JP2015044954A - インクジェット記録用インク及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多価アルコールモノエチルエーテル又は多価アルコールモノプロピルエーテルと多価アルコールモノブチルエーテルとを含み、アニオン性の樹脂12で覆われた顔料11粒子と、疎水性セグメントを有するノニオン性のアクリル樹脂13又は前記アクリル樹脂のプレポリマーとを含むインクジェット記録用インク。
【選択図】図7
Description
以下、図5を参照して、本実施形態に係るインクの着色剤について説明する。
黄色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー(74、93、95、109、110、120、128、138、139、151、154、155、173、180、185、又は193)が好ましい。橙色顔料としては、例えばC.I.ピグメントオレンジ(34、36、43、61、63、又は71)が好ましい。赤色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド(122又は202)が好ましい。青色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー(15)が好ましい。紫色顔料としては、例えばC.I.ピグメントバイオレット(19、23、又は33)が好ましい。黒色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブラック(7)が好ましい。
樹脂12としては、スチレンに由来する単位と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、又はメタクリル酸エステルに由来する単位とを含むスチレン−アクリル系樹脂が好ましい。具体的には、樹脂12としては、例えばスチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸アルキルエステル−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、又はビニルナフタレン−マレイン酸共重合体が好ましい。
分散剤は、インクにおいて、主に顔料粒子の分散安定性を高める。本実施形態に係るインクの分散剤は、疎水性セグメントを有する水溶性ノニオン性アクリル樹脂又はそのプレポリマーから構成される。以下、特定せずに単に「ノニオン性アクリル樹脂」と記載した場合は、ノニオン性アクリル樹脂とノニオン性アクリル樹脂のプレポリマーとの両方を意味する。
浸透剤は、記録シートに対するインクの浸透性を高める。
以下、評価1について説明する。評価1では、異なる顔料分散液を用いた各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
表1に、評価1に係る試料(インク)の組成を示す。
表2に、評価1で使用した7種類の顔料分散液(分散液A1〜A7)を示す。分散液A7は自己分散型であるため、分散液A7では樹脂を使用していない。分散液A7として、キャボット社製の「CAB−O−JET(登録商標)450C(PB15:4)」を使用した。
なお、表2中の「樹脂量」は、顔料分散液100gに含まれる全樹脂量を示し、表2中の「吸着樹脂比率」は、式1により求められる。
以下、表1に示されるノニオン性アクリル樹脂の合成方法について説明する。
以下、評価1に係るインクの調製方法について説明する。
以下、評価1に係る再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度の評価方法について、順に説明する。
シャーレ(φ50mm)に5gのインク(試料)を入れて、シャーレごとインクを恒温器(乾燥機)に入れた。続けて、インクに含まれる水分がなくなるまで恒温器内でインクを乾燥させた。具体的には、60℃に設定した恒温器内にインクを3日間静置した。そして、乾燥後のシャーレ内のインクの質量W1及び顔料粒子の体積平均粒径(D50)R1を測定した。なお、体積平均粒径(D50)の測定は、動的光散乱式粒径分布装置(シスメックス株式会社製「ゼータサイザー ナノ」)により行った。
なお、式2中の「W0」は、未乾燥のインク5gをシャーレに加えてシャーレからインク液滴が滴下しなくなるまでインクを落下させた後にシャーレに付着しているインクの平均的な質量(シャーレに対するインクの濡れ重量)を示す。本実施例では、W0が0.3gであった。再溶解率が90質量%以上であれば「○(良好)」と評価し、再溶解率が90質量%未満であれば「×(不良)」と評価した。
なお、式3中の「R0」は、未乾燥のインク(フレッシュなインク)に含まれる顔料の体積平均粒径(D50)を示す。粒径変化率が105質量%以下であれば「○(良好)」と評価し、粒径変化率が105質量%よりも大きければ「×(不良)」と評価した。
プリンター100(図1)を用いて、排出装置103(排出ローラー)に最も近い位置のヘッド(ラインヘッド20d)にインク(試料)を充填し、吹きつけファンによりラインヘッド20dのノズル30a(図3(a)及び図3(b))に風速1m/秒の風を当てた。その後、1ノズルあたり3pLの液滴を10000回吐出してノズル面にミストを付けた。続けて、ミストを付けたノズル30aに1時間風を当ててミストを乾燥させた。そして、そのノズル30aで0.5ccのパージ(インクの排出)を行った後、ノズル面をワイプで拭き取り、ノズル面に付いたミストを除去できたか否かを判断した。このようなパージとワイプでの拭取りとを繰り返し行った結果、1回目でミストを除去できた場合を「○(良好)」と評価し、ミストを除去できなかった場合を「×(不良)」と評価した。
プリンター100(図1)を用いて、排出装置103(排出ローラー)に最も近い位置のヘッド(ラインヘッド20d)にインク(試料)を充填し、ノズル面から出ている余剰液をワイプブレードにより掻き取った。また、給紙カセット101にA4サイズの紙P(王子製紙株式会社製「IJW」)をセットした。ラインヘッド20dのノズル面と紙Pとの距離を1mmに固定し、給紙カセット101から排出装置103までの紙Pの搬送速度を846.7mm/秒に設定した。
なお、オフセット面積率が大きいほどオフセットによる記録用紙の汚れの程度が大きいと考えられる。オフセット面積率が0.03%を超えると、オフセットによる記録用紙の汚れを目視で確認できる場合が多い。そのため、オフセット面積率が0.03%未満であれば「○(良好)」と評価し、オフセット面積率が0.03%以上であれば「×(不良)」と評価した。
プリンター100(図1)を用いて、排出装置103(排出ローラー)に最も近い位置のヘッド(ラインヘッド20d)にインク(試料)を充填して、A4の普通紙(富士ゼロックス株式会社製の「C2」)に10cm×10cmのソリッド画像を形成した。ラインヘッド20dから吐出されるインクの量はインク一滴あたり11pLになるように制御し、各インクについて同一条件で画像を形成した。
表5に、評価1で評価したインクA1〜A7を示す。評価1では、前述の方法によりインクA1〜A7を調製し、インクA1〜A7について評価した。インクA1〜A6ではそれぞれ、顔料分散液として、表2に示される分散液A1〜A6を用いた。また、インクA7では、自己分散型の顔料分散液を用いた。
インクA1〜A4、及びA7ではそれぞれ、再溶解性が90質量%以上であった。インクA5及びA6ではそれぞれ、再溶解性が90質量%未満であった。
インクA1〜A4ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%以下であった。インクA5〜A7ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%よりも大きかった。
インクA1〜A4では、ミスト付着性が「○(良好)」であった。他方、インクA5〜A7では、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクA1〜A5ではそれぞれ、オフセット性が0.03%以下であった。インクA6及びA7ではそれぞれ、オフセット性が0.03%よりも大きかった。
インクA1〜A7のいずれにおいても、画像濃度が1.1以上であった。
以下、評価2について説明する。評価2では、異なる組成を有する分散剤を用いた各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
表6に、評価2に係る試料(インク)の組成を示す。
・カラム:東ソー株式会社製「TSKgel SuperMultiporeHZ−H」(4.6mmI.D.×15cmのセミミクロカラム)
・カラム本数:3本
・溶離液:テトラヒドロフラン
・流速:0.35mL/分
・サンプル注入量:10μL
・測定温度:40℃
・検出器:IR検出器
なお、検量線は、東ソー株式会社製のTSKgel標準ポリスチレンから、F−40、F−20、F−4、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、及びn−プロピルベンゼンの8種を選択して作成した。
インクB3〜B5ではそれぞれ、再溶解性が90質量%以上であった。インクB1、B2、B6、及びB7ではそれぞれ、再溶解性が90質量%未満であった。
インクB4〜B6ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%以下であった。インクB1〜B3及びB7ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%よりも大きかった。
インクB4及びB5では、ミスト付着性が「○(良好)」であった。他方、インクB1〜B3、B6、及びB7では、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクB4〜B6ではそれぞれ、オフセット性が0.03%以下であった。インクB1〜B3及びB7ではそれぞれ、オフセット性が0.03%よりも大きかった。
インクB3〜B6ではそれぞれ、画像濃度が1.1以上であった。インクB1、B2、及びB7ではそれぞれ、画像濃度が1.1未満であった。
以下、評価3について説明する。評価3では、異なる表面張力又は分子量を有する分散剤を用いた各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。なお、評価3に係る試料(インク)の組成は、評価2に係る試料の組成(表6参照)と概ね同じである。
表9に、評価3に係る試料(インク)で用いた分散剤(樹脂PD−st、樹脂PD−1、樹脂PD−2、樹脂PD−3、樹脂PD−4、及び樹脂PD−5)を示す。表9に示される各樹脂の表面張力は、水100質量%に対して樹脂を0.1質量%溶解させたときの溶液(温度20℃)の表面張力である。表9に示される各樹脂の質量平均分子量(Mw)の測定方法は、評価2(表7)の測定方法と同じである。
インクC1〜C6のいずれにおいても、再溶解性が90質量%以上であった。
インクC1〜C6のいずれにおいても、粒径変化率が105質量%以下であった。
インクC1〜C6のいずれにおいても、ミスト付着性が「○(良好)」であった。
インクC1〜C5ではそれぞれ、オフセット性が0.03%以下であった。インクC6では、オフセット性が0.03%よりも大きかった。
インクC1及びC3〜C6ではそれぞれ、画像濃度が1.1以上であった。インクC2では、画像濃度が1.1未満であった。
以下、評価4について説明する。評価4では、分散剤の含有量が異なる各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
表11に、評価4で評価したインクD1〜D5を示す。
インクD1〜D5のいずれにおいても、再溶解性が90質量%以上であった。
インクD1〜D5のいずれにおいても、粒径変化率が105質量%未満であった。
インクD1〜D5のいずれにおいても、ミスト付着性が「○(良好)」であった。
インクD2〜D5では、オフセット性が0.03%以下であった。インクD1では、オフセット性が0.03%よりも大きかった。
インクD1〜D4ではそれぞれ、画像濃度が1.1以上であった。インクD5では、画像濃度が1.1未満であった。
以下、評価5について説明する。評価5では、分散剤として一般的なノニオン性界面活性剤を用いた各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
表12に、評価5で評価したインクE1及びE2を示す。比較のため、インクE1、E2の評価結果とともに、インクB4(表7及び表8参照)の評価結果も、表12に示す。
インクE1及びE2のいずれにおいても、再溶解性が90質量%未満であった。
インクE1及びE2のいずれにおいても、粒径変化率が105質量%以上であった。
インクE1及びE2のいずれにおいても、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクE1では、オフセット性が0.03%以下であった。インクE2では、オフセット性が0.03%よりも大きかった。
インクE1及びE2のいずれにおいても、画像濃度が1.1以上であった。
以下、評価6について説明する。評価6では、浸透剤の含有量が異なる各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
表13に、評価6に係る試料(インク)の組成を示す。
インクF1〜F6及びF8ではそれぞれ、再溶解性が90質量%以上であった。インクF7では、再溶解性が90質量%未満であった。
インクF1〜F8のいずれにおいても、粒径変化率が105質量%以下であった。
インクF1〜F6及びF8では、ミスト付着性が「○(良好)」であった。他方、インクF7では、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクF3〜F8ではそれぞれ、オフセット性が0.03%以下であった。インクF1及びF2ではそれぞれ、オフセット性が0.03%よりも大きかった。
インクF2〜F6及びF8ではそれぞれ、画像濃度が1.1以上であった。インクF1及びF7ではそれぞれ、画像濃度が1.1未満であった。
以下、評価7について説明する。評価7では、浸透剤の含有量が異なる各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
評価7に係る試料(インク)の組成は、評価6に係る試料の組成(表13参照)と同じである。評価7に係る試料(インク)では、第2浸透剤としてジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル(IPDG)を用いた。
インクH1〜H3ではそれぞれ、再溶解性が90質量%以上であった。インクH4では、再溶解性が90質量%未満であった。
インクH2及びH3ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%以下であった。インクH1及びH4ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%よりも大きかった。
インクH2及びH3ではそれぞれ、ミスト付着性が「○(良好)」であった。他方、インクH1及びH4ではそれぞれ、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクH1〜H4のいずれにおいても、オフセット性が0.03%以下であった。
インクH1〜H4のいずれにおいても、画像濃度が1.1以上であった。
以下、評価8について説明する。評価8では、浸透剤の含有量が異なる各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
評価8に係る試料(インク)の組成は、評価6に係る試料の組成(表13参照)と同じである。評価8に係る試料(インク)では、第2浸透剤としてジエチレングリコールモノノルマルプロピルエーテル(PDG)を用いた。
インクI1〜I3ではそれぞれ、再溶解性が90質量%以上であった。インクI4では、再溶解性が90質量%未満であった。
インクI2及びI3ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%以下であった。インクI1及びI4ではそれぞれ、粒径変化率が105質量%よりも大きかった。
インクI2及びI3ではそれぞれ、ミスト付着性が「○(良好)」であった。他方、インクI1及びI4ではそれぞれ、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクI1〜I4のいずれにおいても、オフセット性が0.03%以下であった。
インクI1〜I4のいずれにおいても、画像濃度が1.1以上であった。
以下、評価9について説明する。評価9では、浸透剤の含有量が異なる各試料(インク)について、再溶解性、粒径変化率、ミスト付着性、オフセット性、及び画像濃度を評価した。
評価9に係る試料(インク)の組成は、評価6に係る試料の組成(表13参照)と同じである。ただし、評価9に係る試料(インク)では、第2浸透剤としてジエチレングリコールモノメチルエーテル(MDG)を用いた。
インクJ1〜J3のいずれにおいても、再溶解性が90質量%未満であった。
インクJ1〜J3のいずれにおいても、粒径変化率が105質量%よりも大きかった。
インクJ1〜J3のいずれにおいても、ミスト付着性が「×(不良)」であった。
インクJ1〜J3のいずれにおいても、オフセット性が0.03%以下であった。
インクJ2及びJ3ではそれぞれ、画像濃度が1.1以上であった。インクJ1では、画像濃度が1.1未満であった。
10a、10b ローラー
10c 搬送ベルト
10d エンコーダー
11 顔料粒子
12 樹脂
13 ノニオン性アクリル樹脂
20、20a〜20d ラインヘッド
30 吐出ユニット
30a ノズル
31 アクチュエーター
31a 振動板
32 孔
33 加圧室
34 ノズル流路
40 制御部
41 CPU
42 ROM
43 RAM
44 給紙制御回路
45 搬送部制御回路
46 排出制御回路
47 ヘッド制御回路
51 入力部
52 表示部
53 記憶部
54 インターフェイス
100 プリンター
101 給紙カセット
102 給紙装置
102a、102b ローラー
103 排出装置
103a、103b ローラー
104 排紙トレイ
200 画像形成部
201 共通流路
P 紙
Claims (10)
- 多価アルコールモノエチルエーテル又は多価アルコールモノプロピルエーテルと多価アルコールモノブチルエーテルとを含む、インクジェット記録用インク。
- 前記多価アルコールモノエチルエーテルはジエチレングリコールモノエチルエーテルであり、
前記多価アルコールモノプロピルエーテルはジエチレングリコールモノプロピルエーテルであり、
前記多価アルコールモノブチルエーテルはトリエチレングリコールモノブチルエーテルである、請求項1に記載のインクジェット記録用インク。 - 前記多価アルコールモノブチルエーテルの含有量は2.0質量%以上4.5質量%以下であり、
前記多価アルコールモノエチルエーテル又は前記多価アルコールモノプロピルエーテルの含有量は3.0質量%以上6.0質量%以下である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用インク。 - 前記多価アルコールモノブチルエーテルの含有量は、2.0質量%以上であり、且つ、前記多価アルコールモノエチルエーテル又は前記多価アルコールモノプロピルエーテルの含有量の1.5倍以下であり、
前記多価アルコールモノエチルエーテル又は前記多価アルコールモノプロピルエーテルの含有量は、3.0質量%以上であり、且つ、前記多価アルコールモノブチルエーテルの含有量の2.0倍以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。 - アニオン性の樹脂で覆われた顔料粒子と、
疎水性セグメントを有するノニオン性のアクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーと、
を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。 - 前記アクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーは水溶性を有し、
前記アクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーの質量平均分子量が3000以上8000以下であり、
前記アクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーを温度20℃で水100質量%に0.1質量%溶解させたときの溶液の表面張力が29mN/m以上33mN/m以下である、請求項5に記載のインクジェット記録用インク。 - 前記アクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーは、ポリエチレングリコールアクリレートとブチルアクリレートとラウリルアクリレートとメタクリル酸メチルとを含み、
前記アクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーにおけるメタクリル酸メチルの含有量が5質量%以上30質量%以下である、請求項5又は6に記載のインクジェット記録用インク。 - 前記アクリル樹脂又は前記アクリル樹脂のプレポリマーの含有量が0.05質量%以上0.5質量%以下である、請求項5〜7のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。
- 吸着樹脂の割合が95質量%以上100質量%未満である着色剤を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インク。
- 顔料とアニオン性の樹脂と水とを混練することにより顔料分散液を形成するステップと、
前記形成された顔料分散液と、水溶性ノニオン性アクリル樹脂のプレポリマーと、トリエチレングリコールモノブチルエーテルと、ジエチレングリコールモノエチルエーテル又はジエチレングリコールモノプロピルエーテルと、水とを混合するステップと、
前記混合された液をろ過するステップと、
を含む、インクジェット記録用インクの製造方法。
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