WO2012060060A1 - 非水系顔料インク - Google Patents

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WO2012060060A1
WO2012060060A1 PCT/JP2011/005783 JP2011005783W WO2012060060A1 WO 2012060060 A1 WO2012060060 A1 WO 2012060060A1 JP 2011005783 W JP2011005783 W JP 2011005783W WO 2012060060 A1 WO2012060060 A1 WO 2012060060A1
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ink
solvent
aqueous
self
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PCT/JP2011/005783
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鉄男 細谷
明子 山本
亜紗代 西村
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理想科学工業株式会社
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability

Definitions

  • the first aspect of the present invention relates to a non-aqueous pigment ink suitable for use in an ink jet recording system, and particularly relates to a non-aqueous pigment ink that has an excellent effect of suppressing show-through and has a high printing density.
  • a second aspect of the present invention is a non-aqueous ink jet ink suitable for use in an ink jet recording apparatus, and more particularly a non-aqueous ink jet ink suitable for an ink circulation type ink jet recording apparatus that discharges and prints circulating ink from an ink head. It relates to ink.
  • Inkjet recording is a method in which high-fluidity inkjet ink is ejected as ink particles from fine head nozzles, and images are recorded on printing paper placed facing the nozzles, enabling high-speed printing with low noise. Therefore, it has been spreading rapidly in recent years.
  • a so-called non-aqueous pigment ink in which a pigment is finely dispersed in a water-insoluble solvent is known.
  • non-aqueous pigment inks generally use a pigment dispersant to ensure the dispersion stability of the pigment, after the ink has been transferred to the printing paper, the pigment will be removed from the paper as the solvent in the ink penetrates the paper. As a result, the printing density is low and there is a lot of show-through. Since the pigment dispersant has a high affinity between the solvent and the pigment, the pigment tends to be easily drawn into the paper when the solvent penetrates the paper. For this reason, for example, if a capsule-type pigment whose pigment is surface-treated with a polymer as described in Patent Document 1 is used, it is considered that the pigment can be retained on the paper surface and the back-through can be suppressed.
  • non-aqueous ink-jet ink suitable for use in an ink-jet recording apparatus that discharges ink from nozzles of an ink head and prints on a recording medium such as printing paper
  • a non-aqueous ink-jet ink suitable for use in an ink-jet recording apparatus that discharges ink from nozzles of an ink head and prints on a recording medium such as printing paper
  • Patent Document 2 Ink containing a pigment, a pigment dispersant (polymer component) and a specific organic solvent is known. This ink has features that nozzle clogging is difficult and maintenance is easy.
  • some ink jet recording apparatuses are of an ink circulation type in which ink is continuously circulated during printing in order to cool ink and remove dust in the ink flow path.
  • ink is continuously circulated during printing in order to cool ink and remove dust in the ink flow path.
  • ejection failure can easily affect the image quality, but in the case of a line-type inkjet recording apparatus that has a circulation type head that can circulate ink in the path, the head Since the ink inside is circulated, there is an advantage that bubbles and foreign matters are less likely to clog the head nozzle, and the occurrence of defective ejection is reduced.
  • non-aqueous inks tend to have a higher temperature dependency of ink viscosity than water-based inks. Therefore, when the ink viscosity at room temperature is brought to the median of the dischargeable viscosity range, ink viscosity at low temperatures can be discharged. In order to adjust the viscosity range so that the viscosity range can be easily removed and discharged, it is necessary to warm up the ink.
  • the line type ink jet recording apparatus equipped with the circulation type head has the merit that non-ejection is difficult to occur.
  • the ink circulates in the ink jet recording apparatus, all the ink in the recording apparatus passes through the head. Therefore, there is a demerit that the amount of ink that needs to be warmed up in a low temperature environment becomes large, and it takes time to warm up.
  • the applicant changes the amount of circulating ink to a specified temperature by changing the amount of circulating ink in accordance with the temperature of the circulating ink in the ink circulation path.
  • Has proposed an inkjet recording apparatus that shortens the time required for the above hereinafter also referred to as warm-up required time).
  • JP 2007-314651 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-2666 JP 2009-196208 A
  • the capsule-type pigment described in Patent Document 1 is produced by removing a polar low-boiling point solvent in an aqueous solvent (co-solvation method) and requires a considerably complicated process. Because it is not practical.
  • the polymer to be encapsulated has a high polarity, the non-aqueous solvent used in the ink is limited to a highly polar solvent. Therefore, in the case of an ink having a high ratio of a low-polar solvent, if the pigment content is high, the ink viscosity becomes high, so that a stable ejection property cannot be obtained and the printing density is lowered.
  • the first aspect of the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to suppress show-through while ensuring pigment dispersion stability and ejection stability, and to achieve a high printing density.
  • the object is to provide a non-aqueous pigment ink.
  • the second aspect of the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a non-aqueous inkjet ink capable of shortening the time required for warming up the ink while ensuring pigment dispersion stability and ejection stability. It is intended to do.
  • the non-aqueous pigment ink according to the first aspect of the present invention is a non-aqueous pigment ink containing at least a non-aqueous solvent and a pigment that is self-dispersible in the solvent, and the self-dispersible pigment is R 1 ⁇ .
  • a compound represented by X or R 2 —Y—R 3 (wherein X is —SH, —NCO, —NH 2 , —NHR (R is an alkyl group), and Y is —CO— O—O—CO— or —CO—O—O—, wherein R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups having 8 to 22 carbon atoms, and the alkyl groups may be linear or branched And R 2 and R 3 may be the same or different from each other).
  • the pigment is preferably carbon black.
  • the non-aqueous solvent is a non-polar organic solvent and / or a polar organic solvent, and is preferably a solvent having a 50% distillation point of 150 ° C. or higher.
  • the non-aqueous inkjet ink according to the second aspect of the present invention includes at least a non-aqueous solvent and a pigment that is self-dispersible in the solvent, and the content of the polymer component in the ink is 20% by mass or less of the pigment. It is a water-based inkjet ink, and the specific heat of the ink is 3.0 J / (g ⁇ K) or less.
  • the self-dispersible pigment is a compound represented by R 1 —X or R 2 —Y—R 3 (wherein X is —SH, —NCO, —NH 2 , —NHR (R is an alkyl group)) Y is either —CO—O—O—CO— or —CO—O—O—, and R 1 , R 2 and R 3 are each an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear or branched, and R 2 and R 3 may be the same or different.
  • the specific heat of the ink is preferably 2.5 J / (g ⁇ K) or less.
  • the non-aqueous solvent is a higher fatty acid ester and / or a hydrocarbon solvent, and the solvent is preferably 50% by mass or more of the total amount of the solvent.
  • the non-aqueous solvent is a hydrocarbon solvent, and the solvent is more preferably 50% by mass or more of the total amount of the solvent.
  • the pigment is preferably carbon black.
  • the non-aqueous pigment ink according to the first embodiment of the present invention is a non-aqueous pigment ink containing at least a non-aqueous solvent and a pigment that is self-dispersible in the solvent, and the self-dispersible pigment is R 1 -X. or a compound represented by R 2 -Y-R 3 (in the formula, X represents -SH, -NCO, -NH 2, -NHR (R is either an alkyl group), Y represents -CO-O —O—CO— or —CO—O—O—, wherein R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups having 8 to 22 carbon atoms, and these alkyl groups are branched even in a straight chain.
  • R 2 and R 3 may be the same or different.
  • a long-chain alkyl group is introduced as a graft chain on the pigment surface. While ensuring the dispersion stability and ejection stability of the paper, High printing can be realized.
  • the content of the polymer component generally used in the pigment dispersion of the non-aqueous ink is that of the pigment. Even if it is 20% by mass or less, since the content of the polymer component that can ensure the dispersion stability and ejection stability of the pigment is low, an increase in the ink viscosity in a low temperature environment can be suppressed, and the ink viscosity As a result, it is possible to shorten the time required for warm-up for adjusting the viscosity within the dischargeable range.
  • the specific heat of the ink is 3.0 J / (g ⁇ K) or less, the temperature of the ink can be easily increased, and the ink can be warmed up to a temperature range that can be discharged in a short time even in a low temperature environment. Therefore, the time required for warm-up can be shortened and the power required for warm-up can be saved.
  • R 1 —X or R 2 —Y—R 3 wherein X is —SH, —NCO, —NH 2 , —NHR (R is an alkyl group), Y is either —CO—O—O—CO— or —CO—O—O—, and R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups having 8 to 22 carbon atoms,
  • the pigment dispersion of the non-aqueous ink can be achieved by using a pigment that has been treated according to the following formula: R 2 and R 3 may be the same or different.
  • the amount of the polymer dispersant that is generally used can be reduced, and the content of the polymer component is reduced.
  • the non-aqueous pigment ink in the first aspect of the present invention (hereinafter also simply referred to as the first aspect ink) is an ink containing at least a non-aqueous solvent and a pigment that is self-dispersible in the solvent, and is self-dispersible.
  • R 1 —X or R 2 —Y—R 3 wherein X is —SH, —NCO, —NH 2 , —NHR (R is an alkyl group)
  • Y is —CO—O—O—CO— or —CO—O—O—, wherein R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups having 8 to 22 carbon atoms, The group may be linear or branched, and R 2 and R 3 may be the same or different.
  • the pigment is treated with a compound represented by R 1 —X or R 2 —Y—R 3 , whereby a long-chain alkyl group (R 1 or R 2 and R 2 3 ) is introduced as a graft chain.
  • R 1 is introduced to the pigment surface as a graft chain by reacting X in the general formula with a functional group on the pigment surface.
  • the compound represented by the general formula R 2 —Y—R 3 has a radical scavenging ability of a pigment by radical cleavage of Y in the general formula (the condensed aromatic ring in the pigment selectively captures various radicals.
  • R 2 and R 3 are introduced into the pigment surface as graft chains.
  • the pigment can be self-dispersed in a non-aqueous solvent, and it is possible to achieve printing with a high printing density by suppressing back-through while ensuring dispersion stability and ejection stability.
  • R a compound represented by 1 -X
  • X is -NCO (isocyanate group)
  • - NH 2 amino group
  • -NHR wherein R is an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and this alkyl group may be linear or branched.
  • R 1 is introduced as a graft chain to the pigment surface by urethanization by a group.
  • Y in the general formula is radical cleavage, for example, Y is In the case of —CO—O—O—CO—, R 2 —CO—O—O—CO—R 3 opens into R 2 —COO. And R 3 —COO. Depending on the function, R 2 and R 3 (or R 2 —COO and R 3 —COO) are introduced onto the pigment surface as graft chains. Further, even in the case of a compound represented by the general formula R 1 —X, in the case of a compound where X is —SH (thiol group), R 1 is introduced to the pigment surface as a graft chain by thiol.
  • R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups having 8 to 22 carbon atoms. This alkyl group may be linear or branched, and R 2 and R 3 may be the same or different.
  • the alkyl groups of R 1 , R 2 and R 3 may be saturated or unsaturated, but preferably do not contain a functional group that reacts with the coloring functional group of the pigment.
  • Preferred examples of R 1 , R 2 and R 3 include octyl, 2-ethylhexyl, dodecyl, myristyl, cetyl, stearyl, isostearyl, behenyl, oleyl and the like.
  • the molecular weight of the compound represented by the general formula R 1 -X and the compound represented by R 2 -YR 3 is 400 or less.
  • the content of the compound represented by the general formula R 1 -X and the compound represented by R 2 -YR 3 is preferably in the range of 0.1 to 30 with respect to the pigment 1 by mass ratio, A range of 0.2 to 10 is more preferable.
  • Examples of the compound represented by the general formula R 1 -X include octyl isocyanate (MW155), dodecyl isocyanate (MW202), stearyl isocyanate (MW296), octylamine (MW129), dodecylamine (MW185), stearylamine (MW270). , Octanethiol (MW146), dodecanethiol (MW202), and octadecanethiol (MW287).
  • the compounds represented by R 2 —Y—R 3 include aliphatic diacyl peroxides such as dilauroyl peroxide and bis (3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide) (commercially available from NOF Corporation).
  • Parroyl (registered trademark) L (MW 399), Parroyl 355 (MW 314)), 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyneodecanoate aliphatic dialkyl peroxy ester (commercially available from NOF Corporation) Peroctane ND (MW300)) and di- (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate aliphatic peroxydicarbonate (commercially available product: Parroyl OPP (MW346) manufactured by NOF Corporation).
  • R 1 or R 2 and R 3 as a graft chain on the pigment surface by treating the pigment with a compound represented by R 1 —X or R 2 —Y—R 3 , in an organic solvent under a nitrogen atmosphere in can be carried out by reacting a compound represented compound represented by pigment and R 1 -X or R 2 -Y-R 3.
  • organic solvents examples include naphthenic solvents such as AF-4, AF-5, AF-6, AF-7 (all of which are JX Nippon Oil & Energy), IOP (isooctyl palmitate: Nikko Chemicals), Exepearl MOL ( Ester solvents such as methyl oleate: Kao Corporation) and cethiol A (hexyl laurate: cognis) can be used.
  • naphthenic solvents such as AF-4, AF-5, AF-6, AF-7 (all of which are JX Nippon Oil & Energy), IOP (isooctyl palmitate: Nikko Chemicals), Exepearl MOL ( Ester solvents such as methyl oleate: Kao Corporation) and cethiol A (hexyl laurate: cognis) can be used.
  • the non-aqueous solvent is a non-polar organic solvent and / or a polar organic solvent, and is preferably a solvent having a 50% distillation point of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the 50% distillation point means a temperature at which 50% by mass of a solvent is measured according to JIS K0066 “Chemical Product Distillation Test Method”. From the viewpoint of safety, it is preferable to use one having a 50% distillation point of 160 ° C or higher, preferably 230 ° C or higher.
  • nonpolar organic solvent examples include aliphatic hydrocarbon solvents, alicyclic hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbon solvents.
  • aliphatic hydrocarbon solvent and alicyclic hydrocarbon solvent examples include “Tclean N-16, Tclean N-20, Tclean N-22, Nisseki Naphthezol L, Nisseki, manufactured by JX Nippon Mining & Energy Corporation. Naphthezol M, Nisseki Naphthezol H, No. 0 Solvent L, No. 0 Solvent M, No.
  • Solvent H Nisseki Isosol 300, Nisseki Isosol 400, AF-4, AF-5, AF-6, AF-7
  • Preferable examples include “Isopar G, Isopar H, Isopar L, Isopar M, Exxsol D40, Exxsol D80, Exxsol D100, Exxsol D130, Exxsol D140” manufactured by Exxon.
  • aromatic hydrocarbon solvent examples include “Nisseki Clean Sol G” (alkylbenzene) manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation, “Solvesso 200” manufactured by Exxon, and the like.
  • an ester solvent having 14 or more carbon atoms in one molecule and a mixed solvent thereof can be used. More specifically, methyl laurate, hexyl laurate, isopropyl myristate, isopropyl palmitate, isostearyl palmitate, isooctyl palmitate, methyl oleate, ethyl oleate, isopropyl oleate, butyl oleate, methyl linoleate , Isobutyl linoleate, ethyl linoleate, isopropyl isostearate, soybean oil methyl, soybean oil isobutyl, tall oil methyl, tall oil isobutyl, diisopropyl adipate, diisopropyl sebacate, diethyl sebacate, propylene glycol monocaprate, tri-2- Examples thereof include trimethylolpropane ethylhexanoate and
  • non-aqueous solvents can be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • the content of the non-aqueous solvent is preferably 75 to 99.5% by mass in the total amount of the ink.
  • the content ratio of the nonpolar organic solvent to the polar organic solvent is preferably in the range of 0 to 5 when the nonpolar organic solvent is 1.
  • the non-aqueous inkjet ink in the second embodiment of the present invention contains at least a non-aqueous solvent and a pigment that is self-dispersible in this solvent, and contains the polymer component in the ink.
  • the amount of the ink is 20% by mass or less of the pigment, and the specific heat of the ink is 3.0 J / (g ⁇ K) or less.
  • the content of the polymer component is more than 20% by mass, it is difficult to obtain pigment dispersion stability even with a self-dispersible pigment.
  • the content of the polymer component is more preferably 10% by mass or less of the pigment, further preferably 5% by mass or less, and it is desirable that the polymer component is not substantially contained.
  • substantially not containing means not only containing no polymer component but also containing, for example, the polymer component as an unavoidable impurity.
  • polymer component examples include commercially available Solsperse series (Solsperse 20000, 27000, 41000, 41090, 43000, 44000) manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd. 62, 63, 71, 501), polyvinyl pyrrolidone K-30, K-90 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and the like.
  • the pigment contained in the ink of the second aspect of the present invention is a pigment that can be self-dispersed in a non-aqueous solvent, and preferably the self-dispersible pigment in the ink of the first aspect.
  • a compound represented by R 1 —X or R 2 —Y—R 3 long-chain alkyl groups (R 1 or R 2 and R 3 ) are introduced as graft chains on the pigment surface.
  • R 1 -X R 1 is introduced to the pigment surface as a graft chain by reacting X in the general formula with a functional group on the pigment surface.
  • the compound represented by the general formula R 2 —Y—R 3 has a radical scavenging ability of a pigment by radical cleavage of Y in the general formula (the condensed aromatic ring in the pigment selectively captures various radicals.
  • R 2 and R 3 are introduced into the pigment surface as graft chains. As a result, the pigment can be self-dispersed in the non-aqueous solvent, and it is possible to ensure dispersion stability and ejection stability.
  • the second aspect ink of the present invention has a specific heat of 3.0 J / (g ⁇ K) or less, preferably 2.5 J / (g ⁇ K) or less, more preferably 2.0 J / (g ⁇ K) or less. It is desirable to be. If the specific heat is greater than 3.0 J / (g ⁇ K), it is difficult to shorten the warm-up time. On the other hand, if the specific heat is too low, the temperature of the ink rises rapidly, and the printing operation is likely to stop due to overheating. Therefore, it is more preferably 1.5 J / (g ⁇ K) or more.
  • a specific heat ink In order to obtain such a specific heat ink, it can be prepared with a non-aqueous solvent, and higher fatty acid esters, hydrocarbon solvents, higher fatty acids, higher alcohols, ethers and the like can be appropriately selected.
  • higher fatty acid esters, hydrocarbon solvents, higher fatty acids, higher alcohols, ethers and the like can be appropriately selected.
  • the nonpolar solvent in the first aspect ink can be used.
  • the polar organic solvent in the first aspect ink can be used.
  • the alcohol solvent include isomyristyl alcohol, isopalmityl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol and the like.
  • the higher fatty acid solvent is preferably a fatty acid having 8 to 24 carbon atoms, and examples thereof include isononanoic acid, isomyristic acid, isopalmitic acid, oleic acid, and isostearic acid.
  • ether solvent examples include diethyl glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol dibutyl ether and the like. These non-aqueous solvents can be used alone or in combination of two or more. The content of the non-aqueous solvent is preferably 75 to 99.5% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • inorganic pigments include titanium oxide, bengara, cobalt blue, ultramarine blue, bitumen, carbon black, calcium carbonate, kaolin, clay, barium sulfate, talc, and silica.
  • organic pigment include insoluble azo pigments, azo lake pigments, condensed azo pigments, condensed polycyclic pigments, and copper phthalocyanine pigments. These pigments may be used alone or in appropriate combination.
  • the addition amount of the pigment is preferably 0.5 to 20% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • the first aspect ink and the second aspect ink of the present invention may contain conventional additives.
  • Additives include surfactants such as anionic, cationic, amphoteric or nonionic surfactants, antioxidants such as dibutylhydroxytoluene, propyl gallate, tocopherol, butylhydroxyanisole, and nordihydroguaiare. And tic acid.
  • the first embodiment ink and the second embodiment ink of the present invention are dispersed in a batch or divided into all known components, for example, in a known disperser such as a bead mill and, if desired, passed through a known filter such as a membrane filter. Can be prepared. Examples of the first aspect ink and the second aspect ink of the present invention are shown below.
  • the zirconia beads were removed, and the obtained dispersion was centrifuged to precipitate the surface-treated pigment (13000 rpm, 5 minutes).
  • the precipitated pigment was forcibly dispersed in methyl ethyl ketone (MEK) with ultrasonic waves, and the obtained dispersion (MEK) was centrifuged again to precipitate the surface-treated pigment.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • This process was repeated three times, and the obtained surface-treated pigment was dried to completely remove MEK to obtain surface-treated pigment P-1.
  • a capsule pigment was prepared according to the procedure described in ⁇ Preparation Example 1> of JP-A-2007-314651, except that carbon black was changed to MA600 (carbon black: Mitsubishi Chemical).
  • the ink according to the first aspect of the present invention has a higher printing density on the surface of the printing paper and can suppress back-through than the conventional ink added with a pigment dispersant (Comparative Example 1). It was.
  • Comparative Example 2 using a capsule pigment in a low-polar solvent, when the pigment content was high, the ink viscosity was high, and stable ejection properties were not obtained, and the printing density was low.
  • carbon black was used as the pigment.
  • the ink of the first aspect of the present invention it is possible to suppress the show-through while ensuring the pigment dispersion stability and the ejection stability, and it is possible to realize a high printing density.
  • a circulation type line-type ink jet recording apparatus ORPHIS-X (made by Riso Kagaku) is filled with commercially available X ink (made by Riso Kagaku: specific heat 2.1 J / (g ⁇ K)) and discharged at room temperature (23 ° C.)
  • a possible drive voltage range is obtained, and a drive voltage at the center of the dischargeable drive voltage range is defined as Vc.
  • the ink jet recording apparatus is left in a 15 ° C. environment for 24 hours. After leaving, the printing operation was instructed in a 15 ° C. environment, and the required time (reference) until printing was possible was determined with the drive voltage of Vc.
  • Comparative Example 1 when the polymer component was added, the required warm-up time could not be shortened even if the specific heat was 2.1 J / (g ⁇ K). This is because the time required for warm-up for adjusting the viscosity within the dischargeable range is increased by increasing the viscosity by adding the polymer component. Since the specific heat of the ink of Comparative Example 1 is the same as that of the reference X ink, it can be seen that the warm-up required time cannot be shortened by adjusting only the specific heat. In Comparative Example 2 in which no polymer component was added, it was natural that the dispersion stability could not be ensured (for this reason, the warm-up time was not evaluated for Comparative Example 2).
  • the higher fatty acid ester and the hydrocarbon solvent are 91.4% by mass of the total solvent, the hydrocarbon solvent is 45.7% by mass of the total solvent, and the higher fatty acid ester and the hydrocarbon solvent are the total solvent. 91.4% by weight, hydrocarbon solvent is 0% by weight of the total solvent, Example 6 is higher fatty acid ester and hydrocarbon solvent is 45.7% by weight of the total solvent, hydrocarbon solvent is 0% by weight of the total solvent, In Examples 7 and 8, the higher fatty acid ester and the hydrocarbon solvent are 100% by mass of the total solvent, and the hydrocarbon solvent is 100% by mass of the total solvent.
  • the ink containing 50% by mass or more of the higher fatty acid ester and / or hydrocarbon solvent can keep the specific heat low, and when comparing the higher fatty acid ester and the hydrocarbon solvent, the hydrocarbon solvent The specific heat can be further reduced, and the ink containing the hydrocarbon solvent in an amount of 50% by mass or more of the total solvent can suppress the specific heat lower and is considered to be effective for shortening the warm-up time. .
  • carbon black was used as the pigment.
  • pigment dispersion due to the grafting of long-chain alkyl groups on the pigment surface it is speculated that the same results can be obtained with other pigments. Is done.

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Abstract

【課題】非水系顔料インクを、顔料分散安定性、吐出安定性を確保しながら、裏抜けを抑制することができ、高い印刷濃度を実現する。 【解決手段】少なくとも、非水系溶剤とこの溶剤に自己分散可能な顔料とを含む非水系顔料インクであって、自己分散可能な顔料を、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3 で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2 およびＲ3 は炭素数８～２２のアルキル基であって、アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2 およびＲ3 は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されているものとする。

Description

非水系顔料インク
　本発明の第一の態様は、インクジェット記録システムの使用に適した非水系顔料インクであって、詳細には裏抜け抑制効果に優れ、印刷濃度の高い非水系顔料インクに関するものである。
　本発明の第二の態様は、インクジェット記録装置の使用に適した非水系インクジェットインクであって、とりわけインクヘッドから循環インクを吐出して印字するインク循環式のインクジェット記録装置に適した非水系インクジェットインクに関するものである。
　インクジェット記録方式は、流動性の高いインクジェットインクを微細なヘッドノズルからインク粒子として噴射し、上記ノズルに対向して置かれた印刷紙に画像を記録するものであり、低騒音で高速印字が可能であることから、近年急速に普及している。このようなインクジェット記録方式に用いられるインクとして、非水溶性溶剤に顔料を微分散させたいわゆる非水系顔料インクが知られている。
　非水系顔料インクは顔料の分散安定性を確保するために一般に顔料分散剤を使用しているため、インクが印刷用紙に転移した後、インク中の溶剤が用紙へ浸透するに伴い、顔料が紙の内部に浸透する結果、印刷濃度が低く、裏抜けが多いものとなってしまうという問題がある。顔料分散剤は溶剤と顔料との親和性が高いために、溶剤が用紙に浸透する際に顔料も用紙内部に引き込まれやすい傾向となる。このため、例えば特許文献１に記載されているような、顔料が高分子によって表面処理されたカプセル型顔料を用いれば、顔料を用紙表面に留め、裏抜けを抑制できるのではないかと考えられる。
　一方、インクヘッドのノズルからインクを吐出して印刷用紙などの記録媒体に印字するインクジェット記録装置の使用に適した非水系インクジェットインク（非水系インク）として、例えば特許文献２に記載されているような顔料と顔料分散剤（ポリマー成分）および特定の有機溶剤を含むインクが知られている。このインクは、ノズル目詰まりがしにくく、メンテナンスが容易といった特徴を有している。
　ところで、インクジェット記録装置には、インクの冷却やインク流路内のゴミを取り除くために、印字状態のときにインクを絶えず循環しているインク循環式のものがある。循環式ヘッドを搭載していないライン方式インクジェット記録装置の場合、吐出不良が画質に影響を及ぼしやすいが、経路内でインク循環が可能な循環式ヘッドを搭載したライン方式インクジェット記録装置の場合、ヘッド内部のインクが循環されるため、気泡や異物がヘッドノズルに詰まりにくくなり、吐出不良の発生が軽減されるという利点がある。
　ところが、非水系インクは水性インクに比べてインク粘度の温度依存性が高い傾向にあるため、常温におけるインク粘度を吐出可能な粘度範囲の中央値に持ってきた場合、低温におけるインク粘度が吐出可能な粘度範囲をはずれやすく、吐出可能な粘度範囲に調整するためには、インクをウォームアップ（加温）する必要がある。
　循環式ヘッドを搭載したライン方式インクジェット記録装置は前述したとおり、不吐出がおきにくいといったメリットがある一方、インクがインクジェット記録装置内を循環するために記録装置内のインクが全てヘッドを経由する構造となっており、低温環境時にウォームアップしなければならいインク量が多量となり、ウォームアップに時間がかかるといったデメリットがあった。このような課題を解決するために、出願人は特許文献３において、インク循環経路の循環インクの温度に応じて、この循環インクの量を変更することで循環インクの温度を規定温度にするために要する時間（以下、ウォームアップ所要時間ともいう）を短縮したインクジェット記録装置を提案している。
特開２００７－３１４６５１号公報 特開２００４－２６６６号公報 特開２００９－１９６２０８号公報
　特許文献１に記載されているカプセル型顔料は、水溶媒中で極性の低沸点溶剤を脱溶剤すること（コアソルベーション法）によりカプセル顔料の製造を行っており、かなり煩雑な工程が必要であるため、実用的ではない。また、カプセル化する高分子は極性が高いものとなるので、インクに用いる非水系溶剤は極性の高い溶剤に限られてくる。そのため低極性溶剤の割合が高いインクの場合、顔料コンテントが高くなるとインク粘度が高くなってしまい安定した吐出性が得られず、印刷濃度も低くなってしまうという新たな問題が生じる。
　本発明の第一の態様は上記事情に鑑みなされたものであり、顔料分散安定性、吐出安定性を確保しながら、裏抜けを抑制することができ、高い印刷濃度を実現することが可能な非水系顔料インクを提供することを目的とするものである。
　特許文献３に記載されているインクジェット記録装置を用いれば、ウォームアップ所要時間を短縮することが可能であるが、従来の循環式ヘッドを搭載したインクジェット記録装置を使用している場合には装置を買い替える必要がある。このため、このような買い替えコストをかけることなく、インクの側面からウォームアップ所要時間を短縮したいという要望がある。
　インクのウォームアップ所要時間を短縮するためには、インクの比熱を小さくすればいいと考えられるが、顔料分散性等を担保するためにはポリマー成分で顔料を分散させる必要がある。しかし、ポリマー成分を多用するとインク粘度が上昇するため、インクの吐出性能を担保することが困難となる。
　本発明の第二の態様は上記事情に鑑みなされたものであり、顔料分散安定性、吐出安定性を確保しながら、インクのウォームアップ所要時間を短縮することが可能な非水系インクジェットインクを提供することを目的とするものである。
　本発明の第一の態様における非水系顔料インクは、少なくとも、非水系溶剤と該溶剤に自己分散可能な顔料とを含む非水系顔料インクであって、前記自己分散可能な顔料が、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、該アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されているものであることを特徴とするものである。
　前記顔料はカーボンブラックであることが好ましい。
　前記非水系溶剤は非極性有機溶剤および／または極性有機溶剤であって、５０％留出点が１５０℃以上の溶剤であることが好ましい。
　本発明の第二の態様における非水系インクジェットインクは、少なくとも、非水系溶剤と該溶剤に自己分散可能な顔料とを含み、インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の２０質量％以下の非水系インクジェットインクであって、該インクの比熱が３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であることを特徴とするものである。
　前記自己分散可能な顔料は、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、該アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されてなることが好ましい。
　前記インクの比熱は２．５Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であることが好ましい。
　前記非水系溶剤は高級脂肪酸エステルおよび／または炭化水素溶剤であって、該溶剤が全溶剤量の５０質量％以上であることが好ましい。前記非水系溶剤は炭化水素溶剤であって、該溶剤が全溶剤量の５０質量％以上であることがより好ましい。
　前記顔料はカーボンブラックであることが好ましい。
　本発明の第一の態様における非水系顔料インクは、少なくとも、非水系溶剤とこの溶剤に自己分散可能な顔料とを含む非水系顔料インクであって、自己分散可能な顔料が、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、このアルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されているので、顔料表面に長鎖アルキル基がグラフト鎖として導入される結果、顔料の分散安定性、吐出安定性を確保しながら、裏抜けを抑制し、印刷濃度の高い印刷を実現することができる。
　本発明の第二の態様における非水系インクジェットインクは、顔料が非水系溶剤に自己分散可能な顔料であるので、非水系インクの顔料分散で一般的に使用されるポリマー成分の含有量が顔料の２０質量％以下であっても顔料の分散安定性、吐出安定性を確保することが可能であるポリマー成分の含有量が低いので、低温環境におけるインク粘度の上昇を抑制することができ、インク粘度の変動を小さくすることができる結果、吐出可能な粘度範囲に調整するためのウォームアップ所要時間を短縮することが可能となる。
また、インクの比熱が３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であるので、インクの温度上昇が容易となり、低温環境においても短時間で吐出可能な温度範囲にウォームアップすることができるようになるため、ウォームアップ所要時間の短縮およびウォームアップにかかる電力を節約することができる。
　とりわけ、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、このアルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されてなる顔料を使用することで、非水系インクの顔料分散で一般的に使用される高分子分散剤の使用量を低減することができ、ポリマー成分の含有量が低減する。
　本発明の第一の態様における非水系顔料インク（以下、単に第一態様インクともいう）は、少なくとも、非水系溶剤とこの溶剤に自己分散可能な顔料とを含むインクであって、自己分散可能な顔料が、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、このアルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されているものであることを特徴とする。
　本発明の第一態様インクは、顔料がＲ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物により処理されることにより、顔料表面に長鎖アルキル基（Ｒ1またはＲ2およびＲ3）がグラフト鎖として導入される。詳細には、一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物は、一般式中のＸが顔料表面の官能基と反応することにより、グラフト鎖としてＲ1が顔料表面に導入される。一般式Ｒ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物は一般式中のＹがラジカル開裂することにより顔料のラジカル補足能（顔料中の縮合芳香族環は各種のラジカルを選択的に補足して結合をする性質がある）によって、Ｒ2およびＲ3がグラフト鎖として顔料表面に導入される。これによって、顔料は非水系溶剤に自己分散が可能となり、分散安定性、吐出安定性を確保しながら、裏抜けを抑制し、印刷濃度の高い印刷を実現することが可能である。
　より詳細には、顔料表面に水酸基やカルボン酸基が存在している場合には、一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物の、Ｘが－ＮＣＯ（イソシアネート基）、－ＮＨ2（アミノ基）、－ＮＨＲ（Ｒは炭素数１～２２のアルキル基であって、このアルキル基は、直鎖でも分岐していてもよい）である化合物により処理することで、－ＮＣＯの場合にはイソシアネート基によるウレタン化により、－ＮＨ2、－ＮＨＲの場合にはアミノ基による塩形成により、グラフト鎖としてＲ1が顔料表面に導入される。
　顔料表面に上記のような特定の官能基が存在していなくても、一般式Ｒ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物の場合には、一般式中のＹがラジカル開裂、例えばＹが－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－の場合には、Ｒ2－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－Ｒ3が、Ｒ2－ＣＯＯ・とＲ3－ＣＯＯ・に開列することにより、顔料のラジカル補足能によって、Ｒ2およびＲ3（あるいはＲ2－ＣＯＯおよびＲ3－ＣＯＯ）がグラフト鎖として顔料表面に導入される。また、一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物であっても、Ｘが－ＳＨ（チオール基）である化合物の場合には、チオールによってグラフト鎖としてＲ1が顔料表面に導入される。
　一般式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基である。このアルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。また、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3のアルキル基は飽和であっても不飽和であってもよいが、顔料の発色官能基と反応するような官能基は含まないことが好ましい。Ｒ1、Ｒ2およびＲ3としては、オクチル基、２－エチルヘキシル基、ドデシル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基、イソステアリル基、ベヘニル基、オレイル基等を好ましく例示することができる。
　一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物およびＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物の分子量は４００以下である。このように比較的低分子量の化合物によるグラフト化により、インク粘度を上げることなく、安定した顔料分散が可能である。一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物およびＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物の含有量は、質量比で顔料１に対して０．１～３０の範囲であることが好ましく、０．２～１０の範囲であることがより好ましい。
　上記一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物としては、オクチルイソシアネート（ＭＷ１５５）、ドデシルイソシアネート（ＭＷ２０２）、ステアリルイソシアネート（ＭＷ２９６）、オクチルアミン（ＭＷ１２９）、ドデシルアミン（ＭＷ１８５）、ステアリルアミン（ＭＷ２７０）、オクタンチオール（ＭＷ１４６）、ドデカンチオール（ＭＷ２０２）、オクタデカンチオール（ＭＷ２８７）を例示することができる。また、Ｒ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物としては、ジラウロイルペルオキシド、ビス（３,５,５－トリメチルヘキサノイルペルオキシド）等の脂肪族系ジアシルパーオキサイド（市販品として日油製のパーロイル（登録商標）Ｌ（ＭＷ３９９）、パーロイル３５５（ＭＷ３１４））、１，１，３，３－テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエートの脂肪族系ジアルキルパーオキシエステル（市販品として日油製のパーオクタＮＤ（ＭＷ３００））、ジ－（２－エチルヘキシル）パーオキシジカーボネートの脂肪族系パーオキシジカーボネート（市販品として日油製パーロイルＯＰＰ（ＭＷ３４６））を例示することができる。
　顔料をＲ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物により処理して顔料表面にグラフト鎖としてＲ1あるいはＲ2およびＲ3を導入するには、窒素雰囲気下、有機溶剤中で顔料とＲ1－Ｘで表される化合物またはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物を反応させることにより行うことができる。有機溶剤としては、ＡＦ－４、ＡＦ－５、ＡＦ－６、ＡＦ－７、（いずれもＪＸ日鉱日石エネルギー）等のナフテン系溶剤や、ＩＯＰ（パルミチン酸イソオクチル：日光ケミカルズ）、エキセパールＭＯＬ（オレイン酸メチル：花王株式会社）、セチオールＡ（ラウリン酸ヘキシル：コグニス）等のエステル溶剤等を用いることができる。
　非水系溶剤は非極性有機溶剤および／または極性有機溶剤であって、５０％留出点が１５０℃以上３００℃以下の溶剤であることが好ましい。５０％留出点は、ＪＩＳ　Ｋ００６６「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定される、質量で５０％の溶剤が揮発したときの温度を意味する。安全性の観点からは、５０％留出点が１６０℃以上、好ましくは２３０℃以上のものを用いることが好ましい。
　具体的には、非極性有機溶剤としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素溶剤等を好ましく挙げることができる。脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤としては、たとえば、ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製「テクリーンＮ－１６、テクリーンＮ－２０、テクリーンＮ－２２、日石ナフテゾールＬ、日石ナフテゾールＭ、日石ナフテゾールＨ、０号ソルベントＬ、０号ソルベントＭ、０号ソルベントＨ、日石アイソゾール３００、日石アイソゾール４００、ＡＦ－４、ＡＦ－５、ＡＦ－６、ＡＦ－７」、Ｅｘｘｏｎ社製「Ｉｓｏｐａｒ（アイソパー）Ｇ、ＩｓｏｐａｒＨ、ＩｓｏｐａｒＬ、ＩｓｏｐａｒＭ、ＥｘｘｓｏｌＤ４０、ＥｘｘｓｏｌＤ８０、ＥｘｘｓｏｌＤ１００、ＥｘｘｓｏｌＤ１３０、ＥｘｘｓｏｌＤ１４０」等を好ましく挙げることができる。芳香族炭化水素溶剤としては、ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製「日石クリーンソルＧ」（アルキルベンゼン）、Ｅｘｘｏｎ社製「ソルベッソ２００」などを例示することができる。
　極性有機溶剤としては１分子中の炭素数が１４以上のエステル系溶剤、およびこれらの混合溶剤を用いることができる。より具体的には、ラウリン酸メチル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソステアリル、パルミチン酸イソオクチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル、リノール酸エチル、イソステアリン酸イソプロピル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、モノカプリン酸プロピレングリコール、トリ２－エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリ２－エチルヘキサン酸グリセリルなどを例示することができる。
　これらの非水系溶剤は単独で、または２種類以上を適宜組み合わせて使用することができる。非水系溶剤の含有量は、インク全量中に７５～９９．５質量％であることが好ましい。非極性有機溶剤と極性有機溶剤の含有量比は、非極性有機溶剤を１とした場合、極性有機溶剤は０～５の範囲が好ましい。
　本発明の第二の態様における非水系インクジェットインク（以下、単に第二態様インクともいう）は、少なくとも、非水系溶剤とこの溶剤に自己分散可能な顔料とを含み、インク中のポリマー成分の含有量が顔料の２０質量％以下のインクであって、インクの比熱が３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であることを特徴とする。
ポリマー成分の含有量が２０質量％よりも多くなると自己分散可能な顔料であっても顔料分散安定性が得られにくくなる。ポリマー成分の含有量は顔料の１０質量％以下であることがより好ましく、さらには５質量％以下であることがより好ましく、実質的には含まれないことが望ましい。ここで、実質的に含まないとはポリマー成分を全く含まない場合の他、例えばポリマー成分を不可避的不純物として含有する場合を意味する。
上記ポリマー成分としては、例えば市販品として、日本ルーブリゾール株式会社製のソルスパースシリーズ（ソルスパース２００００、２７０００、４１０００、４１０９０、４３０００、４４０００）、ＢＡＳＦジャパン社製のジョンクリルシリーズ（ジョンクリル５７、６０、６２、６３、７１、５０１）、第一工業製薬株式会社製のポリビニルピロリドンＫ－３０、Ｋ－９０等が挙げられる。
　本発明の第二態様インクに含まれる顔料は非水系溶剤に自己分散可能な顔料であり、好ましくは第一態様インクにおける自己分散可能な顔料が好ましい。
　顔料がＲ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物により処理されることにより、顔料表面に長鎖アルキル基（Ｒ1またはＲ2およびＲ3）がグラフト鎖として導入される。詳細には、一般式Ｒ1－Ｘで表される化合物は、一般式中のＸが顔料表面の官能基と反応することにより、グラフト鎖としてＲ1が顔料表面に導入される。一般式Ｒ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物は一般式中のＹがラジカル開裂することにより顔料のラジカル補足能（顔料中の縮合芳香族環は各種のラジカルを選択的に補足して結合をする性質がある）によって、Ｒ2およびＲ3がグラフト鎖として顔料表面に導入される。これによって、顔料は非水系溶剤に自己分散が可能となり、分散安定性、吐出安定性を確保することが可能である。
　本発明の第二態様インクは、比熱が３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であり、好ましくは２．５Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下、さらには２．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であることが望ましい。比熱が３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）よりも大きくなると、ウォームアップ所要時間の短縮が困難となる。一方で比熱が低すぎるとインクの温度が急激に上昇してしまい、オーバーヒートによる印刷動作停止が起こりやすくなるため、１．５Ｊ／（ｇ・Ｋ）以上とすることがより好ましい。このような比熱のインクとするためには、非水系溶剤により調製することができ、高級脂肪酸エステル、炭化水素溶剤、高級脂肪酸、高級アルコール、エーテル等を適宜選択することができる。但し、ウォームアップ所要時間の短縮という観点からは、全溶剤量に対して５０質量％以上を高級脂肪酸エステルおよび／または炭化水素溶剤とすることが好ましく、さらには全溶剤量の５０質量％以上を炭化水素溶剤とすることがより好ましい。
　具体的には、炭化水素溶剤としては、第一態様インクにおける非極性溶剤を用いることができる。高級脂肪酸エステルとしては、第一態様インクにおける極性有機溶剤を用いることができる。
アルコール溶剤としては、イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール等が挙げられる。
高級脂肪酸溶剤としては炭素数８～２４の脂肪酸が好ましく、イソノナン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、イソステアリン酸等が挙げられる。
　エーテル溶剤としては、ジエチルグリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等が挙げられる。
　これらの非水系溶剤は単独で、または２種類以上を適宜組み合わせて使用することができる。非水系溶剤の含有量は、インク全量に対し７５～９９．５質量％であることが好ましい。
　本発明の第一態様インクおよび第二態様インクには従来公知の無機顔料および有機顔料を適宜使用してもよい。例えば、無機顔料としては、酸化チタン、ベンガラ、コバルトブルー、群青、紺青、カーボンブラック、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、タルク、シリカ等が挙げられる。有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、縮合多環顔料、銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。これらの顔料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。顔料の添加量は、インク全量に対して０．５～２０質量％が好ましい。
　上記各成分に加えて、本発明の第一態様インクおよび第二態様インクには慣用の添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、界面活性剤、例えばアニオン性、カチオン性、両性、もしくはノニオン性の界面活性剤、酸化防止剤、例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、及びノルジヒドログアヤレチック酸等、が挙げられる。
　本発明の第一態様インクおよび第二態様インクは、例えばビーズミル等の公知の分散機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等の公知のろ過機を通すことにより調製できる。
　以下に本発明の第一態様インクおよび第二態様インクの実施例を示す。
＜第一態様インクの実施例＞
（表面処理顔料Ｐ－１の準備）
　５００ｍｌの４つ口フラスコに顔料ＭＡ６００（カーボンブラック：三菱化学）１５．０ｇ、パーロイルＬ（日本油脂）５．６ｇ、ＡＦ－７（ナフテン系溶剤：ＪＸ日鉱日石エネルギー）１３５ｇ、ＩＯＰ（エステル溶剤：日光ケミカルズ）１３５ｇ、直径２ｍｍのジルコニアビーズ１０００ｇを入れ、窒素雰囲気下で攪拌して充分に窒素置換をし、１００℃に昇温して６時間反応させた。ジルコニアビーズを取り除き、得られた分散液を遠心分離機にかけ表面処理顔料を沈降させた（１３０００ｒｐｍ、５分間）。次に、沈降させた顔料をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に超音波で強制分散させ、得られた分散液（ＭＥＫ）を再度遠心分離機にかけ表面処理顔料を沈降させた。この工程を３回繰り返し、得られた表面処理顔料を乾燥してＭＥＫを完全に除去して表面処理顔料Ｐ－１を得た。ＴＧ／ＤＴＡ（示差熱熱重量同時測定装置）により測定した、顔料表面に結合した成分の量と顔料との割合は質量比で２５％であった。
（表面処理顔料Ｐ－２～４の準備）
　上記（表面処理顔料Ｐ－１の準備）において、パーロイルＬ ５．６ｇを入れるところを、それぞれドデシルイソシアネート（和光純薬）、ドデシルアミン（和光純薬）、チオカルコール２０（ドデシルメルカプタン：花王）に変えた以外は同様に調整して、表面処理顔料Ｐ－２～Ｐ－４を得た。Ｐ－２、Ｐ－３、Ｐ－４のＴＧ／ＤＴＡによる顔料表面に結合した成分の量は顔料との割合は、質量比でそれぞれ２４％、１８％、２１％であった。
（カプセル顔料の準備）
　カーボンブラックをＭＡ６００（カーボンブラック：三菱化学）に変更した以外は、特開２００７－３１４６５１号公報の＜調整例１＞に記載されている手順に従って、カプセル顔料を準備した。
（インクの調製）
　下記表１に示す配合（表１に示す数値は質量部である）で原材料を顔料濃度が２０質量％になるようにプレミックスした後、滞留時間１２分間分散させて、表１に示す粘度調整用溶剤で希釈して顔料濃度が１０質量％の実施例１～４、比較例１および２のインクを調製した。
（評価）
（印刷濃度および裏抜け）
　オルフィスＸ９０５０を使用し、各インクを、インクジェット記録装置に装填し、理想用紙薄口（理想科学工業（株））の印刷用紙に対し、３０ｐｌで３００ｄｐｉ×３００ｄｐｉ相当のベタ画像を印刷した。印刷濃度を、ベタ画像の２４時間経過後の印刷用紙の表ＯＤ値を測定し以下の基準により評価した。裏抜けを、ベタ画像の２４時間経過後の裏ＯＤ値を測定し以下の基準により評価した。なおＯＤ値は、マクベス濃度計（マクベス社製ＲＤ９２０）により測定した。
　印刷濃度（表ＯＤ）の評価
　　○：ＯＤ値１．１１以上
　　△：ＯＤ値１．００以上１．１１未満
　　×：ＯＤ値１．００未満
　裏抜け（裏ＯＤ）の評価
　　○：ＯＤ値０．２０未満
　　△：ＯＤ値０．２０以上０．３０未満
　　×：ＯＤ値０．３０以上
（貯蔵安定性）
　実施例１～４、比較例１および２のインクの粘度を次のようにして測定した。ハーケ社製レオメータＲＳ７５を使用し、直径６ｃｍコーンを用いて、２３℃において、６０秒間でずり応力を０．７～１００（１／ｓ）まで上昇させたときの、ずり応力が１００（１／ｓ）のときの粘度を測定した。各インクをガラス瓶に５０ｍｌ入れ、７０℃環境下で１ヶ月放置し、その後再び粘度を測定して、以下の基準で評価した。
　　○：粘度変化率±５％未満
　　△：粘度変化率±５％以上１０％未満
　　×：粘度変化率±１０％以上
　各インクの処方と評価の結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、本発明の第一態様インクは従来の顔料分散剤を添加したインク（比較例１）に比べて、印刷用紙表面の印刷濃度を高く、裏抜けを抑制することができた。カプセル顔料を用いた比較例２は、低極性溶剤中では、顔料コンテントが高くなるとインク粘度が高くなってしまい安定した吐出性が得られず、印刷濃度も低くなった。なお、本実施例では顔料としてカーボンブラックを用いた例を示したが、顔料表面の長鎖アルキル基のグラフトによる顔料分散という効果からすれば、その他の顔料でも同様の結果が得られるものと推測される。
　以上のように、本発明の第一態様インクによれば、顔料分散安定性、吐出安定性を確保しながら、裏抜けを抑制することができ、高い印刷濃度を実現することが可能である。
＜第二態様インクの実施例＞
（インクの調製）
　表面処理顔料Ｐ－１～４は＜第一態様インクの実施例＞における（表面処理顔料Ｐ－１の準備）および（表面処理顔料Ｐ－２～４の準備）と同様の手順により準備した。下記表２に示す配合（表２に示す数値は質量部である）で原材料をプレミックスした後、滞留時間約１２分間で分散させ、孔径３μｍのメンブレンフィルターでろ過し、実施例１～８、比較例１および２のインクを調製した。
（比熱測定方法）
　ＤＳＣ８２３０Ｌ（リガク社製）でＤＳＣ測定を行い、比熱を式（１）で算出した。
　式（１）・・・Ｃｐ＝［（ＳＴＷ×ＳＡＨ）／（ＳＡＷ×ＳＴＨ）］×ＳＴＣＰ
　　ＳＴＷ　：基準試料（アルミナ）重量
　　ＳＡＷ　：測定試料重量
　　ＳＡＨ　：測定試料のベースラインシフト量
　　ＳＴＨ　：基準試料のベースラインシフト量
　　ＳＴＣＰ：温度Ｔ１での基準試料比熱容量（アルミナは０．８）
（評価）
（ウォームアップ所要時間）
循環式ライン方式インクジェット記録装置ＯＲＰＨＩＳ-Ｘ（理想科学社製）に、市販のＸインク（理想科学社製：比熱２．１Ｊ／（ｇ・Ｋ））を充填し、常温（２３℃）における吐出可能な駆動電圧範囲を求め、吐出可能な駆動電圧範囲中央の駆動電圧をＶｃとする。次に、インクジェット記録装置を１５℃環境に２４時間放置する。放置後、１５℃環境において印字動作を指示させ、Ｖｃの駆動電圧で、印字可能になるまでの所要時間（基準）を求めた。
　実施例１～実施例８および比較例１のインクについて上記と同様にウォームアップ所要時間を求め、（基準）に対する相対評価を以下のように行った。
　　○：所要時間が基準よりも顕著に短くなった
　　△：所要時間は基準よりも若干短くなった
　　×：所要時間が基準と同等か基準よりも長くなった
（分散安定性）
　実施例１～実施例８、比較例１および２のインクをそれぞれＳＶ５０（ガラス容器）に４０ｇ充填し、５０℃環境に１週間放置したのち、沈降の有無を観察し以下の基準で評価した。
　　○：底面に沈降は確認されない
　　×：底面に沈降が確認された
　各インクの処方と評価の結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２から明らかなように、表面処理顔料を用いた実施例１～８はいずれも長鎖アルキル基（炭素数１２のアルキル基）が導入されているため、ポリマー成分を添加しなくても、ナフテンなどの極性の低い溶剤中で顔料分散安定性を確保することができた。また、比熱を３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下とすることができた。これによって、顔料分散安定性、吐出安定性を確保しながら、インクのウォームアップ所要時間を短縮することが可能となった。
　一方、比較例１に示すようにポリマー成分を添加すると比熱が２．１Ｊ／（ｇ・Ｋ）であっても、ウォームアップ所要時間を短縮することができなかった。これは、ポリマー成分を添加することによって粘度が上昇することにより、吐出可能な粘度範囲に調整するためのウォームアップ所要時間が長くなったためである。比較例１のインクは基準としたＸインクと比熱が同じであることから、比熱のみの調整ではウォームアップ所要時間を短縮できないことがわかる。また、ポリマー成分を添加しなかった比較例２では当然のことながら分散安定性を確保できなかった（このため、比較例２に関してはウォームアップ所要時間は評価していない）。
　実施例１～４は高級脂肪酸エステルおよび炭化水素溶剤が全溶剤の９１．４質量％、炭化水素溶剤が全溶剤の４５．７質量％、実施例５は高級脂肪酸エステルおよび炭化水素溶剤が全溶剤の９１．４質量％、炭化水素溶剤が全溶剤の０質量％、実施例６は高級脂肪酸エステルおよび炭化水素溶剤が全溶剤の４５．７質量％、炭化水素溶剤が全溶剤の０質量％、実施例７および８は高級脂肪酸エステルおよび炭化水素溶剤が全溶剤の１００質量％、炭化水素溶剤が全溶剤の１００質量％である。この結果から高級脂肪酸エステルおよび／または炭化水素溶剤を全溶剤の５０質量％以上含むインクは、比熱を低く抑えることが可能であり、高級脂肪酸エステルと炭化水素溶剤を比較すると、炭化水素溶剤の方がより比熱を低く抑えることが可能であり、炭化水素溶剤を全溶剤の５０質量％以上含むインクは、比熱をより低く抑えることができ、ウォームアップ所要時間の短縮に効果的であると考えられる。
　なお、本実施例では顔料としてカーボンブラックを用いた例を示したが、顔料表面の長鎖アルキル基のグラフトによる顔料分散という効果からすれば、その他の顔料でも同様の結果が得られるものと推測される。
 

Claims (9)

  1. 　少なくとも、非水系溶剤と該溶剤に自己分散可能な顔料とを含む非水系顔料インクであって、前記自己分散可能な顔料が、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、該アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されているものであることを特徴とする非水系顔料インク。
  2. 　前記顔料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１記載の非水系顔料インク。
  3. 　前記非水系溶剤が非極性有機溶剤および／または極性有機溶剤であって、５０％留出点が１５０℃以上の溶剤であることを特徴とする請求項１または２記載の非水系顔料インク。
  4. 　少なくとも、非水系溶剤と該溶剤に自己分散可能な顔料とを含み、インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の２０質量％以下の非水系インクジェットインクであって、該インクの比熱が３．０Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であることを特徴とする非水系インクジェットインク。
  5. 　前記自己分散可能な顔料が、Ｒ1－ＸまたはＲ2－Ｙ－Ｒ3で表される化合物（一般式中、Ｘは－ＳＨ、－ＮＣＯ、－ＮＨ2、－ＮＨＲ（Ｒはアルキル基）のいずれかであり、Ｙは－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－Ｏ－のいずれかであり、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は炭素数８～２２のアルキル基であって、該アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよく、Ｒ2およびＲ3は同じものであっても、異なっているものでもよい。）により処理されてなることを特徴とする請求項４記載のインクジェットインク。
  6. 　前記インクの比熱が２．５Ｊ／（ｇ・Ｋ）以下であることを特徴とする請求項４または５記載の非水系インクジェットインク。
  7. 　前記非水系溶剤が高級脂肪酸エステルおよび／または炭化水素溶剤であって、該溶剤が全溶剤量の５０質量％以上であることを特徴とする請求項４、５または６記載の非水系インクジェットインク。
  8. 　前記非水系溶剤が炭化水素溶剤であって、該溶剤が全溶剤量の５０質量％以上であることを特徴とする請求項７記載の非水系インクジェットインク。
  9. 　前記顔料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項４～８いずれか１項記載の非水系インクジェットインク。
     
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