JP2016153511A - インクジェット記録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記録用非水系インク組成物の一態様は、
下記一般式(1)で示され、かつ、10.5以上20.0以下のHLB値を有する溶剤を少なくとも含有することを特徴とする。
適用例1のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記一般式(1)で示される溶剤のR1が、メチル基またはn−ブチル基であることができる。
適用例1または適用例2のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記一般式(1)で示される溶剤の含有量が、10質量%以上90質量%以下であることができる。
適用例1または適用例2のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記一般式(1)で示される溶剤の含有量が、30質量%以上90質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物において、さらに、常温常圧下で液体のアルキレングリコール化合物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できる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物において、さらに、顔料を含有することができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物において、測定温度20℃における粘度が、2mPa・s以上15mPa・s以下であることができる。
適用例1ないし適用例7のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物に
おいて、測定温度20℃における表面張力が、20mN/m以上50mN/m以下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8のいずれか一例に記載のインクジェット記録用非水系インク組成物の液滴を吐出し、塩化ビニル系樹脂を含有する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記録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、擬塑性を付与するための特定の溶剤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には、必要に応じて、前記式(1)で示される溶剤以外の有機溶剤、界面活性剤、顔料、分散剤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、塩化ビニル系樹脂に対してインクを強固に固着させる観点から、常温常圧下で液体のアルキレングリコール化合物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化合物を含有することがより好ましい。
のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、またはtert−ブチル基であることができる。式(3)で示されるジエチレングリコール化合物の具体例としては、ジエチレングリコール、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
プロピレングリコール化合物、ラクトンないしはそれらの混合物に加えて、さらに、常温常圧下で液体であり、下記一般式(5)で示されるポリエチレングリコールモノエーテル化合物を含有してもよい。
リコールモノエーテル化合物を含む場合には、前記ジエチレングリコール化合物、前記ジプロピレングリコール化合物、前記ラクトン、および前記のポリエチレングリコールモノエーテル化合物の総量は、全有機溶媒成分の80質量%以上を占めることが好ましい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、前記有機溶媒の他に、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる観点から、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、または非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン誘導体を添加してもよい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、色材として、従来の非水系インク組成物に通常用いられている有色無機顔料または有色有機顔料等の顔料を用いることができる。これらの顔料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントレッド224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には、さらに通常の非水系インク組成物に含まれるその他の添加剤を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、バインダー樹脂等が挙げられる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、公知の慣用方法によって製造することができる。色材として顔料を用いる場合には、最初に、顔料、分散剤、およびジエチレングリコール化合物(一部分)を混合した後、ボールミル、ビーズミル、超音波、また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、前記式(1)で示される溶剤、ジエチレングリコール化合物(残量)、およびその他の添加剤(例えば、界面活性剤やバインダー樹脂)を撹拌下に加えて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、印字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、塩化ビニル系樹脂を含有する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。前述した非水系インク組成物には、前記一般式(1)で示される溶
剤が含まれており、該溶剤は、塩化ビニル系樹脂と相互作用する。そのため、本実施の形態に係るインクジェット記録方法は、塩化ビニル系樹脂を含有する記録媒体の表面に前述した非水系インク組成物の液滴を付着させて画像を記録することで、記録媒体上に強固に定着される点で優れている。
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。
3.1.1.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(6)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(7)で示される溶剤Bを得た。
容器に、表1〜表3に記載の濃度に相当する量の溶剤をそれぞれのインク毎に投入し、マグネティックスターラーを用いて30分間混合撹拌して混合溶剤を得た。
得られた混合溶剤の一部を取り分けて、そこにSolsperse37500(LUBRIZOL社製、商品名)およびC.I.ピグメントブラック7(三菱化学株式会社製、商品名「CARBON BLACK」)を所定量添加して、ホモジナイザーを用いて粉砕処理した。その後、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルで分散処理を行うことにより、顔料分散液を得た。
得られた顔料分散液に、混合溶剤の残部およびBYK−340(ビックケミー・ジャパン株式会社製、フッ素系界面活性剤)を添加してさらに1時間混合撹拌してから、5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、表1〜3に記載のブラックインク組成物を得た。なお、表中の数値は、質量%を表す。
・C.I.ピグメントブラック7(三菱化学株式会社製、商品名「CARBON BLACK」、ブラック顔料)
・Solsperse37500(商品名、LUBRIZOL社製、分散剤)
・γ−ブチロラクトン(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・N−メチルピロリドン(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・2−ピロリドン(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・ジメチルスルホキシド(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・コハク酸ジメチル(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・コハク酸ジエチル(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・グルタル酸ジメチル(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・テトラエチレングリコールジメチルエーテル(商品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)・トリエチレングリコールジメチルエーテル(商品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)
・ジエチレングリコールジエチルエーテル(商品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)
・ジエチレングリコールブチルメチルエーテル(商品名「ハイソルブBDM」、東邦化学工業株式会社製、溶剤)
・BYK−340(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、フッ素系界面活性剤)
3.3.1.摩擦堅牢性試験
JローランドDG社製プリンター「SP−300V」を用いて、「3.2.非水系インク組成物の調製」で得られた各インク組成物を光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社製、「SV−G−1270G」)上にDuty100%の条件で印刷した。その後、常温にて1日間乾燥させることで、評価用サンプルを得た。
次に、日本工業規格「JIS L 0849」に準拠して、評価用サンプルについてI型試験機にて乾式試験を行った。その後、評価用サンプルのOD値をスペクトロリーノ(
グレタグマクベス社製)にて測定した。なお、評価基準は、以下の通りである。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
7:OD値が0.15未満
6:OD値が0.15以上0.20未満
5:OD値が0.20以上0.25未満
4:OD値が0.25以上0.30未満
3:OD値が0.30以上0.35未満
2:OD値が0.35以上0.40未満
1:OD値が0.40以上
JローランドDG社製プリンター「SP−300V」を用いて、「3.2.非水系インク組成物の調製」で得られた各インク組成物を光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社製、「SV−G−1270G」)上にDuty100%の条件で印刷した後、5分間乾燥させた。次いで、巻き取り装置を用いて光沢ポリ塩化ビニルシートを巻き取った後の光沢面のスリ痕を観察した。スリ痕の観察は、形状測定レーザマイクロスコープ(株式会社キーエンス製、「VK−8700 GenerationII」)にて表面粗さを測定することで、スリ痕のある面積の割合を算出した。なお、評価基準は、以下の通りである。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
5:スリ痕面積が10%未満
4:スリ痕面積が10%以上20%未満
3:スリ痕面積が20%以上30%未満
2:スリ痕面積が30%以上40%未満
1:スリ痕面積が40%以上
JローランドDG社製プリンター「SP−300V」に搭載されているインクジェット記録ヘッドから、「3.2.非水系インク組成物の調製」で得られた各インク組成物を吐出し、そのときの吐出量を求めた。なお、吐出量の計測は、インクジェット記録ヘッドへの供給インク量の減量分を計測する減量法による。評価結果は、温度25℃/湿度40%環境下、例3のインク組成物を14.4kHz周波数時に7ngを吐出できる基準駆動電圧と波形を設定してインク組成物を吐出したときの、減量法により算出された結果である。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
JローランドDG社製プリンター「SP−300V」に搭載されているヘッドを用いて、ヘッド駆動周波数を変化させ、各周波数における吐出インク滴の飛翔状態について「液滴形状」や「飛行曲がり」がなく吐出されているか、それらの評価項目が連続吐出時にも保障されるか(連続吐出安定性)を評価し、それらの評価項目を全て満足する最高周波数を求めた。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
例1〜例2によれば、溶剤Aまたは溶剤Bを含有することでインクに適度な擬塑性が付与されたため、吐出量および高周波対応性の評価試験で良好な結果が得られ、良好な吐出安定性を確保できることが判った。また、摩擦堅牢性の評価試験でも良好な結果が得られたことから、インクが光沢ポリ塩化ビニルシートに強固に定着することで耐擦性が向上することが判った。さらに、インクの表面乾燥性にも優れていることが判った。
Claims (9)
- 請求項1において、
前記一般式(1)で示される溶剤のR1が、メチル基またはn−ブチル基である、インクジェット記録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、
前記一般式(1)で示される溶剤の含有量が、10質量%以上90質量%以下である、インクジェット記録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、
前記一般式(1)で示される溶剤の含有量が、30質量%以上90質量%以下である、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
さらに、常温常圧下で液体のアルキレングリコール化合物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、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
さらに、顔料を含有する、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項において、
測定温度20℃における粘度が、2mPa・s以上15mPa・s以下である、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一項において、
測定温度20℃における表面張力が、20mN/m以上50mN/m以下である、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のインクジェット記録用非水系インク組成物の液滴を吐出し、塩化ビニル系樹脂を含有する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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