JP2012207119A - インクジェット用非水系インク組成物およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るインクジェット用非水系インク組成物の一態様は、
光輝性顔料と、下記一般式(1)で示される溶剤と、を含有することを特徴とする。
適用例1のインクジェット用非水系インク組成物において、前記光輝性顔料がアルミニウムまたはアルミニウム合金であることができる。
適用例1または適用例2のインクジェット用非水系インク組成物において、さらに、脂環構造を有する飽和炭化水素を含有することができる。
適用例3のインクジェット用非水系インク組成物において、前記脂環構造を有する飽和炭化水素の炭素数が8以上12以下であることができる。
請求項3のインクジェット用非水系インク組成物において、前記脂環構造を有する飽和炭化水素が、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカンおよびシクロドデカンから選択される少なくとも1種であることができる。
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の非水系インク組成物の液滴を吐出し、被記録媒体の表面に該液滴を付着させて画像を記録することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るインクジェット用非水系インク組成物(以下、単に「非水系インク組成物」ともいう)は、光輝性顔料と、後述する特定の溶剤と、を少なくとも含有する。本発明において、「非水系インク組成物」とは、インク組成物を製造する際に水を意図的に添加しないという程度の意味であり、インク組成物を製造中または保管中に不可避的に混入する微量の水分を含んでいても構わない。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、下記一般式(1)で示される溶剤を少なくとも含有する。
HLB値=(無極性値(I)/有機性値(O))×10 ・・・(2)
具体的には、I/O値は、藤田穆著、「系統的有機定性分析混合物編」、風間書房、1974年;黒木宣彦著、「染色理論化学」、槙書店、1966年;井上博夫著、「有機化合物分離法」、裳華房、1990年、の各文献に基づいて算出することができる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、光輝性顔料を少なくとも含有する。光輝性顔料としては、インクジェット記録方法によってインクの液滴を吐出できる範囲内であれば任意のものを用いることができる。光輝性顔料は、本実施の形態に係る非水系インク組成物が被記録媒体上に付着したときに光輝性を付与する機能を有する。このような光輝性顔料としては、たとえばパール顔料や金属顔料が挙げられる。パール顔料の具体例としては、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔、酸塩化ビスマス等の真珠光沢や干渉光沢を有する顔料が挙げられる。一方、金属顔料の具体例としては、アルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅などの粒子が挙げられ、これらの単体またはこれらの合金、およびこれらの混合物から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
CV値=(粒度分布の標準偏差/粒子径の平均値)×100 ・・・(3)
ここで、得られるCV値は60以下であることが好ましく、50以下であることがより好ましく、40以下であることが特に好ましい。CV値が60以下の光輝性顔料を選択することで、記録安定性に優れるという効果が得られる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、脂環構造を有する飽和炭化水素をさらに含有することが好ましい。脂環構造を有する飽和炭化水素をさらに含有することにより、たとえば光輝性顔料の凝集等を効果的に抑制することができるため、良好な長期保存安定性が得られる。かかる作用効果は、前記一般式(1)で示される溶媒と脂環構造を有する飽和炭化水素とを併用した場合に格段に向上する傾向が認められる。また、前記一般式(1)で示される溶媒と脂環構造を有する飽和炭化水素とを併用することにより、被記録媒体に記録された金属光沢画像の耐擦性が格段に向上する傾向がある。さらに、脂環構造を有する飽和炭化水素は、前記一般式(1)で示される溶媒との相溶性が良好であるため、非水系インク組成物の安定性も向上する。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、必要に応じて、前記一般式(1)で示される溶剤および脂環構造を有する炭化水素以外の有機溶剤、樹脂等を添加してもよい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、金属光沢画像の被記録媒体への定着性を向上させる観点から、常温常圧下で液体のアルキレングリコールエーテルおよびラクトンから選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、アルキレングリコールエーテルを含有することがより好ましい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、金属光沢画像の被記録媒体への定着性を一層向上させる観点から、樹脂を添加してもよい。樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、繊維素系樹脂(たとえば、セルロースアセテートブチレート、ヒドロキシプロピルセルロース)、ポリビニルブチラール、ポリアクリルポリオール、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等が挙げられる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、少なくとも1種類以上のグリセリン、ポリアルキレングリコール、又は糖類を含むことが好ましい。これら1種類以上のグリセリン、ポリアルキレングリコール、又は糖類の合計量は、インク組成物中0.1質量%以上10質量%以下添加されることが好ましい。このような好ましい構成とすることにより、インクの乾燥を抑え、目詰まりを防止しつつ、インクの吐出を安定化し、記録物の画像品質を良好にすることができる。
HO−(CnH2nO)m−H ・・・(4)
(上記式中、nは、1〜5の整数を表し、mは、1〜100の整数を表す。)
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、公知の慣用方法によって製造することができるが、具体的には以下のような手法を採り得る。まず、前述した光輝性顔料、分散剤、および前記液媒を混合した後、ボールミル、ビーズミル、超音波又はジェットミル等で顔料分散液を調製し、所望のインク特性を有するように調整する。続いて、得られた顔料分散液に、前記液媒の残部およびその他の添加剤(たとえば樹脂や界面活性剤)を撹拌下に加えることで非水系インク組成物を得ることができる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、印刷品質とインクジェット用インク組成物としての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上50mN/mであることが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施の形態に係るインクジェット記録方法は、前述した非水系インク組成物の液滴を吐出し、被記録媒体の表面に該液滴を付着させて画像を記録することを特徴とする。本実施の形態に係るインクジェット記録方法によれば、前述した非水系インク組成物を用いるので、たとえば塩化ビニル系樹脂等を含有する被記録媒体において、耐擦性に優れた高品位な金属光沢画像を有する記録物を得ることができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「%」は、特に断らない限り質量基準である。
膜厚100μmのPETフィルム上に、セルロースアセテートブチレート(ブチル化率35〜39%、関東化学株式会社製)3.0質量%及びジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤社製)97質量%からなる樹脂層塗工液をバーコート法によって均一に塗布し、60℃で10分間乾燥することで、PETフィルム上に樹脂層薄膜を形成した。
3.2.1.溶剤A
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよびメタノール6.408gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(5)で示される溶剤Aを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよび1−ブタノール14.824gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(6)で示される溶剤Bを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド25.441gおよびメタノール6.408gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(7)で示される溶剤Cを得た。
上記方法にて調製した光輝性顔料分散液を用いて、表1および表2に示す組成(但し、表中の数値は質量%を表す)にて非水系インク組成物を調製した。具体的には、溶剤および添加剤を混合・溶解し、インク溶媒とした後に、光輝性顔料分散液をそのインク溶媒中へ添加して、さらに常温・常圧下30分間マグネティックスターラーにて混合・撹拌して、光輝性顔料を含有する非水系インク組成物とした。
・γ−ブチロラクトン(製品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・N−メチルピロリドン(製品名、和光純薬工業株式会社製、溶剤)
・2−ピロリドン(製品名、和光純薬工業株式会社製、溶剤)
・ジエチレングリコールジエチルエーテル(製品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)
・テトラエチレングリコールジメチルエーテル(製品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)
・シクロオクタン(製品名、和光純薬工業株式会社製、溶剤)
・シクロノナン(製品名、HONEST JOY HOLDINGS LIMITED製、溶剤)
・シクロデカン(製品名、東京化成工業株式会社製、溶剤)
・シクロドデカン(製品名、東京化成工業株式会社製、溶剤)
・セルロースアセテートブチレート(製品名、ACROS ORGANICS製、ブチル化率35〜39%)
3.4.1.記録物の耐擦性
紙案内部に温度が可変できるヒーターを取り付けたインクジェットプリンター(JローランドDG社製、型式「SP−300V」)を使用して、上記方法にて調製した光輝性顔料を含有する非水系インク組成物を前記プリンターのブラック列に充填し、A4サイズにカットした溶剤インク用印刷メディア(JローランドDG社製、製品名「SPVC−G−1270T」、光沢塩ビ)上に濃度100%にてベタ印刷して記録物を得た。なお、記録条件は、プリンターのヒーター設定を「記録面の温度が40℃となる設定」とした。かかるプリンターによれば、非水系インク組成物の液滴を吐出し、該液滴を被記録媒体上に付着させた後、加熱されたプリントヒーター部を通過させることによって、金属光沢画像が記録された記録物を得ることができる。その後、得られた記録物を室温(25℃)環境下の実験室にて5時間放置した。
○:10回擦ってもインク剥がれ及び綿布へのインク移りが認められなかった。
△:10回擦った後インク剥がれ又は綿布へのインク移りがわずかに認められた。
×:10回擦った後インク剥がれ又は綿布へのインク移りが認められた。
上記「3.4.2.記録物の耐擦性」と同様に、インクジェットプリンター(JローランドDG社製、型式「SP−300V」)を使用して、上記方法にて調製した光輝性顔料を含有する非水系インク組成物を前記プリンターのブラック列に充填した。充填後、ノズルチェックパターンを印刷して充填不良およびノズル目詰まりがないことを確認してから、A4サイズにカットした溶剤インク用印刷メディア(JローランドDG社製、製品名「SPVC−G−1270T」、光沢塩ビ)上に濃度100%にてベタ印刷した。この印刷工程における各非水系インク組成物のプリンターからの吐出状態を下記の評価基準に従って評価した。その評価結果を表1〜表2に併せて示す。なお、下記の評価基準のうち「○」および「△」が実用上許容される範囲である。
○:吐出中に少々不吐出や吐出乱れ等が観察されるが、吐出中に復帰し、概ね問題のない状態。
△:吐出中に少々不吐出や吐出乱れ等が生じ、吐出中に復帰しないが、メンテナンスによって正常な状態に復帰する状態。
×:吐出中に不吐出や吐出乱れが生じ、正常に吐出できず、メンテナンスによっても吐出が復帰しない状態。
上記方法にて調製した各非水系インク組成物をそれぞれボトルに充填した。ボトルを密栓し、十分に混合・撹拌した後、常温常圧で6ヶ月保存した。6ヶ月保存した後、その非水系インク組成物を用いて下記の試験を行い、インクの保存安定性を評価した。
表1〜表2に示した各非水系インク組成物について、保存前後の粘度(20℃)を、モジュラーコンパクトレオメーター(アントンパール社製、形式「PHYSICA MCR 300」)を用いて測定した。なお、測定された粘度の値は、20℃でせん断速度を200S−1としたときの値である。下記式(8)二より粘度変化率(%)を算出し、下記の評価基準に従って評価した。その評価結果を表1〜2に併せて示す。なお、下記の基準のうち「×」は吐出することが困難となる範囲である。
粘度変化率(%)=(1−(保存後のインクの粘度/保存前のインクの粘度))×100 ・・・(8)
○:±6%以内
△:±6%を超えて±9%以内
×:±9%を超える
6ヶ月保存した後の各非水系インク組成物を用いて、上記「3.4.2.記録物の耐擦性」と同様の手法により、金属光沢画像が記録された記録物を作製した。得られた画像について、光沢度計(コニカミノルタ社製、製品名「MULTI Gloss 268」)を用いて、20度における光沢度を測定し、下記の評価基準に従って評価した。その評価結果を表1〜表2に併せて示す。なお、下記の評価基準のうち「○」が実用上許容される範囲である。
○:250以上
△:150以上、250未満
×:150未満
実施例1〜実施例9によれば、一般式(1)で示される溶剤を含有することにより、被記録媒体上に記録された金属光沢画像は耐擦性に優れることが判った。
Claims (6)
- 請求項1において、
前記光輝性顔料がアルミニウムまたはアルミニウム合金である、インクジェット用非水系インク組成物。 - 請求項1または請求項2において、
さらに、脂環構造を有する飽和炭化水素を含有する、インクジェット用非水系インク組成物。 - 請求項3において、
前記脂環構造を有する飽和炭化水素の炭素数が8以上12以下である、インクジェット用非水系インク組成物。 - 請求項3において、
前記脂環構造を有する飽和炭化水素が、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカンおよびシクロドデカンから選択される少なくとも1種である、インクジェット用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の非水系インク組成物の液滴を吐出し、被記録媒体の表面に該液滴を付着させて画像を記録する、インクジェット記録方法。
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