JP2005298809A - 水性インク、反応液と水性インクのセット及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも多価金属を含む反応液と、少なくともアニオン性高分子分散剤によって顔料が分散された顔料分散体を含む水性インクを用いて画像を形成するシステムで用いられる水性インクにおいて、特定の条件を満たすことを特徴とする水性インク。
【選択図】 なし
Description
反応液の800倍希釈水溶液50gと、前記水性インクの5倍希釈水溶液0.3gとを混合し、15分後に0.2μmのフィルターでろ過した後の可視領域の最大吸収波長(顔料としてカーボンブラックを用いる場合は、波長550nm)での吸光度を(A)、前記水性インクの5倍希釈水溶液0.3gと50gの純水との混合液の可視領域の最大吸収波長での吸光度を(B)とした際に、(A)と(B)が以下の関係を満たす。
0.3<(A)/(B)<0.85
又、本発明の水性インクの別の実施態様は、上記構成において、水性インク中に含まれるアニオン性高分子分散剤が、水性インクと多価金属との反応を制御する成分を有することを特徴とする。又特に、前記多価金属との反応を制御する成分がノニオン性置換基であることを特徴とする。より具体的には、前記アニオン性高分子分散剤が、前記ノニオン性置換基として、少なくとも式(1)の単量体を構成ユニットに含む高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物の全質量に対して5質量%〜50質量%であることを特徴とする。
式(1):CH2=C(R1)COOR2
(式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を、R2は−(CH2CH2O)n−R3(nは1〜30の整数)、R3は水素原子又はメチル基を表す。)
又、本発明の水性インクの別の実施態様は、上記構成において、アニオン性高分子分散剤が、式(2)の単量体及び式(3)の単量体から選択された少なくとも1種を構成ユニットとする高分子化合物であることを特徴とする。
式(2):CH2=C(R4)−R5
(式(2)中、R4は水素原子又はメチル基を、R5はフェニル基又はナフチル基を表す。)
式(3):CH2=C(R6)COOR7
(式(3)中、R6は水素原子又はメチル基を、R7は炭素数6以上18以下の直鎖、分岐、若しくは脂環式のアルキル基又はアルケニル基、あるいはベンジル基を表す。)
更に、上記構成において、前記アニオン性高分子分散剤が、式(2)の単量体及び式(3)の単量体から選択された少なくとも1種を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物の全質量に対して20質量%〜80質量%であることが好ましい。又、顔料分散体が、顔料100質量部に対して、アニオン性高分子分散剤20質量部から200質量部の範囲で分散されたものであることが好ましい。
式(4):CH2=C(R8)−R9
(式(4)中、R8は水素原子又はメチル基を、R9はフェニル基又はナフチル基を表す。)
式(5):CH2=C(R10)COOR11
(式(5)中、R10は水素原子又はメチル基を、R11は炭素数4以上18以下の直鎖、分岐、若しくは脂環式のアルキル基又はアルケニル基、あるいはベンジル基を表す。)
更に、前記高分子化合物(I)が、スチレンを構成単位とする高分子化合物であることが好ましい。
式(6):CH2=C(R12)COOR13
(式(6)中、R12は水素原子又はメチル基を、R13は炭素数4未満の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。)
更に、本発明の水性インクの別の実施態様は、高分子化合物(II)がノニオン性置換基を有する単量体を構成ユニットとする高分子化合物、より具体的には式(7)に示す単量体を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物(II)の全質量に対して20質量%〜80質量%であることを特徴とする。
式(7):CH2=C(R14)COOR15
(式(7)中、R14は水素原子又はメチル基を、R15は−(CH2CH2O)n−R16(nは1〜30の整数)、R16は水素原子又はメチル基を表す。)
又、高分子化合物(I)と高分子化合物(II)の合計質量が、顔料100質量部に対して、20質量部〜200質量部であり、高分子化合物(II)に対する高分子化合物(I)の割合が、高分子化合物(I)100質量部に対して、10質量部〜300質量部であることが好ましい。
本発明の反応液と水性インクとの反応性は、以下の条件を満たすよう制御されていることが必須である。
反応液の800倍希釈水溶液50gと、前記水性インクの5倍希釈水溶液0.3gとを混合し、15分後に0.2μmのフィルターでろ過した後の可視領域の最大吸収波長(顔料としてカーボンブラックを用いる場合は、波長550nm)での吸光度を(A)、前記水性インクの5倍希釈水溶液0.3gと50gの純水との混合液の可視領域の最大吸収波長での吸光度を(B)とした際に、(A)と(B)が以下の関係を満たす。
0.3<(A)/(B)<0.85
(A)/(B)が0.3より小さい場合、顔料の凝集物が記録媒体表面に局在化するため、耐擦過性が低下し、両面記録時における画像汚れ等の弊害が生じる場合がある。又、(A)/(B)が0.85より大きい場合は、反応液と水性インクの反応性が弱すぎるために、本来の2液システムの目的である画像濃度が高く、且つカラーブリードが生じない、高品位のカラー画像を得ることが出来ないという弊害が生じる場合がある。
(アニオン性高分子分散剤)
(A)1種類の高分子分散剤を用いる場合
高分子分散剤は、一般的に使用可能であり、分散剤の機能設計を簡便に行える観点から、アクリル樹脂やスチレン/アクリル樹脂などのラジカル重合性不飽和結合を有する単量体成分の重合体あるいは共重合体が好ましい。本発明においては特に、色材の記録媒体への浸透性を制御するために、多価金属と反応するアニオン性を得るためのアニオン成分のほかに、反応液とインクの反応性をある範囲内に制御する成分を含むことがより好ましい。反応液とインクの反応性をある範囲内に制御する成分は、水酸基や、ポリエチレンエーテルなどのエーテル基など、親水性の高いノニオン性置換基が挙げられる。例えば、反応液とインクの反応性をある範囲内に制御する成分として、式(1)に示したようなポリエチレングリコールを置換基とする(メタ)アクリル酸エステルを用いることで、単量体成分の共重合比の調整や、ポリエチレンエーテルのエーテル鎖長(繰り返し単位)の調整により、多価金属との反応性を任意に制御できるため好ましい。
水性インクに含まれる2種類のアニオン性高分子化合物は、多価金属と強く凝集反応を生じるアニオン性高分子化合物と、その凝集反応を制御するアニオン性高分子化合物を組み合わせることで、水性インクに含まれる色材の記録媒体への浸透性を制御できる。
本発明の水性インクに用いることのできる顔料は、例えば、カーボンブラックや有機顔料等が挙げられる。各種顔料の1種、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。
カーボンブラックの具体例は、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等のカーボンブラック顔料で、例えば、レイヴァン(Raven)7000、レイヴァン5750、レイヴァン5250、レイヴァン5000、レイヴァン3500、レイヴァン2000、レイヴァン1500、レイヴァン1250、レイヴァン1200、レイヴァン1190ULTRA−II、レイヴァン1170、レイヴァン1255(以上コロンビア社製)、ブラックパールズ(Black Pearls)L、リーガル(Regal)400R、リーガル330R、リーガル660R、モウグル(Mogul)L、モナク(Monarch)700、モナク800、モナク880、モナク900、モナク1000、モナク1100、モナク1300、モナク1400、ヴァルカン(Valcan)XC−72R(以上キャボット社製)、カラーブラック(Color Black)FW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160、カラーブラックS170、プリンテックス(Printex)35、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V、スペシャルブラック(Special Black)6、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック4(以上デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上三菱化学社製)等を使用することができる。勿論、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックを使用することが可能である。又、マグネタイトやフェライト等の磁性体微粒子やチタンブラック等を黒色顔料として用いてもよい。
有機顔料の具体例は、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド2B等の溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレット等のペリレン系顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系顔料、ベンズイミダゾロンエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系顔料、チオインジゴ系顔料、縮合アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、キノフタロンエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等のその他の顔料が例示できる。
C.I.ピグメントイエロー:12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、109、110、117、120、125、128、137、138、147、148、151、153、154、166、168
C.I.ピグメントオレンジ:16、36、43、51、55、59、61
C.I.ピグメントレッド:9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240
C.I.ピグメントバイオレット:19、23、29、30、37、40、50
C.I.ピグメントブルー:15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64
C.I.ピグメントグリーン:7、36
C.I.ピグメントブラウン:23、25、26
本発明においては、インク中の顔料添加量は、インク全質量に対して、質量基準で、0.1〜15%、特には1〜10%の範囲とすることが好ましい。この範囲とすることで、インクに含有された顔料分散体は、安定な分散状態を維持することができる。更に、インクの色調の調製等を目的として、顔料分散体に加えて染料を色材として添加してもよい。
上記の顔料を溶解或いは分散させる水性媒体は、インク用として利用できるものであれば、特に限定されるものでない。インクジェット法(例えば、バブルジェット(登録商標)法等)で記録媒体に付着せしめる場合には、インクジェット吐出特性を有するようにインク所望の粘度、表面張力を有するように調整することが好ましい。
本発明の水性インクには、上記の成分の他に、更に必要に応じて保湿剤を添加することは勿論、所望の物性値を持つインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤等をこれらを添加することによる効果が得られ、かつ本発明の目的効果を損なわない範囲で添加してもよい。
(多価金属イオン及びその塩)
反応液に用いることができる多価金属イオンの具体例は、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+及びBa2+等の二価の金属イオンや、Al3+、Fe3+、Cr3+、及びY3+等の三価の金属イオン等が挙げられる。又、その塩とは、上記に挙げたような多価金属イオンとこれら多価金属イオンに結合する陰イオンとから構成される金属塩のことであるが、水に可溶なものであることを要する。塩を形成するための陰イオンは、SO4 2-、Cl-、CO3 2-、NO3 -、I-、Br-、ClO3 -及びCH3COO-、HCOO-等が挙げられる。勿論、本発明は、上記の化合物に限定されるものではない。
反応液に用いられる水性媒体は、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶剤は、反応液の乾燥防止効果を有するものが特に好ましい。具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオ−ル、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記の水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。又、水は脱イオン水(イオン交換水)を使用することが好ましい。
本発明の反応液は、更に、上記の成分の他に、必要に応じて、所望の物性値を持つ反応液とするために、高分子化合物、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤等をこれらを添加することによる効果が得られ、かつ本発明の目的効果を損なわない範囲で適宜に添加することができる。
本発明の反応液中には、更に高分子化合物を含有させることができ、かかる構成によって得られる記録物の耐擦過性を向上させることができる。本発明の反応液に使用する高分子化合物は、水性インク中の色材等の成分と、反応液中の多価金属イオン等との反応に直接関与しない、ノニオン性の水溶性高分子化合物であることが好ましい。具体的には、例えば、ポリアクリルアマイド、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性セルロース、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール等の樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、画像を形成する場合に、水性インク及び反応液が、それぞれの基本性能を維持できる範囲で、これらのノニオン性高分子化合物に、アニオンユニット若しくはカチオンユニットを加えた高分子化合物を用いても構わない。更に、上述した高分子化合物は、水溶性であれば申し分ないが、ラテックスやエマルジョンのような分散体であっても構わない。高分子化合物の添加量は反応液全質量に対して、0.01質量%〜20質量%の範囲が好ましい。
本発明においては、反応液のpHの方がインクのpHよりも低い方が、インクと反応液との反応がより効果的に起こりやすく、印字物のベタ均一性や裏抜け性等の観点からより好ましい。
上記で説明した水性インクと反応液とを組み合わせた本発明の反応液と水性インクのセットを構成する場合のインクの色は特に限定されず、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー及びブラックから選ばれる1つの色調を示す水性インクとすればよい。具体的には、所望の色調の水性インクとなるように適宜前記した色材の中から選択して用いることができる。又、反応液と組み合わせるインクは、1種類に限定されるものでなく、異なる色のインクを2つ以上組み合わせて多色画像の形成に適した反応液と水性インクのセットとした態様がより好ましい。尚、この場合は、2つ以上の水性インクのうち、少なくとも1つの水性インクが反応液と反応すればよい。
本発明の画像形成方法は、(i)上記で説明した反応液と水性インクのセットを構成する水性インクをインクジェット記録方法で記録媒体に付与する工程と、(ii)前記反応液と水性インクのセットを構成する反応液を記録媒体に付与する工程とを有し、工程(i)及び(ii)を、記録媒体上で、前記水性インクと反応液とが接するように行うことを特徴とする。かかる方法によって、記録媒体上で水性インクと反応液とが接触すると、高画像濃度及び高発色で、しかも、画像の輪郭部の不明瞭性が改善されて、カラーブリードを生じることがなく、更に、裏抜け性に優れた高品位の画像を形成することが可能となる。ここで、裏抜け性とは、インクの過度な浸透により引き起こされる印字裏面への色材の染み出しのことである。従って、反応液と水性インクとを記録媒体に付与する場合に、少なくとも水性インクが付与される記録媒体の領域に、反応液が付与されるようにすることが好ましく、水性インクが付与される記録媒体の領域よりも広い領域に反応液が付与されていることがより好ましい。
V=Vr+Ka(t−tw)1/2 式(a)
ここで、反応液が記録媒体表面に付着した直後には、反応液は記録媒体表面の凹凸部分(記録媒体の表面の粗さの部分)において吸収されるのが殆どで、記録媒体内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がコンタクトタイム(tw)であり、コンタクトタイムに記録媒体の凹凸部に吸収された反応液量がVrである。そして、反応液が記録媒体に付着した後、コンタクトタイムを超えると、前記コンタクトタイムを超えた時間、即ち、(t−tw)の1/2乗べきに比例した分だけ記録媒体への浸透量が増加する。Kaは、この増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。そして、Ka値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置(例えば、商品名:動的浸透性試験装置S;東洋精機製作所製)等を用いて測定可能である。
本発明にかかる反応液と水性インクのセットは、インクジェット記録用として用いることが特に好適である。インクジェット記録方法は、インクに力学的エネルギーを作用させて液滴を吐出する記録方法、及びインクに熱エネルギーを加えてインクの発泡により液滴を吐出する記録方法があり、それらの記録方法に本発明のインクや反応液を用いることもできる。その際には、上記した本発明にかかる構成の反応液及びインクは、インクジェットヘッドから吐出可能である特性のものとすることが好ましい。インクジェットヘッドからの吐出性という観点からは、これらの液体の特性を、例えば、その粘度を1〜15mPa・s、表面張力を25mN/m(dyne/cm)以上、特には、粘度を1〜5mPa・s、表面張力を25〜50mN/m(dyne/cm)とすることが好ましい。
次に、前記水性インク又は/及び前記反応液を用いて画像を形成するための記録装置の一例を示す。
本発明に好適に使用できる、吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の記録ヘッドの実施態様として、例えば特許第2783647号公報に記載のように、いわゆるエッジシュータータイプや近年実施有効なサイドシュータタイプが挙げられる。
反応液1は、以下の成分を混合し、十分攪拌して溶解した後、ポアサイズ1μmのミクロフィルター(製品名:FR100、富士フィルム製)にて加圧濾過し(加圧条件:0.4MPa)、反応液を調製した。
トリメチロールプロパン/10部
グリセリン/5部
ジエチレングリコール/5部
アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物/1部
(商品名:アセチレノールEH;川研ファインケミカル製)
イオン交換水/61部
[ブラックインクの調製]
(顔料分散体の調製)
先ず、下記に示す顔料分散体1〜10を調製した。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−1(スチレン/M230G(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート:新中村化学社製)/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=60/10/30)、酸価180、重量平均分子量9,000、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))40部、純水50部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約14.0%、重量平均粒径が110nmの顔料分散体1を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−2(スチレン/M230G(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート:新中村化学社製)/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=64/12/25)、酸価154、重量平均分子量7,500、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))40部、純水50部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約14.0%、重量平均粒径が110nmの顔料分散体2を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−3(スチレン/M230G(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート:新中村化学社製)/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=60/15/25)、酸価160、重量平均分子量11,000、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))40部、純水50部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約14.0%、重量平均粒径が102nmの顔料分散体3を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−4(スチレン/M230G(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート:新中村化学社製)/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=57/18/25)、酸価155、重量平均分子量6,900、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))40部、純水50部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約14.0%、重量平均粒径が106nmの顔料分散体4を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−5(スチレン/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=70/30)、酸価200、重量平均分子量9,000、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)20部、純水70部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを150部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約12%、重量平均粒径が110nmの顔料分散体を得た。この分散体にアニオン系高分子化合物P−3(スチレン/M230G(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート:新中村化学社製)/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=60/15/25)、酸価160、重量平均分子量11000、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))20部相当量を加え、顔料分散液5を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−5(スチレン/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=70/30)、酸価200、重量平均分子量9,000、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)20部、純水70部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを150部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約12%、重量平均粒径が110nmの顔料分散体を得た。この分散体にアニオン系高分子化合物P−6(アクリル酸エチル/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=87/13)、酸価100、重量平均分子量11000、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))30部を加え、顔料分散液6を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−7(スチレン/アクリル酸ブチル/アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=40/35/25)、酸価150、重量平均分子量8,000、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)20部、純水70部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを150部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約12%、重量平均粒径が115nmの顔料分散体7を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−5(スチレン−アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=70/30)、酸価200、重量平均分子量10,000、固形分10%の水溶液(中和剤:水酸化カリウム))25部、純水65部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約12.5%、重量平均粒径が105nmの顔料分散体8を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−5(スチレン−アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=70/30)、酸価200、重量平均分子量10,000、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)40部、純水50部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約14.0%、重量平均粒径が101nmの顔料分散体9を得た。
顔料としてモナク880(キャボット製)10部、アニオン系高分子化合物P−8(アクリル酸ブチル−アクリル酸共重合体(共重合比(質量比)=70/30)、酸価200、重量平均分子量9,800、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)40部、純水50部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを250部充填し、水冷しつつ、10時間分散処理を行った。更に、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約12.5%、重量平均粒径が100nmの顔料分散体10を得た。
得られた顔料分散体1〜10を用いて、インク1〜10を調製した。以下の成分を混合し、十分に攪拌して溶解、分散した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(製品名:FM300、富士フィルム製)にて加圧濾過し(加圧条件:0.4MPa)、インク1〜10を調製した。尚、インク1〜10の調製には、それぞれ顔料分散体1〜10を用いた。
グリセリン/9部
ジエチレングリコール/6部
アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物/1部
(商品名:アセチレノールEH;川研ファインケミカル製)
イオン交換水/44部
[反応液とインクのセットの評価]
下記表1に従ってインク及び反応液を組み合わせて、実施例1〜7及び比較例1〜3の反応液とインクのセットとして、画像形成を行った。記録媒体は、市販のコピー用紙、ボンド紙、再生紙を使用した。まず、反応液を図3に示す構成の塗布ローラーを用い、ローラーコーティング法により記録媒体に付与した。尚、反応液の記録媒体への塗布量は2.4g/cm2になるように、ローラーの速度及びローラーのプリント媒体への接触圧を調整した。そして、反応液が記録媒体に定着した直後に、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置BJS700(キヤノン製)を用いてインク1〜10を記録媒体に付与し、以下の評価を行った。
実施例1〜7及び比較例1〜3の反応液とインクのセットを構成する反応液及びインクを下記の条件で混合して吸光度を測定し、反応性の評価を行った。結果を表1に示す。
MSゴシック体で14ポイントの文字、及び2cm四方のベタ印字を行った後、1分後に印字部を指で擦り、下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
B:文字部、又はベタ部が削れ、指が汚れる
(3)裏抜け性の評価
2cm四方のベタ印字を行い、印字面の裏側から、インクの裏抜けの度合いを目視で観察し、下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
B:インクの裏抜けが確認される
2:キャリッジ
3:排紙ローラー
4:拍車
5:排紙トレイ
6:塗布ローラー
7:主搬送ローラー
8:ピンチローラー
9:ガイド軸
10:給紙ローラー
11:プラテン
12:中間ローラー
13:供給ローラー
14:フロート
15:液体組成物
16:給紙カセット
17:給紙トレイ
18:スプリング
19:記録媒体(記録紙)
20:注入口
21:残量表示窓
22:補充タンク
23:注入機具
Claims (18)
- 少なくとも多価金属を含む反応液と、少なくともアニオン性高分子分散剤によって顔料が分散された顔料分散体を含む水性インクを用いて画像を形成するシステムで用いられる水性インクにおいて、以下の条件を満たすことを特徴とする水性インク。
(条件)
反応液の800倍希釈水溶液50gと、前記水性インクの5倍希釈水溶液0.3gとを混合し、15分後に0.2μmのフィルターでろ過した後の可視領域の最大吸収波長(顔料としてカーボンブラックを用いる場合は、波長550nm)での吸光度を(A)、前記水性インクの5倍希釈水溶液0.3gと純水50gとの混合液の可視領域の最大吸収波長での吸光度を(B)とした際に、(A)と(B)が以下の関係を満たす。
0.3<(A)/(B)<0.85 - 前記アニオン性高分子分散剤が、水性インクと多価金属との反応を制御する成分を有する請求項1に記載の水性インク。
- 前記多価金属との反応を制御する成分が、ノニオン性置換基である請求項2に記載の水性インク。
- 前記アニオン性高分子分散剤が、少なくとも式(1)の単量体を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物の全質量に対して5質量%〜50質量%である請求項1〜3の何れか1項に記載の水性インク。
式(1):CH2=C(R1)COOR2
(式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を、R2は−(CH2CH2O)n−R3(nは1〜30の整数)、R3は水素原子又はメチル基を表す。) - 前記アニオン性高分子分散剤が、式(2)の単量体及び式(3)の単量体から選択された少なくとも1種を構成ユニットとする高分子化合物である請求項1〜4の何れか1項に記載の水性インク。
式(2):CH2=C(R4)−R5
(式(2)中、R4は水素原子又はメチル基を、R5はフェニル基又はナフチル基を表す。)
式(3):CH2=C(R6)COOR7
(式(3)中、R6は水素原子又はメチル基を、R7は炭素数6以上18以下の直鎖、分岐、若しくは脂環式のアルキル基又はアルケニル基、あるいはベンジル基を表す。) - 前記アニオン性高分子分散剤が、式(2)の単量体及び式(3)の単量体から選択された少なくとも1種を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物の全質量に対して20質量%〜80質量%である請求項1〜5の何れか1項に記載の水性インク。
- 前記顔料分散体が、顔料100質量部に対して、アニオン性高分子分散剤20質量部〜200質量部で分散されたものである請求項1〜6の何れか1項に記載の水性インク。
- 前記アニオン性高分子分散剤が、少なくとも2種類のアニオン性高分子化合物(以下、高分子化合物(I)及び高分子化合物(II)とする)である請求項1に記載の水性インク。
- 前記高分子化合物(I)が、式(4)の単量体及び式(5)の単量体から選択された少なくとも1種を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物(I)の全質量に対して50質量%〜80質量%である請求項8に記載の水性インク。
式(4):CH2=C(R8)−R9
(式(4)中、R8は水素原子又はメチル基を、R9はフェニル基又はナフチル基を表す。)
式(5):CH2=C(R10)COOR11
(式(5)中、R10は水素原子又はメチル基を、R11は炭素数4以上18以下の直鎖、分岐、若しくは脂環式のアルキル基又はアルケニル基、あるいはベンジル基を表す。) - 前記高分子化合物(I)が、スチレンを構成単位とする高分子化合物である請求項8に記載の水性インク。
- 前記高分子化合物(II)が、少なくとも式(6)の単量体を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物(II)の全質量に対して20質量%〜80質量%である請求項8〜10の何れか1項に記載の水性インク。
式(6):CH2=C(R12)COOR13
(式(6)中、R12は水素原子又はメチル基を、R13は炭素数4未満の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。) - 前記高分子化合物(II)が、ノニオン性置換基を有する単量体を構成ユニットとする高分子化合物である請求項8〜10何れか1項に記載の水性インク。
- 前記高分子化合物(II)が、式(7)の単量体を構成ユニットとする高分子化合物であって、前記構成ユニットの割合が高分子化合物(II)の全質量に対して5質量%〜50質量%である請求項12に記載の水性インク。
式(7):CH2=C(R14)COOR15
(式(7)中、R14は水素原子又はメチル基を、R15は−(CH2CH2O)n−R16(nは1〜30の整数)、R16は水素原子又はメチル基を表す。) - 前記高分子化合物(I)及び前記高分子化合物(II)の合計質量が、顔料100質量部に対して、20質量部〜200質量部である請求項8〜13の何れか1項に記載の水性インク。
- 前記高分子化合物(II)に対する前記高分子化合物(I)の割合が、高分子化合物(I)100質量部に対して、10質量部〜300質量部である請求項8〜14の何れか1項に記載の水性インク。
- 反応液と水性インクのセットであって、前記反応液が少なくとも多価金属を含み、前記水性インクが請求項1〜15の何れか1項に記載の水性インクであることを特徴とする反応液と水性インクのセット。
- 記録媒体に画像を形成する画像形成方法において、請求項16に記載の反応液と水性インクのセットを用い、且つ、前記反応液を記録媒体に塗布する際の塗布量が、0.5g/m2以上5g/m2以下であることを特徴とする画像形成方法。
- 記録媒体に画像を形成する画像形成方法において、
(i)少なくとも多価金属を含む反応液と、少なくともアニオン性高分子分散剤によって顔料が分散された顔料分散体を含む水性インクのセットを構成する水性インクをインクジェット記録方法で前記記録媒体に付与する工程;及び
(ii)少なくとも多価金属を含む反応液と、少なくともアニオン性高分子分散剤によって顔料が分散された顔料分散体を含む水性インクのセットを構成する反応液を前記記録媒体に付与する工程、
とを有し、前記工程(ii)において前記反応液の記録媒体に対する定着が終了した後に前記工程(i)を行うことを特徴とする画像形成方法。
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