JP2017222842A - インク、インクジェット記録方法及びモットリングの改善方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献3には、不溶性モノアゾ顔料として、ナフトールAS系モノアゾ顔料を用いたインクジェット記録用水性インク、及びこれを用いた着色記録画像の発色性が優れることが開示されている
特許文献4〜11には、キナクリドン顔料と、アゾ顔料を含有するインクが開示されている。
特許文献12には、不溶性モノアゾ顔料以外にも、キナクリドン系顔料とキナクリドンとは異なる化学構造を有する赤色顔料を併用したインクジェット記録用水性インクが開示されている。
特許文献13〜15には、乾燥性のよいインクが開示されている。
即ち、本発明は以下の1)〜11)に関する。
キナクリドン顔料、アゾ顔料、水溶性樹脂、ノニオン界面活性剤、及びアルカンジオールを含有するインクであって、インクの総質量に対するアルカンジオールの含有量が1質量%より多く、20質量%未満であるインク。
2)
前記キナクリドン顔料が、C.I.ピグメントレッドバイオレット 19、C.I.ピグメントレッド 122及び202から選択される顔料である前記1)に記載のインク。
3)
前記アゾ顔料がC.I.ピグメントレッド 150である前記1)に記載のインク。
4)
インクが含有する顔料の総含有量が、インクの総質量に対して0.1質量%〜10質量%である、前記1)に記載のインク。
5)
インクが含有する顔料の総含有量が、インクの総質量に対して3質量%〜7質量%である、前記1)に記載のインク。
6)
前記1)〜5)のいずれか一項に記載のインクの液滴を、記録信号に応じて吐出させて、記録メディアに付着させることにより記録を行うインクジェット記録方法。
7)
前記記録メディアがキャストコート紙、コート紙、及びアート紙から選択される記録メディアである、前記6)に記載のインクジェット記録方法。
8)
前記記録メディアが、コロナ放電処理、プラズマ処理、およびフレーム処理から選択される表面改質処理が施された記録メディアである、前記6)又は7)に記載のインクジェット記録方法。
9)
前記1)〜5)のいずれか一項に記載のインクが付着した記録メディア。
10)
前記1)〜5)のいずれか一項に記載のインクを含有する容器が装填されたインクジェットプリンタ。
11)
前記1)〜5)のいずれか一項に記載のインクを用いるモットリングの改善方法。
本明細書において、「C.I.」とは、「カラーインデックス」を意味する。
また、本明細書中、「%」及び「部」は、特に断りのない限り、実施例等も含めていずれも質量基準で記載する。
前記キナクリドン顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット及びC.I.ピグメントレッドから選択されるキナクリドン顔料が挙げられる。そのようなキナクリドン顔料は、例えばオンラインで利用できるカラーインデックス インターナショナルの検索画面から、容易に検索することができる。それらの中では、C.I.ピグメントバイオレット 19、C.I.ピグメントレッド 122及びPR202から選択される顔料が好ましく、C.I.ピグメントバイオレット 19及びC.I.ピグメントレッド 122から選択される顔料がより好ましい。本明細書において「C.I.ピグメントバイオレット」は以下「PV」、「C.I.ピグメントレッド」は以下「PR」という。
前記アゾ顔料としては、C.I.ピグメントレッドから選択されるアゾ顔料が挙げられる。そのようなアゾ顔料は、例えばオンラインで利用できるカラーインデックス インターナショナルの検索画面から、容易に検索することができる。それらの中では、PR150が好ましい。
0.1%以上の含有量で良好な発色性が得られ、10%以下の含有量では良好な吐出性が得られる。
前記の分散剤としては、水溶性樹脂と水不溶性樹脂の両方が挙げられる。
着色剤に対する分散剤の使用量は、着色剤を1部として通常0.1部〜1部、好ましくは0.1部〜0.6部、より好ましくは0.2部〜0.5部である。このような範囲で分散剤を使用すると、優れた分散液の安定性、及び/又は良好な記録画像を得ることができる。
前記の水溶性樹脂は分散剤として用いられる。水溶性樹脂の種類は特に制限されないが、スチレン/アクリル樹脂が好ましい。水溶性樹脂は市販品として入手することも可能であり、その具体例としては、いずれもBASF社製の、ジョンクリル61J、67、68、450、55、555、586、678、680、682、683、690;及び、B−36;等が好ましく挙げられる。
本明細書において水不溶性樹脂とは、25℃の水1リットルに対する溶解度が通常5g以下、好ましくは3g以下、より好ましくは1g以下の樹脂を意味する。溶解度の下限は0gを含む。
水不溶性樹脂を構成するモノマーは、メタクリル酸誘導体から選択されるモノマーが好ましく、
メタクリル酸誘導体から選択される3種類のモノマーがより好ましく、
アラルキルメタクリレート、アルキルメタクリレート、及びメタクリル酸であるのがさらに好ましい。前記のモノマーのうち、水不溶性樹脂を構成するモノマーは、ベンジルメタクリレート、メタクリル酸ブチル、及びメタクリル酸が特に好ましい。
水不溶性樹脂は、Aブロック及びBブロックの2つのブロックから構成される、A−Bブロックポリマーが好ましく、例えば国際公開2013/115071号ガゼットが開示するリビングラジカル重合法により得られるA−Bブロックポリマーがより好ましい。また、このガゼットがA−Bブロックポリマーとして好ましい、及びより好ましい等として開示する内容は、前記の水不溶性樹脂においても同様の意味を有する。
Aブロックはアラルキルメタクリレート、若しくはアラルキルメタクリレート及びメタクリル酸から構成されるのが好ましい。また、Bブロックはアルキルメタクリレート及びメタクリル酸から構成されるのが好ましい。
水不溶性樹脂は、例えば国際公開2013/115071号ガゼットが開示する合成方法により得ることができる。
水不溶性樹脂の酸価は通常90〜200mgKOH/g、好ましくは100〜150mgKOH/g、より好ましくは100〜120mgKOH/gである。
水不溶性樹脂の重量平均分子量は、通常10000〜60000、好ましくは10000〜40000、より好ましくは15000〜30000である。
メタクリル酸誘導体としては、アラルキルメタクリレート、アルキルメタクリレート、及びメタクリル酸が好ましい。
アラルキルメタクリレート(アリールアルキルメタクリレート)としては、通常C6−C14アリールC1−C4アルキルメタクリレートが挙げられ、C6−C10アリールC1−C3アルキルメタクリレートが好ましい。その具体例としてはベンジルメタクリレート、フェネチルメタクリレート、フェニルプロピルメタクリレート、フェニルブチルメタクリレート、ナフチルメチルメタクリレート、アントラセニルメチルメタクリレート等が挙げられる。これらの中ではベンジルメタクリレートが好ましい。
アルキルメタクリレートとしては、アルキル部分が通常C1−C18、好ましくはC1−C12、より好ましくはC1−C8であり、飽和又は不飽和のアルキルメタクリレートが挙げられる。
アルキルメタクリレートの具体例としては、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、オクチルメタクリレート等の直鎖アルキルメタクリレート;イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート等の分岐鎖アルキルメタクリレート;シクロプロピルメタクリレート、シクロブチルメタクリレート、シクロペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等の環状アルキルメタクリレート;が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル系;ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール等のアセチレングリコール(アルコール)系;日信化学社製 商品名サーフィノール104、105PG50、82、420、440、465、485、485W、オルフィンSTG;ポリグリコールエーテル系(例えば、SIGMA−ALDRICH社製のTergItol 15−S−7等);等が挙げられる。
これらの中ではアセチレングリコール系が好ましく、アセチレングリコール系の中でもジオールがより好ましい。また、そのジオールにエチレンオキシ、プロピレンオキシ及びブチレンオキシから選択される基が付加したアセチレングリコール系の界面活性剤がさらに好ましい。これらの基の付加量は、モル数の平均値として1.3〜30程度が好ましい。
また、前記エチレンオキシ、プロピレンオキシ及びブチレンオキシの中ではエチレンオキシが好ましい。このようなノニオン界面活性剤としては、前記サーフィノール420、440、465、485、485W等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤は、1種類を使用することも、2種類以上を併用することもできる。
ノニオン界面活性剤の総含有量は、インクの総質量に対して通常0.1〜3%、好ましくは0.1〜1%である。0.1%以上の含有量で界面活性剤としての効果が得られ、3%以下の含有量で顔料の分散安定性が良好となる。
アルカンジオールとしては直鎖又は分岐鎖のC5−C9アルカンジオールが挙げられる。それらの中では直鎖が好ましく、1,2−ジオールがより好ましい。
その具体例としては、例えば、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ノナンジオール、2−メチル2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、及び2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール等が挙げられる。これらの中では1,2−ヘキサンジオールが好ましい。
前記インクの総質量に対する、アルカンジオールの含有量は通常1%より多く、20%未満、好ましくは2%〜19%、より好ましくは3%〜18%である。アルカンジオールの含有量が1%より多いとモットリングの改善効果が得られ、20%未満でインクの吐出性が良好となる。
インクの表面張力は通常10〜50mN/m、好ましくは20〜40mN/mである。
インクの粘度は通常30mPa・s以下、好ましくは20mPa・s以下である。下限は0.1mPa・s程度である。
分散液の調製方法としては、例えば、顔料と水溶性樹脂とをサンドミル(ビーズミル)、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波分散機、マイクロフルイダイザー等に入れて、分散を行う方法が挙げられる。一例として、サンドミルを用いるときは、粒子径が0.01mm〜1mm程度のビーズを使用し、ビーズの充填率を適宜設定して分散処理を行うことができる。
前記のようにして得られた分散液に対して、ろ過及び/又は遠心分離等の操作をすることができる。この操作により、分散液が含有する粒子の粒子径の大きさを揃えることができる。
このようにして得られた分散液に、前記の成分を加えて混合することにより、インクを調製することができる。
前記のようにして得られたインクは、必要に応じてメンブランフィルター、ガラス濾紙等を用いた精密濾過を行うことができる。得られたインクをインクジェット記録に用いるときは、精密濾過を行うことが好ましい。精密濾過を行うフィルターの孔径は通常0.5μm〜20μm、好ましくは0.5μm〜10μmである。
前記表面改質処理は、望みの効果が得られるように処理の回数、時間、及び印可する電圧の大きさ等を適宜調整して行うことができる。
また、本発明のインクを用いてインクジェット記録をしたとき、記録メディアに付着したときのインクドットの真円度が高く、平滑性があり、光沢感を損なわない記録画像が得られる。
さらに、本発明のインクで記録された画像は、耐水性、耐光性、耐熱性、耐酸化ガス(例えば耐オゾンガス)性等の各種堅牢性に優れる。
分散溶液中の固形分の含有量は、株式会社エイ・アンド・デイ社製MS−70を用いて乾燥重量法により求めた。
ジョンクリル678(20部)、トリエタノールアミン(11.4部)、及びイオン交換水(68.6部)を加えて180rpmで攪拌しながら60℃に昇温することにより溶液とし、水溶性樹脂を20%含有する水溶液を得た。下記表1中の「水溶性樹脂」は、この水溶液を意味する。
下記表1に記載した各成分を混合し、サンドグラインダーで1500rpmの条件下、15時間分散処理を行うことにより液を得た。得られた液をイオン交換水で希釈し、分散用ビーズを濾過分離し、顔料の含有量が15%となるようにイオン交換水で調整することにより、分散液1及び2を調製した。下記表1に示すとおり、分散液1はキナクリドン顔料としてPR122を、また、分散液2はアゾ顔料としてPR150を、それぞれ含有する。
なお、下記表1〜3において、数値はいずれも「部」であり、「−」を記載したものは、その成分を含まないことを意味する。また、「水」はイオン交換水を使用した。
国際公開第2013/115071号ガゼットの合成例3を追試することにより、合成例3のブロック共重合体を調製した。得られた高分子分散剤6.6部を2−ブタノン20部に溶解し、この液に、0.36部の水酸化ナトリウムを50部のイオン交換水に溶解させた液を加え、30分撹拌して乳化液とした。このとき固体の析出はなかった。得られた乳化液にクラリアント社製Inkjet Magenta E−02(22部)を加え、サンドグラインダーで1500rpmの条件下、15時間分散処理を行って液を得た。得られた液にイオン交換水120部を加えて分散用ビーズをろ過分離してろ液を得た。得られたろ液からエバポレーターで2−ブタノン及び水の一部を減圧留去することにより、顔料固形分が11.94%の分散液3を得た。
Inkjet Magenta E−02は、PR122とPV19の固溶体顔料であることが知られている。このため、分散液3はキナクリドン顔料を含有する。
Inkjet Magenta E−02(22部)の代わりに、PV19(大日精化社製、22部)及びPR150(冨士色素社製FUJI FAST CARMINE 522−1D、22部)を、それぞれ用いる以外は調製例3と同様にして、分散液4〜5を得た。分散液4〜6が含有する顔料と、顔料固形分を以下に示す。
分散液4:PV19(キナクリドン顔料)、顔料固形分11.58%。
分散液5:PR150(アゾ顔料)、顔料固形分12.02%。
下記表2に記載の各成分を混合した後、3μmのメンブランフィルターで濾過することにより、評価試験用の実施例1〜9のインクをそれぞれ得た。
下記表2に記載の各成分を混合した後、3μmのメンブランフィルターで濾過することにより、比較用の比較例1〜5のインクを得た。
DP1:分散液1。
DP2:分散液2。
DP3:分散液3。
DP4:分散液4。
DP5:分散液5。
PG:プロピレングリコール。
12HD:1,2−ヘキサンジオール。
TEG:トリエチレングリコール。
SF465:サーフィノール465。
GXL(s):プロキセルGXL(s)。
各実施例及び比較例で得た各インクを、セイコーエプソン社製インクジェットプリンタ、商品名PX−205のマゼンタカートリッジにそれぞれ充填し、王子製紙製コート紙OKトップコートに、インクジェット記録を行った。
インクジェット記録は、100%Dutyのベタ画像となるように行い、各実施例又は比較例のインクにより記録された記録画像を得た。これを試験片として用い、下記のモットリング試験を行った。但し、アルカンジオールを20%含有する比較例3のインクは吐出性が不良であり、ピン欠けが発生して均一なベタ画像が得られなかった。このため、比較例3のモットリング試験は行わなかった。
各試験片を測色するときは、X−rite社製の測色機、商品名SpectroEyeを使用した。測色条件は、濃度基準にANSI A、視野角2°、光源D50である。
前記[インクジェット記録]にて得た各試験片を24時間自然乾燥し、ベタ画像部分のモットリングの状態を目視にて観察し、以下の評価基準で評価した。評価結果を下記表3に示す。
S:モットリング現象が観察されず、実用的な画像である。
A:モットリング現象が僅かに観察されるが、実用的には問題が無い画像である。
B:モットリング現象が生じており、実用には適さない画像である。
C:モットリング現象による不均一で顕著な色ムラが確認され、実用には適さない画像である。
表3の結果から明らかなように、各実施例のインクでは、モットリングが改善され、実用的な画像が得られることが確認された。
一方、アルカンジオールを含有しない比較例1、4及び5のインクは、モットリングを抑制することができず、実用に適さない画像が得られた。また、アルカンジオールの含有量が1%の比較例2のインクも、モットリングの抑制効果が不十分であり、実用に適さない画像が得られた。
また、比較例3のインクは、前記のとおりモットリング試験を行わなかった。
下記表4に記載の各成分を混合した後、3μmのメンブランフィルターで濾過することにより、評価試験用の実施例10〜11のインクをそれぞれ得た。
下記表4に記載の各成分を混合した後、3μmのメンブランフィルターで濾過することにより、比較用の比較例6〜7のインクを得た。
DP3:分散液3。
DP6:分散液6。
PG:プロピレングリコール。
12OD:1,2−オクタンジオール。
12PeG:1,2−ペンタンジオール。
MPG:2−メチル−2,4−ペンタンジオール。
TEG:トリエチレングリコール。
SF465:サーフィノール465。
GXL(s):プロキセルGXL(s)。
Claims (15)
- キナクリドン顔料、アゾ顔料、分散剤、ノニオン界面活性剤、及びアルカンジオールを含有するインクであって、インクの総質量に対するアルカンジオールの含有量が1質量%より多く、20質量%未満であるインク。
- 前記キナクリドン顔料が、C.I.ピグメントバイオレット 19、C.I.ピグメントレッド 122及び202から選択される顔料である請求項1に記載のインク。
- 前記アゾ顔料がC.I.ピグメントレッド 150である請求項1に記載のインク。
- インクが含有する顔料の総含有量が、インクの総質量に対して0.1質量%〜10質量%である、請求項1に記載のインク。
- インクが含有する顔料の総含有量が、インクの総質量に対して3質量%〜7質量%である、請求項1に記載のインク。
- 分散剤が、水溶性樹脂である請求項1に記載のインク。
- 分散剤が、水不溶性樹脂である請求項1に記載のインク。
- 水溶性の樹脂が、スチレン/アクリル樹脂である請求項6に記載のインク。
- 水不溶性の樹脂が、A−Bブロックポリマーである請求項7に記載のインク。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクの液滴を、記録信号に応じて吐出させて、記録メディアに付着させることにより記録を行うインクジェット記録方法。
- 前記記録メディアがキャストコート紙、コート紙、及びアート紙から選択される記録メディアである請求項10に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録メディアが、コロナ放電処理、プラズマ処理、およびフレーム処理から選択される表面改質処理が施された記録メディアである、請求項10又は11に記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクが付着した記録メディア。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクを含有する容器が装填されたインクジェットプリンタ。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクを用いるモットリングの改善方法。
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