JP2011127088A - インクジェット記録用インク組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着色剤と、水と、難水溶性のアルカンジオールと、20℃において固体である結晶性糖アルコールと、(ポリ)アルキレングリコールとを少なくとも含んでなるインクジェット記録用インク組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、各種記録媒体、とりわけ合成紙や印刷本紙のようなインクの吸水性の低い記録媒体においても高品質かつ高光沢な記録物を得ることができるインクジェット記録用インク組成物に関する。
インクジェット記録方法は、インク小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法である。近年のインクジェット記録技術の革新的な進歩により、これまで銀塩写真やオフセット印刷によって実現されてきた高精細印刷の分野においてもインクジェット記録方法が用いられるようになっている。それに伴い、銀塩写真やオフセット印刷の分野で用いられてきた印画紙やアート紙等に匹敵する高光沢性の記録媒体、いわゆる専用紙をインクジェット記録に使用して、銀塩写真並の光沢感を有する画像を実現できるインクジェット記録用のインクが開発されている。また、普通紙を用いた場合であっても、銀塩写真並の画質を実現できるインクジェット記録用のインクが開発されている。
本明細書において、アルカンジオールの炭化水素基部分は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよい。
本発明によるインク組成物は、難水溶性のアルカンジオールと、特定の結晶性糖アルコールと、(ポリ)アルキレングリコールとを少なくとも含んでなる。これらの有機溶剤を他の成分と組み合わせて含むことにより、例えば、印刷本紙において、インク組成物のビーディングが抑制され、特に着弾時間差が短い印刷をした場合であってもブリーディングやビーディングのない高品質かつ高光沢な画像が実現でき、高温低湿開放環境下および高温常湿密閉環境下で放置しても目詰まり回復性に優れるインク組成物を提供でき、吐出安定性にも優れたインク組成物を実現できる。
本発明のインク組成物には、難水溶性のアルカンジオールが含まれる。
炭素数7以上のアルカンジオールが好ましく、より好ましくは炭素数7〜10のアルカンジオールである。さらに好ましくは難水溶性の1,2−アルカンジオールであり、ビーディングをより効果的に抑制できる。難水溶性の1,2−アルカンジオールとしては、例えば、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、5−メチル−1,2−ヘキサンジオール、4−メチル−1,2−ヘキサンジオール、または4,4−ジメチル−1,2−ペンタンジオール等が挙げられる。これらの中でも、1,2−オクタンジオールがより好ましい。
本発明によるインク組成物は、(ポリ)アルキレングリコールを含んでなるものである。
HO−[(CH2)n−O)]m−H
(式中、n=2または3を表し、m=1〜3を表す。)
であり、より好ましくは、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、およびトリプロピレングリコールからなる群から選択される一種または二種以上である。これら化合物は、エチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドの付加重合によって得られるオリゴマーである。本発明の好ましい態様によれば、前記(ポリ)アルキレングリコールは、より好ましくは、(ポリ)プロピレングリコールであり、さらに好ましくは、水混和性の(ポリ)プロピレングリコールである。その(ポリ)プロピレングリコールは、特に限定されないが、生態毒性や環境毒性の観点から、ジオール型であることが好ましく、吸湿性が低い観点から、トリプロピレングリコール(CAS No.24800−44−0)であることがより好ましい。また、ジオール型の(ポリ)プロピレングリコールおよびトリプロピレングリコールは水混和性であることが特に好ましい。
本発明によるインク組成物は、20℃において固体である結晶性糖アルコールを含んでなるものである。
本発明の好ましい態様によれば、本発明によるインク組成物は、難水溶性のアルカンジオールと、結晶性糖アルコールと、(ポリ)アルキレングリコールとに加えて、水溶性のアルカンジオールを含んでなることができる。これにより、インク組成物が含有している固形分以外の物質、すなわち溶剤を含む水溶液のブリーディング発生がさらに抑制できる点で有利である。
本発明の好ましい態様によれば、更にトリエチレングリコールモノメチルエーテルを含んでも良い。トリエチレングリコールモノメチルエーテルを0.1〜4質量%含むことにより、インクジェットヘッドにキャップするためのインクキャップ内の目詰まり回復性を向上させることができる。ここで、インクキャップ内の目詰まりとは、キャップ内に滞留している廃液が乾燥固化し、これがインクキャップ内の不織布等のインク吸収剤の微細孔を目詰させることを意味する。インクキャップ内の目詰まり回復性を向上させることにより、クリーニング成功率の低下を防ぎ、ノズル目詰まり回復性を向上させることができる。
本発明によるインクジェット記録用インク組成物に用いられる着色剤としては、染料および顔料のいずれも使用することができるが、耐光性や耐水性の観点から顔料を好適に使用できる。また、着色剤は、前記顔料およびその顔料をインク中に分散させることが可能な下記分散剤を含んでなることが好ましい。
本発明によるインク組成物は、着色剤を分散させるための分散剤としては、スチレン−アクリル酸系共重合樹脂、オキシエチルアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、およびフルオレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂を含んでなることが好ましく、より好ましくは、オキシエチルアクリレート系樹脂およびフルオレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂を含んでなる。これら共重合樹脂は、顔料に吸着して分散性を向上させる。
シクロヘキサン、5−イソシアネート−1−(イソシアネートメチル)−1,3,3−トリメチル(CAS No.4098−71−9)
エタノール、2,2‘−[9H−フルオレン−9−イリデンビス(4,1−フェニレンオキシ)]ビス(CAS No.117344−32−8)
プロピオン酸、3−ヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル(CAS No.4767−03−7)
エタンアミン、N,N−ジエチル−(CAS No.121−44−8)
本発明によるインクジェット記録用インク組成物は、界面活性剤を含んでもよい。記録媒体として、その表面にインクを受容するための樹脂がコーティングされたものに対して、界面活性剤を用いることにより、光沢感がより重視される写真紙等の記録媒体においても、優れた光沢を有する画像を実現することができる。とりわけ、印刷本紙のように、表面の受容層に油性インクを受容するための塗布層が設けられているような記録媒体を用いた場合であっても、色間の滲み(ブリーディング)を防止できるとともに、インク付着量の増加に伴い発生する光の反射光による白化を防止することができる。
で表される一種または二種以上の化合物を含んでなるか、または、上記式(II)の化合物において、式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、aは9〜13の整数を表し、mは2〜4の整数を表し、nは1〜2の整数である一種または二種以上の化合物を含んでなることがより好ましい。また、上記式(II)の化合物において、Rは水素原子またはメチル基を表し、aは6〜18の整数を表し、mは0の整数を表し、nは1の整数である一種または二種以上の化合物を含んでなることがより好ましい。さらに、上記式(II)の化合物において、Rは水素原子を表し、aは2〜5の整数を表し、mは20〜40の整数を表し、nは3〜5の整数である一種または二種以上の化合物を含んでなることがより好ましい。このような特定のポリオルガノシロキサン系界面活性剤を使用することにより、記録媒体として印刷本紙に印刷した場合であっても、インクのビーディングとブリーディングがより改善される。
本発明によるインクジェット記録用インク組成物は、上記した特定の難水溶性のアルカンジオール、特定の(ポリ)アルキレングリコール、および界面活性剤、その他の各種添加剤を含有するとともに、溶媒として水を含有する。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水は、長期間に亘ってカビやバクテリアの発生が防止されるので好ましい。
より好ましくは、トリエチレングリコールモノメチルエーテルおよびトリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルである。
本発明によるインクジェット記録方法は、上記のインク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うものである。本発明による記録方法においては、記録媒体として合成紙や印刷本紙(OKT+:王子製紙株式会社製)を用いることが好ましいが、とりわけ、アート紙、POD(プリントオンデマンド)用途に用いられる高画質用紙およびレーザープリンタ用の専用紙において、特に低解像度で印刷した場合でも、ブリーディングやビーディングのない高品質な画像が実現できる。POD用途の高画質用紙としては、例えば、リコービジネスコートグロス100(リコー株式会社製)等が挙げられる。また、レーザープリンタ用の専用紙としては、例えばLPCCTA4(セイコーエプソン株式会社製)等が挙げられる。また、耐水紙としては、カレカ(三菱化学メディア株式会社製)や、レーザーピーチ(日清紡ポスタルケミカル株式会社製)等が挙げられる。
下記表1の組成に従い各成分を混合し、10μmのメンブランフィルターでろ過することにより、各インクを調製した。下記表1中の数値はインク中の含有量(質量%)を表す。また、樹脂は固形分の含有量(質量%)を表す。なお、下記表1中のオキシエチルアクリレート系樹脂(オキシエチル樹脂)は、CAS No.72009−86−0で示されるオキシエチルアクリレート構造を有するモノマーをモノマー構成比率略75質量%含有する、分子量6900の樹脂である。
フルオレン系樹脂(フルオレン樹脂)は、CAS No.117344−32−8で示されるフルオレン骨格を有するモノマーをモノマー構成比率略50質量%含有する、分子量3300の樹脂である。
さらに、用いた界面活性剤は、ポリオルガノシロキサン系界面活性剤であり、上記の式(II)において、Rがメチル基であり、aが6〜18の整数であり、mが0の整数であり、nが1の整数である化合物と、上記の式(II)において、Rが水素原子であり、aが7〜11の整数であり、mが30〜50の整数であり、nが3〜5の整数である化合物と、上記の式(II)において、Rがメチル基であり、aが9〜13の整数であり、mが2〜4の整数であり、nが1〜2の整数である化合物とからなる界面活性剤である。前記界面活性剤は、グリセリンを20質量%、1,2−ヘキサンジオールを10質量%、前記界面活性剤を0.1質量%、および水を69.9質量%含む水溶液とした場合に、その水溶液の1Hzの動的表面張力が26mN/m以下であった。具体的には、バブルプレッシャー動的表面張力計BP2(KRUS社製)を用いて、1Hz(=泡1個/1秒)の動的表面張力を測定したところ、前記水溶液の1Hzの動的表面張力は、24.6mN/mであった。トリプロピレングリコールは、株式会社旭硝子社製のトリプロピレングリコールであり、トレハロースは、株式会社林原商事社製のトレハ微粉である。
高温低湿開放系の目詰まり回復性
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。さらに、インクカートリッジ交換位置にキャリッジを移動させてから、コンセントを抜き、インクカートリッジを外してから、ヘッドを外した。このように、インクカートリッジとヘッドキャップが外れた状態にしてから、ヘッドを50℃/湿度15%の環境に3日間放置した。
AA:クリーニング操作を6回繰り返して目詰まりが回復する。
A:クリーニング操作を12回繰り返して目詰まりが回復する。
B:クリーニング操作を16回繰り返して目詰まりが回復する。
C:クリーニング操作を16回繰り返しても目詰まりが回復しない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。その後、通常の使用手順に従い、スイッチを押して通電を切り、コンセントを抜いてから、プリンタを40℃/湿度45%の環境に3日間放置した。
AA:クリーニング操作を6回繰り返して目詰まりが回復する。
A:クリーニング操作を12回繰り返して目詰まりが回復する。
B:クリーニング操作を16回繰り返しても目詰まりが回復する。
C:クリーニング操作を16回繰り返しても目詰まりが回復しない。
結果は上記表1に記載される通りであった。表1から、トレハロースを含むインク組成物が、高温低湿開放系の目詰まり回復性に優れることがわかる。HS20は、四糖類を多く含有する非還元糖であり、吸湿性が低いので、比較的、良好であった。HS60は、二糖類を多く含有する非還元糖であり、HS500は、単糖類を多く含有する非還元糖であり、吸湿性が充分に低くないので、好ましい結果は得られなかった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PX−F8000、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに装着し、主走査(ヘッド駆動)方向に360dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に720dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが概ね3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が360×720dpiで、約128g/m2のOKT+(王子製紙株式会社製)に、720×1440dpiのベタ画像を記録した。(なお、PX−F8000のプリンタードライバーにおいては、光沢紙のきれいモードに相当する。)記録は、常温常湿(25℃、45%湿度)環境下において実施した。この際、単色のDuty100%のインク付着量は概ね3.1mg/inch2であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、同じDutyの単色同士を混合した2次色の画像である。
AA:各単色Duty90%の2次色Duty180%までが、ビーディングなく再現できている。
A:各単色Duty80%の2次色Duty160%までが、ビーディングなく再現できている。
B:各単色Duty70%の2次色Duty140%までが、ビーディングなく再現できている。
C:各単色Duty60%の2次色Duty120%までが、ビーディングなく再現できている。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PX−F8000、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに装着し、主走査(ヘッド駆動)方向に360dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に720dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが概ね3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が360×720dpiで、約128g/m2のOKT+(王子製紙株式会社製)に、720×1440dpiのベタ画像を記録した。(なお、PX−F8000のプリンタードライバーにおいては、光沢紙のきれいモードに相当する。)記録は、常温常湿(25℃、45%湿度)環境下において実施した。この際、単色のDuty100%のインク付着量は概ね3.1mg/inch2であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、Duty80%同士のDuty160%の2次色に、Duty80%の1次色の2〜8ピクセル罫線を接触させた画像である。
AA:4/720インチの罫線がブリーディングなく、再現できているが、2/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
A:6/720インチの罫線がブリーディングなく、再現できているが、4/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
B:8/720インチの罫線がブリーディングして、再現できているが、6/720インチの罫線がブリーディングして、再現できている。
C:10/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
前記アセチレングリコール系界面活性剤は、グリセリンを20質量%、1,2−ヘキサンジオールを10質量%、前記アセチレングリコール系界面活性剤を0.1質量%、および水を69.9質量%含む水溶液とした場合に、その水溶液の1Hzの動的表面張力は27mN/m以上であった。具体的には、バブルプレッシャー動的表面張力計BP2(KRUS社製)を用いて、1Hz(=泡1個/1秒)の動的表面張力を測定したところ、前記水溶液の1Hzの動的表面張力は、27.8mN/mであった。
Claims (28)
- 着色剤と、水と、難水溶性のアルカンジオールと、20℃において固体である結晶性糖アルコールと、(ポリ)アルキレングリコールとを少なくとも含んでなる、インクジェット記録用インク組成物。
- 前記結晶性糖アルコールがトレハロースである、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記結晶性糖アルコールが、イソトレハロース、ネオトレハロース、およびスクロースのからなる群から選択される一種または二種以上である、請求項1に記載のインク組成物。
- 更に、水溶性のアルカンジオールを含んでなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記水溶性のアルカンジオールが、両末端または片末端アルカンジオールである、請求項4に記載のインク組成物。
- 前記水溶性のアルカンジオールが、炭素数が3以上のアルカンジオールである、請求項4または5に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールが、片末端アルカンジオールである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールが、炭素数7以上のアルカンジオールである、請求項1〜7のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)アルキレングリコールが、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、およびトリプロピレングリコールからなる群から選択される一種または二種以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)アルキレングリコールが、(ポリ)プロピレングリコールである。請求項1〜8のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)プロピレングリコールがジオール型である、請求項10に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)プロピレングリコールがトリプロピレングリコールである、請求項10に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールと、前記(ポリ)アルキレングリコールとの含有量比が、それぞれ1:1〜1:5である、請求項1〜12のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールと、前記結晶性糖アルコールとの含有量比が、それぞれ1:1〜1:5である、請求項1〜13のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)アルキレングリコールと前記結晶性糖アルコールとの含有量の和と、前記難水溶性のアルカンジオールとの含有量比が、それぞれ2:1〜20:1である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールと、前記水溶性のアルカンジオールとの含有量比が、それぞれ1:1〜10:1である、請求項4〜14のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールと、前記(ポリ)アルキレングリコールまたは前記結晶性糖アルコールとの含有量の和が、インク組成物に対し、24質量%以下である、請求項1〜16のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記水溶性のアルカンジオールと、前記(ポリ)アルキレングリコールまたは前記結晶性糖アルコールとの含有量の和が、インク組成物に対し、24質量%以下である、請求項4〜17のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)アルキレングリコールまたは前記結晶性糖アルコールと、前記水溶性のアルカンジオールと、前記難水溶性のアルカンジオールとの含有量の和が、インク組成物に対し、28質量%以下である、請求項4〜18のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 難水溶性のアルカンジオールが、インク組成物に対し、1.0〜4.0質量%含まれてなる、請求項1〜19のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記(ポリ)アルキレングリコールが、インク組成物に対し、2.0〜10.0質量%含まれてなる、請求項1〜20のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記結晶性糖アルコールが、インク組成物に対し、2.0〜10.0質量%含まれてなる、請求項1〜21のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記水溶性のアルカンジオールが、インク組成物に対し、0.1〜4質量%含まれてなる、請求項4〜22のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記難水溶性のアルカンジオールが、1,2−オクタンジオールである、請求項1〜23のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 更に、界面活性剤を含んでなる、請求項1〜24のいずれか一項に記載のインク組成物。
- 前記界面活性剤が、ポリオルガノシロキサン系界面活性剤またはジェミニ型界面活性剤である、請求項25に記載のインク組成物。
- 前記界面活性剤が、ポリオルガノシロキサン系界面活性剤と、ジェミニ型界面活性剤とを同時に含有する、請求項26に記載のインク組成物。
- 前記ポリオルガノシロキサン系界面活性剤が、グリセリンを20質量%、1,2−ヘキサンジオールを10質量%、前記ポリオルガノシロキサン系界面活性剤を0.1質量%、および水を69.9質量%含む水溶液とした場合に、その水溶液の1Hzの動的表面張力が26mN/m以下であるものである、請求項26または27に記載のインク組成物。
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