(57)【要約】【課題】  画像の白さをすばやく発現でき、画像の速乾性に優れる水性インクを提供する。【解決手段】  中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤を含有する水性インクであって、前記無機粒子の平均粒子径が、前記樹脂粒子の平均粒子径より小さく、前記ノニオン性界面活性剤が、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、前記セグメントの分子量が、前記イオン性界面活性剤の分子量より大きいことを特徴とする水性インク。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤を含有する水性インクであって、
前記無機粒子の平均粒子径が、前記樹脂粒子の平均粒子径より小さく、
前記ノニオン性界面活性剤が、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、
前記セグメントの分子量が、前記イオン性界面活性剤の分子量より大きいことを特徴とする水性インク。
【請求項２】
前記樹脂粒子の平均粒子径が、前記無機粒子の平均粒子径に対する比率（倍）で、９．１倍以上である請求項１に記載の水性インク。
【請求項３】
前記イオン性界面活性剤が、アニオン性界面活性剤であり、
前記アニオン性界面活性剤の有するアニオン性基が、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１又は２に記載の水性インク。
【請求項４】
前記ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水性インク。
【請求項５】
前記ノニオン性界面活性剤の含有量（ｍｍｏｌ／ｇ）が、前記イオン性界面活性剤の含有量（ｍｍｏｌ／ｇ）に対するモル比率（倍）で、０．８０倍以上８．００倍以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水性インク。
【請求項６】
前記無機粒子の総表面積（ｍ２）が、前記樹脂粒子の総表面積（ｍ２）に対する比率（倍）で、０．５０倍以上４．００倍以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水性インク。
【請求項７】
インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えているインクカートリッジであって、
前記インクが、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項８】
インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体を用いて広告や展示物を作製する際に、インクジェット記録装置が使用されるようになってきている。とくに、カラーインクを用いて透明な記録媒体に画像を記録する場合、画像が透けやすいため、画像の鮮明性が得られにくい。そのため、カラーインクだけでなく白インクも用いて画像を記録することが検討されている。具体的には、あらかじめ透明な記録媒体に白インクを付与した後、白インクを付与した領域と少なくとも一部が重なるようにカラーインクを付与して画像を記録するインクジェット記録方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
白インクの顔料としては、コストや材料の安定性の観点から、酸化チタンなどの白色顔料が広く用いられている。しかし、有機顔料と比べて白色顔料は比重が大きいため、インクを放置すると顔料が沈降しやすく、定期的なインクの撹拌などのメンテナンスが必要となる。
【０００４】
そこで、沈降しにくい白色顔料として、中空構造を有する樹脂粒子が提案されている（特許文献２及び３参照）。また、白色顔料として、中空構造を有する樹脂粒子及び酸化チタンを含有する活性エネルギー線硬化型のインクが提案されている（特許文献４及び５参照）。さらに、白色顔料として、中空構造を有する樹脂粒子及び酸化チタンを含有するインクが提案されている（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−４１３８０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２５４１７６号公報
【特許文献３】特開２０００−１０３９９５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１４０４９１号公報
【特許文献５】特開２００３−１８３５５１号公報
【特許文献６】特開２０１２−１７３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、中空構造を有する樹脂粒子及び酸化チタンを含有するインクを用いて画像を記録したところ、画像の白さをすばやく発現できないことがわかった。この場合、記録された画像の仕上がりを速やかに確認できず、生産性が低下する要因となりうる。さらに、画像の速乾性が得られない場合があることもわかった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、画像の白さをすばやく発現でき、画像の速乾性に優れる水性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カートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤を含有する水性インクであって、前記無機粒子の平均粒子径が、前記樹脂粒子の平均粒子径より小さく、前記ノニオン性界面活性剤が、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、前記セグメントの分子量が、前記イオン性界面活性剤の分子量より大きいことを特徴とする水性インクに関する。
【０００９】
また、本発明は、インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えているインクカートリッジであって、前記インクが、前記構成の水性インクであることを特徴とするインクカートリッジに関する。
【００１０】
また、本発明は、インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記インクが、前記構成の水性インクであることを特徴とするインクジェット記録方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像の白さをすばやく発現でき、画像の速乾性に優れる水性インク、前記水性インクを使用したインクカートリッジ、及びインクジェット記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、（ａ）はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、（ｂ）はヘッドカートリッジの斜視図である。
【図３】中空構造を有する樹脂粒子を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に述べる。本発明においては、以下、水性インクは、「インク」と記載することがある。塩型のイオン性基は、インク中でイオンに解離して存在し得るが、本発明においては便宜上、「酸」、「アニオン性基」、「カチオン性基」と表現する。各種の物性値は、特に断りのない限り、温度２５℃における値である。
【００１４】
本発明者らの検討の結果、中空構造を有する樹脂粒子を用いる場合、記録される画像の白さをすばやく発現できず、さらに画像の速乾性が得られないことがわかった。その理由は以下の通りである。
【００１５】
光の反射は、屈折率の異なる物質の界面で生じる現象であり、屈折率の差が大きいほど生じやすい。中空構造を有する樹脂粒子は、中空の部分Ａとその周りの樹脂の部分Ｂとの屈折率の差が大きいほど、樹脂粒子に入射した光が反射しやすくなる。中空の部分が液体成分で満たされている場合と比べて、中空の部分が空気で満たされていると、中空の部分Ａとその周りの樹脂の部分Ｂとの屈折率の差がより大きくなるため、多くの光が反射する。これにより、画像の白さを発現できる。
【００１６】
インク中の樹脂粒子は、その中空の部分にインク中の液体成分が入り込むことで、中空の部分に液体成分が存在している状態となりうる。記録媒体にインクが付着して、インク中の液体成分が記録媒体に浸透したり、インク中の液体成分が蒸発したりすると、中空の部分に存在する液体成分も流出し、徐々に空気に置き換わる。中空の部分が空気で満たされると、画像の白さを発現できる。しかし、中空の部分が空気で満たされるまでに時間を要してしまうと、画像の白さをすばやく発現できない。さらに、インク中では、樹脂粒子の中空の部分に液体成分を蓄えやすいため、記録媒体にインクが付着しても、インクから液体成分が除去されにくく、画像の速乾性が得られない。
【００１７】
そこで、本発明者らは、記録媒体にインクが付着した後、インク中の樹脂粒子の中空の部分に存在する液体成分をすばやく空気に置き換える必要があると考え、液体成分の流れを制御する手法である毛管力と浸透圧差に着目した。本発明のインクは、中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、及びイオン性界面活性剤を含有する。無機粒子の平均粒子径は、樹脂粒子の平均粒子径より小さい。ここで平均粒子径とは、樹脂粒子、及び無機粒子の体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）を意味する。無機粒子、及び樹脂粒子の平均粒子径は、ランダムに選んだ約１００個の粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡で測定し、その平均値とする。
【００１８】
インクが無機粒子を含有することで、記録媒体にインクが付着した後、樹脂粒子の周りに無機粒子が存在しやすい。さらに、樹脂粒子よりも平均粒子径の小さい無機粒子が樹脂粒子の周りに存在することで、無機粒子と無機粒子の隙間が擬似的な毛管となり、毛管力により中空の部分から液体成分を吸い上げることが可能となる。これにより、画像の速乾性は得られる。しかし、画像の白さをすばやく発現しにくく、さらなる向上の余地があることがわかった。
【００１９】
そこで、インクにイオン性界面活性剤を含有させることとした。イオン性界面活性剤の有する疎水性部分は、無機粒子の表面に疎水性相互作用により吸着しやすい。さらに、樹脂粒子と比べて平均粒子径の小さい無機粒子は表面積が大きいため、イオン性界面活性剤がより多く吸着しやすい。樹脂粒子の周りにイオン性界面活性剤が吸着した無機粒子が存在することで、結果として樹脂粒子の周りでイオン強度が高くなる。樹脂粒子の周りと比べて、樹脂粒子の有する中空の部分の液体成分中ではイオン性界面活性剤が少なく、イオン濃度が低くなるため、イオンの濃度を薄めるように、中空の部分の液体成分が樹脂粒子の周りに流出する。これにより、中空の部分から液体成分を吸い上げることが可能となり、画像の白さをすばやく発現できると考えた。
【００２０】
しかし、本発明者らがさらに検討すると、無機粒子の表面からイオン性界面活性剤が離脱することによって、中空の部分から液体成分を吸い上げることができず、画像の白さをすばやく発現しにくいことがわかった。その理由は、以下の通りである。
【００２１】
イオン性界面活性剤は、イオンに解離した状態で存在するため、水などの液体成分との親和性が高く、無機粒子の表面への吸着と離脱を繰り返していることが考えられる。記録媒体にインクが付着すると、樹脂粒子の周りの液体成分の流れによって、イオン性界面活性剤が無機粒子の表面から離れてしまい、樹脂粒子の周りで浸透圧差が形成されにくい。これにより、中空の部分から液体成分を吸い上げることができず、画像の白さをすばやく発現しにくかった。
【００２２】
そこで、イオン性界面活性剤の無機粒子の表面からの離脱を抑制するために、インクにさらにノニオン性界面活性剤を含有させることとした。ノニオン性界面活性剤は、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有し、セグメントの分子量は、イオン性界面活性剤の分子量より大きい。
【００２３】
ノニオン性界面活性剤の有する疎水性部位は、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメント以外の部分であり、無機粒子の表面に疎水性相互作用により吸着する。ノニオン性界面活性剤の親水性部位は、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントであり、イオンに解離しにくいため、水などの液体成分との親和性が低く、無機粒子の表面からの離脱が起こりにくい。エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントの分子量をイオン性界面活性剤の分子量より大きくすることで、イオン性界面活性剤の有するイオン性基をセグメントが覆うことが可能となる。これにより、イオン性界面活性剤が水などの液体成分となじみにくくなり、無機粒子の表面から離脱しにくくなる。樹脂粒子の周りに、イオン性界面活性剤が吸着した無機粒子が存在することで、中空の部分から液体成分を吸い上げることが可能となり、画像の白さをすばやく発現できる。そして、無機粒子による毛管力だけでなく、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤による浸透圧差の形成により、画像の速乾性は向上する。
【００２４】
＜インク＞
本発明のインクは、中空構造を有する樹脂粒子、無機粒子、イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤を含有する水性インクである。以下、本発明のインクに用いることが可能な成分について、それぞれ説明する。
【００２５】
（樹脂粒子）
樹脂粒子は、中空構造を有する。本発明において、「樹脂粒子」とは、酸価と当量の塩基で中和したときに、粒径を有する状態で存在する樹脂を意味する。この粒径は、動的光散乱法で測定する。本発明において、樹脂粒子はインクに分散された状態、いわゆる樹脂エマルションの形態をとっている。
【００２６】
樹脂粒子を構成する樹脂としては、ビニル系樹脂、エステル系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂などが挙げられる。なかでも樹脂は、樹脂を構成するユニットの組成により樹脂の特性を容易に制御しやすいため、ビニル系樹脂であることが好ましい。
【００２７】
樹脂粒子の平均粒子径（ｎｍ）は、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が３００ｎｍ未満であると、樹脂粒子が中空構造を有しにくいため、光が反射しにくく、画像の白さを発現できない場合がある。平均粒子径が８００ｎｍを超えると、インク中で沈降しやすいため、インクの保存安定性が十分に得られない場合がある。また、樹脂粒子の空隙率は、樹脂粒子全体積を基準として、２０体積％以上６０体積％以下であることが好ましい。樹脂粒子の空隙率は、透過型電子顕微鏡による画像解析から、体積％として算出する。
【００２８】
樹脂粒子の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５．００質量％以上２０．００質量％以下であることが好ましい。前記含有量が５．００質量％未満であると、反射する光の量が少なくなるため、画像の白さを発現できない場合がある。前記含有量が２０．００質量％を超えると、インクの粘度が高くなり、インクの吐出安定性が十分に得られない場合がある。
【００２９】
［樹脂粒子の製造方法］
中空構造を有する樹脂粒子の製造方法としては、例えば、重合する際に空隙が形成されるように多段階重合を行う方法、樹脂中に揮発や発泡する成分を含有させて、後処理により空隙を形成する方法などが挙げられる。なかでも樹脂粒子の製造方法は、粒径の揃った樹脂粒子が得られるという観点から、多段階重合を行う方法であることが好ましい。
【００３０】
（無機粒子）
無機粒子は、金属酸化物であることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セシウム、酸化イットリウムなどが挙げられる。なかでも金属酸化物は、酸化ケイ素、及び酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。無機粒子の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．００質量％以上１５．００質量％以下であることが好ましい。
【００３１】
無機粒子の平均粒子径（ｎｍ）は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。無機粒子の平均粒子径は、樹脂粒子の平均粒子径より小さい。なかでも、樹脂粒子の平均粒子径は、無機粒子の平均粒子径に対する比率（倍）で、９．１倍以上であることが好ましい。前記比率が９．１倍未満であると、無機粒子が樹脂粒子の周りで毛管を形成しにくく、画像の速乾性が十分に得られない場合がある。また、前記比率は、４０．０倍以下であることが好ましい。
【００３２】
無機粒子の総表面積（ｍ２）は、樹脂粒子の総表面積（ｍ２）に対する比率（倍）で、０．５０倍以上４．００倍以下であることが好ましい。前記比率が０．５０倍未満であると、樹脂粒子に対して無機粒子の総表面積が小さいため、無機粒子と無機粒子の間に隙間が広がりやすく、擬似的な毛管が形成されにくい。そのため、毛管力が生じにくく、中空の部分から液体成分を吸い上げにくいため、画像の白さをすばやく発現しにくい場合がある。前記比率が４．００倍を超えると、樹脂粒子に対して無機粒子の総表面積が大きすぎて疑似的な毛管内に液体成分を抱え込みやすい。そのため、画像の速乾性が十分に得られない場合がある。
【００３３】
樹脂粒子、及び無機粒子の平均粒子径は、ランダムに選んだ約１００個の粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡により測定し、その平均値とする。また、樹脂粒子、及び無機粒子の総表面積（ｍ２）は、平均粒子径及び比重の値から算出する比表面積（ｍ２／ｇ）×インク中の含有量（ｇ）の式から求められる。
【００３４】
（イオン性界面活性剤）
イオン性界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。イオン性界面活性剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．０２質量％以上０．４０質量％以下であることが好ましい。
【００３５】
アニオン性界面活性剤としては、ラウリル酸塩、ミリスチン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩などのカルボキシ基を有するカルボン酸塩；ドデシ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、ジオクチルスルホコハク酸エステルなどのスルホ基を有するスルホン酸塩；ドデシル硫酸塩などの硫酸基を有する硫酸エステル塩；ラウリルリン酸塩などのリン酸基を有するリン酸エステル塩などが挙げられる。
【００３６】
カチオン性界面活性剤としては、ジデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドなどの脂肪族４級アンモニウム塩；セチルピリジニウムクロリドなどのピリジニウム塩；イミダゾリニウム塩などが挙げられる。
【００３７】
両性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどのカルボキシベタイン類などが挙げられる。
【００３８】
なかでもイオン性界面活性剤は、アニオン性界面活性剤であることが好ましい。さらに、アニオン性界面活性剤の有するアニオン性基が、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。ここで、スルホ基、硫酸基、及びリン酸基は、それぞれＳＯ３Ｍ基、ＯＳＯ３Ｍ基、及びＯＰＯ３Ｍ基である。Ｍは、水素原子、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンである。通常、水性インクのｐＨはアルカリ性である。そのため、ｐＫａがインクのｐＨよりも低いスルホ基、スルホン酸基、及びホスホン酸基は、インク中でイオンとして安定に存在しやすい。
【００３９】
（ノニオン性界面活性剤）
ノニオン性界面活性剤としては、エチレンオキサイド構造で構成されるセグメントを有する。ノニオン性界面活性剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．２０質量％以上１．５０質量％以下であることが好ましい。
【００４０】
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキル（アルケニル）エーテル類；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などが挙げられる。なかでもノニオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類であることが好ましい。
【００４１】
さらに、ノニオン性界面活性剤の有するセグメントの分子量は、イオン性界面活性剤の分子量より大きい。ノニオン性界面活性剤であるアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、セグメントを複数有しており、セグメントの分子量はイオン性界面活性剤の分子量より小さい。イオン性界面活性剤の分子量は、２００以上６００以下であることが好ましく、ノニオン性界面活性剤の有するセグメントの分子量は、３００以上９００以下であることが好ましい。さらに、ノニオン性界面活性剤の分子量は、５００以上１，２００以下であることが好ましい。
【００４２】
ノニオン性界面活性剤の含有量（ｍｍｏｌ／ｇ）は、イオン性界面活性剤の含有量（ｍｍｏｌ／ｇ）に対するモル比率（倍）で、０．８０倍以上８．００倍以下であることが好ましい。前記比率が０．８０倍未満である場合、イオン性界面活性剤に対してノニオン性界面活性剤が少ないため、イオン性界面活性剤が無機粒子の表面から離脱しやすく、画像の白さをすばやく発現できない場合がある。前記比率が８．００倍を超えると、イオン性界面活性剤に対してノニオン性界面活性剤が多いため、無機粒子の表面にイオン性界面活性剤が吸着しにくくなり、画像の白さをすばやく発現できない場合がある。
【００４３】
なお、樹脂粒子や無機粒子を分散させるために界面活性剤を用いる場合、インク中の界面活性剤の含有量の値に含める。
【００４４】
（水性媒体）
インクは、水性媒体として水を含有する水性インクである。水性媒体には、さらに水溶性有機溶媒を含有させることができる。水としては脱イオン水（イオン交換水）を用いることが好ましい。水溶性有機溶剤としては特に限定されるものではなく、アルコール類、グリコール類、アルキレングリコール類、ポリエチレングリコール類、含窒素化合物類、及び含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。また、これらの水溶性有機溶剤の１種又は２種以上をインクに含有させることができる。
【００４５】
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、５０．００質量％以上９５．００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、３．００質量％以上５０．００質量％以下であることが好ましく、３．００質量％以上４０．００質量％以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤の含有量が３．００質量％未満であると、インクをインクジェット記録装置に用いる場合に耐固着性などの信頼性が得られない場合がある。また、水溶性有機溶剤の含有量が５０．００質量％超であると、インクの供給不良が起きる場合がある。
【００４６】
（その他の成分）
インクには、前記成分の他に、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタンなどの常温（温度２５℃）で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。また、本発明のインクには、必要に応じて、ｐＨ調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、及びキレート剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
【００４７】
（インクの物性）
インクの温度２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）は、１ｍＰａ・ｓ以上５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。また、インクの温度２５℃における表面張力（ｍＮ／ｍ）は、１０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、２０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。インクの表面張力は、インク中の界面活性剤の種類や含有量を適宜決定することで、調整できる。インクのｐＨは、７以上１０以下であることが好ましい。
【００４８】
（インクの製造方法）
インクの製造方法は、水性媒体、添加剤、及び界面活性剤を容器に投入して十分に撹拌した後、均一な溶液となっていることを確認し、撹拌しながら、水に分散した樹脂中空粒子及び無機粒子の溶液を添加し、必要に応じてろ過する方法などが挙げられる。
【００４９】
＜インクカートリッジ＞
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、このインク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。図１は、本発明のインクカートリッジの一実施形態を模式的に示す断面図である。図１に示すように、インクカートリッジの底面には、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口１２が設けられている。インクカートリッジの内部はインクを収容するためのインク収容部となっている。インク収容部は、インク収容室１４と、吸収体収容室１６とで構成されており、これらは連通口１８を介して連通している。また、吸収体収容室１６はインク供給口１２に連通している。インク収容室１４には液体のインク２０が収容されており、吸収体収容室１６には、インクを含浸状態で保持する吸収体２２及び２４が収容されている。インク収容部は、液体のインクを収容するインク収容室を持たず、収容されるインク全量を吸収体により保持する形態であってもよい。また、インク収容部は、吸収体を持たず、インクの全量を液体の状態で収容する形態であってもよい。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。
【００５０】
＜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、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。本発明においては、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが特に好ましい。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。
【００５１】
図２は、本発明のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、（ａ）はインクジェット記録装置の主要部の斜視図、（ｂ）はヘッドカートリッジの斜視図である。インクジェット記録装置には、記録媒体３２を搬送する搬送手段（不図示）、及びキャリッジシャフト３４が設けられている。キャリッジシャフト３４にはヘッドカートリッジ３６が搭載可能となっている。ヘッドカートリッジ３６は記録ヘッド３８及び４０を具備しており、インクカートリッジ４２がセットされるように構成されている。ヘッドカートリッジ３６がキャリッジシャフト３４に沿って主走査方向に搬送される間に、記録ヘッド３８及び４０から記録媒体３２に向かってインク（不図示）が吐出される。そして、記録媒体３２が搬送手段（不図示）により副走査方向に搬送されることによって、記録媒体３２に画像が記録される。
【実施例】
【００５２】
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、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、成分量に関して「部」、及び「％」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。
【００５３】
＜樹脂粒子の分散液の調製＞
樹脂粒子は、シード重合を経由した多段階重合により製造した。
【００５４】
（樹脂粒子１〜５の分散液）
冷却塔を備えた反応器に、０．４部のベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む純水２９０．０部を入れた後、スチレン９３．０部、アクリル酸６．０部、及び連鎖移動剤としてのドデシルメルカプタン１．０部を入れた。撹拌して分散させ、温度８０℃まで加温した。次に、反応器内を窒素で置換してから、過硫酸ナトリウム０．８部を含む純水１０．０部を２時間かけて反応器中の溶液に滴下して、重合反応を進めた。滴下終了後、さらに２時間加温を継続し、シード重合の種となる樹脂粒子の分散液を得た。
【００５５】
樹脂粒子の分散液８０．０部（シード重合の種となる樹脂粒子を２０．０％含有）、及び０．４部のベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む純水２１０．０部を、冷却塔を備えた別の反応器に入れた。その後、さらにスチレン１０．０部、メチルメタクリレート５０．０部、アクリル酸６．０部、α−メチルスチレン４．０部、ジビニルベンゼン３０．０部を反応器に入れた。温度５０℃で１時間緩やかに撹拌することで、これらの単量体をシード重合の種となる樹脂粒子に吸収させた。次に、反応器内を窒素で置換してから、過硫酸ナトリウム０．４部を含む純水１０．０部を反応器中の溶液に滴下して、撹拌しながら温度８０℃まで加温した。この状態で４時間維持して重合反応を進め、樹脂粒子の分散液を得た。さらに、遠心分離機を用いて粗大粒子を除去した。この遠心分離機の処理時間を変更することで、樹脂粒子の平均粒子径を調整した。これにより、樹脂粒子１〜５の分散液を得た。分散液中の樹脂粒子の含有量（％）、樹脂粒子の平均粒子径（ｎｍ）、樹脂粒子の比重（ｇ／ｃｍ３）、樹脂粒子の比表面積（ｍ２／ｇ）、及び樹脂粒子の空隙率（体積％）は、表１に記載する。
【００５６】
（樹脂粒子６の分散液）
ベンゼンスルホン酸ナトリウムの代わりにノニオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンセチルエーテル（ＮＩＫＫＯＬ  ＢＣ−２０、セグメントの分子量８８１、日光ケミカルズ製）を使用したこと以外は、樹脂粒子１〜５の分散液と同様の方法で調製した。分散液中の樹脂粒子の含有量（％）、樹脂粒子の平均粒子径（ｎｍ）、樹脂粒子の比重（ｇ／ｃｍ３）、樹脂粒子の比表面積（ｍ２／ｇ）、及び樹脂粒子の空隙率（体積％）は、表１に記載する。
【００５７】
［樹脂粒子の平均粒子径の測定方法］
各樹脂粒子の分散液をポリエチレンテレフタラートフィルムに薄く塗布して十分乾燥させ、それを走査型電子顕微鏡により観察した。ランダムに選んだ約１００個の粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡により測定し、その平均値を算出して、樹脂粒子の平均粒子径とした。このような方法で算出される平均粒子径の値は、インク中での樹脂粒子の平均粒子径の値と変わらない。
【００５８】
［樹脂粒子の空隙率の測定方法］
各樹脂粒子の分散液をポリエチレンテレフタラートフィルムに薄く塗布して十分乾燥させ、それを透過型電子顕微鏡により観察することで、樹脂粒子の空隙率を算出した。
【００５９】
【表１】
2019108452.tif 000002
【００６０】
＜無機粒子の分散液の準備＞
表２に記載の無機粒子１〜８の分散液を準備した。無機粒子の平均粒子径の測定方法は、樹脂粒子の平均粒子径の測定方法と同様である。分散液中の無機粒子の含有量（％）、無機粒子の平均粒子径（ｎｍ）、無機粒子の比重（ｇ／ｃｍ３）、及び無機粒子の比表面積（ｍ２／ｇ）は、表２に記載する。
【００６１】
【表２】
2019108452.tif 000003
【００６２】
＜インクの調製＞
表４〜６に記載の各成分を混合して、調製した。その際、表３に記載の界面活性剤を用いた。十分撹拌した後、ポアサイズ１．２μｍのフィルターにて加圧ろ過を行い、インクを得た。アセチレノールＥ１００は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤である。アセチレノールＥ１００は、セグメントを２つ有しており、便宜上セグメントの分子量を２２０とする。
【００６３】
【表３】
2019108452.tif 000004
【００６４】
【表４】
2019108452.tif 000005
【００６５】
【表５】
2019108452.tif 000006
【００６６】
【表６】
2019108452.tif 000007
【００６７】
＜評価＞
上記で得られたインクを、それぞれインクカートリッジに充填し、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するインクジェット記録装置（ＰＩＸＵＳ  ＭＰ４８０、キヤノン製）にセットした。本実施例において、１／６００インチ×１／６００インチの単位領域に、２５ｎｇ±１０％のインク滴を１滴付与する条件で記録した画像を記録デューティが１００％であると定義する。本発明においては、下記の評価の評価基準で、Ａ、又はＢを許容できるレベルとし、Ｃを許容できないレベルとした。表７に評価結果を記載する。
【００６８】
（画像の白さの発現）
上記インクジェット記録装置を用いて、透明の記録媒体（インクジェットプリンタ用ＯＨＰフィルム、Ａ−ｏｎｅ製）に、記録デューティが２００％のベタ画像（２ｃｍ×２ｃｍ／１ライン）を記録した。この画像を光学濃度の校正に使用する校正用標準黒色板（光学濃度＝１．８３）に重ね、反射濃度計（マクベスＲＤ−９１８、マクベス製）を用いてベタ画像が重なっている校正用標準黒色板の光学濃度を測定した。ここで、黒色板の光学濃度をベタ画像がどれだけ隠蔽し、光学濃度の値を低下させることができたかを時間の経過とともに測定した。樹脂粒子の中空の部分が空気で満たされたとみなせる２４時間後の光学濃度の値を光学濃度ｅｐとすると、光学濃度＝光学濃度ｅｐ＋０．０２に達するまでの時間を測定することで、白さの発現のすばやさを評価した。
Ａ：光学濃度が所望の値に達するまでの時間が６０分以内だった
Ｃ：光学濃度が所望の値に達するまでの時間が６０分を超えた。
【００６９】
（画像の速乾性）
上記インクジェット記録装置を用いて、透明の記録媒体（インクジェットプリンタ用ＯＨＰフィルム、Ａ−ｏｎｅ製）に、記録デューティが１００％のベタ画像（２ｃｍ×２ｃｍ／１ライン）を記録した。ベタ画像を温度２５℃、６０分間放置して乾燥させた後、記録媒体を平板に置き、ベタ画像の隣にシルボン紙をのせ、さらに質量２００ｇ、底面積４ｃｍ２の重石をシルボン紙にのせた。シルボン紙をベタ画像の方向へ重石ごと動かして、ベタ画像を擦ることで、速乾性を評価した。
Ａ：シルボン紙にインクが転写していなかった
Ｂ：シルボン紙にわずかにインクが転写していた
Ｃ：シルボン紙にインクが転写し、ベタ画像が大きく乱れた。
【００７０】
（インクの保存安定性）
インクの吸光度を測定し、色材の沈降しやすさを確認することで、インクの保存安定性を評価した。まずは、各インクの吸光度Ａ０を測定した。１０ｍＬのメスシリンダーにインク１０ｍＬを入れ、ラップして温度６０℃で、３０日間静置した。その後、メスシリンダーの目盛り８ｍＬから目盛り１０ｍＬの２ｍＬ分を取り出して、別の容器に移した。移したインクの吸光度Ａ１を測定して、Ａ１／Ａ０を算出した。Ａ１／Ａ０の値が小さいほど、色材が沈降していることを意味している。吸光度の測定は、分光光度計（Ｕ−３３００、日立製作所製）を用いて行った。測定の条件は、以下に示す。
・測定セル：１ｃｍ  石英セル
・サンプリング間隔：０．１ｎｍ
・スキャン速度：３０ｎｍ／分
・測定回数：５回測定平均
Ａ：０．８以上１．０以下だった
Ｂ：０．６以上０．８未満だった
Ｃ：０．６未満だった。
【００７１】
【表７】
2019108452.tif 000008
【図１】
2019108452.tif 000009
【図２】
2019108452.tif 000010
【図３】
2019108452.tif 000011