JP2007211081A - インクジェットインク及びインクジェット記録方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリ塩化ビニルに対する印字適性(速乾性)、耐擦過性、安全性に優れ、臭気の問題が無く、紙基体を有する記録媒体に記録した際の裏抜け耐性に優れたインクジェットインクと、それを用いたインクジェット記録方法を提供する。
【解決手段】下記で示される成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含有し、該成分(A)の含有量が20質量%以上、60質量%以下であり、該成分(B)の含有量が10質量%以上、50質量%以下であり、該成分(A)の含有量を100質量%としたときのグリコール類、ポリオール類及びグリセリンの総含有率が、0質量%以上、20質量%以下であって、かつ表面張力が18mN/m以上、27mN/m以下であることを特徴とするインクジェットインク。成分(A):1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトン、成分(B):水、成分(C):顔料
【選択図】なし

Description

本発明は、新規のインクジェットインク及びインクジェット記録方法に関するものである。
近年、インクジェット記録方式は簡便かつ安価に画像を作成できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。
この様なインクジェット記録方式で用いられるインクジェットインクとしては、水を主溶剤とする水性インク、不揮発性の溶剤を主溶剤とする油性インク、揮発性の溶剤を主溶剤とする溶剤インク、室温では固体のインクを加熱溶融して印字するホットメルトインク、印字後、光等の活性光線により硬化する活性光線硬化性インク等、複数のインクがあり、用途に応じて使い分けられている。
一方、長期の耐候性が求められる屋外掲示物や曲面を有する物体への密着性が求められる印字物等、広い用途で軟質ポリ塩化ビニル製の記録媒体が使用されている。軟質ポリ塩化ビニルに印刷する方法は複数あるが、版作製の必要がなく、仕上がりまでの時間が短く、少量多品種の生産に適する方法として、インクジェット記録方法がある。
軟質ポリ塩化ビニルに対してインクジェット記録を行う際、用いるインクジェットインクとしては、従来、シクロヘキサノン等を多く含有する溶剤インクが用いられていた。例えば、シクロヘキサノンを含有したインクが開示されている(特許文献1参照)。シクロヘキサノンは、軟質ポリ塩化ビニルに対する溶解能が高く、インクジェットインク中の顔料が軟質ポリ塩化ビニル中に入り込むため、良好な耐擦過性、光沢性が得られるためである。しかし、シクロヘキサノンは第1種有機溶剤の指定を受けており、安全性に問題があるだけでなく、シクロヘキサノンを含有するインクジェットインクを取り扱う際には、局所排気装置が必要となる欠点があった。
これに対し、シクロヘキサノンを含まないことを特徴とする溶剤インクが開発、販売されている。例えば、ポリ塩化ビニルを溶解する溶剤として、上記のような課題を抱えているシクロヘキサノンに代えて、N−メチルピロリドン、アミド等の溶剤を含有する溶剤インクが開示されている(特許文献2、3参照。)。しかしながら、これらのインクジェットインクを用いても、インク成分の多くが有機溶剤で構成されているため、印刷時の臭気を完全に抑制することができず、加えて、安全性、臭気の問題が無く、ポリ塩化ビニルに印刷した際に十分な適性を示すインクジェットインクとしては未だ十分な特性を備えているとは言い難いのが現状である。また、これら特許文献2、3で開示されている溶剤インクは、ポリ塩化ビニルへの記録に関してはある程度の適性を有しているが、紙をベースとした媒体に記録した場合、裏面への色材の裏抜けが大きく、濃度が不十分であるという問題も抱えている。
特表2002−526631号公報 特開2005−15672号公報 特開2005−60716号公報
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ポリ塩化ビニルに対する印字適性(速乾性)、耐擦過性、安全性に優れ、臭気の問題が無く、紙基体を有する記録媒体に記録した際の裏抜け耐性に優れたインクジェットインクと、それを用いたインクジェット記録方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
1.下記で示される成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含有し、該成分(A)の含有量が20質量%以上、60質量%以下であり、該成分(B)の含有量が10質量%以上、50質量%以下であり、該成分(A)の含有量を100質量%としたときのグリコール類、ポリオール類及びグリセリンの総含有率が、0質量%以上、20質量%以下であって、かつ表面張力が18mN/m以上、27mN/m以下であることを特徴とするインクジェットインク。
成分(A):1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトン
成分(B):水
成分(C):顔料
2.界面活性剤を含有することを特徴とする前記1に記載のインクジェットインク。
3.前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤であることを特徴とする前記2に記載のインクジェットインク。
4.前記成分(A)の含有量を100質量%としたときのグリコール類、ポリオール類及びグリセリンの総含有率が、0質量%以上、10質量%以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
5.前記グリコール類、ポリオール類及びグリセリンを全く含有しないことを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
6.前記成分(A)の含有量が、20質量%以上、40質量%以下であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
7.前記成分(A)が1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンであることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
8.アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、アルキレングリコールジアルキルエーテル類、アルキレングリコールアセテート類、アルキレングリコールジアセテート類及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
9.沸点が180℃以上、250℃未満、表面張力が20mN/m以上、30mN/m以下である、アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、アルキレングリコールジアルキルエーテル類、アルキレングリコールアセテート類、アルキレングリコールジアセテート類及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有することを特徴とする前記8に記載のインクジェットインク。
10.前記1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットインクを、記録媒体としてポリ塩化ビニルに記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
11.前記1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットインクを、紙基体を有する記録媒体に記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
12.前記1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットインクを、表面温度が調節された記録媒体に記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
13.前記表面温度が調節された記録媒体が、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする前記12に記載のインクジェット記録方法。
本発明により、ポリ塩化ビニルに対する印字適性(速乾性)、耐擦過性、安全性に優れ、臭気の問題が無く、紙基体を有する記録媒体に記録した際の裏抜け耐性に優れたインクジェットインクと、それを用いたインクジェット記録方法を提供することができた。
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトンである成分(A)、水である成分(B)及び顔料である成分(C)を含有し、該成分(A)の含有量が20質量%以上、60質量%以下であり、該成分(B)の含有量が10質量%以上、50質量%以下であり、該成分(A)の含有量を100質量%としたときのグリコール類、ポリオール類及びグリセリンの総含有率が、0質量%以上、20質量%以下であって、かつ表面張力が18mN/m以上、27mN/m以下であることを特徴とするインクジェットインク(以下、単にインクともいう)により、ポリ塩化ビニルに対する印字適性(速乾性)、耐擦過性、安全性に優れ、臭気の問題が無く、紙基体を有する記録媒体に記録した際の裏抜け耐性に優れたインクジェットインクを実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
従来、水を主成分として含有する水系のインクジェットインクは、臭気がほとんどないこと、安全であることから、家庭用のインクジェットプリンターをはじめとして様々な用途に用いられてきた。しかし、従来公知の水系インクジェットインクを用いて、記録媒体としてポリ塩化ビニルの印刷した場合、ポリ塩化ビニル表面でインクジェットインクが撥いてしまうこと、ポリ塩化ビニル上でインクの乾燥速度が遅いこと、という致命的な欠点があることから、ポリ塩化ビニルに水系インクを適用することは困難であると考えられてきた。本発明者は、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトンがポリ塩化ビニル樹脂を非常に膨潤させやすいこと、グリコール類、ポリオール類、グリセリンは、ポリ塩化ビニル樹脂をほとんど膨潤させないこと、インクの表面張力とポリ塩化ビニル表面における濡れ性の関係、インク中の水分含有量によるインク乾燥速度の違い等に着目してインク処方の検討を行ったところ、本発明の課題を解決でき、ポリ塩化ビニルに適用可能な水系インクジェットインクが得られることを見出し、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明者はポリ塩化ビニルに対する水系インクの濡れ特性について検討を進めた結果、溶剤インクに比較して、表面張力をより低くする必要があることを見出した。これは、水素結合性の高い溶媒である水を含有するため、ポリ塩化ビニル表面と溶媒間よりも、溶媒間の相互作用が強く働くことによるものと考えられる。この知見を元にインクの表面張力を18mN/m以上、27mN/m以下とすることで、水を含有するインクをポリ塩化ビニル表面に印刷した場合でも、インクが撥くことなく画像を形成することが可能となり、更に、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトンをインクに一定量以上含有させ、グリコール類、ポリオール類、グリセリンの含有比率を一定値以下にすることによって、ポリ塩化ビニルに印刷した後の乾燥性にも優れることを見出した。本発明で規定するインク構成とすることにより乾燥性が向上する要因は、これに限定されるものではないが、以下に記述する要因に基づくものと推定している。まず、本発明者は、様々な溶媒についてポリ塩化ビニルの膨潤性を調査した結果、本発明に係る成分(A)である1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトンが安全性、ポリ塩化ビニルの膨潤性に優れ、従来公知の水系インクでしばしば用いられるグリコール類、ポリオール類、グリセリン(以下、湿潤性化合物ともいう)がポリ塩化ビニルをほとんど膨潤させないことを見出した。この知見をもとにインクにおける成分(A)の含有量を一定値以上、成分(A)に対する湿潤性化合物の含有比率を一定値以下に設定することで、インクがポリ塩化ビニルを膨潤させやすくなり、さらに、インクの記録時に水が揮発するに従って成分(A)が濃縮されることにより、ポリ塩化ビニルの膨潤性はますます大きくなるものと考えられる。このような機構により、本発明のインクがポリ塩化ビニルを強く膨潤させ、ポリ塩化ビニルの表面から内部に浸透するため、速乾性が得られるものと推定している。
また、本発明のインクは、紙基体を有する記録媒体に対する記録適性にも優れ、これまでポリ塩化ビニルの記録に用いられてきた溶剤インクに比較して、裏面への色材の裏抜けが少なく、表面濃度が高いという長所を有している。この要因については、以下に限定されるものではないが、次のような推定をしている。すなわち、本発明のインクは、水を含有しており、これにより紙基体を構成するセルロース繊維に対するインクの濡れ性が溶剤インクに比較して低くなっていると考えられる。従って、インクの浸透速度が緩慢になり、色材がセルロース繊維に吸着する頻度が高まるため、裏抜けが抑制されるものと推定される。
以下、本発明のインクジェットインクの構成について、具体的に説明する。
本発明のインクにおいては、成分(A)として、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトンを20質量%以上、60質量%以下含有することを特徴とするが、成分(A)の化合物は1種類で使用しても、2種を併用しても良い。成分(A)の中でも、速乾性向上効果の点から、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンがより好ましく、様々な銘柄のポリ塩化ビニル製の記録媒体へ記録が可能となる。
本発明のインクジェットインクにおける成分(A)の含有量は、20質量%以上、60質量%以下であるが、好ましくは20質量%以上、40質量%以下である。インク中の成分(A)の含有量が20質量%以上であれば、ポリ塩化ビニルに印刷した際の乾燥性が十分となり、60質量%以下であればインク打ち込み量の多い画像領域でポリ塩化ビニルの十分な強度を維持することができる。
本発明に係る成分(A)の化合物と共に使用することのできる溶媒としては、例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチ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メチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のアルキレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールアセテート等のアルキレングリコールアセテート類、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等のアルキレングリコールジアセテート類、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等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類が好ましい。これらの溶媒は、グリコール類、ポリオール類、グリセリンに比較して、ポリ塩化ビニルを膨潤させる特性を有しており、インクに含まれていても乾燥性に悪影響を与えることが少ない。前記溶媒の中でも、沸点が180℃以上、250℃未満、表面張力が20mN/m以上、30mN/m以下の溶媒を用いることが好ましい。溶媒の沸点を180℃以上とすることによりインクの出射性が良好になりやすく、250℃未満とすることによりポリ塩化ビニルに印字した時の乾燥性が良好になりやすい。また、表面張力が20mN/m以上、30mN/m以下の溶媒を用いることにより、ポリ塩化ビニルに記録した画像の光沢が良好になる傾向がある。このような溶媒の具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、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モノブチルエーテルアセテート、トリエチ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アセテート、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メチルエーテルアセテート等が挙げられる。
一方、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、1,2−ヘキサンジオール、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,2−トリメチル−1,3−ペンタンジオール等のポリオール類、グリセリンは、ポリ塩化ビニルに印刷した時のインクの速乾性を悪化させる傾向がある溶媒である。その含有量は、成分(A)の含有量を100質量%としたとき、含有率は0質量%以上、20質量%以下であるが、好ましくは0質量%以上、10質量%以下であり、さらには全く含有しないことが好ましい。これらの溶媒は、保湿性を有しており、記録媒体上における水の乾燥速度を遅くするとともに、ポリ塩化ビニルへの膨潤性に乏しいため、ポリ塩化ビニル内部へのインクの浸透を抑制し、速乾性を損なうものと推定している。
本発明のインクジェットインクは成分(B)として水を含有することを特徴とするが、その含有量は10質量%以上、50質量%以下であり、より好ましくは、20質量%以上、40質量%以下である。水の含有量が10質量%未満であると、インクの臭気を十分に抑えることができず、紙基体を有する記録媒体に記録した時の色材の裏抜けも大きくなり、また、水の含有量が50質量%を超えると、ポリ塩化ビニルに印刷した時の乾燥速度が低下する。
本発明のインクジェットインクの表面張力は、18mN/m以下、27mN/mであり、より好ましくは20mN/m以上、25mN/m以下である。表面張力が27mN/mを超えるとポリ塩化ビニルに対するインク濡れ性が不足し、18mN/m未満であるとインクの出射時にサテライトが多発したり、飛翔状態が不安定になる。
本発明におけるインクの表面張力は、25℃で測定した静的表面張力の値であり、その測定法については一般的な界面化学、コロイド化学の参考書等において述べられている。例えば、新実験化学講座第18巻(界面とコロイド)、日本化学会編、丸善株式会社発行:P.68〜117に記載の測定方法を用いることができる。具体的には、輪環法(デュヌーイ法)、白金プレート法(ウィルヘルミー法)を用いて求めることができるが、本発明においては、白金プレート法により測定した表面張力値(mN/m)で表し、その測定装置として、協和界面科学製の表面張力計CBVP−Zが挙げられる。
インクの表面張力を調整する手段としては、低表面張力の溶媒や界面活性剤を添加する方法が挙げられるが、本発明においては、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤の添加により表面張力を調整することにより、ポリ塩化ビニルに記録した時のインクの濡れ性と紙基体を有する記録媒体に記録した時の裏抜け抑制性を両立させやすくなる。界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等の各種界面活性剤を用いることができ、特に、フッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤を用いることが好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、サーフロンS−111N、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145、S−381、S−383、S−393、SC−101、KH−40、SA−100(以上、セイミケミカル社製)、メガファックF−114、F−410、F−411、F−450、F−493、F−494、F−443、F−444、F−445、F−446、F−470、F−471、F−474、F−475、F−477、F−478、F−479、F−480SF、F−482、F−483、F−484、F−486、F−487、F−172D、F−178K、F−178RM、ESM−1、MCF−350SF、BL−20、R−61、R−90(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−29(以上、住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、DS−202(以上、ダイキン工業社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、132、306A、501、201、204(以上、トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、150、300(以上、ネオス社製)等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤としては、例えば、BYK−307、330、333、337、345、346、347、348、375、377(以上、ビックケミー・ジャパン社製)等が挙げられる。
本発明のインクジェットインクでは、色材として、成分(C)である顔料を用いることを特徴とする。顔料を使用することにより、ポリ塩化ビニルに記録した記録物の耐候性を高めることができる。
本発明において使用できる顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、水分散性顔料、溶剤分散性顔料等何れも使用可能であり、例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、カーボンブラック等の無機顔料を好ましく用いることができる。
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48(Ca)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57(Ca)、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー15:3、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー75、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー130、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー213、C.I.ピグメントイエロー214等が挙げられる。
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー3、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
以上の他にレッド、グリーン、ブルー、中間色が必要とされる場合には以下の顔料を単独あるいは併用して用いることが好ましく、例えば
C.I.Pigment Red209、224、177、194;
C.I.Pigment Orange43;
C.I.Vat Violet3;
C.I.Pigment Violet19、23、37;
C.I.Pigment Green36、7;
C.I.Pigment Blue15:6;
等が用いられる。
また、ブラック用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
インクにおけるこれらの顔料の含有量は、2〜10質量%とすることが好ましい。また、画像粒状感を低減するため淡色インクを用いることがあるが、その際は、濃色インクに対して顔料の含有量を1/5〜1/2とすることが好ましい。
本発明で用いられる顔料は、分散剤及びその他所望する諸目的に応じて必要な添加物と共に分散機により分散して用いることが好ましい。分散機としては従来公知のボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。
本発明のインクに使用する顔料分散体の平均粒径は、10nm以上、200nm以下であることが好ましく、50nm以上、150nm以下がより好ましい。平均粒径を10nm以上とすることにより顔料粒子同士の凝集が生じにくくなり、平均粒径を200nm以下とすることによって、長期間にわたり保存した際に顔料が沈降する現象を抑制しやすくなるため、平均粒径を前記の範囲とすることで保存安定性が良好なインクを得られやすくなる。
顔料分散体の粒径測定は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができる。また、透過型電子顕微鏡による粒子像撮影を少なくとも100粒子以上に対して行い、この像をImage−Pro(メディアサイバネティクス製)等の画像解析ソフトを用いて統計的処理を行うことによっても求めることが可能である。
顔料分散剤としては、界面活性剤、高分子分散剤等が用いられるが、高分子分散剤が好ましい。高分子分散剤としては、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂、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、顔料誘導体等を挙げることができる。
具体的には、ジョンクリル(ジョンソンポリマー社製)、Anti−Terra−U(BYK Chemie社製)、Disperbyk(BYK Chemie社製)、Efka(Efka CHEMICALS社製)、フローレン(共栄社化学社製)、ディスパロン(楠本化成社製)、アジスパー(味の素ファインテクノ)、デモール(花王社製)、ホモゲノール(花王社製)、エマルゲン(花王社製)、ソルスパーズ(アビシア社製)、ニッコール(日光ケミカル社製)等が挙げられる。
インクにおける分散剤の含有量は、顔料に対して10〜200質量%であることが好ましい。10質量%以上とすることで顔料分散の安定性が高められ、200質量%以下とすることでインクジェットヘッドからのインク吐出性が安定しやすくなる。
本発明のインクジェットインクでは、ポリ塩化ビニルに記録した際の定着性を向上させるために、様々な樹脂を添加しても良い。添加する樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂等が挙げられる。これらの樹脂はインクに溶解した状態で用いても、微粒子として用いても良い。樹脂粒子として用いる場合、その平均粒径は10nm以上300nm以下が好ましい。
具体的には、ジョンクリル(ジョンソンポリマー社製)、エスレックP(積水化学社製)等のアクリル系樹脂、エリーテル(ユニチカ社製)、バイロン(東洋紡社製)等のポリエステル系樹脂、バイロンUR(東洋紡社製)、NT−ハイラミック(大日精化社製)、クリスボン(大日本インキ化学工業社製)、ニッポラン(日本ポリウレタン社製)等のポリウレタン樹脂、SOLBIN(日信化学工業社製)、ビニブラン(日信化学工業社製)、サランラテックス(旭化成ケミカルズ社製)、スミエリート(住友化学社製)、セキスイPVC(積水化学社製)、UCAR(ダウケミカル社製)等の塩化ビニル系樹脂が挙げられる。
インクにおけるこれらの樹脂の含有量は、1〜10質量%であることが好ましい。1質量%以上とすることでポリ塩化ビニルに記録した時の画像耐候性が高められ、10質量%以下とすることでインクジェットヘッドからのインク吐出性が安定しやすくなる。
本発明のインクジェットインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができる。
本発明のインクジェットインクを吐出して画像形成を行う際に、使用するインクジェットヘッドはオンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。又吐出方式としては、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(登録商標)型等)等など何れの吐出方式を用いても構わない。
本発明のインクジェットインクを用いた画像形成方法においては、例えば、インクジェットインクを装填したプリンター等により、デジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりインクを吐出し記録媒体に付着させることで、インクジェット記録画像が得られる。記録媒体に付着させたインクを素早く確実に乾燥させるため、記録媒体の表面温度を高めて画像形成する方法が好ましい。表面温度は記録媒体の耐久性や、用いるインクの乾燥性に応じて調節するが、好ましくは40〜100℃である。特に、記録媒体としてポリ塩化ビニルを用いる場合、表面温度を高めることにより記録媒体表面に対するインクの濡れ性が向上するため、表面温度を高めて記録することはより好ましい。ポリ塩化ビニル製の記録媒体の銘柄によっても濡れ性やインク乾燥性に違いが生じることがあるので、各媒体の特性に応じて表面温度を調節しても良い。また、紙基体を有する記録媒体に記録する場合、表面温度を過剰に高くするとカールやコックリング(うねり)が生じることがあるので、このような時には表面温度を比較的低めに調節するか、全く調節せずに室温で記録を行うと良い。
記録媒体の表面温度を高めて記録を行う場合、インクジェット記録装置にヒーターを搭載させることが好ましく、記録媒体の搬送前、もしくは搬送時に加熱を行うことにより、インクジェット記録装置単体で記録媒体の表面温度を調節することが可能である。
本発明におけるインクジェット画像記録で用いる記録媒体としては、ポリ塩化ビニルを用いることが好ましい。ポリ塩化ビニルからなる記録媒体の具体例としては、SOL−371G、SOL−373M、SOL−4701(以上、ビッグテクノス株式会社製)、光沢塩ビ(株式会社システムグラフィ社製)、KSM−VS、KSM−VST、KSM−VT(以上、株式会社きもと製)、J−CAL−HGX、J−CAL−YHG、J−CAL−WWWG(以上、株式会社共ショウ大阪製)、BUS MARK V400 F vinyl、LITEcal V−600F vinyl(以上、Flexcon社製)、FR2(Hanwha社製)LLBAU13713、LLSP20133(以上、桜井株式会社製)、P−370B、P−400M(以上、カンボウプラス株式会社製)、S02P、S12P、S13P、S14P、S22P、S24P、S34P、S27P(以上、Grafityp社製)、P−223RW、P−224RW、P−249ZW、P−284ZC(以上、リンテック株式会社製)、LKG−19、LPA−70、LPE−248、LPM−45、LTG−11、LTG−21(以上、株式会社新星社製)、MPI3023(株式会社トーヨーコーポレーション社製)、ナポレオングロス 光沢塩ビ(株式会社二樹エレクトロニクス社製)、JV−610、Y−114(以上、アイケーシー株式会社製)、NIJ−CAPVC、NIJ−SPVCGT(以上、ニチエ株式会社製)、3101/H12/P4、3104/H12/P4、3104/H12/P4S、9800/H12/P4、3100/H12/R2、3101/H12/R2、3104/H12/R2、1445/H14/P3、1438/One Way Vision(以上、Inetrcoat社製)、JT5129PM、JT5728P、JT5822P、JT5829P、JT5829R、JT5829PM、JT5829RM、JT5929PM(以上、Mactac社製)、MPI1005、MPI1900、MPI2000、MPI2001、MPI2002、MPI3000、MPI3021、MPI3500、MPI3501(以上、Avery社製)、AM−101G、AM−501G(以上、銀一株式会社製)、FR2(ハンファ・ジャパン株式会社製)、AY−15P、AY−60P、AY−80P、DBSP137GGH、DBSP137GGL(以上、株式会社インサイト社製)、SJT−V200F、SJT−V400F−1(以上、平岡織染株式会社製)、SPS−98、SPSM−98、SPSH−98、SVGL−137、SVGS−137、MD3−200、MD3−301M、MD5−100、MD5−101M、MD5−105(以上、Metamark社製)、640M、641G、641M、3105M、3105SG、3162G、3164G、3164M、3164XG、3164XM、3165G、3165SG、3165M、3169M、3451SG、3551G、3551M、3631、3641M、3651G、3651M、3651SG、3951G、3641M(以上、Orafol社製)、SVTL−HQ130(株式会社ラミーコーポレーション製)、SP300 GWF、SPCLEARAD vinyl(以上、Catalina社製)、RM−SJR(菱洋商事株式会社製)、Hi Lucky、New Lucky PVC(以上、LG社製)、SIY−110、SIY−310、SIY−320(以上、積水化学工業株式会社製)、PRINT MI Frontlit、PRINT XL Light weight banner(以上、Endutex社製)、RIJET 100、RIJET 145、RIJET165(以上、Ritrama社製)、NM−SG、NM−SM(日栄化工株式会社製)、LTO3GS(株式会社ルキオ社製)、イージープリント80、パフォーマンスプリント80(以上、ジェットグラフ株式会社製)、DSE 550、DSB 550、DSE 800G、DSE 802/137、V250WG、V300WG、V350WG(以上、Hexis社製)、Digital White 6005PE、6010PE(以上、Multifix社製)等が挙げられる。
本発明のインクジェットインクは、ポリ塩化ビニルへのインクジェット記録適性を有しているが、その他の媒体への記録に用いても良い。ポリ塩化ビニル以外の記録媒体の例としては、例えば、普通紙、コート紙、キャストコート紙、光沢紙、光沢フィルム、OHPフィルム等が挙げられる。特に、本発明のインクジェットインクは、従来公知のポリ塩化ビニル記録用インク(いわゆる溶剤インク)に比較して、普通紙、コート紙等の紙基体を有する媒体に記録した時に裏抜けが少ないという長所があり、紙基体を有する記録媒体に対する適性をも有している。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
《インクの調製》
〔インク1の調製〕
〈顔料分散体1の調製〉
ピグメントイエロー150を20部、顔料分散剤であるDisperbyk−184(ビックケミー・ジャパン社製)を10部、純水を30部、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを30部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体1を得た。
〈インクの調製〉
上記顔料分散体1、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジ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アセテート、純水、定着樹脂バイロンUR8300(東洋紡社製)の各成分を表1に記載の量となるように混合した後、シリコーン系界面活性剤BYK−347(ビックケミー・ジャパン社製)を加え、表面張力を18mN/mに調整した。得られたインクを0.8μmのフィルターによりろ過し、インク1を得た。
〔インク2〜24の調製〕
上記インク1の調製において、各添加剤の構成を表1に記載の内容に変更した以外は同様にして、インク2〜24を調製した。
〔インク25の調製〕
〈顔料分散体25の調製〉
ピグメントイエロー150を20部、顔料分散剤であるDisperbyk−161(ビックケミー・ジャパン社製)を10部、γ−ブチロラクトンを20部、ジエチレングリコールジエチルエーテルを50部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体25を得た。
〈インクの調製〉
上記顔料分散体25、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、定着樹脂バイロンUR8300(東洋紡社製)の各成分を、表1に記載の量となるように混合した後、0.8μmのフィルターによりろ過し、公知の溶剤インクであるインク25を得た。
〔インク26の調製〕
〈顔料分散体26の調製〉
ピグメントイエロー150を20部、顔料分散剤であるSolsperse20000(アビシア社製)を10部、ジエチレングリコールを20部、純水を50部混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体26を得た。
〈インクの調製〉
上記顔料分散体26、グリセリン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、純水、定着樹脂微粒子ジョンクリル450(ジョンソンポリマー社製)の各成分を、表1に記載の量となるように混合した後、0.8μmのフィルターによりろ過し、公知の水系インクであるインク26を得た。
以上により調製した各インクの構成を、表1に示す。なお、表1に記載の各添加剤の数値は、インク中の質量%を表す。
Figure 2007211081
上記表1に略称で記載の各添加剤の詳細は、以下の通りである。
〔成分(A)〕
DMI:1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
BTR:γ−ブチロラクトン
〔湿潤性溶媒〕
Gly:グリセリン
DEG:ジエチレングリコール
EtHDO:2−エチル−1,3−ヘキサンジオール
〔溶媒〕
DEGDEE:ジエチレングリコールジエチルエーテル
EGDAc:エチレングリコールジアセテート
DPGME:ジプロピレングリコールメチルエーテル
〔顔料〕
PY150;C.I.ピグメントイエロー150
PR122;C.I.ピグメントレッド122
PB15:3;C.I.ピグメントブルー15:3
CB;カーボンブラック
〔界面活性剤〕
Si:シリコーン系界面活性剤 BYK−347(ビックケミー・ジャパン社製)
F:フッ素系界面活性剤 サーフロンS−393(セイミケミカル社製)
〔表面張力の測定〕
協和界面科学製の表面張力計CBVP−Zを用いて、25℃におけるインクの表面張力(mN/m)を測定した。
《インク特性の評価》
〔出射安定性の評価〕
ノズル口径28μm、駆動周波数15kHz、ノズル数512、最小液適量12pl、ノズル密度180dpi(なお、dpiは2.54cm当たりのドット数を表す)であるピエゾ型ヘッド、および特開2002−363469号公報の図2に記載のストロボ発光方式のインク飛翔観察装置を用いて、吐出周期と発光周期を同期させCCDカメラにより、各インクの飛翔状態をモニターし、下記基準に従って出射安定性を評価した。
○:インク液滴は正常に射出されており、斜め出射や速度のバラつきは見られない
△:インク液滴は射出されているが、サテライトの発生や、速度のバラつきが生じている
×:インク液滴は正常に射出されず、液滴速度の低下や欠が発生しているノズルが見られる
〔耐臭気性の評価〕
インク1〜26を、ポリ塩化ビニル製の記録媒体であるJT5929PM(Mactac社製)にNo.10のワイヤーバーを用いて塗布したのち、塗布画像の臭気の臭覚評価を行い、下記の基準に従って耐臭気性を評価した。
○:ほとんど臭気を感じない
△:やや臭気を感じる
×:臭気が非常に気になる
《形成画像の評価》
〔画像の形成〕
ノズル口径28μm、駆動周波数15kHz、ノズル数512、最小液適量12pl、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを搭載し、最大記録密度が1440×1440dpiであるヒーターを搭載したオンデマンド型インクジェットプリンタに各インクを装填した。次いで、各インクを吐出し、ポリ塩化ビニル製の記録媒体であるP−224RW(リンテック社製)に10cm×10cmのベタ画像を記録した。なお、印字中は記録媒体を裏面から加温して、画像記録時の記録媒体の表面温度が60℃になるようにヒーター温度を設定した。記録媒体の表面温度は、非接触温度計(IT−530N形 (株)堀場製作所社製)を用いて測定した。さらに、ヒーターを停止してインクジェットプリンタの記録媒体搬送部分を室温に戻した後、コニカミノルタビジネステクノロジー社製のビジネスクラス普通紙に対し、5cm×5cmのベタ画像を記録した。普通紙の記録時には加熱をせず、常温で記録を行った。
〔画像の評価〕
上記方法に従って、インク1〜26より作成した各画像を、下記の方法に従って評価を行った。いずれも△以上の性能を許容レベルとした。
(ポリ塩化ビニル適性の評価)
〈画像形成適性の評価〉
ポリ塩化ビニルに記録したベタ画像を目視観察し、下記基準に従い、評価した。
○:均一なベタ画像が得られている
△:ベタ画像はほぼ均一であるが、画像記録時のインク撥きにより、部分的にまだらになっている
×:画像記録時のインク撥きによりまだらが多発し、ベタ画像が不均一になっている
〈速乾性の評価〉
ポリ塩化ビニルに画像を記録した後、ベタ画像を指で擦り、下記の基準に従って速乾性を評価した。
◎:指で擦っても画像が取れなくなる時間は、画像記録直後から計測して1分未満である
○:指で擦っても画像が取れなくなる時間は、画像記録直後から計測して1分以上3分未満である
△:指で擦っても画像が取れなくなる時間は、画像記録直後から計測して3分以上5分未満である
×:指で擦っても画像が取れなくなる時間が、画像記録直後から計測して5分以上かかる
〈光沢の評価〉
ポリ塩化ビニルに記録したベタ画像の光沢を目視観察し、下記基準に従って光沢を評価した。
○:非常に光沢感に優れた画像である
△:光沢感を感じる画像である
×:画像が失透しており、光沢感に欠ける画像である
〈画像耐擦性の評価〉
ポリ塩化ビニルに記録した画像をティッシュペーパーで擦り、下記基準に従って画像耐擦性を評価した。
○:50回往復以上擦っても画像濃度に変化は無い
△:20〜50回往復して擦る間に、画像濃度が低下する
×:20回未満往復して擦る間に、画像濃度が低下する
〈記録媒体の強度耐性の評価〉
ポリ塩化ビニルに記録した画像部分を左右に引っ張り、その感触を評価し、下記基準に従って、画像記録部分の強度低下の有無を評価した。
○:画像記録をしていないポリ塩化ビニルと感触は変わらず、強度低下はほとんど生じていない
△:引っ張った時の感触がやわらかく、わずかに強度低下が生じている
×:引っ張った時の感触が非常にやわらかく、力の込め具合によってはポリ塩化ビニルが破けてしまい、強度低下が生じている
(普通紙適性の評価)
〈裏抜け耐性の評価〉
普通紙に記録した画像の表面と裏面を観察し、下記基準に従って裏抜け耐性を評価した。
○:表面の濃度は高く、裏面はほぼ白色であり、ほとんど裏抜けしていない
△:やや裏抜けは見られるものの、表面は裏面よりも明らかに濃度が高い
×:裏抜けが非常に大きく、表面と裏面の濃度がほとんど変わらない
以上により得られた各結果を、表2に示す。
Figure 2007211081
表2に記載の結果より明らかなように、本発明で規定する構成からなるインクは、比較例に対し、インクの出射安定性及び耐臭気性、記録媒体としてポリ塩化ビニルに画像記録した際の画像形成適性、速乾性、光沢、画像耐擦性及び記録媒体の強度耐性、記録媒体として普通紙に対し印字した場合の裏抜け耐性の全ての特性に優れていることが分かる。

Claims (13)

  1. 下記で示される成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含有し、該成分(A)の含有量が20質量%以上、60質量%以下であり、該成分(B)の含有量が10質量%以上、50質量%以下であり、該成分(A)の含有量を100質量%としたときのグリコール類、ポリオール類及びグリセリンの総含有率が、0質量%以上、20質量%以下であって、かつ表面張力が18mN/m以上、27mN/m以下であることを特徴とするインクジェットインク。
    成分(A):1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたはγ−ブチロラクトン
    成分(B):水
    成分(C):顔料
  2. 界面活性剤を含有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェットインク。
  3. 前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤であることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットインク。
  4. 前記成分(A)の含有量を100質量%としたときのグリコール類、ポリオール類及びグリセリンの総含有率が、0質量%以上、10質量%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
  5. 前記グリコール類、ポリオール類及びグリセリンを全く含有しないことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
  6. 前記成分(A)の含有量が、20質量%以上、40質量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
  7. 前記成分(A)が1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
  8. アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、アルキレングリコールジアルキルエーテル類、アルキレングリコールアセテート類、アルキレングリコールジアセテート類及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
  9. 沸点が180℃以上、250℃未満、表面張力が20mN/m以上、30mN/m以下である、アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、アルキレングリコールジアルキルエーテル類、アルキレングリコールアセテート類、アルキレングリコールジアセテート類及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有することを特徴とする請求項8に記載のインクジェットインク。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットインクを、記録媒体としてポリ塩化ビニルに記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
  11. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットインクを、紙基体を有する記録媒体に記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
  12. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットインクを、表面温度が調節された記録媒体に記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
  13. 前記表面温度が調節された記録媒体が、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項12に記載のインクジェット記録方法。
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