JP2021021022A - インク、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【解決手段】 水、色材、下記一般式(1)で表される化合物、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含有するインクである。
ただし、前記一般式(1)中、R1〜R4は、それぞれアルキル基を表す。nは、2〜20を表す。
【選択図】図1
Description
近年、プリンタの高速化、高画質化技術の向上に伴って画像品質、色相、彩度、光沢、耐久性(耐擦過性、耐マーカー性等)などへの要求が更に厳しくなってきている。
高画質化のためにはインクの表面張力を下げ、基材への濡れ性を上げて発色性を向上させることが有効である。
水、色材、下記一般式(1)で表される化合物、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含有することを特徴とする。
本発明のインクは、水、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
アルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。
前記一般式(1)において、CHR1R2−CHR3−CHR4−で表されるアルキル基の炭素数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、9以上18以下が好ましく、12以上15以下がより好ましい。
・HW−100:商品名:TRITON HW−1000、ダウ・ケミカル社製、一般式(1−1)中のn=6
・TMN−3:商品名:TERGITOL TMN−3、ダウ・ケミカル社製、一般式(1−1)中のn=3
・TMN−6:商品名:TERGITOL TMN−6、ダウ・ケミカル社製、一般式(1−1)中のn=8
・TMN−100X:商品名:TERGITOL TMN−100X、ダウ・ケミカル社製、一般式(1−1)中のn=9
・TMN−10:商品名:TERGITOL TMN−10、ダウ・ケミカル社製、一般式(1−1)中のn=11
インクは、ポリエーテル変性シリコーン化合物を含む。ポリエーテル変性シリコーン化合物を含むことで、ノズル形成面でインクが乾燥して付着した固着物を容易に除去することができる。更には、インクの吐出安定性が向上する。
り好ましい。
なお、積分値には基準物質であるテトラメチルシラン(TMS)及びTMSのスピニングサイドバンドのピークの積分値は含まないこととする。また、1H−NMRの測定は日本電子株式会社製の「JEOL JNM−A400F T NMR SYSTEM」を用い、試料濃度1質量%、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)、積算回数128回、室温で測定したデータとするが、試料の溶解性が不十分な場合には、DMSO、DMF−d7、THF−d8、アセトン−d6、メタノール−d4、重水、ヘキサン−d14の順で溶解性を確保できる溶媒を使用することとする。また、疎水値は小数点第3位を四捨五入した値である。
0ppm〜0.3ppmの積分値の3.5ppm〜4.0ppmの積分値に対する比(A/B)である疎水値を0.40以上とすることで、ポリエーテル変性シリコーン化合物中の疎水部位の割合が増加する。その結果、インク中でポリエーテル変性シリコーン化合物が、疎水表面を有する樹脂等に吸着しやすくなり、樹脂等の表面を親水化し、表面が疎水性であるインク吐出ヘッドのノズル形成面(撥インク層)への樹脂等の固着をより抑制できる。
一方で、0ppm〜0.3ppmの積分値の3.5ppm〜4.0ppmの積分値に対する比(A/B)である疎水値を1.50以下とすることで、ポリエーテル変性シリコーン化合物中の親水部位の割合が増加する。その結果、インク中でポリエーテル変性シリコーン化合物が吸着した樹脂等に対して表面を親水化することができ、表面が疎水性であるインク吐出ヘッドのノズル形成面(撥インク層)への樹脂等の固着をより抑制できる。
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
多価アルコール類の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等が挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテル類としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等が挙げられる。
含窒素複素環化合物としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
アミド類としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等が挙げられる。
アミン類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。
含硫黄化合物類としては、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等が挙げられる。
その他の有機溶剤としては、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピ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アルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
また、HLB値の範囲の下限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3.0などが挙げられる。
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、顔料として、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
分散剤として、竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
顔料分散体に対し、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
界面活性剤としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤などが挙げられる。
なお、インクは、フッ素系界面活性剤を含有しないことが好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
本発明に関するインク収容容器は、本発明のインクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材などを有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
記録装置の一例のインクジェット記録装置は、本発明のインクと、インク吐出手段とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
記録方法の一例のインクジェット記録方法では、本発明のインクを用いて記録を行う。
記録方法の一例のインクジェット記録方法は、例えば、インク吐出工程を少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記インクジェット記録装置及び前記インクジェット記録方法によれば、濃度ムラを防止しつつ、ノズル板へのインクの固着を防止できる記録が可能である。
前記インク吐出手段は、インクを吐出させて画像を記録する手段である。
前記インク吐出工程は、インクを吐出させて画像を記録する工程である。
前記インク吐出手段としては、インクジェットヘッドを用いることが好ましい。
前記インク吐出工程は、例えば、インクジェットヘッドからインクを吐出する。
前記インクジェットヘッドは、例えば、ノズル板を有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
前記インクジェットヘッドは、例えば、インク吐出面に撥インク層を備えるノズル面を有する。
前記ノズル板は、ノズル基板と、前記ノズル基板上に前記撥インク層とを有する。
前記ノズル基板は、ノズル孔が設けられており、その形状、大きさ、材質、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ノズル基板は、前記ノズル孔からインクが吐出されるインク吐出側の面と、前記インク吐出側の面とは反対側に位置する液室接合面とを有する。
前記撥インク層は、前記ノズル基板のインク吐出側の面に形成されている。
前記ノズル基板の大きさとしては、特に制限はなく、前記ノズル板の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記ノズル孔の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複数の前記ノズル孔が、前記ノズル基板の長さ方向に沿って等間隔に並んで配列されている態様などが挙げられる。
前記ノズル孔の配列は、吐出するインクの種類に応じて適宜選択することができるが、1列〜複数列が好ましく、1列〜4列がより好ましい。
前記1列当たりの前記ノズル孔の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、10個〜10,000個が好ましく、50個〜500個がより好ましい。
隣接する前記ノズル孔の中心間の最短距離である間隔(ピッチ)Pとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、100dpi〜1,200dpiの範囲が好ましい。
前記ノズル孔の開口形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。これらの中でも、インク液滴を吐出する点から、円形が好ましい。
前記ノズル径は17μm以上19μm以下である。前記ノズル径が17μm以上19μm以下であると、吐出安定性が向上し、本発明の課題である粒状感のない高解像度の記録を行うことができる。
前記ノズル板は、ノズルの径が液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなると共に、前記ノズルの断面形状が、曲線状に形成されており、滑らかな曲線状(ラウンド形状)であることが、インクの小滴を安定に吐出できる点から好ましい。
前記撥インク層は、例えば、前記ノズル基板におけるインク吐出側の面上に形成されており、その形状、構造、材料、厚みなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記撥インク層は、前記ノズル基板へのインクの固着を防ぐために設けられる。
前記撥インク層の材料はインクをはじく材料であればいずれも用いることができるが、具体的にはシリコーン系材料(シリコーン系撥水材料)、フッ素系材料(フッ素系撥水材料)を挙げることができる。
前記シリコーン系撥水材料としては、室温硬化型の液状シリコーンレジンもしくはエラストマーがあり、基材表面に塗布され、室温で大気中に放置することにより重合硬化して撥インク性の皮膜が形成されることが好ましい。
上記したシリコーン系撥水材料は加熱硬化型の液状シリコーンレジンもしくはエラストマーであり、基材表面に塗布され、加熱処理することにより硬化し撥インク性の皮膜を形成することであってもよい。
前記シリコーン系撥水材料は紫外線硬化型の液状シリコーンレジンもしくはエラストマーであり、基材表面に塗布され、紫外線を照射することにより硬化し撥インク性の皮膜を形成することであってもよい。
前記シリコーン系撥水材料の粘度が1,000cp(センチポイズ)以下であることが好ましい。
フッ素系撥水材料については、いろいろな材料が知られているが、ここでは、パーフルオロポリオキセタン及び変性パーフルオロポリオキセタンの混合物(ダイキン工業社製、商品名:オプツールDSX)を1Å〜30Å(0.1nm〜3nm)の厚さに蒸着することで必要な撥水性を得ている。実験結果では、オプツールDSXの厚さは、10Å(1nm)でも20Å(2nm)、30Å(3nm)でも撥水性、ワイピング耐久性能に差は見られなかった。よって、コストなどを考慮するとより好適には、1Å〜20Å(0.1nm〜2nm)が好ましい。また、フッ素系撥水層の表面には樹脂製のフィルムに粘着材を塗布した粘着テープが貼り付けられていて、エキシマレーザ加工時の補助機能をはたしている。
後述する実施例では東レ・ダウコーニング株式会社製のSR2411を用いた。
前記シリコーン樹脂を含む撥インク層の厚みは、0.1μm〜5.0μmが好ましく、0.1μm〜1.0μmがより好ましい。前記厚みが、0.1μm未満であると、ワイピングに対する耐久性が悪化し、長期間使用時に撥インク性が低下してしまうことがあり、5.0μmを超えると、必要以上の厚みの撥インク層であるため製造コストが高くなることがある。
前記撥インク層の表面粗さ(Ra)は、0.2μm以下が好ましい。前記表面粗さRaを0.2μm以下にすることで、ワイピング時の拭き残しを低減することができる。
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である基材をいう。
非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
本発明のインク記録物は、記録媒体上に、本発明のインクを用いて形成された画像を有してなる。
インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録して記録物とすることができる。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
<顔料分散体の調製>
カーボンブラック(シーストSP(SRF−LS):東海カーボン株式会社製)100gを、2.5N(規定)の次亜塩素酸ナトリウム溶液3,000mLに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行い、カーボンブラックの表面にカルボン酸基が付与された顔料である反応液を得た。得られた反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行い、顔料分散体を得た。
得られた顔料分散体とイオン交換水とを用いて透析膜による限外濾過を行い、更に、超音波分散を行って、顔料固形分を20%に濃縮した体積平均粒径100nmのブラック顔料分散体を得た。
ウレタン樹脂エマルションとして、タケラックW−6110(三井化学株式会社製、D50粒径30nm Tg−10℃、固形分29質量%〜34質量%)を用いた。
アクリル樹脂エマルションとして、モビニール6969D(日本合成化学社製、D50粒径100nm)を用いた。
ポリエーテル変性シリコーン化合物として、KF−353(信越化学工業株式会社製、前記式(1)で表される疎水値=1.03)を用いた。
インクの調製は、表2に記載したとおりの処方(数値の単位は質量%である)で混合攪拌し、0.5μmポリプロピレンフィルターにて濾過することにより作製した。
プロキセルLVは、ベンズイソチアゾロンを有効成分とする防腐防黴剤である。
なお、表2において、顔料分散体、アクリル樹脂エマルション、及びウレタン樹脂エマルションにおける量は、固形分の量であり、顔料分散体、アクリル樹脂エマルション、及びウレタン樹脂エマルションに含まれる水の量は、「高純水」の項目に含めた。
また、表2において、アルキル基の炭素数は、CHR1R2−CHR3−CHR4−で表されるアルキル基の炭素数である。
インクをノズルから吐出させる吐出装置を有する画像形成装置に、上記で作製したインク用いて、以下の評価を行った。
被記録媒体としてインク低吸収性のコート紙(商品名「OKトップコート+」米坪127.9g/m2、王子製紙株式会社製)を使用した。
作製したインクを、紙案内部に温度が可変できるヒーターを取り付けるよう改造したインクジェットプリンター(リコー社製IPSiO GXe5500、改造機)に充填し、前記被記録媒体のいずれか一方に画像を記録した。画像パターンは、20〜100%の範囲のdutyで20%刻み(duty20%、40%、60%、80%、100%)で記録できるベタパターンを作製してこれを用いた。乾燥条件は、プリンターのヒーター設定を100℃とし、さらに、記録中及び記録直後の記録物に対して100℃の温度の風を送風することにより乾燥処理を行った。なお、前記送風の強度は、被記録媒体表面での風速が20m/秒程度となる状態とした。また、記録直後の送風時間は1秒間とした。得られた記録物の濃淡ムラを目視で確認した。印字条件は、記録密度は300dpi、ワンパス印字とした。下記評価基準で、B以上が実用可能な範囲であり、Aが好ましい。
[評価基準]
A:duty80%であっても、濃淡ムラが認められなかった
B:duty60%では、濃淡ムラが認められなかったが、duty80%では、濃淡ムラが認められた。
C:duty60%で、濃淡ムラが認められた
インクジェットヘッドとして、撥インク層の種類を変更したMH5440(株式会社リコー製)改造機を用いた。インクジェットヘッドのノズルプレート上に、上記で調製した各インクを0.1ml滴下後、15時間放置し、インクの固着したノズルプレートを作製した。
MH5440改造機のノズルプレート上の撥インク層は、それぞれSR2411(シリコーン系材料、東レ・ダウコーニング株式会社製)、オプツールDSX(フッ素系材料、ダイキン工業株式会社製)、撥インク層なしの3種類を用意した。
下記表3−1及び表3−2に示した撥インク層とインクを使用し、撥インク層に下記組成の洗浄液を20μl/cm2塗布した後、前記ノズルプレート表面を拭き取った。拭き取る際の条件は、押し当て力3N、拭き取り速度50mm/sとした。
[洗浄液の組成]
・3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール(株式会社クラレ製) 20質量%
・ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤
(商品名:WET270、エボニック・デグサ・ジャパン株式会社製) 1質量%
・イオン交換水 残量
払拭後のノズルプレートを目視で判別し、固着インクが除去されるまでの払拭回数を数え、下記評価基準により評価した。下記評価基準で、C以上が実用可能な範囲であり、Bが好ましく、Aがさらに好ましい。
[評価基準]
A:5回以下のクリーニングでノズルプレート上の固着インクが除去された。
B:5回のクリーニングでは除去できなかったが、6回から7回のクリーニングでノズルプレート上の固着インクが除去された。
C:7回のクリーニングでは除去できなかったが、8回から10回のクリーニングでノズルプレート上の固着インクが除去された。
D:10回のクリーニングで、固着インクが残存している
実施例と比較例2との比較から、ポリエーテル変性シリコーン化合物を含まない場合、固着インクの払拭性が低下することがわかる。
実施例1と実施例10との対比から、撥インク層がフッ素系材料、及びシリコーン系材料のいずれかで構成される場合、払拭性がより優れることがわかる。
<1> 水、色材、下記一般式(1)で表される化合物、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含有することを特徴とするインクである。
<2> 前記一般式(1)において、CHR1R2−CHR3−CHR4−で表されるアルキル基の炭素数が12以上15以下である前記<1>に記載のインクである。
<3> 前記ポリエーテル変性シリコーン化合物の下記数式(1)で表される疎水値が、0.40以上1.50以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載のインクである。
<4> デービス法により算出されたHLB値が8.0以下の有機溶剤を少なくとも1種類含有し、
前記有機溶剤の含有量が1質量%以上である前記<1>から<3>のいずれかに記載のインクである。
<5> 樹脂を含有し、
前記樹脂が、アクリル系樹脂を含有する前記<1>から<4>のいずれかに記載のインクである。
<6> 前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクを吐出させて画像を記録するインク吐出工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。
<7> 前記インク吐出工程が、インク吐出面に撥インク層を備えるノズル面を有するインクジェットヘッドから前記インクを吐出する前記<6>に記載のインクジェット記録方法である。
<8> 前記撥インク層が、フッ素系材料、及びシリコーン系材料のいずれかで構成される前記<7>に記載のインクジェット記録方法である。
<9> 前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクと、前記インクを吐出させて画像を記録するインク吐出手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
<10> 前記インク吐出手段が、インク吐出面に撥インク層を備えるノズル面を有するインクジェットヘッドを有する前記<9>に記載のインクジェット記録装置である。
<11> 前記撥インク層が、フッ素系材料、及びシリコーン系材料のいずれかで構成される前記<10>に記載のインクジェット記録装置である。
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
Claims (11)
- 水、色材、下記一般式(1)で表される化合物、及びポリエーテル変性シリコーン化合物を含有することを特徴とするインク。
- 前記一般式(1)において、CHR1R2−CHR3−CHR4−で表されるアルキル基の炭素数が12以上15以下である請求項1に記載のインク。
- 前記ポリエーテル変性シリコーン化合物の下記数式(1)で表される疎水値が、0.40以上1.50以下である請求項1から2のいずれかに記載のインク。
- デービス法により算出されたHLB値が8.0以下の有機溶剤を少なくとも1種類含有し、
前記有機溶剤の含有量が1質量%以上である請求項1から3のいずれかに記載のインク。 - 樹脂を含有し、
前記樹脂が、アクリル系樹脂を含有する請求項1から4のいずれかに記載のインク。 - 請求項1から5のいずれかに記載のインクを吐出させて画像を記録するインク吐出工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記インク吐出工程が、インク吐出面に撥インク層を備えるノズル面を有するインクジェットヘッドから前記インクを吐出する請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 前記撥インク層が、フッ素系材料、及びシリコーン系材料のいずれかで構成される請求項7に記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載のインクと、前記インクを吐出させて画像を記録するインク吐出手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 前記インク吐出手段が、インク吐出面に撥インク層を備えるノズル面を有するインクジェットヘッドを有する請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記撥インク層が、フッ素系材料、及びシリコーン系材料のいずれかで構成される請求項10に記載のインクジェット記録装置。
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