JP2018059020A - インク及びインクジェット記録方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】水不溶性染料を含有し、安定した吐出性を有するインクジェットインクの提供。【解決手段】水不溶性染料、リグニンスルホン酸、式(1)で表されるジ(ヒドロキシメチレン)−アルキルメタン化合物、及び水を含有するインク。前記水不溶性染料が、C.I.ディスパース及びC.I.ソルベントから選択される染料であるインク。前記インクの液滴を、インクジェットプリンタにより吐出させて記録メディアに付着させるインクジェット記録方法。[Rはアルキル基]【選択図】なし

Description

本発明は水不溶性染料を含有するインク、及びそれを用いたインクジェット記録方法に関する。
インクジェットプリンタを用いた記録方法(すなわちインクジェット記録方法)は、従来のスクリーン、ローラー、ロータリー等の各種の印刷方法に比べ、以下(a)〜(d)の利点があるとされる。
(a)製版工程が不要であり、印刷工程を短縮できる。
(b)デジタル化されたデザインを、コンピュータ制御でそのまま記録できる。
(c)消費者のニーズである多品種・少ロット生産が可能である。
(d)色糊等の廃液が大幅に削減できる。
その一方でインクジェット記録方法は、従来の印刷方法に比べ、記録速度が遅いこと、濃い色相の表現が難しいこと等が課題とされてきた。
しかし、コンピュータの画像処理及びプリントヘッドの改良等の、ソフト及びハードの両面からの技術的な進歩により、インクジェット記録方法の課題は顕著に改善されてきた。このため、インクジェット記録の普及が大幅に進んでいる。
インクジェット記録に用いられる染料としては、酸性染料;分散染料、及び溶剤染料;反応性染料等が挙げられる。これらの染料を含有するインクは、人体、及び自然環境への負荷を軽減する目的で、水系インクが好ましいとされる。
これらのうち、酸性染料、及び反応性染料は水溶性染料であり、これらを含有する水系インクは一般に溶液のインクである。
一方、分散染料、及び溶剤染料は水不溶性染料であり、これらを含有する水系インクは一般に分散インクである。このため、溶液のインクと分散インクとでは、その性質や使用できる成分が大きく異なることが知られている。
水不溶性染料は、各種の記録メディア(例えば紙、及び繊維)に対する記録に用いることができる。例えば、繊維に対してインクで直接捺染をした後、熱処理(例えばスチーミング)により、染料を繊維に染着させる方法(ダイレクトプリント方法);及び、中間記録媒体(例えば転写紙)に対してインクで記録をした後、中間記録媒体の記録画像を熱により繊維へ昇華転写させる方法(熱転写プリント方法)等が挙げられる。
水不溶性染料を用いる繊維の捺染方法は、捺染後の繊維の洗浄が不要である。このため、水溶性染料を用いる捺染方法に対して、水不溶性染料を用いる捺染方法は、着色洗浄液等の廃液を生じることが無く、環境に優しい捺染方法とされる。この理由から、水不溶性染料を用いる記録方法としては、主に捺染方法が注目されている。
産業用インクジェットプリンタの吐出方式としては、ピエゾ方式、及びサーマル方式が挙げられ、これらのプリンタに使用されるインクの性能としては、良好な吐出性が強く求められる。吐出性を悪化させる要因としては、例えば、インクからの固形分の析出;インクの固化、粘度の上昇;インク中への気泡の混入等が挙げられる。このため、初期状態において固体が分散した状態である分散インクは、吐出性において、もともと不利な状態にあるといえる。
これに加えてサーマル方式のインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド中に設置されたヒーターを加熱してインク中に気泡を生じ、この気泡によりインクを吐出する。この方式により、ピエゾ方式では生じることが無い、ヒーター部品でのインク成分のコゲつき(コゲーション)が生じることが知られている。このため、ピエゾ方式以上に、サーマル方式のインクジェットプリンタにおいては、安定したインクの吐出性が強く求められている。
特開2015−91907号公報 特開2015−91906号公報
本発明は、水不溶性染料を含有し、安定した吐出性を有するインクの提供を課題とする。
本発明者らは前記したような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、水不溶性染料、リグニンスルホン酸、下記式(1)で表される化合物、及び水を含有するインクにより、前記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下の1)〜4)に関する。
1)
水不溶性染料、リグニンスルホン酸、下記式(1)で表される化合物、及び水を含有するインク。
Figure 2018059020
[式(1)中、Rはアルキル基を表す。]
2)
水不溶性染料が、C.I.ディスパース及びC.I.ソルベントよりなる群から選択される染料である、前記1)に記載のインク。
3)
前記1)又は2)に記載のインクの液滴を、インクジェットプリンタにより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。
4)
前記1)又は2)に記載のインクが付着した記録メディア。
本発明により、水不溶性染料を含有し、安定した吐出性を有するインクを提供することができた。
特に断りの無い限り、本明細書においては実施例等を含めて「%」及び「部」は、いずれも質量基準で記載する。また、「C.I.」はカラーインデックスを意味する。
[水不溶性染料]
前記インクは、着色剤として水不溶性染料を含有する。フルカラーでの記録を目的として前記インクはイエロー、オレンジ、ブラウン、レッド、バイオレット、ブルー、グリーン、及びブラック等の各種の色相を有するインクのインクセットとして使用することができる。
水不溶性染料としては、C.I.ディスパース及びC.I.ソルベントよりなる群から選択される染料が好ましい。
そのような染料の具体例としては、例えば、C.I.ディスパースイエロー3、4、5、7、8、9、13、23、24、30、33、34、39、42、44、49、50、51、54、56、58、60、63、64、66、68、71、74、76、79、82、83、85、86、88、90、91、93、98、99、100、104、114、116、118、119、122、124、126、135、140、141、149、160、162、163、164、165、179、180、182、183、186、192、198、199、200、202、204、210、211、215、216、218、224、237;C.I.ディスパースオレンジ1、1:1、3、5、7、11、13、17、20、21、23、25、29、30、31、32、33、37、38、42、43、44、45、47、48、49、50、53、54、55、56、57、58、59、60、61、66、71、73、76、78、80、86、89、90、91、93、96、97、118、119、127、130、139、142;C.I.ディスパースレッド1、4、5、7、11、12、13、15、17、27、43、44、50、52、53、54、55、55:1、56、58、59、60、65、70、72、73、74、75、76、78、81、82、86、88、90、91、92、93、96、103、105、106、107、108、110、111、113、117、118、121、122、126、127、128、131、132、134、135、137、143、145、146、151、152、153、154、157、158、159、164、167、169、177、179、181、183、184、185、188、189、190、191、192、200、201、202、203、205、206、207、210、221、224、225、227、229、239、240、257、258、277、278、279、281、283、288、298、302、303、310、311、312、320、323、324、328、359;C.I.ディスパースバイオレット1、4、8、11、17、23、26、27、28、29、31、33、35、36、38、40、43、46、48、50、51、52、56、57、59、61、63、69、77、97;C.I.ディスパースグリーン9;C.I.ディスパースブラウン1、2、4、9、13、19;C.I.ディスパースブルー3、5、7、9、14、16、19、20、26、26:1、27、35、43、44、54、55、56、58、60、62、64、64:1、71、72、72:1、73、75、77、79、79:1、82、83、87、91、93、94、95、64:1、96、102、106、108、112、113、115、118、120、122、125、128、130、131、139、141、142、143、145、146、148、149、153、154、158、165、165:1、165:2、167、171、173、174、176、181、183、185、186、187、189、197、198、200、201、205、207、211、214、224、225、257、259、266、267、270、281、284、285、287、288、291、293、295、297、301、315、330、333、341、353、354、358、360、364、365、366、368;C.I.ディスパースブラック1、3、10、24;C.I.ソルベントイエロー114;C.I.ソルベントオレンジ67;C.I.ソルベントレッド146;C.I.ソルベントブルー36、63、83、105、111等が挙げられる。
前記のうち、ダイレクトプリント方法に使用するのが好ましい染料としてはC.I.ディスパースイエロー42、49、76、83、88、93、99、119、126、160、163、165、180、183、186、198、199、200、224、237;C.I.ディスパースオレンジ29、30、31、38、42、44、45、53、54、55、71、73、80、86、96、118、119;C.I.ディスパースレッド73、88、91、92、111、127、131、143、145、146、152、153、154、179、191、192、206、221、258、283、302、323、328、359;C.I.ディスパースバイオレット26、35、48、56、77,97;C.I.ディスパースブルー27、54、60、73、77、79、79:1、87、143、165、165:1、165:2、181、185、197、225、257、266、267、281、341、353、354、358、364、365、368等が挙げられる。
前記のうち、熱転写プリント方法に使用するのが好ましい染料としてはC.I.ディスパースイエロー51、54、60;C.I.ディスパースオレンジ5、7、20、23;C.I.ディスパースレッド50、53、59、60、239、240;C.I.ディスパースバイオレット8、11、17、26、27、28、36;C.I.ディスパースブルー3、5、26、35、55、56、72、81、91、108、359;C.I.ソルベントイエロー114;C.I.ソルベントオレンジ67;C.I.ソルベントレッド146;C.I.ソルベントブルー36、63、83、105、111等が挙げられる。
前記インクの総質量に対する水不溶性染料の総含有量は、通常0.5〜35%、好ましくは1〜20%、より好ましくは5〜20%、さらに好ましくは5〜15%である。
[リグニンスルホン酸]
本明細書においてリグニンスルホン酸とは、分子内にリグニンを部分構造として含有するアニオン分散剤である。
そのような分散剤としては、例えば、バニレックス N、RN、G、パールレックス DP(いずれも日本製紙株式会社製)等が挙げられる。これらの中ではバニレックスシリーズが好ましい。
リグニンスルホン酸は、以下に説明するスチレン−(メタ)アクリル共重合体と併用することも出来る。
[スチレン−(メタ)アクリル共重合体]
スチレン−(メタ)アクリル共重合体は、スチレン系モノマーと(メタ)アクリル系モノマーとの共重合体である。本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び/又は「メタクリル」の意味を表す。
これらの共重合体の具体例としては、(α‐メチル)スチレン‐アクリル酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐アクリル酸‐アクリル酸エステル共重合体、(α‐メチル)スチレン‐メタクリル酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐メタクリル酸‐アクリル酸エステル共重合体、(α‐メチル)スチレン‐(無水)マレイン酸共重合体、アクリル酸エステル‐(無水)マレイン酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐アクリル酸エステル‐(無水)マレイン酸マレイン酸共重合体、アクリル酸エステル‐アリルスルホン酸エステル共重合体、アクリル酸エステル‐スチレンスルホン酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐メタクリルスルホン酸共重合体、ポリエステル‐アクリル酸共重合体、ポリエステル‐アクリル酸‐アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル‐メタクリル酸共重合体、ポリエステル‐メタクリル酸‐アクリル酸共重合体エステル等が挙げられる。
なお(α‐メチル)スチレンとは本明細書においてα‐メチルスチレン、及びスチレンを含む意味として用いる。
前記の共重合体の重量平均分子量(Mw)は、通常1,000〜20,000、好ましくは2,000〜19,000、より好ましくは4,000〜17,000である。重量平均分子量がこの範囲のとき、前記インクの分散安定性、及び粘度を良好な範囲にすることができる。この重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミッションクロマトグラフ)法で測定することができる。
前記の共重合体のガラス転位温度は通常45〜135℃、好ましくは55〜120℃、より好ましくは60〜110℃である。
前記の共重合体の酸価(Av)は通常50〜250mgKOH/g、好ましくは100〜250mgKOH/g、より好ましくは150〜250mgKOH/gである。酸価がこの範囲のとき、水に対する共重合体の溶解性、及びインクの分散安定を良好とすることができ、且つ、記録画像のにじみを防止することができる。共重合体の酸価は、その1gを中和するのに要するKOHのmg数を表し、JIS−K3054に従って測定することができる。
前記の共重合体は、市販品として入手できるものもある。その具体例としては、例えばBASF社製のJoncryl 67、678、682、683、690、52J、57J、60J、63J、70J、JDX−6180、HPD−196、HPD96J、PDX−6137A、6610、JDX−6500、JDX−6639、PDX−6102B、PDX−6124等が挙げられる。
これらの中ではJoncryl 67(Mw.12,500、Av.213)、678(Mw.8,500、Av.215)、682(Mw.1,700、Av.230)、683(Mw.4,900、Av.215)、690(Mw.16,500、Av.240)等が好ましい。
前記の共重合体は、その酸価を中和剤により中和して使用することができる。そのような中和剤としては、例えば、元素の周期表における第1族及び第2族から選択される元素の水酸化物、アルコールアミン、アルキルアミン、及びアンモニア等が挙げられる。
元素の周期表における第1族及び第2族から選択される元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び水酸化ストロンチウム等が挙げられる。これらの中では第1族から選択される元素の水酸化物が好ましく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムがより好ましい。
アルコールアミンとしては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン及びN−メチルジエタノールアミン等の炭素数の範囲が2〜9のアルコールアミンが挙げられる。これらの中では3級アミンが好ましい。
アルキルアミンとしては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン及びトリメチルアミン等が挙げられる。
中和剤の使用量は特に制限されない。その目安としては、共重合体の酸価の理論等量で中和したときを100%中和度として、通常30〜200%、好ましくは50〜120%である。
前記式(1)で表される化合物は、インクの吐出安定性を良好にする効果を有する。
Rにおけるアルキル基としては、直鎖、分岐鎖、又は環状アルキル基が挙げられ、直鎖又は分岐鎖アルキル基が好ましく、直鎖アルキル基がより好ましい。その炭素数の範囲は通常1〜6、好ましくは1〜4、より好ましくは1〜3、さらに好ましくは1である。その具体例としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、イソプロピル、イソブチル、t−ブチル、イソペンチル、イソヘキシル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロプロピルメチル、シクロプロピルエチル、シクロブチルメチル、シクロヘプチルメチル等が挙げられる。
式(1)で表される化合物の100gの水に対する溶解度は、20℃において50g以上が好ましく、混和するのがより好ましい。そのような化合物としては、例えば、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
前記インクの総質量に対して、式(1)で表される化合物の含有量は通常1〜50%、好ましくは3〜40%、より好ましくは5〜30%である。
前記インクは、必要に応じてインク調製剤を含有することができる。インク調製剤としては、例えば、水溶性有機溶剤、防腐防黴剤、pH調整剤、キレート試薬、防錆剤、紫外線吸収剤、粘度調整剤、染料溶解剤、褪色防止剤、表面張力調整剤、消泡剤等の公知の添加剤が挙げられる。
これらのうち、水溶性有機溶剤の含有量は合計で、インクの総質量に対して通常0〜60%、好ましくは5〜40%、より好ましくは10〜35%、さらに好ましくは10〜20%である。
水溶性有機溶剤以外のインク調製剤の含有量は合計で、インクの総質量に対して通常0〜10%程度、好ましくは0.05〜5%程度である。
水溶性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール等のC1−C4アルコール;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−オン又は1,3−ジメチルヘキサヒドロピリミド−2−オン等の複素環式ケトン;アセトン、メチルエチルケトン、2−メチル−2−ヒドロキシペンタン−4−オン等のケトン又はケトアルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル;エチレングリコール、1,2−又は1,3−プロピレングリコール、1,2−又は1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール等のC2−C6アルキレン単位を有するモノ、オリゴ、若しくはポリアルキレングリコール又はチオグリコール;グリセリン、ヘキサン−1,2,6−トリオール等のポリオール(好ましくはトリオール);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、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(ブチルカルビトール)、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エチルエーテル等の多価アルコールのC1−C4モノアルキルエーテル;γ−ブチロラクトン;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
前記の水溶性有機溶剤には、例えば常温で固体の物質も含まれる。すなわち、室温では固体であっても水溶性を示す物質であって、その物質を含有する水溶液が水溶性有機溶剤と同様の性質を示し、同じ効果を期待して使用することができる物質は、本明細書においては水溶性有機溶剤とする。そのような物質としては、例えば、固体の多価アルコール類、糖類、及びアミノ酸類等が挙げられる。
防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソジウムピリジンチオン−1−オキサイド、ジンクピリジンチオン−1−オキサイド、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩、アーチケミカルズ社製プロキセル GXL等が挙げられる。
pH調整剤は、インクの保存安定性を向上させる目的で、インクのpHを6.0〜11.0の範囲に制御できるものであれば任意の物質を使用することができる。例えば、前記の中和剤;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の元素の周期表における第1族元素の炭酸塩;タウリン等のアミノスルホン酸等が挙げられる。
キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸2ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラシル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオグリコール酸アンモニウム、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、桂皮酸系化合物、トリアジン系化合物、スチルベン系化合物が挙げられる。また、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤等も使用できる。
粘度調整剤としては、水溶性有機溶剤の他に、水溶性高分子化合物が挙げられ、例えばポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリアミン、ポリイミン等が挙げられる。
染料溶解剤としては、例えば尿素、ε−カプロラクタム、エチレンカーボネート等が挙げられる。
褪色防止剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。褪色防止剤としては、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。
有機系としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、及びヘテロ環類等が挙げられる。
金属錯体系としては、ニッケル錯体、亜鉛錯体等が挙げられる。
表面張力調整剤としては、界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の種類としては、例えば、アニオン、カチオン、両性、ノニオン、シリコーン系、及びフッ素系等が挙げられる。
アニオン界面活性剤としてはアルキルスルホカルボン酸塩;α−オレフィンスルホン酸塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩;N−アシルアミノ酸又はその塩;N−アシルメチルタウリン塩;アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩;アルキル硫酸塩ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩;ロジン酸石鹸;ヒマシ油硫酸エステル塩;ラウリルアルコール硫酸エステル塩;アルキルフェノール型燐酸エステル;アルキル型燐酸エステル;アルキルアリールスルホン酸塩;ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキルシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等のスルホ琥珀酸系;等が挙げられる。
これらの界面活性剤は、多様な種類が市販されている。その一例としては、例えば、ライオン株式会社製、商品名リパール 835I、860K、870P、NTD、MSC;アデカ株式会社製、商品名アデカコール EC8600;花王株式会社製 商品名ペレックス OT−P、CS、TA、TR;新日本理化株式会社製、リカマイルド ES−100、ES−200、リカサーフ P−10、M−30、M−75、M−300、G−30、G−600;東邦化学工業株式会社製、コハクノール L−300、L−40、L−400、NL−400等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、イミダゾリン誘導体等が挙げられる。
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、105、82、465、オルフィン STG等;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。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。市販品の具体例としては、例えば、いずれもビックケミー社製の、BYK−347(ポリエーテル変性シロキサン);BYK−345、BYK−348(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸系化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物等が挙げられる。市販品の具体例としては、例えば、Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300(DuPont社製);Capstone FS−30、FS−31(DuPont社製);PF−151N、PF−154N(オムノバ社製)等が挙げられる。
消泡剤としては、高酸化油系、グリセリン脂肪酸エステル系、フッ素系、シリコーン系化合物等が挙げられる。
前記インクは、水不溶性染料、リグニンスルホン酸、前記式(1)で表される化合物、及び必要に応じてインク調製剤を含有し、残部が水のインクである。
前記インクの25℃における粘度は、E型粘度計で測定したときに通常3〜20mPa・s、好ましくは8〜20mPa・sである。
前記インクの25℃における表面張力は、プレート法で測定したときに通常20〜40mN/m、好ましくは25〜35mN/mである。
前記インクの5℃における10Hzでの動的表面張力は、最大泡圧法で測定したときに通常25〜45mN/m、好ましくは30〜40mN/mである。
例えば、産業用の高速なインクジェットプリンタ用のインクとして、前記インクを使用するときであっても、このような物性値とすることにより、吐出応答性、及び低温環境下における連続吐出性を良好にすることができる。
前記インクを調製するときは、公知の分散インクの製造方法を使用することができる。その一例としては、例えば、水不溶性染料とリグニンスルホン酸とから水性の分散液を調製し、この分散液に式(1)で表される化合物、及び必要に応じてインク調製剤を加えて混合することにより、インクを調製する方法が挙げられる。
分散液を得る方法としては、例えば、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を用い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。
前記インクをインクジェットインクとして使用するときは、インクを精密濾過することが好ましい。精密濾過をするときは、メンブランフィルター及び/又はガラス濾紙等を用いることができる。精密濾過を行うときのフィルター等の孔径は通常0.5μm〜20μm、好ましくは0.5μm〜10μmである。
前記インクは、印捺、複写、マーキング、筆記、製図、スタンピング、又は記録等の各種の用途に使用することができる。それらの用途の中でもインクジェット記録における使用に適する。
前記インクジェット記録方法は、前記インクの液滴を、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方法である。インクジェット方式としては、例えば、ピエゾ方式;サーマル方式等が挙げられる。前記インクは、いかなる方式のインクジェットインクとしても使用できる。これらの中で、サーマル方式のインクジェットプリンタはコゲーションが発生するため、ピエゾ方式のプリンタよりも吐出安定性の確保が難しい。しかしながら、前記のインクはサーマル方式のプリンタで使用しても、極めて良好な吐出安定性を奏することができる。
前記の記録メディアは、インク受容層(滲み防止層)を有するものと、有さないものとに大別される。前記インクジェット記録方法に用いる記録メディアとしては、これらのいずれも好ましい。
具体的な記録メディアとしては、例えば、紙、フィルム、繊維や布(セルロース、ナイロン、羊毛等)、皮革、カラーフィルター用基材等が挙げられる。
インク受容層は、インクを吸収してその乾燥を早める等の作用を目的として、記録メディアに設置される。インク受容層の材質や構造等は特に限定されず、目的等に応じて適宜使用することができる。その一例としては、例えば、前記の記録メディアにカチオン系ポリマーを含浸又は塗工する方法;インク中の色素を吸収できる無機微粒子を、ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン等の親水性ポリマーと共に、記録メディアの表面に塗工する方法等により設置される。前記インク中の色素を吸収し得る無機微粒子としては、多孔質シリカ、アルミナゾル、及び特殊セラミックス等が挙げられる。
このようなインク受容層を有する記録メディアは、通常インクジェット専用紙、インクジェット専用フィルム、光沢紙、光沢フィルム等と呼ばれる。市販されているインクジェット専用紙としては、例えば、キヤノン株式会社製、商品名プロフェッショナルフォトペーパー等が挙げられる。
また、インク受容層を有さない紙としては普通紙等が挙げられる。市販されている普通紙としては、例えば、プレーンペーパーコピー(PPC)用紙等が挙げられる。
前記インクは、前記の記録メディアのうち繊維や布に対しても極めて好適に記録を行うことができる。繊維の種類は特に制限されないが、疎水性繊維が好ましい。疎水性繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、トリアセテート繊維、ジアセテート繊維、ポリアミド繊維、及びこれらの繊維を2種類以上用いた混紡繊維等が挙げられる。また、これらとレーヨン等の再生繊維;木綿、絹、羊毛等の天然繊維との混紡繊維も、本明細書においては疎水性繊維に含まれる。
インク受容層を有する繊維も知られており、公知の方法で調製することができる。また、インク受容層を有する繊維を購入することもできる。
本発明により、吐出応答性、及び低温環境下における連続吐出性、開放放置後の吐出性等の、各種の吐出性を良好にすることができる。
本発明のインクは、長期に保管しても固体の凝集や沈殿等を生じることなく、保存安定性が良好である。また、粘度、平均粒子径等の物性の変化も極めて少ない。
本発明のインクは発色性に優れるだけでなく、耐光性、耐擦性、耐ガス性、耐塩素性、耐汗性、洗濯堅牢度等の、各種の堅牢性にも優れる。
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明する。しかし、これらの実施例により本発明は限定されない。
[調製例1]:分散液1の調製。
イオン交換水(96.9部)にバニレックス G(40部)を加え、50〜60℃に加熱して5時間撹拌することにより液を得た。この液(45部)、C.I.ディスパースイエロー 54(30部)、サーフィノール 104PG50(0.1部)、プロキセル GXL(S)0.1部、及びイオン交換水(24.8部)を混合して混合液を得た。この混合液に0.2mm径のガラスビーズを加え、水冷下、サンドミルで約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を加え、液の総質量に対する染料の含有量が15%になるように調整し、液を得た。得られた液中のガラスビーズを、ガラス繊維ろ紙GC−50(ADVANTEC社製)で濾過分離することにより、染料の含有量が15%の分散液1を得た。
[実施例1〜2、比較例1〜2]:インクの調製
下記表1に示す各成分を混合して得られた液を、ガラス繊維ろ紙GC−50(ADVANTEC社製)で濾過し、実施例1〜2、及び比較例1〜2の各インクを得た。
Figure 2018059020
[吐出安定性試験]
前記のようにして得た実施例、及び比較例の各インクを、Photo Smart 5521(HP社製インクジェットプリンタ)を使用して、PPC用紙に対してA4サイズのベタ画像のインクジェット記録を100枚連続して行った。プリンタのインクジェットヘッドのノズル、及び得られた100枚目のベタ画像の状態を目視にて観察し、以下の基準で評価した。評価結果を下記表2に示す。
[吐出安定性試験の評価基準]
A:ノズルに目詰まりは無く、カスレが無い実用的なベタ画像が得られた。
B:ノズルに目詰まりは無いが、ベタ画像にはカスレが観察され、実用的な画像が得られなかった。
C:ノズルに目詰まりが有り、ベタ画像にもカスレが観察され、実用的ではなかった。
Figure 2018059020
表2の結果から、実施例のインクは、サーマル方式のインクジェットヘッドで使用したときでも、吐出安定性が良好であることが判った。
一方、比較例のインクlは吐出安定性が劣るとともに、インクジェットヘッドに対しても支障を生じる可能性が高く、実用的では無いといえる。
本発明のインクは、サーマル方式のインクジェットヘッドでも良好な吐出安定性を示すため、各種の記録用、特にインクジェットインクとして好適である。

Claims (4)

  1. 水不溶性染料、リグニンスルホン酸、下記式(1)で表される化合物、及び水を含有するインク。
    Figure 2018059020
    [式(1)中、Rはアルキル基を表す。]
  2. 水不溶性染料が、C.I.ディスパース及びC.I.ソルベントよりなる群から選択される染料である、請求項1に記載のインク。
  3. 請求項1又は2に記載のインクの液滴を、インクジェットプリンタにより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。
  4. 請求項1又は2に記載のインクが付着した記録メディア。
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