JP7066434B2 - 水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
(1)顔料、アニオン性基を有する樹脂、塩、及び水溶性有機溶剤を含有する。
(2)顔料が、カーボンブラックの粒子表面にアニオン性基が直接又は他の原子団を介して結合した自己分散顔料である。
(3)樹脂の重量平均分子量が、20,000以下である。
(4)塩が、アルカリ金属イオンなどの所定の1価のカチオンと、Cl-などのアニオンとが結合して構成される塩である。
(5)水溶性有機溶剤が、グリセリン及びグリセリン以外のその他の溶剤を含み、その他の溶剤の含有量(質量%)が、グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍以下である。
本発明のインクは、顔料、アニオン性基を有する樹脂、塩、及び水溶性有機溶剤を含有するインクジェット用の水性インクである。以下、本発明のインクを構成する各成分などについて詳細に説明する。
本発明のインクに用いる顔料は、カーボンブラックの粒子表面に直接又は他の原子団(-R-)を介してアニオン性基が結合した自己分散顔料である。このような自己分散顔料を用いることで、カーボンブラックをインク中に分散させるための分散剤の添加が不要となる、又は分散剤の添加量を少量とすることができる。自己分散顔料を含有するインクは、記録媒体に付与された後、水分などの蒸発によって、粘度上昇や顔料の会合及び凝集などの状態変化が生じやすい。このため、自己分散顔料を含有するインクを用いると、光学濃度の高い画像を記録することができる。
本発明のインクは、アニオン性基を有する樹脂を含有する。アニオン性基としては、例えば、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。なかでも、カルボン酸基が好ましい。また、樹脂は水溶性であることが好ましい。
アクリル樹脂は、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有する共重合体であることが好ましい。アクリル樹脂は、水溶性であることが好ましい。「水溶性のアクリル樹脂」とは、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体に溶解し、動的光散乱法で測定した際に粒子径を有しない状態で水性媒体中に存在しうる樹脂を意味する。なお、以下の記載における「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」を意味する。
ウレタン樹脂としては、例えば、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、酸基を有するポリオール、及びポリアミンなどに由来するユニットを有するウレタン樹脂を用いることができる。ウレタン樹脂は、水溶性であることが好ましい。「水溶性のウレタン樹脂」とは、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体に溶解し、動的光散乱法で測定した際に粒子径を有しない状態で水性媒体中に存在しうる樹脂を意味する。
ポリイソシアネートは、その分子構造中に2以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネートとしては、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートを挙げることができる。ウレタン樹脂に占める、ポリイソシアネートに由来するユニットの割合(モル%)は、10.0モル%以上80.0モル%以下であることが好ましく、20.0モル%以上60.0モル%以下であることがさらに好ましい。また、ウレタン樹脂に占める、ポリイソシアネートに由来するユニットの割合(質量%)は、10.0質量%以上80.0質量%以下であることが好ましい。
ポリオールは、その分子構造中に2以上のヒドロキシ基を有する化合物である。ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどの酸基を有しないポリオール;酸基を有するポリオール;などを挙げることができる。また、ポリアミンは、その分子構造中に2以上の「アミノ基、イミノ基」を有する化合物である。ウレタン樹脂に占める、ポリオール及びポリアミンに由来するユニットの割合(モル%)は、10.0モル%以上80.0モル%以下であることが好ましく、20.0モル%以上60.0モル%以下であることがさらに好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキサイド及びポリオール類の付加重合物;(ポリ)アルキレングリコールなどのグリコール類;などを挙げることができる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α-オレフィンオキサイドなどを挙げることができる。アルキレンオキサイドと付加重合させるポリオール類としては、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、4,4-ジヒドロキシフェニルプロパン、4,4-ジヒドロキシフェニルメタン、水素添加ビスフェノールA、ジメチロール尿素及びその誘導体などのジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,5-ヘキサントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、トリメチロールメラミン及びその誘導体、ポリオキシプロピレントリオールなどのトリオール;などを挙げることができる。グリコール類としては、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、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、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、(ポリ)テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの(ポリ)アルキレングリコール;エチレングリコール-プロピレングリコール共重合体;などを挙げることができる。
酸基を有するポリオールとしては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基などの酸基を有するポリオールを挙げることができる。酸基は、カルボン酸基であることが好ましい。カルボン酸基を有するポリオールとしては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸などを挙げることができる。なかでも、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸が好ましい。
ポリアミンとしては、ジメチロールエチルアミン、ジエタノールメチルアミン、ジプロパノールエチルアミン、ジブタノールメチルアミンなどの複数のヒドロキシ基を有するモノアミン;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキシレンジアミン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、水素添加ジフェニルメタンジアミン、ヒドラジンなどの2官能ポリアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリアミドポリアミン、ポリエチレンポリイミンなどの3官能以上のポリアミン;などを挙げることができる。便宜上、複数のヒドロキシ基と、1つの「アミノ基、イミノ基」を有する化合物も「ポリアミン」として列挙した。ポリアミンの分子量は大きくても400程度であるので、ポリアミンに由来するユニットは、基本的にはウレタン樹脂のハードセグメントとなる。ウレタン樹脂に占める、ポリアミンに由来するユニットの割合(モル%)は、10.0モル%以下であることが好ましく、5.0モル%以下であることがさらに好ましい。ウレタン樹脂に占める、ポリアミンに由来するユニットの割合(モル%)は、0.0モル%であってもよい。
ウレタン樹脂を合成する際には、架橋剤や鎖延長剤を用いることができる。通常、架橋剤はプレポリマーの合成の際に用いられ、鎖延長剤は予め合成されたプレポリマーに対して鎖延長反応を行う際に用いられる。基本的には、架橋剤や鎖延長剤としては、架橋や鎖延長など目的に応じて、水や、ポリイソシアネート、ポリオール、ポリアミンなどから適宜に選択して用いることができる。鎖延長剤として、ウレタン樹脂を架橋させることができるものを用いることもできる。
本発明のインクは、所定の塩を含有する。「塩」とは、カチオンとアニオンが化合物を意味する。インクに塩を含有させることで、記録媒体上での顔料の凝集を促進させることができるため、記録される画像の光学濃度を顕著に向上させることができる。
本発明のインクは、グリセリン、及びグリセリン以外のその他の溶剤を含む水溶性有機溶剤を含有する。そして、その他の溶剤の含有量(質量%)は、グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍以下である。その他の溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、5.00質量%以上10.00質量%以下であることが好ましい。また、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、3.00質量%以上50.00質量%以下であることが好ましい。
εsol=2ε50%-εwater ・・・(1)
εsol:25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε50%:25℃で固体の水溶性有機溶剤の50質量%水溶液の比誘電率
εwater:水の比誘電率
本発明のインクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性インクである。水としては、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、10.00質量%以上90.00質量%以下であることが好ましく、50.00質量%以上90.00質量%以下であることがさらに好ましい。
インクには、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、蒸発促進剤などの種々の添加剤をインクに含有させてもよい。なお、これらの添加剤は、一般的にインク中の含有量もかなり少なく、本発明の効果への影響も小さい。このため、本発明においては、これらの添加剤は「水溶性有機溶剤」に含めず、比誘電率を算出する対象としない。
インクの25℃における粘度は、1.0mPa・s以上5.0mPa・s以下であることが好ましく、1.0mPa・s以上3.0mPa・s以下であることがさらに好ましい。また、インクの25℃における静的表面張力は、28mN/m以上45mN/m以下であることが好ましい。さらに、インクの25℃におけるpHは、5以上9以下であることが好ましい。
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水性インクである。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。
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水性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。
(顔料分散液1)
水5.5gに濃塩酸2.5gを溶かして得た溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態で4-アミノフタル酸0.7gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム0.9gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、カーボンブラック(比表面積220m2/g、DBP吸油量105mL/100g)10.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過し、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。その後、イオン交換法によりナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、カーボンブラックの粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合した自己分散顔料を得た。適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が20.0%である顔料分散液1を得た。
水5.5gに濃塩酸2.5gを溶かして得た溶液を5℃に冷却した状態とし、この状態でp-アミノ安息香酸0.8gを加えた。この溶液の入った容器をアイスバスに入れ、撹拌して溶液の温度を10℃以下に保持しながら、5℃のイオン交換水9.0gに亜硝酸ナトリウム0.9gを溶かして得た溶液を加えた。15分間撹拌後、カーボンブラック(比表面積220m2/g、DBP吸油量105mL/100g)9.0gを撹拌下で加え、さらに15分間撹拌してスラリーを得た。得られたスラリーをろ紙(商品名「標準用濾紙No.2」、アドバンテック製)でろ過し、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させた。その後、イオン交換法によりナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、分散液を得た。このようにして、カーボンブラックの粒子表面に-C6H4-COOK基が結合した自己分散顔料を得た。適量の水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が20.0%である顔料分散液2を得た。
カーボンブラック、処理剤、硝酸、及び純水200mLを混合し、シルヴァーソン混合機を用いて、室温条件下、回転数4,000rpmで30分間混合して混合物を得た。処理剤としては、((4-アミノベンゾイルアミノ)-メタン-1,1-ジイル)ビスホスホン酸ナトリウム塩を用いた。カーボンブラックとしては、商品名「Black Pearls880」(キャボット製)を用いた。得られた混合物に、亜硝酸ナトリウム0.3gを少量の水に溶解させた水溶液をゆっくり添加して混合した。この混合によって混合物の温度は60℃に達し、この状態で1時間反応させた。その後、水酸化ナトリウム水溶液を用いて混合物のpHを10に調整した。30分後に純水を加え、スペクトラムメンブランを用いてダイアフィルトレーションして、顔料の含有量が20.0%である顔料分散液3を得た。得られた顔料分散液3には、下記式(I)で表される基が顔料の粒子表面に結合した自己分散顔料が分散した状態で含有されている。
カーボンブラック(顔料)300gを水1,000mLに入れて撹拌した後、次亜塩素酸ナトリウム水溶液(有効塩素濃度12%)450gを滴下し、100~105℃で10時間撹拌した。カーボンブラックとしては、比表面積220m2/g、DBP吸油量112mL/100gのものを用いた。限外ろ過により精製した後、適量のイオン交換水を添加して顔料の含有量を調整し、顔料の含有量が20.0%である顔料分散液4を得た。
酸価120mgKOH/g、重量平均分子量10,000のスチレン-ブチルアクリレート-アクリル酸共重合体を10%水酸化カリウム水溶液で中和した。比表面積210m2/g、DBP吸油量74mL/100gのカーボンブラック、中和したスチレン-アクリル酸共重合体(固形分)、及び純水を混合して混合物を得た。サンドグラインダーを使用して得られた混合物を1時間分散した後、遠心分離処理して粗大粒子を除去した。さらに、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)で加圧ろ過して、カーボンブラックが樹脂によって水中に分散された状態の顔料分散液5を得た。得られた顔料分散液5の顔料の含有量は20.0%、樹脂分散剤の含有量は4.7%であった。
以下に示す手順により、各樹脂を合成した。得られた樹脂の酸価を以下に示す方法で測定した。まず、樹脂の水溶液に塩酸を添加して樹脂を析出させた。次いで、析出した樹脂を40℃で一晩真空乾燥させた後、テトラヒドロフランに溶解させて測定試料を調製した。そして、電位差自動滴定装置(商品名「AT-510」、京都電子工業製)を使用し、水酸化カリウムメタノール滴定液を用いた電位差滴定法により樹脂の酸価を測定した。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、得られた樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量を測定した。
表1に示す種類及び量(単位:部)の単量体を常法により共重合させた後、水酸化カリウム水溶液を用いてアニオン性基を中和した。イオン交換水を加えて、樹脂(固形分)の含有量が20%である、水溶性のアクリル樹脂1~11を含む液体を調製した。アクリル樹脂の特性を表1に示す。また、表1中の各成分の詳細を以下に示す。
St:スチレン
BA:ブチルアクリレート
BzMA:ベンジルアクリレート
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び還流管を備えた4つ口フラスコを用意した。この4つ口フラスコに、表2に示す種類及び量のポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、酸基を有するポリオール、ジブチル錫ジラウレート0.02部、及びメチルエチルケトン120部を入れ、窒素ガス雰囲気下、80℃で6時間反応させた。40℃まで冷却してイオン交換水を添加した後、ホモミキサーで高速撹拌しながら水酸化カリウム水溶液を添加して樹脂溶液を得た。加熱減圧して得られた樹脂溶液からメチルエチルケトンを留去し、樹脂(固形分)の含有量が20.0%である、水溶性のウレタン樹脂1~11を含む液体を得た。ウレタン樹脂の特性を表2に示す。また、表2中の各成分の詳細を以下に示す。
IPDI:イソホロンジイソシアネート
TDI:トリレンジイソシアネート
PPG:ポリプロピレングリコール(数平均分子量2,000)
DMPA:ジメチロールプロピオン酸
(実施例1~7、9、10、12~45、比較例1~11、参考例1~4、8、11、46、47)
表3-1~3-8の中段に示す各成分(単位:%)を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。表3-1~3-8中、「アセチレノールE100」は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤(アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物)の商品名である。調製したインク中の顔料の含有量P(%)、アクリル樹脂の含有量A(%)、ウレタン樹脂の含有量U(%)、樹脂の合計含有量R(%)、及びグリセリンの含有量G(%)を表3-1~3-8の下段に示す。調製したインク中のグリセリン以外の溶剤(その他の溶剤)の含有量を「第1溶剤の含有量F(%)」として表3-1~3-8の下段に示す。調製したインク中の水溶性有機溶剤の含有量の合計を「溶剤の含有量S(%)」として表3-1~3-8の下段に示す。さらに、P/Rの値(倍)、F/Gの値(倍)、及びG/Pの値(倍)を表3-1~3-8の下段に示す。
特許文献2(特開2012-214713号公報)の「実施例33」のインクを「比較例12」のインクとした。このインクは、重量平均分子量が50,000のウレタン樹脂を含有し、その他の溶剤の含有量(質量%)が、グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍を超えるインクである。
特許文献3(特開2013-253230号公報)の「実施例I-81」のインクを「比較例13」のインクとした。このインクは、その他の溶剤の含有量(質量%)が、グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍を超えるインクである。
特許文献3(特開2013-253230号公報)の「実施例I-83」のインクを「比較例14」のインクとした。このインクは、その他の溶剤の含有量(質量%)が、グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍を超えるインクである。
特許文献4(特開2016-044236号公報)の「番号40」のインクを「比較例15」のインクとした。このインクは、その他の溶剤の含有量(質量%)が、グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍を超えるインクである。
特許文献1(特開2006-45514号公報)の「実施例4」のインクを「比較例16」のインクとした。このインクは、樹脂及び所定の塩を含有しないインクである。
常法により、カーボンブラックの粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合した自己分散顔料を含有する顔料分散液6を調製した。この顔料分散液中の顔料の含有量は、10.0%であった。また、スチレン101.5部、メトキシジエチレングリコールメタクリレート60.0部、及びアクリル酸38.5部を常法により共重合させた後、水酸化カリウム水溶液を用いてアニオン性基を中和した。これにより、樹脂(固形分)の含有量が20.0%である、水溶性の樹脂(重量平均分子量15,000、酸価150mgKOH/g)を含む液体(樹脂を含む水溶液A)を調製した。
顔料分散液6 30.0部
樹脂を含む水溶液A 20.0部
安息香酸ナトリウム 2.88部
グリセリン 9.00部
ジエチレングリコール 5.00部
トリエチレングリコール 5.00部
アセチレノールE100 0.10部
純水 28.02部
カーボンブラックを常法によりオゾン酸化処理して分散液を得た。水酸化カリウムを用いて分散液のpHを10.0に調整するとともに、濃度を調整して、顔料の含有量が10.0%である顔料分散液7を得た。顔料分散液7中の顔料は、カーボンブラックの粒子表面に-COOK基が結合した自己分散顔料である。そして、以下に示す各成分を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、比較例18のインクを調製した。
顔料分散液7 30.0部
樹脂を含む水溶液A 20.0部
安息香酸ナトリウム 2.88部
グリセリン 9.00部
ジエチレングリコール 5.00部
トリエチレングリコール 5.00部
アセチレノールE100 0.10部
純水 28.02部
トリレンジイソシアネート78.7部、ポリエチレングリコール(数平均分子量1,000)70.1部、及びジメチロールプロピオン酸51.2部を使用し、常法により重合して、ウレタン樹脂を含む水溶液Bを調製した。ウレタン樹脂の重量平均分子量は15,000であり、酸価は107mgKOH/gであった。また、ウレタン樹脂を含む水溶液中の樹脂(固形分)の含有量は、20.0%であった。そして、以下に示す各成分を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、比較例19のインクを調製した。
顔料分散液6 30.0部
ウレタン樹脂を含む水溶液B 20.0部
安息香酸ナトリウム 2.88部
グリセリン 9.00部
ジエチレングリコール 5.00部
トリエチレングリコール 5.00部
アセチレノールE100 0.10部
純水 28.02部
以下に示す各成分を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過を行い、比較例20のインクを調製した。
顔料分散液7 30.0部
ウレタン樹脂を含む水溶液B 20.0部
安息香酸ナトリウム 2.88部
グリセリン 9.00部
ジエチレングリコール 5.00部
トリエチレングリコール 5.00部
アセチレノールE100 0.10部
純水 28.02部
インクジェット記録装置(商品名「PIXUS Pro9500」、キヤノン製)を使用して、以下に示す各評価を行った。記録条件は、温度23℃、相対湿度55%とした。本実施例においては、1/600インチ×1/600インチの単位領域(1ピクセル)に約16ngのインクを1滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが100%であると定義する。本発明においては、以下に示す各評価項目の評価基準において、「AA」、「A」及び「B」を好ましいレベル、「C」を許容できないレベルとした。評価結果を表4に示す。
調製したインクを充填したカートリッジをインクジェット記録装置に装着した。そして、記録媒体(普通紙、商品名「ブライトホワイト」、ヒューレッドパッカード製)に、2cm×2cmのベタ画像(記録デューティ150%)を記録した。1日放置後、分光光度計(商品名「Spectorolino」、Gretag Macbeth製)を使用し、光源:D50、視野:2°の条件でベタ画像の光学濃度を測定し、以下に示す評価基準にしたがって画像の光学濃度を評価した。
A:光学濃度が1.55以上であった。
B:光学濃度が1.50以上1.55未満であった。
C:光学濃度が1.50未満であった。
調製したインクを充填したカートリッジをインクジェット記録装置に装着した。そして、記録媒体(光沢紙、商品名「キヤノン写真用紙・光沢 ゴールドGL-101」、キヤノン製)に、1.0インチ×0.5インチのベタ画像(記録デューティ100%)を記録した。記録してから3分後に、記録したベタ画像を爪で引っ掻き、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。
AA:白地部が露出していなかった。
A:白地部がほとんど露出していなかった。
B:白地部がやや露出していた。
C:白地部が明らかに露出していた。
調製したインクを充填したカートリッジをインクジェット記録装置に装着した。そして、記録媒体(普通紙、商品名「GF-500」、キヤノン製)に太さ1/10インチの縦罫線を記録した。記録してから3分後、記録した縦罫線に黄色ラインマーカー(商品名「OPTEX2」、ゼブラ製)を用いてマーキングし、その直後にPPC用紙の白地部にマーキングした。マーカーのペン先の汚染及び白地部のマーキングの汚染を確認し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐マーカー性を評価した。
AA:マーカーのペン先に汚染がなく、白地部にも汚染がなかった。
A:マーカーのペン先に若干の汚染があったが、白地部には汚染がなかった。
B:マーカーのペン先に汚染があるが、白地部には汚染がほとんど発生しなかった。
C:マーカーのペン先に汚染があり、白地部にも汚染が発生した。
調製したインクを充填したカートリッジをインクジェット記録装置に装着した。ノズルチェックパターンを記録してすべての吐出口から正常にインクが吐出されていることを確認した。その後、A4サイズの記録媒体(普通紙、商品名「GF-500」、キヤノン製)の全面に、記録デューティ5%のベタ画像を250枚分記録して10時間放置し、さらに250枚記録するサイクルを200回繰り返した。そして、上記のサイクルを200回繰り返した後のノズルチェックパターンを確認し、以下に示す評価基準にしたがって吐出よれを評価した。
A:ノズルチェックパターンは正常に記録されていた。
B:ノズルチェックパターンにややよれがあった。
C:ノズルチェックパターンに顕著な乱れがあった。
調製したインクを充填したカートリッジをインクジェット記録装置に装着した。そして、記録媒体(普通紙、商品名「GF-500」、キヤノン製)に1インチ×1インチのサイズのベタ画像(記録デューティ50%)を10枚記録した後、ノズルチェックパターンを1枚記録した。次いで、上記と同様の条件でベタ画像を3,000枚記録した後、再度ノズルチェックパターンを1枚記録した。10枚記録後のノズルチェックパターンと、3,000枚記録後のノズルチェックパターンとを比較し、以下に示す評価基準にしたがって吐出性を評価した。
A:10枚記録後及び3,000枚記録後のいずれのノズルチェックパターンも正常に記録されていた。
B:10枚記録後のノズルチェックパターンには正常に記録されていたが、3,000枚記録後のノズルチェックパターンには若干の乱れがあった。
C:10枚記録後及び3,000枚記録後のいずれのノズルチェックパターンにも顕著な乱れがあった。
Claims (17)
- 顔料、アニオン性基を有する樹脂、塩、及び水溶性有機溶剤を含有するインクジェット用の水性インクであって、
前記顔料が、カーボンブラックの粒子表面にアニオン性基が直接又は他の原子団を介して結合した自己分散顔料であり、
前記樹脂の重量平均分子量が、20,000以下であり、
前記樹脂が、アクリル樹脂及びウレタン樹脂を含み、
前記塩が、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種のカチオンと、Cl-、Br-、I-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、NO2 -、NO3 -、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 -、HCOO-、(COO-)2、COOH(COO-)、CH3COO-、C2H4(COO-)2、C6H5COO-、C6H4(COO-)2、PO4 3-、HPO4 2-、C(OH)(CH 2 COO - ) 2 COO - 、及びH2PO4 -からなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオンとが結合して構成される塩であり、
前記水溶性有機溶剤が、グリセリン及び前記グリセリン以外のその他の溶剤を含み、
前記グリセリンの含有量(質量%)が、前記自己分散顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、4.5倍以上6.0倍以下であり、
前記グリセリンの含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、10.00質量%以上20.00質量%以下であり、
前記その他の溶剤の含有量(質量%)が、前記グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍以下であることを特徴とする水性インク。 - 前記樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.50質量%以上1.60質量%以下である請求項1に記載の水性インク。
- 顔料、アニオン性基を有する樹脂、塩、及び水溶性有機溶剤を含有するインクジェット用の水性インクであって、
前記顔料が、カーボンブラックの粒子表面にアニオン性基が直接又は他の原子団を介して結合した自己分散顔料であり、
前記樹脂の重量平均分子量が、20,000以下であり、
前記樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.50質量%以上1.60質量%以下であり、
前記塩が、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種のカチオンと、Cl-、Br-、I-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、NO2 -、NO3 -、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 -、HCOO-、(COO-)2、COOH(COO-)、CH3COO-、C2H4(COO-)2、C6H5COO-、C6H4(COO-)2、PO4 3-、HPO4 2-、C(OH)(CH 2 COO - ) 2 COO - 、及びH2PO4 -からなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオンとが結合して構成される塩であり、
前記水溶性有機溶剤が、グリセリン及び前記グリセリン以外のその他の溶剤を含み、
前記グリセリンの含有量(質量%)が、前記自己分散顔料の含有量(質量%)に対する質量比率で、4.5倍以上6.0倍以下であり、
前記グリセリンの含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、10.00質量%以上20.00質量%以下であり、
前記その他の溶剤の含有量(質量%)が、前記グリセリンの含有量(質量%)に対する質量比率で、0.6倍以下であることを特徴とする水性インク。 - 前記樹脂が、アクリル樹脂及びウレタン樹脂を含む請求項3に記載の水性インク。
- 前記グリセリンの含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、11.50質量%以上20.00質量%以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記その他の溶剤の比誘電率が、28.0以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記自己分散顔料の含有量(質量%)が、前記樹脂の含有量(質量%)に対する質量比率で、2.5倍以上4.0倍以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記樹脂の酸価が、60mgKOH/g以上130mgKOH/g以下である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記顔料が、カーボンブラックの粒子表面にカルボン酸基が他の原子団を介して結合した自己分散顔料である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記顔料の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、2.00質量%以上4.00質量%以下である請求項1乃至9のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記樹脂の重量平均分子量が、8,000以上である請求項1乃至10のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記塩が、塩化カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、フタル酸カリウム、及びフタル酸アンモニウムからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1乃至11のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記塩の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.20質量%以上0.50質量%以下である請求項1乃至12のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記その他の溶剤の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、5.00質量%以上10.00質量%以下である請求項1乃至13のいずれか1項に記載の水性インク。
- 前記水溶性有機溶剤の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、3.00質量%以上50.00質量%以下である請求項1乃至14のいずれか1項に記載の水性インク。
- 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15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。 - 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15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。
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