(57)【要約】【課題】非水系インクジェットインクを裏抜けを抑制することが可能なものとする。【解決手段】少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有するものとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、前記顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有することを特徴とする非水系インクジェットインク。
【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システムの使用に適した非水系インクジェットインクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録システムは比較的安価な装置であり、高解像度、高品位の画像を、高速かつ低騒音で印刷可能という特徴を有しており、最近急速に普及している。インクジェット記録システムは低粘度のインクを用いる必要があるが、紙などに代表される浸透性記録媒体（以下、記録媒体という）にインクが吐出された場合、粘度が低いことが起因してインクが記録媒体の裏側近くまで浸透してしまう。通常、これに伴ってインクを構成する色材も記録媒体の空隙に沿って、記録媒体の裏側近くまで沈降してしまう。その結果、記録媒体の裏側から画像が透けて見えるいわゆる裏抜けが発生するという問題が生ずる。
【０００３】
この問題を解決する方法として、記録媒体の表面に特殊な加工を施し、インクの浸透を制御、抑制する方法がある。しかし、この方法は印刷コストの増加という問題がある上、表面加工を施した記録媒体は電子写真方式などの他の印刷システムでは使用できない点や紙粉の発生による高速（オンデマンド）印刷への適正の低さも問題である。
【０００４】
このような状況の中、表面に特殊な加工を施さず、かつ、裏抜けを低減することが可能な記録媒体が提案されており、例えば、用紙を構成する填料の主成分に炭酸カルシウムを用いたものが挙げられる（特許文献１）。
インクの側面からは、記録媒体上での浸透を抑制することが可能な固体粒子をインクに添加する方法があり、添加する固体粒子として様々なものが研究されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９３６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らが鋭意検討をしたところ、記録媒体上での浸透を抑制する固体粒子、とりわけ炭酸カルシウムを添加するに際しては、その炭酸カルシウムの粒径や含有量に加えて、顔料の粒径も密接に関係していることが判明し、本発明に至った。
すなわち、本発明は裏抜けを抑制することが可能な非水系インクジェットインクを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の非水系インクジェットインクは、少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、前記顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の非水系インクジェットインクは、少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有するので、裏抜けを効果的に抑制することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の非水系インクジェットインク（以下、単にインクともいう）は、少なくとも顔料、分散剤、溶剤からなる油性インクジェットインクにおいて、顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有することを特徴とする。
【００１０】
上記顔料および炭酸カルシウムの一次粒子径は、顔料や炭酸カルシウムの球状の粒子の大きさであり、顔料粒子あるいは炭酸カルシウム粒子を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径として求められる。
【００１１】
本発明のインクは、顔料の一次粒子径を１００ｎｍ以下とし、炭酸カルシウムの一次粒子径を３０〜５０ｎｍであって、その含有量を１質量％以上としているので、裏抜けを抑制することができる。裏抜けが抑制されたメカニズムとしては以下のことが考えられる。まず、インクが記録媒体に着弾し、浸透していく過程においてインク中に含まれる炭酸カルシウムが記録媒体内部に含まれる無機粒子と結合し合う。これによって、記録媒体の裏側まで浸透するインクの絶対量が減ることになる。そして、記録媒体の裏側まで浸透するインクの絶対量が減るので、インクを構成する色材の記録媒体の空隙に沿った沈降を減少させることができ、最終的に裏抜けが低減される。
【００１２】
上記のとおり、裏抜けが抑制されるのは、インク中に含まれる炭酸カルシウムが記録媒体内に含まれる無機粒子と結合し合うことによると考えられるため、顔料の一次粒子径は大きい方が裏抜けには効果があると予想される。しかし、顔料の一次粒子径が１００ｎｍよりも大きくなると、予想に反して裏抜けが逆に助長されることがわかった。このメカニズムは必ずしも明らかではないが、顔料の一次粒子径が１００ｎｍより大きくなると、炭酸カルシウムが記録媒体内部の無機粒子と結合することを妨げるようになるものと推測される。顔料の一次粒子径は１００ｎｍ以下、炭酸カルシウムを併用した状態での吐出性能確保の観点からすると、好ましくは８０〜３０ｎｍ、さらには５０〜３０ｎｍの範囲が好ましい。
【００１３】
炭酸カルシウムの一次粒子径は３０〜５０ｎｍである。炭酸カルシウムの一次粒子径が３０ｎｍより小さくなっても、炭酸カルシウムの一次粒子径が５０ｎｍよりも大きくなっても、浸透していく過程において記録媒体内部に填料として存在する炭酸カルシウムと結合する割合が低くなる。これは、一次粒子径が３０ｎｍより小さい場合は記録媒体内部の無機粒子と結合せず、空隙に沿って沈降してしまう炭酸カルシウムの割合が多くなり、結果としてインクの用紙深さ方向への浸透を防ぐ効果が小さくなることが要因と推測される。また、一次粒子径が５０ｎｍより大きい場合は、粒子全体としての表面積が減るため、記録媒体内部の無機粒子と結合しにくくなり、結果としてインクの用紙深さ方向への浸透を防ぐ効果が小さくなることが要因と推測される。一次粒子径が３０〜５０ｎｍの範囲の炭酸カルシウムとしては、白艶華ＤＤ（白石工業社（製）：一次粒子径５０ｎｍ）、白艶華Ｏ（白石工業社（製）：一次粒子径３０ｎｍ）等を挙げることができる。
【００１４】
炭酸カルシウムの含有量は１質量％以上であり、１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。１質量％未満の場合には、記録媒体内部に填料として存在する炭酸カルシウムと結合する割合が減ってしまうため、裏抜けの抑制効果が得られにくい。一方で、含有量が１０質量％よりも多い場合には、インクに含まれるその他の成分にもよるが、インクを吐出させることが困難となる。
【００１５】
本発明のインクに含まれる顔料は一次粒子径が１００ｎｍ以下であれば、従来公知の無機顔料および有機顔料を適宜使用することができる。例えば、無機顔料としては、酸化チタン、ベンガラ、コバルトブルー、群青、紺青、カーボンブラック、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、タルク、シリカ等が挙げられる。有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、縮合多環顔料、銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。これらの顔料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。顔料の添加量は、インク全量に対して０．５〜２０質量％が好ましい。
【００１６】
炭酸カルシウムは表面処理がされていないものであっても、表面処理がされているものであってもよいが、表面処理がされている場合には、ロジン酸処理がされているものが好ましい。ロジン酸処理は、ガム、ウッド、トール油などの天然ロジンあるいは水素添加、不均化、マレイン化、重合などの変性ロジンを用いる処理方法であり、無処理の炭酸カルシウムを公知の手順により処理して準備してもよい。また、ロジン酸処理がされている炭酸カルシウムは市販されており、これを利用することもできる。具体的には白艶華ＤＤ、白艶華Ｏ等を挙げることができる。
【００１７】
本発明のインクは、上記以外に少なくとも分散剤、溶剤を含む。分散剤としては、例えば、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、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、ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート等が挙げられる。
【００１８】
これらのうち、高分子系分散剤が好ましく使用され、例えば、以下の商品名で販売されているものが挙げられる：ソルスパース５０００（フタロシアニンアンモニウム塩系）、１１２００（ポリアミド系）、１３９４０(ポリエステルアミン系)、１７０００、１８０００（脂肪酸アミン系）、２２０００、２４０００、及び２８０００（いずれも日本ルーブリゾール社製）；エフカ４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５３（変性ポリアクリレート）、４６、４７、４８、４９、４０１０、及び４０５５（変性ポリウレタン）（いずれもＥｆｋａ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社製）；デモールＰ、ＥＰ、ポイズ５２０、５２１、５３０、及びホモゲノールＬ−１８（ポリカルボン酸型高分子界面活性剤）（いずれも花王（株）製）；ディスパロンＫＳ−８６０、ＫＳ−８７３Ｎ４（高分子ポリエステルのアミン塩）（いずれも楠本化成社製）；ディスコール２０２、２０６、ＯＡ−２０２、及びＯＡ−６００（多鎖型高分子非イオン系）（いずれも第一工業製薬（株）製）；ＡＮＴＡＲＯＮ  Ｖ２１６（ビニルピロリドン−ヘキサデセンコポリマー）（アイエスピー・ジャパン（株）製）。なかでも、ポリアミド系及びポリエステルアミン系がより好ましい。分散剤の含有量は、上記顔料を十分にインク中に分散可能な量であればよく、通常、１〜７質量％程度である。
【００１９】
インクの溶剤としては、非極性有機溶剤、極性有機溶剤、又はこれらの混合物を含でいてよく、特に非極性溶剤を併用することが好ましい。非極性溶剤を併用することにより、吐出性能を良好なものとすることができる。溶剤全量に対する非極性溶剤と極性溶剤の含有量は、２０〜８０質量％の非極性溶剤と８０〜２０質量％の極性溶剤であることが好ましく、より好ましくは、３０〜６０質量％の非極性溶剤と７０〜４０質量％の極性溶剤、さらには、３５〜６０質量％の非極性溶剤と６５〜４０質量％の極性溶剤であることが好ましい。
【００２０】
非極性有機溶剤としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素溶剤等を好ましく挙げることができる。脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤としては、たとえば、日本石油（株）製「テクリーンＮ−１６、テクリーンＮ−２０、テクリーンＮ−２２、日石ナフテゾールＬ、日石ナフテゾールＭ、日石ナフテゾールＨ、０号ソルベントＬ、０号ソルベントＭ、０号ソルベントＨ、日石アイソゾール３００、日石アイソゾール４００、ＡＦ−４、ＡＦ−５、ＡＦ−６、ＡＦ−７」、Ｅｘｘｏｎ社製「Ｉｓｏｐａｒ（アイソパー）Ｇ、Ｉｓｏｐａｒ Ｈ、Ｉｓｏｐａｒ Ｌ、Ｉｓｏｐａｒ Ｍ、Ｅｘｘｓｏｌ Ｄ４０、Ｅｘｘｓｏｌ Ｄ８０、Ｅｘｘｓｏｌ Ｄ１００、Ｅｘｘｓｏｌ Ｄ１３０、Ｅｘｘｓｏｌ Ｄ１４０」等を好ましく挙げることができる。芳香族炭化水素溶剤としては、日本石油（株）製「日石クリーンソルＧ」（アルキルベンゼン）、Ｅｘｘｏｎ社製「ソルベッソ２００」等を好ましく挙げることができる。
【００２１】
極性有機溶剤としては、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤、エーテル系溶剤、およびこれらの混合溶剤を用いることができる。極性有機溶剤としてより具体的には、ラウリル酸メチル、ラウリル酸イソプロピル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル、リノール酸エチル、イソステアリン酸イソプロピル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、モノカプリン酸プロピレングリコール、トリ２エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリ２−エチルヘキサン酸グリセリルなどのエステル系溶剤；イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、ヘキシルデカノール、オクチルドデカノール、デシルテトラデカノールなどのアルコール系溶剤；ノナン酸、イソノナン酸、イソミリスチン酸、ヘキサデカン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、イソステアリン酸などの高級脂肪酸系溶剤；ジエチル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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテルなどのエーテル系溶剤、が好ましく挙げられる。
【００２２】
上記極性有機溶剤は、インク全量に対し１０質量％以上含まれていることが好ましい。さらに、保存容器や印刷機上で十分な安定性が得られ、かつ印刷後に時間が経過しても画像濃度が低下することなく、高濃度の印刷物が得られるとの観点から、インク中の非水系溶剤に占める極性有機溶剤の割合は、質量比で２０〜８０質量％であることがより好ましい。
【００２３】
上記各成分に加えて、本発明のインクには慣用の添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、界面活性剤、例えばアニオン性、カチオン性、両性、もしくはノニオン性の界面活性剤、酸化防止剤、例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、及びノルジヒドログアヤレチック酸等、が挙げられる。
【００２４】
本発明のインクは、例えばビーズミル等の公知の分散機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等の公知のろ過機を通すことにより調製できる。
以下に本発明の非水系インクジェットインクの実施例を示す。
【実施例】
【００２５】
（インクの調製）
下記表１に示す配合（表１に示す数値は質量部である）で原材料をプレミックスした後、ビーズミルにて滞留時間約１２分間で分散させて実施例１〜８、比較例１〜１０のインクを調製した。
【００２６】
（評価）
実施例１〜８、比較例１〜１０のインクについて、理想科学工業（株）社製Ｘ９２５０でべたチャートを印刷し、裏抜けを目視により以下の基準で評価した。
○：裏抜けが全く認められない
×：やや裏抜けが認められる 
××：裏抜けが顕著である
各インクの処方と評価の結果を表１および２に示す。
【００２７】
【表１】
2012067187.tif 000002
【００２８】
【表２】
2012067187.tif 000003
【００２９】
表１に示すように、実施例１〜８のインクは、顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有するので、裏抜けが抑制された。一方、顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であっても、炭酸カルシウムを含まない比較例１、３および９、一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムであっても炭酸カルシウム含有量が少ない比較例２および４では裏抜けが顕著であった。
【００３０】
また、炭酸カルシウムを１質量％以上含有する場合であっても、一次粒子径が３０未満の比較例６では若干の裏抜けが認められ、一次粒子径が５０ｎｍよりも大きい比較例５、７および１０や、顔料の一次粒子径が１００ｎｍより大きい比較例８では裏抜けが顕著、あるいは顕著とまでは言い難いもののやや裏抜けが認められた。
【００３１】
以上のように、本発明のインクは、顔料の一次粒子径が１００ｎｍ以下であって、さらに一次粒子径が３０〜５０ｎｍの炭酸カルシウムを１質量％以上含有するので、裏抜けを抑制することが可能である。