(57)【要約】【課題】従来のセルロースファイバーを色材とするインク組成物および印刷方法では、被記録媒体表面での滲み、裏面への裏抜けが起きるため、高精細な印刷ができないこと。【解決手段】着色されたセルロースファイバーと、水と、重量割合が１％以上９５％以下の水溶性有機溶媒とを含む分散媒からなるインク組成物とする。これにより、着色されたセルロースファイバーを被記録媒体の網目に引っかかりやすい色材、すなわち被記録媒体に対する拡散係数の小さい色材とし、被記録媒体に対するインク組成物の接触角を９０度以下の濡れやすい状態を実現して、被記録媒体に印刷したときの滲み、裏抜けを防止することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色されたセルロースファイバーと分散媒とを含み、
前記分散媒は水と水溶性有機溶媒とを含み、
前記水溶性有機溶媒の前記分散媒に対する重量割合が、１％以上９５％以下であるインク組成物。
【請求項２】
前記セルロースファイバーは、着色剤で着色され、
前記着色剤は、反応染料、直接染料、硫化染料、建染染料のいずれかである、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項３】
前記セルロースファイバーは、２ｎｍ以上１０μｍ以下の平均繊維幅で、繊維の長さと繊維幅のアスペクト比（繊維長さ／繊維幅）が１００以上である、請求項１または２に記載のインク組成物。
【請求項４】
被記録媒体に対する接触角が９０度以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項５】
セルロースファイバーを着色する工程と、
着色された前記セルロースファイバーと分散媒とを混合する工程と、を含み、
前記分散媒は、水と水溶性有機溶媒とを含み、前記水溶性有機溶媒の前記分散媒に対する重量割合が、１％以上９５％以下であるインク組成物の製造方法。
【請求項６】
前記セルロースファイバーを着色する工程は、着色された前記セルロースファイバーを洗浄する工程を含む、請求項５に記載のインク組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク組成物およびインク組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク組成物を用いた印刷方法として、インクの微小液滴を飛翔させて紙などの被記録媒体上に付着させることにより行うインクジェット記録方式が知られている。近年のインクジェット記録方式の技術的な進歩により、これまでオフセット印刷が用いられていた高精細な画像記録（画像印刷）の分野においても、インクジェット記録方式を用いたインクジェット記録装置が採用されるようになった。
【０００３】
このようなインク組成物を用いた印刷方法として、特許文献１には、着色剤によって着色したセルロース微小繊維を含む分散液を用いて有意情報を用紙に印刷する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−７６６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の印刷方法では、着色剤によって着色したセルロース微小繊維を含む分散液を用紙に印刷する前に、用紙の含水率を９〜８５％未満とする含水率調整工程を導入する例が示されている。用紙の含水率が高い状態では、用紙における繊維の網目が広がることから、印刷された分散液が用紙の表面から裏へ抜けて色材が滲む所謂裏抜けや、乾燥に時間が掛かることから用紙の表面に分散媒が拡散して色材が広がる滲みなどの不具合が発生し易い。すなわち、上記特許文献１の印刷方法では高画質な印刷を行うことが難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係るインク組成物は、着色されたセルロースファイバーと分散媒とを含み、分散媒は、水と、水溶性有機溶媒とを含み、水溶性有機溶媒の分散媒に対する重量割合が、１％以上９５％以下であることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、インク組成物に含まれる着色されたセルロースファイバーは、通常インクジェット法などのインクに使われる色材である染料分子に比べて体積が大きいため、インク組成物中のセルロースファイバーが、パルプ、綿などを原料とする被記録媒体、具体的には用紙、不織布や布帛などの繊維の網目に物理的に引っかかりやすくなる。よって、インク組成物を用いて印刷した被記録媒体の表面近傍に着色されたセルロースファイバーが偏在しやすくなる。すなわち、印刷時に裏抜け防止が可能となり発色性の高い高精細な印刷が可能となる。
また、インク組成物の分散媒は水と水溶性有機溶媒とを含み、水溶性有機溶媒の分散媒に対する重量割合を１％以上９５％以下とすることによって、被記録媒体に対する濡れを良くし、インク組成物の被記録媒体への吸収速度を高めることで、被記録媒体の表面での滲みを防止することができる。すなわち、高精細な印刷を実現することが可能なインク組成物を提供することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載のインク組成物において、セルロースファイバーは、着色剤で着色され、着色剤は、反応染料、直接染料、硫化染料、建染染料のいずれかであることが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、着色剤によって着色されたセルロースファイバーは、インク組成物に含まれる成分の中で単位体積当たりの重量、単位分子あたりの体積のいずれかが最も大きい構成成分となり、このセルロースファイバーがインク組成物の色材となる。したがって、通常インクジェット法などで使われるインクの色材となる染料分子よりも色材のサイズが大きくなり、被記録媒体、具体的には用紙、不織布、布帛などの繊維の網目を色材が透過し難くなるため、印刷時に裏抜けしない染料系のインク組成物とすることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載のインク組成物において、セルロースファイバーは、２ｎｍ以上１０μｍ以下の平均繊維幅で、繊維の長さと繊維幅のアスペクト比（繊維長さ／繊維幅）が１００以上であることが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、セルロースファイバーのサイズが代表的な被記録媒体である通常解繊されるパルプのサイズ（１０μｍ程度）より小さくなる。したがって、被記録媒体、具体的には用紙の繊維の網との接触面積が大きくなるため、繊維の厚さ方向に対する拡散が小さくなることで、裏抜けを防止することが可能となり、高精細な印刷が可能となる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載のインク組成物は、被記録媒体に対する接触角が９０度以下であることが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、接触角が９０度以下となることで、インク組成物の被記録媒体に対する吸収速度が高くなり、インク組成物の被記録媒体表面の滲み、裏抜けを防止することができる。
【００１５】
［適用例５］本適用例に係るインク組成物の製造方法は、セルロースファイバーを着色する工程と、着色されたセルロースファイバーと分散媒とを混合する工程とを含み、分散媒は、水と水溶性有機溶媒とを含み、水溶性有機溶媒の分散媒に対する重量割合が、１％以上９５％以下であることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、分散媒における水溶性有機溶媒の重量割合を１％以上９５％以下とすることで、被記録媒体に対する濡れを良くし、インク組成物の被記録媒体への吸収速度を高めることで、被記録媒体における裏抜け、滲みを防止することが可能なインク組成物を製造することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載のインク組成物の製造方法において、セルロースファイバーを着色する工程は、着色されたセルロースファイバーを洗浄する工程を含むことが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、着色されたセルロースファイバーを洗浄する工程では、セルロースファイバーに未定着の着色剤を除去することができるので、インク組成物中における未定着の着色剤の量を低減して、印刷時の滲み、裏抜けを防止することが可能なインク組成物を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】水のみを分散媒としたインク組成物の滲みを示す顕微鏡写真による図。
【図２】分散媒が水：プロピレングリコール＝９５：５のときインク組成物の滲みを示す顕微鏡写真による図。
【図３】分散媒が水：プロピレングリコール＝５：９５の比較例の染料インクの滲みを示す顕微鏡写真による図。
【図４】分散媒が５％のプロピレングリコールを含むインク組成物を普通紙に印刷した時の断面を示す顕微鏡写真による図。
【図５】色材が普通紙中を６６μｍ拡散、２００μｍ拡散したときの濃度分布のシミュレーション結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２１】
＜インク組成物＞
本実施形態のインク組成物は、色材として機能する着色されたセルロースファイバーと分散媒とを含む水系のインク組成物であって、被記録媒体として例えば普通紙に印刷したときに、適度な濡れ性と吸収性を実現して、高画質な画像を印刷可能とするものである。以降、インク組成物について説明する。
【００２２】
［セルロースファイバー］
本実施形態におけるセルロースファイバーは、各種セルロースを微細化することで得られ、このセルロースファイバーを例えば染料などで着色して色材として使用する。セルロースファイバーは微小繊維として利用可能なものであれば良く、パルプ、綿、紙、レーヨン、キュプラなどの再生セルロース繊維、バクテリア産生セルロース、ホヤなどの動物由来セルロースが利用できる。
【００２３】
また、これらセルロースファイバーは必要に応じてアセチル化、ヒドロキシアセチル化、カルボキシメチル化など化学処理してもよい。セルロースファイバーの化学処理は、インク組成物中でのセルロースファイバーの分散性を良くすること、被記録媒体に対する吸着性を向上させることなどのために利用することができる。
【００２４】
パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ双方を好適に使用できる。木材パルプとしては、機械パルプと化学パルプとあり共に利用可能である。リグニンを含む場合は、着色があるため、被記録媒体に対して適したパルプを選択する必要がある。化学パルプにはサルファイドパルプ、クラフトパルプ、アルカリパルプなどがあるが、いずれも好適に使用できる。非木材パルプとしては、藁、バガス、ケナフ、竹、葦、楮、亜麻などいずれも利用可能である。
【００２５】
綿は主に衣料用繊維に用いられる植物であり、綿花、綿繊維、綿布のいずれも利用可能である。
【００２６】
紙はパルプから繊維を取り出し漉いたもので、新聞紙や廃牛乳パック、コピー済み用紙などの古紙も好適に利用できる。
【００２７】
また、微小繊維としてのセルロースファイバーとして、セルロースを破砕し一定の粒径分布を有したセルロース粉末を用いても良く、日本製紙ケミカル社製のＫＣフロック、旭化成ケミカルズ社製のセオラス、ＦＭＣ社製のアビセルなどが挙げられる。
【００２８】
セルロースファイバーは平均繊維幅で２ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。セルロースファイバーの繊維長さと幅のアスペクト比（アスペクト比＝繊維長さ／繊維幅）が１００以上であることが好ましい。セルロースファイバーは平均繊維幅で２ｎｍ以上１０μｍ以下とすることで、被記録媒体に使われる木材パルプ、非木材パルプの網目に入り込める、大きな接触面積を持てるため堅牢な印刷が可能になる。
【００２９】
使用するセルロースファイバーは乾燥状態、湿潤状態、水分散状態いずれの状態でもよい。セルロースファイバーが水を含む場合、分散媒との混合において、含まれる水の重量を考慮することが好ましい。
【００３０】
以下にセルロースファイバーを着色する着色剤について例示する。着色剤はここで例示したものに限らず、セルロースファイバーを着色できるものであれば使うことができる。
【００３１】
［染料］
本実施形態における着色剤としての染料は、セルロースファイバーを染色可能であればよく、特に反応染料、硫化染料が印刷物の堅牢性が高いため適しているが、これに限らず、直接染料、建染染料、その他染料を使用することができる。また、セルロースファイバーへの定着の容易さから染料を着色剤として使うことが好ましい。例えば、用紙、不織布、布帛などに対して印刷することに加え、安価にセルロースファイバーを着色するには、染料が好ましい。なお、着色剤としての染料は顔料に比べて分子サイズが小さいことから、染料を単独でインク組成物中の色材として用いた場合には、顔料に比べて、被記録媒体に印刷したときの滲みや裏抜けが生じ易い。
【００３２】
反応染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＹｅｌｌｏｗ２、３、１８、８１、８４、８５、９５、９９、１０２などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｏｒａｎｇｅ ５、９、１２、１３、３５、４５、９９などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＢｒｏｗｎ２、８、９、１７、３３などのブラウン染料、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＲｅｄ１、３、４、１３、１５、２４、２９、３１、３３、１２０、１２５、１５１、２０６、２１８、２２６、２４５などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＶｉｏｌｅｔ１、２４などのバイオレット、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＢｌｕｅ２、５、１０、１３、１４、１５、１５：１、２１、４９、６３、７１、７２、７５、１６２、１７６、ＲｅｃａｃｔｉｖｅＢｌｕｅ４、１９、１９８などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＧｒｅｅｎ５、８、１９などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＢｌａｃｋ１、８、２３、３９などのブラック染料が挙げられる。その他、市販されるＳｕｍｉｆｉｘＨＦ、ＳｕｍｉｆｉｘＳｕｐｒａ、Ｓｕｍｉｆｉｘ（以上全て製品名、住友ケムテックス）、ＫａｙａｃｉｏｎＣＦ、ＫａｙａｃｉｏｎＥ、ＫａｙａｃｉｏｎＥ−ＣＭ、ＫａｙａｃｉｏｎＥ−ＬＭ、ＫａｙａｃｉｏｎＡ、ＫａｙａｃｉｏｎＰ、ＫａｙａｃｉｏｎＰｌｉｑｕｉｄ（以上全て製品名、日本化薬株式会社）などが挙げられる。
【００３３】
硫化染料は、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＢｌａｃｋ１、６などのブラック染料、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＢｌｕｅ５、７、１０、１１、１５などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＧｒｅｅｎ３、１３、１４などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＢｒｏｗｎ１、３、４、５、１０、などのブラウン染料、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＲｅｄ６、１０、１１などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＹｅｌｌｏｗ２、９などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．ＳｕｌｐｈｕｒＯｒａｎｇｅ１などのオレンジ染料が挙げられる。その他、市販品ではＫａｙａｋｕＳｕｌｐｈｕｒ、ＫａｙａｋｕＨｏｍｏｄｙｅ（以上全て製品名、日本化薬株式会社）、ＡＳＡＴＨＩＯ、ＡＳＡＴＨＩＳＯＬ（以上全て製品名、旭化学工業株式会社）、ＫａｍｉｙｏＣａｒｂｏｎ、ＫａｍｉｙｏＳｕｌｐｈｕｒ、Ｋａｍｉｙｏｖｉｎｙｌｏｎ（以上全て製品名、カミヨ千々木株式会社）などが挙げられる。
【００３４】
直接染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ１７、２６、１０２などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ２、４、６、９、１７、２３、２６、２８、３１、３９、５４、５５、５７、６２、６３、６４、６５、６８、７２、７５、７６、７９、８０、８１、８３、８３：１、８４、８９、９２、９５、９９、１１１、１４１、１７３、１８０、１８４、２０７、２１１、２１２、２１４、２１８、２２１、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２３２、２３３、２４０、２４１、２４２、２４３、２４７などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＶｉｏｌｅｔ７、９、４７、４８、５１、６６、９０、９３、９４、９５、９８、１００、１０１などのバイオレット染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１、１５、２２、２５、４１、６２、７１、７６、７７、８０、８６、８７、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２００、２０１、２０２、２２６などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８、１１、１２、２１、２８、３３、３９、４４、４９、５０、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１００、１１０、１４４、１４６、などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ１７、２６、１０２などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１７、１９、２２、３１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、１５４、１６８、１９５などのブラック染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｒｏｗｎ２、９５、１１６、１６１、２２３などのブラウン染料、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＧｒｅｅｎ１、６、２６、５９、８９などのグリーン染料などが挙げられる。その他、市販されるＤｉｒｅｃｔＤｙｅｓ（製品名、保土谷化学工業株式会社）Ｋａｙａｒｕｓ、ＫａｙａｒｕｓＣｕｐｒｏ（以上全て製品名、日本化薬株式会社）、Ｓｕｍｉｌｉｇｈｔ染料、ＳｕｍｉｌｉｇｈｔＳｕｐｒａ染料（以上、全て製品名、田岡化学工業株式会社）などが挙げられる。
【００３５】
建染染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＲｅｄ５、６、１３、２０、２１、２３、２６、２８、２９、３３、３７、３８、４０、４１、４２、４８などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｒｏｗｎ１、５、９、２１、２３、２４、２５、２６、３１、３４、３７、４５、６８、７２などのブラウン染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｌａｃｋ１、８、９、２８、２９、３５などのブラック染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ１、３、４、７、８、１０、１１、１３、２５、３０、３２、３３、３４、３５、３６、３７、４１、４７、４８などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＯｒａｎｇｅ１、２、４、９、１１、１６、１７、１８、１９、２０、２３、２６などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＶｉｏｌｅｔ１：１、２、３、４、１０、１７、１９、３１などのバイオレット染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＧｒｅｅｎ１、２、４、５、１３、１４、１７、などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＹｅｌｌｏｗ１、２、３、９、１０、１３、１８、１１、１１：１、２０、２３、２７、２９、３１、２８、４９などのイエロー染料が挙げられる。その他、市販されるＭｉｋｅｔｈｒｅｎｅ、ＭｉｔｓｕｉＶａｔ（以上全て製品名、ＤｙＳｔａｒ）、Ｃｉｂａｎｏｎｅ（製品名、Ｈｕｎｔｓｍａｎ）などが挙げられる。
【００３６】
その他の染料としては、例えば、塩基性染料のＣ．Ｉ．ＢａｓｉｃＶｉｏｌｅｔ３、４、１１、１４、２４、クリスタルバイオレットなどのバイオレット染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｌｕｅ９、１７、２６、５３、５４などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ１、２、９、１５、１８、２２、４９、５４などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｌｕｅ７、３、１１、２６、４７、５７、６２、１６２などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＯｒａｎｇｅ１４、２２などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＹｅｌｌｏｗ２、２４、２９、４９、５１、８７、９６などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＧｒｅｅｎ１、４、５、１８などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｒｏｗｎ１、４などのブラウン染料などが挙げられる。その他市販されるＢａｓｉｃＤｙｅｓ（製品名、保土谷化学工業株式会社）、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ染料（製品名、田岡化学工業株式会社）などが挙げられる。
【００３７】
その他の染料としては、例えば、酸性染料のＣ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ１７、２３、３６、４２、４９、１１６、１１７、２１９などのイエロー染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＧｒｅｅｎ１、２５、２７、４１、５０、７３などのグリーン染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＯｒａｎｇｅ７、５、２４、６７、１５６などのオレンジ染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ１、１３、１４、１８、２７、３３、４８、５０、５２、７１、８０、８７、８８、９２、９４、９７、１０６、１１９、１１４、１２２、１３１、１３８、１５１、２４９、３６１などのレッド染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ４５、４７、６２、８３、９０、１１３、１１９、１２０、１２９、１６８、２６４などのブルー染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｒｏｗｎ１４、７５、９８、１１６、１６３、１６５、３４９、３５８などのブラウン染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌａｃｋ１、２、２３４、エリオクロムブラックＴなどのブラック染料、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＶｉｏｌｅｔ７、１７、５４、６８、９０などのバイオレット染料などが挙げられる。その他、市販されるＫａｙａｃｙｌ、Ｋａｃｙａｎｏｌ、Ｋａｙａｎｏｌ、Ｍｉｌｌｉｎｇ、Ｋａｙｋａｌａｎ、Ｋａｙａｌａｘ（全て製品名、日本化薬株式会社）、Ｓｕｎｃｈｒｏｍｉｎｅ染料、Ｓｕｍｉｎｏｌ染料、Ａｍｉｎｙｌ染料（以上全て製品名、田岡化学工業株式会社）などが挙げられる。
【００３８】
その他の染料としては、例えば、カチオン染料のＣ．Ｉ．ＢａｓｉｃＹｅｌｌｏｗ１１、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＶｉｏｌｅｔ７、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ１３、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ１４、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＢｌｕｅ４１、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＹｅｌｌｏｗ２８、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ３９、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＶｉｏｌｅｔ１６、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＯｒａｎｇｅ２１などが挙げられる。その他市販されるＫａｙａｃｒｙｌＥＤ（製品名、日本化薬株式会社）などが挙げられる。
【００３９】
また、その他の染料としては、例えば、中性染料のＣ．Ｉ，ＢａｓｉｃＲｅｄ５、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌａｃｋ６０、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ１２８、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ１５１、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌａｃｋ１７０、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌａｃｋ１６８、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌａｃｋ６３，Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＯｒａｎｇｅ８８などが挙げられる。
【００４０】
［分散媒］
本実施形態における分散媒は、水と水溶性有機溶媒とを含む。水溶性有機溶媒は特に限定されず、通常インク組成物に含有され得る種を用いることができる。
【００４１】
水は、イオン交換水、限界濾過水、逆浸透水、蒸留水などの純水、または超純水を用いることができる。分散媒中の水の重量割合は５％以上〜９９％以下であることが好ましい。
【００４２】
水溶性有機溶媒として、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタメチレングリコール、２−ブテン−１，４ジオール、トリプロピレングリコール１、２−ペンタンジオール、１、２−ヘキサンジオール、１、３−プロパンジオール、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、１、７−ヘプタンジオール、１、８−オクタンジオールグリセロール、１，２、４−ブタントリオール、テトラヒドロフラン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、γ−ブチルラクトン、数平均分子量２０００以下のポリエチレングリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びＮ−エチル−２−ピロリドンなどが例示できる。水溶性有機溶媒は、１種単独で用いても、２種以上を組み合わせても良い。水溶性有機溶媒を分散媒に混合することで、より被記録媒体に対する吸収速度を高めることができる。
【００４３】
分散媒に使用する水溶性有機溶媒には、水が含まれていることがあるため、分散媒を調整する際に、水溶性有機溶媒に含まれる水の量を考慮することが好ましい。
【００４４】
本実施形態におけるインク組成物の分散媒には、界面活性剤、樹脂、腐敗防止剤、ｐＨ調整剤、溶解補助剤、酸化防止剤、防黴剤など、通常のインク組成物に含有され得る成分を１種以上含んでもよい。
【００４５】
界面活性剤はインク組成物中の各成分の分散性を高めるために利用することができる。
【００４６】
樹脂は、インク組成物で印刷した印刷物の摩擦堅牢性を高めるために利用することができる。
【００４７】
腐敗防止剤は、インク組成物中のセルロースファイバー、その他の成分や、印刷物の経時劣化を抑制するために利用することができる。
【００４８】
ｐＨ調整剤は、発色性、被記録媒体に対する吸着性、摩擦堅牢性を高めるためにインク組成物のｐＨを制御するために利用することができる。
【００４９】
溶解補助剤は、水、水溶性有機溶媒だけでは溶解しにくい成分を溶かし、インク組成物と混和させるために利用することができる。
【００５０】
酸化防止剤は、インク組成物、印刷物の大気、水蒸気の影響で経時的な酸化による劣化を抑制するために利用することができる。
【００５１】
防黴剤は、インク組成物、印刷物の黴による経時劣化を抑制するために利用することができる。
【００５２】
本実施形態のインク組成物に添加可能な界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができ、さらにこれらは併用してもよい。
【００５３】
ノニオン系界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びポリシロキサン系界面活性剤のうち少なくとも１種が好ましい。
【００５４】
上記のアセチレングリコール系界面活性剤及びアセチレンアルコール系界面活性剤としては、以下に限定されないが、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール及び２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールのアルキレンオキシド付加物、並びに２，４−ジメチル−５−デシン−４−オール及び２，４−ジメチル−５−デシン−４−オール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３オール、２，４−ジメチル−５−ヘキシン−３−オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される１種以上を例示できる。また、アセチレングリコール系界面活性剤及びアセチレンアルコール系界面活性剤は市販品も利用することができ、サーフィノール１０４、１０４Ｅ、１０４Ｈ、１０４Ａ、１０４ＢＣ、１０４ＤＰＭ、１０４ＰＡ、１０４ＰＧ−５０、１０４Ｓ、４２０、４４０、４６５、４８５、ＳＥ、ＳＥ−Ｆ、５０４、６１、ＤＦ３７、ＣＴ１１１、ＣＴ１２１、ＣＴ１３１、ＣＴ１３６、ＴＧ、ＧＡ（以上全て製品名、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ． Ｉｎｃ．社製）、オルフィンＢ、Ｙ、Ｐ、Ａ、ＳＴＧ、ＳＰＣ、Ｅ１００４、Ｅ１０１０、ＰＤ−００１、ＰＤ−００２Ｗ、ＰＤ−００３、ＰＤ−００４、ＥＸＰ．４００１、ＥＸＰ．４０３６、ＥＸＰ．４０５１、ＡＦ−１０３、ＡＦ−１０４、ＡＫ−０２、ＳＫ−１４、ＡＥ−３（以上全て製品名、日信化学工業株式会社製）、アセチレノールＥ００、Ｅ００Ｐ、Ｅ４０、Ｅ１００（以上全て製品名、川研ファインケミカル株式会社製）などが挙げられる。
【００５５】
フッ素系界面活性剤としては、市販されているものを用いてもよく、例えば、メガファックＦ−４７９（ＤＩＣ株式会社製）、ＢＹＫ−３４０（ビックケミー・ジャパン社製）などが挙げられる。
【００５６】
ポリオルガノシロキサン系界面活性剤としては、市販されているものを用いることができ、例えば、オルフィンＰＤ−５０１、オルフィンＰＤ−５０２、オルフィンＰＤ−５７０（いずれも、日信化学工業株式会社製）、ＢＹＫ−３４７、ＢＹＫ−３４８（いずれも、ビックケミー株式会社製）などが挙げられる。
【００５７】
さらに、ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルグルコシド、ポリオキシアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールアルキルフェニルエーテル、蔗糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアセチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンオキサイド、脂肪酸アルカノールアミド、アルキロールアマイド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーなどを用いてもよい。
【００５８】
アニオン系界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、石けん、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、モノアルキルリン酸エステル塩、α−オレフィンスルホン酸塩、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、ナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレングリコールアルキルエーテルリン酸エステル塩などが挙げられる。
【００５９】
カチオン性界面活性剤としては、第４級アンモニウム系としてアルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩及びアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アミン塩系としてＮ−メチルビスヒドロキエチルアミン脂肪酸エステル塩酸塩などが挙げられる。
【００６０】
両性界面活性剤としては、アミノ酸系としてアルキルアミノ脂肪酸塩、ベタイン系としてアルキルカルボキシルベタイン、アミンオキシド系としてアルキルアミンオキシドなどが挙げられる。両性界面活性剤は、これらに限定されるものではない。
【００６１】
界面活性剤を配合する場合、一般的に界面活性剤を添加する分散媒に対する重量割合で０．１％以上３％以下であることが好ましい。
【００６２】
本実施形態のインク組成物は樹脂を含んでいてもよい。樹脂は、エマルションの形態で分散媒に含まれていてもよいし、分散媒に溶解した状態で含まれていても良い。樹脂は染色したセルロースファイバーの分散剤として機能してもよい。また、樹脂は、インクの定着性を高め被記録媒体に対する印刷物の摩擦堅牢性を高める目的で添加されても良い。
【００６３】
このような、エマルション形態の樹脂は成分としては、ウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。分散媒ではこれらの樹脂成分のうち１種以上を含む樹脂エマルションを使用することができる。
【００６４】
ウレタン樹脂としては、分子中にウレタン結合を有するものであれば特に制限されないが、ウレタン結合に加えて、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂なども使用することができるがこれらに限定されない。
【００６５】
スチレンアクリル樹脂やアクリル樹脂の市販品としては、例えばモビニール９６６Ａ、モビニール７３２０（日本合成化学株式会社製）、マイクロジェルＥ−１００２、マイクロジェルＥ−５００２（以上、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１、ボンコート５４５４（以上、株式会社ＤＩＣ製）、ＳＡＥ１０１４（日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（サイデン化学株式会社製）、ジョンクリル７１００、ジョンクリル３９０、ジョンクリル７１１、ジョンクリル５１１、ジョンクリル７００１、ジョンクリル６３２、ジョンクリル７４１、ジョンクリル４５０、ジョンクリル８４０、ジョンクリル７４Ｊ、ジョンクリルＨＲＣ−１６４５Ｊ、ジョンクリル７３４、ジョンクリル８５２、ジョンクリル７６００、ジョンクリル７７５、ジョンクリル５３７Ｊ、ジョンクリル１５３５、ジョンクリルＰＤＸ−７６３０Ａ、ジョンクリル３５２Ｊ、ジョンクリル３５２Ｄ、ジョンクリルＰＤＸ−７１４５、ジョンクリル５３８Ｊ、ジョンクリル７６４０、ジョンクリル７６４１、ジョンクリル６３１、ジョンクリル７９０、ジョンクリル７８０、ジョンクリル７６１０（以上、ＢＡＳＦ社製）、ＮＫバインダー Ｒ−５ＨＮ（新中村化学工業株式会社製）などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００６６】
水溶性有機溶媒の分散媒に対する重量割合は、１％以上９５％以下であることが好ましい。
【００６７】
分散媒における水と水溶性有機溶媒との重量割合を上記に示すように調整することにより、インク組成物の被記録媒体に対する接触角を９０度以下とすることができる。接触角を９０度以下にすることで、被記録媒体に対するインク組成物の吸収速度が高くなるため、被記録媒体表面での滲み、裏抜けを防止し、高精細な印刷が可能になる。
【００６８】
インク組成物の被記録媒体に対する接触角の簡易的な測定方法としては、被記録媒体、具体的には普通紙（王子製紙製高白色上質紙）上にインク組成物をディスペンサーで２μｌ（マイクロリットル）滴下し、滴下した面と水平な方向からデジタルカメラもしくはビデオカメラで滴下瞬間の静止画像を取得し、画像解析により、接触角を測定する方法が挙げられる。
【００６９】
接触角の正確な計測には、共和界面化学株式会社が提供するポータブル接触角計ＰＣＡ−１１、全自動接触角計ＤＭｏ−１１０１、接触角計ＤＭｏ−５０１、ＤＭｓ−４０１、簡易接触角計ＤＭｅ２１１、メイワフォーシス株式会社が提供するＰｈｏｅｎｉｘ−３００Ｔｏｕｃｈ、Ｐｈｏｅｎｉｘ−Ａｌｐｈａ、Ｐｈｏｅｎｉｘ−ＰｉｃｏＴｏｕｃｈなどを利用することができる。
【００７０】
＜インク組成物の製造方法＞
次に、本実施形態のインク組成物の製造方法について説明する。本実施形態のインク組成物の製造方法は、セルロースファイバーを着色する工程と、着色されたセルロースファイバーと分散媒とを混合する工程と、を有している。
【００７１】
まず、本実施形態におけるセルロースファイバーを着色する工程の一例について説明する。本実施形態では反応染料を用いる方法を示すが、着色方法を限定するものではなく、硫化染料、直接染料、建染染料、その他の染料などをセルロースファイバーの着色剤として利用することができる。
【００７２】
反応染料によりセルロースファイバーを染色する。セルロースファイバーには株式会社スギノマシンが提供するＢｉＮＦｉ−ｓを利用する。反応染料には住化ケムテックス株式会社が提供するＳｕｍｉｆｉｘＢｒｉｌｌ．Ｒｅｄ３８Ｆ１５０％ｇｒａｎ．を使う。まず染料が５ｗｔ％になるように水に溶解し、染料水溶液とする。染料水溶液に対して重量割合が２．２５％になるようにセルロースファイバーを加え、染料水溶液に対して芒硝（５０ｇ／Ｌ（リットル））と、ソーダ灰（１０ｇ／Ｌ）とを加え、６０℃に撹拌しながら昇温させ、４０分間加熱する。
【００７３】
上述したセルロースファイバーを染料水溶液に入れる前に、ミキサーなどで予備解繊を行うことができる。予備解繊によって、セルロースファイバーと染料水溶液中の染料との接触頻度が高まり高い効率で、均一に染色することができる。
【００７４】
次に、染色したセルロースファイバーを、コタニ化学工業株式会社が提供するクインソープＳＫ−Ｄ（３ｇ／Ｌ）とトリポリリン酸ソーダ（１．５ｇ／Ｌ）とを水に溶かしたソーピング液に入れ１０分間沸騰させ、未反応、未定着の染料を除去する。ソーピング液から染色されたセルロースファイバーを取出し、水洗した後、真空加熱乾燥で染色されたセルロースファイバーに含有する水分を１０重量％まで除去し、染色したセルロースファイバーとした。
【００７５】
このようにセルロースファイバーを着色（染色）する工程は、未反応、未定着染料を除去する、着色（染色）されたセルロースファイバーを洗浄する工程を含むことが好ましい。未反応、未定着染料を除去することで、被記録媒体におけるインク組成物の滲み、裏抜けをより確実に防止可能なインク組成物の製造方法を提供することができる。
【００７６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。セルロースファイバーの染色の変形例を以下に述べる。
【００７７】
（変形例１）
セルロースファイバーを硫化染料で染色する。セルロースファイバーは前述した反応染料の染色と同じ、株式会社スギノマシン提供のＢｉＮＦｉ−ｓを使う。硫化染料には旭化学工業株式会社提供のＡＳＡＨＩＴＨＩＯＳＯＬを用いる。硫化染料を水に５重量％に調整し染料水溶液とする。染料水溶液に重量割合が５％になるようにセルロースファイバーを加え、常温のまま均染剤として１重量％のＡＳＡＨＩノーザー８０００（製品名、旭化学工業株式会社製）と、ソーダ灰（１２ｇ／Ｌ）と、芒硝（１０ｇ／Ｌ）と、チオゲン（７ｃｃ／Ｌ）とを染料水溶液に投入し、８５℃まで昇温し、４０分間加熱撹拌する。この染料水溶液からセルロースファイバーを取出し、水洗で未定着の染料を除去する。水洗したセルロースファイバーをきれいな水に入れ、酸化剤としてのＡＳＡＨＩオキシ５０（製品名、旭化学工業株式会社製；１ｃｃ／Ｌ）と、酢酸９０重量％水溶液（４ｃｃ／Ｌ）とを加え４０℃に昇温し、１５分間加熱撹拌してセルロースファイバーを染色する。冷却後、染色されたセルロースファイバーを取出し、水洗し酸化剤、酢酸を除去する。必要に応じて有機溶媒、ソーピング剤などを使った洗浄を行う。
【００７８】
変形例１によれば、硫化染料は一般的な染料には出せない複雑な中間色を発色させることができる。また、硫化染料は他の染料と比較して安価であるため、インク組成物の製造コストを軽減することができる。
【００７９】
（変形例２）
セルロースファイバーを直接染料で染色する。セルロースファイバーは前述した反応染料の染色と同じ、株式会社スギノマシン提供のＢｉＮＦｉ−ｓを使う。直接染料には、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１を使う。直接染料を１重量％になるように調整した染料水溶液に対して、３重量％になるようにセルロースファイバーを加え、６０℃まで昇温し、９０分間加熱撹拌し、セルロースファイバーを染色する。染色されたセルロースファイバーは水洗し、未定着の染料を除去して、１０重量％の水に分散させる。必要に応じて有機溶媒、ソーピング剤などを使った洗浄を行うことができる。
【００８０】
変形例２によれば、直接染料はセルロースファイバーを非常に簡便に染色できるため、製造コストを軽減できる。
なお、未反応あるいは未定着染料を除去するために、冷水、加熱した水、沸騰した水による洗浄の他、エタノール、アセトンなど染料可溶または可分散性の有機溶媒、市販されるセンカノールＣ−８０、センカノールＣＷ（以上全て製品名、センカ株式会社製）、リムーバーＰ、クインソープＳＫ−Ｄ、クインソープＧ−１００（以上全て製品名、コタニ化学工業株式会社製）、メイサノール、ラッコール、グランアップ（以上全て製品名、明成化学工業株式会社製）、ニューソーパーＫ−３、ニューソーパーＫ−９Ａ、ニューソーパーＫ−１０、デスカラーＮ−３、（以上全て製品名、株式会社日新化学研究所製）、ＳＥソーパ３８０（製品名、エネックス株式会社）などを使って洗浄することができる。
【００８１】
着色剤は、セルロースファイバーに対する定着性の観点から、セルロースファイバーに対して容易に化学吸着させることができる染料であることが好ましい。染料の中でも共有結合を結ぶことができる反応染料、硫化染料であることがより好ましい。
【００８２】
着色剤は、インク組成物を被記録媒体に印刷した時の発色性の観点から、染料であることが好ましい。染料は発色性、色再現性が高いため、高精細な印刷が可能となる。
【００８３】
なお、着色剤として顔料を用いる場合には、セルロースファイバーに対する定着性の観点から、顔料とセルロースファイバーを結合するカップリング剤が含まれていることが好ましい。カップリング剤としては、シランカップリング剤、アミン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤などを使用することができる。セルロースファイバーと顔料とがカップリングすることで、顔料のみよりも被記録媒体中での色材の拡散係数を小さくすることができる。
【００８４】
セルロースファイバーの着色に用いる着色剤以外の材料として、浸透剤、浴中柔軟剤、金属イオン封鎖剤、還元防止剤、中性電解質、アルカリ剤、ｐＨ調整剤、有機溶媒などを使用することができる。
【００８５】
浸透剤として、非イオン性界面活性剤などを、繊維中への染料の浸透を高めるために利用することができる。
【００８６】
浴中柔軟剤は、繊維が擦れて劣化することを防止するために利用することができる。
【００８７】
金属イオン封鎖剤は、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダなどを、染料を溶かす溶液、ソーピング剤を溶かす溶液の硬度を下げるために利用することができる。
【００８８】
還元防止剤として、メタニトロベンゼンスルホン酸ソーダなどを、染料の還元分解を抑制し、色変化を防止するために利用することができる。
【００８９】
中性電解質として、無水芒硝、結晶芒硝、食塩などを、染色効率を高めるために利用することができる。
【００９０】
アルカリ剤として炭酸ソーダ、苛性ソーダなどを、染色効率を高めるために利用することができる。
【００９１】
ｐＨ調整剤としては、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム、アンモニア水、尿素を、加水分解反応触媒などの化学反応促進剤として使用することができる。
【００９２】
有機溶媒として、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、トルエンなどを、シランカップリング剤などを溶かすための溶媒として利用することができる。
【００９３】
次に、本実施形態における着色されたセルロースファイバーと分散媒とを混合する工程について説明する。着色されたセルロースファイバーが０．５重量％になるよう分散媒を加え、ミキサーで予備解繊し、ニーダーで均一分散させることでインク組成物とする。分散媒はあらかじめ水と水溶性有機溶媒とを混合してもよいし、ミキサーによる予備解繊時、ニーダーによる均一分散時に、水と水溶性有機溶媒とを混合してもよい。
【００９４】
着色されたセルロースファイバーと分散媒とを混合する工程で、インク組成物中に着色されたセルロースファイバーを均一分散する前に、予備解繊することが好ましい。予備解繊により、粗大な繊維の数が減るため、インク組成物中の着色されたセルロースファイバーの大きさの均一性が高くなる。
また、予備解繊は、均一分散させる装置での作業回数、時間軽減など均一分散に係る効率を高め、均一分散させる装置に対する負荷を軽減することができる。
【００９５】
予備解繊の方法は特に限定されず、パルプを離解、叩解、精製などに使うリファイナ、高圧ホモジナイザ、グラインダ、ミキサー、水ジェット法などを利用することができる。
【００９６】
均一分散させる方法は特に限定されず、高圧ホモジナイザ、グラインダ、高圧水ジェット、加圧ニーダー、ボールミル、超音波ホモジナイザなどを使うことができる。
【００９７】
セルロースファイバーを着色する着色剤は、前述した工程によって提供されるインク組成物の保存安定性の観点から、分散媒の水溶性有機溶媒と同等の比重０．９ｇ／ｃｍ3以上１．６ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。インク組成物を用いた印刷物の発色性の観点を加えると、着色剤は染料であることがより好ましい。染料分子はセルロース分子の比重１．５６ｇ／ｃｍ3に比べて比重が小さいか同等程度であるため、セルロースファイバーに化学吸着、物理吸着してもセルロースファイバーの比重を大きく変えず、沈降しにくい色材となる。
【００９８】
着色剤の比重が１．６ｇ／ｃｍ3以上のときは、保存安定性の観点から、インク組成物を使用する装置内でインク組成物を循環させることで、インク組成物に含まれる色材となる着色されたセルロースファイバーが沈降しないようにすることが好ましい。
【００９９】
本実施形態の分散媒は、被記録媒体、具体的には普通紙に対する接触角が９０度以下になる水溶性有機溶媒の重量割合を簡易的な接触角測定方法にて測定して決定する。
【０１００】
次に、具体的なインク組成物における分散媒の構成例と、被記録媒体における滲み、裏抜けの評価について、表１〜表３、図１〜図５を参照して説明する。
まず、分散媒中の水溶性有機溶媒の重量割合と分散媒の接触角との関係を表１に示す。
水溶性有機溶媒は、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、γ−ブチルラクトンの中から選ばれる。表１は、分散媒中の水溶性有機溶媒の重量割合を変えて、分散媒の接触角を測定した値を示したものである。
【０１０１】
【表１】
2019085472.tif 000002
【０１０２】
表１では、横方向に水溶性有機溶媒の分散媒に対する重量割合、縦方向に水溶性有機溶媒の種類を記載した。表１中のＮＡは液滴を滴下した瞬間に分散媒が普通紙に吸収され接触角を測定できないことを示す。従って、ＮＡは接触角が非常に小さいことと同意である。
【０１０３】
表１に示すように、全ての水溶性有機溶媒において分散媒に対する水溶性有機溶媒の重量割合の増加に伴い、接触角が小さくなる、もしくは接触角を測定できない（ＮＡ）ことが分かる。このことより、接触角が９０度になる水溶性有機溶媒の重量割合の下限値より水溶性有機溶媒の重量割合が多くなれば接触角は９０度以下になると考えられる。
【０１０４】
表１において、接触角が９０度以下となる塗りつぶし部（灰色にハッチング）の分散媒中の水溶性有機溶媒の重量割合が下限値から上限値の９５重量％の範囲では、分散媒の接触角が９０度以下となると考えられる。この際、水と水溶性有機溶媒が相分離せず完全に混和していることが好ましい。
【０１０５】
表１に示す通り、分散媒が水のみの場合、接触角が９０度以上となり普通紙に対して濡れ性が良くない。特許文献１（特開２０１４−７６６５３号公報）に記載のように、エーテル類、アルコール類に代表される水溶性有機溶媒を加えても、普通紙に対する濡れ性を効果的に生じさせるには、分散媒の接触角が９０度以下となる水溶性有機溶媒の濃度があった。すなわち、本実施形態のインク組成物として利用できる分散媒に対する水溶性有機溶媒の重量割合は１％以上９５％以下であった。
【０１０６】
次に、裏抜け、滲みの評価を行う。具体的には、本実施形態の反応染料で着色したセルロースファイバーを色材に、分散媒を表１で示した水溶性有機溶媒の分散媒に対する上限値と下限値とを使い、色材が１重量％となるインク組成物を評価に用いた。裏抜け評価は、当該インク組成物を普通紙に０．２μｌ（マイクロリットル）滴下した時に、目視で裏に色が抜けたものは×（不適）、抜けないものを〇（好適）とした。滲み評価は、滴下した初期の液滴径（およそ３ｍｍ（ミリメートル））に対して滲みのないものを〇（好適）、少しでも滲むものを×（不適）とした。
【０１０７】
水溶性有機溶媒の重量割合が上限値と下限値とにおけるインク組成物の普通紙に対する滲みと裏抜けとを評価した結果を表２に示す。
【０１０８】
【表２】
2019085472.tif 000003
【０１０９】
表２に示すように、接触角が９０度以上の水のみを分散媒としたインク組成物だけ、滲みが確認された。滲みは滴下した液滴（インク組成物）の外形（円状）に対し、外周から中心に向かう色ムラが確認された。この色ムラは液滴の乾燥過程で液滴内に生じるマランゴニ流によってできるコーヒーステイン現象である。被記録媒体、具体的には普通紙表面で液滴の乾燥が起きる原因は、液滴の濡れの悪さに起因する。液滴の濡れの悪さは、下記式１に示すＬｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎの式の通り、液滴の接触角と関連している。Ｌｕｃａｓ−Ｗａｓｈｂｕｒｎの式は、単位時間ｔ当たりの浸透深さｌ（エル）が濡れ指標となり、濡れ指標と液滴の接触角θのコサインとの関係を示している。
【０１１０】
【数１】
2019085472.tif 000004
【０１１１】
上記式１中のｌ（エル）は浸透深さ（ｍ：メートル）、ｒは毛管半径（ｍ：メートル）、γは液体の表面張力（Ｎ／ｍ；ニュートン毎メートル）、θは接触角（π／１８０：ラジアン）、ηは粘度（ｍＰａ・ｓ：ミリパスカル・秒）、ｔ（ｓ：秒）は時間である。
【０１１２】
図１は、水のみを分散媒としたインク組成物の滲み示す顕微鏡写真による図である。図中のスケールは１目盛り１ｍｍである。
【０１１３】
これに対して、表２の接触角が９０度以下になる水溶性有機溶媒の濃度範囲では、被記録媒体、具体的には普通紙に対する液滴の吸収速度が、液滴の表面での移動に比べて十分早いため、滲みが起こらなかった。接触角が小さいと言うことは、すなわち普通紙に対する吸収速度が高くなるため、分散媒が水のみの場合に起こった普通紙の表面でのインク組成物の滲みを防止することができる。
【０１１４】
図２は、分散媒が水：プロピレングリコール＝９５：５のときのインク組成物の滲みを示す顕微鏡写真による図である。図中のスケールは１目盛り１ｍｍ（ミリメートル）である。
【０１１５】
インク組成物の粘度は、液滴を吐出して被記録媒体に印刷すること、具体的にはインクジェットプリンターに用いられるピエゾ方式、サーマル方式などで吐出できるような低い粘度であることが好ましく、インク組成物の粘度は５０ｍＰａ・秒（ミリパスカル・秒）以下であることがより好ましい。
【０１１６】
比較例の染料インクにおける滲みと裏抜けとを評価した結果を表３に示す。具体的には、比較例として、染料を水のみで溶かした染料インク（水溶性有機溶媒の濃度が０％）と、染料を分散媒（水：プロピレングリコール＝５：９５）で溶かした染料インク（水溶性有機溶媒の濃度が９５％）とを用いて、普通紙に対する滲みと裏抜けとを評価した。その評価結果をまとめたものが、以下に示す表３である。
【０１１７】
【表３】
2019085472.tif 000005
【０１１８】
表３に示すように、比較例の染料インクの滲み、裏抜けの評価では、いずれの濃度の分散媒においても滲み、裏抜けが発生した。染料分子の大きさは、普通紙を構成する網目のサイズより十分小さいため、分散媒の違いに寄らず、分散媒の吸収とともに、染料分子が紙の網目を表面方向、厚さ方向へ移動した。
【０１１９】
図３は、分散媒が水：プロピレングリコール＝５：９５の比較例の染料インクの滲みを示す顕微鏡写真による図である。図中のスケールは１目盛り１ｍｍ（ミリメートル）である。
【０１２０】
図３によれば、比較例の染料インクは、普通紙の表面方向に樹状に広がっていることが明らかに確認できる。この拡散は厚み方向にも等方的に起きているため非常に長い距離で拡散し得ることが容易にわかる。
【０１２１】
上記表２の分散媒に対する重量割合が５％のプロピレングリコールを含むインク組成物を普通紙に印刷した時の断面を観察した。断面は普通紙にインク組成物を２μｌ（マイクロリットル）滴下し、乾燥させた印刷物をポリエチレン樹脂に埋め、ポリエチレン樹脂ごと切断し断面を露出させ、マイクロスコープにて観察した。
【０１２２】
図４は、分散媒が５％のプロピレングリコールを含むインク組成物を普通紙に印刷した時の断面を示す顕微鏡写真による図である。図中の上部点線が液滴が滴下した普通紙の表面、下部点線が普通紙の裏面である。図中の下向きの矢印の部分までインク組成物中の着色されたセルロースファイバーによる着色が観察できた。着色されたセルロースファイバーの表面からの浸透深さはおよそ６６μｍであった。
【０１２３】
普通紙の厚み２００μｍに対して、上記インク組成物中の着色されたセルロースファイバーはおよそ６６μｍまで浸透して止まっていた。これに対して比較例の染料インクは裏抜けしていた、すなわち比較例の染料インク中の染料分子は少なくとも２００μｍ浸透したことになる。着色したセルロースファイバーをインク組成物の色材とすることで、被記録媒体、具体的には普通紙にインク組成物を印刷したとき、色材（着色したセルロースファイバー）の裏抜けを防止できるため、従来と同等の発色を可能にする着色剤（この場合は染料）の量を軽減できる。
【０１２４】
被記録媒体、具体的には普通紙に液滴が滴下された表面から、裏側に向かう着色されたセルロースファイバーおよび染料分子の濃度勾配は理想的にはＦｉｃｋの拡散方程式に従うため、本実施形態のインク組成物を使い、従来の染料インク同等の印刷物の表面の濃度を実現しても、裏抜けを防止できるため、従来に比べて少ない染料の濃度で同じ濃度の印刷が可能となる。
【０１２５】
図４から、色材となる着色されたセルロースファイバーが６６μｍ拡散するときと、染料インクの色材となる染料分子が完全に裏に抜ける２００μｍ拡散するときの普通紙断面の色材の濃度分布を簡易的にシミュレーションした。シミュレーションでは、乾燥により色材の拡散係数の変化が起こらないこと、非定常拡散のある時間における濃度分布を切り出して、濃度が０に漸近する拡散距離が６６μｍ、２００μｍになるときを、色材（染料）の濃度分布とした。色材（染料）の濃度分布は被記録媒体の表面における色材（染料）の濃度を１としたときの拡散距離に応じた濃度比を算出した。
【０１２６】
図５は、色材が普通紙中を６６μｍ拡散、２００μｍ拡散したときの濃度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。具体的には、被記録媒体としての普通紙の表面からの色材（染料）の拡散距離を横軸とし、拡散した色材濃度（染料濃度）と被記録媒体表面濃度との比を縦軸としたグラフである。
【０１２７】
シミュレーションの結果より、それぞれ６６μｍ拡散、２００μｍ拡散のグラフの面積が染料の量となるため、従来の２００μｍ拡散する染料インクに比べ、６６μｍ拡散するインク組成物では、同じ表面濃度にするには少ない量の染料で同等の発色を実現できることが分かる。
【０１２８】
前述したシミュレーションの結果は、株式会社スギノマシンが提供するセルロースファイバーの実験結果であるが、従来の染料インク中に溶解している染料分子に比べ、いかなるサイズのセルロースファイバーを使っても着色されたセルロースファイバーの方が染料分子より大きくなるため、被記録媒体、具体的にはパルプを原料とする紙などの網目に対する着色されたセルロースファイバーの拡散係数は大きくなる。つまり、被記録媒体の繊維の網目を色材としての着色されたセルロースファイバーが透過し難くなる。被記録媒体によって程度は異なるがすべての着色されたセルロースファイバーに共通する結果と考えられる。
【０１２９】
染料分子の大きさは、分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ程度までのとき、分子半径が数１０ｎｍ（ナノメートル）程度である。セルロースファイバーは、径が２ｎｍ〜１０μｍ（マイクロメートル）、長さが２００ｎｍ〜１ｍｍ程度であり、セルロースファイバーは染料分子に比べて桁違いに大きいことが分かる。
【０１３０】
従って、本実施形態によれば、少ない染料の量でも高い発色を実現できるため、インク組成物を安価に製造することができる。
【０１３１】
本実施形態のインク組成物とその製造方法によれば、パルプなどを原料とする被記録媒体の表面近傍に多くの色材を存在させ高い発色性が得られるため、高精細な印刷が可能なインク組成物とその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
該当なし。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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