JP2018162348A - インクジェット記録用水系インク組成物および色材液 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るインクジェット記録用水系インク組成物の一態様は、
フェノール骨格を有するビニルモノマーと、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む水溶性樹脂と、
水溶性有機溶剤と、
水と、を含むことを特徴とする。
上記適用例において、
さらに色材を含み、
前記色材は、顔料および染料からなる群より選択される少なくとも1種であることができる。
上記適用例において、
前記水溶性有機溶剤は、水−オクタノール分配係数が0.5以上2.5以下であることができる。
上記適用例において、
前記インクジェット記録用水系インク組成物中の遊離1価アルカリ金属イオン量が、フェノール骨格を有するビニルモノマー含有量に対して25mol%以下であることができる。
上記適用例において、
pHが7.0以上10.0以下であることができる。
上記適用例において、
前記水溶性樹脂の含有量が、ビニルフェノールモノマー換算で0.005質量%以上1.0質量%以下であることができる。
上記適用例において、
前記水溶性有機溶剤の含有量が、10.0質量%以下であることができる。
上記適用例において、
前記水溶性樹脂以外の殺生物性の抗菌剤または防かび剤を、1質量%を超えて含まないことが好ましい。
本発明に係る色材液の一態様は、
フェノール骨格を有するビニルモノマーと、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む水溶性樹脂と、
水溶性有機溶剤と、
水と、
色材と、を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物(以下、「インク」ともいう。)および色材液は、フェノール骨格を有するビニルモノマーと、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む水溶性樹脂と、水溶性有機溶剤と、水と、を含むことを特徴とする。以下、本実施形態に係るイン
クジェット記録用水系インク組成物および色材液に含まれる成分、および含まれ得る成分について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、フェノール骨格を有するビニルモノマーと、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む水溶性樹脂を含む。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、水溶性有機溶剤を含有する。
溶剤の含有量の下限値は、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.4質量%以上である。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、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、インクジェット記録用水系インク組成物を長期保存する場合に細菌類や真菌類の発生を防止することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、色材を含んでもよい。色材としては、顔料および染料のいずれも用いることができる。
クトブラック19、38、51、71、154、168、195、C.I.ダイレクトブルー2、3、8、10、12、31、35、63、116、130、149、199、230、231等、反応性染料としては、例えば、C.I.リアクティブイエロー2、7、15、22、37、42、57、69、76、81、95、102、125、135、C.I.リアクティブレッド2、14、24、32、55、79、106、111、124、C.I.リアクティブブルー2、13、21、38、41、50、69、72、109、120、143、C.I.リアクティブブラック3、4、5、8、13、14、31、34、35、39等、塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシックイエロー1、2、13、19、21、25、32、36、40、51、C.I.ベーシックレッド1、5、12、19、22、29、37、39、92、C.I.ベーシックブルー1、3、9、11、16、17、24、28、41、45、54、65、66、C.I.ベーシックブラック2、8等、分散染料としては、例えば、C.I.ディスパースレッド60、82、86、86:1、167:1、279、C.I.ディスパースイエロー64、71、86、114、153、233、245、C.I.ディスパースブルー27、60、73、77、77:1、87、257、367、C.I.ディスパースバイオレット26、33、36、57、C.I.ディスパースオレンジ30、41、61等、油溶染料としては、例えば、C.I.ソルベントイエロー16、21、25、29、33、51、56、82、88、89、150、163、C.I.ソルベントレッド7、8、18、24、27、49、109、122、125、127、130、132、135、218、225、230、C.I.ソルベントブルー14、25、35、38、48、67、68、70、132、C.I.ソルベントブラック3、5、7、27、28、29、34等が挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、保湿剤(湿潤剤)をさらに含むことができる。保湿剤としては、一般にインクジェット記録用インク組成物に用いられるものであれば、特に限定されず使用可能である。保湿剤の標準沸点は、好ましくは180℃以上であり、蒸発乾燥型インクに用いるインクジェット記録用水系インク組成物では標準沸点範囲180℃以上250℃以下であることがより好ましく、浸透乾燥型インクに用いるインクジェット記録用水系インク組成物では200℃以上であることがより好ましい。標準沸点が上記範囲内であることにより、インク組成物に良好な保水性及び湿潤性を付与することができる。
ハロース、マルトトリオース等の単糖類、二糖類、オリゴ糖類及び多糖類及びこれらの糖類の誘導体、グリシン、トリメチルグリシンのベタイン類等が挙げられる。これらの中でも、特に、トリメチルグリシン、2−ピロリドン、尿素を用いることが好ましい。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、表面張力調整剤をさらに含むことができる。表面張力調整剤は、水溶解時に表面張力を低下させてインクの印刷用基材、吐出流路や吐出ヘッドに対する濡れ性を調整するために用いられる。本実施形態において、表面張力調整剤は、低表面張力性の水溶性溶剤および界面活性剤から選ばれる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、インクのpHを調整する目的で、pH調整剤をさらに含むことができる。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、有機塩基としてトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、有機酸としてアジピン酸、クエン酸、コハク酸、乳酸等が挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、定着樹脂を含むことができる。定着樹脂は、主に色材が顔料の場合に添加し、記録媒体に対する顔料の定着性を向上するために用いる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、その保存安定性及びヘッ
ドからの吐出安定性を良好に維持したり、目詰まり改善のために、又はインクジェット記録用水系インク組成物の劣化を防止するために、溶解助剤、粘度調整剤、酸化防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、上記各成分を混合することにより調製することができる。混合方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。また、本実施形態に係る色材液をインクジェット記録用水系インク組成物としてそのまま使用してもよいし、該色材液に適宜水や溶媒、その他の添加剤を加えて混合することにより本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物を調製してもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、記録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(協和界面科学株式会社製)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。
の防腐性能を維持することができる。なお、遊離1価アルカリ金属イオン量の測定は、JIS K0127:2013 イオンクロマトグラフィー通則にのっとり測定することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、公知のインクジェット記録装置のインクカートリッジに収容し、インクの液滴を吐出させ、紙等の記録媒体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装置としては、電気信号に基づいて振動可能な電歪素子が搭載されると共に、前記電歪素子の振動によってインクを吐出することができるように構成されたインクジェット記録装置が好ましい。
の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
各種評価を行う前に、まず、実施例及び比較例のインクジェット記録用水系インク組成物を調製する前に、下記の水溶性樹脂1〜3を調製した。材料は以下の表1に記載の通りである。
水溶性モノマーとしてポリ(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリレート(エチレングリコール繰り返し単位4) 2g、フェノール骨格を有するビニルモノマーとしてp−ビニルフェノール 0.4gをテトラヒドロフラン10mlに混合し、別に調整した2,2‘−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1gを溶解したテトラヒドロフラン2ml溶液を加え、60℃で48時間反応させた。反応後、溶剤を減圧除去・乾燥して水溶性樹脂1を回収した。得られた樹脂のGPC測定を行った結果、数平均分子量は約3,000であった。水溶性樹脂2、3についても、水溶性樹脂1と同様の方法で調製した。使用したモノマーは表1に記載の通りとした。
次に、得られた水溶性樹脂を用いて、各インクジェット記録用水系インク組成物を調製した。材料は以下の表2に記載の通りである。
色材として別に調製したシアン顔料分散液(顔料濃度15%)を20g、水溶性有機溶剤としてトリトリメチロールプロパン(logP:0.97) 1.0g、水溶性樹脂1
を0.6g(ビニルフェノールモノマー換算で0.12g)、保湿剤としてトリメチルグリシン 15gと2−ピロリドン 5g、表面張力調整剤としてシリコーン系界面活性剤
BYK−349(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製) 0.5gとアセチレングリコール系界面活性剤としてサーフィノール440(商品名、Air Products Japan, Inc.製) 0.2g、pH調整剤としてトリエタノールアミン
0.3gを混合して、イオン交換水を加えて全量を100gとした。孔径1.2μmのメンブレンフィルターで濾過を行って、実施例1のインクとした。pHメーターにてインクのpHを測定した結果、pH8.7であった。
K0127:2013 イオンクロマトグラフィー通則にのっとり定量した。遊離の遊離1価アルカリ金属イオン量は、33ppmであった。この量は、水溶性樹脂1のビニルフェノールモノマーに対して、23mol%であった。
実施例2、3については、表2の配合および実施例1と同様の方法で調製し、実施例2、3のインクとした。
実施例1に対し、水溶性樹脂と水溶性有機溶剤を純水に置き換えて比較例1のインクとした。
実施例2に対し、水溶性樹脂と水溶性有機溶剤を配合せず、水溶性樹脂の代わりにポリビニルフェノールを添加して比較例2のインクとした。ただし、ポリビニルフェノールは水に溶解しないため、水酸化カリウムを添加して中和することでポリビニルフェノールを溶解させた。
実施例1に対し、水溶性樹脂と水溶性有機溶剤を純水に置き換えて、かつ殺生物性防腐剤のプロキセルXL2を添加して参考例1のインクとした。
2.2.1.防腐試験
実施例および比較例で得られた各インク中に、各供試菌(細菌類および真菌類)を約105CFU/gとなるように接種し、25℃で24時間放置した後の生菌数を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(供試菌種)
大腸菌(Escherichia coli)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、コウジカビ(Aspergillus oryzae)、アオカビ(Penicillium funiculosum)
(評価基準)
初期: 100,000CFU/g
A:100CFU/g未満
B:100CFU/g以上1,000CFU/g未満
C:1,000CFU/g以上10,000CFU/g未満
D:10,000CFU/g以上
インクジェット方式のプリンターEM―930C(商品名、セイコーエプソン株式会社製)に実施例および比較例で得られた各インクを充填し、吐出ヘッドを吸引キャップから外して1日放置した。放置後にクリーニング1回行って、全ノズルを吐出しながら20頁連続印刷して、印刷抜け、曲がりのノズル本数を以下の基準に基づいて判定した。
(評価基準)
A:抜け、曲がりが0ノズル
B:抜け、曲がりが1〜5ノズル
C:抜け、曲がりが6ノズル以上
Claims (9)
- フェノール骨格を有するビニルモノマーと、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む水溶性樹脂と、
水溶性有機溶剤と、
水と、を含む、インクジェット記録用水系インク組成物。 - さらに色材を含み、
前記色材は、顔料および染料からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。 - 前記水溶性有機溶剤は、水−オクタノール分配係数が0.5以上2.5以下である、請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 前記インクジェット記録用水系インク組成物中の遊離1価アルカリ金属イオン量が、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー含有量に対して25mol%以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- pHが7.0以上10.0以下である、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 前記水溶性樹脂の含有量が、ビニルフェノールモノマー換算で0.005質量%以上1.0質量%以下である、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 前記水溶性有機溶剤の含有量が、10.0質量%以下である、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 前記水溶性樹脂以外の殺生物性の抗菌剤または防かび剤を、1質量%を超えて含まない、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- フェノール骨格を有するビニルモノマーと、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む水溶性樹脂と、
水溶性有機溶剤と、
水と、
色材と、を含む、色材液。
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