JP6436814B2 - インクジェット用水性インク組成物及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
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。本発明のインクジェット用水性インク組成物(以下、単に「インク」とも記す)は、下記一般式(I)で表される化合物の粒子と、この粒子を分散させる分散剤と、水と、を含有する。以下、本発明のインクジェット用水性インク組成物の詳細について説明する。
本発明のインクは、前記一般式(I)で表される化合物からなる粒子を含有する。この一般式(I)で表される化合物は、有機色素として用いられる成分である。一般式(I)中、R1及びR2で表されるアルキル基としては、炭素原子数1乃至10の直鎖状、環状又は分岐鎖状のアルキル基を挙げることができる。このようなアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、オクチル基、ドデシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等を挙げることができる。
本発明のインクに含有される粒子は、一般式(I)で表される化合物により形成されている。また、この粒子は、後述する分散剤によってインク中に分散されている。インク中に分散した粒子の平均粒子径は、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがさらに好ましく、20nm以上であることが特に好ましい。また、インク中に分散した粒子の平均粒子径は、1000nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがさらに好ましく、200nm以下であることが特に好ましい。インク中に分散した粒子の平均粒子径が上記の範囲から外れると、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が低下する傾向にある。
本発明のインクは、一般式(I)で表される化合物からなる粒子をインク中で安定して分散させることが可能な分散剤を含有する。分散剤としては、低分子分散剤や高分子分散剤を用いることができる。なお、これらの分散剤を併用することもできる。
本発明においては、一般式(I)で表される化合物は粒子の状態でインク中に分散される。一般式(I)で表される化合物の粒子の製造方法としては、トップダウン方式と、ボトムアップ方式の2通りの方式がある。トップダウン方式は、粗大粒子をロールミルやビーズミル等の分散機を用いて機械的に解砕、微細化していく方式である。また、ボトムアップ方式は、対象の化合物を溶解させた溶液から粒子を凝集させていく方式である。一般式(I)で表される化合物の粒子は、いずれの方法で製造されたものであっても好適に使用できる。粒径の小さな粒子を容易に製造できるという観点から、ボトムアップ方式で製造することが好ましい。ボトムアップ方式としては、液中乾燥法、溶解再析出法、転相乳化法などが知られているが、いずれの手法も用いることができる。
本発明のインクジェット用水性インク組成物は水性インクであるため、溶媒として水を含有することを要する。インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量に対して、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがさらに好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。水の含有量が30質量%未満であると、インクの粘度が高くなり、連続吐出安定性が低下する傾向にある。また、インク中の水の含有量は、インク全質量に対して、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましい。水の含有量が95質量%を超えると、インク中の蒸発成分が多くなり過ぎてしまい、インクジェットヘッドのノズル内で固着が生じやすくなる傾向にある。
本発明のインクには、上記成分以外にも必要に応じて、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の常温で固体の有機化合物;尿素、エチレン尿素等の含窒素化合物を含有させてもよい。また、上記の成分の他に、さらに必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート剤、水溶性樹脂などの種々の添加剤をインクに含有させてもよい。
本発明のインクのpHは、保存安定性及び粒子の分散安定性を維持する観点から、6.5以上であることが好ましい。なお、分散剤として高分子分散剤を用いた場合には、インクのpHは高分子分散剤の等電点以上であることが好ましい。本発明のインクの表面張力は、インクジェットヘッドからの吐出安定性を向上させる観点から、20mN/m以上40mN/m以下であることが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であることがさらに好ましい。また、本発明のインクの粘度は、15mPa・s以下であることが好ましく、10mPa・s以下であることがさらに好ましく、5mPa・s以下であることが特に好ましい。
本発明のインクジェット画像形成方法は、上記で説明した本発明の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、力学的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方式や、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方式を挙げることができる。なかでも、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方式を採用することが好ましい。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。また、記録媒体としては、普通紙や光沢紙等の浸透性の記録媒体や、フィルム等の非浸透性の記録媒体を挙げることができる。
本発明の黒色を呈するインクは記録媒体上で黒色を呈する色材(顔料又は染料)を含有するインクである。黒色を呈する色材とは、具体的には、380nm以上780nm以下の全ての波長領域において吸収を有する色材である。黒色を呈する色材は、その色材を含有するインクで記録した画像を、D50光源を備えた積分球型分光測色計を使用して正反射光成分を含まない測色方式により測色した場合に、CIE表色系における明度L*の値が25以下となるものが好ましい。また、CIE表色系における明度L*の値が10以下となるものがさらに好ましい。積分球型分光測色計を使用する正反射光成分を含まない測色方式は、例えば、分光測色計の正反射光成分除去(SCE)方式である。測色の際に用いる光源はD50光源に限定されない。例えば、A光源、C光源、D65光源、F2光源、F6光源、F7光源、F8光源、F10光源、F12光源などでもよく、得られる記録物(画像)の使用環境にあわせて適宜選択すればよい。
上記黒色顔料はインク中に分散し、有機色素粒子の分散体を形成している。有機色素粒子の分散体としては、(i)樹脂分散剤を使用した分散体、(ii)低分子分散剤を使用した分散体、及び(iii)分散剤なしで分散状態を保持しうる自己分散体などを挙げることができる。本発明においては、いずれの分散体であってもよい。(i)から(iii)における分散体の詳細は前記有機色素粒子と同様である。(iii)に記載の自己分散体の黒色顔料としては、例えばCW−1、CW−2、CW−3(オリヱント製)、CAB−O−JET200、CAB−O−JET300、CAB−O−JET400(キャボット製)等が挙げられる。
黒色を呈する染料を含有する本発明のインクは、上記インクジェット画像形成方法に記載の黒色インクを予め付与しておく方法と同様の効果(拡散光が低減し、より自然なメタリック画像になる効果)を発する。ここで、使用できる黒色を呈する染料は上記染料の中から任意の染料を選ぶことができ、単独又は複数使用することができる。或いは、黒色染料に代えて市販の黒色染料インクを使用することもできる。
[化合物1の合成]
下記式(B)で表される化合物B10mmolのトルエン溶液20mLにp−トルエンスルホン酸100mgを加えて70℃に昇温し、下記式(A)で表される化合物Aのトルエン溶液20mLを滴下した。次いで、共沸脱水しながら160℃で6時間加熱還流して反応させた。室温まで冷却した後、減圧下で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製(展開溶媒:酢酸エチル/ヘプタン)して、下記式(1)で表される化合物1を得た。核磁気共鳴吸収スペクトル測定装置により得られた化合物1の1H−NMRスペクトルを測定した。測定結果を以下に示す。なお、化学シフト値δはテトラメチルシランを基準物質として表した。また、反応スキームを以下に示す。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):δ(ppm)0.75−1.10(6H,m),1.25−1.80(8H,m),2.16(3H,s),2.56(3H,S),3.40−3.62(2H,m),3.75−3.90(2H,m),7.25−7.75(11H,m)
上記の化合物1の合成と同様にして化合物4、5、6、10を合成した。
クロロホルム200部に、化合物1 3部を溶解させて混合液を得た。一方、スチレン−アクリル酸共重合体(重量平均分子量:12,000、酸価:170mgKOH/g)5部と水500部の混合物にKOH水溶液を加えてpH10に調整し、高分子分散剤の水溶液を調製した。調製した高分子分散剤の水溶液に前述の混合液を加え、氷冷下、超音波ホモジナイザーを使用して15分間乳化処理してエマルションを得た。エバポレータを用いて減圧してクロロホルムを留去し、分散体1を得た。得られた分散体1中の粒子の平均粒子径は66nmであった。なお、粒子の粒子径は、インクを調製した後も大きな変化が認められなかった。
上記の分散体1の調製と同様の方法で化合物4を分散化し、分散体2を得た。平均粒子径は34nmであった。
上記の分散体1の調製と同様の方法で化合物5を分散化し、分散体3を得た。平均粒子径は143nmであった。
上記の分散体1の調製と同様の方法で化合物6を分散化し、分散体4を得た。平均粒子径は70nmであった。
上記の分散体1の調製と同様の方法で化合物10を分散化し、分散体6を得た。平均粒子径は35nmであった。
下記成分(合計:100部)と、上記の分散体1とを、化合物1のインク中の濃度が5%になるように混合した。ポアサイズ2.5μmのメンブレンフィルターにて加圧濾過し、インク1を得た。
・グリセリン 10部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 1.0部
・イオン交換水 残部
[インク2の調製]
上記インク1と同様の方法により、分散体2を使用してインク2を調製した。
上記インク1と同様の方法により、分散体3を使用してインク3を調製した。
上記インク1と同様の方法により、分散体4を使用してインク4を調製した。
上記インク1と同様の方法により、分散体5を使用してインク5を調製した。
下記成分(合計:100部)と、上記の分散体1とを、化合物1のインク中の濃度が5%になるように混合した。ポアサイズ2.5μmのメンブレンフィルターにて加圧濾過し、インク6を得た。
・BCI−7eBk黒色染料インク (キヤノン株式会社製) 35部
・グリセリン 10部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 1.0部
・イオン交換水 残部
上記インク6と同様の方法により、分散体2を使用してインク7を調製した。
上記インク6と同様の方法により、分散体3を使用してインク8を調製した。
上記インク6と同様の方法により、分散体4を使用してインク9を調製した。
上記インク6と同様の方法により、分散体5を使用してインク10を調製した。
インクジェット記録装置(商品名「F930」、キヤノン製、記録ヘッド:6吐出口列(各512ノズル)、インク量:4.0pL(定量)、解像度:最高1200dpi(横)×1200dpi(縦))を用意した。このインクジェット記録装置に調製したインク1〜5を充填し、インクジェット用写真用紙(商品名「キヤノン写真用紙・光沢プロフェッショナルPR−201」、キヤノン製)に1cm×1cmのベタ画像を描画した。描画した部分を目視観察したところ、下記メタリック色の正反射光を発する画像であった。
インク1を吐出して作製した画像の正反射光:黄色のメタリック色(金色)
インク2を吐出して作製した画像の正反射光:黄色のメタリック色(金色)
インク3を吐出して作製した画像の正反射光:緑色のメタリック色
インク4を吐出して作製した画像の正反射光:黄色のメタリック色(金色)
インク5を吐出して作製した画像の正反射光:赤色のメタリック色
画像の形成には、F930(キヤノン株式会社製、記録ヘッド;6吐出口列、各512ノズル、インク量4.0pl(定量)、解像度最高1200dpi(横)×1200dpi(縦))を用いた。F930のインクカートリッジに、市販のBCI−7eBk黒色染料インク (キヤノン株式会社製)とインク1を充填した。そして、記録媒体であるインクジェット用写真用紙(キヤノン写真用紙・光沢プロフェッショナルPR−201)に、3cm×3cmのベタ画像となるよう上記黒色インクを印字した。この後、黒色インクを印字した領域上に、3cm×3cmのベタ画像となるようインク1〜6を印字した。
上記[画像の記録−1]で形成した画像の正反射光はメタリック色を発したが正反射光以外の拡散光は正反射光と異なる色味を発するため不自然なメタリック色であった。[画像の記録−2]の記録方法によって形成した画像はインク1〜5の全てにおいて正反射光は[画像の記録−1]で作製した画像と同様であり且つ拡散光が低減した自然なメタリック色画像であった。
[画像の記録−1]と同様の方法で、インク6〜10を使用して1cm×1cmのベタ画像を描画した。描画した部分を目視観察したところ、インク6〜10の全てにおいて正反射光は[画像の記録−1]で作製した画像と同様であり且つ拡散光が低減した自然なメタリック色画像であった。
Claims (5)
- 前記粒子の平均粒子径が、10nm以上、500nm以下である請求項1に記載のインクジェット用水性インク組成物。
- 記録媒体上で黒色を呈する染料を含有する請求項1又は2記載のインクジェット用水性インク組成物。
- 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から3のいずれかに記載のインクジェット用水性インク組成物であることを特徴とするインクジェット画像形成方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載のインク組成物と記録媒体上で黒色を呈するインクを付与する工程とを有する画像形成方法であって、前記記録媒体上で黒色を呈するインクが付与された領域と少なくとも一部が重複するように請求項1から3のいずれかに記載のインク組成物を付与することを特徴とする画像形成方法。
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