JP2009270061A - 非水系顔料インクおよび非水系顔料インクセット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料と顔料分散剤と非水系溶剤とを含み、前記顔料としてカーボンブラック等、顔料分散剤としてビニルピロリドンと炭素数10〜40のアルケンとの共重合体、非水系溶剤として極性有機溶剤を含む、インクジェット記録システムなどに適用される非水系顔料インク。
【選択図】なし
Description
そこで本発明は、充分な画像濃度が得られる非水系顔料インクを提供することを目的とする。
前記顔料分散剤として、ビニルピロリドンと炭素数10〜40のアルケンとの共重合体を含む、非水系顔料インクが提供される。
前記第1の顔料としてカーボンブラックを含み、かつ
前記第1の顔料分散剤として、ビニルピロリドンと炭素数10〜40のアルケンとの共重合体を含む第1のインクと;
第2の顔料と第2の顔料分散剤と第2の非水系溶剤とを含む第2のインクであって、
前記第2の顔料として、シアン、マゼンタ、またはイエローのいずれかの顔料を含み、かつ、
前記第2の顔料分散剤として、ポリエステル側鎖を有する含窒素グラフト共重合体を含む第2のインクと;
を含む非水系顔料インクセットが提供される。
本発明に係る非水系顔料インクセットは、特定の顔料と顔料分散剤とを組み合わせた複数のインクを組み合わせることを特徴とし、このインクセットを使用することにより、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できる。
このインクは何色であってもよく、したがって顔料としては、たとえば、アゾ系、フタロシアニン系、染料系、縮合多環系、ニトロ系、ニトロソ系等の有機顔料(ブリリアントカーミン6B、レーキレッドC、ウォッチングレッド、ジスアゾイエロー、ハンザイエロー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アルカリブルー、アニリンブラック等);コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、鉛、チタン、バナジウム、マンガン、ニッケル等の金属類、金属酸化物および硫化物、ならびに黄土、群青、紺青等の無機顔料、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック類を用いることができる。これらの顔料は、いずれか1種が単独で用いられるほか、2種以上が組み合わせて使用されてもよい。
インク中の顔料の含有量は、通常0.01〜20重量%であり、印刷濃度とインク粘度の観点から3〜15重量%であることが好ましい。
具体的には、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、ヘプタデセン、オクタデセン、ノナデセン、イコセン、エイコセン、ドコセン、およびトリアコンテン等から選ばれるアルケンとPVPとの共重合体が挙げられる。なかでも、炭素数12〜24のアルケンとの共重合体であることが、分散安定性の観点から好ましく、PVP−ヘキサデセン共重合体、PVP−エイコセン共重合体、PVP−トリアコンテン共重合体などを用いることが好ましい。共重合体には、複数種のアルケンが含まれていてもよい。
アルキル化PVPの分子量(重量平均分子量、GC法測定、標準ポリスチレン換算)は、3000〜5万であることが好ましく、5000〜3万であることがより好ましい。
インクには、複数種のアルキル化PVPが含まれていてもよい。
これに対し、このアルキル化PVPを顔料分散剤として使用することにより、様々な灰分率の紙に対し、画像濃度が良好で裏抜けのない印刷物を得ることができる。
灰分率が高いほど、紙の不透明度が高くなり、紙の内部に浸透した顔料が発色しにくいため、画像濃度が出にくい傾向がある。
併用できる分散剤としては、顔料を溶剤中に安定して分散させるものであれば特に限定されないが、たとえば、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、高分子共重合物、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好適に使用され、そのうち、高分子分散剤を使用するのが好ましい。
インク中の配合量としては、顔料分散剤は総量で、1〜15重量%であることが好ましく、2〜10重量%であることがより好ましい。
アルキル化PVPのインク中の配合量としては、0.5〜15重量%であることが好ましく、1〜10重量%であることがより好ましい。
たとえば、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。
本発明者らは、上述のように特定の顔料分散剤を選択することにより画像濃度を改善できることに加え、さらに非水系溶剤の種類も画像濃度に影響を及ぼすことを見いだした。すなわち、インクに極性有機溶剤が含まれることにより、インクの溶剤リリース性が良好となり、その結果、様々な灰分率の紙に対し画像濃度の一層良好な印刷物を提供することができる。なかでも、灰分率の高い紙への印刷に用いる場合は、極性有機溶剤を含むインクとすることが好ましい。
高級脂肪酸は極性が高いので、顔料との親和性が低く、溶剤リリース性がさらに向上することが考えられる。しかし、その配合量が多すぎると、溶剤のバランスが崩れインクの安定性が低下する恐れがあるため、高級脂肪酸は、非水系溶剤に対しその20重量%以下の量で含まれることが好ましく、5〜15重量%の量で含まれることがより好ましい。
具体的には、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。
酸化防止剤としては、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、ノルジヒドログアヤレチック酸等の公知のものが使用でき、これらを単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
このインクセットの第1のインクは、第1の顔料と第1の顔料分散剤と第1の非水系溶剤とを含み、第1の顔料としてカーボンブラックを含み、第1の顔料分散剤として、ビニルピロリドンと炭素数10〜40のアルケンとの共重合体(アルキル化PVP)を含む黒インクである。
第1のインクにおける各配合成分の詳細は、その任意成分や粘度特性も含め、上述のとおりである。
第2のインクにおける、第2の顔料分散剤以外の各配合成分の詳細および粘度特性は、上述のとおりである。
より詳細には、たとえば、ポリアルキレンイミンのような多数の窒素原子を含有する主鎖を備え、かつ、この窒素原子を介してアミド結合した側鎖を複数備える化合物であって、この側鎖がポリエステル鎖であるようなポリマーが例示できる。こうしたポリマーは、たとえば、特開平5−177123号公報(米国特許第4,645,611号明細書)に開示されている。
好ましく使用できる市販品としては、日本ルーブリゾール(株)製ソルスパース28000、ソルスパース11200、ソルスパース13940等が挙げられる。
色インクの顔料分散剤としてこの分散剤を使用すると本発明の効果が得られる理由について、その詳細は不明である。
ここで「組み合わせる」とは、両インクを重ねて印刷して使用することをいう。印刷する順番は、第1のインクと第2のインクのどちらが先であっても後であっても構わない。
以下、先に吐出するインクを第1吐出インク、後に吐出するインクを第2吐出インクと呼称する場合がある。第1吐出インクが第1のインクであるときは、第2吐出インクが第2のインクであり、第1吐出インクが第2のインクであるときは、第2吐出インクが第1のインクである。
<実施例1>
250mlのポリプロピレン容器に、カーボンブラック30g、アルキル化PVP(1)30g、オレイン酸メチル45g、およびAF4 45gを入れて混合し、ジルコニアビーズ(直径0.5mm)450gを入れて、ロッキングミル((株)セイワ技研)により60分間分散して分散体を得た。この分散体40g、オレイン酸メチル17g、AF6 20g、AF4 23gを混合し、得られた混合物を3.0μmのメンブランフィルターで濾過してゴミおよび粗大粒子を取り除き、実施例1のインクを得た。
表1に示す組成となるよう、上記実施例1と同様にして、各インクを調製した。
表1において、使用した配合成分は次のとおりである。
カーボンブラック:三菱化学(株)製MA8
銅フタロシアニン:三陽色素(株)製フタロシアニンブルー
アルキル化PVP(1):ISPジャパン(株)製V216(PVP−ヘキサデセン共重合体、共重合比2:8、重量平均分子量14×103)
アルキル化PVP(2):ISPジャパン(株)製V220(PVP−エイコセン共重合体、共重合比2:8、重量平均分子量17×103)
ソルスパース11200:日本ルーブリゾール(株)製、脂肪族系溶剤中固形分50重量%(表1の配合量は固形分量)
ソルスパース28000:日本ルーブリゾール(株)製、固形分100%
ソルスパース13940:日本ルーブリゾール(株)製、脂肪族系溶剤中固形分40%(表1の配合量は固形分量)
オレイン酸メチル:花王(株)製エキセパールM−OL
オレイン酸:和光純薬工業(株)製試薬
イソミリスチルアルコール:日産化学工業(株)製FOC140N
AF6:新日本石油(株)製AFソルベント6号(ナフテン系溶剤)
AF4:新日本石油(株)製AFソルベント4号(ナフテン系溶剤)
上記得られた各インクの粘度(23℃において0.1Pa/sの速度で剪断応力を0Paから増加させたときの10Paにおける粘度)を、ハーケ社製応力制御式レオメータRS75(コーン角度1°、直径60mm)を用いて測定した。
その結果、いずれのインクも、8〜12mPa・sの、インクジェット用として適正な粘度を備えていた。
さらに、得られたインクは全て、インクジェット用としての適正範囲の顔料粒径を備えていた。
インクジェット記録装置として「HC5500」(理想科学工業(株))を使用した。HC5000は、300dpiのライン型インクジェットヘッド(各ノズルが約85μm間隔で並ぶ)を使用し、主走査方向(ノズルが並んでいる方向)に直交する副走査方向に用紙を搬送して、印字を行うシステムである。
各インクを、インクジェット記録装置に装填し、灰分率の異なる表1の各印刷用紙に対し、液滴42plで150dpi相当のベタ画像を印刷し、24時間経過後の画像濃度を、そのOD値を測定して評価した。灰分率は、JIS P8251(紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法、525℃の燃焼法)の測定方法により求めた値である。
以上の結果を、同じく表1に示す。
さらに、60℃の環境下で1ヶ月間、各インクを密閉容器に入れた放置し、その後粘度を測定した結果、いずれのインクにおいても初期値との粘度の変化率は5%未満であり、顔料分散性を含むインクの安定性は良好であることが確認できた。
一方、比較例のインクでは、充分な画像濃度が得られなかった。インクの安定性については、比較例のインクも良好であった。
次に、インクセットの実施例を示す。
表3に示すように、各インクをセットで用いて、第1吐出インクと第2吐出インクをこの順に吐出させて、上記と同様にベタ画像を印刷し、その画像濃度を評価した。
結果を表3に併せて示す。
これに対し、顔料分散剤と顔料との組み合わせが上記以外であるインク、すなわちグラフトPNを分散剤とする黒インク(インク番号I−12、I−13、I−14)およびアルキル化PVPを分散剤とする色インク(インク番号I−9)を用いた比較例のインクセットでは、画像濃度が低かった。
Claims (5)
- 顔料と顔料分散剤と非水系溶剤とを含み、
前記顔料分散剤として、ビニルピロリドンと炭素数10〜40のアルケンとの共重合体を含む、非水系顔料インク。 - 前記非水系溶剤として極性有機溶剤を含む、請求項1記載の非水系顔料インク。
- 前記極性有機溶剤として、炭素数8〜20の高級脂肪酸と炭素数1〜24のアルコールとのエステルであるエステル系溶剤、炭素数8〜24の高級アルコール、および炭素数8〜20の高級脂肪酸からなる群から選ばれた1種以上を含有する、請求項2記載の非水系顔料インク。
- 前記極性有機溶剤が、インク中に10重量%以上含まれている、請求項2または3記載の非水系顔料インク。
- 第1の顔料と第1の顔料分散剤と第1の非水系溶剤とを含む第1のインクであって、
前記第1の顔料としてカーボンブラックを含み、かつ
前記第1の顔料分散剤として、ビニルピロリドンと炭素数10〜40のアルケンとの共重合体を含む第1のインクと;
第2の顔料と第2の顔料分散剤と第2の非水系溶剤とを含む第2のインクであって、
前記第2の顔料として、シアン、マゼンタ、またはイエローのいずれかの顔料を含み、かつ、
前記第2の顔料分散剤として、ポリエステル側鎖を有する含窒素グラフト共重合体を含む第2のインクと;
を含む非水系顔料インクセット。
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