JP2018145379A - インク組成物、及び収容体 - Google Patents
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Abstract
Description
1.0≦(φ2/φ1)≦12.5・・・(1)
(式中、φ1は、20質量%の前記樹脂粒子と80質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ2は、90質量%の前記樹脂粒子と10質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。)
1.0≦(φ4/φ3)≦20・・・(2)
(式中、φ3は、20質量%の前記樹脂粒子と5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテルと75質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ4は、90質量%の前記樹脂粒子と5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテルと5質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。)
1.0≦(φ6/φ5)≦10・・・(3)
(式中、φ5は、20質量%の前記自己分散型顔料と80質量%の水とを含む溶液における前記自己分散型顔料のD50の体積平均粒子径を示し、φ6は、90質量%の前記自己分散型顔料と10質量%の水とを含む溶液における前記自己分散型顔料のD50の体積平均粒子径を示す。)
本実施形態のインク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)は、樹脂粒子と顔料とグリコールエーテルと水とを含む。また、本実施形態のインク組成物に含まれる樹脂粒子は、下記関係式(1)で表される条件を満たす。
1.0≦(φ2/φ1)≦12.5・・・(1)
(式中、φ1は、20質量%の樹脂粒子と80質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ2は、90質量%の樹脂粒子と10質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。)
本実施形態の樹脂粒子(以下、「樹脂分散体」、「樹脂エマルジョン」ともいう。)は、樹脂を含む粒子である。また、本実施形態の樹脂粒子は、下記関係式(1)で表される条件を満たす。
1.0≦(φ2/φ1)≦12.5・・・(1)
(式中、φ1は、20質量%の樹脂粒子と80質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ2は、90質量%の樹脂粒子と10質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。)
1.0≦(φ4/φ3)≦20・・・(2)
(式中、φ3は、20質量%の樹脂粒子と5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテルと75質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ4は、90質量%の樹脂粒子と5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテルと5質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。)
本実施形態の顔料は、特に限定されないが、自己分散型顔料であると好ましい。自己分散型顔料とは、その表面に親水基を有する顔料である。親水基としては、−OM、−COOM、−CO−、−SO3M、−SO2M、−SO2NH2、−RSO2M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NHCOR、−NH3、及び−NR3からなる群より選ばれる少なくとも1種の親水基であることが好ましい。
1.0≦(φ6/φ5)≦10・・・(3)
(式中、φ5は、20質量%の自己分散型顔料と80質量%の水とを含む溶液における自己分散型顔料のD50の体積平均粒子径を示し、φ6は、90質量%の自己分散型顔料と10質量%の水とを含む溶液における自己分散型顔料のD50の体積平均粒子径を示す。)
本実施形態のインク組成物は、水を含む。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、凝集液を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
本実施形態のインク組成物は、グリコールエーテルを含む。グリコールエーテルは、水と共に用いることができるグリコールエーテルであれば、特に限定されない。また、グリコールエーテル以外の有機溶剤をさらに含んでもよい。グリコールエーテル以外の有機溶剤としては、例えば、環状窒素化合物、非プロトン性極性溶剤、モノアルコール、及びアルキルポリオール(例えば、グリセリン)が挙げられる。
インク組成物は、連続印字安定性の観点から、界面活性剤をさらに含むことが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
本実施形態の収容体は、可撓性を有するフィルムで構成される収容部と、該収容部に収容される上述したインク組成物とを備える。また、上記フィルムの吸水率が、3%以下である。フィルムの吸水率がこのような範囲にあることにより、フィルム同士が貼りついた際にも、その貼りついた箇所に存在するインク組成物からの水分吸収を抑制し、異物が発生しにくくなる傾向にある。
攪拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900g及びラウリル硫酸ナトリウム3gを仕込み、攪拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解後、予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gにアクリルアミド20gに、スチレン300g、ブチルアクリレート640g及びメタクリル酸30gを攪拌下に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と5%水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分40質量%、pH8に調整した。得られた水性エマルジョンである樹脂粒子1のゼータ電位は−23mVであった。
攪拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900g及びラウリル硫酸ナトリウム1gを仕込み、攪拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解後、予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gにアクリルアミド20gに、スチレン365g、ブチルアクリレート545g及びメタクリル酸30gを攪拌下に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分40質量%、pH8に調整した。得られた水性エマルジョンである樹脂粒子2のゼータ電位は−53mVであった。
攪拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900g及びラウリル硫酸ナトリウム1gを仕込み、攪拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解後、予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gにアクリルアミド20gにスチレン615g、ブチルアクリレート295g及びメタクリル酸30gを攪拌下に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分40質量%、pH8に調整した。得られた水性エマルジョンである樹脂粒子4のゼータ電位は−5mVであった。
攪拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900g及びラウリル硫酸ナトリウム3gを仕込み、攪拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解後、予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gにアクリルアミド20gにスチレン675g、ブチルアクリレート235g、メタクリル酸30gを攪拌下に加えて作成した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液とを添加して固形分40質量%、pH8に調整した。得られた水性エマルジョンである樹脂粒子5のゼータ電位は―10mVであった。
樹脂粒子3として三井化学社製の商品名「タケラックW6110」を準備し、樹脂粒子1〜5のいずれかを固形分量で20質量%となるように超純水で調整し、樹脂粒子20質量%の水溶液1を調製した。水溶液1の組成を下記に示す。また、水溶液1と同様に、下記水溶液2〜5を調製した。
水溶液1:20質量%の樹脂粒子1〜5のいずれか、及び80質量%の超純水
水溶液2:90質量%の樹脂粒子1〜5のいずれか、及び10質量%の超純水
水溶液3:20質量%の樹脂粒子1〜5のいずれか、5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテル、及び75質量%の超純水
水溶液4:90質量%の樹脂粒子1〜5のいずれか、5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテル、及び5質量%の超純水
水溶液5:20質量%の自己分散型顔料、及び80質量%の超純水
水溶液6:90質量%の自己分散型顔料、及び10質量%の超純水
下記の記録物の作製において使用したインク組成物用の主な材料及び収容体は、以下の通りである。
〔インク組成物〕
〔顔料〕
自己分散型カーボンブラックAqua−Black162(登録商標、東海カーボン社製)
〔樹脂粒子〕
樹脂粒子1(樹脂:スチレンアクリル系樹脂)
樹脂粒子2(樹脂:スチレンアクリル系樹脂)
樹脂粒子3(三井化学社製の商品名「タケラックW6110」、樹脂:ウレタン系樹脂)
樹脂粒子4(樹脂:スチレンアクリル系樹脂)
樹脂粒子5(樹脂:スチレンアクリル系樹脂)
〔有機溶剤〕
グリセリン
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
〔界面活性剤〕
オルフィンE1010(エアプロダクツ社製の商品名)
サーフィノール104PG50(日信化学工業社製の商品名)
〔pH調整剤〕
トリイソプロパノールアミン
〔水〕
純水
〔収容体〕
〔フィルム〕
ナイロン製
ポリエチレン製
ポリプロピレン製
ポリエチレンテレフタラート製
ポリイミド製
セロハン製
〔形状〕
図3〜5に示すもの
各フィルムの吸水率[%・24hour]は、JIS7209(プラスチックの吸水率および沸騰水吸水率試験方法)で規定されている方法に準じて測定した。具体的には、各フィルムを浸水させ、単位時間当たりの質量増加分を測定して求めた。下記の表1にその結果を示す。
各材料を下記の表2及び表3に示す組成で混合し、十分に撹拌し、インク組成物を得た。なお、下記の表2及び表3中、数値の単位は質量%であり、数値は固形分濃度であり、合計は100.0質量%である。
上記で調製した各インク組成物を表2又は表3に示す各収容体に注入した。注入量は、各収容体の容量に対して約1/10程度の容量とした。次いで、インク組成物を収容した収容体を、60℃の環境下で一週間放置した。その後、インクジェットプリンター(セイコーエプソン社製の製品名「PX−7050FX」)に各収容体を装着し、初期充填を実施し、ノズルチェックを実施し、ノズル抜けのないことを確認した。その後、普通紙(XeroxP紙)を用いて100枚連続して、ISO/IEC 24734の画像パターンを用いて印刷した後のノズルをチェックし、下記評価基準により連続印字安定性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
(評価基準)
A:ノズル抜けの本数が3本未満
B:ノズル抜けの本数が3本以上5本未満
C:ノズル抜けの本数が5本以上
上記で調製した各インク組成物を表2又は表3に示す各収容体に充填し、インクジェットプリンター(セイコーエプソン社製の製品名「PX−7050FX」)にその収容体を装着し、普通紙(XeroxP紙)を用いて、ISO/IEC 24734の画像パターンを印刷した。印刷した印刷物を1週間、常温常湿下で放置した後に、ゼブラ社製の蛍光ペン300gfで印刷物の印刷部をラインマーキングし、下記評価基準により印刷物堅牢性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
(評価基準)
A:印刷部を2回ラインマーキングしてもにじみが確認できない。
B:印刷部を1回ラインマーキングしてもにじみが確認できず、2回ラインマーキングしてにじみがわずかに確認できる。
C:印刷部を1回ラインマーキングしてもにじみが確認できず、2回ラインマーキングしてにじみが確認できる。
D:印刷部を1回ラインマーキングしてにじみが確認できる。
Claims (10)
- 樹脂粒子と、顔料と、グリコールエーテルと、水と、を含み、
前記樹脂粒子が、下記関係式(1)で表される条件を満たす、
インク組成物。
1.0≦(φ2/φ1)≦12.5・・・(1)
(式中、φ1は、20質量%の前記樹脂粒子と80質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ2は、90質量%の前記樹脂粒子と10質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。) - 前記樹脂粒子が、下記関係式(2)で表される条件を満たす、
請求項1に記載のインク組成物。
1.0≦(φ4/φ3)≦20・・・(2)
(式中、φ3は、20質量%の前記樹脂粒子と5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテルと75質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示し、φ4は、90質量%の前記樹脂粒子と5質量%のトリエチレングリコールモノブチルエーテルと5質量%の水とを含む溶液における前記樹脂粒子のD50の体積平均粒子径を示す。) - 前記顔料が、下記関係式(3)で表される条件を満たす自己分散型顔料である、
請求項1又は2に記載のインク組成物。
1.0≦(φ6/φ5)≦10・・・(3)
(式中、φ5は、20質量%の前記自己分散型顔料と80質量%の水とを含む溶液における前記自己分散型顔料のD50の体積平均粒子径を示し、φ6は、90質量%の前記自己分散型顔料と10質量%の水とを含む溶液における前記自己分散型顔料のD50の体積平均粒子径を示す。) - 前記樹脂粒子のガラス転移温度が、−50℃以上0℃以下である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 前記樹脂粒子は、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、及びスチレンアクリル系樹脂からなる群より選択される1種又は2種以上を含有する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 前記樹脂粒子の含有量が、前記インク組成物の総量に対して、0.5質量%以上5.0質量%以下である、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 前記顔料は、オゾン酸化処理されたカーボンブラック顔料である、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 20質量%の前記樹脂粒子と80質量%の水とを含む溶液における樹脂粒子のゼータ電位が、−60mV以上−15mV以下である、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のインク組成物。 - 可撓性を有するフィルムで構成される収容部と、該収容部に収容される請求項1〜8のいずれか一項に記載のインク組成物と、を備え、
前記フィルムの吸水率が、3%以下である、
収容体。 - 前記フィルムは、2以上の層を有し、
前記2以上の層は、少なくともナイロンを含む層を含む、
請求項9に記載の収容体。
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