JP2012162594A - インク組成物および印刷物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のインク組成物は、インクジェット方式により吐出されるインク組成物であって、銀粒子と、水と、を含み、インク組成物中の前記水以外の成分で構成された組成物Aを、雰囲気温度23℃、湿度50%RH中に放置した際の、前記組成物Aの平衡含水率が、2質量%以上7.8質量%以下であることを特徴とする。また、インク組成物中の前記水以外の成分で構成された組成物Aを、雰囲気温度23℃、湿度70%RH中に放置した際の、前記組成物Aの平衡含水率が、4質量%以上15.9質量%以下であるのが好ましい。
【選択図】なし
Description
しかし、上記のような多色のインクを用いても、金属光沢を表現できないという問題がある。
しかし、特許文献1で提案されているインクでは、比較的良好な金属光沢が得られるものの、インクジェット装置から安定して吐出するのが困難であった。また、形成される画像の耐ガス性が低いという問題があった。
本発明のインク組成物は、インクジェット方式により吐出されるインク組成物であって、
銀粒子と、
水と、を含み、
前記インク組成物中の前記水以外の成分で構成された組成物を、雰囲気温度23℃、湿度50%RH中に放置した際に、平衡含水率が、2質量%以上7.8質量%以下であることを特徴とする。
これにより、吐出安定性に優れるとともに、耐ガス性に優れた画像を容易に形成することができるインク組成物を提供することができる。
これにより、吐出安定性により優れるとともに、耐ガス性に優れた画像をより容易に形成することができる。
これにより、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
本発明のインク組成物では、前記銀粒子は、体積基準の粒径が150nm以上の粒子を、0.1質量%以上含有しないことが好ましい。
これにより、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
これにより、吐出する際のインクの不本意な乾燥を抑制することができ、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
本発明のインク組成物では、複数種の糖を含有することが好ましい。
これにより、吐出する際のインクの不本意な乾燥を抑制することができ、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。また、形成される画像の耐ガス性をより優れたものとすることができる。
これにより、吐出する際のインクの不本意な乾燥を抑制することができ、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。また、形成される画像の耐ガス性を特に優れたものとすることができる。
これにより、優れた耐ガス性を有する画像が形成された印刷物を提供することができる。
《インク組成物》
本発明のインク組成物は、インクジェット方式により吐出されるものである。
本発明のインク組成物は、少なくとも、銀粒子と、水とを含むものである。
ところで、従来より、金属粒子を用いたインクジェット用インクは知られている。しかしながら、従来のインクでは、比較的良好な金属光沢が得られるものの、インクジェット装置から安定して吐出するのが困難であった。また、形成される画像の耐ガス性が低いという問題があった。
すなわち、本発明のインク組成物は、銀粒子と、水とを含み、組成物Aを雰囲気温度23℃、湿度50%RH中に放置した際に、組成物Aの平衡含水率が、2質量%以上7.8質量%以下である点に特徴を有し、これにより、吐出安定性に優れるとともに、優れた耐ガス性を有する画像を容易に形成することができるものである。
また、組成物Aを、雰囲気温度23℃、湿度70%RH中に放置した際の、組成物Aの平衡含水率は、4質量%以上15.9質量%以下であるのが好ましく、4質量%以上12.4質量%以下であるのがより好ましい。これにより、吐出安定性により優れるとともに、耐ガス性に優れた画像をより容易に形成することができる。
なお、組成物Aとしては、水以外の成分を混合することで得られたものであってもよいし、インク組成物から加熱等によって水を除去することにより得られたものであってもよい。
[銀粒子]
上述したように、本発明に係るインク組成物は、銀粒子を含むものである。このように、インク組成物が、銀粒子を含むものであることにより、特に優れた光輝性(金属光沢)を有する画像を形成することができる。また、銀は、各種金属の中でも、白色度の高い金属であるため、他色のインクと重ね合わせることにより、金色、銅色等の様々な金属色を表現することができる。
また、銀粒子は、体積基準の粒径が150nm以下の粒子を0.1質量%以上含有しないことが好ましい。これにより、インクジェット方式によるインク組成物の吐出安定性(着弾位置精度、吐出量の安定性等)及び銀粒子の沈降の防止を特に優れたものとすることができる。
銀粒子は、いかなる方法で調製されたものであってもよく、例えば、銀イオンを含む溶液を用意し、この銀イオンを還元ずることにより、好適に形成することができる。
本発明にかかるインク組成物は、水を含むものである。
インク組成物中において、水は、主に銀粒子を分散させる分散媒として機能する。インク組成物が水を含むことにより、銀粒子等の分散安定性等を優れたものとすることができ、また、後述するような液滴吐出装置のノズル付近でのインク組成物の不本意な乾燥(分散媒の蒸発)を防止しつつ、インク組成物が付与される印刷媒体上での乾燥を速やかに行うことができるため、所望の画像の高速印刷を、長期間にわたって好適に行うことができる。
インク組成物中における水の含有率は、特に限定されないが、20質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、25質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。
本発明のインク組成物は糖を含有していてもよい。糖を含むことにより、後述するような液滴吐出装置のノズル付近でのインク組成物の不本意な乾燥(分散媒の蒸発)を抑制することができ、吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
糖としては、単糖、多糖が挙げられ、具体的にはグルコース、リボース、マンニトール、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などがあげられる。ここで、多糖とは広義の糖を意味し、アルギン酸、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖の誘導体としては、前記した糖の還元糖[(例えば、糖アルコール(一般式HOCH2(CHOH)nCH2OH(ここで、n=2〜5の整数を表す)で表される]、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ糖などがあげられる。
このような糖を複数種含有する混合糖としては、例えば、HS−20、HS−30、HS−40、HS−60、HS−300、HS−500等の還元澱粉糖化物(以上、林原社の商品名)や、ハローデックス、マビット(以上、林原社の商品名)等が挙げられる。
また、4糖以上の糖は特に限定されないが、トレハロース誘導体であることが好ましく、一層好ましくはマルトシルトレハロースである。
なお、糖の含有量は特に限定されないが、1質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
本発明のインク組成物は、上記成分の他、多価アルコールを含有していてもよい。多価アルコールは、本発明のインク組成物をインクジェット式記録装置に適用した場合に、インクの乾燥を抑制し、インクジェット式記録ヘッド部分におけるインクによる目詰まりを防止することができる。
インク組成物中における多価アルコールの含有率は、特に限定されないが、0.1質量%以上20質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以上10質量%以下であるのがより好ましい。
本発明のインク組成物は、グリコールエーテルを含有していてもよい。
グリコールエーテルを含有することにより、印刷媒体などの被記録面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。
グリコールエーテルとしては、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、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、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、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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテルを挙げることができる。この中でも、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを用いると良好な記録品質を得ることができる。インク中におけるグリコールエーテルの含有率は、特に限定されないが、0.2質量%以上20質量%以下であるのが好ましく、0.3質量%以上10質量%以下であるのがより好ましい。
本発明に係るインク組成物は、ワックスを含んでいてもよい。これにより、形成される画像の耐擦性を特に優れたものとすることができる。
インク組成物中におけるワックスの含有率は、0.02質量%以上1.5質量%以下であるのが好ましく、0.04質量%以上1.0質量%以下であるのがより好ましく、0.08質量%以上0.6質量%以下であるのがさらに好ましい。
本発明に係るインク組成物は、アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキサン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキサン系界面活性剤は、印刷媒体などの被印刷面への濡れ性を高めてインク組成物の浸透性を高めることができる。
さらに、本発明に係るインク組成物は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などのその他の界面活性剤を含有することもできる。
インク組成物中における上記界面活性剤の含有率は、特に限定されないが、0.01質量%以上5.0質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%以上0.5質量%以下であるのがより好ましい。
本発明のインク組成物は、上記以外の成分(その他の成分)を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、水酸化カリウム水溶液などのpH調整剤、浸透剤、有機バインダー、尿素系化合物、アルカノールアミン(トリエタノールアミン等)等の乾燥抑制剤、チオ尿素、防腐剤、ヘッド防錆剤、増粘剤等が挙げられる。
インク組成物中における固形分の含有率は、50質量%以下であるのが好ましく、3.6質量%以上40質量%以下であるのがより好ましく、12質量%以上27質量%以下であるのがさらに好ましい。これにより、インク組成物の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
本発明の印刷物は、印刷媒体上に、上述したようなインク組成物をインクジェット法により付与することにより得られたものである。これにより、優れた耐ガス性を有する画像が形成された印刷物を提供することができる。また、高い光輝性を有する画像を備えた印刷物を提供することができる。
インク組成物が付与される印刷媒体としては、普通紙、インク受理層等を有する専用紙等の紙のほか、例えば、インク組成物が付与される表面を含む領域が、各種プラスチック、セラミックス、ガラス、金属や、これらの複合材料で構成された基材等を用いることができる。
図1は、インクジェット装置(液滴吐出装置)の概略構成を示す斜視図である。
本実施形態の印刷物の製造方法は、図1に示すようなインクジェット装置(液滴吐出装置)を用いて、上述したようなインク組成物を印刷媒体に向けて吐出する工程(液滴吐出工程)を有する。
以下に、液滴吐出装置としてのインクジェット式プリンター1を用いた液滴吐出について説明する。
図1に示すように、液滴吐出装置としてのインクジェット式プリンター1は、フレーム2を有している。フレーム2には、プラテン3が設けられ、プラテン3上には、紙送りモーター4の駆動により印刷媒体Pが給送されるようになっている。また、フレーム2には、プラテン3の長手方向と平行に、棒状のガイド部材5が設けられている。
キャリッジ6には、液滴吐出ヘッド9が設けられるとともに、液滴吐出ヘッド9に液体としてのインクを供給するためのインクカートリッジ10が着脱可能に配置されている。インクカートリッジ10内のインクは、液滴吐出ヘッド9に備えられた図示しない圧電素子の駆動により、インクカートリッジ10から印刷ヘッド9へと供給され、液滴吐出ヘッド9のノズル形成面に形成された複数のノズルから、プラテン3上に給送された印刷媒体(基材)Pに対して吐出されるようになっている。
これにより印刷物を製造することが可能となる。
印刷物の製造方法においては、上述した吐出工程に加え、インク組成物が付与された印刷媒体を過熱する加熱工程を設けてもよい。
本発明に係るインク組成物は、上述したように、分散媒として水を含むものであり、吐出後速やかに乾燥するため、通常、吐出工程の後に、別途、乾燥工程を設ける必要はないが、加熱工程を設けることにより、印刷媒体が保水性の高いものである場合や、インク組成物が揮発性の低い液体成分を比較的高い含有率で含む場合(例えば、沸点:160℃以上の液体成分を3質量%以上含む場合等)であっても、最終的に得られる印刷物中に、インク組成物を構成する液体成分が残存することを効果的に防止することができ、印刷物の耐ガス性、信頼性を、特に優れたものとすることができる。
例えば、前述した実施形態では、インク組成物として、コロイド液を用いる場合について代表的に説明したが、コロイド液でなくてもよい。
また、例えば、前述した実施形態では、液滴吐出方式としてピエゾ方式を用いたが、これに限定されず、本発明では、例えば、インクを加熱して発生した泡(バブル)によりインクを吐出させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。
また、前述した実施形態では、インク組成物をインクジェット方式による吐出に用いるものとして説明したが、インク組成物は、他の印刷法に適用するものであってもよい。
[1]インク組成物の調製
(実施例1)
ポリビニルピロリドン(PVP、重量平均分子量10000)を70℃の条件下で15時間加熱して、その後室温で冷却をした。そのPVP1000gを、エチレングリコール溶液500mlに添加してPVP溶液を調整した。別の容器にエチレングリコールを500ml入れ、硝酸銀128gを加えて電磁攪拌器で十分に攪拌をして硝酸銀溶液を調整した。PVP溶液を120℃の条件下でオーバーヘッドミキサーを用いて攪拌しつつ、硝酸銀溶液を添加して約80分間加熱して反応を進行させた。そして、その後室温で冷却をさせた。得られた溶液を遠心分離機で2200rpmの条件下で10分間遠心分離を行った。その後、分離が出来た銀粒子を取り出して、余分なPVPを除去するためエタノール溶液500mlに添加した。そして、さらに遠心分離を行い、銀粒子を取り出した。さらに、取り出した銀粒子を真空乾燥機で35℃、1.3Paの条件下で乾燥させた。
また、銀粒子の平均粒径は「マイクロトラックUPA」(日機装株式会社製)を用いて測定を行い、測定条件は、屈折率を0.2−3.9i、溶媒(水)の屈折率を1.333、測定粒子形状を球形、とした。
インク組成物の調製に用いる成分の種類、使用量を調整することにより、表1に示すような構成となるようにした以外は、前記実施例1と同様にしてインク組成物を調製した。
(比較例1〜3)
インク組成物の調製に用いる成分の種類、使用量を調整することにより、表1に示すような構成となるようにした以外は、前記実施例1と同様にしてインク組成物を調製した。
オルフィンE1010をE1010、グリセリンをGR、ハローデックスをHAL、HS−20(還元澱粉糖化物、林原社製)をHS20、HS−300(還元澱粉糖化物、林原社製)をHS300、HS−500(還元澱粉糖化物、林原社製)をHS500、トリエチレングリコールモノブチルエーテルをTG、トリメチロールプロパンをTMP、トリエタノールアミンをTEA、ポリエチレングリコール2000をPEG2000、で示した。また、前記各実施例についてのインク組成物の粘度(振動式粘度計を用いて、JIS Z8809に準拠して測定された25℃における粘度)は、いずれも、5.0mPa・s以上10.0mPa・s以下の範囲内の値であった。なお、HS−20は単糖の含有量が2〜4質量%、4糖以上の糖の含有量は75〜80質量%であり、HS−300は単糖の含有量が20〜25質量%、4糖以上の糖の含有量は13〜18質量%であり、HS−500は単糖の含有量が37〜43質量%、4糖以上の糖の含有量は12〜19質量%である。
なお、平衡含水率を求めるための組成物Aは、各実施例および各比較例のインク組成物を、湿度 0%RH、窒素雰囲気下で70℃、24時間放置して水分を完全乾燥させることにより作製した。
まず上記組成物Aを、内径80mmのガラスシャーレに4gづつ滴化し、雰囲気温度23℃、湿度50%RH、もしくは雰囲気温度23、湿度70%RHに保たれた恒温高湿槽に48時間放置する。(恒温恒湿槽への放置による質量変化は、約24時間でなくなる、つまり平衡状態に達するが、本件では測定の正確性をきすため、放置時間を48時間とした。)放置後の重量を精密天秤により測定し、放置前後の質量変化より平衡含水率を算出した。ここでサンプルの重量は「METTLLER AT460」(シイベル機械株式会社製)を用いて測定した。
前記各実施例および比較例について、インク組成物を用いて、以下のようにして、印刷物を製造した。
まず、印刷媒体としてのインクジェット用専用紙(写真用紙):写真用紙<光沢>(セイコーエプソン社製)を用意した。
duty(%)=実印刷ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
(式中、「実印刷ドット数」は単位面積当たりの実印刷ドット数であり、「縦解像度」および「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。)
[3.1]ヘッド目詰まり評価
PX−G930(セイコーエプソン社製)に前記各実施例および各比較例のインク組成物を充填し、常温で24時間放置したのちの目詰まりについて以下の基準に従い評価した。
A:目詰まりノズル無し。
B:目詰まりノズル有り。
[3.2]光沢度(初期値)
前記各実施例および比較例に係る印刷物の形成直後の印刷面について、光沢度計(MINOLTA MULTI GLOSS 268)を用い、60度正反射光沢度を測定した。
耐ガス性試験は、「オゾンウェザーメーターOMS−H型」(商品名、スガ試験機株式会社製)を用い、温度が23.0℃、湿度が50%RH、およびオゾン濃度5ppmの条件下で上記各実施例および各比較例の記録物を16時間オゾンに暴露することにより行った。
オゾン暴露後の印刷物における60度正反射光沢度を光沢度計(MINOLTA MULTI GLOSS 268)を用いて測定し、上記初期値からの降下率を求め、以下の基準に従い評価した。
B :降下率が8%以上16%未満
C :降下率が16%以上24%未満
D :降下率が24%以上
これらの結果を表2に示した。
Claims (8)
- インクジェット方式により吐出されるインク組成物であって、
銀粒子と、
水と、を含み、
前記インク組成物中の前記水以外の成分で構成された組成物を、雰囲気温度23℃、湿度50%RH中に放置した際に、平衡含水率が、2質量%以上7.8質量%以下であることを特徴とするインク組成物。 - 前記インク組成物中の前記水以外の成分で実質的に構成された組成物を、雰囲気温度23℃、湿度70%RH中に放置した際に、平衡含水率が、4質量%以上15.9質量%以下である請求項1に記載のインク組成物。
- 前記銀粒子の平均粒径は、5nm以上100nm以下である請求項1または2に記載のインク組成物。
- 前記銀粒子は、体積基準の粒径が150nm以上の粒子を、0.1質量%以上含有しない請求項1ないし3のいずれかに記載のインク組成物。
- 糖を含有する請求項1ないし4のいずれかに記載のインク組成物。
- 複数種の糖を含有する請求項1ないし5のいずれかに記載のインク組成物。
- 前記複数種の糖は、単糖が45%以下含有し、4糖以上の糖が10%以上含有する請求項6に記載のインク組成物。
- 印刷媒体上に、請求項1ないし7のいずれかに記載のインク組成物をインクジェット法により付与することにより得られたことを特徴とする印刷物。
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