式(A)で表されるキナクリドン系化合物の具体例としては、無置換のキナクリドン、2,9−ジメチルキナクリドン、2,9−ジクロルキナクリドン、2,9−ジメトキシキナクリドン、3,10−ジメチルキナクリドン、3,10−ジクロルキナクリドン、3,10−ジメトキシキナクリドン、4,11−ジメチルキナクリドン、4,11−ジクロルキナクリドン、4,11−ジメトキシキナクリドン、キナクリドンキノン等が挙げられる。
キナクリドン固溶体顔料の好適な例としては、色相及び色再現域の観点から、無置換のキナクリドン、ジメチル置換キナクリドン、及びジクロル置換キナクリドンからなる群から選ばれる少なくとも2種を含む固溶体顔料が挙げられる。より具体的には、前記同様の理由から、(1)無置換のキナクリドンとジメチル置換キナクリドン(例:2,9−ジメチルキナクリドン等)との固溶体顔料、(2)無置換のキナクリドンとジクロル置換キナクリドン(例:2,9−ジクロルキナクリドン、3,10−ジクロルキナクリドン等)との固溶体顔料、(3)ジメチル置換キナクリドン(例:2,9−ジメチルキナクリドン等)とジクロル置換キナクリドン(例:2,9−ジクロルキナクリドン、3,10−ジクロルキナクリドン等)との固溶体顔料、等が挙げられる。
上記のうち、色相及び色再現域の観点から、(1)無置換のキナクリドンとジメチル置換キナクリドンとの固溶体顔料、及び(2)無置換のキナクリドンとジクロル置換キナクリドンとの固溶体顔料が好ましい。より具体的には、色相の観点から、無置換のキナクリドン(C.I.ピグメント・バイオレット19等)と2,9−ジメチルキナクリドン(C.I.ピグメント・レッド122等)との固溶体顔料、及び無置換キナクリドン(C.I.ピグメント・バイオレット19等)と2,9−ジクロル置換キナクリドン(C.I.ピグメント・レッド202等)との固溶体顔料が好ましい。更には、無置換のキナクリドン(C.I.ピグメント・バイオレット19等)と2,9−ジクロル置換キナクリドン(C.I.ピグメント・レッド202等)との固溶体顔料が好ましい。
なお、無置換のキナクリドンとしては、α型、β型、γ型のいずれも用いることができるが、保存安定性の観点から、β型又はγ型無置換キナクリドンが好ましい。例えば、特開平10−219166号公報に記載の固溶体マゼンタ顔料を用いることもできる。
キナクリドン固溶体顔料における、無置換のキナクリドン/ジメチル置換キナクリドンの質量比、無置換のキナクリドン/ジクロル置換キナクリドンの質量比、及びジメチル置換キナクリドン/ジクロル置換キナクリドンの質量比は、インク組成物の吐出信頼性、画像濃度、彩度等の観点から、5/95〜95/5が好ましく、より好ましくは10/90〜90/10である。
キナクリドン固溶体顔料は、公知の方法により製造することができる。
例えば、(i)粗製された無置換のキナクリドンとキナクリドン系化合物とを苛性アルカリの存在下、非プロトン系極性有機溶剤に溶解し、酸で中和再沈する方法(詳細は特開昭60−35055号公報の記載を参照できる。)、
(ii)可溶化量のアルコール及び塩基の存在下、粗又は補助顔料のキナクリドン化合物を粉砕し、得られる固体溶液を単離する方法(詳細は特開平2−38463号公報を参照できる。)、及び
(iii)2種以上の2,5−ジアリールアミノテレフタル酸誘導体を縮合環化させた後、顔料化処理(結晶形、大きさ、結晶型の制御)を施す方法(詳細は特開平10−219166号公報を参照できる。)、
等が挙げられる。
キナクリドン固溶体顔料の形態は、粉末状、顆粒状、塊状の乾燥顔料のいずれでもよく、ウェットケーキやスラリーでもよい。
また、キナクリドン固溶体顔料の平均粒径は、保存安定性の観点から、0.01〜0.3μmが好ましく、より好ましくは0.03〜0.2μmである。なお、平均粒径は、電子顕微鏡(TEM)による画像解析(2万倍)により、100個の顔料の長径の平均値より求められる値である。
キナクリドン固溶体顔料の含有比率としては、着色粒子の全質量に対して、質量基準で10%以上の範囲が好ましく、20%以上の範囲がより好ましい。
また、キナクリドン固溶体顔料のインク組成物中における含有量としては、インク組成物の全質量に対して、1〜15質量%が好ましく、より好ましくは2〜8質量%である。キナクリドン固溶体顔料の含有量が1質量%以上であることで、色相や色再現域がより良好になり、また該含有量が15質量%以下であることで、分散性及びその安定性を良好に維持する点で有利である。
固溶体顔料は、X線回折分析により確認することが可能である。すなわち、
固溶体顔料では、単なる顔料混合物のX線回折パターンとは異なる結晶独自の回折パターンを示すのに対し、単なる顔料混合物では、X線回折パターンが顔料それぞれのX線回折パターンの重ね合わせに相当するパターンとなり、そのピーク強度も複数の顔料の配合比率に比例する。このことから、固溶体顔料を単なる顔料混合物と区別できる。
(シナジスト)
本発明における着色粒子は、塩基性基を有するシナジストの少なくとも1種を含有する。固溶体顔料は一般にそれを覆う樹脂の密着が悪く、したがって単体顔料に比べて水系溶媒中での分散性に劣るが、後述の高分子ビニルポリマーと共にシナジストを含めることにより、固溶体顔料に由来する低密着性、すなわち固溶体顔料の表面を覆うポリマーの密着が改善され、固溶体顔料を用いた組成の分散性及びその安定性が飛躍的に向上する。
シナジストとは、顔料を形成する色材の化学構造と類似する部分構造と少なくとも1種の親水性基とを有する顔料誘導体を意味する。本発明において、前記親水性基の少なくとも1種は塩基性基である。
本発明におけるシナジストは、固溶体顔料に対して、例えば、疎水性相互作用やπ−π相互作用で吸着し、シナジストが有する塩基性基によって顔料表面を塩基性にすることができる。ここで、例えば、顔料分散剤としてアニオン性基を有する高分子ビニルポリマーを用いる場合、顔料と顔料分散剤との親和性を大きくすることができ、顔料の分散安定性をより効果的に向上させることができる。
前記塩基性基は、塩基性化合物から少なくとも1つの原子を取り除いて形成される基を意味する。塩基性化合物としては、2級もしくは3級モノアミン、ジアミン、飽和環状アミン、不飽和環状アミン、カルボキシル基含有飽和環状アミン、カルボキシル基含有不飽和環状アミン、水酸基含有飽和環状アミン、水酸基含有不飽和環状アミン、あるいは環状ジアミンを挙げることができる。
前記塩基性化合物の具体例としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルエチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルアミノエチルアミン、N−メチルピペラジン、1−アミノ−4−メチルピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン、2,6−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、2−ピペリジンエタノール、ピペリジン、2−ピペコリン、ピロリジン、3−ヒドロキシピロリジン、N−アミノエチルピペリジン、N−アミノエチルモルホリン、N−アミノプロピルピペリジン、N−アミノプロピルモルホリン等が挙げられる。
前記塩基性基は、分散状態の経時安定性の観点から、ジアルキルアミノ基、モルホリノ基、ピペラジニル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピリジル基、トリアジニル基から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
また、本発明におけるシナジストが有する塩基性基は、1種のみであっても2種以上であってもよい。
顔料を形成する色材の化学構造と類似する部分構造としては、顔料を形成し得る化合物に類似する部分構造であれば、特に制限はない。該部分構造を構成する化合物としては、顔料に対する吸着性の観点から、キナクリドン誘導体、トリアジン誘導体、アクリドン誘導体、及びアントラキノン誘導体から選ばれる1種又は2種以上であることが好ましく、キナクリドン誘導体、トリアジン誘導体がより好ましく、キナクリドン誘導体が更に好ましい。
本発明におけるシナジストは、顔料を形成する色材の化学構造に類似する部分構造と、少なくとも1種の塩基性基を有するが、前記塩基性基に加えてその他の置換基を有していてもよい。その他の置換基としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、水酸基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フェニル基等の置換基を挙げることができる。本発明におけるシナジストは、その他の置換基を単独または2種以上を組み合わせて有していてもよい。
本発明におけるシナジストは、例えば、特開2003−43680号公報、特開2007−131832号公報に記載の合成方法に準じて、種々のシナジストを容易に合成することができる。具体的な合成経路として、キナクリドン誘導体、トリアジン誘導体、アクリドン誘導体若しくはアントラキノン誘導体に、反応性置換基(例えば酸ハライド、アルキルハライド)を導入した後、該反応性置換基と塩基性置換基を有する化合物(例えば、N,N−ジメチルアミノエチルアミン等)とを反応させることにより得ることができる。
中でも、本発明におけるシナジストとしては、ジアルキルアミノ基、モルホリノ基、ピペラジニル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピリジル基、及びトリアジニル基から選ばれる少なくとも1つの塩基性基と、キナクリドン誘導体、トリアジン誘導体、アクリドン誘導体、又はアントラキノン誘導体に由来する構造部分とを有するものが好ましい。
塩基性基を有するシナジストの含有比率としては、分散安定性の観点から、高分子ビニルポリマーに対して、質量基準で0.05%以上0.4%以下の範囲が好ましく、0.1%以上0.3%以下の範囲がより好ましい。
また、塩基性基を有するシナジストのインク組成物中における含有量としては、分散安定性の観点から、固溶体顔料100質量部に対して、0.5〜20質量部が好ましく、より好ましくは1〜10質量部である。シナジストの含有量が0.5質量部以上であることで、固溶体顔料の水系媒体中における分散性及びその安定性がより向上する。また、シナジストの含有量が20質量部以下であることで、吐出性の点で有利となる。
(高分子ビニルポリマー)
本発明における着色粒子は、高分子ビニルポリマーの少なくとも1種を含有する。この高分子ビニルポリマーは、固溶体顔料の分散剤として機能し、固溶体顔料の前記シナジストで修飾された表面を高分子ビニルポリマーで覆って着色粒子が形成される。これにより、固溶体顔料の分散性が良好になる。
本発明における高分子ビニルポリマーとしては、自己分散性の付与や、インク組成物中の成分を凝集させる処理液を用いたときの凝集速度などの観点から、親水性基(カルボキシル基等の解離性基など)を有するポリマーが好ましい。更には、親水性基(カルボキシル基等の解離性基など)を有し、酸価が100mgKOH/g以下の高分子ビニルポリマーがより好ましく、前記酸価は25〜100mgKOH/gの範囲が特に好ましい。
中でも、本発明における高分子ビニルポリマーとしては、親水性基含有モノマーに由来の構成単位と疎水性基として芳香族基含有モノマーに由来する構成単位とを含む高分子ビニルポリマーが好ましく、解離性基含有モノマーに由来の構成単位と芳香族基含有モノマーに由来する構成単位とを含む高分子ビニルポリマーが好ましい。
前記親水性基含有モノマーの例としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などの解離性基を含有するモノマーが挙げられ、具体的には、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。このうち、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、その具体例として、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。
前記芳香族基含有モノマーは、芳香族炭化水素に由来する芳香族基とエチレン性不飽和結合とを有するモノマーであることが好ましい。芳香族基含有モノマーの例としては、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマー等が挙げられる。中でも、ポリマー鎖の親水性と疎水性のバランスとインク定着性の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、及びフェニル(メタ)アクリレートから選ばれる化合物がより好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが更に好ましい。
なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
上記のうち、本発明における高分子ビニルポリマーとしては、フェノキシエチルアクリレート及びフェノキシエチルメタクリレートの少なくとも一方に由来する疎水性構造単位の少なくとも1種と、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方に由来する親水性構造単位の少なくとも1種とを含む共重合体が好ましい。高分子ビニルポリマーがこの構造を有していることで、インクの分散安定性がより向上する。
高分子ビニルポリマーは、フェノキシエチルアクリレート及びフェノキシエチルメタクリレートの少なくとも一方に由来する疎水性構造単位、並びにアクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方に由来する親水性構造単位に加えて、これらのモノマーと共重合可能な化合物(以下、「その他のモノマー」ということがある。)に由来する構造単位を更に含んでもよい。前記その他のモノマーに由来する構造単位としては、例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーに由来する構造単位が挙げられる。
前記α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、酢酸ビニル、酢酸アリル、クロトン酸、クロトン酸エステル、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、芳香族基で置換されてもよいアクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、芳香族基で置換されてもよいメタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、ビニルアルコール、並びに上記化合物の誘導体等が挙げられる。
中でも、前記その他のモノマーとしては、アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステル(いずれも芳香族基で置換されてもよく、好ましくはいずれもアルキル部位の炭素数が1〜4のアルキルエステル)、アクリル酸フェニルエステルが好適に挙げられる。
本発明における高分子ビニルポリマーとしては、フェノキシエチルアクリレート及びフェノキシエチルメタクリレートの少なくとも一方と、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方と、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステル(好ましくは、いずれもアルキル部位の炭素数が1〜4のアルキルエステル)の少なくとも一方とを含むモノマー混合物を、公知の重合法により共重合させることにより好適に得られる。これは、例えば溶液重合法等で製造することができる。
溶液重合法による場合、溶媒は特に限定されるものではないが、極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒が水混和性を有する場合には、水と混合して用いることもできる。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルが挙げられる。
前記モノマー混合物を共重合させる際には、ラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、t−ブチルペルオキシオクトエート、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物を使用することができる。本発明においてはアゾ化合物を用いることが好ましい。
さらに共重合の際には、重合連鎖移動剤を添加してもよい。重合連鎖移動剤の具体例としては、オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、メルカプトコハク酸、チウラムジスルフィド類等が挙げられる。
重合温度は、好ましくは30〜100℃、より好ましくは50〜80℃であり、重合時間は、好ましくは1〜20時間である。また、重合雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、生成した水不溶性ビニルポリマーを単離することができる。また、得られた水不溶性ポリマーは、再沈澱、膜分離、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去して精製することができる。
本発明における高分子ビニルポリマーは、フェノキシエチルアクリレート及びフェノキシエチルメタクリレートの少なくとも一方に由来する疎水性構造単位の含有比率が20〜90質量%が好ましく、30〜90質量%がより好ましい。また、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方に由来する親水性構造単位の含有比率は、5〜40質量%が好ましく、5〜30質量%が更に好ましい。
また、本発明における高分子ビニルポリマーの平均分子量は、重量平均分子量で2,000〜70,000が好ましく、20,000〜60,000が更に好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(キャリア:テトラヒドロフラン)により測定されるポリスチレン換算の平均分子量である。
更には、本発明における高分子ビニルポリマーは、フェノキシエチルアクリレート及びフェノキシエチルメタクリレートの少なくとも一方に由来する疎水性構造単位の含有比率が20〜90質量%であって、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方に由来する親水性構造単位の含有比率が5〜40質量%であって、重量平均分子量が2,000〜70,000のものが好ましく、フェノキシエチルアクリレート及びフェノキシエチルメタクリレートの少なくとも一方に由来する疎水性構造単位の含有比率が30〜90質量%であって、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方に由来する親水性構造単位の含有比率が5〜30質量%であって、重量平均分子量が20,000〜60,000であるものがより好ましい。上記に加えて、更に、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステル(好ましくは、いずれもアルキル部位の炭素数が1〜4のアルキルエステル)の少なくとも一方に由来する構造単位を有しているものが好ましい。
本発明における着色粒子の製造方法については、特に限定されるものではなく、例えば、特開平10−140065号公報に記載の、カプセル化顔料の製造方法にて製造することができる。具体的には、高分子ビニルポリマーとキナクリドン固溶体顔料と塩基性基を有するシナジストとを有機溶剤を含む水性媒体中で分散処理した後、有機溶剤の少なくとも一部を除去することで、着色粒子の水分散体を得ることができる。
高分子ビニルポリマーの含有比率としては、分散安定性の観点から、固溶体顔料に対して、質量基準で10%以上100%以下の範囲が好ましく、30%以上60%以下の範囲がより好ましい。
また、インク組成物中における着色粒子の含有率としては、画像濃度の観点から、インク組成物の全質量に対して、2質量%以上10質量%以下であることが好ましく、3質量%以上7質量%以下であることがより好ましい。
−重合性化合物−
本発明のインク組成物は、下記一般式(1)で表される水溶性の重合性化合物の少なくとも1種を含有する。活性エネルギー線が照射されることにより重合する。この重合性化合物は、前記顔料及び樹脂粒子と共に併用し、処理液と接触して凝集するときには粒子間に取り込まれて、その後の重合硬化により画像を強化する。
水溶性とは、水に一定濃度以上溶解できることをいい、水性のインク又は処理液中に(望ましくは均一に)溶解し得るものであればよい。また、後述する水溶性有機溶剤を添加することにより溶解度が上がってインク中に(望ましくは均一に)溶解するものであってもよい。具体的には、水に対する溶解度が10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。
重合性化合物としては、凝集成分と顔料、樹脂粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましく、水に対する溶解度が10質量%以上(更には15質量%以上)の重合性化合物が好ましい。
ノニオン性の重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルモノマー類などの重合性化合物を挙げることができる。
前記(メタ)アクリルモノマー類としては、例えば、多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、多価アルコールのグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸エステル、ポリエチレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル、多価アルコールのエチレンオキシド付加化合物の(メタ)アクリル酸エステル、多塩基酸無水物と水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとの反応物などの紫外線硬化型モノマー、オリゴマーが挙げられる。
前記多価アルコールは、エチレンオキシドの付加により内部にエチレンオキシド鎖で鎖延長されたものでもよい。
以下、ノニオン性の重合性化合物の具体例(ノニオン性化合物1〜6)を示す。但し、本発明においては、これらに限定されるものではない。
また、多水酸基化合物から誘導される1分子中に2以上のアクリロイル基を有するアクリル酸エステルも用いることができる。前記多水酸基化合物としては、例えば、グリコール類の縮合物、オリゴエーテル、オリゴエステル類等が挙げられる。
更に、ノニオン性の重合性化合物は、単糖類、2糖類などの2以上の水酸基を有するポリオールの(メタ)アクリル酸エステル又は;トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリスヒドロキシアミノメタン、トリスヒドロキシアミノエタン等との(メタ)アクリル酸エステルも好適である。
また、ノニオン性の重合性化合物としては、分子内にアクリルアミド構造を有する水溶性の重合性化合物も好適である。分子内にアクリルアミド構造有する重合性化合物は、下記一般式(1)で表される化合物がより好ましい。
一般式(1)中、Qはn価の基を表し、Rは水素原子又はメチル基を表す。また、nは1以上の整数を表す。
一般式(1)で表される化合物は、不飽和ビニル単量体がアミド結合により基Qに結合したものである。Rは、水素原子又はメチル基を表し、好ましくは水素原子である。基Qの価数nは、重合効率、吐出安定性を向上させる観点から1以上であり、中でも1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましい。また、重合効率に優れるn≧2の多官能の(メタ)アクリルアミドを含むことが好ましく、更には、浸透性に優れるn=1である単官能の(メタ)アクリルアミドと、重合効率に優れるn≧2の多官能の(メタ)アクリルアミドとを併用して用いることが好ましい。
また、前記基Qは、(メタ)アクリルアミド構造と連結可能な基であれば特に制限はないが、一般式(1)で表される化合物が前述の水溶性を満たすような基から選択されることが好ましい。具体的には以下の化合物群Xから選ばれる化合物から、1以上の水素原子又はヒドロキシル基が除去された残基を挙げることができる。
−化合物群X−
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、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、トリプロピレングリコール、ポリ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、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール,1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、チオグリコール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、及びこれらの縮合体、低分子ポリビニルアルコール、又は糖類などのポリオール類。
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンジアミンなどのポリアミン類。
さらに、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン基等の炭素数4以下の置換又は無置換のアルキレン鎖、更にはピリジン環、イミダゾール環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環などの飽和もしくは不飽和のヘテロ環を有する官能基などを例示することができる。
n=1のとき、前記基Qとしては、アルキル基又は置換アルキル基が好適であり、アルキルの炭素数は1〜5が好ましく、該炭素数は1〜3がより好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、水酸基、アミノ基等が挙げられる。
また、n≧2のとき、前記基Qは、連結基を表す。連結基としては、オキシアルキレン基(好ましくはオキシエチレン基)を含むポリオール類の残基であることが好ましく、オキシアルキレン基(好ましくはオキシエチレン基)を3以上含むポリオール類の残基であることが特に好ましい。
以下、分子内にアクリルアミド構造を有する水溶性の重合性化合物の具体例を示す。但し、本発明は、これらに制限されるものではない。
前記カチオン性の重合性化合物は、カチオン基と不飽和二重結合等の重合性基とを有する化合物であり、例えば、エポキシモノマー類、オキタセンモノマー類などを好適に用いることができる。カチオン性の重合性化合物を含有すると、カチオン基を有することでインク組成物のカチオン性が強くなり、アニオン性インクを用いたときの混色がより効果的に防止される。
前記カチオン性の重合性化合物としては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアミノアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノメタアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、及びこれらの4級化化合物などが挙げられる。
エポキシモノマー類としては、例えば、多価アルコールのグリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族環状のエポキシドなどが挙げられる。
さらに、カチオン性の重合性化合物の例として、下記構造を有するものを挙げることができる。
前記構造において、Rは、ポリオールの残基を表す。また、Xは、H又はCHを表し、AはCl、HSO 又はCHCOOを表す。このポリオールを導入するための化合物としては、例えば、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ビスフェノールA、脂環型ビスフェノールA及びこれらの縮合物等を挙げることができる。
以下、カチオン基を有する重合性化合物の具体例(カチオン性化合物1〜11)を例示する。
本発明における重合性化合物としては、擦過耐性を高め得る観点から、多官能のモノマーが好ましく、2官能〜6官能のモノマーが好ましく、溶解性と擦過耐性の両立の観点から、2官能〜4官能のモノマーが好ましい。
本発明における重合性化合物(p)と既述のキナクリドン固溶体顔料(q)との含有比率〔q:p[質量比]〕としては、1:1〜1:20が好ましく、より好ましくは1:1〜1:10であり、更に好ましくは1:1〜1:5である。含有比率(q:p)が1:1以上、すなわち重合性化合物の割合が固溶体顔料に比べて少なすぎない範囲であると、画像の密着性により優れる。また、含有比率(q:p)が1:20以下、すなわち重合性化合物の割合が固溶体顔料に比べて多すぎない範囲であると、吐出性の点で有利である。
重合性化合物は、1種単独又は2種以上を組み合わせて含有することができる。
重合性化合物のインク組成物中における含有量としては、インク組成物の総質量に対して、15質量%以上40質量%未満が好ましく、15質量%以上25質量%以下がより好ましい。重合性化合物の含有量が15質量%以上であると、記録媒体との密着性が向上すると共に、画像強度がより高まって画像の耐擦過性に優れる。重合性化合物の含有量が40質量%以下であると、画像の段差(パイルハイト)の点で有利である。
−重合開始剤−
本発明のインク組成物は、後述する処理液に含有すると共にあるいは含有せずに、活性エネルギー線により前記重合性化合物の重合を開始する重合開始剤の少なくとも1種を含有することができる。重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を混合して、あるいは増感剤と併用して使用することができる。
重合開始剤は、活性エネルギー線により重合性化合物の重合反応を開始し得る化合物を適宜選択して含有することができる。重合開始剤の例として、放射線もしくは光、又は電子線により活性種(ラジカル、酸、塩基など)を発生する重合開始剤(例えば光重合開始剤等)が挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェン、p,p’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、メチルベンゾイルフォーメートが挙げられる。更に、例えばトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等の、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタロセン化合物等が挙げられる。
また、前記重合開始剤として、例えば、下記一般式(2)で表される化合物や特開2005−307198号公報に記載の化合物等を挙げることができる。中でも、密着性と耐擦性の観点から、下記一般式(2)で表される重合開始剤が好ましい。
前記一般式(2)において、m及びnは、各々独立に、0以上の整数を表し、m+nは0〜3の整数を表す。mが0〜3であってnが0または1であることが好ましく、mが0又は1であってnが0であることがより好ましい。一般式(2)で表される化合物の具体例を以下に示す。但し、本発明は、これらに限定されるものではない。
前記一般式(2)で表される化合物は、特開2005−307198号公報等の記載に準じて合成した化合物であっても市販の化合物であってもよい。市販品として、例えば、イルガキュア2959(m=0、n=0)が挙げられる。
また、本発明における重合開始剤は、水溶性の重合開始剤が好ましい。ここで、「水溶性」とは、25℃の蒸留水に0.5質量%以上溶解することを意味し、25℃の蒸留水に1質量%以上溶解するものが好ましく、3質量%以上溶解するものがより好ましい。
インク組成物が重合開始剤を含有する場合、重合開始剤のインク組成物中における含有量としては、前記重合性化合物に対して、0.07〜0.2質量%が好ましく、0.1〜0.17質量%がより好ましい。重合開始剤の含有量は、0.07質量%以上であると、画像の耐擦過性がより向上し、高速記録に有利であり、0.2質量%以下であると、吐出安定性の点で有利である。
前記増感剤としては、アミン系(脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジンなど)、尿素(アリル系、o−トリルチオ尿素など)、イオウ化合物(ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩など)、ニトリル系化合物(N,N,ジ置換p−アミノベンゾニトリルなど)、リン化合物(トリn−ブチルホスフィン、ネトリウムジエチルジチオホスフィードなど)、窒素化合物(ミヒラーケトン、N−ニトリソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ1,3オキサジン化合物、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドとジアミンの縮合物など)、塩素化合物(四塩化炭素、ヘキサクロロエタンなど)、エポキシ樹脂とアミンの反応生成物の高分子化アミン、トリエタノールアミントリアクリレート、等が挙げられる。
増感剤は、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。
−水−
本発明におけるインク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは45〜70質量%である。
−水溶性有機溶剤−
本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶剤を含有してもよい。水溶性有機溶剤を含有する場合、その含有量は少ないことが好ましく、本発明では水溶性有機溶剤の含有量を、インク組成物の全質量に対して3質量%未満が好ましい。水溶性有機溶剤の含有量の下限は、重合性化合物の溶解性向上の点で、0.5質量%が望ましい。
水溶性有機溶剤は、インク組成物の乾燥防止、湿潤あるいは紙への浸透促進の効果が得られる。インク組成物が含有してもよい水溶性有機溶剤としては、例えば、
グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール類や、2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等のアルカンジオールなどの多価アルコール類や、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、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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などのグリコールエーテル類など、並びに、特開2011−42150号公報の段落番号[0116]に記載の、糖類や糖アルコール類、ヒアルロン酸類、炭素数1〜4のアルキルアルコール類、他のグリコールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これら溶剤は、1種又は2種以上を適宜選択して用いることができる。多価アルコール類は、乾燥防止剤や湿潤剤としても有用であり、例えば、特開2011−42150号公報の段落番号[0117]に記載の例も挙げられる。また、ポリオール化合物は、浸透剤として好ましく、脂肪族ジオールとしては、例えば、特開2011−42150号公報の段落番号[0117]に記載の例が挙げられる。
上記のほか、水溶性有機溶剤として下記構造式(1)で表される化合物が挙げられる。
構造式(1)において、l、m、及びnは、それぞれ独立に、1以上の整数を表しかつl+m+n=3〜15を満たす。中でも、l+m+nは、3以上であるとカール抑制効果が得られ、15以下であると吐出性を良好に保てる。中でも、3〜12が好ましく、3〜10がより好ましい。AOは、エチレンオキシ(EOと略記することがある)及び/又はプロピレンオキシ(POと略記することがある)を表し、中でもプロピレンオキシ基が好ましい。構造式中の(AO)、(AO)、及び(AO)の各AOは、それぞれ同一でも異なってもよい。
前記構造式(1)で表される化合物の詳細については、特開2011−42150号公報の段落番号[0121]〜[0125]に記載されている。グリセリンのアルキレンオキシド付加物は、上市されている市販品を用いてもよく、例えば、ポリオキシプロピル化グリセリン(ポリプロピレングリコールとグリセリンとのエーテル)として、サンニックスGP−250(平均分子量250)、同GP−400(平均分子量400)、同GP−600(平均分子量600)〔以上、三洋化成工業(株)製〕、及び同公報の段落番号[0126]に記載の例が挙げられる。
−他の成分−
本発明におけるインク組成物は、上記成分以外の他の添加剤を用いて構成することができる。他の添加剤としては、例えば、重合禁止剤、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、インク組成物の場合はインクに直接添加し、また、油性染料を分散物として用いる場合は染料分散物の調製後に分散物に添加するのが一般的であるが、調製時に油相又は水相に添加してもよい。
本発明におけるインク組成物は、コロイダルシリカを含有することができる。インクジェットヘッド部材の撥液性の低下を防ぎ、吐出性を高めることができる。かかる観点から、本発明のインク組成物におけるコロイダルシリカの含有量としては、例えばインク組成物総量に対して0.0001〜10質量%とすることができる。
コロイダルシリカは、平均粒子径が数100nm以下のケイ素を含む無機酸化物の微粒子からなるコロイドである。主成分として二酸化ケイ素(その水和物を含む)を含み、少量成分としてアルミン酸塩を含んでいてもよい。少量成分として含まれることがあるアルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどが挙げられる。
コロイダルシリカは、上記製造方法で製造されたものでも市販品でもよい。市販品の具体例としては、Ludox AM、Ludox AS、Ludox LS、Ludox TM、Ludox HSなど(以上、E.I.Du Pont de Nemouvs & Co製);スノーテックスS、スノーテックスXS、スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40、スノーテックスN、スノーテックスC、スノーテックスOなど(以上、日産化学社製);Cataloid−S、Cataloid−F120、Cataloid SI−350、Cataloid SI−500、Cataloid SI−30、Cataloid S−20L、Cataloid S−20H、CataloidS−30L、Cataloid S−30H、Cataloid SI−40、OSCAL−1432(イソプロピルアルコールゾル)など(以上、日揮触媒化成製);アデライト(旭電化社製);数珠状のコロイダルシリカとして、例えば、スノーテックスST−UP、同PS−S、同PS−M、同ST−OUP、同PS−SO、同PS−MO(以上、日産化学社製)などが挙げられる。
コロイダルシリカの詳細については、特開2011−063770号公報の段落番号[0013]〜[0019]の記載を参照することができる。
また、本発明におけるインク組成物は、種々の界面活性剤を用いることができ、中でもアセチレングリコール系界面活性剤を含有する態様が好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤は、他の界面活性剤に比べ、表面張力及びインクと接触するインクジェットヘッド部材(ヘッドノズルなど)との間の界面張力を適正に保ちやすく、起泡し難い。そのため、インク組成物を吐出する際の吐出安定性が高められる。また、アセチレングリコール系界面活性剤を含むことで、記録媒体に対する濡れ性や浸透性が良好になり、インクの濃淡ムラや滲みが抑えられ、精細な画像形成に有利である。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、サーフィノール104、同104E、同104H、同104A、同104BC、同104DPM、同104PA、同104PG−50、同104S、同420、同440、同465、同485、同SE、同SE−F、同504、同61、同DF37、同CT111、同CT121、同CT131、同CT136、同TG、同GA(以上、いずれもAir Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、同Y、同P、同A、同STG、同SPC、同E1004、同E1010、同PD−001、同PD−002W、同PD−003、同PD−004、同EXP.4001、同EXP.4036、同EXP.4051、同AF−103、同AF−104、同AK−02、同SK−14、同AE−3(以上、いずれも日信化学工業(株)製)、アセチレノールE00、同E00P、同E40、同E100(以上、いずれも川研ファインケミカル(株)製)等が挙げられる。
アセチレン系界面活性剤のインク組成物中における含有量は、インク組成物の全質量に対して、0.1〜1.5質量%が好ましく、0.5〜1.0質量%がより好ましい。該含有量が0.1質量%以上であると、記録媒体上でインクが均一に濡れ広がり易く、インクの濃淡ムラや滲みを抑えてより均質な画像が得られる。該含有量が1.5質量%以下であると、インク組成物の保存安定性、吐出安定性により優れる。
<インクセット>
本発明のインクセットは、既述の本発明のインク組成物と、該インク組成物と接触したときに凝集体を形成する凝集成分を含む処理液とを用いて構成されている。本発明のインクセットは、既述のインク組成物が処理液と共に用いられるので、形成される画像は精細で密着性により優れると共に、長期保存あるいは高温環境下での経時など、使用中断もしくは停止後の放置回復性に優れている。
なお、インク組成物の詳細については、既述した通りである。
−処理液−
以下、インクセットを構成する処理液について詳述する。
記録媒体に付与された処理液は、インク組成物と接触したときに、インク組成物中の着色粒子等の分散粒子を凝集させて画像を記録媒体上に固定化する。処理液は、インク組成物中の成分を凝集させる凝集成分を少なくとも含有し、更に重合開始剤を含んでもよく、必要に応じて、更に他の成分を用いて構成することができる。
また、インク組成物と共に処理液を用いることで、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い描画性(例えば細線や微細部分の再現性)に優れた画像が得られる。
凝集成分としては、インク組成物のpHを変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類などの4級もしくは3級アミンを有するポリマーであってもよい。本発明においては、インク組成物の凝集性の観点から、インク組成物のpHを変化させることができる化合物が好ましく、インク組成物のpHを低下させ得る化合物がより好ましい。
インク組成物のpHを低下させ得る化合物としては、酸性化合物(以下、酸性物質ともいう。)を挙げることができる。
酸性物質としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等が好適に挙げられる。
酸性物質は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明における処理液が酸性物質を含む場合、処理液のpH(25℃)は、6以下が好ましく、より好ましくはpHは4以下である。中でも、pH(25℃)は1〜4の範囲が好ましく、特に好ましくは、pHは1〜3である。このとき、前記インク組成物のpH(25℃)は、7.5以上(より好ましくは8.0以上)であることが好ましい。
中でも、画像濃度、解像度、及びインクジェット記録の高速化の観点から、インク組成物のpH(25℃)が8.0以上であって、処理液のpH(25℃)が0.5〜4である場合が好ましい。
中でも、本発明における凝集成分としては、水溶性の高い酸性物質が好ましく、凝集性を高め、インク全体を固定化させる点で、有機酸が好ましく、2価以上の有機酸がより好ましく、2価以上3価以下の酸性物質が特に好ましい。前記2価以上の有機酸としては、その第1pKaが3.5以下の有機酸が好ましく、より好ましくは3.0以下の有機酸である。具体的には、例えば、リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸などが好適に挙げられる。
前記多価金属塩としては、周期表の第2属のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3属の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13属からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)の塩を挙げることができる。これら金属の塩としては、カルボン酸塩(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩が好適である。中でも、好ましくは、カルボン酸(蟻酸、酢酸、安息香酸塩など)のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及びチオシアン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩である。
凝集成分は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
インク組成物を凝集させる凝集成分の処理液中における含有量としては、1〜50質量%が好ましく、より好ましくは3〜45質量%であり、更に好ましくは5〜40質量%の範囲である。
処理液には、前記インク組成物に含有すると共に、活性エネルギー線によりインク組成物中の重合性化合物の重合を開始する重合開始剤の少なくとも1種を含有することができる。重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を混合して、あるいは増感剤と共に使用することができる。
処理液に用いられる重合開始剤は、インク組成物と同様に、活性エネルギー線により重合性化合物の重合反応を開始し得る化合物から適宜選択することができる。重合開始剤の例としては、放射線もしくは光、又は電子線により活性種(ラジカル、酸、塩基など)を発生する重合開始剤(例えば光重合開始剤等)が挙げられる。光重合開始剤等の詳細については、前記インク組成物の項で説明した通りである。
また、処理液には、本発明の効果を損なわない範囲内で、更にその他の成分として他の添加剤を含有することができる。他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、既述の本発明のインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与し、画像を形成するインク付与工程を少なくとも設けて構成されている。本発明の画像形成方法では、既述のインク組成物が用いられるので、画像の密着性に優れると共に、長期保存あるいは高温環境下での経時など、使用中断もしくは停止後の放置回復性に優れている。
−インク付与工程−
インク付与工程は、既述の本発明のインク組成物を記録媒体にインクジェット法で付与する。本工程では、記録媒体上に選択的にインク組成物を付与でき、所望の可視画像を形成できる。なお、インク組成物の詳細及び好ましい態様などインク組成物の詳細については、インク組成物に関する説明で既述した通りである。
インクジェット法による画像形成は、エネルギーを供与することにより、所望とする記録媒体上に既述のインク組成物を吐出し、着色画像を形成する。なお、本発明に好ましいインクジェット法として、特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105に記載の方法が適用できる。
インクジェット法には、特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等のいずれであってもよい。インクジェット法としては、特に、特開昭54−59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット法を有効に利用することができる。
尚、前記インクジェット法には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
インクジェットヘッドとしては、短尺のシリアルヘッドを用い、ヘッドを記録媒体の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式と、記録媒体の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式とがある。ライン方式では、記録素子の配列方向と直交する方向に記録媒体を走査させることで記録媒体の全面に画像記録を行なうことができ、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、キャリッジの移動と記録媒体との複雑な走査制御が不要になり、記録媒体だけが移動するので、シャトル方式に比べて記録速度の高速化が実現できる。本発明の画像形成方法は、これらのいずれにも適用可能であるが、一般にダミージェットを行なわないライン方式に適用した場合に、吐出精度及び画像の耐擦過性の向上効果が大きい。
インクジェットヘッドから吐出されるインクの液滴量としては、高精細な画像を得る観点で、1〜10pl(ピコリットル)が好ましく、1.5〜6plがより好ましい。また、画像のムラ、連続諧調のつながりを改良する観点で、異なる液適量を組み合わせて吐出することも有効であり、このような場合でも本発明は好適に使用できる。
−処理液付与工程−
本発明の画像形成方法では、更に、前記インク組成物と接触したときに凝集体を形成する凝集成分を含む処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程を設けて構成されていることが好ましい。
処理液付与工程は、インク組成物中の成分を凝集させる凝集成分を含む処理液を記録媒体に付与し、処理液をインク組成物と接触させて画像化する。この場合、インク組成物中の固溶体顔料をはじめとする分散粒子が凝集し、記録媒体上に画像が固定化される。なお、処理液は凝集成分を少なくとも含有してなり、各成分の詳細及び好ましい態様については、既述した通りである。
処理液の付与は、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行なうことができる。塗布法としては、バーコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等を用いた公知の塗布方法によって行なうことができる。インクジェット法の詳細については、既述の通りである。
処理液付与工程は、インク組成物を用いたインク付与工程の前又は後のいずれに設けてもよい。本発明においては、処理液付与工程で処理液を付与した後にインク付与工程を設けた態様が好ましい。具体的には、記録媒体上に、インク組成物を付与する前に、予めインク組成物中の固溶体顔料などの分散粒子を凝集させるため処理液を付与しておき、記録媒体上に付与された処理液に接触するようにインク組成物を付与して画像化する態様が好ましい。これにより、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い画像が得られる。
処理液の付与量としては、インク組成物を凝集可能であれば特に制限はないが、好ましくは、凝集成分の付与量が0.1g/m以上となる量とすることができる。中でも、凝集成分の付与量が0.2〜0.7g/mとなる量が好ましい。凝集成分は、付与量が0.1g/m以上であるとインク組成物の種々の使用形態に応じ良好な高速凝集性が保てる。また、凝集成分の付与量が0.7g/m以下であることは、付与した記録媒体の表面性に悪影響(光沢の変化等)を与えない点で好ましい。
また、本発明においては、処理液付与工程後にインク付与工程を設け、処理液を記録媒体上に付与した後、インク組成物が付与されるまでの間に、記録媒体上の処理液を加熱乾燥する加熱乾燥工程を更に設けることが好ましい。インク付与工程前に予め処理液を加熱乾燥させることにより、滲み防止などのインク着色性が良好になり、色濃度及び色相の良好な可視画像を記録できる。
加熱乾燥は、ヒータ等の公知の加熱手段やドライヤ等の送風を利用した送風手段、あるいはこれらを組み合わせた手段により行なえる。加熱方法としては、例えば、記録媒体の処理液の付与面と反対側からヒータ等で熱を与える方法や、記録媒体の処理液の付与面に温風又は熱風をあてる方法、赤外線ヒータを用いた加熱法などが挙げられ、これらの複数を組み合わせて加熱してもよい。
−記録媒体−
本発明の画像形成方法は、記録媒体に上に画像を記録するものである。記録媒体には、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。セルロースを主体とする一般印刷用紙は、水性インクを用いた一般のインクジェット法による画像記録においては比較的インクの吸収、乾燥が遅く、打滴後に色材移動が起こりやすく、画像品質が低下しやすいが、本発明の画像形成方法によると、色材移動を抑制して色濃度、色相に優れた高品位の画像の記録が可能である。
記録媒体としては、一般に市販されているものを使用することができ、例えば、王子製紙(株)製の「OKプリンス上質」、日本製紙(株)製の「しらおい」、及び日本製紙(株)製の「ニューNPI上質」等の上質紙(A)、王子製紙(株)製の「OKエバーライトコート」及び日本製紙(株)製の「オーロラS」等の微塗工紙、王子製紙(株)製の「OKコートL」及び日本製紙(株)製の「オーロラL」等の軽量コート紙(A3)、王子製紙(株)製の「OKトップコート+」及び日本製紙(株)製の「オーロラコート」等のコート紙(A2、B2)、王子製紙(株)製の「OK金藤+」及び三菱製紙(株)製の「特菱アート」等のアート紙(A1)等が挙げられる。また、インクジェット記録用の各種写真専用紙を用いることも可能である。
記録媒体の中でも、一般のオフセット印刷などに用いられるいわゆる塗工紙が好ましい。塗工紙は、セルロースを主体とした一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものである。塗工紙は、通常の水性インクジェットによる画像形成においては、画像の光沢や擦過耐性など、品質上の問題を生じやすいが、本発明の画像形成方法では、光沢ムラが抑制されて光沢性、耐擦性の良好な画像を得ることができる。特に、原紙と無機顔料を含むコート層とを有する塗工紙を用いるのが好ましく、原紙とカオリン及び/又は重炭酸カルシウムを含むコート層とを有する塗工紙を用いるのがより好ましい。具体的には、アート紙、コート紙、軽量コート紙、又は微塗工紙がより好ましい。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
<シナジストの合成>
(1.塩基性基を有するシナジストS1の合成例)
2,9−ジメチルキナクリドンを、常法によりクロロアセトアミドメチル化した後、ジメチルアミノプロピルアミンを反応させ、ジメチルアミノプロピルアミノアセトアミドメチル−2,9−ジメチルキナクリドンを合成した。
(2.塩基性基を有するシナジストS2の合成例)
2−メトキシ−4−フェニルアミノ−6−アミノ−1,3,5−トリアジンにN−クロロエチルモルホリンを反応させ、2−メトキシ−4−フェニルアミノ−6−モルホリノエチルアミノ−1,3,5−トリアジンを合成した。
(3.塩基性基を有するシナジストS3の合成例)
アクリドンを常法によりクロロスルホン化し、モルホリノプロピルアミンを反応させ、2−モルホリノプロピルスルファモイルアクリドンを合成した。
(4.塩基性基を有するシナジストS4の合成例)
アントラキノン−2−カルボン酸を常法により酸クロリドに変換し、ジメチルアミノプロピルアミンを反応させ、2−N−ジメチルアミノプロピルカルバモイル−アントラキノンを合成した。
以下に、上記で合成したシナジストS1〜S4の構造を示す。

<ポリマー分散剤の調製>
(水不溶性樹脂P−1の合成)
攪拌機、冷却管を備えた1000mlの三口フラスコに、メチルエチルケトン88gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、これにメチルエチルケトン50gにジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート0.85g、フェノキシエチルメタクリレート50g、メタクリル酸13g、及びメチルメタクリレート37gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン2gにジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート0.42gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は過剰量のヘキサンに2回再沈殿させ、析出した樹脂を乾燥させて、フェノキシエチルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸(共重合比[質量比]=50/37/13)共重合体(水不溶性樹脂P−1)96.5gを得た。
得られた水不溶性樹脂P−1の組成は、H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は49400であった。さらに、JIS規格(JIS K 0070:1992)に規定される方法によりこの水不溶性樹脂の酸価を求めたところ、84.8mgKOH/gであった。
<水性の固溶体顔料分散物の調製>
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A1の調製)
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド202のキナクリドン固溶体顔料1(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド202(質量比)=20/80)10部と、前記シナジストS1(塩基性基を有するシナジスト)1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、78nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A1を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A2の調製)
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド202のキナクリドン固溶体顔料1(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド202(質量比)=20/80)10部と、前記シナジストS2(塩基性基を有するシナジスト)1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、80nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A2を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A3の調製)
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド202のキナクリドン固溶体顔料1(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド202(質量比)=20/80)10部と、前記シナジストS3(塩基性基を有するシナジスト)1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、81nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A3を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A4の調製)
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド202のキナクリドン固溶体顔料1(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド202(質量比)=20/80)10部と、前記シナジストS4(塩基性基を有するシナジスト)1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、77nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A4を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A5の調製)
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド122のキナクリドン固溶体顔料2(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド122(質量比)=30/70)10部と、前記シナジストS1(塩基性基を有するシナジスト)を1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、75nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A5を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A6の調製)
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド122のキナクリドン固溶体顔料2(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド122(質量比)=30/70)10部と、前記シナジストS2(塩基性基を有するシナジスト)を1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、78nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A6を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A7の調製):比較用
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド202のキナクリドン固溶体顔料1(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド202(質量比)=20/80)11部と、前記ポリマー分散剤P−1を5.2部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8部と、イオン交換水55.8部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて6時間分散した。 得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、74nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A7を得た。
(マゼンタ固溶体顔料水性分散物A8の調製):比較用
C.I.ピグメント・バイオレット19とC.I.ピグメント・レッド122のキナクリドン固溶体顔料2(C.I.ピグメント・バイオレット19/C.I.ピグメント・レッド122(質量比)=30/70)11部と、前記ポリマー分散剤P−1を5.1部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液7.9部と、イオン交換水56部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて6時間分散した。 得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、73nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ固溶体顔料水性分散物A8を得た。
(マゼンタ顔料水性分散物B1の調製):比較用
C.I.ピグメント・バイオレット19顔料10部と、塩基性基を有するシナジストS1を1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、80nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ顔料水性分散物B1を得た。
(マゼンタ顔料水性分散物B2の調製):比較用
C.I.ピグメント・レッド122顔料10部と、塩基性基を有するシナジストS1を1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、77nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ顔料水性分散物B2を得た。
(マゼンタ顔料水性分散物B3の調製):比較用
C.I.ピグメント・レッド202顔料10部と、塩基性基を有するシナジストS1を1部と、前記ポリマー分散剤P−1を4.9部と、メチルエチルケトン20部と、1mol/L NaOH水溶液8.1部とを加え、ロールミルで必要に応じて2〜8時間混練した後、混練物をイオン交換水60部に分散した。得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
室温まで冷却し、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用いて、50mL遠心菅を使用し、7000rpmで30分間遠心処理を行ない、沈殿物以外の上澄み液を回収した。 ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒子径を測定したところ、83nmであった。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、イオン交換水を加えて、顔料濃度16質量%の樹脂被覆顔料粒子(カプセル化顔料)の分散物として、マゼンタ顔料水性分散物B3を得た。
(インク組成物1〜12の調製)
上記で得られたマゼンタ固溶体顔料水性分散物A1〜A8及びB1〜B3、下記の重合性化合物1、前記シナジストS1〜S4、コロイダルシリカ(スノーテックスXS、平均粒子径5nm、日産化学工業(株)製)を用い、下記の組成になるように各成分を混合した。これをプラスチック製のディスポーザブルシリンジに詰め、PVDF5μmフィルタ(Millex−SV、直径25mm、ミリポア社製)で濾過し、インク組成物1〜12を調製した。
以下、インク組成物1〜12の各組成(インク組成1〜12)を示す。
<インク組成1>
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A1 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成2>
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A2 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成3>
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A3 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成4>
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A4 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成5>
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A5 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成6>
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A6 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成7>:比較用
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A7 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成8>:比較用
・マゼンタ固溶体顔料水性分散物A8 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成9>:比較用
・マゼンタ顔料水性分散物B1 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成10>:比較用
・マゼンタ顔料水性分散物B2 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成11>:比較用
・マゼンタ顔料水性分散物B3 ・・・25質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<インク組成12>
・マゼンタ顔料水性分散物A1 ・・・30質量%
・前記重合性化合物 ・・・19質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル ・・・1質量%
(DEGmEE、和光純薬工業(株)製)
・コロイダルシリカ(固形分) ・・・0.05質量%
(スノーテックスXS、固形分濃度:20質量%、日産化学工業(株)製)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・1質量%
・イルガキュア2959(BASF・ジャパン社製) ・・・2.9質量%
・イオン交換水 ・・・残量(全量で100質量%となるよう加えた)
<処理液の調製>
下記組成の成分を混合して、処理液1を調製した。
<処理液1の組成>
・マロン酸(和光純薬工業(株)製) ・・・25.0質量%
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル ・・・20.0質量%
(和光純薬工業(株)製)
・エマルゲンP109(花王(株)製、ノニオン性界面活性剤)・・・1.0質量%
・イオン交換水 ・・・54.0質量%
<画像形成及び評価>
シリコンノズルプレートを備えたインクジェットヘッドを用意し、これに繋がる貯留タンクを、上記で得たマゼンタ色系のインク組成物A1〜A8、B1〜B3に順次詰め替えた。なお、シリコンノズルプレートの表面には、フッ化アルキルシラン化合物を用いて形成された撥液膜が予め設けられている。
また、記録媒体には、王子製紙(株)製の「OKトップコート+」(坪量104.7g/m)をA5サイズにカットした紙片を用いた。
A5サイズにカットした紙片を、500mm/秒で所定の直線方向に移動可能なステージ上に固定し、ステージ温度を30℃に保持した。これに、上記で得た処理液1をバーコーターで約1.2μmの厚み(0.5g/m)となるように塗布し、塗布直後に50℃で2秒間乾燥させた。その後、インクジェットヘッドを、前記ステージの移動方向(副走査方向)と直交する方向に対して、ノズルが並ぶラインヘッドの方向(主走査方向)が75.7度傾斜するように固定配置し、記録媒体を副走査方向に定速移動させながらインク液滴量2.8pL、吐出周波数25.5kHz、解像度1200dpi×1200dpiの吐出条件にてライン方式で、記録媒体の全面にインクを吐出してベタ画像とした。
画像形成した後、インク着滴面の裏側(背面)から赤外線ヒータで加熱しながら、送風器により120℃、5m/secの温風を記録面に15秒間あてて乾燥させた。画像乾燥後、UV光(アイグラフィックス(株)製、メタルハライドランプ、最大照射波長:365nm)を積算照射量3J/cmになるように照射し、画像を硬化させて画像サンプルを得た。
<評価>
−1.密着性−
得られた画像サンプルを23℃、45%RHの環境下に24時間放置した。放置後の画像サンプルのベタ画像の表面に、長さ3cmのセロテープ(登録商標、LP−12、ニチバン株式会社製)を貼り、5秒後にセロテープ(登録商標)を剥離した。その後、画像サンプルから剥離したセロテープ(登録商標)を目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。下記基準のうち、「D」は、実用上支障を来たす水準である。評価結果を下記表1に示す。
<評価基準>
A:テープへの色の付着がなく、画像サンプルのベタ画像の劣化も認められなかった。
B:テープには色が付着したが、画像サンプルのベタ画像の劣化は認められなかった。
C:テープには色が付着し、画像サンプルのベタ画像の劣化も認められた。
D:テープの半分以上の面積に色が付着し、画像サンプルのベタ画像が脱落した。
−2.放置回復性−
放置回復性の評価として、インクジェット記録装置におけるインク組成物の吐出を止めて一定の時間放置した後、インクの吐出を再開したときの吐出安定性を評価した。
具体的には、記録媒体として富士フイルム(株)製の画彩写真仕上げProを使用し、記録媒体を保持したステージを248mm/分で移動させた。そして、インク組成物を1ノズルあたり2000滴、インク滴量:4.2pL、吐出周波数:10kHz、ノズル配列方向×搬送方向:75×1200dpiの条件にて搬送方向に平行に吐出し、96本のラインを形成して画像サンプル(ライン画像)を作製した。このとき、インク組成物は、45℃で2週間保存したものを使用した。なお、これ以外の画像形成の詳細な条件については、前述のベタ画像の形成と同様とした。
次に、得られた画像サンプルを目視で観察して、全てのノズルからインクが吐出されていることを確認した。
このライン画像を形成した後、所定時間ヘッドをそのままの状態で放置し、続いて新しい記録媒体を貼り付けて、再び上記と同様の条件でインクを吐出して画像サンプル(ライン画像)を作製した。
得られた画像サンプル(ライン画像)を目視で観察し、所定時間放置後に2000発吐出して96本のノズル全てが吐出可能であった最大放置時間で放置回復性を評価した。評価は、以下の評価基準に基づいて行なった。評価において、吐出不良が発生しない放置時間が長いほど吐出性が良好であり、下記基準のうち、「D」は実用上支障を来たす水準である。評価結果を下記表1に示す。
<評価基準>
A:最大放置時間が50分以上であった。
B:最大放置時間が35分以上50分未満であった。
C:最大放置時間が20分以上35分未満であった。
D:最大放置時間が20分未満であった。
前記表1に示すように、本発明では、着色剤として含有する顔料として固溶体顔料を用い、ビニルポリマーと共にシナジストを併用することで、画像の密着性に優れると共に、インクを経時させた後の吐出性(放置回復性)、すなわちインク組成物自体の経時安定性に優れていた。
これに対し、固溶体顔料を用いるがシナジストを含有しない比較用の組成では、硬化性が不足しあるいはインクの安定性に劣っていた。また、固溶体顔料を用いなかった比較用の組成では、着滴したインクの深部まで硬化が充分に進行せず、密着性に劣ると共に、経時後の吐出性(放置回復性)、すなわちインク組成物自体の経時安定性に劣っていた。

Claims (7)

  1. 2種以上のキナクリドン系化合物を含むキナクリドン固溶体顔料、塩基性基を有するシナジスト、及び高分子ビニルポリマーを含む着色粒子と、
    下記一般式(1)で表される水溶性の重合性化合物と、
    重合開始剤と、
    水と、を含み、
    前記キナクリドン固溶体顔料(q)と前記重合性化合物(p)との比率〔q:p[質量比]〕が、1:4〜1:10であるインク組成物。


    〔一般式(1)中、Qは、n価の基を表し、R は、水素原子又はメチル基を表す。nは、1以上の整数を表す。〕
  2. 前記シナジストは、キナクリドン誘導体、トリアジン誘導体、アクリドン誘導体、及びアントラキノン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する構造部分を有する請求項1に記載のインク組成物。
  3. 前記キナクリドン固溶体顔料が、無置換のキナクリドンとジメチル置換キナクリドンとの固溶体顔料、及び無置換のキナクリドンとジクロロ置換キナクリドンとの固溶体顔料の少なくとも一方である請求項1又は請求項2に記載のインク組成物。
  4. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載のインク組成物と、
    前記インク組成物と接触したときに凝集体を形成する凝集成分を含む処理液と、
    を含むインクセット。
  5. 前記凝集成分が、酸性化合物である請求項に記載のインクセット。
  6. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載のインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付与し、画像を形成するインク付与工程を有する画像形成方法。
  7. 更に、前記インク組成物と接触したときに凝集体を形成する凝集成分を含む処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程を有する請求項に記載の画像形成方法。
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