JP2020189961A - インクジェットインク組成物、およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)顔料と、水と、水溶性有機溶剤と、樹脂エマルジョンと、を含有するインクジェットインク組成物であって、
前記水溶性有機溶剤は、炭素数が6以上10以下のアルカンジオールであり、
前記アルカンジオールの前記インクジェットインク組成物に対する質量比(アルカンジオール/インクジェットインク組成物)の最小値が10%であるものとした。
前記アルカンジオールの前記水に対する質量比(アルカンジオール/水)が、10%以上35%以下であるものとした。
(4)インク非吸収性または低吸収性のメディア(記録媒体)にインクジェットインク
組成物を付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、
前記インクジェットインク組成物は、顔料と樹脂エマルジョンを含む溶質を、炭素数が6以上10以下のアルカンジオールを含む水に分散したものであり、
加熱した前記インク非吸収性または低吸収性のメディアに、前記インクジェットインク組成物を吐出して、前記印字を行うものであり、前記インク非吸収性または低吸収性のメディアの加熱温度の下限を50℃とした。
[インクジェットインク組成物]
インクジェットインク組成物は、水不溶性の着色剤と、水と、水溶性有機溶剤と、樹脂エマルジョンと、を含有する水系のインクジェットインク組成物である。
このインクジェットインク組成物を用いて、後記するインクジェット記録方法を実施すると、水系のインクジェットインク組成物に対するぬれ性が悪いメディアに対する印字(印刷)において、良好な画質を得ることができる。
ここで、インクジェットインク組成物に対するぬれ性が悪いメディアとして、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどのフイルム系のメディアが例示される。
水不溶性の着色剤としては、水不溶性の染料または顔料が挙げられるが、顔料であることが好ましい。
顔料としてはカーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、ジケトピロロピロール、アンスラキノン、ベンズイミダゾロン、アンスラピリミジン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、または金属錯体顔料等を用いることができる。
上記の顔料は、水溶性樹脂を用いて、印字(印刷)後のメディアに定着させる。
インクジェットインク組成物は、上記の顔料を、水溶性樹脂と共に溶媒成分中に分散させて提供される。
なお、水系のインクジェットインク組成物の調整にあたり、アクリル系の樹脂材料のエマルジョンが用いられる。
なお、樹脂材料は、印刷対象のメディア(インク非吸収性の記録媒体)に応じて任意に選択可能である。
水と水溶性有機溶剤は、インクジェットインク組成物の主となる溶媒であり、後記するインクジェット記録方法の乾燥工程において蒸発飛散させる成分である。
水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。
例えば、ヘキサンジオール(炭素数:6)、ヘプタンジオール(炭素数:7)、オクタンジオール(炭素数:8)、ノナンジオール(炭素数:9)、デカンジオール(炭素数:10)などである。
少なくとも、1,2−プロパンジオールよりも沸点が高く、かつ1,2−プロパンジオールよりも揮発性が低いものが好ましい。
オクタンジオールは、1,2−オクタンジオール、1,3−オクタンジオール、1,4−オクタンジオール、1,5−オクタンジオール、1,6−オクタンジオール、1,7−オクタンジオール、1,8−オクタンジオールの何れでも良い。
デカンジオールは、1,2−デカンジオール、1,3−デカンジオール、1,4−デカンジオール、1,5−デカンジオール、1,6−デカンジオール、1,7−デカンジオール、1,8−デカンジオール、1,9−デカンジオール、1,10−デカンジオールの何れでも良い。
そして、アルカンジオールの水に対する質量比(アルカンジオール/水)は、10%以上35%以下、好ましくは15%以上25%以下、より好ましくは17%以上20%以下である。
アルカンジオールの水に対する質量比が少なくなると、後記するインクジェット記録方法を実施する際に、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりが生じやすくなる傾向がある。
特に、アルカンジオールの水に対する質量比が10%未満になると、目詰まりが顕著になる。
特に、アルカンジオールの水に対する質量比が30%を超えると、30%以下の場合に比べて、ベタ印刷物での抜けが少なくなって画質が向上する傾向がある。
本実施形態にかかるインクジェット記録方法は、以下の手順にて実施される。
(a)インクジェット記録装置に付設された加熱手段により、印字されるメディアを40℃以上60℃以下の温度範囲に加熱する(加熱工程)。
(b)メディアに対向配置されたインクジェットヘッドの各ノズルから、上記の温度範囲に加熱されたメディアに向けて、インクジェットインク組成物のインク滴を吐出して印字する(印字工程)。
(c)メディアに着弾したインク滴から、水と水溶性有機溶剤を蒸発させて、メディア上にインクジェットインク組成物の固形分を定着させる(乾燥工程)。
なお、乾燥工程は、プリントヒーターおよびドライヤーによって、メディアを50℃以上90℃以下の温度範囲に加熱することにより行われる。
インク非吸収性の記録媒体として、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂性のフイルムが例示される。
また、インク低吸収性の記録媒体として、アート紙、コート紙、マット紙等が例示される。
本明細書における用語「インク非吸収性または低吸収性のメディア」は、着弾したインクが浸透し難い基材から成る記録媒体を意味する。
一例として、メディアの純水との接触時間100m秒における吸水量が、0g/m2以上、10g/m2以下のメディアが例示される。
特に、圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる方法(電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するインクジェットヘッドを用いた記録方法)が好ましい。良好な印字結果(画像の形成結果を含む)を得ることができるからである。
インクジェット記録装置における印字工程では、インクジェットヘッドが、加熱されたメディアの表面(印字される表面)の近傍を移動する。インクジェットヘッドにおけるメディアとの対向部には、インク滴を吐出するノズルが設けられており、インクジェットヘッドは、ノズルからメディアに向けてインク滴を吐出する。
メディアの加熱温度が60℃よりも高くなると、ノズル詰まりの発生が顕著になるので、加熱工程におけるメディアの加熱温度は、60℃以下であることが好ましい。
そうすると、インク滴のメディアへの着弾による印字(印刷工程)から、乾燥工程の完了までの間に、メディアの表面に着弾したインク滴が、表面張力により集合して、印字物のゆがみ、抜けなどが生じ易くなる可能性が高くなるからである。
なお、乾燥工程における加熱温度は、乾燥工程におけるメディアの搬送速度や搬送距離などに応じて適切に設定される。
図1は、本実施形態にかかるインクジェットインク組成物を用いたベタ印刷の結果を説明する図である。
下記表1のインク1〜インク4は、1,2−ヘキサンジオールのみを水溶性有機溶剤として用いたインクジェットインク組成物である。
比較1は、1,2−ヘキサンジオールとジプロピレングリコールモノメチルエーテルの混合溶剤を、水溶性有機溶剤として用いたインクジェットインク組成物である。
比較2は、1,2−ヘキサンジオールに代えて、1,2−プロパンジオールとジプロピレングリコールモノメチルエーテルの混合溶剤を、水溶性有機溶剤として用いたインクジェットインク組成物である。
比較3は、1,2−ヘキサンジオールに代えて、1,2−プロパンジオールを水溶性有機溶剤として用いたインクジェットインク組成物である。
インク1〜インク4と、比較1、2、3は、何れもアクリル樹脂をバインダ成分として採用している。さらに、シリコン系界面活性剤を含んでいる。
具体的には、ディゾルバーなどにより撹拌している状態のコンク液に、水溶性有機溶剤を徐々に添加して、固形分(顔料、アクリル樹脂、シリコン系界面活性剤)が溶媒(水および水溶性有機溶剤)中に分散したインクジェットインク組成物を調整する。
ベタ印刷は、株式会社ミマキエンジニアリング製のインクジェットプリンタ(JV150−160)を用いて、ポリ塩化ビニル製のメディアに対して実施した。
印刷条件は、100%濃度のベタ印刷(解像度:720dpi×1080dpi、12パス)である。ベタ印刷は、1m2あたりのインク使用量が、18.0g〜20.0g、より好ましくは、18.5g〜19.5gとなるようにして実施した。
(a)ノズル抜け
インクジェットプリンタ(JV150−160)のヒータ温度(プリントヒータ温度)を60℃に設定し、30分間連続して作図したのち、インクジェットプリンタに搭載されているテスト作図パターンを印刷し、ノズル抜けの生じたノズル本数をカウントした。
印字前のメディアの加熱温度を、40℃、50℃、60℃とした3条件で、100%濃度のベタ印刷(解像度:720dpi×1080dpi、12パス)を実施し、得られたベタ印刷物を、目視および顕微鏡による拡大で確認し、評点付けを行った。
評点付けの基準は、以下の通りである。
5:顕微鏡で確認して画像に白抜けが確認されない(基材表面が見えるところがない)。
4:顕微鏡で確認して画像に白抜けがごく僅か確認される。
3:目視でベタ画像にムラが多い。
2:目視でベタ画像に白抜けが多い。
1:目視でベタ画像が明らかに埋まっていない。
さらに、1,2−ヘキサンジオールと、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルの両方を水溶性有機溶剤として用いた場合(比較1)も、ノズル抜けが発生する。
そのため、1,2−ヘキサンジオールを含むインクジェットインク組成物のほうが、1,2−ヘキサンジオールを含まないインクジェットインク組成物よりも、加熱されたメディアの熱に曝されても蒸発し難くい。
この蒸発のし易さの程度が、ノズル抜けの有無と、ノズル抜けの程度の大小に影響している。
インク1からインク4に示すように、インク組成物が、沸点のより高い水溶性有機溶剤をより多く含むようにすることで、加熱されたメディアに対して印刷を行う際に、ノズル内のインク組成物が乾燥して、ノズルの目詰まりが発生することを好適に抑制している。
印字前のメディアの加熱温度が60℃である場合のベタ画質は、1,2−ヘキサンジオールのみが水溶性有機溶剤として含まれている場合(インク1〜インク4)に良好である。
(a)1,2−ヘキサンジオールと、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)の両方を水溶性有機溶剤として用いた場合(比較1)。
(b)1,2−プロパンジオールとジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)の両方を水溶性有機溶剤として用いた場合(比較2)。
(c)1,2−プロパンジオールを水溶性有機溶剤として用いた場合(比較3)。
これは、着弾したインク滴がメディアの表面に広がって形状を保持できない、近接するインク滴同士が表面張力などにより集合してメディアの表面に隙間が生じる、などの原因が考えられる。
具体的には、印字前の加熱温度が高くなることで、着弾直後のインクジェットインク組成物に含まれる揮発成分(水、水溶性有機溶剤)の揮発が促進される。
そうすると、着弾したインク滴の粘度が、揮発成分の揮発量に応じて増加(増粘)して、インク滴の形状が保持されやすくなる、インク滴の移動が規制されて、メディアの表面が露出し難くなる、などが考えられる。
(1)顔料と、水と、水溶性有機溶剤と、樹脂エマルジョンと、を含有するインクジェットインク組成物であって、
水溶性有機溶剤は、炭素数が6以上10以下のアルカンジオールであり、
アルカンジオールのインクジェットインク組成物に対する質量比(アルカンジオール/インクジェットインク組成物)の最小値が10%であるものとした。
また、インクジェットインク組成物を吐出するノズルの目詰まりを抑制できる。これにより、ノズル抜けに起因する印字(印刷)品質を好適に防止できる。
アルカンジオールの水に対する質量比(アルカンジオール/水)が、10%以上35%以下であるものとした。
(4)インク非吸収性または低吸収性のメディア(記録媒体)にインクジェットインク組成物を付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、
インクジェットインク組成物は、顔料と樹脂エマルジョンを含む溶質を、炭素数が6以上10以下のアルカンジオールを含む水に分散したものであり、
インクジェット記録方法は、加熱したインク非吸水性または低吸収性のメディアに、インクジェットインク組成物を吐出して、印字を行うものであり、
インク非吸水性または低吸収性のメディアの加熱温度の下限を50℃とした。
メディアの加熱温度が高くなるほど、沸点の高いアルカンジオールを水溶性有機溶剤として用いることで、ノズルの目詰まりを抑制して、良好な印字(印刷)結果を得ることができる。
(6)水とアルカンジオールのインクジェットインク組成物に対する質量比(水+アルカンジオール/インクジェットインク組成物)が、85%以上90%以下であり、アルカンジオールの水に対する質量比(アルカンジオール/水)が、10%以上35%以下であるものとした。
これにより、水系のインクジェットインク組成物を用いて得られる印字(印刷)物を、良好な印字品質で作成できる。
また、インクジェットインク組成物を吐出するノズルの目詰まりを抑制できる。これにより、ノズル抜けに起因する印字(印刷)品質を好適に防止できる。
上記構成のインクジェットインク組成物を用いると、これらのインク非吸収性のメディアに対する印字(印刷)を良好な品質で行うことができる。
Claims (7)
- 顔料と、水と、水溶性有機溶剤と、樹脂エマルジョンと、を含有するインクジェットインク組成物であって、
前記水溶性有機溶剤は、炭素数が6以上10以下のアルカンジオールであり、
前記アルカンジオールの前記インクジェットインク組成物に対する質量比(アルカンジオール/インクジェットインク組成物)の最小値が10%であることを特徴とするインクジェットインク組成物。 - 請求項1に記載のインクジェットインク組成物おいて、
前記水溶性有機溶剤は、炭素数が6のヘキサンジオールであることを特徴とするインクジェットインク組成物。 - 請求項1または請求項2に記載のインクジェットインク組成物であって、
前記水と前記アルカンジオールの前記インクジェットインク組成物に対する質量比(水+アルカンジオール/インクジェットインク組成物)が、85%以上90%以下であり、
前記アルカンジオールの前記水に対する質量比(アルカンジオール/水)が、10%以上35%以下であることを特徴とするインクジェットインク組成物。 - インク非吸収性または低吸収性のメディアにインクジェットインク組成物を付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、
前記インクジェットインク組成物は、顔料と樹脂エマルジョンを含む溶質を、炭素数が6以上10以下のアルカンジオールを含む水に分散したものであり、
加熱した前記インク非吸収性または低吸収性のメディアに、前記インクジェットインク組成物を吐出して、前記印字を行うものであり、前記インク非吸収性または低吸収性のメディアの加熱温度の下限を50℃にしたことを特徴とするインクジェット記録方法。 - 請求項4に記載のインクジェット記録方法において、
前記水と前記アルカンジオールの前記インクジェットインク組成物に対する質量比(水+アルカンジオール/インクジェットインク組成物)が、80%以上90%以下であり、
前記アルカンジオールの前記水に対する質量比(アルカンジオール/水)が、10%以上35%以下であることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 請求項4または請求項5に記載のインクジェット記録方法において、
前記アルカンジオールは、炭素数が6のヘキサンジオールであることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 請求項4から請求項6の何れか一項に記載のインクジェット記録方法において、
前記メディアは、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンの何れかひとつであることを特徴とするインクジェット記録方法。
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