(57)【要約】【課題】  Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８及びポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクにおいて、高温で保存した後の結晶体の発生が抑制され、それにより十分な吐出安定性が達成されるインクを提供すること。【解決手段】  Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び１，２−アルカンジオールを含有することを特徴とするインク。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び１，２−アルカンジオールを含有することを特徴とするインク。
【請求項２】
前記インクにおける、前記１，２−アルカンジオールの含有量（質量％）が、インク全質量を基準として、２．０質量％以上６．０質量％以下である請求項１に記載のインク。
【請求項３】
前記インクにおける、前記１，２−アルカンジオールのインク全質量を基準とした含有量が、前記Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８のインク全質量を基準とした含有量に対して、０．５倍以上４．０倍以下である請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】
インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に付与することで記録を行うインクジェット記録方法であって、前記インクとして、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の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。
【請求項５】
インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジであって、前記インク収容部に収容されたインクが、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク、インクジェット記録方法、及びインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方法に用いるイエローのインクに含有させる顔料としては、記録画像の発色性に優れるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４や、記録画像の堅牢性に優れるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８が一般的である。堅牢性の中でも耐光性を向上できるインクとして、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８を含有するインクに関する提案がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、熱エネルギーの作用により記録ヘッドからインクを吐出させるインクジェット記録方法では、インクに熱が加えられることによって生じる課題を解決するために、インクに含有させる水溶性有機溶剤や添加剤を工夫することについての提案がある。例えば、吐出安定性を向上させるために、ＨＬＢが１３以上のポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクに関する提案がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０１００３３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３８１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、記録画像の堅牢性に優れるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８と、吐出安定性を向上することができるポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクを調製し、様々な検討を行った。その結果、該インクを温度６０℃の環境で１週間保存した後に、インクジェット方式の記録ヘッドから連続して吐出させた場合、以下の現象が生じることがわかった。すなわち、それまでに吐出させてきたインクの総量が多くなるのにつれて、記録ヘッドから吐出されるインクの吐出速度が低下していき、最終的には吐出ができなくなる場合があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８及びポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクにおいて、高温で保存した後の結晶体の発生が抑制され、それにより十分な吐出安定性が達成されるインクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記インクを用いたインクジェット記録方法及びインクカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明にかかるインクは、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び１，２−アルカンジオールを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８及びポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクにおいて、高温で保存した後の結晶体の発生が抑制され、それにより十分な吐出安定性が達成されるインクを提供することができる。また、本発明の別の実施態様によれば、前記インクを用いたインクジェット記録方法及びインクカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を挙げて、詳細に説明する。先ず、本発明に至った経緯について述べる。
【００１０】
本発明者らは、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８及びポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクを高温で保存した後に生じる上述の現象が生じる原因を解明するための検討を行った。より具体的には、インクの保存によってどのようなインク特性の変化が生じているかということに着目して検討を行った。その結果、インクを高温の環境で保存することによってインク中に数μｍ程度の大きさの結晶体が発生し、インクカートリッジから記録ヘッドへのインク供給経路に設けられたフィルターに詰まってしまうことが主たる原因であることがわかった。
【００１１】
そこで、本発明者らがさらに詳細に検討を進めた結果、以下の４つの条件が揃った際にインク中に結晶体が発生することを突き止めた。第１の条件は、インクにポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有させることである。本発明者らは、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有させないインクにおいては結晶体が発生しないことを確認した。第２の条件は、インク中に一定量以上の金属イオンが存在することである。第３の条件は、インクが高温の環境で一定期間保存されることである。本発明者らは、インクを常温（２５℃付近）で保存しても結晶体が発生しないことを確認した。さらに、顔料及び樹脂分散剤で構成される顔料分散体を高温の環境で一定期間保存した後に該顔料分散体を用いてインクを調製しても、結晶体が発生しないことも確認した。第４の条件は、インクの色材としてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８を使用することである。本発明者らの検討の結果、上記の第１、第２、及び第３の条件を全て満たしていても、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８以外の他のイエローの顔料を用いた場合には結晶体が発生しないことがわかった。以上のことから、結晶体が発生するという現象は、単に顔料の分散状態が不安定であるために生じたわけではなく、上記の４つの条件が全て揃った際に、顔料分散体に含まれる特定の成分が結晶成長を誘発することで初めて生じる現象であるという結論に至った。
【００１２】
そこで、本発明者らは、インク組成として、主要因である上記第１の条件及び第２の条件のいずれかが満たされない状態でも、インクに要求される性能を満足できる手段を見出すべく検討を進めたが、該性能を満足するインクは得られなかった。先ず、第１の条件を満たさない、すなわち、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有しないインクをサーマル方式の記録ヘッドから吐出させた場合、ヒーターの熱により不安定化した顔料分散体の堆積によって、安定な吐出を維持することはできなかった。また、インク中に存在する金属イオンは顔料の合成の際に必然的に混入してしまうものであるために、金属イオンの混入を抑制することは非常に困難であり、したがって、第２の条件は、そもそも顔料を含有するインクにおいては必然的に満たされてしまう。つまり、結晶成長を誘発させる金属イオンを含有しないインクを得ることは非常に困難である。
【００１３】
本発明者らは、インクにさらに別の成分を含有させることで、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８及びポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有するインクを高温で保存した際の結晶体の発生を抑制できないかということについて、様々な検討を行った。その結果、上記インクにさらに１，２−アルカンジオールを含有させることで、結晶成長が抑制され、結晶体の発生も顕著に抑制されることを突き止めた。
【００１４】
１，２−アルカンジオールが結晶成長を抑制することができる理由を、本発明者らは以下のように推測している。まず、結晶体が発生する推定メカニズムについて説明する。樹脂分散剤による分散を行う前の粉状の顔料においては、顔料粒子のすべてが同じような特性を有するものであるというわけではない。さらに、粉状の顔料には、顔料の合成の際の未反応物や、顔料の結晶成長などを抑制するためのいわゆるシナジストなどが存在する。このため、顔料を適切に分散したとしても、必ず、分散状態が不安定な微細な顔料が存在することになる。
【００１５】
上記では一般的な顔料について説明したが、本発明で用いる顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８についても同様のことが言える。Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８の分散体中にも、分散状態が不安定な成分やＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８の類似化合物が存在する。分散状態が不安定な成分も、外部からの特段の刺激を受けない状態であれば、かろうじて分散状態を保つことは可能である。しかし、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの界面活性能を有する化合物とインク中で共存した場合には、顔料を分散させている樹脂分散剤が、前記化合物の作用により顔料から剥離されてしまう。その結果、分散状態が不安定な成分は、その分散状態を維持することができなくなる。そして、この成分はインク中に存在するカルシウムなどの金属イオンと結合して結晶化し、ごく微細な結晶が生成する。その後、この結晶が核となり、インクが高温で保存されることで結晶成長が促進され、数μｍの結晶体となる。
【００１６】
ここで、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８以外の他のイエローの顔料を用いた場合には結晶体が発生しない理由について、本発明者らは以下のように推測している。すなわち、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８はキレート作用を生じる分子構造を有するため、他のイエローの顔料では生じない、インク中に共存する金属イオンをキレートし、結合するという現象が特異的に生じることが原因であると推測している。
【００１７】
１，２−アルカンジオールが上記の結晶化を抑制することができる理由を、本発明者らは以下のように推測している。樹脂分散剤は、その疎水部が顔料表面に物理吸着し、親水部が水性媒体に溶解することでインク中に顔料を分散させる。１，２−アルカンジオールは、樹脂分散剤に対する親和性が低いため、顔料に物理吸着している樹脂は、顔料表面から剥離して水性媒体中に溶解するよりも、より安定な、顔料表面に吸着した状態を維持しようとする。したがって、インク中にポリオキシエチレンアルキルエーテルが存在していたとしても、１，２−アルカンジオールが存在することで、結果的に、分散状態が不安定な微細な顔料に吸着している樹脂の剥離を抑制することが可能となる。このようにして、本来であれば生じるはずの金属イオンに対するキレート作用を抑制することができ、結晶化を抑制することが可能となると推測している。
【００１８】
＜インク＞
以下、本発明のインクを構成する各成分について説明する。
【００１９】
（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８）
本発明のインクに含有させる色材は、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８である。インクにおけるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１５．０質量％以下、さらには、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明のインク中においてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８を分散させる方式としては、従来公知のいずれの方式も適用することができる。本発明においては、例えば、樹脂分散剤を用いる樹脂分散型顔料、顔料粒子を樹脂で実質的に包含したマイクロカプセル型顔料、顔料粒子の表面に高分子を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型の自己分散顔料を用いることが特に好ましい。勿論、顔料粒子の表面に親水性基を結合させた自己分散型顔料を用いることもできるが、この場合には、分散性をより向上し、また、得られる画像の耐擦過性などの堅牢性を満足するために、樹脂分散剤を併用することが好ましい。
【００２１】
（樹脂分散剤）
上記の分散方式に適用する樹脂分散剤としては、アニオン性基の作用によってＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８を分散させることのできるものが好ましい。このような樹脂分散剤としては、インクジェット用のインクに使用可能な従来公知の共重合体やその塩をいずれも用いることができる。分散剤として使用する樹脂は、その酸価が、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものを用いることが好ましい。また、その重量平均分子量が、１，０００以上３０，０００以下、さらには３，０００以上１５，０００以下のものを用いることが好ましい。
【００２２】
（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）
本発明のインクには、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有させる。ポリオキシエチレンアルキルエーテルは、Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ（Ｒはアルキル基、ｎは１以上の数）の化学式で表されるものである。Ｒ（アルキル基）は疎水性基であるが、その炭素数は界面活性能を持つように決定すればよい。具体的には、ラウリル基、セチル基、ステアリル基、オレイル基、ベへニル基などの炭素数１２〜１８のアルキル基であることが好ましく、さらには炭素数１６〜１８のアルキル基がより好ましく、中でもセチル基が特に好ましい。また、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）の部分は親水性基であるが、その数（ｎ）は、１０以上４０以下であることが好ましい。インクにおけるポリオキシエチレンアルキルエーテルの含有量（質量％）の下限は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上、さらには０．２質量％以上、特には０．３質量％以上であることが好ましい。また、インクにおけるポリオキシエチレンアルキルエーテルの含有量（質量％）の上限は、インク全質量を基準として、３．０質量％以下、さらには２．５質量％以下、特には２．０質量％以下であることが好ましい。
【００２３】
（１，２−アルカンジオール）
本発明のインクには、１，２−アルカンジオールを含有させる。１，２−アルカンジオールとしては、例えば、１，２−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、１，２−ヘキサンジオール、１，２−ヘプタンジオール、１，２−オクタンジオール、１，２−ノナンジオールなどが挙げられる。インクにおける１，２−アルカンジオールの含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、２．０質量％以上６．０質量％以下であることが好ましい。前記含有量が２．０質量％未満であると、結晶体の生成を抑制する効果が十分に得られない場合がある。一方、前記含有量が６．０質量％を超えると、樹脂分散剤に対する親和性が低い１，２−アルカンジオールが多くインクに含まれることになり、顔料の分散安定性が十分に得られない場合がある。
【００２４】
本発明においては、１，２−アルカンジオールのインク全質量を基準とした含有量が、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８のインク全質量を基準とした含有量に対して、質量比率で、０．５倍以上４．０倍以下であることが好ましい。さらには、前記質量比率が１．０倍以上３．０倍以下であることが特に好ましい。このような範囲内であることで、結晶成長をより効果的に抑制することができる。また、本発明者らの検討の結果、インクにおけるカルシウムイオン濃度が７５ｐｐｍ以上であると、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８の結晶成長がより促進されることがわかった。このようにインク中のカルシウムイオン濃度が高い場合には、結晶成長をより確実に抑制するために、前記質量比率が１．５倍以上３．０倍以下であることが特に好ましい。
【００２５】
（水性媒体）
本発明のインクには、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては脱イオン水を用いることが好ましい。インク中の水の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましい。また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、３．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。なお、この水溶性有機溶剤の含有量は、上述の１，２−アルカンジオールを含む含有量である。インクに含有させる水溶性有機溶剤としては、インクジェット用のインクに使用可能な従来公知のものをいずれも用いることができる。
【００２６】
（その他の添加剤）
本発明のインクには、上記の成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの常温で固体である化合物を含有させてもよい。インクにおけるこのような化合物の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上２０．０質量％以下、さらには３．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。さらに、本発明のインクには、必要に応じて、その他の界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
【００２７】
＜インクジェット記録方法＞
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット方式の記録ヘッドにより上記で説明した本発明のインクを吐出して、記録媒体に画像を記録する方法である。インクジェット方式としては、熱エネルギーや力学的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するものがあるが、本発明においては、熱エネルギーを利用する記録方法においてより顕著な効果を得ることができるため特に好ましい。なお、本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。
【００２８】
＜インクカートリッジ＞
本発明のインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備えてなり、前記インク収容部に、上記で説明した本発明のインクが収容されてなるものである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、液体のインクを収容するインク収容室、及び負圧によりその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものが挙げられる。または、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容量の全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部であるインクカートリッジであってもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。なお、以下の記載で、「部」及び「％」とあるものは特に断らない限り質量基準である。
【００３０】
（顔料分散体の調製）
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８を１０．０部、樹脂分散剤の水溶液を３０．０部、及び純水６０．０部を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部充填して、水冷しながら１２時間分散した。前記樹脂分散剤の水溶液は、スチレン／ブチルアクリレート／アクリル酸の共重合体（共重合〔質量〕比＝３０／４０／３０、酸価２０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量６，５００）を水酸化カリウムで中和し、樹脂固形分の含有量を１０％としたものを用いた。その後、遠心分離処理により粗大粒子を除去し、顔料固形分の含有量が１０．０％、樹脂固形分の含有量が３．０％であり、顔料の重量平均粒子径が１２０ｎｍである顔料分散体を得た。この顔料分散体における金属イオン量をＩＣＰ発光分析装置により測定したところ、調製した顔料分散体中には、カルシウムイオンが１５０ｐｐｍ、マグネシウムイオンが２０ｐｐｍ含まれていた。
【００３１】
（インクの調製）
下記表１に示す各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズが１．０μｍであるミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。
【００３２】
【表１】
2011074138.tif 000002
【００３３】
（評価）
上記で得られた各インクをそれぞれ密閉容器に入れて、温度６０℃の恒温槽中に７日間保存した。その後、インクを取り出して室温まで冷却した後、孔径５μｍ、直径４７ｍｍのメンブランフィルター（ミリポア製）にて自重ろ過試験を行った。そして、試験後にメンブランフィルター上に残った物質の状態を電子顕微鏡にて観察することで評価を行った。評価基準は以下の通りである。評価結果を表２に示す。
Ａ：堆積物がなかった
Ｂ：３００〜５００μｍ程度の結晶体があった
Ｃ：１μｍ以上の結晶体があったが、フィルターの孔は十分確認できた
Ｄ：数μｍ程度の結晶体によって、フィルターの孔がほぼ埋まっていた。
【００３４】
【表２】
2011074138.tif 000003
【００３５】
なお、上記で得られた各インクを密閉容器に入れて、常温で半年間保存した後、密閉容器底部の状態を確認したところ、インク４については、他のインクに比べて沈殿物がより多く存在していた。