JP6614817B2 - 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 - Google Patents

水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6614817B2
JP6614817B2 JP2015120923A JP2015120923A JP6614817B2 JP 6614817 B2 JP6614817 B2 JP 6614817B2 JP 2015120923 A JP2015120923 A JP 2015120923A JP 2015120923 A JP2015120923 A JP 2015120923A JP 6614817 B2 JP6614817 B2 JP 6614817B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
pigment
self
ink
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015120923A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016027103A (ja
JP2016027103A5 (ja
Inventor
孝和 水谷
幸一 鈴木
隆司 東
大輝 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2015120923A priority Critical patent/JP6614817B2/ja
Publication of JP2016027103A publication Critical patent/JP2016027103A/ja
Publication of JP2016027103A5 publication Critical patent/JP2016027103A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6614817B2 publication Critical patent/JP6614817B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322Pigment inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0033Blends of pigments; Mixtured crystals; Solid solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0084Dispersions of dyes
    • C09B67/0085Non common dispersing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021Calcium carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021Calcium carbonates
    • C09C1/022Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/024Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3607Titanium dioxide
    • C09C1/3653Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/3661Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3607Titanium dioxide
    • C09C1/3669Treatment with low-molecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3692Combinations of treatments provided for in groups C09C1/3615 - C09C1/3684
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/56Treatment of carbon black ; Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/51Particles with a specific particle size distribution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances

Description

本発明は、水性インク、水性インクの製造方法、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、普通紙などの記録媒体に、文字や図表などを含むビジネス文章をインクにより印刷する際に、画像の光学濃度の向上が要求されるようになっている。画像の光学濃度の観点では、インクの色材として自己分散顔料を用いるのが有利である。自己分散顔料は、主に化学的な顔料改質技術により製造され、官能基の導入量を高める試みがなされている。
例えば、特許文献1〜3には、特定量の官能基が結合した自己分散顔料が記載されている。また、特許文献4には、ゼータ電位の平均値と多分散指数が特定の範囲にある顔料を用いたインクが記載されている。さらに、特許文献5には、酸化処理に続いて特定のアゾ化合物により処理を行った顔料を用いたインクが記載されている。
特表2000−512329号公報 特表2003−535949号公報 特表2012−528917号公報 特開2003−096350号公報 特開2010−275478号公報
しかし、特許文献1〜5に記載された従来の自己分散顔料を用いた場合、記録される画像は、測定値としては光学濃度が高くなってきてはいるものの、均一性が良好ではなく、目視で確認すると白く抜けたようなムラが生じている状態となっていた。
したがって、本発明の目的は、均一性に優れた画像を記録することができ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、前記水性インクの製造方法、前記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、色材を含有する水性インクであって、前記色材が、アニオン性基及び前記アニオン性基以外の他の原子団を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0330以下である自己分散顔料であり、前記他の原子団が、脂肪族基、芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基であり、前記官能基が、前記顔料の粒子表面に結合している前記他の原子団と、前記他の原子団に結合している前記アニオン性基と、で構成され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、均一性に優れた画像を記録することができ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、この水性インクの製造方法、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。
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。 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。
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。なお、本発明においては、アニオン性基が塩を形成している場合は、インク中ではイオンに解離して存在し得るが、便宜上、「アニオン性基」と表現する。また、自己分散顔料及び水性インクのことを、単に「顔料」、「インク」と記載することがある。本明細書における各種の物性値は、特に断りのない限り常温(25℃)における値である。また、本発明においては、自己分散顔料の粒子の集合(いわゆる顔料分散体)における官能基導入量の標準偏差のことを、便宜上「自己分散顔料」の官能基導入量の標準偏差と記載する。
本発明者らは、自己分散顔料を含有するインクにより記録される画像の均一性を向上させるべく検討を行った。その結果、従来、自己分散顔料の特性把握のために利用されてきた官能基導入量の制御よりも、自己分散顔料の粒子の集合(顔料分散体)における官能基導入量の分布の幅に相当する「官能基導入量の標準偏差」を小さくすることが重要であることを見出した。
官能基導入量の標準偏差が小さいと、個々の顔料粒子に結合している官能基の密度が揃っていることになる。このため、インクが記録媒体に付与され、水性媒体が蒸発する過程で、各顔料粒子の凝集速度がばらつかずに凝集するので、画像の均一性が高まる。
一方、官能基導入量の標準偏差が大きいと、官能基の導入量が異なる顔料粒子が多数存在することになる。例えば、同じ構造の官能基を有し、その導入量が異なる自己分散顔料を比較した場合、導入量によって顔料粒子の表面近傍における立体障害の生じやすさが異なるため、顔料粒子の近傍に存在する水溶性有機溶剤の分子との溶媒和の程度も異なる。すなわち、官能基導入量が低いと顔料の粒子表面に水溶性有機溶剤が溶媒和しやすいので、顔料粒子の凝集速度は遅くなり、官能基導入量が高いと顔料粒子の凝集速度は早くなる。このような理由から、官能基導入量の標準偏差が大きい自己分散顔料を用いると、インクが記録媒体に付与され、水性媒体が蒸発する過程で、各顔料粒子の凝集速度がばらつく。このため、各顔料粒子の凝集が均一に生じず、画像は部分的に白く抜けたような状態となり、均一性が低くなる。
[官能基導入量の標準偏差]
液体中に分散している粒子における界面の電位差は、例えば、表面電位やシュテルン電位などにより定義される。表面電位は、接触した相の界面と、液体の界面から十分に離れた部分との電位差である。また、シュテルン電位は、接触した相のヘルムホルツ面と、液体の界面から十分に離れた部分との電位差である。しかし、現在のところ、表面電位やシュテルン電位を実測する方法はない。そこで、本発明においては、ゼータ電位の分布から換算した値により自己分散顔料の官能基導入量の標準偏差を算出する。
ゼータ電位は、表面電荷がイオンに影響を及ぼす限界の部分(引き連れて共に移動できる境界面)である「すべり面」における電位を意味する。ゼータ電位は、電気泳動などの方法により測定することができ、界面の電位差を示す値として汎用されている。そして、粒子のゼータ電位は、粒子の表面改質の程度やそれによる分散安定性のレベルを把握するのに適した物性値である。ゼータ電位は粒子の持つ電荷量であるから、ひとつの顔料粒子におけるアニオン性基の導入量の総和と同じであるとみなすことができる。
ゼータ電位は、電場における粒子の電気泳動移動度を測定する「電気泳動法」により測定することができる。両端に電極を備えた石英セルに電場をかけると、粒子はその極性と逆極性の電極の方向に移動する。この際の粒子の移動速度をレーザー光などにより測定することで、単位電場当たりの移動速度(電気泳動移動度)を求め、Henryの式を用いて換算することで、ゼータ電位を得ることができる。
また、ドップラー効果によりシフトした周波数(ドップラー周波数)を解析する方法により、ゼータ電位の分布を知ることができる。簡易的には、電気泳動法により測定すれば、ひとつの顔料粒子についてのゼータ電位の絶対値を知ることができる。このため、測定対象の顔料粒子の数を増やせば、ゼータ電位の分布も簡単に知ることができる。
官能基導入量の標準偏差Yσは、官能基導入量YA(mmol/g)、ゼータ電位の標準偏差Xσ、及びゼータ電位XA(mV)から、Yσ=−Xσ×YA/XA、の式に基づいて算出することができる。記載を省略しているが、官能基導入量の標準偏差の単位は官能基導入量YAと同じ「mmol/g」である。官能基導入量YA(mmol/g)は、後述するコロイド滴定法により求めた値(平均値)である。ゼータ電位XA(mV)は、後述する電気泳動法により測定したゼータ電位の値(平均値)である。ゼータ電位の標準偏差Xσは、ゼータ電位の分布から求めた標準偏差である。
官能基導入量は、顔料の粒子表面に結合した官能基の量を表す指標であり、自己分散顔料1g当たりの官能基の量(mmol)で表される。本発明において、官能基導入量は以下のようにして求める。まず、同時示差熱天秤質量分析(TG−MS)や固体NMRなどにより、官能基の構造を特定する。そして、コロイド滴定法によりアニオン性基の導入量を求める。その後、ひとつの官能基に含まれるアニオン性基の数で割ることで、自己分散顔料1g当たりの官能基導入量(mmol)に換算する。このため、官能基導入量は平均値として求められることになる。後述する実施例では、以下の条件でコロイド滴定により官能基導入量を算出した。
装置:電位差滴定装置(商品名「AT−510」、京都電子工業製)
サンプル:自己分散顔料の含有量が0.01質量%であり、pHが8.0±0.2である水分散液
滴定液:5mmol/Lメチルグリコールキトサン水溶液
滴下量:0.05mL
終点の判定:自動制御ソフト(AT−win)を使用して行った電位差滴定の変曲点
温度:25℃
自己分散顔料の水分散液のpHを8.0±0.2に調整するのは、自己分散顔料の官能基に含まれるアニオン性基の解離状態を一定に保つためである。調整した水分散液のpHが上記範囲内とならない場合は、0.1mol/Lの水酸化カリウム水溶液又は0.1mol/Lの塩酸水溶液を用いてpHを調整すればよい。勿論、官能基導入量の測定方法は上記のものに限られるものではない。
ゼータ電位は、ひとつの顔料粒子におけるアニオン性基の導入量の総和を表す指標である。本発明において、ゼータ電位は、100個以上の自己分散顔料について電気泳動法により測定したゼータ電位の平均値(mV)として求める。後述する実施例では、以下の条件でコロイド滴定によりゼータ電位を算出した。
装置:電気泳動光散乱法によるゼータ電位測定装置(商品名「ゼータサイザー ナノZ」、Malvern Instruments製)
サンプル:自己分散顔料の含有量が0.01%であり、pHが8.0±0.2である水分散液
セル:Clear disposable zeta cell
温度:25℃
自己分散顔料の水分散液のpHを8.0±0.2に調整するのは、自己分散顔料の官能基に含まれるアニオン性基の解離状態を一定に保つことにより、アニオン性基による静電反発力を安定させるためである。調整した水分散液のpHが上記範囲内とならない場合は、例えば、0.1mol/Lの水酸化カリウム水溶液又は0.1mol/Lの塩酸水溶液を用いてpHを調整すればよい。勿論、ゼータ電位の測定方法は上記のものに限られるものではない。装置としては、電気泳動法によりゼータ電位を測定可能なものであればよい。具体的には、以下商品名で、ELS−Z2(大塚電子製)、ZEECOM ZC−3000(マイクロテック・ニチオン製)、Delsa Nano C(ベックマン・コールター製)、ZetaPALS(Brookhaven Instruments製)、UPA−UZ152(日機装製)などを利用することもできる。
ゼータ電位の標準偏差は、上記のようにして測定した100個以上の自己分散顔料のゼータ電位から算出した分散の正の平方根で表される。記載を省略しているが、ゼータ電位の標準偏差の単位は、ゼータ電位と同じmVである。
上記では自己分散顔料の水分散液を用いて官能基導入量及びゼータ電位を測定する方法について述べたが、インクから分取した自己分散顔料を利用して調製した水分散液を用いても同様に測定することができる。また、正確を期すために、以下のようにして調製した水分散液を用いることもできる。製造した自己分散顔料を含有する水分散液やインクを純水で希釈して、自己分散顔料の含有量を3.0質量%以下とする。得られた液体6gを容量10mLのポリカーボネート製チューブに入れる。そして、超遠心分離機(商品名「Optima TM Max-XP Ultra Centrifuge」、ベックマン・コールター製)で、80,000rpm、15時間遠心分離して沈殿物を分取する。得られた沈殿物を純水で希釈し、必要に応じてpHを調整して、測定サンプルである自己分散顔料の含有量が0.01質量%の水分散液を調製する。
<インク>
本発明の水性インクは、色材を含有する。そして、この色材が、他の原子団及びアニオン性基を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0380以下の自己分散顔料である。以下、インクジェット用としても好適な本発明の水性インク(以下、単に「インク」とも記す)を構成する各成分について詳細に説明する。
(自己分散顔料)
本発明のインクに含有させる自己分散顔料は、他の原子団及びアニオン性基を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0380以下である。官能基導入量の標準偏差が0.0380超であると、顔料の凝集速度がばらつくため、凝集が均一に生じず、画像の均一性が向上しない。画像の均一性をより向上させるためには、官能基導入量の標準偏差は0.0330以下であることが好ましい。また、官能基導入量の標準偏差は、0.0000以上であることが好ましく、0.0200以上であることがさらに好ましい。
自己分散顔料の官能基導入量は、0.10mmol/g以上であることが好ましい。自己分散顔料の官能基導入量が0.10mmol/g未満であると、顔料の分散安定性がやや低下して、インクの保存安定性が低下する場合がある。一方、官能基導入量は1.00mmol/g以下であることが好ましく、0.80mmol/g以下であることがさらに好ましい。
[顔料種と物性値]
自己分散顔料を構成する顔料(顔料種)としては、例えば、カーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの無機顔料;アゾ、フタロシアニン、キナクリドンなどの有機顔料などを用いることができる。なかでも、カーボンブラックや有機顔料を用いることが好ましく、特には、他の顔料に比して粒子表面の反応活性点がより多く、官能基の導入量を高めやすいため、カーボンブラックを顔料として用いることが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなどいずれのカーボンブラックも使用することができる。
カーボンブラックのDBP吸油量は、50mL/100g以上200mL/100g以下であることが好ましい。なかでも、120mL/100g以上170mL/100g以下であることがさらに好ましく、120mL/100g以上150mL/100g以下であることが特に好ましい。DBP吸油量は、JIS K6221やASTM D 2414に準拠した方法により測定することができる。これらの方法は、100gのカーボンブラックに撹拌下でフタル酸ジブチルを滴下し、トルクが最大となった時点でのフタル酸ジブチルの添加量を測定する方法である。
BET法によるカーボンブラックの比表面積は、100m2/g以上600m2/g以下であることが好ましい。BET法による比表面積は、JIS K6217やASTM D6556などに準拠した方法により測定することができる。これらの方法は、脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬し、平衡に至った際のカーボンブラックの粒子表面に吸着している窒素量を測定する方法である。
カーボンブラックの一次粒子径は、10nm以上40nm以下であることが好ましい。カーボンブラックは、通常、複数の一次粒子がブドウの房のように立体的に連なった状態で存在する。一次粒子径とは、1つの顔料粒子を形成する最小単位のカーボンブラック(一次粒子)の粒子径を意味する。カーボンブラックの一次粒子径は、透過型又は走査型の電子顕微鏡により、顔料粒子を形成する最小単位のカーボンブラックの粒子径を100点程度観察して測定し、その算術平均値として求めることができる。
カーボンブラックの平均粒子径は、50nm以上200nm以下であることが好ましい。平均粒子径とは、通常存在する形態としてのカーボンブラックの粒子径を意味する。本発明においては、体積基準の粒子径分布の50%累積値[D50(nm)]として、動的光散乱方式の粒度分布測定装置などを用いて測定することができる。
また、有機顔料の一次粒子径は、50nm以上150nm以下であることが好ましい。さらに、有機顔料の平均粒子径は、50nm以上250nm以下であることが好ましい。有機顔料の一次粒子径及び平均粒子径の定義は、いずれもカーボンブラックの一次粒子径及び平均粒子径の定義と同様である。
コロイド滴定による官能基導入量の測定、及び電気泳動法によるゼータ電位の測定は、顔料の粒子径が極端に大きすぎる場合や小さすぎる場合には、その影響を受けることがある。測定精度を高めつつ、インクジェット用のインクとしての吐出特性を高いレベルで得るためには、顔料の平均粒子径(D50)が60nm以上120nm以下であることが好ましい。また、顔料のD90(体積基準の粒子径分布の90%累積値)が、100nm以上300nm以下であることが好ましい。
[官能基]
従来、顔料の改質技術としてオゾン、硝酸ガス、次亜ハロゲン酸類、過酸などを用いた酸化法が知られている。このような酸化法によれば、顔料の粒子表面にアニオン性基が直接結合した自己分散顔料を製造することができる。酸化法では、カルボン酸基の他に様々な官能基が生成されやすい。さらに、アニオン性基及びその他の官能基の導入量や分布を制御するのは困難であり、官能基導入量の標準偏差を小さくすることは困難である。
本発明のインクに用いる自己分散顔料は、顔料の粒子表面に結合している官能基が、他の原子団及びアニオン性基を含む。このような自己分散顔料は、アニオン性基を有する化合物を用いた化学的な顔料改質により製造される。このような製造方法により得られる自己分散顔料は、他の原子団及びアニオン性基を含む官能基が顔料の粒子表面に結合したものとなる。1つの官能基の分子量は、1,000以下であることが好ましく、500以下であることがさらに好ましい。
アニオン性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基などを挙げることができる。これらのアニオン性基は塩を形成していてもよい。アニオン性基が塩を形成している場合、これらの各基のプロトンの少なくとも1つがカチオンに置換されている。カチオンとしては、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、及び有機アンモニウムイオンなどを挙げることができる。アルカリ金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのイオンを挙げることができる。有機アンモニウムイオンとしては、モノ乃至トリアルキルアミンなどの脂肪族アミン;モノ乃至トリアルカノールアミンなどの脂肪族アルコールアミンのカチオンやその塩を挙げることができる。水性インク中では、塩はイオンに解離して存在しうるが、便宜上、「塩」と表現する。
他の原子団としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などのアルキレン基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基などのアリーレン基;ピリジレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、ピリジニレン基、チエニレン基、チアゾリレン基などのヘテロアリーレン基;カルボニル基;カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、リン酸エステル基、ホスホン酸エステル基などのエステル基;イミノ基;アミド基;スルホニル基;エーテル基などを挙げることができる。また、これらの基を組み合わせた基であってもよい。
他の原子団は、顔料の粒子表面とアニオン性基との連結基となることが好ましい。すなわち、顔料の粒子表面に他の原子団が直接結合しており、他の原子団にアニオン性基が置換していることが好ましい。この場合、他の原子団は、アニオン性基との関係で顔料を自己分散化させることができるものであればよい。すなわち、連結基の構造が大きいにもかかわらず、置換するアニオン性基が少ないと、顔料の粒子表面に結合している官能基の親水性が高くならず、自己分散顔料の分散安定性がやや低くなる場合がある。したがって、他の原子団の構造を大きくする場合には、アニオン性基の数を多くしたり、官能基導入量を増やしたりすることが好ましい。本発明においては、ひとつの官能基に含まれるアニオン性基の数は1以上5以下であることが好ましく、2以上4以下であることがさらに好ましい。
自己分散顔料は、構造の異なる2種以上の官能基を有していてもよい。例えば、(i)他の原子団は異なるが、アニオン性基は同じであるような複数種の官能基を有する場合、(ii)他の原子団は同じであるが、アニオン性基は異なるような複数種の官能基を有する場合、などを挙げることができる。なかでも、一方の官能基が2つのカルボン酸基を含む場合が好ましい。具体的には、(i)2つのカルボン酸基を含む官能基と1つのカルボン酸基を含む官能基とを有する自己分散顔料や、(ii)2つのカルボン酸基を含む官能基と少なくとも1つのホスホン酸基を含む官能基を含む官能基とを有する自己分散顔料などを挙げることができる。
官能基は、−R−(COOM1n(式中、Rは他の原子団を表し、M1は、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表し、nは2以上の整数を表す)で表される構造を有することが好ましい。nの上限は、他の原子団が有しうる水素原子の数と等しく、好ましくは5以下である。特に、顔料種がカーボンブラックであり、n=2である自己分散顔料は、官能基導入量の標準偏差が小さくなりやすいために好ましい。この場合、顔料の粒子表面近傍において立体障害が生じやすいため、顔料の粒子表面にインク中の水溶性有機溶剤が溶媒和しにくくなり、インクが記録媒体に付与され、水性媒体が蒸発する過程で固液分離が速やかに生ずる。加えて、溶媒和による顔料の分散安定化の作用も生じにくいため、顔料が素早く凝集し、画像の均一性をより向上させることができる。このような効果は、官能基導入量が高いほど生じやすい。具体的には、官能基導入量は、0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.80mmol/g以下であることがさらに好ましい。
[含有量]
インク中の自己分散顔料の含有量(%)は、インク全質量を基準として、0.10質量%以上15.00質量%以下であることが好ましい。また、1.00質量%以上10.00質量%以下であることがさらに好ましく、2.00質量%以上8.00質量%以下であることが特に好ましい。
[自己分散顔料の製造方法]
自己分散顔料の製造方法は、官能基導入量の標準偏差が0.0380以下となるものであれば特に限定されない。例えば、ジアゾニウム塩を顔料に反応させる方法(特表平10−510861号公報)、置換トリアジン化合物を顔料に反応させる方法(特表2010−537006号公報)、ハロゲン化合物を顔料に反応させる方法(特開2005−105271号公報)などを挙げることができる。これらの方法を利用する場合、官能基導入量の標準偏差が高くなりやすいので、原料を多段階に添加するなど、反応条件を穏和にするための工夫をすることが好ましい。
また、アニオン性基を有する化合物をラジカル化させて顔料に付加させる方法を挙げることができる。この方法によれば、官能基導入量の標準偏差が小さい自己分散顔料を効率よく製造することができるため、本発明のインクには、この方法で製造された自己分散顔料を用いることが好ましい。以下に述べる方法では、顔料の処理に用いる化合物が急激に分解することはなく、顔料の粒子表面へのラジカル付加反応が効率よく進む。したがって、先に挙げたような従来の自己分散顔料の製造方法と比較して、以下に述べる製造方法によれば、顔料の処理に用いる化合物が少なくても、官能基導入量が高いとともに、官能基導入量の標準偏差が小さい自己分散顔料を得ることができる。以下、この方法の一例として、製造方法A、B及びCを挙げて説明する。
「製造方法A」
製造方法Aでは、下記一般式(1)で表される化合物からの水素原子の引き抜きによるラジカル付加反応によって、下記一般式(1)中のR1で表される基を顔料の粒子表面に結合させる。
HN=N−R1 ・・・(1)
(前記一般式(1)中、R1は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
製造方法Aは、一般式(1)で表される化合物(ジアゼン化合物)からの水素原子の引き抜きによるラジカル付加反応によって、アニオン性基を含む官能基であるR1で表される基を顔料の粒子表面に結合させて自己分散顔料を製造する方法である。このラジカル付加反応は、酸化的ラジカル付加反応である。また、製造方法Aにおいては、一般式(1)で表される化合物を、一般式(1’)で表される化合物(ヒドラジン化合物)からの水素原子の引き抜きによって生成させることが好ましい。すなわち、一般式(1’)で表される化合物からの逐次的な水素原子の引き抜きによるラジカル付加反応によって、自己分散顔料を製造することもできる。
2N−NH−R1 ・・・(1’)
(前記一般式(1’)中、R1は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
製造方法Aで利用する反応の推定機構を以下に示す。以下、処理剤として一般式(1’)で表される化合物、顔料としてカーボンブラック、及び酸化剤としてヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムを使用する場合を例に挙げて説明する。酸化剤として用いるヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムの酸化種をFe3+とし、その還元種をFe2+とする。
Figure 0006614817
まず、酸化剤(Fe3+)の作用により、ヒドラジン化合物である化合物A(一般式(1’)で表される化合物)の水素原子が引き抜かれて化合物Aがラジカル的に酸化され、ヒドラジルラジカルBが生ずる。次いで、酸化剤(Fe3+)の作用により、ヒドラジルラジカルBの水素原子が引き抜かれ、ジアゼン化合物である化合物C(一般式(1)で表される化合物)が生ずる。さらに、酸化剤(Fe3+)の作用により、化合物Cの水素原子が引き抜かれてジアゼンラジカルDが生ずる。ジアゼンラジカルDは瞬時に窒素脱離を起こし、ラジカル種Eが生ずる。そして、ラジカル種Eがカーボンブラックの粒子表面の芳香族性の炭素原子にラジカル付加することによって、ラジカル中間体Fを経てカーボンブラックの粒子表面にR1が結合し、自己分散顔料Gが得られる。
製造方法Aにおいては、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムなどの価数が変化しやすい酸化剤を用いると、上記とは別の付加反応が並行して生ずる場合がある。すなわち、ラジカル種Eがカーボンブラックの粒子表面の芳香族性の炭素原子にラジカル付加して、ラジカル中間体Fが生じたのと同時に、ラジカルが酸素分子に捕捉されることによってラジカル中間体Hが生ずる。この場合、酸化剤の還元種(Fe2+)の作用によりラジカル中間体Hが還元された後、酸素ラジカル中間体Iを経て、アルコール体である自己分散顔料Jが得られる。
「製造方法B」
製造方法Bでは、一般式(3)で表される化合物(ヒドラジン類)によって、一般式(2)で表される化合物(ハロゲン化芳香族化合物)からハロゲン原子を引き抜いてラジカルを生成させる。製造方法Bは、生成したラジカルが関与するラジカル付加反応、すなわち酸化的ラジカル付加反応によって、アニオン性基を含む官能基を顔料の粒子表面に結合させて自己分散顔料を製造する方法である。
Figure 0006614817
(前記一般式(2)中、R1は、ハロゲン原子を表し、R2は、アリール基又はヘテロアリール基を表し、R3は、水素原子、ニトロ基、シアノ基、トシル基、又はハロゲン原子を表し、xは1以上の整数を表す。R4は、アルキレン基、カルボニル基、エステル基、及びアミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の連結基を表し、yは0又は1を表す。R5は、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基を表し、zは1以上の整数を表し、x+zは、R2が有しうる水素原子の数と等しい)
(R7n−N−N−(R7n ・・・(3)
(前記一般式(3)中、R7は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、nはそれぞれ独立に、1又は2を表す)
製造方法Bで利用する反応の推定機構を以下に示す。以下、一般式(3)で表される化合物(ハロゲン引き抜き剤)としてヒドラジン、及び一般式(2)で表される化合物(処理剤)として「R−X」(ハロゲン原子をX、それ以外の構造をまとめてRと表記)を使用する場合を例に挙げて説明する。さらに、顔料としてカーボンブラック、及び酸化剤としてヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムを使用する場合を例に挙げて説明する。酸化剤として用いるヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムの酸化種をFe3+とし、その還元種をFe2+とする。
Figure 0006614817
先ず、酸化剤(Fe3+)の作用により、ヒドラジン類である化合物Aの水素原子が引き抜かれて中間体Bとなる。次いで、酸化剤(Fe3+)の作用により中間体Bがさらに酸化される過程で、ハロゲン化芳香族化合物である化合物C(一般式(2)で表される化合物)のハロゲン原子が引き抜かれてラジカル種Eが生ずる。この際に生成する副生成物Dは非常に不安定なため、ハロゲン化水素と窒素に直ちに分解する。
Figure 0006614817
そして、ラジカル種Eがカーボンブラックの粒子表面の芳香族性の炭素原子にラジカル付加することによって、ラジカル中間体Hを経てカーボンブラックの粒子表面にRが結合し、自己分散顔料Iが得られる。
製造方法Bにおいては、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムなどの価数が変化しやすい酸化剤を用いると、上記とは別の付加反応が並行して生ずる場合がある。すなわち、ラジカル種Eがカーボンブラックの粒子表面の芳香族性の炭素原子にラジカル付加して、ラジカル中間体Hが生じたのと同時に、ラジカルが酸素分子に捕捉されることによってラジカル中間体Jが生ずる。この場合、酸化剤の還元種(Fe2+)の作用によりラジカル中間体Jが還元された後、酸素ラジカル中間体Kを経て、アルコール体である自己分散顔料Lが得られる。
「製造方法C」
製造方法Cは、処理剤からの水素原子の引き抜きによってジアゼン化合物を生成させて、このジアゼン化合物からの水素原子の引き抜きによるラジカル付加反応によって、顔料の粒子表面に官能基を結合させて自己分散顔料を製造する方法である。このラジカル付加反応は、酸化的ラジカル付加反応である。処理剤としては、ヒドラジン化合物である、一般式(4)で表される化合物、一般式(5)で表される化合物、及び一般式(6)で表される化合物の少なくともいずれかを用いる。
Figure 0006614817
(前記一般式(4)中、R1は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表し、R2は、酸素原子又はNHを表す)
Figure 0006614817
(前記一般式(5)中、R3は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
Figure 0006614817
(前記一般式(6)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
製造方法Cで利用する反応の推定機構を以下に示す。以下、処理剤の共通部分である「H2N−NH−」以外の部分を「R」として示す。また、顔料としてカーボンブラック、及び酸化剤としてヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムを使用する場合を例に挙げて説明する。酸化剤として用いるヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムの酸化種をFe3+とし、その還元種をFe2+とする。
Figure 0006614817
まず、酸化剤(Fe3+)の作用により、ヒドラジン化合物である化合物A(一般式(5)で表される化合物)の水素原子が引き抜かれて化合物Aがラジカル的に酸化され、ヒドラジルラジカルBが生ずる。次いで、酸化剤(Fe3+)の作用により、ヒドラジルラジカルBの水素原子が引き抜かれ、ジアゼン化合物である化合物Cが生ずる。さらに、酸化剤(Fe3+)の作用により、化合物Cの水素原子が引き抜かれてジアゼンラジカルDが生ずる。ジアゼンラジカルDは瞬時に窒素脱離を起こし、ラジカル種Eが生ずる。そして、ラジカル種Eがカーボンブラックの粒子表面の芳香族性の炭素原子にラジカル付加することによって、ラジカル中間体Fを経てカーボンブラックの粒子表面にRが結合し、自己分散顔料Gが得られる。
製造方法Cにおいては、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウムなどの価数が変化しやすい酸化剤を用いると、上記とは別の付加反応が並行して生ずる場合がある。すなわち、ラジカル種Eがカーボンブラックの粒子表面の芳香族性の炭素原子にラジカル付加して、ラジカル中間体Fが生じたのと同時に、ラジカルが酸素分子に捕捉されることによってラジカル中間体Hが生ずる。この場合、酸化剤の還元種(Fe2+)の作用によりラジカル中間体Hが還元された後、酸素ラジカル中間体Iを経て、アルコール体である自己分散顔料Jが得られる。
「製造方法A、B及びCで用いる処理剤」
製造方法Aにおいては、一般式(1)で表される化合物を顔料の処理剤として用いる。一般式(1)で表される化合物は、アニオン性基が置換したジアゼン化合物である。一般式(1)で表される化合物は、例えば、一般式(1’)で表される化合物からの水素原子の引き抜きによって得ることができる。すなわち、一般式(1’)で表される化合物からの逐次的な水素原子の引き抜きによって、一般式(1)で表される化合物を経て、顔料の粒子表面にR1で表される基を結合させることができる。このため、製造方法Aにおいては、一般式(1’)で表される化合物も、顔料の処理に用いる処理剤に含める。一般式(1’)で表される化合物は、ヒドラジノ基(−NH−NH2)及びアニオン性基を有する化合物であり、ヒドラジン硫酸塩やヒドラジン塩酸塩などのヒドラジンの酸付加塩;水和物も含まれる。
HN=N−R1 ・・・(1)
2N−NH−R1 ・・・(1’)
一般式(1)及び(1’)中のR1は、以下に示す通りである。すなわち、R1は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す。
製造方法Bにおいては、一般式(2)で表される化合物を顔料の処理剤として用いる。一般式(2)で表される化合物は、アニオン性基が置換したハロゲン化芳香族化合物である。一般式(2)で表される化合物のR1で表されるハロゲン原子は、上記したハロゲン引き抜き剤である一般式(3)で表される化合物によって引き抜かれる。これにより、顔料の粒子表面にアニオン性基を含む官能基(一般式(2)中のR1以外の原子団)を結合させることができる。
Figure 0006614817
(前記一般式(2)中、R1は、ハロゲン原子を表し、R2は、アリール基又はヘテロアリール基を表し、R3は、水素原子、ニトロ基、シアノ基、トシル基、又はハロゲン原子を表し、xは1以上の整数を表す。R4は、アルキレン基、カルボニル基、エステル基、及びアミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の連結基を表し、yは0又は1を表す。R5は、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基を表し、zは1以上の整数を表し、x+zは、R2が有しうる水素原子の数と等しい)
製造方法Cにおいては、下記一般式(4)で表される化合物、下記一般式(5)で表される化合物、及び下記一般式(6)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を顔料の処理剤として用いる。一般式(4)乃至(6)で表される化合物は、いずれもアニオン性基を有するヒドラジン化合物である。このヒドラジン化合物は、水素原子が引き抜かれることによってジアゼン化合物となる。すなわち、ヒドラジノ基(−NH−NH2)から水素原子が引き抜かれることによって、ジアゼン構造(−N=NH)が形成される。このように、処理剤(ヒドラジン化合物)は、ジアゼン化合物を経て、さらに水素原子が引き抜かれることによって、顔料の粒子表面にアニオン性基を含む官能基(処理剤のヒドラジノ基以外の構造に当たる)を結合させて顔料を自己分散化させる。すなわち、実際に顔料を自己分散化させるのはジアゼン化合物であるが、ヒドラジン化合物からの逐次的な水素原子の引き抜きによって顔料の自己分散化がなされる。このため、製造方法Cにおいては、ヒドラジン化合物も顔料の処理に用いる処理剤に含める。さらに、ヒドラジン硫酸塩やヒドラジン塩酸塩などのヒドラジンの酸付加塩;水和物も、顔料の処理に用いる処理剤に含める。
Figure 0006614817
(前記一般式(4)中、R1は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表し、R2は、酸素原子又はNHを表す)
Figure 0006614817
(前記一般式(5)中、R3は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
Figure 0006614817
(前記一般式(6)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
一般式(1)、(1’)、(4)、(5)及び(6)における脂肪族基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基を挙げることができる。アルキル基、アルケニル基、アルキニル基は、直鎖、分岐鎖、及び環状のいずれであってもよい。直鎖及び分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基の炭素数は1乃至12程度であることが好ましい。また、環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基は、単環及び複合環のいずれであってもよく、環を構成する元素数は3乃至8程度であることが好ましい。脂肪族基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などの直鎖飽和アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、2−エチルへキシル基などの分岐鎖飽和アルキル基;エテニル基、プロペニル基、ブテニル基などのアルケニル基;エチニル基、プロピニル基、ブチニル基などのアルキニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状脂肪族基;などを挙げることができる。脂肪族基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;ヒドロキシ基;などの置換基を有していてもよい。
一般式(1)、(1’)、(4)、(5)及び(6)における芳香族基としては、アリール基、ヘテロアリール基を挙げることができる。アリール基やヘテロアリール基は、単環及び複合環のいずれであってもよく、環を構成する元素数は3乃至8程度であることが好ましい。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基などを挙げることができる。また、ヘテロアリール基としては、ピリジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジニル基、チエニル基、チアゾリル基などを挙げることができる。これらのなかでも、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ピリジニル基などが好ましく、フェニル基、ナフチル基などがさらに好ましい。
一般式(1)、(1’)、(4)、(5)及び(6)における脂肪族基及び芳香族基を有する基としては、上記で挙げたような各基が直接、又は、−O−、−NH−、−CO−、−COO−、−CONH−、−N=N−、−SO−、−SO2−などの一般的なリンカー構造を介して結合した基を挙げることができる。官能基の親水性を高めるためには、脂肪族基及び芳香族基を有する基に、リンカー構造を持たせることがさらに好ましい。
一般式(2)におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを挙げることができる。これらのなかでも、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
一般式(2)におけるアリール基やヘテロアリール基は、単環及び複合環のいずれであってもよく、環を構成する元素数は3乃至8程度であることが好ましい。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基などを挙げることができる。また、ヘテロアリール基としては、ピリジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジニル基、チエニル基、チアゾリル基などを挙げることができる。これらのなかでも、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ピリジニル基などが好ましく、フェニル基、ナフチル基などがさらに好ましい。
一般式(2)におけるR4は、アルキレン基、カルボニル基、エステル基、及びアミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の連結基を表し、yは0又は1を表す。yが0である場合は、R2がR5と直接結合していることを意味する。R4は、R2(アリール基、ヘテロアリール基)及びR5(アニオン性基)を連結する構造を有する。そして、−R2−(R4y−で表される部分は、顔料の粒子表面とアニオン性基(R5)との連結基となる。
一般式(1)〜(6)におけるアニオン性基は、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらのアニオン性基は、化学的に可能な限りにおいて、塩、無水物などの形態であってもよい。
カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基が塩を形成している場合、これらの各基のプロトンの少なくとも1つがカチオンに置換されている。カチオンとしては、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、及び有機アンモニウムイオンなどを挙げることができる。アルカリ金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのイオンを挙げることができる。有機アンモニウムイオンとしては、モノ乃至トリアルキルアミンなどの脂肪族アミン;モノ乃至トリアルカノールアミンなどの脂肪族アルコールアミンのカチオンやその塩を挙げることができる。水性インク中では塩はイオンに解離して存在しうるが、便宜上、「塩」と表現する。
一般式(1)、(2)、(4)、(5)及び(6)で表される化合物における、アニオン性基の置換数は、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基に存在する水素原子の数と理論上は等しい。例えば、アニオン性基の置換数は、メチル基では1〜3、エチル基では1〜5、フェニル基では1〜5、ナフチル基では1〜7、アントラセニル基では1〜9、ピリジル基では1〜4である。構造にもよるが、実際には、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を有する基の1つ当たりに1〜2個のアニオン性基を置換させれば、顔料を自己分散化することができる。
一般式(3)におけるzは1以上の整数を表し、x+zは、R2が有しうる水素原子の数と等しい。すなわち、x+zは、R2が理論上有しうる最大の水素原子の数と等しい。例えば、R2がフェニル基である場合はx+z=1〜4、ナフチル基である場合はx+z=1〜6、アントラセニル基である場合はn+m=1〜8、ピリジル基である場合はx+z=1〜3である。構造にもよるが、実際には、z=1〜2であれば、顔料を自己分散化することができる。
製造方法Bにおいては、顔料の処理に用いる一般式(2)で表される化合物からハロゲンを引き抜くために、一般式(3)で表される化合物をハロゲン引き抜き剤として用いる。一般式(3))で表される化合物はヒドラジン類であり、水和物;硫酸塩、リン酸塩、塩酸塩、臭化水素塩などの酸付加塩;などの形態であってもよい。
(R7n−N−N−(R7n ・・・(3)
(前記一般式(3)中、R7は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、nはそれぞれ独立に、1又は2を表す)
7がすべて水素原子である場合、一般式(3)で表される化合物はヒドラジンである。また、R7の少なくとも1つがアルキル基である場合、一般式(3)で表される化合物はアルキル置換ヒドラジンである。アルキル基は、直鎖又は分岐鎖のいずれであってもよい。また、アルキル基の炭素数は1乃至6程度であることが好ましく、1乃至3程度であることがさらに好ましい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などの直鎖アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、2−エチルへキシル基などの分岐鎖アルキル基などを挙げることができる。なかでも、アルキル基で置換されたヒドラジン化合物は市販のものが多く、入手も容易であるため好適に使用することができる。さらには、モノアルキル置換ヒドラジン、ジアルキル置換ヒドラジンを用いることが好ましく、メチルヒドラジン、ジメチルヒドラジンを用いることがより好ましい。
「製造方法A、B及びCで用いる酸化剤」
製造方法A、B及びCにおいては、酸化剤の存在下で自己分散顔料を製造することもできる。酸化剤は反応速度の向上のために使用しうるものであるが、製造方法A、B及びCで利用する反応は酸化剤を使用しなくても進行する。
一般に、顔料に酸化剤を作用させると、顔料の粒子表面の炭素原子が酸化されてカルボン酸基となる。一方、製造方法A、B及びCでは、酸化剤が処理剤やヒドラジン化合物に作用し、これに引き続いて、酸化的ラジカル付加反応が促進される。したがって、酸化剤が顔料の粒子表面に直接的に作用することはない。これは、顔料の粒子表面の炭素原子を酸化してカルボニル種(C=O)に導くために必要なエネルギー(炭素と酸素の結合エネルギー)よりも、処理剤やヒドラジン化合物にするためのエネルギーの方が少ないからである。すなわち、処理剤やヒドラジン化合物が存在する場合、酸化剤は処理剤やヒドラジン化合物への作用に消費されると考えられる。
製造方法A、B及びCで用いることができる酸化剤としては、ハロゲン、オキソ酸化合物、金属酸化物、ハロゲン化金属化合物、金属ポルフィリン化合物、ヘキサシアノ金属酸化合物、金属硝酸化物、過酸化水素、硝酸などを挙げることができる。
ハロゲンとしては、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。オキソ酸化合物としては、クロム酸、モリブデン酸、過マンガン酸、バナジン酸、ビスマス酸、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、ハロゲン酸、過ハロゲン酸などを挙げることができる。これらのオキソ酸化合物は塩を形成していてもよいが、金属を有することを要する。塩を形成するカチオンとしては、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンなどを挙げることができる。水性の液体中では、塩はイオンに解離して存在しうるが、便宜上、「塩」と表現する。オキソ酸化合物の具体例としては、クロム酸カリウム、二クロム酸カリウム、重クロム酸ビス(テトラブチルアンモニウム)、重クロム酸ピリジニウム、クロロクロム酸ピリジニウム、フルオロクロム酸ピリジニウムなどのクロム酸塩;過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸アンモニウム、過マンガン酸銀、過マンガン酸亜鉛、過マンガン酸マグネシウムなどの過マンガン酸塩;バナジン酸アンモニウム、バナジン酸カリウム、バナジン酸ナトリウムなどのバナジン酸塩;ビスマス酸ナトリウム、ビスマス酸カリウムなどのビスマス酸塩;次亜塩素酸、亜塩素酸、過塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、臭素酸、過臭素酸、次ヨウ素酸、亜ヨウ素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、次亜フッ素酸やこれらの塩などを挙げることができる。
金属酸化物としては、酸化マンガン、酸化鉛、酸化銅、酸化銀、酸化オスミウムなどを挙げることができる。ハロゲン化金属化合物としては、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化銀、塩化クロム、塩化ジルコニウム、塩化スズ、塩化セリウム、塩化鉄、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化マンガンなどを挙げることができる。
金属ポルフィリン化合物としては、中心金属を有し、置換されていてもよいポルフィリン化合物を挙げることができる。具体的には、テトラベンゾポルフィリン化合物、テトラアザポルフィリン化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物などを挙げることができる。中心金属としては、例えば、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Pt、Mn、Ru、Cr、Pdなどを挙げることができる。また、金属に配位子が存在していてもよく、配位子としては公知のものを用いればよい。
ヘキサシアノ金属酸化合物としては、ヘキサシアノ鉄酸塩やその水和物などを挙げることができる。具体的には、ヘキサシアノ鉄酸カリウム、ヘキサシアノ鉄酸ナトリウム、ヘキサシアノ鉄酸アンモニウム、ヘキサシアノ鉄酸銅、ヘキサシアノ鉄酸複塩(ヘキサシアノ鉄酸リチウム・カリウムなど)やこれらの水和物を挙げることができる。
金属硝酸化物としては、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸銀、硝酸銅などを挙げることができる。
上記した酸化剤以外にも、例えば、有機過酸化物、超原子価ヨウ素化合物、N−オキシド化合物などを酸化剤として用いることもできる。
また、触媒作用を有する酸化剤を用いることもできる。上記で挙げた酸化剤のうち、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Mn、Cr、及びMoからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属の、ハロゲン化金属化合物、金属ポルフィリン化合物、又はヘキサシアノ金属酸化合物などが触媒作用を有する。触媒作用を有する酸化剤は、水素原子の引き抜きに使用されて還元種となった後、反応系内の酸素の作用を受けて酸化種に戻るため、再び酸化剤として使用可能となる。したがって、触媒作用を有する酸化剤を用いると、酸化剤の使用量を低減することができる。触媒作用を有する酸化剤は、価数が変化しやすい金属(2以上の酸化状態をとることができる金属元素)を有するものである。金属の価数変化の具体例としては、Fe(II、III)、Co(II、III)、Ni(II、III)、Cu(0、I、II)、Mg(0、II)、Mn(II、IV、VII)、Cr(II、III)、Mo(IV、V)などがある。触媒作用が生ずるメカニズムについて、具体例を示して説明する。例えば、3価のFe(Fe(III))を有する酸化剤の場合、ヒドラジン化合物からの水素原子の引き抜きに酸化種であるFe3+(Fe(III))が使用されて、還元種であるFe2+(Fe(II))が生成する。その後、反応系内の酸素の作用を受けて酸化種であるFe3+(Fe(III))に戻ることで、再び酸化剤として使用可能となる。
「製造方法A、B及びCの反応条件」
製造方法A、B及びCは、通常、水系の液媒体中で行う。水系の液媒体としては、水のみ、又は、水を主溶媒としてプロトン性や非プロトン性の有機溶剤を併用した水性媒体を使用することができる。水性媒体は、水及び有機溶剤の混合溶媒である。有機溶媒としては、水と任意の割合で混和又は溶解するものを用いることが好ましい。なかでも、水を50質量%以上含有する均一な混合溶媒を水性媒体として用いることが好ましい。水としては、イオン交換水や純水を用いることが好ましい。
プロトン性の有機溶剤は、酸素や窒素に結合した水素原子(酸性水素原子)を有する有機溶剤である。また、非プロトン性の有機溶剤は、酸性水素原子を有しない有機溶剤である。有機溶剤としては、例えば、アルコール類;アルキレングリコール類;ポリアルキレングリコール類;グリコールエーテル類;グリコールエーテルエステル類;カルボン酸アミド類;ケトン類;ケトアルコール類;環状エーテル類;含窒素化合物類;含硫黄化合物などを挙げることができる。
製造方法A、B及びCにおいて好適に用いることができる液媒体としては、例えば、水、水/メタノール混合溶媒、水/エタノール混合溶媒、水/エチレングリコール混合溶媒、水/N−メチルピロリドン混合溶媒、水/テトラヒドロフラン混合溶媒、水/アセトン混合溶媒などを挙げることができる。
製造方法A、B及びCで使用する処理剤やヒドラジン化合物は化学的に安定であり、pHや温度による影響を受けにくいため、反応系のpHや温度を任意に設定することができる。具体的には、反応系のpHは1〜13であることが好ましく、1〜10であることがさらに好ましい。なかでも、1.5〜7であることがより好ましく、2〜7であることが特に好ましい。
また、ラジカル付加反応の反応速度を制御するために、温度を常温(25℃)以外に設定してもよい。温度は処理剤やヒドラジン化合物の種類に応じて適宜設定すればよい。具体的には、5〜80℃であることが好ましく、10〜70℃であることがさらに好ましく、10〜40℃であることが特に好ましい。温度を高くすると反応速度は上がるが、副反応が生じやすくなる場合がある。一方、温度を低くすると副反応は生じにくくなるが、反応速度が下がり、反応時間が長くなる場合がある。
製造方法A、B及びCは、通常、液媒体中で行う。液媒体中の顔料の含有量(質量%)は、液媒体全質量を基準として、1.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましく、5.0質量%以上40.0質量%以下であることがさらに好ましい。顔料の含有量が高すぎると、顔料がカーボンブラックなどであるときに特に顕著となるが、反応系の粘度が高くなり、撹拌が難しくなる場合がある。一方、顔料の含有量が低すぎると、反応系内での処理剤やヒドラジン化合物と顔料の接触頻度が下がる場合や、反応系の粘度が低くなりすぎて、撹拌により乱流が生じ、撹拌の効率が低くなりやすくなる場合がある。
(カチオンとアニオンとが結合して構成される塩)
本発明のインクには、画像の均一性をさらに向上させるために、特定の塩を含有させることができる。塩の分子量にもよるが、インク中の塩の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.05質量%以上2.00質量%以下であることが好ましい。塩の含有量が0.05質量%未満であると、浸透性の高い記録媒体を用いた場合に顕著となるが、画像の均一性をより向上する効果が十分に得られない場合がある。一方、塩の含有量が2.00質量%超であると、インクの保存安定性がやや低下する場合がある。
本発明のインクに含有させることができる塩は、カチオンとアニオンとが結合して構成される。カチオンは、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、及び有機アンモニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、アニオンは、Cl-、Br-、I-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、NO2 -、NO3 -、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 -、HCOO-、(COO-2、COOH(COO-)、CH3COO-、C24(COO-2、C65COO-、C64(COO-2、PO4 3-、HPO4 2-、及びH2PO4 -からなる群から選ばれる少なくとも1種である。インク中における塩の形態は、その一部が解離した状態、又は全てが解離した状態のいずれの形態であってもよい。
塩を構成するカチオンは、1価のカチオンであり、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン(NH4 +)、及び有機アンモニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1種である。アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンなどを挙げることができる。また、有機アンモニウムイオンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミンなどの炭素数1以上3以下のアルキルアミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの炭素数1以上4以下のアルカノールアミン類;などのカチオンを挙げることができる。
カチオンとアニオンとが結合して構成される塩としては、1価のカチオンを(M2)として表すと、以下のものを挙げることができる。例えば、(M2)Cl、(M2)Br、(M2)I、(M2)ClO、(M2)ClO2、(M2)ClO3、(M2)ClO4、(M2)NO2、(M2)NO3、(M22SO4、(M22CO3、(M2)HCO3、HCOO(M2)、(COO(M2))2、COOH(COO(M2))、CH3COO(M2)、C24(COO(M2))2、C65COO(M2)、C64(COO(M2))2、(M23PO4、(M22HPO4、(M2)H2PO4を挙げることができる。
水性媒体への溶解性の観点から、塩としてはカルボン酸塩又は硫酸塩が好ましい。なかでも、C64(COO(M2))2、(M22SO4などの2価のアニオンの塩がさらに好ましい。また、カチオンとしては、カリウムイオン、アンモニウムイオンが好ましい。塩としては、C64(COOK)2、C64(COONH42、K2SO4、(NH42SO4が好ましく、C64(COONH42が特に好ましい。また、自己分散顔料のアニオン性基のカウンターイオン(カチオン)と、塩のカチオンの種類を揃えることが好ましい。
塩による画像の均一性の向上は、インク中の電解質濃度が高まることで、液体成分が蒸発した際に自己分散顔料の電気二重層がより圧縮されやすくなり、顔料の凝集が促進されるために生ずると考えられる。したがって、画像の均一性の向上という観点では、塩を構成するイオンの種類よりも、インク中の電解質濃度、すなわち塩のモル数のほうが支配的であると言える。
(樹脂)
本発明のインクには、樹脂を含有させることができる。樹脂は、(i)自己分散顔料の分散状態をより安定にするため、(ii)記録される画像の耐擦過性などを向上させるため、などの目的でインクに添加することができる。インク中の樹脂の含有量(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い。
樹脂としては、アニオン性基を有するものが好ましい。樹脂の具体例としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、多糖類、ポリペプチド類などを挙げることができる。なかでも、インクの吐出安定性を確保しやすいことから、アクリル樹脂及びウレタン樹脂が好ましい。また、樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの組み合わせなどを挙げることができる。
水性インク中における樹脂の状態は、水性媒体に溶解した状態であってもよく、水性媒体中に樹脂粒子として分散した状態であってもよい。本発明において樹脂が水溶性であることとは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒子径を測定しうる粒子を形成しないものであることとする。樹脂の酸価は、30mgKOH/g以上350mgKOH/g以下であることが好ましい。
(水性媒体)
本発明のインクには、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。本発明においては、水性媒体として少なくとも水を含有する、水性のインクとすることが好ましい。水は、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、10.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましく、50.0質量%以上90.0質量%以下であることが好ましい。
水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒などを用いることができる。なかでも、25℃における蒸気圧が水よりも低い水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。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、5.0質量%以上90.0質量%以下、さらには10.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。
(その他の添加剤)
本発明のインクは、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類;尿素、エチレン尿素、ヒダントイン類などの尿素誘導体;糖類などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。さらに、本発明のインクは、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、種々の添加剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性などの界面活性剤が挙げられる。インク中の界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上5.0質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上2.0質量%以下であることがさらに好ましい。
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレングリコール系化合物などのノニオン性界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤はその疎水性基が自己分散顔料の粒子表面に吸着し易い。このため、インク中における自己分散顔料の分散状態をより安定に保つことができる。界面活性剤の中でも、ノニオン性界面活性剤はイオン性基を有さないため、自己分散顔料の官能基との相互作用を起こしにくい一方で顔料の粒子表面には吸着しやすいからである。
(インクの物性)
本発明のインクをインクジェット方式に適用する場合、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、25℃におけるインクの表面張力は、10mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m以上60mN/m以下であることがさらに好ましい。なかでも、30mN/m以上50mN/m以下であることが好ましく、30mN/m以上40mN/m以下であることが特に好ましい。また、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pHは、5.0以上9.0以下であることが好ましい。
<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、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが特に好ましい。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。
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。
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。なお、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。
<分析条件>
製造した自己分散顔料の水分散液を、自己分散顔料の含有量が3.0%以下となるように純水で希釈して液体を得た。得られた液体6gを容量10mLのポリカーボネート製チューブに入れた。そして、超遠心分離機(「Optima TM Max−XP Ultra Centrifuge」、ベックマン・コールター製)で、80,000rpm、15時間遠心分離を行って沈殿物を分取した。得られた沈殿物を純水で希釈し、必要に応じて0.1mol/Lの水酸化カリウム水溶液又は0.1mol/Lの塩酸水溶液を用いてpHを8.0±0.2となるように調整して、自己分散顔料の含有量が0.01%である水分散液を調製した。調製した水分散液をサンプルとし、自己分散顔料の分析を行った。
(官能基導入量)
自己分散顔料の官能基導入量(mmol/g)は、以下の条件で測定したコロイド滴定値を、自己分散顔料1g当たりに換算した値(平均値)として算出した。
・装置:電位差滴定装置(商品名「AT−510」、京都電子工業製)
・サンプル:上記で調製したもの
・滴定液:5mmol/Lメチルグリコールキトサン水溶液
・滴下量:0.05mL
・終点の判定:自動制御ソフト(AT−win)を使用して行った電位差滴定の変曲点
・温度:25℃
(ゼータ電位、ゼータ電位の標準偏差)
自己分散顔料のゼータ電位(mV)は、以下の条件で10万個以上の自己分散顔料の粒子について測定した平均値として算出した。また、この10万個以上のゼータ電位から「分散の正の平方根」を求め、これを「ゼータ電位の標準偏差」とした。
・装置:電気泳動光散乱法によるゼータ電位測定装置(商品名「ゼータサイザー ナノZ」、Malvern Instruments製)
・サンプル:上記で調製したもの
・セル:Clear disposable zeta cell
・温度:25℃
(粒子径)
自己分散顔料の平均粒子径(体積基準の粒子径分布の50%累積値[D50(nm)])、及びD90(体積基準の粒子径分布の90%累積値(nm))は、以下の条件で測定した。
・装置:動的光散乱法を利用した粒度分析計(商品名「ナノトラックUPA150EX」、日機装製)
・SetZero:180秒
・測定回数:3回
・測定時間:120秒
・屈折率:1.8(カーボンブラック)、1.5(その他の顔料)
<自己分散顔料の製造>
以下の製造方法に関する記載における「mmol/g」は、顔料1.0g当たりのミリモル数(mmol)を意味する。
(自己分散顔料1)
顔料100.0g、イオン交換水800.0g、及び処理剤0.50mmol/gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。処理剤としては、4−ヒドラジノフタル酸塩酸塩(ケムジェネシス製)を用いた。8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を入れて液体のpHを8に調整した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで12時間撹拌し、分散液を得た。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。限外ろ過膜(商品名「OS300C11」、分画分子量300K、日本ポール製)を用いて得られた分散液から不純物を除去して精製した。精製は、以下に示す(i)及び(ii)操作を、ろ液の電気伝導度が50μS/cm以下となるまで繰り返すことにより行った。
(i)分散液800gにイオン交換水3,200gを添加して希釈した液体を、限外ろ過膜を用いて800gになるまで濃縮(ろ液3,200gを分取)する。
(ii)イオン交換水3,200gを添加して分散液を希釈し、限外ろ過膜を用いて再度濃縮する。
精製した分散液について、遠心分離機(商品名「CR−21G」、日立工機製)を用いて回転数5,000rpmで15分間遠心分離して粗大粒子を除去した後、イオン交換水を添加した。これにより、自己分散顔料1の含有量が10.0%である自己分散顔料1の水分散液を得た。
(自己分散顔料2)
酸化剤として、0.10mmol/gのフェロシアン化カリウムを用いたこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料2の水分散液を得た。
(自己分散顔料3)
酸化剤として、0.10mmol/gの過ヨウ素酸カリウムを用いたこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料3の水分散液を得た。
(自己分散顔料4)
酸化剤として、0.10mmol/gの塩化鉄(III)を用いたこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料4の水分散液を得た。
(自己分散顔料5)
8mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応の際のpHを8に調整したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料5の水分散液を得た。
(自己分散顔料6)
28%アンモニア水を用いて反応の際のpHを8に調整したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料6の水分散液を得た。
(自己分散顔料7)
処理剤の使用量を0.15mmol/gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料7の水分散液を得た。
(自己分散顔料8)
処理剤の使用量を0.17mmol/gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料8の水分散液を得た。
(自己分散顔料9)
処理剤の使用量を1.00mmol/gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料9の水分散液を得た。
(自己分散顔料10)
処理剤の使用量を1.50mmol/gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料10の水分散液を得た。
(自己分散顔料11)
反応の際の温度を80℃に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料11の水分散液を得た。
(自己分散顔料12)
反応の際の温度を85℃に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料12の水分散液を得た。
(自己分散顔料13)
反応の際の温度を5℃に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料13の水分散液を得た。
(自己分散顔料14)
8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を使用しなかったこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料14の水分散液を得た。8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を使用しなかったため、反応の際のpHは2であった。
(自己分散顔料15)
8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を使用して反応の際のpHを11に調整したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料15の水分散液を得た。
(自己分散顔料16)
顔料100.0g、イオン交換水800.0g、及び処理剤0.125mmol/gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。処理剤としては、4−ヒドラジノフタル酸塩酸塩を用いた。8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を入れて液体のpHを8に調整した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、回転数:ロータ15,000rpm及びスクリーン13,000rpmで3時間撹拌した。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。さらに、1回当たり0.125mmol/gの処理剤を添加してから3時間撹拌する操作を合計で3回行って、分散液を得た。したがって、処理剤の合計の使用量は0.50mmol/gであり、合計の撹拌時間は12時間であった。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料16の水分散液を得た。
(自己分散顔料17)
処理剤を1.00mmol/gの4−ヒドラジノ安息香酸(東京化成工業製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料17の水分散液を得た。
(自己分散顔料18)
処理剤を1.00mmol/gの4−ヒドラジノベンゼンスルホン酸(東京化成工業製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料18の水分散液を得た。
(自己分散顔料19)
処理剤を1.00mmol/gのP−(4−ヒドラジニルフェニル)ホスホン酸(Aurora Fine Chemical製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料19の水分散液を得た。
(自己分散顔料21)
顔料をカーボンブラック(商品名「NIPEX170IQ」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料21の水分散液を得た。
(自己分散顔料22)
顔料をカーボンブラック(商品名「#2600」、三菱化学製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料22の水分散液を得た。
(自己分散顔料23)
顔料をカーボンブラック(商品名「MCF88」、三菱化学製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料23の水分散液を得た。
(自己分散顔料24)
顔料をカーボンブラック(商品名「Color Black FW200」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料24の水分散液を得た。
(自己分散顔料25)
分散機による撹拌時間を1時間に変更し、その後、高圧ホモジナイザー(商品名「ナノマイザーL−ES」、吉田機械興業製)を用い、圧力200MPaで5パスの分散処理を行って分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料25の水分散液を得た。
(自己分散顔料26)
分散機による撹拌時間を1時間に変更し、その後、ビーズミルを用い、0.3mm径のジルコニアビーズの充填率を70%として、回転数2,500rpmで5パスの分散処理を行い、分散液を得た。ビーズミルとしては、商品名「ナノ・ゲッターDMS65」(アシザワファインテック製)を用いた。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料26の水分散液を得た。
(自己分散顔料27)
分散機による撹拌時間を1時間に変更し、その後、薄膜旋回型高速ミキサー(商品名「フィルミックスFM80−50」、プライミクス製)を用い、周速50m/秒、回転数12,500rpmで5パス相当の分散処理を行って分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料27の水分散液を得た。
(自己分散顔料28)
分散機(商品名「クレアミックス−Wモーション」)による撹拌を行わずに、分散機(商品名「プロシェアミキサ」、太平洋機工製)を用いて、循環方式で、掻きとりミキサーの回転数2,000rpmで12時間分散して分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料28の水分散液を得た。
(自己分散顔料29)
顔料100.0g、イオン交換水800.0g、及び処理剤0.25mmol/gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。処理剤としては、4−ヒドラジノフタル酸塩酸塩を用いた。8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を入れて液体のpHを8に調整した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで6時間撹拌した。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。さらに処理剤(4−ヒドラジノ安息香酸)0.50mmol/gを加えた後、8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を入れて液体のpHを8に調整した。そして、上記と同様の条件でさらに6時間撹拌し、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料29の水分散液を得た。
(自己分散顔料31)
顔料100.0g、イオン交換水800.0g、処理剤0.125mmol/g、ジアゾ化剤(亜硝酸カリウム)0.06mmol/gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。また、処理剤としては、4−アミノフタル酸(東京化成工業製)を用いた。8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を入れて液体のpHを8に調整した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、回転数:ロータ15,000rpm及びスクリーン13,000rpmで3時間撹拌した。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。さらに、1回当たり0.125mmol/gの処理剤及び0.06mmol/gのジアゾ化剤を添加して、3時間撹拌する操作を合計で3回行って分散液を得た。したがって、合計の使用量は、処理剤0.50mmol/g、ジアゾ化剤0.24mmol/gであり、合計の撹拌時間は12時間であった。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料31の水分散液を得た。
(自己分散顔料32)
顔料130.0g及びクロロスルホン酸664.0gを混合した後、温度120℃で20時間クロロスルホン化反応を行い、反応物を得た。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。得られた反応物を温度50℃に冷却した後、塩化チオニル137.0gを滴下した。その後、反応物の温度を100℃として、この温度を4時間維持した。反応物を温度25℃に一旦冷却した後、水及び氷を添加して、冷却により温度を−5℃未満に保つことで反応を終了させた。この操作により生成した沈殿をろ過により分取し、温度5℃以下の冷水で洗浄することで、ウェットケーキを得た。得られたウェットケーキ200.0g(このうち顔料は100.0g)、イオン交換水700.0g、及び処理剤(4−アミノフタル酸)0.125mmol/gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、回転数:ロータ15,000rpm及びスクリーン13,000rpmで3時間撹拌した。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。さらに、1回当たり0.125mmol/gの処理剤を添加して、3時間撹拌する操作を合計で3回行って、分散液を得た。したがって、処理剤の合計の使用量は0.50mmol/gであり、合計の撹拌時間は12時間であった。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料32の水分散液を得た。
(自己分散顔料33)
顔料18.0g、エタノール150mL及びイオン交換水50mLの混合液、処理剤1.00mmol/g、並びにハロゲン引き抜き剤2.00mmol/gを、還流管を備えた500mLのフラスコに入れて混合した。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。また、処理剤としては、4−フルオロベンゼンスルホン酸(AAT Pharmaceutical製)を用いた。さらに、ハロゲン引き抜き剤としては、ヒドラジン一水和物(東京化成工業製)を用いた。8mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を入れて液体のpHを9に調整した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで8時間撹拌し、分散液を得た。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料33の水分散液を得た。
(自己分散顔料34)
顔料18.0g、イオン交換水180mL、及び処理剤1.00mmol/gを容量400mLのベッセル(アイメックス製)に入れて混合した。顔料としては、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)を用いた。また、処理剤としては、H2N−NH−COO−C64−COOH(住化テクノサービス製)を用いた。1mol/Lの塩酸を入れて液体のpHを3に調整した。その後、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで、温度25℃で4時間撹拌した後、温度80℃で4時間撹拌して反応物を得た。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。次いで、反応物の温度を25℃に冷却した後、8mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を入れて液体のpHを10に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料34の水分散液を得た。
(自己分散顔料35)
顔料をC.I.ピグメントブルー15:3(商品名「Tonar Cyan BG」、クラリアント製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料35の水分散液を得た。
(自己分散顔料36)
顔料をC.I.ピグメントレッド122(商品名「Hostaperm Pink EB transp.」、クラリアント製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料36の水分散液を得た。
(自己分散顔料37)
顔料をC.I.ピグメントイエロー74(商品名「Hansa Brilliant Yellow 5GX」、クラリアント製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料37の水分散液を得た。
(自己分散顔料38)
顔料をC.I.ピグメントグリーン7(商品名「Hostaperm Green GNX」、クラリアント製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料38の水分散液を得た。
(自己分散顔料39)
顔料を微粒子酸化チタン(商品名「MT−500HD」、テイカ製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料39の水分散液を得た。
(自己分散顔料40)
特許文献1の実施例6に準じて、以下に示す手順で自己分散顔料40の水分散液を得た。イオン交換水981.7mL、及び処理剤(4−アミノフタル酸)57.4gの混合物を氷浴で冷却した。濃塩酸162.5mLを加えた後、アセトン50mLを加えて4−アミノフタル酸を溶解させた。さらに、イオン交換水100mLに亜硝酸ナトリウム44.9gを溶解させた液体を添加した。亜硝酸ナトリウムの添加により混合物は暗色となり、そして少量のガスが発生した。得られた混合物(混合物A)は、1g当たりに0.039gの4−アミノフタル酸のジアゾニウム塩を含有する。氷浴で冷却したイオン交換水1,800gに、BET比表面積が350m2/gであり、DBP吸油量が120mL/100gである顔料(カーボンブラック)200.0gを加えた。そして、上記で得られた混合物A131.0gを撹拌下で加えたところ、ガスが発生した。ガスの発生が止まるまで撹拌を続け、スラリーを得た。得られたスラリーを真空でろ過した後、イオン交換水で洗浄し、ウェットケーキを得た。得られたウェットケーキを温度75℃のオーブンで乾燥させ、乾固した顔料を得た。得られた顔料90.0g、及びイオン交換水800.0gを混合して、8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料40の水分散液を得た。処理剤の使用量は0.14mmol/gであった。
(自己分散顔料41)
イオン交換水1,800gを1,669gに変更したこと、及び混合物Aの使用量を263.0gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料40の製造と同様にして、自己分散顔料41の水分散液を得た。処理剤の使用量は0.29mmol/gであった。
(自己分散顔料42)
イオン交換水1,800gを1,537gに変更したこと、及び混合物Aの使用量を394.0gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料40の製造と同様にして、自己分散顔料42の水分散液を得た。処理剤の使用量は0.43mmol/gであった。
(自己分散顔料43)
イオン交換水1,800gを1,275gに変更したこと、及び混合物Aの使用量を656.0gに変更したこと以外は、前述の自己分散顔料40の製造と同様にして、自己分散顔料43の水分散液を得た。処理剤の使用量は0.57mmol/gであった。
(自己分散顔料44)
特許文献1の実施例6に準じて、以下に示す手順で自己分散顔料44の水分散液を得た。イオン交換水981.7mL、及び処理剤(4−アミノフタル酸)57.4gの混合物を氷浴で冷却した。濃塩酸162.5mLを加えた後、アセトン50mLを加えて4−アミノフタル酸を溶解させた。さらに、イオン交換水100mLに亜硝酸カリウム55.4gを溶解させた液体を添加した。亜硝酸カリウムの添加により混合物は暗色となり、そして少量のガスが発生した。この混合物(混合物B)は、1g当たりに0.039gの4−アミノフタル酸のジアゾニウム塩を含有する。氷浴で冷却したイオン交換水670gに、顔料(カーボンブラック、商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)100.0gを加えた。その後、混合物B590.0gを加え、全てを容量2Lのポリ容器に入れて10分間撹拌した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで4時間撹拌し、スラリーを得た。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」、モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。4時間の撹拌の後にガスの発生が止まっていることを確認した。得られたスラリーを真空でろ過した後、イオン交換水で洗浄し、ウェットケーキを得た。得られたウェットケーキを温度75℃のオーブンで乾燥させ、乾固した顔料を得た。得られた顔料90.0g及びイオン交換水800.0gを混合した。8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料44の水分散液を得た。処理剤の使用量は0.65mmol/gであった。
(自己分散顔料45)
特許文献4の実施例3に準じて、以下に示す手順で自己分散顔料45の水分散液を得た。6mol/Lの塩酸10.0g及び処理剤(2−アミノ安息香酸、キシダ化学製)1.5gの混合物を氷浴で温度5℃に保ちながら、亜硝酸ナトリウム1.8gを加えて撹拌した。顔料(カーボンブラック、商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)5.0gを加え、撹拌下で液体の温度を80℃とし、ガスの発生が止まるまで撹拌を続けてスラリーを得た。得られたスラリーを冷却した後、適量のアセトンを加えて、ろ過により顔料を分取して洗浄した。得られた顔料90.0g及びイオン交換水800.0gを混合して、8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料45の水分散液を得た。処理剤の使用量は2.19mmol/gであった。
(自己分散顔料46)
特許文献4の実施例4に準じて、以下に示す手順で自己分散顔料46の水分散液を得た。処理剤を4−アミノベンゼンスルホン酸(東京化成工業製)に変更したこと以外は、前述の自己分散顔料45の製造と同様にして、自己分散顔料46の水分散液を得た。処理剤の使用量は1.73mmol/gであった。
(自己分散顔料47)
特許文献3の実施例31に準じて、以下に示す手順で自己分散顔料47の水分散液を得た。顔料18.0g、イオン交換水200mL、及び4−ヒドラジノ安息香酸1.00mmol/gを混合し、水酸化アンモニウムを用いて液体のpHを9に調整して混合液を得た。顔料としては、カーボンブラック(商品名「Black Pearls700」、キャボット製)を用いた。得られた混合液をパイレックス(登録商標)皿に入れてオーブンに投入し、温度120℃で24時間加熱して顔料を乾固させた。乾固させた顔料90.0g及びイオン交換水800.0gを混合して、8mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料47の水分散液を得た。
(自己分散顔料48)
特許文献2の記載に準じて、以下に示す手順で自己分散顔料48の水分散液を得た。具体的には、特許文献2の実施例1の記載を参考に顔料(カーボンブラック、商品名「Color Black FW18」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)のオゾンによる酸化処理及び後処理を行い、pHを6.5〜7.5に調整した分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料48の水分散液を得た。
(自己分散顔料49)
特開2000−345095号公報の記載を参考に、以下に示す手順で自己分散顔料49の水分散液を得た。顔料(カーボンブラック、「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)100.0g及びイオン交換水800.0gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで8時間撹拌しながら、次亜塩素酸ナトリウム(有効塩素濃度12%)500.0gを滴下した。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。その後、ろ過により顔料を分取した。得られた顔料90.0g及びイオン交換水800.0gを混合した後、8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて、液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして、自己分散顔料49の水分散液を得た。
(自己分散顔料50)
特開2004−168898号公報の記載を参考に、以下に示す手順で自己分散顔料50の水分散液を得た。空気中で98%濃硝酸を気化させることによって、硝酸ガス濃度4.0体積%の混気ガスを調製した。調製した混気ガスを温度150℃に加熱し、流速10m/秒で、ガス温度150℃に制御した反応管内に流通させた。この気流中に、顔料(カーボンブラック、商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製)100.0部に対して硝酸量が45.5部となるように、顔料を10g/分の割合で供給しながらイジェクターで分散させた。そして、反応管内における顔料の滞留時間が60秒間となるようにして顔料を酸化させた後、顔料を同伴する気流を温度50℃まで冷却して顔料を回収した。ここまでの工程は、特開2004−168898号公報の図1に示す同伴気流式酸化反応装置を用いて行った。硝酸気化装置から顔料(カーボンブラック)供給/分散装置までの全長は3m(滞留時間約0.5秒)とした。顔料を分散させるイジェクター部分としてはノズル径2mmのものを用い、噴出速度を約300m/sとした。反応装置1〜3における配管は、内径25mm、全長100mのステンレス製の配管を、直径1.8〜2mmの螺旋状に曲げた状態で反応槽内に設置した。冷却部配管の全長は10mである。回収した顔料90.0g及びイオン交換水800.0gを混合して、8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして自己分散顔料50の水分散液を得た。
(自己分散顔料51)
顔料(カーボンブラック、商品名「トーカブラック#8300」、東海カーボン製))100.0g及びイオン交換水600.0gを容量2Lのポリ容器に入れ、10分間撹拌した。その後、温度25℃で、分散機を用いて、ロータ回転数15,000rpm及びスクリーン回転数13,000rpmで8時間撹拌しながら、3mol/Lのペルオキソ2硫酸カリウム水溶液1,000gを滴下した。分散機としては、商品名「クレアミックス−Wモーション」(モータ:ロータ2.2W及びスクリーン3.7W、エムテクニック製)を用いた。その後、ろ過により顔料を分取した。得られた顔料90.0g及びイオン交換水800.0gを混合した後、8mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて、液体のpHを8に調整して、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして、自己分散顔料51の水分散液を得た。
(自己分散顔料52)
特許文献5の記載を参考に、以下に示す手順で自己分散顔料52の水分散液を得た。
具体的には、特許文献5の実施例1の記載を参考に、顔料の次亜塩素酸ナトリウムによる酸化処理及びアゾ化合物[4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)]による処理を行った。顔料としては、カーボンブラック(商品名「Printex80」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)を用いた。次いで、アセトンを用いたソックスレー抽出により精製し、分散液を得た。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして、自己分散顔料52の水分散液を得た。
(自己分散顔料53)
特開2012−117020号公報の記載を参考に、以下に示す手順で自己分散顔料53の水分散液を得た。具体的には、実施例1の記載を参考に、所定の装置を利用して、顔料(カーボンブラック、商品名「Printex80」、オリオンエンジニアドカーボンズ製)のオゾン水による酸化処理を行い、装置から分散液を排出させた。これら以外の条件については、前述の自己分散顔料1の製造と同様にして、自己分散顔料53の水分散液を得た。
(自己分散顔料54)
自己分散顔料(商品名「Cab−O−Jet300」、キャボット製)に適量のイオン交換水を添加して、自己分散顔料54の含有量が10.0%である自己分散顔料54の水分散液を得た。
<自己分散顔料の製造条件、特性>
自己分散顔料の製造条件を表1−1及び1−2に示す。表1−1及び1−2中の略号の意味(顔料の種類)は以下に示す通りである。
・CB1:トーカブラック#8300(東海カーボン製)
・CB2:NIPEX170IQ(オリオンエンジニアドカーボンズ製)
・CB3:#2600(三菱化学製)
・CB4:MCF88(三菱化学製)
・CB5:Color Black FW200(オリオンエンジニアドカーボンズ製)
・CB6:BET比表面積350m2/g、DBP吸油量120mL/100gのカーボンブラック
・CB7:BlackPearls700(キャボット製)
・CB8:Color Black FW18(オリオンエンジニアドカーボンズ製)
・PC1:Tonar Cyan BG(クラリアント製)
・CB9:Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ製)
・QA:Hostaperm Pink EB transp.(クラリアント製)
・AZ:Hansa Brilliant Yellow 5GX(クラリアント製)
・PC2:Hostaperm Green GNX(クラリアント製)
・TI:微粒子酸化チタン(商品名「MT−500HD」、テイカ製)
Figure 0006614817
Figure 0006614817
また、自己分散顔料の特性を表2−1及び2−2に示す。表2−1及び2−2中の「Ph」はフェニレン基を意味する。
Figure 0006614817
Figure 0006614817
<インクの調製>
表3−1〜3−7に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのメンブレンフィルター(商品名「HDCIIフィルター」、ポール製)で加圧ろ過して各インクを調製した。ポリエチレングリコールは数平均分子量600のものを用いた。また、「アセチレノールE100」(商品名、川研ファインケミカル製)、及び「NIKKOL BL−9EX」(商品名、日光ケミカルズ製)は、いずれもノニオン性界面活性剤である。また、「ProxelGXL(S)」(商品名、アビシア製)は防黴剤である。また、樹脂1〜4は以下の組成を有する樹脂であり、各液体中の樹脂(固形分)の含有量は15.0%である。
・樹脂1(水溶性樹脂):酸価160mgKOH/gのスチレン/α−メチルスチレン/アクリル酸共重合体
・樹脂2(樹脂粒子):酸価30mgKOH/gのスチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体
・樹脂3(水溶性樹脂):酸価80mgKOH/gのイソホロンジイソシアネート/ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量1,000)/ジメチロールプロピオン酸共重合体
・樹脂4(樹脂粒子):酸価30mgKOH/gのイソホロンジイソシアネート/ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量1,000)/ジメチロールプロピオン酸共重合体
Figure 0006614817
Figure 0006614817
Figure 0006614817
Figure 0006614817
Figure 0006614817
Figure 0006614817
Figure 0006614817
<評価>
上記で得られた各インクを用いて、以下の評価を行った。本発明においては、以下の各評価項目の評価基準において、「AA」、「A」及び「B」を許容できるレベル、「C」、「D」及び「E」を許容できないレベルとした。評価結果を表4に示す。
(画像の均一性)
上記で得られた各インクをインクカートリッジにそれぞれ充填し、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「PIXUS MP480」、キヤノン製)に搭載した。上記のインクジェット記録装置では、解像度が600dpi×600dpiであり、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25ng±10%であるインク滴を1滴付与する条件を記録デューティが100%であると定義する。そして、以下に示す(1)〜(4)の4種の記録媒体(普通紙)に、記録デューティが100%である2cm×2cmのベタ画像を記録して記録物を得た。
(1)商品名「GF−500」(キヤノン製)
(2)商品名「SW−101」(キヤノン製)
(3)商品名「Xerox4200 Premium Multipurpose White Paper」(ゼロックス製)
(4)商品名「Bright White Inkjet Paper」(ヒューレッドパッカード製)
得られた記録物におけるベタ画像の均一性を目視で観察し、以下に示す基準にしたがって画像の均一性を評価した。
AA:4種の記録媒体のいずれにおいても、画像の均一性が良好であった。
A:3種の記録媒体においては画像の均一性が良好であったが、1種においては目立たない程度の白ぬけが生じていた。
B:2種の記録媒体においては画像の均一性が良好であったが、2種においては目立たない程度の白ぬけが生じていた。
C:1種の記録媒体においては画像の均一性が良好であったが、3種においては目立たない程度の白ぬけが生じていた。
D:4種の記録媒体のいずれにおいても目立たない程度の白ぬけが生じていた。
E:少なくとも1種の記録媒体において目立つ白ぬけが生じていた。
(インクの保存安定性)
上記で得られた各インクを密閉容器にそれぞれ入れ、温度70℃の恒温槽中で2週間保存した。保存前後のインクの粘度の変化率、及び自己分散顔料の平均粒子径の変化率を求め、以下に示す基準にしたがってインクの保存安定性を評価した。インクの粘度はE型粘度計(商品名「RE−80L」、東機産業製)を用いて、温度25℃で測定した。また、自己分散顔料の平均粒子径は、体積基準の粒子径分布の50%累積値を前述と同様の条件で測定した。
AA:粘度の変化率及び平均粒子径の変化率が、いずれも10%以下であった。
A:粘度の変化率及び平均粒子径の変化率のうち、一方が10%以下であり、他方が10%を超えて15%以下であった。
B:粘度の変化率及び平均粒子径の変化率が、いずれも10%を超えて15%以下であった。
C:粘度の変化率及び平均粒子径の変化率のうち、一方が10%を超えて15%以下であり、他方が15%を超えていた。
D:粘度の変化率及び平均粒子径の変化率が、いずれも15%を超えていた。
Figure 0006614817

Claims (20)

  1. 色材を含有する水性インクであって、
    前記色材が、アニオン性基及び前記アニオン性基以外の他の原子団を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0330以下である自己分散顔料であり、
    前記他の原子団が、脂肪族基、芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基であり、
    前記官能基が、前記顔料の粒子表面に結合している前記他の原子団と、前記他の原子団に結合している前記アニオン性基と、で構成されることを特徴とする水性インク。
  2. 前記官能基導入量の標準偏差が、0.0000以上である請求項1に記載の水性インク。
  3. 前記官能基導入量の標準偏差が、0.0200以上である請求項1に記載の水性インク。
  4. 前記官能基導入量が、0.10mmol/g以上である請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  5. 前記官能基導入量が、1.00mmol/g以下である請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  6. 前記官能基導入量が、0.80mmol/g以下である請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  7. 前記アニオン性基が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  8. 前記顔料が、カーボンブラック及び有機顔料からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  9. 前記官能基が、−R−(COOM(式中、Rは他の原子団を表し、Mは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表し、nは2以上の整数を表す)で表される構造を有する請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  10. 前記自己分散顔料の体積基準の粒子径分布の50%累積値(D50)が、60nm以上120nm以下である請求項1乃至のいずれか1項に記載の水性インク。
  11. 前記自己分散顔料の体積基準の粒子径分布の90%累積値(D90)が、100nm以上300nm以下である請求項1乃至10のいずれか1項に記載の水性インク。
  12. 前記自己分散顔料の含有量(%)が、インク全質量を基準として、0.10質量%以上15.00質量%以下である請求項1乃至11のいずれか1項に記載の水性インク。
  13. 色材を含有する水性インクの製造方法であって、
    前記色材が、アニオン性基及び前記アニオン性基以外の他の原子団を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0330以下である自己分散顔料であり、
    前記他の原子団が、脂肪族基、芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基であり、
    前記官能基が、前記顔料の粒子表面に結合している前記他の原子団と、前記他の原子団に結合している前記アニオン性基と、で構成されており、
    前記自己分散顔料を、下記一般式(1)で表される化合物からの水素原子の引き抜きによるラジカル付加反応によって、下記一般式(1)中のRで表される基を前記顔料の粒子表面に結合させることによって製造することを特徴とする水性インクの製造方法。
    HN=N−R ・・・(1)
    (前記一般式(1)中、Rは、脂肪族基芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
  14. 色材を含有する水性インクの製造方法であって、
    前記色材が、アニオン性基及び前記アニオン性基以外の他の原子団を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0380以下である自己分散顔料であり、
    前記他の原子団が、脂肪族基、芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基であり、
    前記官能基が、前記顔料の粒子表面に結合している前記他の原子団と、前記他の原子団に結合している前記アニオン性基と、で構成され、
    前記自己分散顔料を、下記一般式(2)で表される化合物からの、下記一般式(3)で表される化合物によるハロゲン引き抜きによるラジカル付加反応によって、前記顔料の粒子表面にアニオン性基を含む官能基を結合させることによって製造することを特徴とする水性インクの製造方法。
    Figure 0006614817
    (前記一般式(2)中、Rは、ハロゲン原子を表し、Rは、アリール基又はヘテロアリール基を表し、Rは、水素原子、ニトロ基、シアノ基、トシル基、又はハロゲン原子を表し、xは1以上の整数を表す。Rは、アルキレン基、カルボニル基、エステル基、及びアミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の連結基を表し、yは0又は1を表す。Rは、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基を表し、zは1以上の整数を表し、x+zは、Rが有しうる水素原子の数と等しい)
    (R−N−N−(R ・・・(3)
    (前記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、nはそれぞれ独立に、1又は2を表す)
  15. 色材を含有する水性インクの製造方法であって、
    前記色材が、アニオン性基及び前記アニオン性基以外の他の原子団を含む官能基が顔料の粒子表面に結合しているとともに、官能基導入量の標準偏差が0.0380以下である自己分散顔料であり、
    前記他の原子団が、脂肪族基、芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基であり、
    前記官能基が、前記顔料の粒子表面に結合している前記他の原子団と、前記他の原子団に結合している前記アニオン性基と、で構成され、
    前記自己分散顔料を、下記一般式(4)で表される化合物、下記一般式(5)で表される化合物、及び下記一般式(6)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の処理剤を、顔料の粒子表面に反応させて、アニオン性基を含む官能基を前記顔料の粒子表面に結合させることによって製造することを特徴とする水性インクの製造方法。
    Figure 0006614817
    (前記一般式(4)中、Rは、脂肪族基芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表し、Rは、酸素原子又はNHを表す)
    Figure 0006614817
    (前記一般式(5)中、Rは、脂肪族基芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
    Figure 0006614817
    (前記一般式(6)中、R及びRは、それぞれ独立に、脂肪族基芳香族基、又は脂肪族基と芳香族基とが直接若しくはリンカー構造を介して結合した基に、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、及びホスホン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種のアニオン性基が置換した基を表す)
  16. 前記自己分散顔料を、水又は水を含有する水性媒体中で反応させて製造する請求項13乃至15のいずれか1項に記載の水性インクの製造方法。
  17. 前記自己分散顔料を、5℃以上80℃以下の温度条件下で反応させて製造する請求項13乃至16のいずれか1項に記載の水性インクの製造方法。
  18. 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12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。
  19. 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乃至12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。
  20. 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13乃至17のいずれか1項に記載の製造方法によって製造された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。
JP2015120923A 2014-06-30 2015-06-16 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 Active JP6614817B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015120923A JP6614817B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-16 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014133779 2014-06-30
JP2014133779 2014-06-30
JP2015120923A JP6614817B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-16 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016027103A JP2016027103A (ja) 2016-02-18
JP2016027103A5 JP2016027103A5 (ja) 2018-07-26
JP6614817B2 true JP6614817B2 (ja) 2019-12-04

Family

ID=54929817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015120923A Active JP6614817B2 (ja) 2014-06-30 2015-06-16 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9593250B2 (ja)
JP (1) JP6614817B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10125284B2 (en) 2016-05-20 2018-11-13 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, ink cartridge, and ink jet recording method
JP7077047B2 (ja) 2017-03-10 2022-05-30 キヤノン株式会社 インクジェット記録方法
WO2018213020A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Cabot Corporation Acrylic polymers for inkjet ink applications
US20210198508A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, ink cartridge and ink jet recording method
US20210292577A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, ink cartridge and ink jet recording method

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL154538A (en) 1994-12-15 2009-12-24 Cabot Corp The reaction of carbon black with diazonium salts, the resulting carbon black products
US6852156B2 (en) 2000-06-05 2005-02-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Self-dispersing pigment and process of making and use of same
US5707432A (en) 1996-06-14 1998-01-13 Cabot Corporation Modified carbon products and inks and coatings containing modified carbon products
US6585366B2 (en) 1998-08-05 2003-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method
JP2000233568A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Canon Inc 被記録媒体及びそれを用いた画像形成方法
JP2000345095A (ja) 1999-06-09 2000-12-12 Orient Chem Ind Ltd 水性顔料分散液及びその製造方法
EP1086997B1 (en) 1999-09-17 2006-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Ink, ink-set, and image recording process for improving density of ink-jet recorded image
US6547381B2 (en) 2000-06-23 2003-04-15 Canon Kabushiki Kaisha Ink, image recording process, ink cartridge, recording unit, ink set, crust-preventing method and image forming apparatus
US6706105B2 (en) 2000-09-29 2004-03-16 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, ink-jet recording method, recording unit, ink cartridge, ink set, and ink-jet recording apparatus
US6802925B2 (en) 2001-08-31 2004-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Laminating film and lamination process using the same
JP2003096350A (ja) 2001-09-20 2003-04-03 Konica Corp インクジェット用顔料インクとそれを用いたインクジェットカートリッジ、インクジェット画像記録方法及びインクジェット記録画像
US7005461B2 (en) 2002-02-04 2006-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, ink jet recording method, ink cartridge, recording unit, and ink jet recording apparatus
US6899754B2 (en) * 2002-06-06 2005-05-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Inkjet inks with increased optical density
JP2004168898A (ja) 2002-11-20 2004-06-17 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラックの表面処理方法
EP1577353B1 (en) 2002-12-27 2015-03-04 Canon Kabushiki Kaisha Method of ink jet recording
US7160376B2 (en) 2003-05-02 2007-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, and ink-jet recording method, ink-jet recording apparatus, and image forming method using the same
JP4367925B2 (ja) 2003-05-08 2009-11-18 キヤノン株式会社 ブロックポリマー、それを用いた組成物、画像記録方法および画像記録装置
JP4455143B2 (ja) 2003-05-08 2010-04-21 キヤノン株式会社 ブロックポリマー、記録材料、画像記録方法及び画像記録装置
JP2005002325A (ja) 2003-05-19 2005-01-06 Canon Inc ポリマー、それを含有するポリマー含有組成物、インク組成物、該インク組成物を用いたインク付与方法および装置
JP4708731B2 (ja) 2003-05-27 2011-06-22 キヤノン株式会社 液体組成物のセット、それを用いた液体付与方法および液体付与装置
JP2005008725A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット記録用インク、インクジェット記録用インクセット、それを用いたインクジェット記録方法並びにインクジェット記録装置
JP2005036185A (ja) 2003-06-25 2005-02-10 Canon Inc ブロックポリマー、それを含有するポリマー含有組成物、インク組成物、及び前記ポリマー含有組成物を用いた液体付与方法および液体付与装置
JP4803977B2 (ja) 2003-08-05 2011-10-26 キヤノン株式会社 機能物質内包構造体及び機能物質分散組成物
JP2005119276A (ja) 2003-09-26 2005-05-12 Canon Inc 画像記録方法並びに装置
KR100540660B1 (ko) 2003-09-26 2006-01-10 삼성전자주식회사 루이스 산을 이용한 자가분산형 착색제의 제조 방법 및상기 착색제를 포함하는 잉크 조성물
JP2005113097A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Canon Inc インク組成物、画像形成方法および画像形成装置
JP4776892B2 (ja) 2003-10-31 2011-09-21 キヤノン株式会社 化合物、その高分子化合物、該高分子化合物を用いた組成物、記録材料、画像形成方法及び装置
WO2005068524A1 (en) 2004-01-15 2005-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Amphiphilic block copolymer, polymer-containing composition containing the same, and method and apparatus for applying liquid using the polymer-containing composition
WO2005085370A1 (en) 2004-03-05 2005-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method, pattern forming method and liquid-applying apparatus which make use of liquid compositions
US20050197424A1 (en) 2004-03-05 2005-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Ink composition, method of producing ink composition, method of applying liquid using the ink composition and apparatus therefor
US20060100310A1 (en) 2004-03-05 2006-05-11 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method, and set of ink compositions and image forming apparatus, which are applicable to the image forming method
US20050239918A1 (en) 2004-04-12 2005-10-27 Canon Kabushiki Kaisha Novel polymer compound, composition containing the compound, ink composition, ink-applying method, and ink-applying apparatus
WO2005108510A1 (en) 2004-05-07 2005-11-17 Canon Kabushiki Kaisha Recording method, set of ink compositions applicable to recording method and image-forming apparatus
JP2005320428A (ja) 2004-05-07 2005-11-17 Canon Inc 高分子化合物、その製造方法、ポリマー含有組成物、インク付与方法及びインク付与装置
WO2005108507A1 (en) 2004-05-07 2005-11-17 Canon Kabushiki Kaisha Composition, image-forming method employing the composition, and method for forming electroconductive pattern
US7423075B2 (en) 2004-05-07 2008-09-09 Canon Kabushiki Kaisha Polymer, polymer-containing composition containing the same, ink composition, and ink applying method, image forming method and image forming apparatus which make use of ink composition
US7528182B2 (en) 2004-09-10 2009-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing colorant dispersoid
JP2006312724A (ja) 2005-04-05 2006-11-16 Canon Inc 高分子化合物を含有する組成物、画像形成方法及び装置
KR101319046B1 (ko) * 2005-10-31 2013-10-17 캐보트 코포레이션 변성 착색제, 및 변성 착색제를 포함하는 잉크젯 잉크 조성물
JP2007231122A (ja) 2006-02-28 2007-09-13 Canon Inc 液体組成物の製造方法、液体付与形成方法および液体付与装置
JP5074698B2 (ja) 2006-03-14 2012-11-14 キヤノン株式会社 液体組成物および顔料微粒子の製造方法並びにインクジェット記録用インク組成物
US8021471B2 (en) * 2006-08-28 2011-09-20 Cabot Corporation Modified colorants with aliphatic poly-acid groups
CA2697966C (en) 2007-08-23 2018-11-06 Sensient Colors Inc. Self-dispersed pigments and methods for making and using the same
JP5371553B2 (ja) 2009-05-29 2013-12-18 キヤノン株式会社 インクセット、インクジェット記録方法
US8580024B2 (en) 2009-06-04 2013-11-12 Cabot Corporation Inkjet ink compositions comprising modified pigments
JP5911215B2 (ja) * 2010-08-03 2016-04-27 キヤノン株式会社 インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置
JP5611013B2 (ja) 2010-12-03 2014-10-22 キヤノン株式会社 酸化型自己分散顔料の製造方法及びインクジェット用インクの製造方法
EP2671928B1 (en) 2012-06-06 2015-08-05 Canon Kabushiki Kaisha Ink, ink cartridge and ink jet recording process
JP6570326B2 (ja) * 2014-06-30 2019-09-04 キヤノン株式会社 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法
JP6602055B2 (ja) * 2014-06-30 2019-11-06 キヤノン株式会社 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016027103A (ja) 2016-02-18
US20150376427A1 (en) 2015-12-31
US9593250B2 (en) 2017-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6614817B2 (ja) 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法
US9896583B2 (en) High structure carbon blacks
JP6598516B2 (ja) 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法
JP6602055B2 (ja) 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法
WO2013129687A1 (en) Ink, ink cartridge and ink jet recording method
JP6558974B2 (ja) 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法
JP6602057B2 (ja) 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法
JP6833475B2 (ja) 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
JP6860330B2 (ja) 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法
JP6759073B2 (ja) 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
JP6759074B2 (ja) 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
JP2016011373A (ja) 自己分散顔料の製造方法、自己分散顔料、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
JP2016011374A (ja) 自己分散顔料の製造方法、自己分散顔料、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
JP6570326B2 (ja) 自己分散顔料の製造方法、インクの製造方法、及びインクジェット記録方法
JP2016041785A (ja) 自己分散顔料、自己分散顔料の製造方法、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
JP6833474B2 (ja) 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
JP2017119731A (ja) 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
JP2018070715A (ja) 自己分散顔料の製造方法、自己分散顔料、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
JP2018070816A (ja) 自己分散顔料を含有する分散液の製造方法、及びインク
JP2016108408A (ja) 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

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180614

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190618

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191105

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6614817

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151