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発明の名称 インクジェット記録用インクセット、及びそれを用いた画像形成法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−84607(P2007−84607A)
公開日 平成19年4月5日(2007.4.5)
出願番号 特願2005−271998(P2005−271998)
出願日 平成17年9月20日(2005.9.20)
代理人 【識別番号】100105647
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 昌平
発明者 北川 浩隆
要約 課題
顔料インクに対する凝集反応性の高い処理液を提供することでフェザリング、カラーブリーディング、打滴干渉によるムラ等を抑制して高い印刷画質を可能にする記録用インクセット及びそれを用いた画像形成法を提供する。

解決手段
少なくとも顔料、アニオン性分散剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有する顔料インクと、少なくともpH緩衝剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、且つ実質的に着色剤を含まないpH3.5〜5.0の酸性透明処理液とからなるインクジェット用インクセットにおいて、該pH緩衝剤が、pKa3.7〜6.5であるカルボキシル基を少なくとも1つ有し、且つ水に対して10質量%以上溶解し、20℃、常圧下において実質的に揮発しないインクジェット用インクセット。
特許請求の範囲
【請求項1】
少なくとも顔料、アニオン性分散剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有する顔料インクと、少なくともpH緩衝剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、且つ実質的に着色剤を含まないpH3.5〜5.0の酸性透明処理液とからなるインクジェット用インクセットにおいて、該pH緩衝剤が、pKa3.7〜6.5であるカルボキシル基を少なくとも1つ有し、且つ水に対して10質量%以上溶解し、20℃、常圧下において実質的に揮発しないことを特徴とする、インクジェット用インクセット。
【請求項2】
前記pH緩衝剤が、水酸基及びアシルアミノ基のうちの少なくとも1つを有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項3】
前記pH緩衝剤が前記カルボキシル基を1つ有し、且つ水酸基またはアシルアミノ基のうちの少なくとも1つを有することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項4】
前記pH緩衝剤が、グリコール酸、乳酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、ヒドロキシピバリン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、トリス(ヒドロキシメチル)酢酸、N−アセチルグリシン、N−アセチルアラニン、N−アセチルセリン、N−アセチルトレオニン、及びN−アセチルシステンから選ばれることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項5】
前記pH緩衝剤が、二つのカルボキシル基を有することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項6】
前記の、二つのカルボキシル基を有するpH緩衝剤の、第一の解離基のpKaが1.0〜4.5であり、第二の解離基のpKaが4.0〜6.5であることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項7】
前記pH緩衝剤が、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、マレイン酸、ジグリコール酸、イタコン酸、アルコニット酸、リンゴ酸、酒石酸、N−アセチルアスパラギン酸、及びN−アセチルグルタミン酸から選ばれることを特徴とする請求項5または6に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項8】
前記酸性透明処理液が前記pH緩衝剤を0.1質量%以上20質量%以下含有することを特徴とすると請求項1〜7のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
【請求項9】
前記アニオン性分散剤の解離基が、カルボキシル基であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
【請求項10】
前記アニオン性分散剤が、少なくともアクリル酸またはメタクリル酸モノマーを重合してなる高分子であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
【請求項11】
前記アニオン性分散剤が、カルボキシル基を有する低分子化合物であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれかに記載のインクセットを用いて、記録媒体に前記酸性透明処理液を付与した後、前記顔料インクで画像を形成する画像形成法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録方式による画像記録システムに関し、高濃度で高精彩な画像を形成し得る顔料インクと酸性透明処理液とからなるインクセットに関する。
【背景技術】
【0002】
パーソナルコンピューターやインターネットの普及に伴って、家庭における印刷手段としてインクジェットプリンターが普及した。近年、写真などの画像を出力されるようになったために、銀塩写真に匹敵する高画質、高精細な印刷が求められている。
また、オフィスプリンターとしては、普通紙に対する滲み防止や、高い光学濃度の画像形成と両面印刷適性との両立が課題となっている。
さらに軽印刷分野への応用を考えた場合、高速印刷と記録媒体適性が課題である。この分野では、所謂アート紙やコート紙(以下印刷用紙と呼ぶ)が使用されるが、これら印刷用紙はインクの吸収性が低く、インクジェット用記録媒体として用いた場合、インクの滲み、ムラなどが生じて画質が劣り、また定着性が悪いなど問題があった。
高速印刷に関しては、現在のインクジェット記録方法の主流であるシャトル方式では高速化が困難であるため、ページ幅のラインヘッドを用いた1パス方式が提案されている。
しかし、1パス方式は高速化には有利ではあるが、隣接ドットを打滴する時間的間隔が短く、先に打滴されたインクが記録媒体に浸透する前に隣接ドットが打滴されるため、隣接ドットの合一(打滴干渉と呼ぶ)が起こり、画質が低下する問題があった。このような高速印刷における打滴干渉の問題を解決するために、インクと接触したときにインクと反応して、インクを高粘度化、染料を析出、あるいは顔料を凝集させるような処理液を、インクによる記録に先立って塗布あるいは打滴する2液反応技術が提案されている。
【0003】
主として普通紙に対する染料インクのフェザリングやカラーブリーディングの抑制、及び耐水性改良を目的として、染料インクと物理的または化学的に反応する処理液を、打滴あるいは塗布等の手段によって、染料インクのプリント前後に記録媒体に付与する様々なプリント方式が提案されている(例えば、特公昭62−38155、特許第2510420号、特許第2675001号、特許第2667401号、特開昭64−9279号、特許第2711098号、特開平5−202328号、特許第3204756号、特許第3466756号、特開2002−301856号)。
【0004】
しかしながら染料インクは、一般的に耐候性(耐光性、耐ガス性、耐水性)が悪く、特に印刷分野への応用を考えた場合、耐候性の改善は極めて重要な課題となっている。顔料は、その高い結晶性に起因して本質的に堅牢性が高く、また実質的に不溶性であるため、耐光性、耐水性が染料に比べて格段に向上することから、近年インクジェット用顔料インクの開発が活発に行われている。
【0005】
顔料インクに関しては、主にカーボンブラックを用いた黒色顔料インクと、カラーインクとのカラーブリーディングを抑制させる目的で、黒色顔料インクを凝集させるようにカラーインクに凝集剤を添加、あるいはカラーインクのpHを酸性にする方法が公知(例えば、特開平6−106735号、特開平6−171208号、特開平7−1837号、特開2001−294788号)であるが、これらの方法ではカラーインクの保存安定性が悪化するなど問題があった。
顔料インクと実質的に透明な処理液とを組み合わせたインクセットに関しては、顔料を凝集させる処理液として、顔料インクのpHを変化させる処理液(例えば特開2004−299386号、特開2004−359841号、特開2005−119305号)、ポリアリルアミンなどのカチオン物質を含有する処理液(例えば特許第3618825号、特許第3624014号)、シリカやラテックスなどの微粒子を含有する処理液(例えば特開平6−92010号、特開2001−199151号、特開2004−338361号)が公知である。しかし、これらはいずれも実用上の問題が残されていた。
【0006】
酸性透明処理液では、特開2004−299386号に記載されている酢酸は、20℃における蒸気圧が1.5kPaで、刺激臭が強いために作業環境や、安全性に問題があった。また、特開2004−359841号に記載されている5−ピロリドンカルボン酸、2−フランカルボン酸などのヘテロ環カルボン酸類、あるいは特開2005−119305号に記載されているβ−アラニン、L−アスパラギン酸などのアミノ酸類は水に対する溶解度が低く、さらにカルボキシル基のpKaが小さくなるため所望のpH領域での緩衝能が低下する問題があった。
【特許文献1】特開2004−299386号公報
【特許文献2】特開2004−359841号公報
【特許文献3】特開2005−119305号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の第一の課題は、顔料インクに対する凝集反応性の高い処理液を提供することでフェザリング、カラーブリーディング、打滴干渉によるムラ等を抑制して高い印刷画質を可能にすることである。本発明の第二の課題は、実質的に不揮発性であるpH緩衝剤を用いることで環境および安全性に配慮するとともに、処理液の乾燥によるpH緩衝剤の析出を抑制することで、吐出不良や印刷物の粉ふきを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の課題は、pH緩衝剤のカルボキシル基のpKaが適切な範囲内である場合、所望のpH範囲で高い緩衝能を有するという事実、水酸基、アシルアミノ基を有するpH緩衝剤や二つ以上のカルボキシル基を有するpH緩衝剤は実質的に不揮発性であり、水溶性が高いという事実に基づき、以下の手段で達成された。
(1) 少なくとも顔料、アニオン性分散剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有する顔料インクと、少なくともpH緩衝剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、且つ実質的に着色剤を含まないpH3.5〜5.0の酸性透明処理液とからなるインクジェット用インクセットにおいて、該pH緩衝剤が、pKa3.7〜6.5であるカルボキシル基を少なくとも1つ有し、且つ水に対して10質量%以上溶解し、20℃、常圧下において実質的に揮発しないことを特徴とする、インクジェット用インクセット。
(2) 前記pH緩衝剤が、水酸基及びアシルアミノ基のうちの少なくとも1つを有することを特徴とする(1)に記載のインクジェット用インクセット。
(3) 前記pH緩衝剤が前記カルボキシル基を1つ有し、且つ水酸基またはアシルアミノ基のうちの少なくとも1つを有することを特徴とする(2)に記載のインクジェット用インクセット。
(4) 前記pH緩衝剤が、グリコール酸、乳酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、ヒドロキシピバリン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、トリス(ヒドロキシメチル)酢酸、N−アセチルグリシン、N−アセチルアラニン、N−アセチルセリン、N−アセチルトレオニン、及びN−アセチルシステンから選ばれることを特徴とする(3)に記載のインクジェット用インクセット。
(5) 前記pH緩衝剤が、二つのカルボキシル基を有することを特徴とする(1)または(2)に記載のインクジェット用インクセット。
(6) 前記の、二つのカルボキシル基を有するpH緩衝剤の、第一の解離基のpKaが1.0〜4.5であり、第二の解離基のpKaが4.0〜6.5であることを特徴とする(5)に記載のインクジェット用インクセット。
(7) 前記pH緩衝剤が、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、マレイン酸、ジグリコール酸、イタコン酸、アルコニット酸、リンゴ酸、酒石酸、N−アセチルアスパラギン酸、及びN−アセチルグルタミン酸から選ばれることを特徴とする(5)または(6)に記載のインクジェット用インクセット。
(8) 前記酸性透明処理液が前記pH緩衝剤を0.1質量%以上20質量%以下含有することを特徴とすると(1)〜(7)のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
(9) 前記アニオン性分散剤の解離基が、カルボキシル基であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
(10) 前記アニオン性分散剤が、少なくともアクリル酸またはメタクリル酸モノマーを重合してなる高分子であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
(11) 前記アニオン性分散剤が、カルボキシル基を有する低分子化合物であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載のインクジェット用インクセット。
(12) (1)〜(11)のいずれかに記載のインクセットを用いて、記録媒体に前記酸性透明処理液を付与した後、前記顔料インクで画像を形成する画像形成法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の高いpH緩衝能を有する処理液と顔料インクのインクセットは、顔料の凝集反応性に優れ、印刷用紙に対して高品位な印刷が可能である。また、本発明のpH緩衝剤は実質的に不揮発性のために、作業環境および安全性に優れる。さらに、本発明のpH緩衝剤は水に対する溶解度が高いので、インクジェットヘッド先端のノズル近傍での乾燥や、印刷後の記録媒体上での乾燥によって析出することなく高い信頼性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明の酸性透明処理液は少なくとも、pH緩衝剤、水溶性有機溶剤、及び水を含有し、その他の添加剤を含めて、25℃で析出物や浮遊物等を生じない、実質的に透明な液である。
本発明の酸性透明処理液のpHは3.5〜5.0の範囲内であるが、3.75〜4.75の範囲内であることが更に好ましく、4.0〜4.5の範囲内であることが最も好ましい。
本発明のpH緩衝剤は、少なくとも一つのカルボキシル基を有するが、カルボキシル基を一つ有する場合、該カルボキシル基のpKaは3.5〜5.5の範囲内が好ましく、3.7〜5.2の範囲内がより好ましく、3.8〜5.0の範囲内が最も好ましい。また、カルボキシル基を二つ有する場合、一つのカルボキシル基のpKaは1.0〜4.5の範囲内が好ましく、3.0〜4.5の範囲内が最も好ましい。他方のカルボキシル基のpKaは4.2〜6.5の範囲内が好ましく、4.2〜5.5の範囲内が最も好ましい。
【0011】
pH緩衝剤は、水に対して10質量%以上溶解するものであるが、15質量%以上溶解することがより好ましく、20質量%以上溶解することが更に好ましい。
pH緩衝剤は、20℃において実質的に揮発しない化合物であるが、詳しくは20℃における蒸気圧が20Pa未満であることが好ましく、10Pa未満であることが更に好ましい。
pH緩衝剤は、親水性を高めて水への溶解性を向上させるとともに、蒸気圧を下げて実質的に不揮発性にする目的で、水酸基、またはアシルアミノ基を有することが好ましい。
pH緩衝剤は、処理液中に0.1〜20質量%添加されるが、1〜15質量%添加することがより好ましく、5〜10質量%添加することが更に好ましい。
【0012】
pH緩衝剤として以下に具体例を示すが、これに限るものではない。
【0013】
【化1】


【0014】
【化2】


【0015】
【化3】


【0016】
【化4】


【0017】
本発明におけるインクジェット用顔料インクは、単色の画像形成のみならず、フルカラーの画像形成に用いることができる。フルカラー画像を形成するために、マゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクを用いることができ、また、色調を整えるために、更にブラック色調インクを用いてもよい。また、イエロー、マゼンタ、シアン色調インク以外のレッド、グリーン、ブルー、白色インクやいわゆる印刷分野における特色インク等を用いることができる。
【0018】
本発明の顔料インクに用いられる顔料としては、水、有機溶剤に実質的に不溶である有色物質(無機顔料では白色も含む)が挙げられ、好ましくはカーボンブラック、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インジゴ系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、キノフタロン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、金属錯体顔料等が挙げられる。
【0019】
アゾ系顔料としては、PR−1、PR−3、PO−5、PR−21、PR−2、PR−112、PR−114、PR−5、PR−146、PR−170、PO−38、PR−187、PR−150、PR−185、PBr−25、PY−1、PY−3、PY−74、PY−97、PY−167、PY−151、PY−154、PY−180、PO−36、PY−12、PY−13、PY−14、PY−17、PY−55、PY−83、PY−81、PO−16、PY−10、PO−13、PO−34、PR−38、PR−41、PR−144、PR−166、PR−214、PR−242、PY−155、PY−93、PY−94、PY−95、PY−166、PY−128が挙げられる。キナクリドン系顔料としては、PV−19、PR−122、PR−202、PR−206、PR−207、PR−209、PO−48が挙げられる。フタロシアニン系顔料としては、RB−15、PB−15:1、PB−15:2、PB−15:3、PB−15:4、PB−15:5、PB−15:6、PB−16、PB−17:1、PG−7、PG−36、PG−37、米国特許第4,311,775号明細書に記載されている架橋アルミニウムフタロシアニン顔料が挙げられる。アントラキノン系顔料としては、PY−24、PY−108、PO−51、PR−168、PR−177、PB−60が挙げられる。インジゴ系顔料としては、PB−66、PB−63、PR−88、PR−181、PBr−27が挙げられる。ジオキサジン系顔料としては、PV−23、PV−37が挙げられる。ペリレン顔料としては、PR−123、PR−149、PR−178、PR−179、PR−190、PR−224、PV−29、PBk−31、PBk−32が挙げられる。ペリノン系顔料としては、PO−43、PR−194が挙げられる。イソインドリノン系顔料としては、PY−109、PY−110、PY−173、PO−61が挙げられる。イソインドリン系顔料としては、PY−139、PY−185、PO−66、PO−69、PR−260が挙げられる。キノフタロン系顔料としては、PY−138が挙げられる。ジケトピロロピロール系顔料としては、PO−71、PO−73、PR−254、PR−255、PR−264、PR−270、PR−272が挙げられる。金属錯体顔料としては、PG−8、PG−10、PY−150、PY−129、PY−153、PY−65、PO−68、PR−257が挙げられる。
【0020】
本発明のインクジェット用顔料記録液に用いる顔料は、PB−7、PY−74、PY−93、PY−94、PY−95、PY−109、PY−110、PY−128、PY−138、PY−150、PY−151、PY―154、PY−155、PY−180、PR−5、PV−19、PR−122、PR−202、PB−15:3、PB−15:4、PB−16が好ましく、さらに好ましくはPB−7、PY−74、PY−128、PR−122、PB−15:3である。
【0021】
上記顔料は、記録液中に1〜40質量%配合されることが好ましく、5〜30質量%配合されることが更に好ましく、10〜25質量%配合されることが最も好ましい。動的光散乱法による顔料の体積平均粒径は、堅牢性、保存安定性、透明性などを総合的に鑑みて、10〜150nmが好ましく、30〜100nmが更に好ましく、50〜80nmが最も好ましい。さらにその顔料は、顔料分散液の粘度を抑制するために、透過型電子顕微鏡観察による顔料粒子の長軸と短軸との比が3以下であることが好ましく、2以下であることが更に好ましく、1.5以下であることが最も好ましい。
【0022】
本発明のインクジェット用顔料インクは、顔料を分散させる目的で高分子または低分子分散剤を含有する。
高分子分散剤とは、水溶性または自己水分散性高分子を言い、疎水性の顔料粒子表面と水性媒体との界面張力を低下させて、顔料粒子に分散性を付与するために用いられる。このような高分子としては、例えばビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ロジン変性樹脂等が挙げられるが、インクジェット用顔料インクに用いる高分子分散剤としては分散性や耐擦性が優れるビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂が好ましく、より好ましくはビニル系共重合体である。
ビニル系共重合体としては、親水性のモノマーと疎水性のモノマーとの共重合体が好ましく、親水性部と疎水性部からなるブロック共重合体やグラフト共重合体であることが更に好ましい。親水性モノマーとしては、アニオン性モノマー、カチオン性モノマー、ノニオン性モノマーから少なくとも1つ選ばれるが、アニオン性モノマーとノニオン性モノマーとの組み合わせ、あるいはカチオン性モノマーとノニオン性モノマーとの組み合わせであっても良い。
アニオン性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸モノマー、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸モノマー、あるいは不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
カチオン性モノマーとしては、N,N―ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の3級アミノ基含有モノマー、(トリメチルアンモニウム)エチル(メタ)アクリレート等の4級アンモニウム基含有モノマー等が挙げられる。
ノニオン性モノマーとしては、メトキシポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート(例えば新中村化学(株)製、商品名:NK−エステルM−90G)、末端水酸基ポリエチレングリコール(n=1〜30)(メタ)アクリレート(例えば日本乳化剤(株)製、商品名:MA−100)、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート(例えば日本油脂(株)製、商品名:ブレンマーPP−500)等のポリアルキレングリコール基含有モノマーが挙げられる。
疎水性モノマーとしては、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸エステル類、スチレン等のスチレン系モノマー、スチレン系マクロマー(例えば東亜合成(株)製、商品名:AS−6)が挙げられる。
本発明に用いる高分子分散剤としては、pH変化による凝集反応性を付与するために不飽和カルボン酸モノマーを有することが好ましく、不飽和カルボン酸モノマー、ノニオン性モノマー、及び疎水性モノマーの共重合体が好適に用いられる。
高分子分散剤の好ましい添加量は顔料に対して1〜300質量%であり、より好ましくは10〜200質量%であり、特に好ましくは20〜150質量%である。
【0023】
本発明に用いる分散剤は、低分子分散剤も好適に用いられる。低分子分散剤とは、親水性部と疎水性部を有する分子量2000以下、より好ましくは分子量200〜1000の界面活性剤の一種であり、疎水性の顔料表面と水性媒体との界面張力を低下させて顔料を分散可能とする。
親水性部は、アニオン性基、カチオン性基、ノニオン性基、あるいはアニオン性基とカチオン性基とを有するベタイン型がある。アニオン性基としては、マイナスに荷電する基であればいずれでもよいが、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基、硫酸基、ホスホン酸基、リン酸基である。カチオン性基としては、プラスに荷電する基であればいずれでもよいが、好ましくはアンモニウム基、ピリジニウム基である。ノニオン性基としては、ポリエチレンオキシド、糖ユニット糖が挙げられる。親水性部としては、好ましくはアニオン性基であり、更に好ましくはカルボン酸基である。
疎水性部は、炭化水素、フッ化炭素、シリコーンがあるが、好ましくは炭化水素であり、より好ましくは炭素数2〜24の炭化水素であり、更に好ましくは炭素数6〜20の炭化水素である。疎水部は、直鎖でも分岐であっても良く、一本鎖でも2本鎖以上であっても良い。
低分子分散剤の具体例としては、オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、下記一般式(I)、(II)で表される化合物、N−オレインタウリンナトリウム等のN−アシルタウリン塩等が挙げられるが、本発明はこれら具体例になんら限定されるものではない。
一般式(I)
【0024】
【化5】


【0025】
一般式(II)
【0026】
【化6】


【0027】
一般式(I)または(II)において、Rは置換基を表し、R、RおよびRはそれぞれ水素原子または置換基を表わす。nは0〜6の整数を表す。Mは水素原子または一価のカチオン(アルカリ金属イオン等)を表す。
、RおよびRの置換基としては、いかなるものでも良く、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基と言っても良い)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH)2)、ホスファト基(-OPO(OH)2)、スルファト基(-OSO3H)、その他の公知の置換基、が例として挙げられる。
低分子分散剤の好ましい添加量は顔料に対して0.1〜100質量%であり、より好ましくは1〜50質量%であり、特に好ましくは5〜20質量%である。
【0028】
本発明のインクジェット用顔料インク及び酸性透明処理液に用いられる水性媒体(水及び水溶性有機溶剤)は70〜98質量%配合されることが好ましく、72〜92質量%配合されることが更に好ましく、75〜85質量%配合されることが最も好ましい。
【0029】
該水溶媒体は、水(蒸留水やイオン交換水)とともに、保湿、凍結防止、ヒドロトロピー、または浸透促進を目的として、少なくとも一種類の水溶性有機溶剤または水溶性有機化合物を含有する。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、グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、1,2,6−ヘキサントリオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、2−ピペリドン、N−メチル−2−ピペリドン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、ε−カプララクタム、N−メチル−ε−カプロラクタム、スクシンイミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、尿素、1,3−ジメチル尿素、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)尿素、エチレン尿素、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート、スルホランなどが挙げられ、好ましくはジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、尿素、1,3−ジメチル尿素または2−ピロリドンである。
水溶性有機溶剤を用いる場合、作業環境に配慮して低揮発性であることが望まれるため、沸点が200℃以上のものが好ましく、沸点240℃が更に好ましく、沸点255℃以上のものが最も好ましい。該水溶性有機溶剤および化合物は、単独あるいは二種類以上を併用して使用される。それらの総質量は、記録液中に1〜40質量%であることが好ましく、10〜30質量%であることが更に好ましい。
【0030】
本発明のインクジェット用顔料インク及び酸性透明処理液には、該記録液の表面張力を調節して、吐出性、記録紙上での液滴の広がり、記録紙への浸透を制御する目的で界面活性剤を配合することが好ましい。該界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等が用いられる。
【0031】
アニオン界面活性剤としては、脂肪酸塩、ナフテン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、N−アシル−N−アルキルアミノ酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンまたはオレフィンスルホン酸塩、N−アシル−N−メチルタウリン塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルポリオキシアルキレンエーテル硫酸エステル塩、アリールポリオキシアルキレンエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩などが挙げられる。カチオン界面活性剤としては、アミン塩、脂肪族第四級アンモニウム塩、ベンジル基を有する第四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、スルホニウム塩、及びホスホニウム塩などが挙げられる。両性界面活性剤としては、アミノ酸型およびベタイン型化合物が挙げられる。ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアリールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、アセチレンジオール、アセチレンジオールのエチレンオキシド付加物などが挙げられる。フッ素系界面活性剤としては、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載されているような化合物を用いることができる。
本発明における顔料インクおよび酸性透明処理液に用いる界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤あるいはフッ素系界面活性剤が好ましく、より好ましくはノニオン性界面活性剤であり、なかでもアセチレンジオールのエチレンオキシド付加物が特に好ましく、サーフィノール−465あるいはオルフィン−E1010(日信化学工業(株)製)が好適に用いられる。本発明における顔料インクおよび酸性透明処理液は、その静的表面張力が20〜50mN/mの範囲に含まれるものが好ましく、25〜40mN/mの範囲内であることが更に好ましい。
【0032】
本発明のインクジェット用顔料インクおよび酸性透明処理液には、顔料インクの定着性、耐擦性を向上させる目的で、アクリル系、水性ウレタン系、スチレン−ブタジエン系、スチレン−イソプレン系、スチレン−ブタジエン−(メタ)アクリル酸共重合系、ポリエステル系高分子等の乳化物を配合することができる。好ましくは、スチレン−ブタジエン−(メタ)アクリル酸共重合高分子の乳化物であり、そのような高分子乳化物としては、市販品であるLACSTAR−3307B、7132C(大日本インキ化学工業製)、Nipol Lx416(日本ゼオン製)、ナルスターSBR(日本エイアンドエル製)等が挙げられる。高分子乳化物の添加量が多いと粘度が上昇する弊害があるため、顔料インクまたは酸性透明処理液に対して1〜20質量%配合することが好ましく、更に好ましくは5〜15質量%である。
【0033】
本発明のインクジェット用顔料インク及び酸性透明処理液は、その他必要に応じてpH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、消泡剤、酸化・褪色防止剤等を配合することができる。
【0034】
pH調整剤としては、塩酸、硫酸及びリン酸などの無機酸、酢酸及び安息香酸などの有機酸、水酸化ナトリウムなどの水酸化物、塩化アンモニウムなどのハロゲン化物、硫酸ナトリウムなどの硫酸塩、炭酸カリウム及び炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩、リン酸水素ナトリウム及びリン酸二水素ナトリウムなどのリン酸塩、酢酸アンモニウム及び安息香酸ナトリウムなど有機酸塩、トリブチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及びトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンなどの有機塩基が挙げられる。本発明の顔料インクのpHは、6〜10であることが好ましく、7〜9であることが更に好ましい。
防腐防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ベンゾチアゾリン−3−オン、安息香酸ナトリウム、パラベン類、2−ピリジンチオン−1−オキシドナトリウム、サリチル酸、フェノール類、クロロメチルフェノール、フェノキシエタノール、ソルビン酸、第四級アンモニウム塩類などが挙げられる。防錆剤としては、エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤や、ベンゾトリアゾール、オレイン酸などの可溶化剤が挙げられる。消泡剤としては、シリコーン系化合物や、アセチレンジオールおよびそのエチレンオキシド付加物などが挙げられる。酸化・褪色防止剤としては、亜硫酸塩、エチレンジアミン四酢酸、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、亜リン酸エステル系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などが挙げられる。
【0035】
本発明の顔料分散液を調製するために、例えばボールミル、サンドミル、ロールミル、アトライター、ニーダー分散機や、超音波分散法など通常公知な如何なる分散方法も適用できる。
【0036】
本発明の顔料インクを調製するための処方としては、少なくとも顔料、分散剤、水の混合液を分散機によって顔料分散液としたのち、水溶性有機溶剤や各種添加剤を加えることによって顔料インクとする一般的に用いられる処方や、水溶性有機溶剤や各種添加剤などもあらかじめ配合した顔料混合液を分散機によって分散させて顔料インクを調製する処方などを用いることができる。また、粉末状の顔料を用いて分散を行うが、乾燥工程を省略したペースト状の顔料プレスケーキを直接分散に用いることもできる。
【実施例】
【0037】
[実施例1] 溶解性評価
本発明のpH緩衝剤または比較例のpH緩衝剤を蒸留水と混合して、その溶解性を評価した。結果を表1および表2に示した。20質量%以上溶解するものを◎、10質量%以上20質量%未満溶解するものを○、5質量%以上10質量%未満溶解するものを△、5質量%溶解しないものを×で表記した。
【0038】
[実施例2] 揮発性評価
本発明のpH緩衝剤または比較例のpH緩衝剤の揮発性を、20℃における蒸気圧を基づいて評価した結果を表1に示した。20Pa以上のものを×、10Pa以上20Pa未満のものを△、10Pa未満のものを○で表記した。
【0039】
[実施例3] pH緩衝能評価
本発明化合物及び比較例化合物の1.0mM水溶液50mLを、0.2M水酸化ナトリウム水溶液で滴定して滴定曲線を作成した。
得られた滴定曲線から、2.0mM水溶液50mLをpH4.0からpH7.0に変化させるのに要した0.2M水酸化ナトリウム水溶液の量(VmL)を求めた。下記式で与えられるpH緩衝剤の単位質量(g)当たりのpH緩衝能をB(mmol/g)として表1および表2に示した。但し、MはpH緩衝剤の分子量を表す。
B=0.2×V/(2.0×10-3×50×10-3×M)
【0040】
【表1】


【0041】
【表2】


【0042】
【化7】


【0043】
【化8】


【0044】
本発明の酸性透明処理液は、前記のpH緩衝剤、水溶性有機溶剤、及び水からなり、上記のpH緩衝剤を用いることにより、pH4.0〜7.0の範囲において高い緩衝能を有することが明らかである。また、本発明のpH緩衝剤は実質的に不揮発性であり、さらに、水に対する溶解度が高い。
また、顔料インクとしては、PB−7、PY−74、PY−128、PR−122等の顔料、アニオン性分散剤、水溶性有機溶剤、及び水を少なくとも含むものが用いられる。
記録媒体、好ましくは普通紙または印刷用紙に前記酸性透明処理液を付与した後、前記顔料インクで形成した画像は優れた画質を与える。




 

 


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