(57)【要約】【課題】非水系インクセットを顔料分散安定性に優れるとともに、裏抜けを抑制することができ、高い印刷濃度を実現することが可能なものとする。【解決手段】少なくとも２種以上のインクからなるインクセットを、第一のインクおよび第二のインクはともに少なくとも顔料と有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を５０質量％以上含み、インク中のポリマー成分の含有量が顔料の２０質量％以下であり、第一のインクの顔料がｐＨ６以下であり、第二のインクの顔料がｐＨ７以上であるものとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種以上のインクからなるインクセットであって、第一のインクおよび第二のインクはともに少なくとも顔料と有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を５０質量％以上含み、インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の２０質量％以下であり、前記第一のインクに含まれる前記顔料がｐＨ６以下であり、前記第二のインクに含まれる前記顔料がｐＨ７以上であることを特徴とする非水系インクセット。
【請求項２】
前記五員複素環式化合物が、カーボネート化合物、ラクトン化合物、イミダゾリジノン化合物、ピロリドン化合物から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の非水系インクセット。
【請求項３】
インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の５質量％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の非水系インクセット。
【請求項４】
実質的にポリマー成分を含まないことを特徴とする請求項１、２または３記載の非水系インクセット。
【請求項５】
前記五員複素環式化合物の含有量が、前記第一のインク、前記第二のインクそれぞれの全量に対して６０〜９７質量％であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の非水系インクセット。
【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セットであって、詳細には裏抜け抑制効果に優れ、印刷濃度の高い非水系インクセットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、流動性の高いインクジェットインクを微細なヘッドノズルからインク粒子として噴射し、上記ノズルに対向して置かれた印刷用紙に画像を記録するものであり、低騒音で高速印字が可能であることから、近年急速に普及している。このようなインクジェット記録方式に用いられるインクとして、非水溶性溶剤に顔料を微分散させたいわゆる非水系インクが種々提案されている。
【０００３】
例えば、出願人は特許文献１において、顔料と、有機溶剤としてエステル溶剤、高級アルコール溶剤、炭化水素溶剤などを含み、さらに溶解型のポリマー分散剤を含む非水系インクを提案している。このインクは機上安定性に優れ、インクジェット適性を有するとともに、ＰＰＣ複写機やレーザープリンタで印刷された印刷面と重ね合わせた場合でも貼り付かない印字面を得ることができるという利点を有するものであり、トナー適性に優れたものである。また、特許文献２には、顔料と、有機溶剤としてエステル溶剤、炭化水素溶剤を含み、さらに分散型の高分子分散剤（ＮＡＤ）を含む非水系インクが開示されている。
【０００４】
従来、顔料分散型の非水系インクは、特許文献１や２に記載されているように樹脂やポリマー型分散剤（溶解型やＮＡＤ）を用いることにより、あるいは顔料表面に直接的にポリマーによる修飾（グラフト化やマイクロカプセル化）を行うことにより、顔料の分散安定性を確保してきた。これらの方法は、いずれの手法においても、ポリマーによる立体障害によって物理的に顔料の凝集を抑制させるものであり、換言すればインク中にポリマー成分を含有させることによってインクの顔料分散安定性を向上させようとするものである。
【０００５】
ところで、インクジェット記録方法に用いられるインクセットとしては、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクを備えたものや、これにブラック（Ｋ）を加えたもの等がある。一般に、カラー画像の形成は、イエロー、マゼンタ、およびシアンの三色、さらに場合によってブラックインクを加えた四色によって行われている。このようなインクセットの場合、インクセットを構成するそれぞれのインク自体が良好な発色性を有していることに加え、複数のインクと組み合わせた場合において良好な画像濃度を実現できることが要求される。例えば、出願人は、特許文献３において、特定の顔料と顔料分散剤とを組み合わせたインクセットを提案している。このインクセットによれば、印刷物の画像濃度、特に黒色濃度をさらに向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２６５６４号公報
【特許文献２】特開２００７−１９７５００号公報
【特許文献３】特開２００９−２７００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インク中にポリマー成分を含有させると、顔料とポリマー成分の親和性が高いために、あるいは顔料とポリマー成分が結合しているために、インクが印刷用紙に転移した後、顔料がポリマー成分に引きずられて用紙内部へ浸透しやすい。このため、印刷用紙表面の印刷濃度が低下したり裏抜けが生じたりする。これはインクセットにおいても言えることである。特に、混色の黒（いわゆるコンポジットブラック）では、単位面積当たりに吐出されるインク量が多くなり、裏抜けが顕著に悪化する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、顔料分散安定性に優れるとともに、裏抜けを抑制することができ、高い印刷濃度を実現することが可能な非水系インクセット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】
【０００９】
本発明の非水系インクセットは、少なくとも２種以上のインクからなるインクセットであって、第一のインクおよび第二のインクはともに少なくとも顔料と有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を５０質量％以上含み、インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の２０質量％以下であり、前記第一のインクに含まれる前記顔料がｐＨ６以下であり、前記第二のインクに含まれる前記顔料がｐＨ７以上であることを特徴とするものである。
ここで、ポリマー成分とは、単量体（モノマー）の繰り返し構造を持つ分子量５００以上の重合体を意味する。
【００１０】
前記五員複素環式化合物は、カーボネート化合物、ラクトン化合物、イミダゾリジノン化合物、ピロリドン化合物から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
インク中のポリマー成分の含有量は前記顔料の５質量％以下であることがより好ましく、実質的にポリマー成分を含まないことが好ましい。
【００１１】
前記五員複素環式化合物の含有量は、前記第一のインク、前記第二のインクそれぞれの全量に対して６０〜９７質量％であることが好ましい。
前記第一のインクの前記顔料がカーボンブラックであり、前記第二のインクの前記顔料が銅フタロシアニンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の非水系インクセットは、有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を５０質量％以上含むので、インク中のポリマー成分の含有量が顔料の２０質量％以下であっても、顔料分散安定性と裏抜け抑制の両立を図ることが可能であり、加えて、第一のインクの顔料のｐＨを６以下、第二のインクの顔料のｐＨを７以上とすることによって、第一のインクと第二のインクに含まれる顔料が用紙表面上で接触した場合に、酸塩基相互作用によってより多くの顔料が用紙表面上に留まり易くなり、印刷濃度の高い印刷物を得ることができる。
本発明の非水系インクセットは、印字濃度が高いため、１パスで画像形成するライン方式のインクジェットシステムに適している。
【００１３】
また、本発明の非水系インクセットは、ポリマー成分の含有量が少ないため、粘度の温度依存性が低い。このため、本発明の非水系インクセットを循環式インクジェットシステムに使用することで、温度調整に要する時間が短縮でき、温度調整に必要な電力も削減も可能となる。よって、本発明の非水系インクセットは循環式インクジェットシステムに好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の非水系インクセット（以下、単にインクセットともいう）は、少なくとも２種以上のインクからなるインクセットであって、ｐＨ６以下の顔料と有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を有機溶剤全量に対して５０質量％以上含み、インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の２０質量％以下である第一のインクと、ｐＨ７以上の顔料と有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を有機溶剤全量に対して５０質量％以上含み、インク中のポリマー成分の含有量が前記顔料の２０質量％以下である第二のインクとを備えたものである。
【００１５】
ここでインクセットとは、インクカートリッジが複数一体になっているインクカートリッジ自体はもちろんのこと、単独のインクカートリッジを複数組み合わせて使用する場合も含み、さらに、インクカートリッジと記録ヘッドを一体としたものも含まれる。第一のインクと第二のインクの吐出順序はどちらが先であっても差し支えない。
【００１６】
本発明の第一のインクおよび第二のインクに含まれる五員複素環式化合物は、第一のインクおよび第二のインクそれぞれに含まれる有機溶剤全量に対して５０質量％以上含み、好ましくは、第一のインクおよび第二のインクそれぞれのインク全量に対して６０〜９７質量％の範囲であることが好ましい。五員複素環式化合物は、液体であっても、固体であってもよく、固体の場合には有機溶剤に溶解するものであればよい。溶解させる有機溶剤としては後述する有機溶剤を使用することができる。五員複素環式化合物としては、カーボネート化合物、ラクトン化合物、イミダゾリジノン化合物、ピロリドン化合物を好ましく挙げることができる。
【００１７】
カーボネート化合物としてはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネートおよびこれらの誘導体を好ましく挙げることができる。
ラクトン化合物としてはγ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ペンタノ−４−ラクトンおよびこれらの誘導体を好ましく挙げることができる。
【００１８】
イミダゾリジノン化合物としては２−イミダゾリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジプロピル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジイソプロピル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジブチル−２−イミダゾリジノンおよびこれらの誘導体を好ましく挙げることができる。
ピロリドン化合物としては２−ピロリドン、Ｎ−メチル−ピロリドン、１−エチル−２−ピロリドンおよびこれらの誘導体を好ましく挙げることができる。
上記誘導体としては、水素原子がフッ素原子または炭素数が１〜４のアルキル基で置換された化合物を例示することができる。
【００１９】
通常のインクは顔料の分散性を図るために、分散剤や樹脂等のポリマー成分をインク全量に対して、０．５〜３０質量％程度（顔料に対しては３０〜２００質量％程度）含有させる必要がある。しかし、本発明のインクセットのインクは五員複素環式化合物によって顔料分散性を図ることができるため、ポリマー成分の含有量が顔料の２０質量％以下であっても十分に顔料分散安定性を確保することが可能である。一方で、五員複素環式化合物はポリマーよりも顔料に対する親和性は弱いため、ポリマーのようにインクが印刷用紙に転移した後、顔料を引きずって用紙内部へ浸透するということがないため裏抜けが殆ど生じず、結果として高濃度の印刷を行うことができる。
【００２０】
第一のインクおよび第二のインク中のポリマー成分の含有量はそれぞれのインクに含まれる顔料の２０質量％以下であり、好ましくは５質量％以下、より好ましくは実質的に含まないことが望ましい。ここで、実質的に含まないとはポリマー成分を全く含まない場合の他、例えばポリマー成分を不可避的不純物として含有する場合を意味する。
【００２１】
上記ポリマー成分は、高分子分散剤や樹脂などのように意図的に含有させる場合の他、顔料にもともと含まれているポリマー成分も含まれる。ポリマー成分として高分子分散剤を含む場合には、例えば市販品として、日本ルーブリゾール株式会社製のソルスパースシリーズ（ソルスパース２００００、２８０００、２７０００、４１０００、４１０９０、４３０００、４４０００）、ＢＡＳＦジャパン社製のジョンクリルシリーズ（ジョンクリル５７、６０、６２、６３、７１、５０１）、第一工業製薬株式会社製のポリビニルピロリドンＫ−３０、Ｋ−９０、ビックケミージャパン社製のディスパービックシリーズ（ディスパービック１０１、２０００、２００１）等が挙げられる。
【００２２】
ポリマー成分として樹脂を含む場合には、荒川化学工業株式会社製のマルキードＮＯ．３１、ＮＯ．３２、ＮＯ．３３、マルキードＮＯ．３２〜３０ＷＳ等のマレイン酸樹脂、荒川化学工業株式会社製のタマノリ７５１、タマノルＰＡ等のフェノール樹脂、ＢＡＳＦジャパン社製のジョンクリル６８２（商品名）等のスチレンアクリル系樹脂、立化成工業株式会社製のハイラック１１１、１１０Ｈ等のケトン樹脂、新日鐵化学株式会社製のエスクロンＧ９０、Ｖ１２０等のクマロン樹脂、チッソ株式会社製のビニレックＥタイプ、Ｋタイプ等のポリビニルホルマール樹脂、宇部興産株式会社製のナイロン６等のε−カプロラクタム共重合体、積水化学工業株式会社のエスレックＢＬ−１、ＢＬ−２等のポリビニルブチラール樹脂、旭化成工業株式会社のスタイラック−ＡＳ７６７等のポリスチレン、ポリアクリル酸メチル等のポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸プロピル等のポリメタクリル酸エステル、塩素化ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、無水マレイン酸ポリマー等の付加重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン、ＤＦＫ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド等の縮重合樹脂等が挙げられる。
【００２３】
本発明の第一のインクおよび第二のインクに含まれる有機溶剤はその全部が五員複素環式化合物の環状物質であってもよいが、その他の有機溶剤を含んでいてもよい。環状カーボネート以外の有機溶剤としては、水溶性有機溶剤を挙げることができ、具体的には、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、テトラエチレングリコール、ペンタ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、トリプロピレングリコール、などのグリコール類、グリセリン、アセチン類、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテルなどのグリコール誘導体、トリエタノールアミン、１−メチル−２−ピロリドン、β−チオグリコール、スルホランなどを用いることができる。これらの水溶性有機溶剤は単独で、または２種類以上組み合わせて使用することができる。
水溶性有機溶剤の含有量は顔料分散安定性と裏抜け抑制の観点から、第一のインクおよび第二のインクそれぞれのインク全量中に４０質量％以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明の第一のインクおよび第二のインクには下記で説明するｐＨを満たすものであれば、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、第一のインクおよび第二のインクそれぞれのインク全量に対して０．５〜２０質量％が好ましい。
【００２５】
本発明のインクセットにおける第一のインクの顔料はｐＨ６以下であり、第二のインクの顔料はｐＨ７以上である。これによって、第一のインクと第二のインクに含まれる顔料が用紙表面上で接触した場合に酸塩基相互作用によって、より多くの顔料が用紙表面上に留まり易くなり、より印刷濃度の高い印刷物を得ることができる。より好ましくは第一のインクの顔料はｐＨ２〜６であり、第二のインクの顔料はｐＨ７〜１０であることが好ましい。ｐＨ２より低い、あるいはｐＨ１０より高いと、インク中の有機溶剤などの酸化や加水分解を促進させることがあるため好ましくない。酸塩基相互作用を考慮する観点からは、第一のインクの顔料のｐＨと第二のインクの顔料のｐＨとのｐＨ差が１以上、好ましくは２以上あることがより好ましい。顔料のｐＨは顔料洗浄水のｐＨとみなすことができ、顔料洗浄水のｐＨはＪＩＳ規格のＫ５１０１−１７−１に従って測定されるものである。
【００２６】
顔料はその表面にカルボン酸基、スルフォン酸基、水酸基、アミノ基の様な極性官能基を多く持つものが好ましい。ｐＨ６以下（酸性）の顔料として具体的には、カーボンブラックＭＡ１００、ＭＡ１１、ＭＡ８、ＭＡ７（三菱化学）、ラーベン１０４０、ラーベン１２５５（コロンビヤン）、リーガル４００（キャボット）、シアニンブルーＫＲＧ、シアニンブルー４０４４（山陽色素）、ブリリアントカーミン６Ｂ−３２１、スーパーレッドＢＮ（ＤＩＣ）、ＡＰ２２（大日精化）、ファストイエロー４１９０（ＤＩＣ）、モノアゾイエローＦａｓｔｙｅｌｌｏｗ７４１６（山陽色素）等を好ましく挙げることができる。なお、カーボンブラックにおいては酸性カーボンブラックあるいは中性カーボンブラックを酸性処理することにより調整することもできる。
【００２７】
ｐＨ７以上の顔料としては、モノアゾイエローＮｏ．５５（大日精化）、シアニンブルーＧＦＲ（山陽色素）、ＳＹＭＵＬＥＲ  ＦＡＳＴ  ＹＥＬＬＯＷ  ＢＹ２０００ＧＴ（ＤＩＣ）、ＦＵＪＩ  ＲＥＤ５Ｒ７３４、ＦＵＪＩ  ＲＥＤ５Ｒ７２９、ＦＵＪＩ  ＦＡＳＴ  ＯＲＡＮＧＥ３８Ｒ（冨士色素）等を好ましく挙げることができる。
【００２８】
上記各成分に加えて、本発明のインクセット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。
【００２９】
本発明のインクセットの第一のインクおよび第二のインクは、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セットの実施例を示す。
【実施例】
【００３０】
（カーボンブラック試作品の準備）
カーボンブラック（ＭＡ６００、粒子径２０ｎｍ、比表面積１４０ｍ2／ｇ（ＪＩＳＫ６２１７）、ｐＨ＝７、三菱化学（株）製）１０ｇと、表面処理剤としてＫＰＳ（Ｋ2Ｓ2Ｏ8で示される過硫酸カリウム、和光純薬（株）製）１ｇと、顔料分散剤としてデモールＮＬ（β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩、花王（株）製）２ｇと、溶媒として水１００ｇを、攪拌装置、温度計、窒素ガス導入装置、及び冷却管を取り付けたフラスコ中に入れた。
【００３１】
次いで、上記フラスコにジルコニアビーズ（２．０ｍｍφ、４５０ｇ／反応混合物１００ｇ）を入れた後、攪拌しながら窒素ガスを吹き込み、フラスコ内を置換した。１０５℃に設定したオイルバスにフラスコをセットし、窒素ガス雰囲気下、１００ｒｐｍで攪拌しながら６時間反応に付した。得られた反応混合物から、ろ過によりビーズを除去した後、残った反応混合物に等質量のブチセノール（テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、協和発酵ケミカル製）を加えて攪拌した後、フラスコの内容物を遠心分離にかけ、固形物と液状物を分離した。
【００３２】
分離した固形物を水中に分散し、７０℃で１２時間攪拌して、未反応表面処理剤を水中に溶かし出した後、フィルターを用いてろ過してカーボンブラックを単離した。得られたカーボンブラックを１００℃で１２時間乾燥した。得られたカーボンブラックを、ＦＴ−ＩＲを用いて分析したところ、ＣＯＯＨ基とＳＯ3Ｋ基の存在が確認された。また、ＪＩＳ規格のＫ５１０１−１７−１に従い顔料洗浄水のＰＨを測定したところ、ＰＨは２．３であった。
【００３３】
（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、滞留時間約１２分間で分散させて調製例１〜９のインクを調製した。
【００３４】
（評価）
（貯蔵安定性）
調製例１〜９のインクをそれぞれガラス瓶に入れて密閉し７０℃で１ヶ月放置した後、インクの粘度変化を測定し、その測定結果を以下のように評価した。
粘度変化率：［（４週間後の粘度×１００）／（粘度の初期値）］−１００（％）
○：粘度変化率５％未満
△：粘度変化率５％以上１０％未満
×：粘度変化率１０％以上
【００３５】
（裏抜け）
調製例のインクを理想用紙薄口にオルフィスＸ９０５０を用いて、各インクを３００ｄｐｉの解像度で重ねてベタ印字し、用紙の裏側を目視で観察して以下の基準で評価した。
◎：裏抜けが認められない
○：裏抜けが若干認められる
△：裏抜けが認められる
×：裏抜けが多い
裏抜け評価の結果を、転写インクの詳細とともに表２に示す。
【００３６】
【表１】
2012224772.tif 000002
【００３７】
【表２】
2012224772.tif 000003
【００３８】
表１に示すように、調製例１〜７のインクは従来のインクに比べてポリマー含有量が圧倒的に少ないにもかかわらず、ポリマー含有量の高い調整例８や９のインクと同様に、顔料の凝集・沈降が観察されず、貯蔵安定性に優れていた。そして、表２に示すように、本発明のインクセットである実施例１〜６はいずれも裏抜けが抑制され、結果印刷濃度が高かった。この効果は、実施例４に示すように、第二のインクを先に転写した後、第一のインクを転写した場合であっても変化はなかった。
【００３９】
一方、第一のインクの顔料のｐＨが６以下であっても、第二のインクの顔料のｐＨが７未満である比較例１，２および３や、逆に、第二のインクの顔料のｐＨが７以上であっても、第一のインクの顔料のｐＨが６よりも大きい比較例４では、酸塩基相互作用が十分ではないがために、裏抜けが認められた。比較例５および６は第一のインクの顔料のｐＨが６以下であり、第二のインクの顔料のｐＨが７以上のインクセットであるが、この場合には顔料に対するポリマー比率が高い調整例８および９の調製インクを用いているため、裏抜けを抑制することはできなかった。
【００４０】
以上の実施例から明らかなように、本発明のインクセットは、有機溶剤にＣ＝Ｏ結合を有する五員複素環式化合物を５０質量％以上含むので、インク中のポリマー成分の含有量が顔料の２０質量％以下であっても、顔料分散安定性と裏抜け抑制の両立を図ることが可能であり、加えて、第一のインクの顔料のｐＨを６以下、第二のインクの顔料のｐＨを７以上とすることによって、第一のインクと第二のインクに含まれる顔料が用紙表面上で接触した場合に、酸塩基相互作用によってより多くの顔料が用紙表面上に留まり易くなり、印刷濃度の高い印刷物を得ることができる。