JP6870261B2 - インクジェット記録用水性インク及びインクカートリッジ - Google Patents
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Description
顔料と、水とを含むインクジェット記録用水性インクであって、
さらに、エチレンオキサイド鎖を含む顔料分散用樹脂と、エチレンオキサイド基を含むアニオン性界面活性剤及びエチレンオキサイド基を含むノニオン性界面活性剤の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
ールモノメタクリレート、ポリ(n=2以上)プロピレングリコールモノメタクリレート、ポ
リ(n=1以上)エチレングリコールポリ(m=1以上)プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどのポリアルキレングリコールモノメタクリレート;それらの水酸基を脂肪酸や芳香族カルボン酸でエステル化した(メタ)アクリレート;メトキシポリ(n=1以上)エチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリ(n=1以上)エチレングリコール(メタ)アクリレート、ドデシルポリ(n=1以上)エチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキポリ(n=1以上)エチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェニルポリ(n=1以上)エチレングリコール(メタ)アクリレート、メタクリル酸ポリ(n=1以上)エチレングリコールモノクミルエーテルなどのアルコキシまたはアリロキシポリアルキレングレコール(メタ)アクリレートなどが挙げられ、その他ビニル系モノマー、アリル系モノマー、反応性界面活性剤などの重合性基を有する親水性を付与するモノマーが使用される。
ニル、(メタ)アクリロニトリル、ビニルカプロラクトン、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドンなどのビニル系モノマー;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メ
タ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル
、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(
メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、必要
に応じて、第4級アンモニウム塩型の(メタ)アクリレートなどのメタクリレート;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のアルカン酸ビニルエステル系モノマー;(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド系モノマーなどが挙げられ、これらの一種以上が使用され、親水性の調整と顔料分散性が付与される。また、必要に応じて、ポリスチレンの片末端不飽和変性のポリマー型のモノマー、マクロモノマーを使用してもよい。
カル重合法(ATRP法)、ジチオエステル等を使用する可逆的付加解裂型連鎖移動重合(RAFT
法)、有機テルルを使用するTERP法などが挙げられ、特に限定されない。
チル、プロピル、ブチル、ヘキシル)エーテル、テトラエチレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル、ヘキシル)エーテル、プロピレングリコールモノメチル
(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、ジプロピレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、トリプロピレングリコールモノメチル(また
はエチル、プロピル、ブチル)エーテル、テトラプロピレングリコールモノメチル(またはエチル)エーテルなどのアルキレングリコール類の低級アルキルエーテル類;N−メチル
−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが挙げられる。これらの中でも、アルキレングリコール類及びその低級アルキルエーテル類が好ましい。
R1は、炭素原子数4〜18の直鎖アルキル基であり、
mは、2〜18であり、
Mは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又はアルカノールアミンである。
R2は、炭素原子数4〜18の直鎖アルキル基であり、
nは、2〜5であり、
Mは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又はアルカノールアミンである。
式(4)において、n2=1〜3であり、R7は、炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基である。
条件(I):2≦(S+G)/R≦5
S:前記水性インク全量における前記EO基含有アニオン性界面活性剤及び前記EO基含有ノニオン性界面活性剤の少なくとも一方の配合量(重量%)
G:前記水性インク全量における前記EO基含有グリコールエーテルの配合量(重量%)R:前記水性インク全量における前記顔料分散剤の配合量(重量%)
[調製例1]マゼンタ色水性顔料分散液の作成
マゼンタ顔料として、C.I.ピグメントレッド122を200部、顔料分散剤1として、スチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−エチルヘキシル/ポリエチレングリコールモノメタクリレート(分子量350)/メタクリル酸(20/20/20/20/20質量比)共重合体(数平均分子量13000)の水酸化カリウム中和物の水溶液(固形分40%)を175部、液媒体として、水を460部で配合し、ディスパーで解膠してプレミルベースを調整した。ついで、プレミルベースを横型媒体分散機「ダイノミル0.6リットルECM型」(商品名シンマルエンタープライゼス社製、ジルコニア製ビーズ径0.5mm)を使用し、周速10m/sで分散処理を行った。2時間分散したところで分散を終了し、ミルベースを得た。
[調製例2]シアン色水性顔料分散液の作成
調製例1で使用したマゼンタ顔料に代えて、シアン色顔料 C.I.ピグメントブルー15:3を使用し、調製例1で使用した顔料分散剤1を顔料分散剤2として、スチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−エチルヘキシル/ポリエチレングリコールモノメタクリレート(分子量350)/メタクリル酸(30/20/20/15/15質量比)共重合体(数平均分子量15000)の水酸化リチウム中和物の水溶液(固形分40%)に代えた以外は調製例1と同様にして行い、シアン色顔料分散液を得た。この配合、物性の結果を調製例1の結果と合わせて、表1にまとめた。
[調製例3]イエロー色水性顔料分散液の作成
調製例2で使用したシアン顔料に代えて、イエロー色顔料C.I.ピグメントイエロー74を使用した以外は調製例2と同様にして行い、イエロー色顔料分散液を得た。この配合、物性の結果を表1にまとめた。
[調製例4]マゼンタ色水性顔料分散液の作成
顔料(C.I.ピグメントレッド122)20重量%、スチレン−アクリル酸共重合体の水酸化ナトリウム中和物 7重量%(酸価175、分子量10000)に、純水を加え全体を100重量%とし、撹拌混合して混合物を得た。この混合物を、0.3mm径ジルコニアビーズを充填した湿式サンドミルに入れ、6時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータにより取り除き、孔径3.0μmセルロースアセテートフィルターでろ過することにより、顔料分散液4を得た。
いずれの水性顔料分散液の粒子径、及び粘度に変化は見られず保存安定性は良好であった。
下記評価基準を元に評価とした。
(粒子径、粘度変化)
A:変化率±5%未満
B:変化率±5%以上±10%未満
C:変化率±10%以上
[実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4]
実施例1−1〜1−9は、前記EO基含有アニオン性界面活性剤又は前記EO基含有ノニオン界面活性剤を変更した例である。水性インク組成(表3)における、顔料分散液を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、顔料分散液に、前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)でろ過することで、実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4のインクジェット記録用水性インクを得た。また、実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4と同様にして、実施例1−1〜1−9、比較例1−3及び1−4の彩度評価のコントロール用の参考例1−1並びに比較例1−1及び1−2の彩度評価のコントロール用の参考例1−4のインクジェット記録用水性インクを得た。
(a)連続記録時のヨレ評価
温度35℃相対湿度80%の環境下において、ブラザー工業(株)製のインクジェットプリンタMFC−J4510Nを使用して、実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4の水性インクを用いて、普通紙(XEROX社製4200)上に解像度600dpi×300dpiで1ドット罫線を100本含む画像を500枚連続で記録し、評価サンプルを作製した。さらに、前記インクジェットプリンタMFC−J4510Nからインクジェットヘッドを取り外し、光学顕微鏡(倍率1000倍)を用いてノズル近傍を観察し、下記評価基準により評価した。なお、連続記録時のヨレが抑制されていれば、連続記録時の吐出安定性に優れていると判断できる。
連続記録時のヨレ評価 評価基準
AA:1ドット罫線にヨレが無く、ノズル近傍に付着物が確認されなかった。
A :1ドット罫線にヨレが無いが、ノズル近傍に付着物が確認された。
B :1ドット罫線のヨレが1本以上5本未満であり、ノズル近傍に付着物が確認された。
C :1ドット罫線のヨレが5本以上であった。
(b)連続記録時のピン抜け評価
温度35℃相対湿度80%の環境下において、前記インクジェットプリンタMFC−J4510Nを使用して、実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4の水性インクを用いて、普通紙(XEROX社製4200)上に解像度600dpi×300dpiで単色ベタを含む画像を10枚連続で記録し、評価サンプルを作製し、下記評価基準により評価した。なお、連続記録時のピン抜けが抑制されていれば、連続記録時の吐出安定性に優れていると判断できる。
連続記録時のピン抜け評価 評価基準
AA:10枚連続記録時点でピン抜けが無かった。
A :10枚連続記録時点でピン抜けが1ピンであった。
B :10枚連続記録時点でピン抜けが2ピン以上5ピン未満であった。
C :10枚連続記録時点でピン抜けが5ピン以上であった。
(c)再分散性評価
2穴スライドガラスに、実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4の水性インクを12μL滴下し、温度60℃相対湿度40%の環境下で1日静置後、水を滴下し、顔料の分散レベルを、下記評価基準により評価した。
再分散性評価 評価基準
AA:光学顕微鏡(倍率200倍)を用いた観察において、凝集物が確認されなかった。A :目視観察において、凝集物が確認されなかった。
B :目視観察において、凝集物が半分以上分散した。
C :目視観察において、凝集物が分散しなかった。
(d)彩度評価
前記インクジェットプリンタMFC−J4510Nを使用して、実施例1−1〜1−9及び比較例1−1〜1−4の水性インクを用いて、普通紙(XEROX社製4200)上に解像度600dpi×300dpiで単色パッチを含む画像を記録し、評価サンプルを作製した。評価サンプル内の5箇所の彩度を、X−Rite社製の分光測色計SpectroEyeで測定し、平均値を求め、下記評価基準により評価した。
彩度評価 評価基準
AA:参考例1−1又は1−4よりも、彩度が1.0以上高かった。
A :参考例1−1又は1−4よりも、彩度が0.5〜0.9高かった。
B :参考例1−1又は1−4よりも、彩度が0.1〜0.4高かった。
C :参考例1−1又は1−4よりも、彩度が低下した。
[実施例2−1及び2−2]
実施例2−1及び2−2は、前記EO基含有グリコールエーテルを用いなかった例である。インク組成(表4)における、顔料分散液を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、顔料分散液に、前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)でろ過することで、実施例2−1及び2−2のインクジェット記録用水性インクを得た。
[実施例3−1〜3−5]
実施例3−1〜3−5は、前記重量比A/N及び(S+G)/Rを変更した例である。インク組成(表5)における、顔料分散液を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、顔料分散液に、前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)でろ過することで、実施例3−1〜3−5のインクジェット記録用水性インクを得た。
[実施例4−1及び4−2]
実施例4−1及び4−2は、顔料分散液を変更した例である。水性インク組成(表6)における、顔料分散液を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、顔料分散液に、前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)でろ過することで、実施例4−1及び4−2のインクジェット記録用水性インクを得た。また、実施例4−1及び4−2と同様にして、彩度評価のコントロール用の参考例4−1及び4−2のインクジェット記録用水性インクを得た。
2 インクカートリッジ
3 インク吐出手段(インクジェットヘッド)
4 ヘッドユニット
5 キャリッジ
6 駆動ユニット
7 プラテンローラ
8 パージ装置
Claims (16)
- 顔料と、水とを含むインクジェット記録用水性インクであって、
さらに、エチレンオキサイド鎖を含む顔料分散用樹脂と、エチレンオキサイド基を含むアニオン性界面活性剤及びエチレンオキサイド基を含むノニオン性界面活性剤の双方を含み、
前記水性インク全量における前記エチレンオキサイド基を含むアニオン性界面活性剤の含有量が、0.14重量%〜1.96重量%であり、
前記水性インク全量における前記エチレンオキサイド基を含むノニオン性界面活性剤の含有量が、0.2重量%〜0.4重量%であり、
前記水性インクにおいて、前記エチレンオキサイド基を含むアニオン性界面活性剤(A)と、前記エチレンオキサイド基を含むノニオン性界面活性剤(N)との重量比が、A/N=2.8〜6.1であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。 - さらに、エチレンオキサイド基を含むグリコールエーテルを含む請求項1記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記水性インク全量における前記エチレンオキサイド基を含むグリコールエーテルの含有量が、2重量%〜6重量%である請求項1又は2記載のインクジェット記録用水性インク。
- 下記条件(I)を満たす請求項2又は3記載のインクジェット記録用水性インク。
条件(I):2≦(S+G)/R≦5
S:前記水性インク全量における前記EO基含有アニオン性界面活性剤及び前記EO基含有ノニオン性界面活性剤の少なくとも一方の含有量(重量%)
G:前記水性インク全量における前記EO基含有グリコールエーテルの配合量(重量%)R:前記水性インク全量における前記顔料分散剤の含有量(重量%)
- 式(1)において、m=2〜17である請求項5記載のインクジェット記録用水性インク。
- 式(1)において、m=2〜3である請求項6記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記エチレンオキサイド基を含むアニオン性界面活性剤が、式(1)で表される化合物を含む請求項5〜7いずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク。
- 式(3)において、m1+n1=4であり、R3及びR5がメチル基であり、R4及びR6がイソブチル基である請求項9に記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記顔料が、C.I.ピグメントレッド122である請求項1〜10いずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記エチレンオキサイド鎖を含む顔料分散用樹脂の酸価が、40〜200mgKOH/gである請求項1〜11いずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記エチレンオキサイド鎖を含む顔料分散用樹脂の数平均分子量が、1,000〜100,000である請求項1〜12いずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記エチレンオキサイド鎖を含む顔料分散用樹脂が、水酸化リチウム又は水酸化カリウムにより中和されている請求項1〜13いずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記エチレンオキサイド鎖を含む顔料分散用樹脂が、モノマーとして、エチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリレートを含む請求項1〜14いずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク。
- インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記水性インクが、請求項1〜15のいずれか一項に記載のインクジェット記録用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。
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