JP2015007175A - インクジェット用の記録インクおよびインクジェット方式の記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】色材、インクの蒸発防止剤および水を含有するインクジェット用の記録インクである。蒸発防止剤として、難水溶性化合物と、易水溶性化合物と、を含有し、難水溶性化合物は、水に対する飽和溶解量(20℃)が1.0(g/100g)以上、3.0(g/100g)以下の化合物であり、易水溶性化合物は、水に対する飽和溶解量(20℃)が20.0(g/100g)以上で、かつ、親疎水度係数が0.37以下の化合物であり、難水溶性化合物は、前記記録インク100g中に、水に対する飽和溶解量(20℃)の0.7倍以上、1.0倍以下の量が含有され、前記易水溶性化合物の含有率a(質量%)と、前記難水溶性化合物の含有率b(質量%)とが、1.0≦a/b≦6.0の関係を満たすことを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明によれば、色材、インクの蒸発防止剤および水を含有するインクジェット用の記録インクであって、前記蒸発防止剤として、難水溶性化合物と、易水溶性化合物と、を含有し、前記難水溶性化合物は、水に対する飽和溶解量(20℃)が1.0(g/100g)以上、3.0(g/100g)以下の化合物であり、前記易水溶性化合物は、水に対する飽和溶解量(20℃)が20.0(g/100g)以上で、かつ、下記式(1)で示される親疎水度係数が0.37以下の化合物であり、前記難水溶性化合物は、前記記録インク100g中に、水に対する飽和溶解量(20℃)の0.7倍以上、1.0倍以下の量が含有され、前記易水溶性化合物の含有率a(質量%)と、前記難水溶性化合物の含有率b(質量%)とが、下記式(2)の関係を満たすことを特徴とするインクジェット用の記録インク;が提供される。
式(2)
1.0≦a/b≦6.0
また、本発明によれば、インクジェット用の記録ヘッドを用い、前記記録ヘッドから前記[1]に記載の記録インクを吐出させ、前記記録ヘッドの下に搬送された記録媒体に対して前記記録インクを付与し、記録を行うことを特徴とするインクジェット方式の記録方法;が提供される。
本発明の記録インクは、インクジェット用の記録インクであり、必須成分として色材、インクの蒸発防止剤および水を含有する。以下、成分毎に説明する。
蒸発防止剤は、色材等の媒体である水の蒸発を防止し、乾燥によるインクの増粘やノズル先端部でのインクの固着による間欠吐出性の低下を防止するための添加剤である。本発明の記録インクは、前記蒸発防止剤として、難水溶性化合物と、易水溶性化合物と、を含有している。
難水溶性化合物は、水に対する溶解性を示すものの、その溶解量が微量である化合物である。難水溶性化合物は、インク中の水が蒸発してその濃度が上昇すると、インク中に溶解しきれなくなり、インクから分離される。ここで、非印字ノズルの先端部は大気中に暴露されているため、インク中の水が特に揮発し易い。従って、非印字ノズルの先端部には、インクから分離された難水溶性化合物によって油膜が形成され、この油膜によりインク中の水の更なる蒸発が抑制される。このような難水溶性化合物の作用によって、長期間に渡って安定的に記録インクを吐出させることができ、また、間欠吐出性を向上させることができる。
易水溶性化合物は、水に対する溶解性が高い化合物である。易水溶性化合物は保湿性(水和力)が高いため、インク中の水の蒸発を抑制し、乾燥によるインクの増粘やノズルへのインクの固着を防止することができる。加えて、難水溶性化合物との親和性が低いので、難水溶性化合物によるノズル先端部での油膜形成を促進する。従って、長期間に渡って安定的に記録インクを吐出させることができ、また、記録インクの間欠吐出性を向上させることができる。更に、色材との親和性も高いため、インクの分散安定性を向上させる作用がある。
(式1a)
水分活性値=(水溶液の水蒸気圧)/(純水の水蒸気圧)
グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール等のアルカントリオール;
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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール等のアルカンポリオールの縮合体類;等を挙げることができる。
本発明の記録インクは、前記易水溶性化合物の含有率a(質量%)と、前記難水溶性化合物の含有率b(質量%)とが、下記式(2)の関係を満たしている。
式(2)
1.0≦a/b≦6.0
色材には、染料および顔料が含まれる。染料および顔料としては、従来、インクジェット用の記録インクにおいて用いられてきた染料および顔料を好適に用いることができる。但し、従来公知のもののみならず、新たに発見ないし合成された染料や顔料を用いることもできる。
染料の分子構造等は特に限定されないが、水溶性染料を用いることが好ましい。例えば、以下に掲げるイエロー染料、マゼンタ染料、シアン染料、ブラック染料等を好適に用いることができる。
(1)C.I.アシッドイエロー1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99等の酸性染料;
(2)C.I.ダイレクトイエロー8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、142等の直接染料;
(3)C.I.リィアクティブイエロー2、3、17、25、37、42等の反応染料;
(4)C.I.フードイエロー3等の食用色素;等を挙げることができる。
(1)C.I.アシッドレッド6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、37、42、51、52、80、83、87、89、92、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289等の酸性染料;
(2)C.I.ダイレクトレッド2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230等の直接染料;
(3)C.I.リィアクティブレッド7、12、13、15、17、20、23、24、31、42、45、46、59等の反応染料;
(4)C.I.フードレッド87、92、94等の食用色素;等を用いることが好ましい。
(1)C.I.アシッドブルー1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、117、127、138、158、161等の酸性染料;
(2)C.I.ダイレクトブルー1、15、22、25、41、76、77、80、86、87、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226等の直接染料;
(3)C.I.リィアクティブブルー4、5、7、13、14、15、18、19、21、26、27、29、32、38、40、44、100等の反応染料;等を挙げることができる。
(1)C.I.アシッドブラック2、48、51、52、110、115、156等の酸性染料;
(2)C.I.ダイレクトブラック17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195等の直接染料;
(3)C.I.リィアクティブブラック1、8、12、13等の反応染料;
(4)C.I.フードブラック1、2等の食用色素;等を挙げることができる。
顔料は、無機顔料、有機顔料のいずれを用いてもよい。また、これらの顔料は天然顔料でも合成顔料でもよい。
(1)アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;
(2)フタロシアニン顔料、ペリレン・ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;
(3)塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ;
(4)ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等、前記(1)〜(3)以外の顔料;等を挙げることができる。
(1)C.I.ピグメントイエロー74、93、109、110、128、138等のイエロー顔料;
(2)C.I.ピグメントレッド122、202、209等のマゼンタ顔料;
(3)C.I.ピグメントブルー15:3、60等のシアン顔料;
(4)C.I.ピグメントブラック7等のブラック顔料;
(5)C.I.ピグメントオレンジ36、43等のオレンジ顔料;
(6)C.I.ピグメントグリーン7、36等のグリーン顔料;等を挙げることができる。但し、水に分散可能であれば、カラーインデックスに記載されていない顔料でも使用することができる。
水は記録インクの媒体である。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。水の含有率は特に限定されないが、記録インク全体に対し、70質量%以上、90質量%以下であることが好ましく、72質量%以上、89質量%以下であることが更に好ましい。
本発明の記録インクは、目的に応じて、蒸発防止剤以外の添加剤を含有していてもよい。そのような添加剤としては、例えば界面活性剤、防黴剤、表面張力調整剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、酸化防止剤、還元防止剤、塩等を挙げることができる。
界面活性剤としては、従来、インクジェット用の記録インクにおいて用いられてきた界面活性剤を好適に用いることができる。例えばノニオン性界面活性剤等を挙げることができる。
防黴剤としては、例えばベンズイソチアゾリン−3−オン(ロンザジャパン社製「プロキセルXL−2(S)」等)等を用いることができる。防黴剤は、インク全体に対し0.01質量%以上、0.1質量%以下の比率で含有されていることが好ましい。
表面張力調整剤としては、例えば1,2−ヘキサンジオール等を用いることができる。表面張力調整剤は、インク全体に対し1質量%以上、5質量%以下の比率で含有されていることが好ましい。
本発明の記録インクは、粘度を1.5mPa・s以上、3.0mPa・s以下とすることが好ましい。粘度を1.5mPa・s以上とすることにより、特に顔料インクの場合において、顔料粒子の沈降速度を低下させることができ、顔料粒子が沈降し難くなる。一方、3.0mPa・s以下とすることにより、インクの流動性が向上し、ひいてはインクの吐出安定性も向上させることができる。前記効果をより確実に発揮させるためには、粘度を1.5mPa・s以上、2.5mPa・s以下とすることが好ましく、1.5mPa・s以上、2.0mPa・s以下とすることが更に好ましい。
本発明の記録方法は、インクジェット用の記録ヘッドを用い、前記記録ヘッドから本発明の記録インクを吐出させ、前記記録ヘッドの下に搬送された記録媒体に対して前記記録インクを付与し、記録を行うものである。
以下、記録ヘッドの構造について、図1A〜図1Cおよび図2A〜図2Cを用いて説明する。但し、本発明で使用する記録ヘッドは、以下に説明する構成に限定されるものではない。
まず、ノズル部分の構造について図1A〜図1Cを用いて説明する。図1Aは記録ヘッドのノズルの内部構造を模式的に示す上面図である。図1Bは図1Aに示すノズルの内部構造を模式的に示す側面図である。図1Cは図1Aに示すノズルの吐出口を模式的に示す正面図である。
ノズル流路159を仕切るノズル壁153、ノズル天板162、ノズル底板164は、例えば感光性樹脂により形成することができる。感光性樹脂としては、ラジカル重合反応を利用したネガ型レジスト、カチオン重合反応を利用したネガ型レジスト等を挙げることができる。
次に、記録ヘッドの全体構造について図2A〜図2Cを用いて説明する。図2A〜図2Cに示すような構造のヘッドは、特開2013−014111号公報に開示されている。従って、本願明細書においては前記公報の内容を引用することとし、その概略を説明するに留める。なお、図2Aは、本実施形態の液体吐出ヘッドの構造例を説明するための正面図であり、図2Bは、図2AのA−A断面図であり、図2Cは、図2AのB−B断面図である。説明の便宜上、正面図において液体供給ケースカバーは省略している。
本発明の記録方法を実施するための記録装置の構成は特に限定されないが、例えば図3に示す構造を有するインクジェット方式の記録装置を好適に用いることができる。図3は、記録装置の全体構成を模式的に示す正面図である。
容器に、色材3.0部、難水溶性化合物2.4部、易水溶性化合物12.5部、界面活性剤0.1部、防黴剤0.02部、表面張力調整剤3.0部を投入し、これに純水(イオン交換水)を加えて、全体を100部とした。これらをスターラーで30分間攪拌した。その後、孔径1μmのメンブランフィルターを用いて濾過することにより実施例1のインクを調製した。
表3に記載のように組成を変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2〜6、比較例1〜8のインクを調製した。
実施例および比較例のインクについては、間欠吐出特性(発一性)を評価した。評価方法は、以下の通りとした。
A:不吐ノズルはない。印刷された多数のドットに殆ど位置ズレがなく、前記多数のドットは連続的に配置されている。
B:不吐ノズルはない。印刷された多数のドットの一部に僅かな位置ズレがあるが、前記多数のドットは連続的に配置されている。
C:不吐ノズルはないが、印刷された多数のドットの一部に比較的大きい位置ズレがある。その位置ズレによって前記多数のドットの連続性が失われている。
D:不吐ノズルがあり、印刷されるべき多数のドットの一部にドット抜けがある。そのドット抜けによって前記多数のドットの連続性が失われている。
Claims (9)
- 色材、インクの蒸発防止剤および水を含有するインクジェット用の記録インクであって、
前記蒸発防止剤として、難水溶性化合物と、易水溶性化合物と、を含有し、
前記難水溶性化合物は、水に対する飽和溶解量(20℃)が1.0(g/100g)以上、3.0(g/100g)以下の化合物であり、
前記易水溶性化合物は、水に対する飽和溶解量(20℃)が20.0(g/100g)以上で、かつ、下記式(1)で示される親疎水度係数が0.37以下の化合物であり、
前記難水溶性化合物は、前記記録インク100g中に、水に対する飽和溶解量(20℃)の0.7倍以上、1.0倍以下の量が含有され、
前記易水溶性化合物の含有率a(質量%)と、前記難水溶性化合物の含有率b(質量%)とが、下記式(2)の関係を満たすことを特徴とするインクジェット用の記録インク。
式(2)
1.0≦a/b≦6.0 - 前記難水溶性化合物が、1のベンゼン環と、水酸基と、を有する芳香族化合物である請求項1に記載の記録インク。
- 前記芳香族化合物が、フェノキシアルカノール、フェニルアルカノールおよびアミノフェノールの群から選択される少なくとも1種であり、かつ、炭素数が6〜9の化合物である請求項2に記載の記録インク。
- 前記易水溶性化合物が、多価アルコールおよび尿素類の群から選択される少なくとも1種の化合物である請求項1〜3のいずれか一項に記載の記録インク。
- インクジェット用の記録ヘッドを用い、
前記記録ヘッドから請求項1〜4のいずれか一項に記載の記録インクを吐出させ、前記記録ヘッドの下に搬送された記録媒体に対して前記記録インクを付与し、記録を行うことを特徴とするインクジェット方式の記録方法。 - 前記記録ヘッドとして、ノズル壁によって仕切られた複数のノズル流路が形成され、前記ノズル流路に連通する複数の吐出口が形成され、各々のノズル流路の内部にヒーターが配置されているサーマル方式の記録ヘッドを用い、
前記記録インクを前記ヒーターにより加熱し、熱によって発生した気泡の圧力を利用して前記記録インクを前記吐出口から吐出させる請求項5に記載の記録方法。 - 前記記録ヘッドとして、前記記録媒体より幅広のライン型ヘッドを用い、
前記記録ヘッドを固定した状態のまま前記記録ヘッドの下に前記記録媒体を搬送し、前記記録媒体に対して前記記録インクを付与し、1パスで記録を行う請求項5または6に記載の記録方法。 - 前記記録ヘッドとして、1ノズル列当たりの総ノズル数が1200以上、複数のノズル流路によって形成されるノズル列の長さが2インチ以上のものを用いる請求項5〜7のいずれか一項に記載の記録方法。
- 前記記録ヘッドとして、前記吐出口の開口面積が、100μm2以上、350μm2以下のものを用い、
前記記録ヘッドから前記記録インクを3.0pl以上、10.0pl以下の吐出量で吐出させる請求項5〜8のいずれか一項に記載の記録方法。
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