JP6429477B2 - 樹脂微粒子分散体、インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
[1]水性媒体と、前記水性媒体中に分散された、下記一般式(1)で表されるベンズイミダゾリノン誘導体で表面修飾された樹脂微粒子と、を含有し、
前記樹脂微粒子が、下記一般式(2)で表されるモノマー(A−1)及び下記一般式(3)で示されるモノマー(A−2)の少なくともいずれかに由来する構成単位Aと、下記一般式(4)で表されるモノマー(B−1)に由来する構成単位Bと、を有する共重合体で形成されることを特徴とする樹脂微粒子分散体。
(前記一般式(1)中、Znは、水素原子又は2−(メタ)アクリロイルオキシエチル基を示し、Zmは、メチル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基を示す。但し、Zn及びZmの少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基を含む)
CH 2 =CR 1 −COO−(CH 2 −CH 2 −O) m −R 2 ・・・(2)
(前記一般式(2)中、R 1 は、水素原子又はメチル基を示し、R 2 は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、又はヘテロ芳香族炭化水素基を示し、mは、0〜2の整数を示す)
CH 2 =CR 3 −Ar−R 4 ・・・(3)
(前記一般式(3)中、R 3 は、水素原子又はメチル基を示し、Arは、フェニレン基を示し、R 4 は、水素原子、−R 5 、−OR 5 、又は−COOR 5 を示し、R 5 は、炭素原子数1〜18のアルキル基を示す)
CH 2 =CR 6 −X−COOH ・・・(4)
(前記一般式(4)中、R 6 は、水素原子又はメチル基を示し、Xは、単結合又は炭素原子数1〜9の直鎖アルキレン基を示す。但し、前記直鎖アルキレン基中の−CH 2 −は、−O−O−結合が生じない条件で、−O−、−COO−、又は−OCO−に置換されていてもよい)
[4]前記構成単位Aが、スチレン、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸メチル、及びビニルトルエンからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位であり、前記構成単位Bが、アクリル酸、及びメタクリル酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位である前記[1]又は[2]に記載の樹脂微粒子分散体。
[5]前記樹脂微粒子を形成する共重合体の重量平均分子量が、1,000以上600,000以下である前記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂微粒子分散体。
[6]前記樹脂微粒子を形成する共重合体の酸価が、0mgKOH/g以上304mgKOH/g以下である前記[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂微粒子分散体。
[7]前記樹脂微粒子の含有率が3〜30質量%である前記[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂微粒子分散体。
[8]前記水性媒体が水である前記[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂微粒子分散体。
[9]前記[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂微粒子分散体と、色材と、水溶性有機溶媒と、を含有することを特徴とするインクジェット記録用インク。
[10]エネルギーを与えて飛翔させたインクを被記録媒体に付与する工程を含むインクジェット記録方法であって、前記インクが、前記[9]に記載のインクジェット記録用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。
[11]前記エネルギーが熱エネルギーである前記[10]に記載のインクジェット記録方法。
[12]インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジであって、前記インクが、前記[9]に記載のインクジェット記録用インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
[13]インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジと、前記インクを吐出させるヘッド部と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記インクが、前記[9]に記載のインクジェット記録用インクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の樹脂微粒子分散体は、水性媒体と、この水性媒体中に分散された、下記一般式(1)で表されるベンズイミダゾリノン誘導体で表面修飾された樹脂微粒子と、を含有する。以下、その詳細について説明する。
本発明の樹脂微粒子分散体に用いるベンズイミダゾリノン誘導体は、下記一般式(1)で表される化合物である。このベンズイミダゾリノン誘導体は、樹脂微粒子を構成する樹脂(重合体)からなる原料微粒子の表面に吸着可能な化合物である。
(前記一般式(1)中、Znは、水素原子又は2−(メタ)アクリロイルオキシエチル基を示し、Zmは、メチル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基を示す。但し、Zn及びZmの少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基を含む)
本発明の樹脂微粒子分散体は、上記のベンズイミダゾリノン誘導体で表面修飾され、水性媒体中に分散された樹脂微粒子を含有する。この樹脂微粒子は、例えば、特定の構成単位A及び構成単位Bを有する共重合体からなる原料微粒子を、上記のベンズイミダゾリノン誘導体で表面修飾したものである。
構成単位Aは、下記一般式(2)で表されるモノマー(A−1)及び下記一般式(3)で示されるモノマー(A−2)の少なくともいずれかに由来する構成単位である。なお、下記一般式(2)で表されるモノマー(A−1)は、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類及びその誘導体である。また、下記一般式(3)で表されるモノマー(A−2)は、スチレン及びその誘導体である。
(前記一般式(2)中、R1は、水素原子又はメチル基を示し、R2は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、又はヘテロ芳香族炭化水素基を示し、mは、0〜2の整数を示す)
(前記一般式(3)中、R3は、水素原子又はメチル基を示し、Arは、フェニレン基を示し、R4は、水素原子、−R5、−OR5、又は−COOR5を示し、R5は、炭素原子数1〜18のアルキル基を示す)
構成単位Bは、下記一般式(4)で表されるモノマー(B−1)に由来する構成単位である。下記一般式(4)で表されるモノマー(B−1)は、その末端にカルボキシ基を有するモノマーである。
(前記一般式(4)中、R6は、水素原子又はメチル基を示し、Xは、単結合又は炭素原子数1〜9の直鎖アルキレン基を示す。但し、前記直鎖アルキレン基中の−CH2−は、−O−O−結合が生じない条件で、−O−、−COO−、又は−OCO−に置換されていてもよい)
例えば、樹脂微粒子の乾燥粉末を水性媒体に添加すると、樹脂微粒子の分散が不十分となる場合がある。このため、本発明の樹脂微粒子分散体は、モノマーを乳化重合することによって樹脂微粒子が水性媒体中に分散した状態で得ることが好ましい。本発明の樹脂微粒子分散体を製法する方法は特に限定されないが、例えば、以下に示す方法にしたがって製造することができる。
本発明の樹脂微粒子分散体は、樹脂微粒子を分散させる媒体である水性媒体を含有する。水性媒体としては、例えば、水、又は、水及び水溶性有機溶媒の混合溶媒等を用いることができる。
本発明のインクジェット記録用インク(以下、単に「インク」とも記す)は、前述の樹脂微粒子分散体と、色材と、水溶性有機溶媒と、を含有する。すなわち、本発明のインクは、前述の樹脂微粒子分散体に、色材、水溶性有機溶媒等の各種溶剤、及び必要に応じて添加剤等を添加することで製造することができる。
色材としては、例えば、カーボンブラック等の顔料、イエロー/マゼンタ/シアン系の顔料、及び油溶性染料等を用いることができる。なお、本発明の樹脂微粒子分散体に用いるベンズイミダゾリノン誘導体は、これらいずれの色材に対しても優れた吸着性能を示す。但し、ベンズイミダゾリノン誘導体を用いて樹脂微粒子を製造する際には、対象とする色材に対するベンズイミダゾリノン誘導体の吸着性を確認しておき、より好ましい構造を有するベンズイミダゾリノン誘導体を選択して用いることが有効である。
本発明のインクは、水溶性有機溶媒を含有する。水溶性有機溶媒の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどの低級アルコール類;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、テトラ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、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、チオジグリコール、1,4−シクロヘキサンジオールなどのジオール類;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などのトリオール類;トリメチロールプロパン、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などのヒンダードアルコール類;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、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリ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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類;グリセリン、ジメチルスルホキシキド、グリセリンモノアリルエーテル、ポリエチレングリコール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルフォラン、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトン、ジアセトンアルコールなどを挙げることができる。
本発明の樹脂微粒子分散体及びインクには、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。各種添加剤としては、インク組成物等に配合される従来公知の界面活性剤、pH調整剤、酸化防止剤、及び防黴剤等を挙げることができる。
本発明のインクジェット記録方法は、エネルギーを与えて飛翔させたインクを被記録媒体に付与する工程を含む。そして、インクとして、前述のインクジェット記録用インクを使用することを特徴とする。エネルギーとしては、熱エネルギーや力学的エネルギーを用いることができる。なかでも、熱エネルギーを用いることが好ましい。
図1は、インクカートリッジの構成を説明する模式図である。インクカートリッジ100は、インク供給チューブ104を介してヘッドに供給されるインクを収容している。供給用インクを収納したインク袋101の先端には、塩素化ブチルゴム製の栓102が設けられている。この栓102に針103を挿入することにより、インク袋101中のインクを記録ヘッド(303から306)に供給できる。また、インクカートリッジ内に廃インクを受容するインク吸収体を設けてもよい。本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上記のごとき記録ヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、それらが一体になったものも好適に用いられる。
次に、力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の好ましい一例について説明する。力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置としては、例えば、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料及び導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクとを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置を挙げることができる。図5は、インクジェット記録ヘッドの別の構成例を示す概略断面図である。
撹拌シール、撹拌棒、滴下漏斗、セプタムラバー、窒素導入管、及び温度計を取り付けた1Lの4つ口フラスコに、2−(4−アミノフェニル)エタノール14部(0.1モル)及び9%希塩酸138部(0.34モル)を入れて5℃以下に冷却した。18.7%亜硝酸ナトリウム水溶液37部(0.1モル)を氷冷しながら滴下し、ジアゾニウム塩溶液を調製した。一方、5−(アセトアセトアミド)−2−ベンズイミダゾリノン23部(0.1モル)に、エタノール230部、及び36.5%酢酸ナトリウム水溶液126部(0.56モル)を加えて撹拌し、5℃以下に冷却して溶液を調製した。調製した溶液にジアゾニウム塩溶液をゆっくり滴下し、氷冷下で30分、さらに室温で1時間撹拌した。その後、生成した析出物をろ取し、水洗及び乾燥して中間体1を得た(収率98%)。
撹拌シール、撹拌棒、滴下漏斗、セプタムラバー、窒素導入管、及び温度計を取り付けた1Lの4つ口フラスコに、上記で得た中間体1 15.2部(0.04モル)及びピリジン170部を入れ、中間体1をピリジンに溶解させて5℃以下に冷却した。次いで、メタクリロイルクロリド12.5部(0.12モル)をピリジン90部に溶解させたものを滴下して1時間撹拌した。その後、水200部を添加して反応を停止させ、遠心分離による分離及び水洗を行って、前記式(1−1)で表されるベンズイミダゾリノン誘導体1を得た(収率73%)。
撹拌シール、撹拌棒、還流冷却管、セプタムラバー、窒素導入管、及び温度計を取り付けた1Lの4つ口フラスコに、マロン酸104部(1モル)、5−アミノ−2−ベンズイミダゾリノン15部(0.1モル)、及びTHF300部を入れ、撹拌しながら2時間加熱還流を行った。その後溶媒を留去し、得られた析出物を水で洗浄及び乾燥して中間体2を得た(収率95%)。
2−(4−アミノフェニル)エタノールをアニリン9部(0.1モル)に変更したことと、及び5−(アセトアセトアミド)−2−ベンズイミダゾリノンを中間体2 24部(0.1モル)に変更したこと以外は、前述の「中間体1の合成」と同様の方法により中間体3を合成した(収率49%)。
中間体1を中間体3 13.6部(0.04モル)に変更したこと以外は、前述の「ベンズイミダゾリノン誘導体1の合成」と同様の方法により、ベンズイミダゾリノン誘導体2を合成した(収率73%)。
アニリンを2−(4−アミノフェニル)エタノールに変更したこと以外は、前述の「中間体3の合成」と同様の方法により中間体4を合成した(収率49%)。
中間体1を中間体4 15.3部(0.04モル)に変更したこと以外は、前述の「ベンズイミダゾリノン誘導体1の合成」と同様の方法により、ベンズイミダゾリノン誘導体3を合成した(収率73%)。
2−(4−アミノフェニル)エタノールをアニリン9部(0.1モル)に変更したこと以外は、前述の「中間体1の合成」と同様の方法によりベンズイミダゾリノン誘導体4を合成した(収率98%)。
ビーカーに、ベンズイミダゾリノン誘導体1 0.2879部(0.6410ミリモル)、n−ブチルアクリレート 17.1116部(133.4758ミリモル)、スチレン8.6079部(82.6491ミリモル)、アクリル酸4.3073部(59.7738ミリモル)、及び超純水100部を入れ、撹拌混合して懸濁液を得た。一方、別のビーカーに超純水200部を入れ、その先が液面に接触するように電気伝導度計(商品名「ES−12」、HORIBA社製)を設置した後、撹拌しながら懸濁液を滴下した。滴下と同時に、縦軸に電気伝導度計の値、及び横軸にベンズイミダゾリノン誘導体1の混合溶液中の濃度をプロットしたグラフを作成した。その結果、作成したグラフには変曲点があり、ベンズイミダゾリノン誘導体1の界面活性能を確認することができた。また、横軸の値(=CMC:Critical Micelle Concentration(臨界ミセル濃度))は0.61%であった。
撹拌シール、撹拌棒、還流冷却管、セプタムラバー、窒素導入管、及び温度計を取り付けた300mLの4つ口フラスコに、ベンズイミダゾリノン誘導体1 0.2879部(0.6410ミリモル)及びイオン交換水284.24部を入れ、加熱したオイルバスに設置して撹拌した。内温が80℃で安定したところで、イオン交換水20部に溶解させた過硫酸カリウム0.1603部(0.5931ミリモル)を加え、4時間加熱した。得られた液からエバポレーションにより水を留去して測定用試料を調製した。調製した測定用試料につき、重DMFを用いてNMR測定を行ったところ、ベンズイミダゾリノン誘導体1の(メタ)アクリロイルオキシ基は80℃で反応していないことを確認した。
(実施例1)
撹拌シール、撹拌棒、還流冷却管、セプタムラバー、窒素導入管、及び温度計を取り付けた300mLの4つ口フラスコに、ベンズイミダゾリノン誘導体1 0.2879部(0.6410ミリモル)、n−ブチルアクリレート17.1116部(133.4758ミリモル)、スチレン8.6079部(82.6491ミリモル)、及びアクリル酸4.3073部(59.7738ミリモル)を入れた。撹拌混合した後、撹拌しながらイオン交換水284.24部を加えて窒素フローを開始した。30分窒素置換した後、加熱したオイルバスに設置し、内温が80℃で安定したところで、イオン交換水20部に溶解させた過硫酸カリウム0.1603部(0.5931ミリモル)を加えて重合を開始した。なお、重合状況をゲル浸透クロマトグラフィー及びNMRでモニタリングしながら重合を行った。得られた反応液を分画分子量16,000の限外濾過膜(東洋濾紙社製)でろ過した。ろ液をNMR測定し、反応しなかった残モノマーのピークが検出されなくなるまで水を交換してろ過する精製を行った。得られた精製物の酸価を測定(測定溶媒:THF)したところ、112mgKOH/gであった。また、精製物をエバポレーターで濃縮した後、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液を加えてpHを8に調整し、樹脂微粒子分散体1(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体1中の樹脂微粒子を構成する樹脂の重量平均分子量は200,000であった。
ベンズイミダゾリノン誘導体1をベンズイミダゾリノン誘導体2 0.2892部(0.6410ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体2(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体2中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
ベンズイミダゾリノン誘導体1をベンズイミダゾリノン誘導体3 0.3610部(0.6410ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体3(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体3中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
2−メタクリロイルオキシエチルサクシネート28.9632部(152.9268ミリモル)のみをモノマーとして用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体4(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体4中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は244mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
10−ウンデシレン酸4.3043部(23.3743ミリモル)のみをモノマーとして用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体5(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体5中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は304mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
n−ブチルアクリレート28.0000部(218.4087ミリモル)のみをモノマーとして用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体6(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体6中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は0mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
スチレン28.0000部(268.8430ミリモル)のみをモノマーとして用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体7(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体7中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は0mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
スチレン14.0000部(134.4215ミリモル)及びn−ブチルアクリレート14.0000部(109.2043ミリモル)をモノマーとして用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体8(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体8中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は0mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
過硫酸カリウムの量を2.2674部(8.38779ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体9(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体9中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は1,000であった。
過硫酸カリウムの量を0.0926部(0.3424ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体10(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体10中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は600,000であった。
過硫酸カリウムの量を3.2066部(11.8621ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体11(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体11中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は500であった。
過硫酸カリウムの量を0.0889部(0.329ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体12(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体12中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は650,000であった。
実施例1で得た樹脂微粒子分散体1に水を添加して、樹脂微粒子分散体13(固形分濃度:3.0%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体13中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
実施例1で得た樹脂微粒子分散体1をエバポレーションして、樹脂微粒子分散体14(固形分濃度:30%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体14中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
実施例1で得た樹脂微粒子分散体1に水を添加して、樹脂微粒子分散体15(固形分濃度:2.5%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体15中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
実施例1で得た樹脂微粒子分散体1をエバポレーションして、樹脂微粒子分散体16(固形分濃度:31%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体16中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
アクリル酸をメタクリル酸4.3073部(50.0325ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体17(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体17中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は93mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
スチレンを4−ビニルトルエン8.6079部(72.8372ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体18(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体18中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
n−ブチルアクリレートをメタクリル酸メチル17.1116部(170.9109ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体19(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体19中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
実施例1で得た樹脂微粒子分散体1を濃縮しながら徐々にグリセリン152.12部を添加し、水をグリセリンに置換した樹脂微粒子分散体20(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体20中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。なお、樹脂微粒子分散体20の固形分濃度は、グリセリン置換前の質量とグリセリン置換後の質量に基づき、以下の式より算出した。
固形分濃度[%]
=置換前の固形分濃度10.0%×(置換後の質量[g]/置換前の質量[g])
ベンズイミダゾリノン誘導体1をベンズイミダゾリノン誘導体4 0.2161部(0.6410ミリモル)に変更したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、樹脂微粒子分散体21(固形分濃度:10%)を得た。得られた樹脂微粒子分散体21中の樹脂微粒子を構成する樹脂の酸価は112mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
アクリル酸26.7583部(371.3336ミリモル)のみをモノマーとして用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして樹脂微粒子分散体を調製しようとしたが、樹脂微粒子の形成を確認することができなかった。なお、得られた樹脂の酸価は779mgKOH/gであり、重量平均分子量は200,000であった。
(色材への吸着性)
[測定用の試料調製]
イオン交換水17部及び樹脂微粒子分散体1 4部を混合して溶液(S)を得た。得られた溶液(S)に、カーボンブラック(商品名「CAB−O−JET400」、キャボット社製、固形分濃度:15%)5.3部を加えて30分間超音波分散を行った。室温で1時間静置した後、遠心分離によって上澄み液を回収した。そして、溶液(S)及び上澄み液を測定用の試料とした。また、樹脂微粒子分散体の種類及び量、並びにイオン交換水の量を表2に示すようにしたこと以外は、上記と同様にして、それぞれの樹脂微粒子分散体についての測定用の試料を調製した。なお、樹脂微粒子分散体22については樹脂微粒子の形成が確認できなかったため、測定用の試料を調製しなかった。
調製した溶液(S)及び上澄み液にそれぞれイオン交換水を加えて20倍に希釈し、測定用溶液(溶液(S)希釈液、上澄み希釈液)を得た。各測定用溶液の420nmにおける吸光度を測定し、下記式(I)より、それぞれの樹脂微粒子分散体の色材への吸着率を算出した。
吸着率(%)=(1−j/k)×100 ・・・(I)
j:上澄み希釈液の吸光度
k:溶液(S)希釈液の吸光度
算出したそれぞれの樹脂微粒子分散体の吸着率から、以下に示す評価基準にしたがって色材への吸着性を評価した。評価結果を表2に示す。
○:吸着率80%以上
×:吸着率80%未満
それぞれの樹脂微粒子分散体について、樹脂微粒子の体積累積中位径を測定した後、80℃の温度条件下、密閉状態で2週間保存した。保存後の樹脂微粒子分散体中の樹脂微粒子の体積累積中位径を測定し、下記式(II)より、それぞれの樹脂微粒子分散体の粒子径増加率を算出した。算出したそれぞれの樹脂微粒子分散体の粒子径増加率から、以下に示す評価基準にしたがって分散安定性を評価した。評価結果を表2に示す。なお、樹脂微粒子の体積累積中位径の測定には、ナノ粒子粒度分布測定器(商品名「UPA−EX250」、日機装社製)を使用した。
粒子径増加率(%)={(A−B)/B}×100 ・・・(II)
A:保存後の樹脂微粒子の体積累積中位径
B:保存前の樹脂微粒子の体積累積中位径
◎:粒子径増加率が5%以下
○:粒子径増加率が5%超10%以下
△:粒子径増加率が10%超30%以下
×:粒子径増加率が30%超
(実施例21)
グリセリン10部、ジエチレングリコール20部、及びイオン交換水35部を混合し、1mol/L水酸化カリウム水溶液を加えてpH7に調整したものを、撹拌した樹脂微粒子分散体1 15部に滴下した。十分に撹拌した後、撹拌したカーボンブラック(商品名「CAB−O−JET400」、キャボット社製、固形分濃度:15%)20部に滴下した。1mol/L水酸化カリウム水溶液を加えてpH9に調整した後、孔径1.2μmのフィルターでろ過してインク1を得た。
カーボンブラックをピグメントブルー15:4(商品名「CAB-O-JET450C」、キャボット社製、固形分濃度:15%)に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク2を得た。
カーボンブラックをピグメントイエロー74(商品名「CAB−O−JET470Y」、キャボット社製、固形分濃度:15%)に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク3を得た。
カーボンブラックをピグメントレッド122(商品名「CAB−O−JET465M」、キャボット社製、固形分濃度:15%)に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク4を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体2に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク5を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体3に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク6を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体4に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク7を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体5に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク8を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体6に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク9を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体7に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク10を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体8に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク11を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体9に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク12を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体10に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク13を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体11に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク14を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体12に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク15を得た。
イオン交換水を用いなかったこと、及び樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体13 50部に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク16を得た。
イオン交換水を45部用いたこと、及び樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体14 5部に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク17を得た。
イオン交換水を用いなかったこと、及び樹脂微粒子分散体1に代えて、60部から50部となるまでエバポレーションで濃縮した樹脂微粒子分散体15 50部を用いたこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク18を得た。
イオン交換水を45.16部用いたこと、及び樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体16 4.8部に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク19を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体17に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク20を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体18に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク21を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体19に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク22を得た。
グリセリンを2.6部用いたこと、イオン交換水を28部用いたこと、及び樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体20に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク23を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体21に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク24を得た。
樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体22に変更したこと以外は、前述の実施例21と同様にしてインク25を得た。
(分散安定性)
前述の「樹脂微粒子分散体の評価」における「分散安定性」と同様の方法により、インクの分散安定性を評価した。評価結果を表3に示す。
各インクをインクジェット記録装置に搭載し、100%デューティーのベタ画像を被記録媒体に印字した後、24時間25℃で放置した。被記録媒体の印字面を2×104N/m2の荷重をかけたシルホン紙により50回擦過した。そして、シルホン紙への印字部分(ベタ画像)の転写状態を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐擦過性を評価した。評価結果を表3に示す。なお、インクジェット記録装置としては、熱エネルギーを付与してインクを吐出させるサーマル方式のインクジェット記録装置(商品名「P−660CII」、キヤノンファインテック社製)を用いた。また、被記録媒体としては、普通紙(商品名「GF−500」、キヤノン社製)を用いた。
○:画像の擦れがなく、シルボン紙への付着もない
△:画像の擦れはないが、シルボン紙への付着がある
×:画像の擦れが若干ある
−:吐出不可又は測定不可
101:インク袋
102:ゴム栓
103:針
104:チューブ
201:ベースプレート
202:インクノズル(吐出口)
203:隔壁
204:ノズルヒータ
205:共通液室
206:基板
207:天板
300:記録装置
301:ロール供給ユニット
302:被記録媒体(ロール紙)
303:記録ヘッド(ブラック)
304:記録ヘッド(シアン)
305:記録ヘッド(マゼンタ)
306:記録ヘッド(イエロー)
307:インクカートリッジ(ブラック)
308:インクカートリッジ(シアン)
309:インクカートリッジ(マゼンタ)
310:インクカートリッジ(イエロー)
311:キャップ機構
312:搬送モータ
313:搬送ベルト
400:キャップ
401:サブタンク
402:加圧ポンプ
403:吸引ポンプ
404a:供給弁
404b:回復弁
404c:大気開放弁
404d:リサイクル弁
405:フィルター
406:フェース(ノズル)面
80:インク流路
81:オリフィスプレート
82:振動板
83:圧電素子
84:基板
85:吐出口
Claims (13)
- 水性媒体と、前記水性媒体中に分散された、下記一般式(1)で表されるベンズイミダゾリノン誘導体で表面修飾された樹脂微粒子と、を含有し、
前記樹脂微粒子が、下記一般式(2)で表されるモノマー(A−1)及び下記一般式(3)で示されるモノマー(A−2)の少なくともいずれかに由来する構成単位Aと、下記一般式(4)で表されるモノマー(B−1)に由来する構成単位Bと、を有する共重合体で形成されることを特徴とする樹脂微粒子分散体。
(前記一般式(1)中、Znは、水素原子又は2−(メタ)アクリロイルオキシエチル基を示し、Zmは、メチル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基を示す。但し、Zn及びZmの少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基を含む)
CH 2 =CR 1 −COO−(CH 2 −CH 2 −O) m −R 2 ・・・(2)
(前記一般式(2)中、R 1 は、水素原子又はメチル基を示し、R 2 は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、又はヘテロ芳香族炭化水素基を示し、mは、0〜2の整数を示す)
CH 2 =CR 3 −Ar−R 4 ・・・(3)
(前記一般式(3)中、R 3 は、水素原子又はメチル基を示し、Arは、フェニレン基を示し、R 4 は、水素原子、−R 5 、−OR 5 、又は−COOR 5 を示し、R 5 は、炭素原子数1〜18のアルキル基を示す)
CH 2 =CR 6 −X−COOH ・・・(4)
(前記一般式(4)中、R 6 は、水素原子又はメチル基を示し、Xは、単結合又は炭素原子数1〜9の直鎖アルキレン基を示す。但し、前記直鎖アルキレン基中の−CH 2 −は、−O−O−結合が生じない条件で、−O−、−COO−、又は−OCO−に置換されていてもよい) - 前記構成単位Aが、スチレン、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸メチル、及びビニルトルエンからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位であり、
前記構成単位Bが、アクリル酸、メタクリル酸、10−ウンデシレン酸、及び2−メタクリロイルオキシエチルサクシネートからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位である請求項1又は2に記載の樹脂微粒子分散体。 - 前記構成単位Aが、スチレン、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸メチル、及びビニルトルエンからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位であり、
前記構成単位Bが、アクリル酸、及びメタクリル酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位である請求項1又は2に記載の樹脂微粒子分散体。 - 前記樹脂微粒子を形成する共重合体の重量平均分子量が、1,000以上600,000以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂微粒子分散体。
- 前記樹脂微粒子を形成する共重合体の酸価が、0mgKOH/g以上304mgKOH/g以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂微粒子分散体。
- 前記樹脂微粒子の含有率が3〜30質量%である請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂微粒子分散体。
- 前記水性媒体が水である請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂微粒子分散体。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の樹脂微粒子分散体と、色材と、水溶性有機溶媒と、を含有することを特徴とするインクジェット記録用インク。
- エネルギーを与えて飛翔させたインクを被記録媒体に付与する工程を含むインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項9に記載のインクジェット記録用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。 - 前記エネルギーが熱エネルギーである請求項10に記載のインクジェット記録方法。
- インクを収容したインク収容部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9に記載のインクジェット記録用インクであることを特徴とするインクカートリッジ。 - インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジと、前記インクを吐出させるヘッド部と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記インクが、請求項9に記載のインクジェット記録用インクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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