JP2022156108A - インクジェット記録用水性インク、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、及びインク収容容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着性、画質及びメンテナンス性に優れ、且つ低温、短時間の乾燥で、コート紙に定着可能なインクジェット記録用水性インクを提供する。【解決手段】 本発明のインクジェット記録用水性インクは、顔料、アクリル系樹脂粒子、界面活性剤、トリメチルグリシン、及び水を含み、前記アクリル系樹脂粒子のガラス転移温度が２５℃以上５０℃未満であり、前記インクジェット記録用水性インクの静的表面張力が２７ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（Ｒ）と前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）とは、例えば、Ｒ／Ｂ＝０．６～１．５を満たしてもよい。【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録用水性インク、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、及びインク収容容器に関する。

コート紙への定着性に優れたインクジェット記録用水性インクとして、塩化ビニル－アクリル系共重合体を含む水性インクが提案されている（特許文献１）。

特開２０１４－１９８１１号公報

しかしながら、塩化ビニル－アクリル系共重合体を含む水性インクをコート紙に定着させるためには、高温、長時間の加熱乾燥を必要とする。このため、低温、短時間の乾燥における定着性の向上が求められている。また、インクジェット記録用水性インクを用いたインクジェット記録には、更なる画質及びメンテナンス性の向上が求められている。

そこで、本発明は、定着性、画質及びメンテナンス性に優れ、且つ低温、短時間の乾燥で、コート紙に定着可能なインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、
顔料、アクリル系樹脂粒子、界面活性剤、トリメチルグリシン、及び水を含み、
前記アクリル系樹脂粒子のガラス転移温度が２５℃以上５０℃未満であり、
前記インクジェット記録用水性インクの静的表面張力が２７ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録用水性インクは、ガラス転移温度が所定範囲内のアクリル系樹脂粒子に加え、界面活性剤及びトリメチルグリシンを含み、所定範囲内の静的表面張力とすることで、定着性、画質及びメンテナンス性に優れ、且つ低温、短時間の乾燥で、コート紙に定着可能である。

図１は、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す概略斜視図である。

本発明において、「コート紙」とは、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙等のパルプを主要な構成要素とした普通紙に、平滑性、白色度、光沢度等の向上を目的として、コート剤を塗布したものを言い、具体的には、上級コート紙、中級コート紙等があげられる。本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）及びインクジェット記録方法は、コート紙へのインクジェット記録に好適に利用可能であるが、これに限定されるものではなく、例えば、普通紙、光沢紙、マット紙等のコート紙以外の記録媒体へのインクジェット記録にも利用可能である。

本発明の水性インクについて説明する。本発明の水性インクは、顔料と、アクリル系樹脂粒子と、界面活性剤と、トリメチルグリシンと、水と、を含む。

前記顔料は、例えば、顔料分散用樹脂（樹脂分散剤）によって、水に分散可能なものである。特に限定されず、例えば、カーボンブラック、無機顔料及び有機顔料等があげられる。前記カーボンブラックとしては、例えば、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があげられる。前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄系無機顔料及びカーボンブラック系無機顔料等をあげることができる。前記有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料；フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料；塩基性染料型レーキ顔料、酸性染料型レーキ顔料等の染料レーキ顔料；ニトロ顔料；ニトロソ顔料；アニリンブラック昼光蛍光顔料；等があげられる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。これらの顔料の具体例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６及び７；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、５５、７４、７８、１５０、１５１、１５４、１８０、１８５及び１９４；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１及び４３；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、１２、１５、１６、４８、４８：１、５３：１、５７、５７：１、１１２、１２２、１２３、１３９、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７５、１７６、１７７、１７８、１８４、１８５、１９０、２０２、２０９、２２１、２２２、２２４及び２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９及び１９６；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、２２及び６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７及び３６；並びにこれらの顔料の固溶体等があげられる。

前記顔料分散用樹脂を用いた前記顔料の分散方法としては、例えば、分散装置を使用して顔料を分散させることがあげられる。前記顔料の分散に使用する分散装置は、一般的な分散機であれば特に限定はされないが、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル（例えば、高速型）等があげられる。

前記顔料は、自己分散型顔料であってもよい。前記自己分散型顔料は、例えば、顔料粒子にカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等の親水性官能基及びそれらの塩の少なくとも一種が、直接又は他の基を介して化学結合により導入されていることによって、分散剤を使用しなくても水に分散可能なものである。前記自己分散型顔料は、例えば、特開平８－３４９８号公報、特表２０００－５１３３９６号公報、特表２００８－５２４４００号公報、特表２００９－５１５００７号公報、特表２０１１－５１５５３５号公報等に記載の方法によって顔料が処理されたものを用いることができる。前記自己分散型顔料の原料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。また、前記処理を行うのに適した顔料としては、例えば、三菱化学（株）製の「ＭＡ８」及び「ＭＡ１００」等のカーボンブラックがあげられる。前記自己分散型顔料は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２００」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２５０Ｃ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２６０Ｍ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２７０Ｙ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）３００」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４００」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４５０Ｃ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４６５Ｍ」及び「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４７０Ｙ」；オリエント化学工業（株）製の「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ－２」及び「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ－３」；東洋インキ製造（株）製の「ＬＩＯＪＥＴ（登録商標）ＷＤ ＢＬＡＣＫ ００２Ｃ」；等があげられる。

前記水性インク全量に対する前記顔料の固形分配合量（顔料固形分量）は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、１重量％～１０重量％、２重量％～８重量％、３重量％～７重量％である。前記顔料固形分量は、顔料のみの重量であり、樹脂分散剤等の重量は含まない（すなわち、有効成分量換算）。

前記顔料は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記水性インク全量に対する前記水の配合量（水割合）は、所望のインク特性等に応じて適宜決定される。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。前記水の配合量は、例えば、６０重量％～９０重量％、６５重量％～８５重量％、７０重量％～８０重量％である。

前述の通り、本発明の水性インクは、さらに、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２５℃以上５０℃未満であるアクリル系樹脂粒子と、界面活性剤と、トリメチルグリシンと、を含む。

前記アクリル系樹脂粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、２５℃以上５０℃未満、３０℃以上５０℃未満である。アクリル系樹脂粒子は、例えば、樹脂エマルションに含まれるものであってもよい。前記樹脂エマルションは、例えば、アクリル系樹脂粒子と、分散媒（例えば、水等）とで構成されるものであり、アクリル系樹脂粒子は、前記分散媒に対して溶解状態ではなく、特定の粒子径を持って分散している。前記アクリル系樹脂粒子は、例えば、市販品を用いてもよい。前記アクリル系樹脂粒子は、例えば、ポリアクリル酸又はポリアクリル酸エステルを主成分とする樹脂粒子であって、使用できる単量体としては、（メタ）アクリル酸やメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、シクロプロピル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘプチル（メタ）アクリレート、シクロオクチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、トリル（メタ）アクリレート、チシリル（メタ）アクリレート、フェネチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。

前記アクリル系樹脂粒子の市販品としては、例えば、ジャパンコーティングレジン（株）製の「モビニール（登録商標）６８９９Ｄ」（Ｔｇ：４９℃、有効成分濃度：４６重量％）、「モビニール（登録商標）ＤＭ７７４」（Ｔｇ：３０℃、有効成分濃度：４６重量％）；サイデン化学（株）製の「サイビノール（登録商標）ＥＫ－１９２０」（Ｔｇ：４０℃、有効成分濃度：３５重量％）；等があげられる。

前記水性インク全量に対する前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（有効成分量換算ともいえる）は、特に限定されず、適宜決定できる。前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量は、例えば、１重量％～１０重量％、２重量％～８重量％、３重量％～７重量％である。なお、前記「有効成分量換算」とは、例えば、前記アクリル系樹脂粒子を含む樹脂エマルションを用いる場合は、水等の分散溶媒を除いた前記アクリル系樹脂粒子自身の量である。

前記アクリル系樹脂粒子のＴｇが２５℃未満であると、乾燥後の水性インクが室温（２０度等）環境に晒されることで前記アクリル系樹脂粒子の弾性率が低下する。これにより、塗膜の強度が不足し十分な定着性を発揮できない。

前記アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は、例えば、５ｎｍ～５００ｎｍ、２０ｎｍ～３００ｎｍ、３０ｎｍ～２００ｎｍである。前記アクリル系樹脂粒子の平均粒子径は、例えば、動的光散乱式粒径分布測定装置「ＬＢ－５５０」を用いて、算術平均径として測定可能である。

前記アクリル系樹脂粒子は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

前記界面活性剤は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、市販品を用いてもよい。具体的に、前記界面活性剤は、例えば、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等があげられる。前記シリコン系界面活性剤は、例えば、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤等があげられる。前記界面活性剤のＨＬＢ（Hydrophilic-Lipophilic Balance）値は、例えば、５～１５、７～１４、１２～１３等である。前記ＨＬＢ値は、例えば、転相滴定法等によって求めることができる。前記界面活性剤の市販品としては、例えば、日信化学工業株式会社製の「シルフェイス（登録商標）ＳＡＧ００２」（ＨＬＢ値：１２）、「シルフェイス（登録商標）ＳＡＧ００５」（ＨＬＢ値：７、シリコン系界面活性剤）、「シルフェイス（登録商標）ＳＡＧ５０３Ａ」（ＨＬＢ値：１１、シリコン系界面活性剤）、「シルフェイス（登録商標）ＳＡＧ００８」（ＨＬＢ値：７、シリコン系界面活性剤）；ＡＧＣセイミケミカル株式会社製の「サーフロン（登録商標）Ｓ－２４１」（フッ素系界面活性剤）、「サーフロン（登録商標）Ｓ－２４２」（フッ素系界面活性剤）、「サーフロン（登録商標）Ｓ－２４３」（フッ素系界面活性剤）；等があげられる。

前記水性インク全量に対する前記界面活性剤の配合量は、目的に応じて適宜選択することができる。前記界面活性剤の配合量は、例えば、０．１重量％～５重量％、１．５重量％～３．５重量％、２重量％～３重量％である。

前記界面活性剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

前記トリメチルグリシンは、グリシンのアミノ基がトリメチル化された構造をもち、分子内塩を形成している両イオン性の有機化合物である。前記トリメチルグリシンは、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルグリシン、ベタイン等ともいう。

前記水性インク全量に対する前記トリメチルグリシンの配合量は、目的に応じて適宜選択することができる。前記トリメチルグリシンの配合量は、例えば、１重量％～１０重量％、２重量％～９重量％、３重量％～８重量％である。

前記水性インク全量における前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（Ｒ）と、前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）とは、例えば、０．６≦Ｒ／Ｂ≦１．５（以下、条件Ｘともいう）を満たす。前記アクリル系樹脂粒子の配合量（Ｒ）と、前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）とは、上記条件Ｘを満たすように適宜調整すればよく、前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（Ｒ）、及び前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）は、例えば、前述と同様である。

また、前記水性インク全量における前記顔料の固形分配合量（Ｐ）と、前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（Ｒ）と、前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）とは、例えば、１．２≦（Ｐ＋Ｒ）／Ｂ≦３．２（以下、条件Ｙともいう）を満たす。前記顔料の固形分配合量（Ｐ）と、前記アクリル系樹脂粒子の配合量（Ｒ）と、前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）とは、上記条件Ｙを満たすように適宜調整すればよく、前記顔料の固形分配合量（Ｐ）と、前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（Ｒ）と、前記トリメチルグリシンの配合量（Ｂ）とは、例えば、前述と同様である。

さらに、前記顔料及び前記アクリル系樹脂粒子を含む、単体が常温で固体である物質の配合量（Ｓ）と、前記水を除く常温（２５℃）で液体である物質の配合量（Ｌ）と、前記水の配合量（Ｗ）とは、例えば、Ｌ＜Ｓ＜Ｗ（以下、条件Ｚともいう）を満たす。前記固体である物質としては、例えば、トリメチルグリシン、分散樹脂、その他の常温で単体が固体の物質等が含まれていてもよい。前記液体である物質としては、例えば、前記界面活性剤、浸透剤、湿潤剤、その他の有機溶剤等がある。前記固体である物質の配合量（Ｓ）と、前記液体である物質の配合量（Ｌ）と、前記水の配合量（Ｗ）とは、上記条件Ｚを満たすように適宜調整すればよく、特に制限されない。前記固体である物質の配合量（Ｓ）が、例えば、５重量％～２５重量％、７重量％～２２重量％、１０重量％～２０重量％であり、前記液体である物質の配合量（Ｌ）が、例えば、４重量％～１５重量％、４重量％～１２重量％、５重量％～１１重量％であり、前記水の配合量（Ｗ）が、例えば、前述と同様である。

そして、本発明の水性インクは、静的表面張力が２７ｍＮ／ｍ以下である。具体的に、前記静的表面張力は、例えば、１８ｍＮ／ｍ以上～２７ｍＮ／ｍ以下、２０ｍＮ／ｍ以上～２６．５ｍＮ／ｍ以下、２２ｍＮ／ｍ以上～２６ｍＮ／ｍ以下である。なお、前記静的表面張力の下限値は、特に制限されず、例えば、１８ｍＮ／ｍ以下であってもよい。前記静的表面張力は、例えば、協和界面化学（株）製の「ＣＢＶＰ－Ｚ」を用いて測定可能である。前記静的表面張力の測定温度は、例えば、２５℃である。前記水性インクの静的表面張力は、例えば、前記水性インクの各成分の配合量を変えることで、調整可能である。具体的には、前記水性インクの静的表面張力は、例えば、前記水性インクに含まれる前記界面活性剤の種類及び配合量等を変更することで調整することができる。

前記水性インクは、Ｔｇが２５℃以上５０℃未満であるアクリル系樹脂粒子と、界面活性剤と、トリメチルグリシンとを含むことで、定着性、画質及びメンテナンス性に優れ、且つより低温、短時間の乾燥で、コート紙にも定着可能である。定着性、画質及びメンテナンス性が向上するメカニズムは、例えば、つぎのように推定される。低温及び短時間での定着性向上を目的に、水性インクに、Ｔｇが低いポリマーを添加する場合、溶媒の揮発性を向上させるために、高揮発性溶媒を用いる必要がある。また、及び、コート紙上で白スジ状のムラ（バンディング）の抑制を目的に、界面活性剤を添加してインクジェット記録時の液滴の接触角を小さくすることは、一般的に行われている。しかしながら、高揮発性溶媒を用いると、水性インクがインクジェットヘッドのノズル面においても造膜しやすく、メンテナンス性に影響を及ぼすおそれがある。また、液滴の接触角を小さくすると、インクジェットヘッドのノズル面でも同様に、水性インクの液滴の接触角が小さくなることから、ワイピング時に水性インクが除去されにくく、メンテナンス性に影響を及ぼすおそれがある。一方で、メンテナンス性を向上させるためには、溶媒の揮発性を低下しつつ、且つ、インクジェット記録時の液滴の接触角を大きくする必要がある。このように、定着性及び画質と、メンテナンス性とは、トレードオフの関係にある。これに対し、前記水性インクに、トリメチルグリシンを添加することで、インクジェットヘッドのノズル面にて固形化したインク残渣物に前記トリメチルグリシンが残存して、ワイピング時にインク中の溶媒に再溶解するため、メンテナンス性をあげることができる。一方で、トリメチルグリシンは、水性インク中に溶解した状態でインクジェットヘッドから吐出され、コート紙上に着弾した際はコート紙内部に浸透するため、アクリル系樹脂粒子による塗膜性能及び界面活性剤によるコート紙上での濡れ広がり（濡れ性）に悪影響を与えない。また、前記静的表面張力が所定範囲内であることで、インクジェット記録時の液滴の接触角がより小さくなり、コート紙上での濡れ広がり（濡れ性）が向上する。つまり、本発明の水性インクは、アクリル系樹脂粒子によって定着性を向上させ、界面活性剤及び前記静的表面張力が所定範囲内であることにより画質を向上させ、トリメチルグリシンによりメンテナンス性を向上させることができる。ただし、このメカニズムは推定に過ぎず、本発明はこれに限定されない。なお、前記乾燥時の温度については、後述の本発明のインクジェット記録方法において説明する。

また、前記水性インクは、前記条件（Ｚ）を満たすことで、定着性、画質及びメンテナンス性により優れる。定着性、画質及びメンテナンス性がより向上するメカニズムは、例えば、つぎのように推定される。一般的に、コート紙上において、水性インクの残留溶媒が多いと、成膜しにくく、定着性が低下するという問題がある。これに対し、前記水性インクおいて、前記水の配合量を多くすることで、コート紙上の水が揮発した際に残留溶媒が極めて少なくなるため、成膜しやすく、定着性をあげることができる。一方で、一般的に、インクジェットヘッドのノズル面において、残留溶媒が多いと蒸発過程におけるノズル面における固形物の粘度が高くなるため、ワイプにより拭き取りにくいという問題がある。これに対し、前記水性インクおいて、前記水の配合量を多くすることで、蒸発過程における残留溶媒が極めて少なくなるため、塗膜の粘度が低くなる。前記塗膜の粘度が低いことで、前記塗膜が、短時間で、乾燥したトリメチルグリシン含有固形物の状態になり、ワイピング時に再溶解するため、メンテナンス性をあげることができる。ただし、このメカニズムは推定に過ぎず、本発明はこれに限定されない。

本発明の水性インクは、より低温、短時間の乾燥で、コート紙にも定着可能であるため、例えば、ユーザは、本発明の水性インクを用いた印刷を安全に行うことができる。

前記水性インクは、さらに、前記トリメチルグリシン以外の水溶性有機溶剤を含んでもよい。前記水溶性有機溶剤としては、例えば、インクジェットヘッドのノズル面における水性インクの乾燥を防止する湿潤剤及び記録媒体上での乾燥速度を調整する浸透剤があげられる。

前記湿潤剤は、特に限定されず、例えば、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低級アルコール；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；アセトン等のケトン；ジアセトンアルコール等のケトアルコール；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル；ポリアルキレングリコール等のポリエーテル；アルキレングリコール、グリセリン、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；２－ピロリドン；Ｎ－メチル－２－ピロリドン；１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン等があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。前記アルキレングリコールは、例えば、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、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの湿潤剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中で、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。

前記水性インク全量における前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％～９５重量％、５重量％～８０重量％、５重量％～５０重量％である。

前記浸透剤は、アルキレン系ジオール及びグリコールエーテル系化合物の少なくとも一つを含むことが好ましい。前記アルキレン系ジオールは、例えば、１，２－ヘキサンジオール、１，２－ヘプタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、３－メチル－１，３－ブタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，２－ブタンジオール、１，２－ペンタンジオール、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、２－メチル－２，４－ペンタンジオール及び３－メチル－１，５－ペンタンジオール等があげられる。前記グリコールエーテル系化合物は、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、ジエチレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、ジエチレングリコール－ｎ－ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、トリエチレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、プロピレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、ジプロピレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール－ｎ－プロピルエーテル及びトリプロピレングリコール－ｎ－ブチルエーテル等があげられる。前記浸透剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

前記水性インク全量に対する前記浸透剤の配合量は、例えば、０重量％～２０重量％、０重量％～１５重量％、１重量％～６重量％である。

前記水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、前記シリコン系界面活性剤以外の界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。

つぎに、本発明のインク収容容器は、インクジェット記録用水性インクを含むインク収容容器であって、前記水性インクが、本発明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。前記インク収容容器としては、例えば、インクカートリッジ、タンク、パウチ等があげられる。前記インク収容容器の本体としては、例えば、従来公知のものを使用できる。

つぎに、本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法について説明する。

本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部及びインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、さらに、前記インク吐出手段により吐出された前記インクによる記録部分を加熱乾燥させる乾燥手段を含み、前記インク収容部に、本発明のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録する記録工程と、前記記録媒体の記録部分を加熱乾燥する乾燥手段を用いて、前記記録工程において前記記録媒体に付着した前記水性インクを、前記記録媒体に定着させる定着工程と、を含み、前記記録工程において、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法において、前記記録媒体としては、例えば、コート紙等があげられる。本発明において、「コート紙」とは、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙等のパルプを構成要素とした普通紙に、平滑性、白色度、光沢度等の向上を目的として、コート剤を塗布したものをいい、具体的には、上質コート紙、中質コート紙等があげられる。本発明の水性インク及びインクジェット記録方法は、コート紙へのインクジェット記録に好適に利用可能であるが、これに限定されるものではなく、例えば、普通紙、光沢紙、マット紙、合成紙、熱転写紙、感熱紙、板紙、ダンボール、フィルム等のコート紙以外の記録媒体へのインクジェット記録にも利用可能である。

本発明のインクジェット記録方法は、例えば、本発明のインクジェット記録装置を用いて実施可能である。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。

図１の模式図に、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す。図１に示すように、このインクジェット記録装置１００は、給紙トレイ１０１、ローラ等の搬送機構（図示せず）、記録機構、プラテン１０３、乾燥手段１０４、排紙トレイ１０５、並びに、インクカートリッジ又はインクタンク等のインク収容部（図示せず）を備えている。また、本発明のインクジェット記録装置は、例えば、メンテナンスユニット（図示せず）を備えていてもよい。給紙トレイ１０１は、積層された複数の記録媒体（例えば、コート紙）Ｐを支持可能である。

インクジェット記録装置１００内部には、ガイド部材により搬送経路（図示せず）が形成されている。記録用紙Ｐは、図１に破線の矢印で示すように、前記搬送機構及び前記搬送経路により、給紙トレイ１０１から排紙トレイ１０５に向けて搬送される。

前記記録機構は、キャリッジ１０２Ａと、インクジェットヘッド（インク吐出手段）１０２Ｂと、を備えている。キャリッジ１０２Ａは、記録用紙Ｐの搬送方向と垂直に延設された２本のガイドレール（図示せず）に支持されている。前記２本のガイドレールは、インクジェット記録装置１００の筐体（図示せず）に支持されている。キャリッジ１０２Ａは、前記２本のガイドレールに設けられた公知のベルト機構（図示せず）に連結されている。このベルト機構は、キャリッジモータ（図示せず）によって駆動される。前記ベルト機構に連結されたキャリッジ１０２Ａは、前記キャリッジモータの駆動によって、記録用紙Ｐの搬送方向と垂直方向に往復移動する。

また、キャリッジ１０２Ａからは、前記インク収容部及びインクジェットヘッド１０２Ｂを接続する４本のインクチューブ（図示せず）と、制御基板（図示せず）及びインクジェットヘッド１０２Ｂを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル（図示せず）とが延出されている。前記４本のインクチューブは、前記インク収容部に収容されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の水性インクをインクジェットヘッド１０２Ｂに供給する。前記４色の水性インクのうちの少なくとも１つが、本発明のインクジェット記録用水性インクである。前記フレキシブルフラットケーブルは、前記制御基板から出力される制御信号をインクジェットヘッド１０２Ｂに伝達する。

インクジェットヘッド１０２Ｂは、図１に示すように、キャリッジ１０２Ａに搭載されている。インクジェットヘッド１０２Ｂの下面には、複数のノズル１０２Ｃが形成されている。複数のノズル１０２Ｃの先端は、キャリッジ１０２Ａ及びインクジェットヘッド１０２Ｂの下面から露出されている。インクジェットヘッド１０２Ｂは、前記インク収容部から前記インクチューブを介してインクジェットヘッド１０２Ｂに供給された水性インクを吐出する力を付与するためのアクチュエータ（図示せず）を有している。前記アクチュエータは、圧電素子方式、サーマルインク方式、静電吸引方式等、いかなる方式であってもよい。キャリッジ１０２Ａが記録用紙Ｐの搬送方向と垂直方向に往復移動する過程において、インクジェットヘッド１０２Ｂは、複数のノズル１０２Ｃから水性インクを微小なインク滴として吐出する。これにより、記録用紙Ｐに画像が記録される。プラテン１０３は、前記記録機構と対向するように配置されており、給紙トレイ１０１から搬送されてきた記録用紙Ｐを支持する。なお、図１に示す装置では、シリアル型インクジェットヘッドを採用するが、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置は、ライン型インクジェットヘッドやロールトゥロールを採用する装置であってもよい。

乾燥手段１０４は、記録用紙Ｐの記録部分を加熱乾燥する。この乾燥時の記録用紙Ｐ上の温度は、例えば、前記アクリル系樹脂粒子のＴｇの０．１倍～１０倍、０．２倍～８倍の温度、０．５倍～５倍の温度であってもよい。前記温度は、乾燥手段１０４の設定変更により適宜調整可能であり、具体的には、例えば、０℃～４００℃、５℃～３５０℃、１０℃～２５０℃である。また、前記乾燥の時間も、乾燥手段１０４の設定変更により適宜調整可能であり、例えば、０秒を超えて３００秒以下、０．０５秒～６０秒、０．０７秒～３０秒である。本発明の水性インクは、高温、長時間の加熱乾燥を要した従来の水性インクと比べて、より低温、短時間の乾燥で、コート紙に定着可能である。乾燥手段１０４は、前記記録部分を加熱乾燥可能なものであればいかなるものであってもよい。また、乾燥手段１０４による加熱方式は、特に制限されず、例えば、伝熱、対流、輻射等のいかなるものであってもよい。乾燥手段１０４としては、例えば、市販のドライヤー（温風）、オーブン、ベルトコンベアオーブン、アイロン、ホットプレス機、プレートヒーター、IRヒーター等があげられ、ドライヤー、オーブン、ベルトコンベアオーブン等の記録用紙Ｐの記録部分に接触することなく前記記録部分を加熱乾燥する非接触乾燥手段が好ましい。

図１に示す装置では、インクジェットヘッド１０２Ｂ側に記録用紙Ｐの記録部分と対向するように配置された乾燥手段１０４により記録用紙Ｐの記録部分を加熱乾燥する一例を示したが、これに限定されない。乾燥手段１０４は、記録用紙Ｐの記録部分を加熱乾燥できればよく、例えば、記録用紙Ｐの記録部分と反対側、すなわち、インクジェットヘッド１０２Ｂのノズル１０２Ｃと対向する側に配置されてもよい。

記録・乾燥後の記録用紙Ｐは、排紙トレイ１０５へと搬送される。本発明によれば、複
雑な構成を要することなく、記録媒体Ｐへのインクの定着性を向上可能である。

つぎに、前記メンテナンスユニットについて説明する。前記メンテナンスユニットは、プラテン１０３に対して走査方向の一方側に配置された廃液フォーム（図示せず）、キャップ（図示せず）、チューブ（図示せず）及びポンプ（図示せず）を有している。また、前記メンテナンスユニットのプラテン１０３側には、前記メンテナンスユニットに隣接してワイパ部材（図示せず）が配置されている。前記ワイプ部材は、へら状に形成されており、キャリッジ１０２Ａの移動に伴って、インクジェットヘッド１０２Ｂのノズル１０２Ｃの先端部（ノズル面、インク吐出面ともいう）を拭うものである。

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。

（顔料分散液Ａの調整）
顔料（カーボンブラック）２０質量％、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質量％（酸価１７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量１００００）に、純水を加え全体を１００質量％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Ａを得た。なお、スチレン－アクリル酸共重合体は、一般に顔料の分散剤として用いられる水溶性のポリマーである。

（実施例１～１４及び比較例１～７）
水性インク組成（表１）における、顔料分散液Ａ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Ａ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、表１に示す実施例１～１４及び比較例１～７のインクジェット記録用水性インクを得た。

（静的動的表面張力の測定）
実施例１～１４及び比較例１～７の水性インクについて、静的表面張力を、協和界面化学（株）製の「ＣＢＶＰ－Ｚ」を用いて、測定温度２５℃の条件下で測定値を読み取った。得られた測定結果を表１に示す。

実施例１～１４及び比較例１～７の水性インクについて、（ａ）コート紙への定着性評価、（ｂ）画質：白スジ状のムラ（バンディング）評価、及び（ｃ）メンテナンス性（インク除去性）評価を、下記方法により実施した。

（ａ）コート紙への定着性評価
ブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタＭＦＣ－Ｊ６９９５ＣＤＷを使用して、実施例及び比較例の水性インクを用いて、コート紙（王子製紙（株）製の「ＯＫトップコート＋」）に対して、単色パッチの画像を記録して、評価サンプルを作製した。つぎに、前記評価サンプルを、１００℃、６０秒の条件で乾燥させた。その後、綿棒で、前記水性インクの記録部から非記録部（白紙部）に向けて、前記評価サンプル表面を１回擦った（以下、耐擦試験という）。その後、前記記録部の剥がれ具合を目視で確認し、下記評価基準に従って評価した。

コート紙への定着性評価 評価基準
Ａ：耐擦試験の前後で前記記録部に変化がなかった（剥がれがなかった）。
Ｂ：耐擦試験の前後で前記記録部の一部に剥がれがあった。
Ｃ：耐擦試験の前後で前記記録部の半分程度に剥がれがあった。
Ｄ：耐擦試験の前後で前記記録部の全体に剥がれがあった。

（ｂ）画質：白スジ状のムラ（バンディング）評価
ブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタＭＦＣ－Ｊ６９９５ＣＤＷを使用して、実施例及び比較例の水性インクを用いて普通紙（ＸＥＲＯＸ社製の「４２００」）上に解像度６００ｄｐｉ×３００ｄｐｉで黒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。前記評価サンプルを目視で観察し、下記評価基準に従って白スジ状のムラ（バンディング）を評価した。

白スジ状のムラ（バンディング）評価 評価基準
Ａ：白スジ状のムラ（バンディング）が確認されなかった。
Ｂ：一部分に白点が確認された。
Ｃ：一部分に白スジ状のムラ（バンディング）が確認された。
Ｄ：全体に白スジ状のムラ（バンディング）が確認された。

（ｃ）メンテナンス性（インク除去性）評価
インクジェットヘッドのノズルの先端部（ノズル面）５２ｍｍ×４０ｍｍに、実施例及び比較例の水性インクを３μＬ滴下し、４０℃、湿度３０％の環境下で２４時間保管した。以下、水性インクを滴下した位置を「滴下位置」ともいう。保管後、前記インクジェットヘッドをブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタＭＦＣ－Ｊ６９９５ＣＤＷに装着し、室温（２０℃）にて、ワイプによるメンテナンスを行った。前記メンテナンス後に、前記ノズルの先端部を目視で確認し、下記評価基準に従って評価した。

メンテナンス性（インク除去性）評価 評価基準
Ａ：ノズルの先端部に水性インクの残渣がなかった（水性インクが除去されている）。
Ｂ：滴下位置から水性インクが移動しているが、ノズルの先端部に水性インクの残渣があった。
Ｃ：水性インクが滴下位置から引き伸ばされた跡があった。
Ｄ：水性インクが滴下位置から移動していない。

実施例１～１４及び比較例１～７の水性インクの水性インク組成及び評価結果を、表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１～１４では、定着性、画質（白スジ状のムラ（バンディング））、メンテナンス性（インク除去性）の評価結果が全て「Ｄ」以上であり良好であった。前記アクリル系樹脂粒子のＴｇが異なる以外は同じ組成である実施例６及び９に注目すると、Ｔｇが３１℃以上である前記アクリル系樹脂粒子を用いた実施例６では、Ｔｇが３０℃である前記アクリル系樹脂粒子を用いた実施例９よりも、更にコート紙への定着性に優れていた。また、Ｔｇが３１℃以上である前記アクリル系樹脂粒子を用いた実施例１～８及び１０～１４のうち、前記トリメチルグリシンの配合量以外は同じ組成である実施例１、６及び１０～１４に注目すると、前記トリメチルグリシンの配合量が２～９重量％の範囲内である実施例６及び１１～１４は、定着性及びメンテナンス性（インク除去性）の評価結果が全て「Ｂ」以上であり、前記トリメチルグリシンの配合量が２～９重量％の範囲外である実施例１及び１０よりも、より良好であった。さらに、同じく実施例１、６及び１０～１４に注目すると、前記トリメチルグリシンの配合量が３～８重量％の範囲内である実施例６、１２及び１３は、定着性及びメンテナンス性（インク除去性）の評価結果が全て「Ａ」以上であり、前記トリメチルグリシンの配合量が３～８重量％の範囲外である実施例１、１０、１１、及び１４よりも、より良好であった。

また、表１に示すように、前記シリコン系界面活性剤のＨＬＢ値が異なる以外は同じ組成である実施例１～３、６、及び１０～１４に注目すると、ＨＬＢ値が１２以上である前記シリコン系界面活性剤を用いた実施例１、６、及び９～１４では、画質（白スジ状のムラ（バンディング））の評価結果が全て「Ａ」以上であり、ＨＬＢ値が１２未満である前記シリコン系界面活性剤を用いた実施例２及び３よりも、より良好であった。また、前記シリコン系界面活性剤の配合量以外は同じ組成である実施例４～８に注目すると、前記シリコン系界面活性剤の配合量が２～３重量％の範囲内である実施例５～７では、画質（白スジ状のムラ（バンディング））及びメンテナンス性（インク除去性）の評価結果が全て「Ａ」以上であり、前記シリコン系界面活性剤の配合量が２～３重量％の範囲外である実施例４及び８よりも、より良好であった。

さらに、表１に示すように、前記アクリル系樹脂粒子のＴｇが３１℃以上であり、前記シリコン系界面活性剤のＨＬＢ値が１２以上であり、且つ前記シリコン系界面活性剤の配合量が２～３重量％の範囲内である実施例１、５～７、及び１０～１４に注目すると、Ｒ／Ｂ＝０．６～１．５の範囲内である実施例５～７、１２、及び１３では、定着性、画質（白スジ状のムラ（バンディング））、メンテナンス性（インク除去性）の評価結果が全て「Ａ」以上であり、Ｒ／Ｂ＝０．６～１．５の範囲外である実施例１、１０、１１、及び１４よりも、より良好であった。また、同じく、実施例１、５～７、及び１０～１４に注目すると、（Ｐ＋Ｒ）／Ｂ＝１．２～３．２の範囲内である実施例５～７、１２及び１３では、定着性、画質（白スジ状のムラ（バンディング））、メンテナンス性（インク除去性）の評価結果が全て「Ａ」以上であり、（Ｐ＋Ｒ）／Ｂ＝１．２～３．２の範囲外である実施例１、１０、１１、及び１４よりも、より良好であった。

一方、表１に示すとおり、比較例１～７では、定着性、画質（白スジ状のムラ（バンディング））、メンテナンス性（インク除去性）のうち少なくとも一つの評価結果が「Ｄ」であった。前記アクリル系樹脂粒子に代えて、エステル系樹脂粒子を用いた比較例１では、定着性及びメンテナンス性（インク除去性）の双方の評価結果が悪かった。また、Ｔｇが２５℃未満である前記アクリル系樹脂粒子を用いた比較例２では、定着性及びメンテナンス性（インク除去性）の双方の評価結果が悪かった。さらに、Ｔｇが５０℃以上である前記アクリル系樹脂粒子を用いた比較例３では、定着性の評価結果が悪かった。また、前記トリメチルグリシンに代えて、３－アミノプロパン酸を用いた比較例４では、メンテナンス性（インク除去性）の評価結果が悪かった。また、前記トリメチルグリシンに代えて、グリセリンを用いた比較例５では、定着性の評価結果が悪かった。また、前記トリメチルグリシンに代えて、プロピレングリコールを用いた比較例６では、メンテナンス性（インク除去性）の評価結果が悪かった。また、前記静的表面張力が２８ｍＮ／ｍである比較例７では、画質（白スジ状のムラ（バンディング））の評価結果が悪かった。

以上のように、本発明の水性インクは、定着性、画質及びメンテナンス性に優れ、且つより低温、短時間の乾燥で、コート紙にも定着可能である。本発明の水性インクの用途は、コート紙へのインクジェット記録に限定されず、普通紙、光沢紙、マット紙等の各種記録媒体へのインクジェット記録に広く適用可能である。

１００ インクジェット記録装置
１０１ 給紙トレイ
１０２Ａ キャリッジ
１０２Ｂ インクジェットヘッド（インク吐出手段）
１０２Ｃ ノズル
１０３ プラテン
１０４ 乾燥手段
１０５ 排紙トレイ

Claims (14)

1. 顔料、アクリル系樹脂粒子、界面活性剤、トリメチルグリシン、及び水を含み、
   前記アクリル系樹脂粒子のガラス転移温度が２５℃以上５０℃未満であり、
   静的表面張力が２７ｍＮ／ｍ以下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。
2. 前記アクリル系樹脂粒子のガラス転移温度が３０℃以上である、請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
3. 前記トリメチルグリシンの配合量が、２重量％以上、９重量％以下である、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。
4. 前記トリメチルグリシンの配合量が、３重量％以上、８重量％以下である、請求項３記載のインクジェット記録用水性インク。
5. 前記界面活性剤が、シリコン系界面活性剤である、請求項１～４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。
6. 前記界面活性剤のＨＬＢ値が、１２以上である、請求項１～５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。
7. 前記界面活性剤の配合量が、２重量％以上、３重量％以下である、請求項１～６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。
8. 前記アクリル系樹脂粒子の配合量と前記トリメチルグリシンの配合量とは、下記条件（Ｘ）を満たす、請求項１～７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。
   
   条件（Ｘ）：０．６≦Ｒ／Ｂ≦１．５
   Ｒ：前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（重量％）
   Ｂ：前記トリメチルグリシンの配合量（重量％）
   
9. 前記顔料の配合量と、前記アクリル系樹脂粒子の配合量と、前記トリメチルグリシンの配合量とは、下記条件（Ｙ）を満たす、請求項１～８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。
   
   条件（Ｙ）：１．２≦（Ｐ＋Ｒ）／Ｂ≦３．２
   Ｐ：前記顔料の固形分配合量（重量％）
   Ｒ：前記アクリル系樹脂粒子の固形分配合量（重量％）
   Ｂ：前記トリメチルグリシンの配合量（重量％）
   
10. 前記水の配合量が、７０重量％以上である、請求項１～９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。
11. 前記顔料及び前記アクリル系樹脂粒子を含む、単体が常温で固体である物質の配合量と、前記水を除く常温で液体である物質の配合量と、前記水の配合量とは、下記条件（Ｚ）を満たす、請求項１０記載のインクジェット記録用水性インク。
    
    条件（Ｚ）：Ｌ＜Ｓ＜Ｗ
    Ｓ：前記固体である物質の配合量（重量％）
    Ｌ：前記液体である物質の配合量（重量％）
    Ｗ：前記水の配合量（重量％）
    
12. インク収容部、及びインク吐出手段を含み、
    前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、
    さらに、前記インク吐出手段により吐出された前記インクによる記録部分を加熱乾燥させる乾燥手段を含み、
    前記インク収容部に、請求項１～１１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が収容されていることを特徴とする、インクジェット記録装置。
13. 記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録する記録工程と、
    前記記録媒体の記録部分を加熱する乾燥手段を用いて、前記記録工程において前記記録媒体に付着した前記水性インクを、前記記録媒体に定着させる定着工程と、を含み、
    前記記録工程において、前記水性インクとして、請求項１～１１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を用いることを特徴とする、インクジェット記録方法。
14. インクジェット記録用水性インクを含むインク収容容器であって、前記水性インクが、請求項１～１１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、インク収容容器。

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