JP2009052018A - インクジェット用水性インク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料、水溶性有機溶剤A、水溶性有機溶剤B、および水を含むインクジェット用水性インクであって、前記水溶性有機溶剤Aが、ジグリセリンおよびポリグリセリンのうちの少なくとも1種を含み、かつ前記水溶性有機溶剤Bが、一般式(1):RO−(CH2CH2O)n−H(式(1)中、Rは炭素数4〜6のアルキル基、nは4〜6の整数)で示されるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルを含む、インクジェット用水性インク。
【選択図】なし
Description
特許文献2は、カラー印刷に適したインクであって、水、染料、多価アルコール低級アルキルエーテル、ノニオン性アセチレングリコール、およびグリセリンまたは特定の多価アルコール類を含み、カール防止能力に優れたインクジェット用水性インクを開示する。
特許文献2の技術は、染料インキであり、溶媒成分を記録媒体に侵入させ、これを記録媒体中に保持してインク中の水分蒸発を抑制することによりカールを防止する、との技術思想に基づくものである。しかし、印字物を長期放置すると水分は蒸発し、紙の繊維間に再び水素結合が生じて用紙が収縮し、凹カール(用紙膨潤時とは反対側へのカール)した状態になるとの問題点がある。
したがって、本発明は、カール抑制ができ、かつ、貯蔵安定性およびヘッド放置性能に優れたインクジェット用の水性顔料インクを提供することを課題とする。
別の本発明は、上記本発明に係るインクジェット用水性インクを用いて印刷された印刷物に関する。
すなわち、本発明は、有機溶剤として、ジグリセリンおよびポリグリセリンのうちの少なくとも1種と特定のポリエチレングリコールモノアルキルエーテルとを含むことを特徴とするインクジェット用の水性顔料インクである。
さらに、水溶性有機溶剤AおよびBは、どちらも沸点が200℃以上の高沸点溶剤であることが、ヘッド放置特性、連続吐出性能、および貯蔵安定性の観点から好ましい。両溶剤の沸点は、さらに好ましくは250℃以上である。
これらを併用した場合の水溶性有機溶剤A中のジグリセリンおよび/またはポリグリセリンの割合は、75質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。
なかでも、上記式(1)のRがブチル、nが4であるテトラエチレングリコールモノブチルエーテルを含むことが好ましい。
エチレングリコールモノアルキルエーテル類(たとえば、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等);
ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類(たとえば、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等);
トリエチレングリコールモノアルキルエーテル類(たとえば、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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等);
プロピレングリコールモノアルキルエーテル類(たとえば、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等);
ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類(たとえば、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、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等);
トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル類(たとえば、トリ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エチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等);
が挙げられ、これらは2種以上を併用することもできる。なかでも、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどを併用することが好ましい。
一般に、低極性溶剤(水溶性有機溶剤B)を多量に(インク中に15質量%以上程度)含むインクの貯蔵安定性は極端に低下する傾向がみられるが、この高極性溶剤(水溶性有機溶剤A)が少量でも含まれていることにより顔料分散性を安定化し、インクの貯蔵安定性を高めることができる。
インク中の水溶性有機溶剤Bの含有量は、カール抑制やインク増粘防止の観点から、15〜45質量%であることが好ましく、20〜40質量%であることがさらに好ましい。
具体的には、顔料分散剤、消泡剤、表面張力低下剤等として、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、または高分子系、シリコーン系、フッ素系の界面活性剤をインクに含有させることができる。
インクのpHを調整するために、公知のpH調整剤を添加することもできる。硫酸、硝酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン等は、pH調整剤として、あるいはインクの増粘助剤として用いることができる。
界面活性剤の種類としては具体的には、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸等の炭素数が6〜12の脂肪酸の脂肪酸エステルであることが好ましく、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、およびポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選ばれる1種以上の脂肪酸エステルであることが好ましい。脂肪酸の炭素数が6より小さい場合は、添加によって期待される充分な界面活性作用が得られない恐れがある。一方、脂肪酸の炭素数が12より大きい場合は、かえって連続吐出性能が低下する恐れがあり、かつ、インク中に溶解しにくくなってインクの安定性が低下する恐れがある。
上記脂肪酸エステルを含む場合のインク中の含有量は、0.1〜2質量%であることが好ましく、0.3〜1.5質量%であることがより好ましい。上記脂肪酸エステルが2質量%を越えて含まれても、効果の増大が得られないばかりか、かえって連続吐出性能が低下する恐れがある。
本発明によれば、カール等の用紙変形が有効に防止されるので、用紙搬送性が良好であり、したがって1分間に120枚といった高速印刷にも対応することができる。さらに、インクの貯蔵安定性(ヘッド放置特性)および連続吐出性能を向上させることにより、本発明に係るインクは、ラインヘッド方式のインクジェットプリンターに好ましく使用することができる。
<実施例および比較例>
表1〜表3に示した組成でインクを調製した。使用した成分は以下のとおりである。
顔料「CAB−O−JET300」(カーボンブラック、キャボット社)
ジグリセリン(阪本薬品工業(株))
ポリグリセリン「#750」(水酸基価870〜910、阪本薬品工業(株))
グリセリン(和光純薬工業(株))
ポリエチレングリコール「#200」(和光純薬工業(株))
テトラエチレングリコールモノブチルエーテル(協和発酵化学(株))
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(和光純薬工業(株))
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(和光純薬工業(株))
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダウ・ケミカル社)
界面活性剤「サーフィノール465」(アセチレングリコールエチレンオキサイド、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社製)
TEA(pH調整剤、トリエタノールアミン、和光純薬工業(株))
モノラウリン酸ヘキサグリセリル「NIKKOL Hexaglyn 1−L」(日光ケミカルズ(株))
モノラウリン酸デカグリセリル「NIKKOL Decaglyn 1−L」(日光ケミカルズ(株))
モノカプリル酸デカグリセリル「SY-Glyster MCA−750」(坂本薬品工業(株))
モノラウリン酸ポリエチレングリコール「NIKKOL MYL−10」(EO=10、日光ケミカルズ(株))
モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン「レオドール TW−L106」(EO=6、花王(株))
モノミリスチン酸ヘキサグリセリル「NIKKOL Hexaglyn 1−M」(日光ケミカルズ(株))
モノミリスチン酸デカグリセリル「NIKKOL Decaglyn 1−M」(日光ケミカルズ(株))
モノオレイン酸デカグリセリル「NIKKOL Decaglyn 1−O」(日光ケミカルズ(株))
モノオレイン酸ポリエチレングリコール「NIKKOL MYO−10」(EO=10、日光ケミカルズ(株))
モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン「レオドール TW−O120」(EO=20、(株))
ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル塩「エマール20C」(花王(株))
ラウリルベタイン(C12H25−N+(CH3)2CH2COO−)「アンヒトール20BS」(花王(株))
(1)印字直後の用紙変形
ライン型インクジェットプリンター「オルフィスHC5500」(理想科学工業(株)製)を用いて、印字後の用紙変形の有無を評価した。オルフィスHC5500は、水性インクにも対応できるようにインク経路を一部改変した。用紙は理想用紙薄口(A4サイズ、理想科学工業(株)製)を用い、1ドットあたりの吐出量を30pLとして片面全面にベタ画像を形成した。評価基準は以下のとおりである。
A:印字直後に通紙可能であり排紙も良好
B:印字直後に通紙可能であるが排紙が揃わない
C:印字直後に紙詰まりを起こし通紙不可能
上記(1)と同様にベタ画像を形成したのち、23℃・50%RH環境下で1週間放置し、以下の基準に従って評価した。
A:印字物の厚み方向の変形量が5mm以下で、印字物を重ねても嵩張らない。
B:印字物の厚み方向の変形量が5mm以下だが、印字物を重ねると嵩張る。
C:印字物の厚み方向の変形量が5mm以上で、印字物を重ねると嵩張る。
上記のようにインク経路を一部改変したオルフィスHC5500のインク経路内にインクを導入し、45℃・30%RH環境下で1週間放置後、回復動作を行って吐出試験をし、以下の基準に従って評価した。
A:駆動電圧が適正で、ノズル抜けがなく1ドット目から吐出する。
B:駆動電圧は適正であるが、ノズル抜けが若干発生する。
C:正常に吐出できる駆動電圧範囲がなく、ノズル抜けが多く発生する。
オルフィスHC5500のインクジェットヘッドを、連続吐出用治具(任意のインクジェットヘッドが装着可能であり、駆動条件等を任意に設定可能なもの)に装着した。1ドットあたりの吐出量を42pLとして、連続して10分間、合計318本の全てのノズルからインクの吐出を行なった。10分後に不吐出のノズルが318本中に何本存在するかにより、次の基準に従って評価した。実験は3回行なった。
A:3回とも、不吐出ノズルは0本または1本であった。
B:3回とも、不吐出ノズルは5本以下であった。
C:3回とも、不吐出ノズルは20本以下であった。
D:1回でも、不吐出ノズルが20本を越えた。
各インクを密閉容器に入れて、70℃の環境下で1週間放置し、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=[(1週間後の粘度値×100)/(粘度の初期値)]−100(%)
粘度変化率が5%未満のものをA、粘度変化率が5%以上のものをCとした。
以上の結果を、併せて表に示す。
実施例1〜8のインクでは、連続吐出試験において数本の不吐出ノズルが生じたが、実用上問題はなかった。特定の界面活性剤を配合した実施例9〜17のインクでは、一層優れた連続吐出性能が得られた。なかでも、実施例10〜15においては、3回の実験のすべてにおいて、不吐出ノズルは0本であった。
さらに、参考例1〜8にみるように、界面活性剤の種類が異なると、界面活性剤を配合したことで連続吐出性能が向上しないばかりか、むしろ低下する場合もあることが判明した。
一方、比較例3および4では、連続吐出試験において多数の不吐出ノズルが生じ、得られた印刷物には実用上支障のある太い白筋が認められた。
Claims (9)
- 顔料、水溶性有機溶剤A、水溶性有機溶剤B、および水を含むインクジェット用水性インクであって、
前記水溶性有機溶剤Aが、ジグリセリンおよびポリグリセリンのうちの少なくとも1種を含み、かつ
前記水溶性有機溶剤Bが、一般式(1):RO−(CH2CH2O)n−H(式(1)中、Rは炭素数4〜6のアルキル基、nは4〜6の整数)で示されるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルを含む、インクジェット用水性インク。 - 前記ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルが、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルを含む、請求項1記載のインクジェット用水性インク。
- 前記水溶性有機溶剤Aのインク中の含有量が2〜25質量%である、請求項1または2記載のインクジェット用水性インク。
- 前記水溶性有機溶剤Bのインク中の含有量が15〜45質量%である、請求項1〜3のいずれか1項記載のインクジェット用水性インク。
- 前記水溶性有機溶剤B中のテトラエチレングリコールモノブチルエーテルの割合が50質量%以上である、請求項2〜4のいずれか1項記載のインクジェット用水性インク。
- 前記顔料が、自己分散型顔料である、請求項1〜5のいずれか1項記載のインクジェット用水性インク。
- さらに、炭素数が6〜12の脂肪酸の脂肪酸エステルであって、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、およびポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選ばれる1種以上の脂肪酸エステルを含む、請求項1〜6のいずれか1項記載のインクジェット用水性インク。
- 前記脂肪酸エステルのインク中の含有量が0.1〜2質量%である、請求項7記載のインクジェット用水性インク。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載のインクジェット用水性インクを用いて印刷された印刷物。
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