(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダ樹脂として塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を有機溶剤に溶解させたインク用溶媒の製造方法において、
前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂は懸濁重合によって製造されたものであり、
前記溶剤に前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を溶解させる工程であって前記溶剤に前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の未溶解のゲル状の未溶解成分が含まれる状態に一部溶解させるプレ溶解工程と、
前記ゲル状の未溶解成分を含む前記溶剤を薄膜旋回型高速撹拌機によって高速撹拌を行い、前記ゲル状の未溶解成分を前記有機溶剤に完全に溶解させる完全溶解工程と、
を有し、
前記プレ溶解工程で、前記溶剤中の前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の濃度が１０重量％の場合に、前記溶剤の粘度が０．０２５０Ｐａ・ｓ以上０．０２７５Ｐａ・ｓ未満の範囲になるように溶解し、前記完全溶解工程で、前記溶剤中の前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の濃度が１０重量％の場合に、前記溶剤の粘度を０．０２５０Ｐａ・ｓ以下になるように溶解することを特徴とするインク用溶媒の製造方法。
【請求項２】
前記溶剤がエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求項１に記載のインク用溶媒の製造方法。
【請求項３】
前記プレ溶解工程は、前記溶媒を加熱しながら攪拌機で攪拌することで、前記懸濁重合によって製造された前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を前記溶剤に一部溶解させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインク用溶媒の製造方法。
【請求項４】
前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の分子量は２００００以上３００００以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインク用溶媒の製造方法。
【請求項５】
前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂には水溶性樹脂が残留していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のインク用溶媒の製造方法。
【請求項６】
前記溶剤がグリコールエーテル類であることを特徴とするインク用溶媒の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のインク用溶媒の製造方法により製造されるインク用溶媒を、少なくとも顔料と顔料分散剤を有する顔料分散体に添加する工程を有することを特徴とするインクジェット記録用インクの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のインク用溶媒の製造方法により製造されるインク用溶媒と、顔料と顔料分散剤を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録用インク。
【請求項９】
請求項８に記載のインクジェット記録用インクを格納したパウチと、前記パウチを格納するケースと、を有するインクカートリッジ。
【請求項１０】
請求項７に記載のインクジェット記録用インクの製造方法によって製造されたインクジェット記録用インクをパウチに格納する工程と、
前記パウチをケースに格納する工程と、を有するインクカートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録用インクのインク用溶媒の製造方法、インクジェット記録用インク、そのインクジェット記録用インクの製造方法、そのインクジェット記録用インクを格納するインクカートリッジ、及びインクカートリッジの製造方法に関する。特に懸濁重合によって製造された塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を用いたインクジェット記録用のインク用溶媒、そのインク用溶媒を含むインクジェット記録用インク、インクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外掲示物等の用途に求められるインクジェット記録用インクは、耐光性および耐候性が重視される。このようなインクジェット記録用インクは着色材として顔料を用いた顔料インクジェット記録用インクが用いられる。通常、インクジェット記録用インクはインクカートリッジに格納された状態で供給される。
【０００３】
又、屋外に置かれるので、記録媒体も耐光性および耐候性が重要視され、ポリ塩化ビニル樹脂基材（以下、ＰＶＣ基材と記載する）が用いられる。このような記録媒体に記録するためのインクジェット記録用インクは、一般的な水に水溶性染料等の着色剤を加えた水性インクジェット記録用インクではなく、溶媒として有機溶剤を使用したインクジェット記録用インクが主に使用されている。一般オフィスなどの事務所においてもインクジェット記録用インクを用いた記録装置が使用されるため、有機溶剤はより安全性、有害性、臭気を配慮しなければならなく、インクジェット記録用インクの主溶剤はグリコールモノアセテート類、グリコールエーテル類が使用されるのが一般的である。更に、コストの面からプリント速度の高速化、及び、印字物の速乾性が求められる。そのためには、インクジェット記録用インクは、特に記録ヘッドによる高周波領域で駆動した場合の安定的な吐出性能及び印字物の乾燥性に優れている必要がある。
【０００４】
インクジェット記録用インクのバインダ樹脂は、ＰＶＣ基材に対して密着性が優れる塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂（以下、塩酢ビ樹脂と記載する）が使用されることが多い。塩酢ビ樹脂は、溶液重合、乳化重合、懸濁重合などのいくつかの製法が有り、溶液重合によって製造された塩酢ビ樹脂は樹脂粒子に空隙があり有機溶剤を樹脂内部に浸透しやすく、ほぐれるように溶解するため比較的弱い加熱撹拌でも容易に溶解させることができるため、広く使用されてきた。しかし、近年、塩酢ビ樹脂の製造方法は地球環境の観点から、溶媒に有機溶剤を用いる溶液重合から水を用いる懸濁重合に移行しており、溶液重合の塩酢ビ樹脂は製造中止となる場合もある。そのため、懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂を使いこなす必要性が高まってきた。ところが、懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂の樹脂粒子は溶液重合によって製造された塩酢ビ樹脂の樹脂粒子に見られるような空隙はほとんどなく、樹脂表面から徐々に溶解するため、なかなか樹脂内部に溶剤が浸透できなく、前記有機溶剤に対して溶解性が低下する。
【０００５】
更に、一般的に懸濁重合で塩酢ビ樹脂を製造する際に水溶性の分散剤が使用されており、該塩酢ビ樹脂の前記有機溶剤に対しての溶解性を低下させる原因となる。水溶性の分散剤として、例えば、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースなどの水溶性セルロースエーテル、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの水溶性セルロースエステル、部分ケン化ポリビニルアルコール、アクリル酸重合体、ゼラチンなどの水溶性ポリマーなどの水溶性樹脂が用いられることが一般的である。このような分散剤は特定の有機溶剤には溶解しづらく、添加量によっては残留して有機溶剤への塩酢ビ樹脂の溶解を妨げることもある。
【０００６】
塩酢ビ樹脂の溶解が不十分だと、塩酢ビ樹脂の一部はゲル状の未溶解成分となる。インクジェット記録用インク中にゲル状の未溶解成分が多く含まれていると記録ヘッドから吐出されるインク滴の安定的な吐出性能を維持することが困難となる。更に、インクジェット記録用インク中の溶存酸素量が高い場合、キャビテーションが発生しやすくなり、吐出性能の低下がより顕著になる。更に、１０．５ｋＨｚ以上の高周波数で記録ヘッドからインク滴を吐出させた場合、前記の問題がより顕著になる。更に、記録用ヘッドのノズル口近傍へゲル状の未溶解成分が付着し、インク滴が曲がって吐出されることで発生する着弾ずれや、ノズル口詰まりによってインクが吐出されなくなることで印字物の品質を低下させる原因になるばかりか、記録ヘッド内にゲル状の未溶解成分が詰まり正常にインクが供給できなくなる原因にもなりうる。更に、ゲル状の未溶解成分はインクジェット記録用インク中の顔料と物理的に結合してしまい、顔料分散性も損なわせてしまうこともあり、インクの保存安定性へ悪影響を及ぼす原因となりうる。
【０００７】
ゲル状の未溶解成分は柔らかく変形、分裂するので、インクの濾過で十分に除去するのは極めて困難であり、インクを濾過した場合でもインク中に該ゲル状の未溶解成分が残る。そのため、ゲル状の未溶解成分は十分に溶解させる必要がある。
【０００８】
例えば、特許文献１にはバインダ樹脂として塩酢ビ樹脂を用い、特定の構造の有機溶剤と、ラクトン系化合物を併用したインクジェット記録用インクが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２３２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のインクジェット記録用インクは、バインダ樹脂として塩酢ビ樹脂が用いられているが、バインダ樹脂が懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂の場合、ゲル状の未溶解成分がインク中に残る。塩酢ビ樹脂を十分に溶解させるために溶解性の高いラクトン系化合物を増量させることが考えられるが、ラクトン系溶剤を多く用いるとＰＶＣ基材の表面を溶解しすぎてしまい印字物表面の光沢性を損なう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂を用いて、ゲル状の未溶解成分を完全に溶解したインクジェット記録用インクのインク用溶媒とその製造方法、及び、そのインク用溶媒を使用してＰＶＣ基材に対して優れた密着性、高周波領域で記録ヘッドを駆動した場合の安定的な吐出性能を有するインクジェット記録用インクとその製造方法、及び、そのインクジェット記録用インクを格納したインクカートリッジ、及び、その製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明のインク用溶媒の製造方法は、バインダ樹脂として塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を有機溶剤に溶解させたインク用溶媒の製造方法において、前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂は懸濁重合によって製造されたものであり、前記溶剤に前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を溶解させる工程であって前記溶剤に前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の未溶解のゲル状の未溶解成分が含まれる状態に一部溶解させるプレ溶解工程と、前記ゲル状の未溶解成分を含む前記溶剤を薄膜旋回型高速撹拌機によって高速撹拌を行い、前記ゲル状の未溶解成分を前記有機溶剤に完全に溶解させる完全溶解工程と、を有し、前記プレ溶解工程で、前記溶剤中の前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の濃度が１０重量％の場合に、前記溶剤の粘度が０．０２５０Ｐａ・ｓ以上０．０２７５Ｐａ・ｓ未満の範囲になるように溶解し、前記完全溶解工程で、前記溶剤中の前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の濃度が１０重量％の場合に、前記溶剤の粘度を０．０２５０Ｐａ・ｓ以下になるように溶解することを特徴とする。
【００１３】
また、前記溶剤がエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートであることを特徴とすることができる。
【００１４】
また、前記プレ溶解工程は、前記溶媒を加熱しながら攪拌機で攪拌することで、前記懸濁重合によって製造された前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を前記溶剤に一部溶解させることを特徴とすることができる。
【００１５】
また、前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の分子量は２００００以上３００００以下であることを特徴とすることができる。
【００１６】
また、前記塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂には水溶性樹脂が残留していることを特徴とすることができる。
【００１７】
また、前記溶剤がグリコールエーテル類であることを特徴とすることができる。
【００１８】
本発明のインクジェット記録用インクの製造方法は、上述のインク用溶媒の製造方法により製造されるインク用溶媒を、少なくとも顔料と顔料分散剤を有する顔料分散体に添加する工程を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明のインクジェット記録用インクは、上述のインク用溶媒の製造方法により製造されるインク用溶媒と、顔料と顔料分散剤を少なくとも有することを特徴とする。
【００２０】
本発明のインクカートリッジは、上述のインクジェット記録用インクを格納したパウチと、前記パウチを格納するケースと、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明のインクカートリッジの製造方法は、上述のインクジェット記録用インクの製造方法によって製造されたインクジェット記録用インクをパウチに格納する工程と、前記パウチをケースに格納する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂を用いて、ゲル状の未溶解成分を十分に溶解したインクジェット記録用インクのインク用溶媒とその製造方法、及び、前記インク用溶媒を使用してＰＶＣ基材に対して優れた密着性、高周波領域で記録ヘッドを駆動した場合の安定的な吐出性能を有するインクジェット記録用インクとその製造方法、及び、そのインクジェット記録用インクを格納したインクカートリッジとその製造方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、連続式薄膜旋回型高速撹拌機の断面図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態に係るインクカートリッジの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。
インクジェット記録用インクは、バインダ樹脂と、有機溶剤と、顔料と、顔料分散剤を含有することが必要である。
【００２５】
インクジェット記録用インクは、ＰＶＣ基材との密着性をもたせるためにバインダ樹脂を含有する。バインダ樹脂は通常のインクジェット記録用インクに用いられているバインダ樹脂でよく、特には限定されないが、塩酢ビ樹脂を含むことが、記録媒体の基材との密着性が向上するため好ましい。またさらにバインダ樹脂としてポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂等の他の樹脂をインクの使用目的に応じて含ませることができる。屋外掲示物等に使用されるＰＶＣ基材として使用されているポリ塩化ビニルへの密着性には塩酢ビ樹脂が特に好ましい。
【００２６】
塩酢ビ樹脂は、溶液重合、乳化重合、懸濁重合などのいくつかの製法が有る。溶液重合によって製造された塩酢ビ樹脂の具体例として、ダウケミカルズ社製のユーカーソリューションビニル樹脂ＶＹＨＤ、ＶＹＨＨ、ＶＭＣＡ等が挙げられる。懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂の具体例として、日信化学工業社製ソルバインＣＬ、ＣＮＬ、Ｃ５Ｒ、ＴＡ３、ＴＡ５Ｒやワッカーケミー社製ビノールＨ１４／３６、Ｈ１５／４５などが挙げられる。製造方法は地球環境の観点から、溶媒に有機溶剤を用いる溶液重合よりも水を用いる懸濁重合の方が優れるため好ましい。
【００２７】
懸濁重合により製造された塩酢ビ樹脂の分子量Ａは２００００≦Ａ≦３００００の範囲が好ましい。分子量Ａが２００００未満の場合、ＰＶＣ基材への密着性が低下するため印字物の薬品耐性や物理耐性を損なうため好ましくない。分子量Ａが３００００を超える場合、記録ヘッドによる安定的な吐出性能を損なうため好ましくない。
【００２８】
又、前記塩酢ビ樹脂と他種のバインダ樹脂を併用できる。例えば、スチレン−アクリル樹脂などを含むアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、メラミン、ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂、ポリアミド樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ニトロセルロース、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボシキエチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロースエーテル樹脂等を挙げることができるが、変性アクリル系共重合物と併用するのが好ましい。
【００２９】
インクジェット記録用インク中の懸濁重合により製造された塩酢ビ樹脂の含有量Ｂは、１重量％≦Ｂ≦２０重量％の範囲が好ましい。インクジェット記録用インク中における懸濁重合により製造された塩酢ビ樹脂の含有量が１重量％より少ない場合は、ＰＶＣ基材との密着性が不足する可能性があり、２０重量％より多い場合は、インクジェット記録用インクの粘度が高くなり安定的な吐出性能が維持できず好ましくない。
【００３０】
バインダ樹脂を溶解する有機溶剤は、通常の溶剤系インキに用いられる有機溶剤を使用できる。
【００３１】
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、トリデシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、２−メチルシクロヘキシルアルコール等のアルコール類、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、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン等のグリコール類、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ブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、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、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールモノエチルアセテート、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸イソプロピレン、酢酸ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコール等のケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン系溶剤、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、アセトニトリルなどの含窒素化合物、３−メチル−２−オキサゾリジノンなどのオキサゾリジノン類などが挙げられる。
【００３２】
インクジェット記録用インクに使用する顔料は、印刷インキ、塗料等に使用される種々の顔料を使用することができる。
【００３３】
例えば、ピグメントイエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、７４、８３、８６、９３、９４、９５、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８５、ピグメントオレンジ１６、３６、３８、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、２０６、２０７、２０９、２４２、２５４、２５５、ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、ピグメントブルー１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、３０、６４、８０、ピグメントグリーン７（塩素化フタロシアニングリーン）、３６（臭素化フタロシアニングリーン）、ピグメントブラウン２３、２５、２６、ピグメントブラック７（カーボンブラック）、２６、２７、２８等、があげられる。顔料の具体例としては、ＬＩＯＮＯＬ  ＢＬＵＥ  ＦＧ−７４００Ｇ（東洋インキ製造社製  フタロシアニン顔料）、ＹＥＬＬＯＷ  ＰＩＧＭＥＮＴ  Ｅ４ＧＮ（バイエル社製  ニッケル錯体アゾ顔料）、Ｃｒｏｍｏｐｈｔａｌ  Ｐｉｎｋ  ＰＴ（ＢＡＳＦ社製  キナクリドン顔料）、ＥＬＦＴＥＸ  ４１５（キャボット社製  カーボンブラック）、Ｆａｓｔｏｇｅｎ  Ｓｕｐｅｒ  Ｍａｇｅｎｔａ  ＲＧ（ＤＩＣ社製  キナクリドン顔料）、ＹＥＬＬＯＷ  ＰＩＧＭＥＮＴ  Ｅ４ＧＮ（ランクセス社製  ニッケル錯体アゾ顔料）、モナーク１０００（キャボット社製  カーボンブラック）、イルガライトブルー８７００（ＢＡＳＦ社製  フタロシアニン顔料）、Ｅ４ＧＮ−ＧＴ（ランクセス社製  ニッケル錯体アゾ顔料）などが挙げられる。
【００３４】
顔料の配合量は、使用する顔料の種類等により任意に決定できるが、通常はインク中における含有量は０．１〜１５重量％であり、好ましくは０．５〜１０重量％である。顔料の平均粒子径は、５０〜４００ｎｍが好ましく、より好ましくは８０〜３００ｎｍである。平均粒子径はレーザー回折式粒度分布測定器を用いて平均粒子経（ｄ５０）を測定したものである。
【００３５】
インクジェット記録用インクに使用する顔料分散剤は、ポリアミド系樹脂、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
【００３６】
顔料分散剤の具体例としては、ルーブリゾール社製のソルスパーズ５０００（フタロシアニンアンモニウム塩系）、１３９４０（ポリエステルアミン系）、１７０００（脂肪酸アミン系）、２４０００（アポリアルキレンイミン系）、３２０００（ポリエステルポリアミド系）、味の素ファインテクノ社製のアジスパーＰＢ８２１、ＰＢ８２２（塩基性分散剤）などが挙げられる。
【００３７】
インクジェット記録用インクに使用する添加剤は、可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤等を使用することができる。
【００３８】
以下にインクジェット記録用インクを製造する工程を説明する。まず、有機溶剤とバインダ樹脂を混合し、これを攪拌機で予備的に攪拌するプレ溶解工程を行う。
【００３９】
プレ溶解工程は、羽根による攪拌及びメディアレス分散などの公知の物を用いて溶解する。例えば、マグネチックスターラー、スリーワンモーター、ホモミキサー、ナノマイザー、デゾルバー、ディスパー、高速インペラー分散機などが挙げられるが、プレ溶解工程では樹脂粒子の集合体であるダマや大きなゲル状の未溶解成分がなく、且つ、ゲル状の未溶解成分が極力少ない状態まで溶解させる必要がある。なぜならば、プレ溶解工程で得たゲル状の未溶解成分を含んだ樹脂溶解液は、その後、完全溶解工程で十分に溶解させるが、プレ溶解工程にて、ダマや大きなゲル状の未溶解成分が残っている場合、又は、ゲル状の未溶解成分が多い場合には、完全溶解工程に多くの時間が必要となりコストアップになるばかりか、十分に溶解させることができない可能性が高い。
【００４０】
プレ溶解工程は、有機溶剤の温度が高いほど溶解に効果的である。しかし、有機溶剤の温度は、安全性の観点から引火点以下でプレ溶解することが好ましい。更に、塩酢ビ樹脂のバインダ性能の観点から、塩酢ビ樹脂の塩素原子が脱離する温度以下であることが好ましい。
【００４１】
プレ溶解の良し悪しは、外観の色、粘度、ダマ、ゲル状の未溶解成分の確認をすることで判断できる。
【００４２】
ダマが残っている場合、ダマは透明性がなく白いため、溶液の外観は白濁である。又、ゲル状の未溶解成分には透明性はあるが、頻度が多い場合や大きいものが存在する場合は溶液の透明性は低くなる。そのため、プレ溶解後の外観の色は、高い透明性を有することが必要である。
【００４３】
プレ溶解後の樹脂溶液の粘度は、１週間程度で安定な粘度になる。ダマや大きなゲル状の未溶解成分が多く存在する場合は、ゲル状の未溶解成分が極力少ない場合と比較すると、粘度の上昇率が高く、且つ、安定な粘度が高くなる傾向にある。これは、ゲル状の未溶解成分が、静置することで一部ではあるが合体することで増粘すると推測される。
【００４４】
例えば、後述の実施例または比較例で使用した懸濁重合の塩酢ビ樹脂とグリコールモノアセテート類であるエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを用いた場合、塩酢ビ樹脂濃度が１０％であれば、粘度は０．０２７５Ｐａ・ｓ未満まで溶解するのが好ましい。
【００４５】
プレ溶解後のダマ、ゲル状の未溶解成分の状況確認は、プレ溶解した樹脂溶液を、直径３５ｍｍの円形の８μｍメッシュの金属フィルタを通過させ、その通過量で間接的に判断することができる。ダマやゲル状の未溶解成分の存在が多い場合、金属フィルタのメッシュに徐々に詰まり、一定時間の通過量が少なくなる。後述の実施例または比較例で使用した懸濁重合の塩酢ビ樹脂とグリコールモノアセテート類であるエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを用いた場合、塩酢ビ樹脂濃度が１０％であれば、１０分間で５ｍｌ（ミリリットル）以上通過するのが好ましい。
【００４６】
このとき、後のインクジェット記録用インクの製造工程で必要に応じて有機溶剤を加え所望の濃度、粘度にすることができるようにするため、バインダ樹脂の濃度を高濃度のものとすることが好ましい。
【００４７】
プレ溶解工程で得た塩酢ビ樹脂のゲル状の未溶解成分が含まれる溶液に対して、強いずり応力を加える工程により未溶解成分を溶解させる。すなわち、プレ溶解工程で得たゲル状の未溶解成分を含んだ樹脂溶液は、薄膜旋回型高速撹拌機を用いてゲル状の未溶解成分を含む樹脂溶液を高速撹拌する。すると、ゲル状の未溶解成分が十分に溶解したインクジェット記録用インクのインク用溶媒となる。
【００４８】
図１は連続式薄膜旋回型高速撹拌機の断面図である。図１を用いて連続式薄膜旋回型高速撹拌機の構造、分散原理について説明する。
【００４９】
薄膜旋回型高速撹拌機１は、円筒状の攪拌容器２と、円筒状の上部容器３と、円形のせき板４と、を設置した撹拌容器部と、モーター５と、駆動伝達軸６と、円筒状の攪拌羽根７と、を設置した高速攪拌部から成り立っている。
【００５０】
攪拌容器２の底部には、試料を供給する為の供給口８、９が設置されている。上部容器３には、試料を吐出するための吐出口１０が設置されている。攪拌容器２と上部容器３は嵌め合せて用いるが、攪拌容器と上部容器の間に円形のせき板４を設置して用いる。
【００５１】
更に、攪拌容器２の内部には、撹拌容器２と同心で撹拌容器内径に近い外径をもつ円筒状の撹拌羽根７が配置されている。撹拌羽根７は、モーター５と直結した駆動伝達軸６に設置されており、モーター５の駆動力を駆動伝達軸６より伝達され回転する。撹拌羽根７の構造は、多孔の円筒状であり、高速回転させることで、供給口８、９から供給された試料は、その多孔より撹拌容器２の壁面へ移行する。このとき、撹拌容器２内の試料は数千Ｇの遠心力を受けながら撹拌容器２の壁面に沿って円筒状の薄膜になり高速旋回する。高速旋回中の試料は、撹拌容器２の壁面と撹拌容器２壁面から数μｍの間で速度差が生じる。発生する速度差、及び、数千Ｇの遠心力により撹拌容器２壁面に押し付けられることで強力なずり応力が発生する。ずり応力を与えることで、ゲル状の未溶解成分は、粉砕されインクジェット記録溶媒中に十分に溶解される。
【００５２】
処理された試料は、せき板４を超えて流動し上部容器３の吐出口１０より排出される構造となっている。供給口８、９と吐出口１０を接続させることで連続的に処理することが可能となる。更に、攪拌容器２には、外側を取り囲む冷却室１１を設置し、所望の温度に制御することが可能である。
【００５３】
図１で示される薄膜旋回型高速撹拌機は、インクジェット記録用インクのインク用溶媒の製造に好ましい実施形態であるが、本発明のインク用溶媒の製造はこの形態に限られるものではない。更に、本発明では連続式薄膜旋回型高速撹拌機について説明したがバッチ式でも良い。
【００５４】
薄膜旋回型高速撹拌機としては公知の物を用いることができる。例えば、プライミクス社製のフィルミックスが挙げられる。
【００５５】
攪拌羽根の周速は３０ｍ／ｓｅｃ以上５０ｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、特に４０ｍ／ｓｅｃ以上５０ｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。周速が３０ｍ／ｓｅｃ未満だと、強力なずり応力を得ることができずゲル状の未溶解成分を完全に溶解することができない。又、５０ｍ／ｓｅｃを超えた周速で使用すると発熱量が過大となり所望の温度を維持することが困難となる。
【００５６】
処理温度は、プレ溶解工程と同様に有機溶剤温度が高いほど溶解に効果的である。しかし、有機溶剤の温度は、安全性の観点から引火点以下で完全溶解することが好ましい。更に、塩酢ビ樹脂のバインダ性能の観点から、塩酢ビ樹脂の塩素原子が脱離する温度以下であることが好ましい。
【００５７】
樹脂溶解の良し悪しは、インク用溶媒の粘度とインク用溶媒中のゲル状の未溶解成分の個数で判定することができ、溶解が進むと粘度は低くなり、ゲル状の未溶解成分が少なくなる。例えば、後述の実施例または比較例で使用した懸濁重合の塩酢ビ樹脂とグリコールモノアセテート類であるエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを用いた場合、塩酢ビ樹脂濃度が１０％であれば、粘度は０．０２５０Ｐａ・ｓ未満まで溶解するのが好ましい。いずれにしてもその系で粘度が極力低い状態まで溶解し、且つ、ゲル状の未溶解成分が極力ない状態にすることが、インクジェット記録用インクにしたときにインクジェット記録用ヘッドで安定的な吐出性能を得るためには好ましい。
【００５８】
インク用溶媒中のゲル状の未溶解成分の個数は、インク用溶媒の自重濾過により判定することができる。例えば、インク用溶媒２００ｍｌを直径３５ｍｍの円形の８μｍメッシュを自重ろ過により通過させた後、フィルタに捕捉させたゲル状の未溶解成分の個数を確認する。
【００５９】
懸濁重合により製造された塩酢ビ樹脂溶液が２００ｍｌ当たり、ゲル個数は１０個未満が好ましく、より好ましくは５個未満である。１０個以上捕捉された場合は安定的な吐出性能を得られなくなるため好ましくない。ゲル状の未溶解成分が１０個以上捕捉された場合は安定的な吐出性能を得られなくなるため好ましくない。
【００６０】
次に、顔料、顔料分散剤、溶剤によって予め作成された顔料分散体に、インク用溶媒を加えてインクジェット記録用インクとする。このとき必要に応じて添加剤を加える。
【００６１】
インクジェット記録用インクを製造する工程は、公知の撹拌機を用いることができ、マグネチックスターラー、スリーワンモーター、ホモミキサー、ナノマイザー、デゾルバー、ディスパー、高速インペラー分散機などが挙げられる。メディア分散としては、例えば、ボールミル、アトライター、バスケットミル、サインドミル、サンドブラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、ＳＣミル、スパイクミル、アジテーターミル、グレンミルなどが挙げられる。
【００６２】
又、インクジェット記録用インクに用いられる懸濁重合により製造された塩酢ビ樹脂には水溶性セルロースエーテル、水溶性セルロースエステル、水溶性樹脂等の水溶性の分散剤が微量に残留する。例えば製造工程の違いにより残留量は多少異なるが、重量比で５０〜１００００ｐｐｍ程度残留する。よって、製造されるインクジェット記録用インクにもこれらが微量に含まれる。
【００６３】
又、このインクジェット記録用インクは、インクジェット記録装置ではインクカートリッジに格納された状態で使用される。図２を用いてインクカートリッジの説明をする。
【００６４】
図２は、本発明の好ましい実施形態に係るインクカートリッジの分解斜視図である。
インクカートリッジ１２は、インクジェット記録用インクを内部に収容した可撓性のパウチ（インク袋）１３と、該パウチ１３を収容する上ケース１４、下ケース１５とを備えている。パウチ１３内には、インクジェット記録用インクが格納されている。上ケース１４と下ケース１５を嵌め合わせ、パウチ１３を内部に格納する。パウチ１３は、ガスバリヤー性の向上のためにアルミ箔を２枚のフィルム、例えば、外側をナイロンフィルム、内側をポリエチレンフィルムによって挟み込んだアルミラミネートフィルムを２枚重ね合わせ、周囲を熱溶着等によって接合することで構成されている。パウチ１３の一端には、内部に収容されているインクを外部に排出するインク取出口１６を備えている。パウチ１３内のインクを外部に供給する為に下ケース１５にはインク取出口１６が露出する穴が設けられている。このインクカートリッジ１２は、パウチ１３にインクジェット記録用インクを充填し格納する工程と、そのパウチ１３を上ケース１４と下ケース１５に格納する工程とを含む工程によって製造される。また、インクの充填は、真空槽の中でパウチ１３の開口部からインクを入れ、脱気し、その開口部を封止する工程を含むことが好ましい。インクジェット記録用インクを収容する図２で示されるインクカートリッジ１２は、本発明のインクカートリッジの好ましい実施形態であるが、本発明のインクカートリッジはこの形態のインクカートリッジに限られない。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「重量部」を表す。
【００６６】
インクジェット記録用インクは顔料、顔料分散剤、溶剤によって予め顔料分散体を作成し、インク用溶媒、有機溶剤及びその他添加剤を添加して作成する。
【００６７】
インク用溶媒は１０％濃度で作成し、ゲル状の未溶解成分が残る状態に溶解するプレ溶解工程をした後、薄膜旋回型高速撹拌機により有機溶剤にゲル状の未溶解成分が無くなるまで溶解する完全溶解後工程で溶解した。インクジェット記録用インク製造工程は予め顔料を分散させた顔料分散体に、インク用溶媒、及び、有機溶剤を添加し、６０℃に加熱しながら攪拌機を用いて１２００ｒｐｍの回転速度で４時間撹拌した。インクジェット記録用インクは、合計が１００部になるようにバインダ樹脂、有機溶剤、顔料、顔料分散剤、顔料分散溶剤を調製した。
【００６８】
（実施例１）
懸濁重合で製造された塩酢ビ樹脂（日信化学工業社製ソルバインＣＬ  分子量２５０００）を１０％濃度になるようにエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートにプレ溶解させた。有機溶剤１３５０ｇを２ｌ（リットル）のビーカーに採取し、有機溶剤の温度２５℃で、マグネチックスターラーにて１５００ｒｐｍの回転速度で撹拌しながら、塩酢ビ樹脂１５０ｇを毎分４０ｇの投入速度で投入した。樹脂投入終了後、更に１０分間、２５℃で撹拌した後、ホットプレートにて溶剤温度を７０℃で２時間加熱攪拌を行い、プレ溶解後の樹脂溶液を得た。樹脂溶液は、透明性が高く、１週間後の安定粘度は、０．０２６５Ｐａ・ｓであった。又、ダマ、ゲル状の未溶解成分の状況確認のため樹脂溶液１５ｍｌを直径３５ｍｍの円形の８μｍメッシュの金属フィルタに通過させ通過量を測定したところ、通過量は１０分間で１０．５ｍｌであった。
【００６９】
その後、バッチ式の薄膜旋回型高速撹拌機ＦＭ−４０−４０（プライミクス社製）を用いて完全溶解させた。プレ溶解工程で得た樹脂溶液の粘度が０．０２６５Ｐａ・ｓの１０％濃度の樹脂溶液０．０３０ｌ（リットル）を撹拌容器に採取し、撹拌部を５．０℃の冷却水を流しながら、周速４０ｍ／ｓｅｃにて２４０ｓｅｃ処理した。処理前は２２．２℃であった樹脂溶液は、処理後では５０．２℃に上昇した。粘度は０．０２３０Ｐａ・ｓへ低下し、ゲル状の残渣物は５個未満であった。
【００７０】
インクジェット記録用インクの製造工程は、攪拌機にて顔料、顔料分散剤、顔料分散溶剤によって予め作成された顔料分散体を１２００ｒｐｍの回転速度で６０℃に加熱攪拌しながら、インク用溶媒を添加し、更に、溶剤を加えながら粘度を０．０１０５Ｐａ・ｓに調整した。インクジェット記録用インクの組成は表１にまとめる。インクジェット記録用インクは、合計が１００部になるように顔料、顔料分散剤、溶剤、バインダ樹脂等を調製する。
【００７１】
【表１】
0005755900.tif 000002
【００７２】
（実施例２）
実施例１と同様に、インク用溶媒のプレ溶解工程及び完全溶解工程を行い、インクジェット記録用インクを調整する。インクジェット記録用インクの製造工程は、攪拌機にて顔料、顔料分散剤、顔料分散溶剤によって予め作成された顔料分散体を１２００ｒｐｍの回転速度で６０℃に加熱攪拌しながら、インク用溶媒を添加し、更に、溶剤を加えながら粘度を０．０１０５Ｐａ・ｓに調整した。インクジェット記録用インクの組成は表２にまとめる。インクジェット記録用インクは、合計が１００部になるように顔料、顔料分散剤、溶剤、バインダ樹脂等を調製する。
【００７３】
【表２】
0005755900.tif 000003
【００７４】
（比較例１）
実施例１の完全溶解工程である薄膜旋回型高速撹拌機による高速撹拌処理を実施しなかった。プレ溶解工程後のバインダ樹脂を溶解したインク用溶媒の粘度は０．０２６５Ｐａ・ｓであり残渣物評価を行なったところ、ゲル状の残渣物が１０個以上捕捉された。このインク用溶媒を用いて実施例と同様のインクジェット記録用インクの製造工程を行い、インクジェット記録用インクを得た。
【００７５】
（比較例２）
実施例１の完全溶解工程をメディアレス分散機であるディスパミル（浅田鉄工社製）に変更した。バッチ式メディアレス分散機ＤＥＳＰＡ  ＭＩＬＬ  ＭＤ−３（浅田鉄工社製）を用いて、貯蔵タンクへプレ溶解工程で得た粘度が０．０２６５Ｐａ・ｓの１０％濃度のバインダ樹脂を溶解した樹脂溶液を３ｌ（リットル）採取し、ローターにて１５０００ｒｐｍ（周速４０ｍ／ｓ）で２時間撹拌した。粘度及び残渣物評価を行なったところ、粘度は０．０２４１Ｐａ・ｓへ低下したものの、ゲル状の残渣物が１０個以上捕捉された。このインク用溶媒を用いて実施例と同様のインクジェット記録用インクの製造工程を行い、インクジェット記録用インクを得た。
【００７６】
（比較例３）
実施例１のバインダ樹脂を溶液重合により製造された塩酢ビ樹脂に変更し、且つ、攪拌機によるプレ溶解工程以降の処理をしなかった。粘度は０．０３０３Ｐａ・ｓであり残渣物評価を行なったところ、ゲル状の残渣物は５個未満であった。このインク用溶媒を用いて実施例と同様のインクジェット記録用インクの製造工程を行い、インクジェット記録用インクを得た。
【００７７】
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２及び比較例３のインク用溶媒及びインクジェット記録用インクを下記の基準で評価した。評価結果は表３に示すとおりである。
【００７８】
【表３】
0005755900.tif 000004
【００７９】
＜インク用溶媒中のゲル状の未溶解成分の個数＞
直径３５ｍｍの円形の８μｍメッシュの金属フィルタを自重ろ過させ捕捉されたインク用溶媒２００ｍｌ中のゲル状の未溶解成分の個数を評価した。結果は以下のように分類し、表中に示した。
○：ゲル状の未溶解成分が５個未満であった。
△：ゲル状の未溶解成分が５個以上１０個未満であった。
×：ゲル状の未溶解成分が１０個以上であった。
【００８０】
＜インクジェット記録用インクの保存安定性試験＞
インクジェット記録用インクを、６０℃で１週間保存させ、保存前後の粘度、顔料の粒子径を測定して変化率を測算出した。インクジェット記録用インクの粘度は、東機産業社製の粘度計ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶ−３３にて測定した。インクジェット記録用インクの顔料の粒子径は、大塚電子社製のレーザー回折式粒度分布測定器ＦＰＡＲ−１０００Ｋを用いて平均粒子経（ｄ５０）を測定した。結果は以下のように分類し、表中に示した。
○：粘度及び粒子径共に変化率が±１０％未満であった。
△：粘度及び粒子径の少なくとも一方の変化率が±１０％以上であった。
×：粘度及び粒子径共に変化率が±１０％以上であった。
【００８１】
＜インクジェット記録用インクの連続吐出性能試験＞
エスアイアイプリンテック社製記録用グレースケールヘッドによる連続吐出性能評価をした。インクジェット記録用インクを、２ドロップ、吐出周波数１８．５ｋＨｚで連続吐出可能な時間を測定した。結果は以下のように分類し、表中に示した。
○：２０秒以上連続吐出ができた。
△：１０秒以上２０秒未満正常に連続吐出ができた。
×：１０秒未満正常に連続吐出ができた。
【００８２】
ここで、実施例と比較例を比較する。
比較例１は完全溶解工程を行わずにインクジェット記録用インクの作成を行ったため、インク用溶媒中にゲル状の未溶解成分が１０個以上存在する。そのためインクジェット記録用インクの連続吐出性能が不良であることが分かる。
【００８３】
比較例２は完全溶解工程としてメディアレス分散機を使用したが、ゲル状の未溶解成分の溶解が不十分であり、インク用溶媒中にゲル状の未溶解成分が１０個以上存在した。ゲル状の未溶解成分が１０個以上存在するインク用溶媒を使用してインクジェット記録用インクを作成したため連続吐出性能が不良であることが分かる。
【００８４】
比較例３は、溶液重合で製造された塩酢ビ樹脂を使用しており、完全溶解工程を行わなくても連続吐出性能を得ることができることが分かる。
【００８５】
実施例１は完全溶解工程にてゲル状の未溶解成分を十分に溶解したインク用溶媒を使用してインクジェット記録用インクの作成を行ったため安定的な連続吐出性能及び保存安定性試験にて十分な安定性を得ることができた。
【００８６】
実施例２は、実施例１と同様に完全溶解工程にてゲル状の未溶解成分を十分に溶解したインク用溶媒を使用してインクジェット記録用インクの作成を行ったため安定的な連続吐出性能及び保存安定性試験にて十分な安定性を得ることができた。
【００８７】
以上のことから、薄膜旋回型高速撹拌機を使用することで懸濁重合により製造された塩酢ビ樹脂を有機溶剤中に十分に溶解させることが可能となる。
【００８８】
表３に示す結果を比較することで、懸濁重合によって製造された塩酢ビ樹脂を用いて、ゲル状の未溶解成分を完全に溶解したインク用溶媒とその製造方法、及び、インク用溶媒を使用してＰＶＣ基材に対して優れた密着性、高周波領域で記録ヘッドを駆動した場合の安定的な吐出性能を有するインクジェット記録用インクとその製造方法、及び、インクジェット記録用インクを格納したインクカートリッジとその製造方法を提供できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明のインクジェット記録用インクは、特にラージフォーマットを用いたサインディスプレイ等の屋外用看板等に使用する大型インクジェットプリンタに好適に適用できる。
【符号の説明】
【００９０】
１  旋回型高速撹拌機
２  攪拌容器
３  上部容器
４  せき板
５  モーター
６  駆動伝達軸
７  攪拌羽根
８  供給口
９  供給口
１０  吐出口
１１  冷却室
１２  インクカートリッジ
１３  パウチ
１４  上ケース
１５  下ケース
１６  インク取出口
【図１】
0005755900.tif 000005
【図２】
0005755900.tif 000006