JP2022154398A - 白色インクジェットインク組成物及びインクジェット記録方法 - Google Patents

白色インクジェットインク組成物及びインクジェット記録方法 Download PDF

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Abstract

【課題】沈降性及び発色性に優れる白色インクジェットインク組成物を提供すること。【解決手段】本発明に係る白色インクジェットインク組成物は、中空樹脂粒子と、樹脂粒子と、水とを含有し、前記中空樹脂粒子のガラス転移温度が、120℃以上であり、前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなり、前記樹脂粒子の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、白色インクジェットインク組成物及びインクジェット記録方法に関する。
インクジェット記録において、有色の記録媒体上であっても記録物が良好な発色性を得られるようにするため、カラーインクによる画像の下に、下地層として白色インクジェットインク組成物(以下、「白インク」、「白インク組成物」ともいう。また、単に「インク」、「インク組成物」ということもある。)を塗布することがある。
白インクに含有される白色色材としては酸化チタン顔料が従来用いられるが、このような顔料は比重が大きいため沈降性に劣り(経時により沈降しやすい)、白インクを循環させる機構を記録装置に設ける必要がある。しかしながら、このような機構を採用すると記録装置が大型化してしまうという問題がある。
その一方で、このような沈降しやすい酸化チタン顔料を用いず、中空樹脂粒子を白色色材として用いる白色インクジェットインク組成物が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2017-179263号公報
しかしながら、用いる中空樹脂粒子によっては、発色性が十分でない場合があった。また、記録媒体の内部へ中空樹脂粒子が浸透してしまい、十分な発色が得られない場合があり、特に記録媒体が布帛であると顕著であった。したがって、沈降性及び発色性に優れる白色インクジェットインク組成物が要求される。
本発明に係る白色インクジェットインク組成物の一態様は、
中空樹脂粒子と、樹脂粒子と、水とを含有し、
前記中空樹脂粒子のガラス転移温度が、120℃以上であり、
前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなり、
前記樹脂粒子の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以上である。
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
上記態様の白色インクジェットインク組成物を、記録ヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程を含むものである。
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物に適用して用いることができるインクジェット記録装置の概略斜視図。 インクジェット記録装置のインクジェットヘッドの断面図。 インクジェットヘッドのうち循環液室の近傍の断面図。
以下に、本発明の実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
1.白色インクジェットインク組成物
本発明の一実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、中空樹脂粒子と、樹脂粒子と、水とを含有し、前記中空樹脂粒子のガラス転移温度が、120℃以上であり、前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなり、前記樹脂粒子の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以上である。
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、比重が大きく経時により沈降しやすい酸化チタン顔料ではなく、中空樹脂粒子を白色色材として用いるため、白色色材の沈降を良好に抑制することができる。その一方で、白色色材として中空樹脂粒子をインクに用いる場合には、印刷後に記録媒体を加熱乾燥した際、樹脂が溶融等して中空構造が壊れることがあり、その結果発色性が低下しやすい。そこで、特定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子を用いることで、発色性の低下を抑制することができる。しかしながら、このような特定の中空樹脂粒子を用いたとしても、記録媒体の内部に中空樹脂粒子が浸透してしまい、発色性が十分でない場合がある。
これに対し、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、さらに、特定の樹脂を所定含有量以上用いる構成を有する。これにより、記録媒体上での目止め効果、すなわち記録媒体の内部へ中空樹脂粒子が浸透してしまうことを抑制する効果を得ることができ、発色性を良好なものとすることができる。以上のように、特定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子と、所定量以上の特定樹脂粒子を含有する、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物によれば、発色性と沈降性をともに優れたものとできる。
以下、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物に含有される各成分について説明する。
1.1 中空樹脂粒子
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、中空樹脂粒子を含有するものであり、該中空樹脂粒子のガラス転移温度は120℃以上である。
(粒子構造)
本発明において「中空樹脂粒子」とは、樹脂粒子内部に空隙部を有し、当該空隙部に液体または気体が充填されている状態の樹脂粒子をいう。中空の判断方法としては、粒子断面を走査型電子顕微鏡で観察した際に、粒子内部に空隙部が認められる構造を有する場合、中空樹脂粒子であると判断する。又は、中空の判断方法として、粒子を透過型電子顕微鏡で観察した際に、透過電子のコントラストの差が認められる構造を有する場合、中空樹脂粒子であると判断する。透過型電子顕微鏡観察においては、樹脂粒子が内部に空隙部を有している場合、内部空隙部は電子線が透過しやすくコントラストが明るく観察されるため、透過電子のコントラストの差の有無により、内部空隙部の有無の判別が可能である。
中空樹脂粒子は、その外殻が液体透過性の樹脂から形成されることが好ましい。かかる構成により、インク組成物中では、中空樹脂粒子の内部空隙は水性媒質によって満たされることになる。水性媒質で満たされた粒子は、外部の水性媒質とほぼ等しい比重を有するため、白インク組成物中で沈降することなく分散安定性を保つことができる。これにより、白インク組成物の貯蔵安定性や吐出信頼性を高めることができる。
また、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、紙その他の記録媒体上に吐出させると、粒子の内部の水性媒質が乾燥時に抜けることにより空洞となる。粒子が内部に空気を含有することにより、粒子は屈折率の異なる樹脂層および空気層を形成し、入射光を効果的に散乱させるため、白色を呈することができる。
(樹脂)
中空樹脂粒子の樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル系樹脂等の公知の樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独または2種以上組み合わせて用いることができる。
これら樹脂のなかでも、本発明に用いられる中空樹脂粒子は、アクリル系樹脂を含むものであることが好ましい。中空樹脂粒子がアクリル系樹脂を含み、白インク組成物に含有される樹脂粒子(後述する)がアクリル系樹脂である場合には、これら樹脂が同一系樹脂であるため、中空樹脂粒子と樹脂粒子との界面における密着性を向上させ、耐擦性を向上させることができる。
アクリル系樹脂は、少なくともアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどのアクリル系単量体を1成分として重合して得られる重合体の総称であって、例えば、アクリル系単量体から得られる樹脂や、アクリル系単量体とこれ以外の単量体との共重合体などが挙げられる。例えばアクリル系単量体とビニル系単量体との共重合体であるアクリル-ビニル系樹脂などが挙げられる。さらに例えば、スチレンなどのビニル系単量体との共重合体が挙げられる。
なお、アクリル系樹脂でもあり、他の種類の樹脂にも該当する樹脂を、アクリル系樹脂と他の種類の樹脂との何れかに区別する場合は、アクリル系単量体に由来する構造が、樹脂の50質量%以上であれば、アクリル系樹脂とする。
アクリル系単量体としてはアクリルアミド、アクリロニトリル等も使用可能である。なお、本明細書において、アクリル系樹脂は、後述するスチレンアクリル系樹脂であってもよい。
スチレンアクリル系樹脂は、スチレン単量体とアクリル系単量体とから得られる共重合体であり、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-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等が挙げられる。なお、上述したようにスチレンアクリル系樹脂はアクリル系樹脂に含まれるものとする。
(物性等)
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物に含有される、中空樹脂粒子のガラス転移温度は、120℃以上である。中空樹脂粒子のガラス転移温度は、125℃以上であってもよく、130℃以上であってもよく、140℃以上であってもよく、150℃以上であってもよいが、後述するインクジェット記録方法における加熱乾燥工程で加熱される記録媒体の表面温度以上であることがより好ましい。一方で、中空樹脂粒子のガラス転移温度の上限値は、特に制限されるものでないが、180℃以下であることが好ましく、170℃以下であることがより好ましく、160℃以下であることがさらに好ましく、150℃以下であることが特に好ましい。
中空樹脂粒子のガラス転移温度が上記範囲内であると、発色性の低下を抑制することができる。良好な耐擦性を得るためには白インク組成物を記録媒体に付着させた後に加熱乾燥を行う必要があるが、この時の加熱により中空樹脂粒子が溶融等して、中空構造が破壊されることがある。中空構造が破壊された粒子は、入射光を効果的に散乱させることができないため、発色性(白色度)が低下してしまう。これに対して、本発明の中空樹脂粒子は、そのガラス転移温度が上記範囲内であることにより、良好な耐擦性が得られやすい加熱温度に加熱する場合であっても、中空樹脂粒子の中空構造が破壊されることを抑制し、その結果発色性の低下を抑制することができるものである。
中空樹脂粒子のガラス転移温度は、中空樹脂粒子を重合して得る場合には、用いられるビニルモノマーの種類や構成比、重合条件、樹脂の変性の少なくとも一種を変えることにより変化させることができる。重合条件としては、重合の際の温度、ビニルモノマーを含有させる媒体の種類、媒体中のビニルモノマー濃度、重合の際に用いる重合開始剤や触媒の種類や使用量等があげられる。なお、ガラス転移温度はJIS K7121に基づいて、示差走査熱量測定法(DSC法)により測定することができる。
中空樹脂粒子の粒子径(外径)は、400~1000nmであることが好ましい。また、中空樹脂粒子の粒子径は、450nm以上であることが好ましく、475nm以上であることがより好ましい。一方で、中空樹脂粒子の粒子径は、800nm以下であることが好ましく、600nm以下であることがより好ましい。外径が1000nmを超えると、粒子が沈降するなどして分散安定性を損なうことがあり、またインクジェット式記録ヘッドの目詰まりなど信頼性を損なうことがある。一方、外径が400nm未満であると、白色度が不足する傾向にある。すなわち、中空樹脂粒子の粒子径(外径)が上記範囲内となる場合には、良好な沈降性(粒子が沈降しにくい)と良好な発色性とを両立することができる。なお、中空樹脂粒子の内径は、100~800nm程度が適当である。
また、中空樹脂粒子の粒子径(外径)が上記範囲内である場合には、発色のために必要な中空樹脂粒子の量を少なくすることができる。これにより、中空樹脂粒子に対する樹脂粒子の量を増やすことが可能となり、記録媒体の内部へ中空樹脂粒子が浸透することをより抑制しやすく、発色性がより向上する傾向にある。
なお、本明細書において「粒子径」とは、体積基準の平均粒子径のことである。中空樹脂粒子の平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。レーザー回折式粒度分布測定装置として、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、「マイクロトラックUPA」日機装株式会社製)を用いることができる。
中空樹脂粒子の含有量(固形分)は、白インク組成物の総質量に対し好ましくは5~20質量%であり、より好ましくは8~15質量%であり、さらに好ましくは9~12質量%である。中空樹脂粒子の含有量(固形分)が20質量%を超えると、インクジェット式記録ヘッドの目詰まりなど信頼性を損なうことがある。一方、5質量%未満であると、白色度が不足する傾向にある。
また、中空樹脂粒子の含有量(A)と後述する樹脂粒子の含有量(B)との含有量比A/B率は、0.8~2.0であることが好ましく、0.9~1.5であることがより好ましく、1.0~1.3であることがさらに好ましい。中空樹脂粒子と樹脂粒子の含有量比が上記範囲内であると、発色性と、耐擦性や吐出信頼性とを、良好に両立できる場合がある。
(製造方法)
中空樹脂粒子の製造方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法を適用することができる。中空樹脂粒子の製造方法として、例えば、ビニルモノマー、界面活性剤、重合開始剤、架橋剤、および水系分散媒を窒素雰囲気下で加熱しながら撹拌することにより中空樹脂粒子エマルジョンを形成する、いわゆる乳化重合法を適用することができる。
ビニルモノマーとしては、非イオン性モノエチレン不飽和モノマーが挙げられ、例えば、スチレン、ビニルトルエン、エチレン、ビニルアセテート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
また、ビニルモノマーとして、二官能性ビニルモノマーを用いることもできる。二官能性ビニルモノマーとして、例えば、ジビニルベンゼン、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブタン-ジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどが挙げられる。上記単官能性ビニルモノマーと上記二官能性ビニルモノマーとを共重合させて高度に架橋することにより、光散乱特性だけでなく、耐熱性、耐溶剤性、溶剤分散性などの特性を備えた中空樹脂粒子を得ることができる傾向にある。
界面活性剤としては、水中でミセルなどの分子集合体を形成するものであればよく、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
重合開始剤としては、水に可溶な公知の化合物を用いることができ、例えば、過酸化水素、過硫酸カリウムなどが挙げられる。
架橋剤としては、例えば、1,3-ジエチルベンゼンなどが挙げられる。また、水系分散媒としては、例えば、水、親水性有機溶媒を含有する水などが挙げられる。
また、中空樹脂粒子は、市販品を用いてもよい。このような市販品としては、例えば、ROPAQUE HT1432(ダウケミカル社製商品名、スチレン-アクリル樹脂、Tg:123℃、粒子径500nm)が挙げられる。
1.2 樹脂粒子
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、樹脂粒子を含有するものであり、該樹脂粒子はアクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなり、該樹脂粒子の含有量はインク組成物の総質量に対し5質量%以上である。
(樹脂)
樹脂粒子は、記録媒体に付着させたインクの密着性を向上させる、いわゆる定着用樹脂としての機能を有する。本発明において用いられる樹脂粒子として、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなる樹脂粒子を挙げることができる。これら樹脂粒子は、エマルジョン形態で取り扱われることが多いが、粉体の性状であってもよい。
アクリル系樹脂は、少なくともアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステルなどのアクリル系単量体を1成分として重合して得られる重合体の総称であって、例えば、アクリル系単量体から得られる樹脂や、アクリル系単量体とこれ以外の単量体との共重合体などが挙げられる。例えばアクリル系単量体とビニル系単量体との共重合体であるアクリル-ビニル系樹脂などが挙げられる。さらに例えば、スチレンなどのビニル系単量体との共重合体が挙げられる。
なお、アクリル系樹脂でもあり、他の種類の樹脂にも該当する樹脂を、アクリル系樹脂と他の種類の樹脂との何れかに区別する場合は、アクリル系単量体に由来する構造が、樹脂の50質量%以上であれば、アクリル系樹脂とする。
アクリル系単量体としてはアクリルアミド、アクリロニトリル等も使用可能である。なお、本明細書において、アクリル系樹脂は、後述するスチレンアクリル系樹脂であってもよい。
アクリル系樹脂を原料とする樹脂エマルジョンには、市販品を用いてもよく、例えば、ボンコート(登録商標)4001:DIC社製商品名、ポリゾール(登録商標)AM-710、AM-920、AM-2300、AP-4735、AT-860、PSASE-4210E:昭和電工社製商品名、サイビノール(登録商標)SK-200:サイデン化学社製商品名、AE-120A:JSR社製商品名、ビニブラン(登録商標)2682:日信化学工業社製商品名、モビニール(登録商標)952B、718A:日本合成化学工業社製商品名、K-854:中央理科工業社製商品名、NipolLX852、LX874:日本ゼオン社製商品名、などが挙げられる。
スチレンアクリル系樹脂は、スチレン単量体とアクリル系単量体とから得られる共重合体であり、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-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等が挙げられる。なお、スチレンアクリル系樹脂はアクリル系樹脂に含まれるものとする。
スチレンアクリル系樹脂を原料とする樹脂エマルジョンには、市販品を用いてもよく、例えば、マイクロジェル(登録商標)E-1002、E-5002:日本ペイント社製商品名、ボンコート(登録商標)5454:DIC社製商品名、ポリゾール(登録商標)AP-7020、SAE1014:昭和電工社製商品名、ビニブラン(登録商標)2586:日信化学工業社製商品名、アローベース(登録商標)CB-1200、CD-1200:ユニチカ株式会社製商品名、モビニール(登録商標)966A、7320、975N:日本合成化学株式会社製商品名、ジョンクリル62J、7100、390、711、511、7001、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610:BASF社製商品名、などが挙げられる。
ウレタン系樹脂とは、ウレタン結合を有する樹脂の総称である。ウレタン系樹脂には、ウレタン結合以外に、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂等を使用してもよい。
ウレタン系樹脂を原料とする樹脂エマルジョンには、市販品を用いてもよく、例えば、スーパーフレックス(登録商標)870、800、150、420、460、470、610、700、460s、840、E-4000:第一工業製薬社製商品名、パーマリン
(登録商標)UA-150:三洋化成工業株式会社製商品名、サンキュアー(登録商標)2710:日本ルーブリゾール社製商品名、NeoRez(登録商標)R-9660、R-9637、R-940:楠本化成株式会社製商品名、アデカボンタイター(登録商標)HUX-380,290K:株式会社ADEKA製商品名、レザミン(登録商標)D-1060、D-2020、D-4080、D-4200、D-6300、D-6455:大日精化工業株式会社製商品名、タケラック(登録商標)W-6020、W-635、W-6061、W-605、W-635、W-6021、W-512-A-6:三井化学ポリウレタン社製商品名、などが挙げられる。
これら樹脂のなかでも、本発明に用いられる樹脂粒子は、アクリル系樹脂であることが好ましい。樹脂粒子がアクリル系樹脂であり、前述の中空樹脂粒子がアクリル系樹脂を含む場合には、これら樹脂が同一系樹脂であるため、中空樹脂粒子と樹脂粒子との界面における密着性を向上させ、耐擦性を向上させることができる。その一方で、樹脂粒子がウレタン系樹脂である場合には、発色性が向上する場合がある。
(物性等)
樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-50℃以上200℃以下であり、より好ましくは-50℃以上100℃以下であり、さらに好ましくは-50℃以上0℃以下であり、特に好ましくは-40℃以上-20℃以下である。樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)が上記範囲内であることにより、記録媒体の目止め効果が良好となり発色性がより向上する傾向にある。ガラス転移温度の測定は、例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス社製の示差走査熱量計「DSC7000」を用いて、プラスチックの転移温度測定方法 JIS K7121に準じて行うことができる。
樹脂粒子の含有量(固形分)は、インク組成物の総質量に対し5.0質量%以上であり、5.5質量%以上が好ましく、6.0質量%以上がより好ましく、6.5質量%以上がさらに好ましく、7.0質量%以上が特に好ましい。また、7.5質量%以上がより好ましく、8.0質量%以上がさらに好ましく、8.5質量%以上がとりわけ好ましい。一方で、樹脂粒子の含有量(固形分)の上限は特に制限されないが、インク組成物の総質量に対し15質量%以下が好ましく、13質量%以下がより好ましく、11質量%以下がさらに好ましい。樹脂粒子を特定含有量以上用いることで、記録媒体上で目止め効果を得ることができ、中空樹脂粒子が記録媒体の内部へ浸透することを抑制し、ひいては発色性を良好なものとすることができる。
1.3 水
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、水を含有するものである。水は、白色インクジェットインク組成物の主となる溶媒成分として含んでもよく、乾燥により蒸発飛散する成分である。
水としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又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。また、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を抑制できるので好適である。
水の含有量は、インク組成物の総質量に対し好ましくは45質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上98質量%以下であり、さらに好ましくは55質量%以上95質量%以下である。
1.4 有機溶剤
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、有機溶剤を含有することが好ま
しい。有機溶剤としては水溶性有機溶剤が好ましい。有機溶剤の機能の一つは、記録媒体に対するインクの濡れ性を向上させることや、インクの保湿性を高めることが挙げられる。水溶性有機溶剤としては、多価アルコール、アルキレングリコールエーテル類、エステル類、環状エステル類、含窒素溶剤などを挙げることができる。
<多価アルコール>
多価アルコールとしては、標準沸点が270℃以上の多価アルコール、標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコール、などを挙げることができる。
(標準沸点が270℃以上)
標準沸点が270℃以上の多価アルコールとしては、例えば、トリエチレングリコール(標準沸点:287℃)、グリセリン(標準沸点:290℃)、トリメチロールプロパン(標準沸点:295℃)、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、水溶性有機溶剤として、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを、インク組成物の総質量に対し15質量%以下含有することが好ましい。一方で、5質量%以上含有することが好ましく、7質量%以上含有することがより好ましく、9質量%以上含有することがさらに好ましい。
標準沸点が270℃以上の多価アルコールを上記範囲内で含有することで、吐出信頼性を確保するとともに、発色性の低下を抑制できる。標準沸点が270℃以上の多価アルコールを多量にインク中に含有する場合には、インクの乾燥において高い温度で加熱したり長時間加熱したりする必要がある。そうであると、インクに含有する中空樹脂粒子が溶融等して変形し、発色性が低下してしまう場合がある。したがって、発色性が低下することを抑制するために、標準沸点が270℃以上の多価アルコールは所定量以下であることが好ましい。その一方で、樹脂粒子によるノズルなどにおける目詰まり等を抑制し、吐出信頼性を確保するためには、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを含有していることが好ましい。
また、標準沸点が270℃以上の多価アルコールが上記範囲内であることにより、乾燥時において記録媒体上に有機溶剤が残留し難く、耐擦性についても良好なものとできる場合がある。後述する記録方法においては、白色インク付着工程でのインク付着量を多くしたり、加熱乾燥工程における加熱温度を低温にしたりすることで、発色性を向上できる場合がある。しかしながら、このような記録方法ではインクの乾燥が不十分になりやすく、耐擦性に劣りやすい。これに対し、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物が、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを上記範囲内で含有する場合、インクの乾燥性が良好であるため、上記のような記録方法を採用する場合であっても、良好な耐擦性を確保しやすい。
(標準沸点が150℃以上270℃未満)
標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールとしては、1,2-アルカンジオール類、ポリオール類をあげることができる。
1,2-アルカンジオール類としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール、1,2-オクタンジオール等を挙げることができる。
ポリオール類としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロ
パンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール等を挙げることができる。
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、水溶性有機溶剤として、標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールを5質量%以上含有することが好ましく、7質量%以上含有してもよく、10質量%以上含有してもよく、14質量%以上含有してもよい。一方で、標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールの上限値としては特に限定されないが、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることがさらに好ましい。標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールを上記範囲内で含有する場合には、インクの乾燥性が良好になる傾向にある。そうであると、乾燥時に必要な熱量を少なくでき、発色性の低下を抑制できる。
以上のように、白インク組成物が、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを上記範囲内で含有し、かつ、標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールを上記範囲内で含有することで、良好な発色性とともに、良好な吐出信頼性を得ることができる。
<アルキレングリコールエーテル類>
アルキレングリコールエーテル類としては、アルキレングリコールのモノエーテル又はジエーテルであればよく、アルキルエーテルが好ましい。
アルキレングリコールモノアルキルエーテル類としては、例えば、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、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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、トリエチエ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、トリ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、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピ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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等を挙げることができる。
アルキレングリコールジアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。
アルキレングリコールエーテル類の含有量は、特に制限されないが、インク組成物の総
質量に対し0.1~4.0質量%であることが好ましく、0.3~3.0質量%であることがより好ましく、0.5~2.0質量%であることがさらに好ましく、0.7~1.5質量%であることが特に好ましい。
<エステル類>
エステル類としては、グリコールモノアセテート類、グリコールジエステル類などが挙げられる。
グリコールモノアセテート類としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、等が挙げられる。
グリコールジエステル類としては、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、等が挙げられる。
<環状エステル類>
環状エステル類としては、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、β-ブチロラクトン、β-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、β-ヘキサノラクトン、γ-ヘキサノラクトン、δ-ヘキサノラクトン、β-ヘプタノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、δ-ヘプタノラクトン、ε-ヘプタノラクトン、γ-オクタノラクトン、δ-オクタノラクトン、ε-オクタノラクトン、δ-ノナラクトン、ε-ノナラクトン、ε-デカノラクトン等の環状エステル類(ラクトン類)、並びに、それらのカルボニル基に隣接するメチレン基の水素が炭素数1~4のアルキル基によって置換された化合物を挙げることができる。
<含窒素溶剤>
含窒素溶剤としては環状アミド類、非環状アミド類などを挙げることができる。非環状アミド類としてはアルコキシアルキルアミド類などが挙げられる。
(環状アミド類)
環状アミド類としては、ラクタム類が挙げられ、例えば、2-ピロリドン、1-メチル-2-ピロリドン、1-エチル-2-ピロリドン、1-プロピル-2-ピロリドン、1-ブチル-2-ピロリドン、等のピロリドン類などが挙げられる。これらは樹脂粒子の皮膜化を促進させる点で好ましく、特に2-ピロリドンがより好ましい。
(非環状アミド類)
アルコキシアルキルアミド類としては、例えば、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n
-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、等を例示することができる。
また、非環状アミド類として、下記一般式(1)で表される化合物であるアルコキシアルキルアミド類を用いることも好ましい。
-O-CHCH-(C=O)-NR ・・・(1)
上記式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、R及びRは、それぞれ独立にメチル基又はエチル基を示す。「炭素数1以上4以下のアルキル基」は、直鎖状又は分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基であることができる。上記式(1)で表される化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
これら有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
1.5 滑剤
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、滑剤(ワックス)を含有することが好ましい。
滑剤としては、例えば、カルナバワックス、キャンデリワックス、みつろう、ライスワックス、ラノリン等の植物・動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト等の鉱物系ワックス;パラフィンワックスはいわゆる石油系ワックス;カーボンワックス、ヘキストワックス、ポリオレフィンワックス、シリコーンワックス、ステアリン酸アミド等の合成ワックス類、α-オレフィン・無水マレイン酸共重合体等の天然・合成ワックスエマルジョンや配合ワックス等のワックスが挙げられる。
これらのワックスは、1種あるいは複数種を混合して用いることができる。これらの中でも、シリコーンワックス、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス等が好ましく用いられる。
シリコーンワックスの市販品としては、例えば、SM8706EX、SM7036EX、SM7060EX、SM7025EX、SM490EX、SM8701EX、SM8709SR、SM8716SR、IE-7045、IE-7046T、SH7024、BY22-744EX、BY22-818EX、FZ-4658、FZ-4634EX、FZ-4602(以上商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製)、POLON-MF-14、POLON-MF-14EC、POLON-MF-23POLON-MF-63、POLON-MF-18T、POLON-MF-56、POLON-MF-49、POLON-MF-33A、POLON-MF-55T、POLON-MF-28T、POLON-MF-50、POLON-MK-206、POLON-SR-CONC、KM-9771、KM-9774、KM-2002-T、KM-2002-L-1、KM-9772、KS-7002、KS-701、X-51-1264(以上商品名、信越化学工業株式会社
製)等が挙げられる。
ポリオレフィンワックスとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンまたはその誘導体から製造されたワックスおよびそのコポリマー、具体的には、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、ポリブチレン系ワックス等が挙げられる。ポリオレフィンワックスは、1種単独または2種以上組み合わせて用いることができる。
ポリオレフィンワックスの市販品としては、例えば、AQUACER513、AQUACER507、AQUACER515、AQUACER840、AQUACER1547(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、ポリエチレン系ワックス)等のAQUACERシリーズや、ハイテックE-7025P、ハイテックE-2213、ハイテックE-6500、ハイテックE-6314、ハイテックE-9460、ハイテックE-9015(融点137℃)、ハイテックE-4A、ハイテックE-5403P、ハイテックE-8237(融点106℃)(以上商品名、東邦化学株式会社製、ポリエチレン系ワックス)等のハイテックシリーズ、ノプコートPEM-17(商品名、サンノプコ社製、ポリエチレンエマルジョン、平均粒子径40nm)等が挙げられる。
パラフィンワックスはいわゆる石油系ワックスである。ここで、パラフィンとは、炭素原子の数が20以上のアルカンを意味し、本実施形態において、パラフィンワックスとは、炭素数20以上30以下の直鎖状のパラフィン系炭化水素を主成分とし、少量のイソ・パラフィンを含む分子量300~500程度の炭化水素の混合物をいう。
パラフィンワックスの市販品としては、例えば、AQUACER537、AQUACER539(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。
本実施形態において、滑剤はインク中に微粒子状態、すなわち、エマルジョン状態またはサスペンジョン状態で含有されていることが好ましい。これにより、インクの粘度をインクジェットヘッドを用いた吐出で適正な範囲となるように調整しやすくなり、また記録時の吐出信頼性、間欠吐出特性を確保しやすくなる。
滑剤の融点は、130℃以下であることが好ましく、120℃以下であることがより好ましく、110℃以下であることがさらに好ましい。また、限られるものではないが、滑剤の融点は80℃以上であることが好ましい。本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物に含有される中空樹脂粒子は、熱によって中空構造が破壊され発色性が低下することがある。そのため、中空樹脂粒子の形状が変化し発色性を損なうことがないように、後述する記録方法においては、加熱乾燥工程における加熱温度を低温にしたり、加熱時間を短くしたりすることがある。しかしながら、このような場合には、多少の有機溶剤が記録媒体中に残留し、耐擦性に劣りやすい。これに対し、本実施形態において、上記範囲内の融点を有する滑剤をさらに含有させることは、耐擦性向上に寄与するものであり、ひいては発色性と耐擦性を両立させるものとなり得る。
滑剤の含有量は、インク組成物の総質量に対し、好ましくは0.1~10質量%であり、より好ましくは0.5~2.0質量%である。滑剤の含有量が上記範囲内であることにより、耐擦性により優れた記録物を得ることができる傾向にある。
1.6 架橋剤
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、架橋剤を含有することが好ましい。
架橋剤としては、樹脂粒子同士、中空樹脂粒子同士、又は樹脂粒子と中空樹脂粒子、を架橋反応できるものであれば特に限定されないが、例えば、カルボキシル基反応型架橋剤、水酸基反応型架橋剤、カルボニル基反応型架橋剤などを挙げることができる。なお、ここでの架橋反応とは、鎖状構造をもつ高分子を何らかの方法で結びつけて新しい化学結合を作り、三次元の網状構造を新たに発達させる反応であり、すでに一部架橋構造を有する高分子をさらに架橋する場合も含み、溶解していた樹脂が、さらなる高分子化により析出してくる場合も該当する。またいわゆる硬化反応も、ここでの架橋反応に含まれる。
カルボキシル基反応型架橋剤としては、分子中にカルボジイミド基を有するポリカルボジイミド系、分子中にオキサゾリン基を有するオキサゾリン系、アジリジン系などが挙げられる。カルボジイミドの例として、日清紡ケミカル株式会社製カルボジライトE-02、E-03Aが、オキサゾリンの例として、株式会社日本触媒製エポクロスK-2010E、K-2020E(反応温度80~100℃)、K-2030Eが、それぞれ挙げられる。
水酸基反応型架橋剤として、ブチル化メラミンやフルエーテル化メラミンなどのメラミン樹脂系、水性ブロックイソシアネートなどを代表とするイソシアネート系などが挙げられる。このようなイソシアネート系架橋剤は、活性イソシアネート基はブロック剤で保護されており、通常の状態では安定を保つが、熱処理によってブロック剤が解離し、活性イソシアネート基が再生し、架橋反応をする。そのような架橋剤の具体例として、第一工業製薬社製エラストロンBN-69、11、明成化学工業株式会社製SU-268A、NBP-8730、NBP-211(反応温度150℃以上)、等が挙げられる。
カルボニル基反応型架橋剤として、ジヒドラジド系などが挙げられる。
架橋剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これら架橋剤の中でも、反応温度が130℃以下である架橋剤が好ましく、120℃以下がより好ましく、110℃以下がさらに好ましく、100℃以下が特に好ましい。反応温度が上記範囲内の架橋剤は、比較的低温度で架橋可能なものである。本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物に含有される中空樹脂粒子は、熱によって中空構造が破壊され発色性が低下することがあるため、中空樹脂粒子の形状が変化し発色性を損なうことがないように、後述する記録方法においては、加熱乾燥工程における加熱温度を低温にしたり、加熱時間を短くしたりすることがある。しかしながら、このような場合には、多少の有機溶剤が記録媒体中に残留し、耐擦性に劣りやすい。これに対し、本実施形態において、比較的低温でも架橋可能な架橋剤をさらに含有させることは、耐擦性向上に寄与するものであり、ひいては発色性と耐擦性を両立させるものとなり得る。
架橋剤は、上記樹脂粒子1.0質量部に対して、0.04質量部以上1.0質量部以下含有させることが好ましく、0.05質量部以上0.5質量部以下含有させることがより好ましく、0.08質量部以上0.3質量部以下含有させることがさらに好ましく、0.1質量部以上0.2質量部以下含有させることが特に好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であることにより、耐擦性および吐出信頼性がより向上する傾向にある。
また、架橋剤の含有量は、インク組成物の総質量に対し、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以上3.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.5質量%以上1.5質量%以下である。架橋剤の含有量が上記範囲内であることにより、耐擦性および吐出信頼性がより向上する傾向にある。
1.7 その他の成分
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、pH調整剤、界面活性剤などを含有してもよい。
<pH調整剤>
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、pHを調整する目的でpH調整剤を含有してもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、酸、塩基、弱酸、弱塩基、それらの適宜の組み合わせが挙げられ、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の3級アルカノールアミン等が挙げられる。pH調整剤を添加する場合には、例えば、インク組成物の総質量に対して合計で0.01質量%以上2.0質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上1.0質量%以下であることがより好ましく、0.2質量%以上0.5質量%以下であることがさらに好ましい。
<界面活性剤>
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、インク組成物の表面張力を低下させて、記録媒体への濡れ性や浸透性を調整するための濡れ剤として使用することができる。また、インク組成物が界面活性剤を含有することにより、インクジェットヘッドからの吐出信頼性を確保する。
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができ、さらにこれらは併用してもよい。また、界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、サーフィノール(登録商標)104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、104S、420、440、465、485、SE、SE-F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上商品名、日信化学工業株式会社製)、オルフィン(登録商標)B、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、PD-005、EXP.4001、EXP.4300、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上商品名、日信化学工業株式会社製)、アセチレノール(登録商標)E00、E00P、E40、E100(以上商品名、川研ファインケミカル株式会社製)が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、BYK(登録商標)-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-348(以上商品名、BYK社製)、KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、KF-6020、X-22-4515、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017(以上商品名、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、特に限定されないが、例えば、BYK(登録商標)-340(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)が挙げられる。
インク組成物が界面活性剤を含有する場合には、上記界面活性剤を複数種使用することができ、その含有量の合計は、インク総質量に対して0.01質量%以上3.0質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上2.0質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上1.5質量%以下であることがさらに好ましく、0.2質量%以上1.0質量%以下であることが特に好ましい。
<上記以外の成分>
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、上記以外の成分として、キレート剤、防腐剤、防かび剤、ベンゾトリアゾール等の防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、溶解助剤等、インクジェット用のインクにおいて通常用いることができる添加剤を含有してもよい。
1.8 調製方法及び物性
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、上記した各成分を任意の順序で混合し、必要に応じてろ過等を行って不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。ろ過方法としては、遠心ろ過、フィルターろ過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態において、インク組成物は、印刷品質とインクジェット用インク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40mN/m以下であることが好ましく、30mN/m以上36mN/m以下であることがより好ましい。前記範囲にあることにより、インクジェット記録において吐出信頼性に優れると共に、記録媒体への付着時にインクが記録媒体上で均一に濡れ広がりやすく、また浸透しやすくなる。これにより、インクが記録媒体に定着しやすくなる場合がある。
なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、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。表面張力を前記範囲内とする1つの手法としては、上述した有機溶剤や界面活性剤の種類、及びこれらと水の添加量等を適宜調整することが挙げられる。
また、インクの20℃における粘度は、1.5mPa・s以上15.0mPa・s以下とすることが好ましく、1.5mPa・s以上5.0mPa・s以下とすることがより好ましく、1.5mPa・s以上3.6mPa・s以下とすることがより好ましい。インクの20℃における粘度が上記範囲にある場合には、よりインクが記録媒体に付着した際に定着しやすくなり、発色性が向上する場合がある。
粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR-300(商品名、Pysica社製)を用いて測定することができる。なお、粘度を前記範囲内とする1つの手法としては、上述した有機溶剤や界面活性剤の種類、及びこれらと水の添加量等を適宜調整することが挙げられる。
1.9 用途
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置に適用して用いることが好ましい。また、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、インクジェット捺染に用いられるものであることが好ましい。
1.9.1 循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置に適用して用いることが好ましい。本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、含有される樹脂粒子量が比較的多いため、記録ヘッドのノズル内等で凝集物を生じやすく目詰まりが発生しやすい。特に、水溶性有機溶剤として、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを所定量以下とする場合には、乾燥性の向上に伴い目詰まりが顕著に発生しやすくなる。そこで、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物を、循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置に適用させることで、インクの循環により樹脂粒子の凝集物に由来する目詰まりが抑制されやすく、吐出信頼性を良好とできるため好ましい。
本実施形態において適用可能な記録装置として、インクジェット方式によりインクを吐出する記録ヘッド(以下、「インクジェットヘッド」ともいう。)を備えた、インクジェット記録装置の例を挙げて説明する。
また、本実施形態において適用可能な記録装置として、インクカートリッジがキャリッジに搭載されたオンキャリッジタイプのプリンターを例に挙げて説明する。本実施形態において適用可能な記録装置は、オンキャリッジタイプのプリンターに限定されるものではなく、インクカートリッジが外部に固定されたオフキャリッジタイプのプリンターであってもよい。
なお、以下の説明に用いるプリンターは、所定の方向に移動するキャリッジに記録用のインクジェットヘッドが搭載され、キャリッジの移動に伴ってインクジェットヘッドが移動することにより記録媒体上に液滴を吐出するシリアルプリンターである。本実施形態において適用可能な記録装置は、シリアルプリンターに限定されるものではなく、ラインプリンターであってもよい。ラインプリンターは、インクジェットヘッドが記録媒体の幅よりも広く形成され、インクジェットヘッドが移動せずに記録媒体上に液滴を吐出する方式のプリンターである。
以下、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物に好適に用いることができる循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本実施形態に適用して用いることができるインクジェット記録装置を示す概略斜視図である。インクジェット記録装置は、インク組成物の微小な液滴を吐出するインク吐出部としてのインクジェットヘッドによって、記録媒体に液滴を着弾させて記録を行う装置である。
図1に示すように、プリンター1は、インクジェットヘッド3、キャリッジ4、主走査機構5、プラテンローラー6、プリンター1全体の動作を制御する制御部(図示せず)を有する。キャリッジ4は、インクジェットヘッド3を搭載すると共に、インクジェットヘッド3に供給されるインク組成物を収納するインクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fが着脱可能である。
主走査機構5は、キャリッジ4に接続されたタイミングベルト8、タイミングベルト8を駆動するモーター9、ガイド軸10を有する。ガイド軸10は、キャリッジ4の支持部材として、キャリッジ4の走査方向、すなわち主走査方向に架設されている。キャリッジ4は、タイミングベルト8を介してモーター9によって駆動され、ガイド軸10に沿って往復移動が可能である。これにより、主走査機構5は、キャリッジ4を主走査方向に往復移動させる機能を有する。
プラテンローラー6は、記録媒体2を、上記主走査方向と直交する副走査方向、すなわち、記録媒体2の長さ方向に搬送する機能を有する。これにより、記録媒体2は副走査方向に搬送される。インクジェットヘッド3が搭載されるキャリッジ4は、記録媒体2の幅方向と略一致する主走査方向に往復移動が可能であり、インクジェットヘッド3は記録媒体2に対して主走査方向及び副走査方向へ相対的に走査が可能に構成される。
インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fは、独立した6つのインクカートリッジである。インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fには、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物を収納することができる。これらのインクカートリッジには、白色インクジェットインク組成物以外の、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、オレンジ等の色を呈するカラーインク組成物が個別に収納されていてもよく、任意に組み合わせて用いることが可能である。図1では、インクカートリッジの数を6個としているが、これに限定されるものではない。インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fの底部には、各インクカートリッジに収納されたインク組成物をインクジェットヘッド3へ供給するための供給口(図示せず)が設けられている。
インクジェットヘッド3は、インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fから供給されるインクを制御部(図示せず)による制御のもとで複数のノズルNから記録媒体2に噴射して付着させる手段である。インクジェットヘッド3は、インクを付着させる記録媒体2と対向する面に、インクを吐出して記録媒体2へ付着させる複数のノズル(図2参照)を備える。これらの複数のノズルは列状に配列されてノズル列が形成され、ノズル列は各色インク組成物に対応して個別に配置される。各色インク組成物は、各インクカートリッジからインクジェットヘッド3に供給され、インクジェットヘッド3内のアクチュエーター(図示せず)によって、ノズルから液滴として吐出される。吐出されたインク組成物の液滴は記録媒体2に着弾し、インクによる画像、テキスト、模様、色彩等が記録媒体2の記録領域に形成される。
ここで、インクジェットヘッド3では、駆動手段であるアクチュエーターとして圧電素子を用いているが、この方式に限定されない。例えば、アクチュエーターとしての振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、加熱によって生じる気泡によってインク組成物を液滴として吐出させる電気熱変換素子を用いてもよい。
本例において、インクジェットヘッド3は、圧力室C(図2参照)と、圧力室C内のインク組成物を循環させる循環路を有するヘッドである。インクジェットヘッド3が循環路を有することで、圧力室CやノズルN(図2参照)中のインクがリフレッシュされる。これにより、ノズルNの目詰まりが抑制され、吐出信頼性や間欠吐出特性を良好なものとすることができる。
本実施形態において、ノズル径は20μm以上30μm以下であることが好ましく、22μm以上28μm以であることがより好ましい。ノズル径が20μm以上であることで、流路におけるインクの乱れが悪化せずに吐出が可能となり、間欠吐出特性が良好となる。また、さらに上記の循環路を有するヘッドを用いることで間欠吐出特性がより良好となる。また、ノズル径が30μm以下であることにより、インクの液面の表面積が適当であり、インクの乾燥が進行しにくいため、吐出が安定する。なお、本明細書において、ノズル径とは、ノズルプレート表面に形成されたノズルの内径(すなわち、内径d1)を指す。
図2は、Y方向に垂直な断面におけるインクジェットヘッド3の断面図であり、図3は、インクジェットヘッド3の部分的な分解斜視図である。図2において、例えば、記録媒
体2の表面に平行な平面をX-Y平面とし、X-Y平面に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。インクジェットヘッド3によるインクの噴射方向がZ方向に相当する。また、主走査方向がX方向に相当し、主走査方向と直交する方向(副走査方向)がY方向に相当する。
インクジェットヘッド3の複数のノズルNはY方向に配列されて、ノズル列を構成する。インクジェットヘッド3においてY方向に平行な中心軸を通過するとともにZ方向に平行な平面、すなわち、Y-Z平面Oを以下の説明では「中心面」と表記する。
図2に示すように、インクジェットヘッド3は、第1列L1の各ノズルNに関連する要素と第2列L2の各ノズルNに関連する要素とが中心面Oを挟んで面対称に配置された構造である。すなわち、インクジェットヘッド3のうち中心面Oを挟んでX方向の正側の部分(以下、「第1部分」ともいう。)P1とX方向の負側の部分(以下、「第2部分」ともいう。)P2とで構造は実質的に共通する。第1列L1の複数のノズルNは第1部分P1に形成され、第2列L2の複数のノズルNは第2部分P2に形成される。中心面Oは、第1部分P1と第2部分P2との境界面に相当する。
図2に示すように、インクジェットヘッド3は流路形成部30を備える。流路形成部30は、複数のノズルNにインクを供給するための流路を形成する構造体である。本例において、流路形成部30は、第1流路基板32と第2流路基板34との積層で構成される。第1流路基板32および第2流路基板34の各々は、Y方向に長尺な板状部材である。第1流路基板32のうちZ方向の負側の表面Faに、例えば接着剤を利用して第2流路基板34が設置される。
図2に示すように、第1流路基板32の表面Faの面上には、第2流路基板34のほか、筐体部48が設置される。他方、第1流路基板32のうちZ方向の正側、すなわち表面Faとは反対側の表面Fbには、ノズルプレート52と吸振体54とが設置される。インクジェットヘッド3の各要素は、概略的には第1流路基板32や第2流路基板34と同様にY方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。第1流路基板32と第2流路基板34とが積層される方向や第1流路基板32とノズルプレート52とが積層される方向、あるいは板状の各要素の表面に垂直な方向を、Z方向として把握することも可能である。
ノズルプレート52は、複数のノズルNが形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して第1流路基板32の表面Fbに設置される。複数のノズルNの各々は、インクを通過させる円形状の貫通孔である。第1実施形態のノズルプレート52には、第1列L1を構成する複数のノズルNと第2列L2を構成する複数のノズルNとが形成される。具体的には、ノズルプレート52のうち中心面OからみてX方向の正側の領域に、第1列L1の複数のノズルNがY方向に沿って形成され、X方向の負側の領域に、第2列L2の複数のノズルNがY方向に沿って形成される。ノズルプレート52は、第1列L1の複数のノズルNが形成された部分と第2列L2の複数のノズルNが形成された部分とにわたり連続する単体の板状部材である。ノズルプレート52は、半導体製造技術、例えばドライエッチングやウェットエッチング等の加工技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、ノズルプレート52の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
図2に示すように、第1流路基板32には、第1部分P1及び第2部分P2の各々について、空間Raと複数の供給路61と複数の連通路63とが形成される。空間Raは、平面視で、すなわちZ方向からみてY方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給路61および連通路63はノズルN毎に形成された貫通孔である。複数の連通路63は平面視
でY方向に配列し、複数の供給路61は、複数の連通路63の配列と空間Raとの間でY方向に配列する。複数の供給路61は、空間Raに共通に連通する。また、任意の1個の連通路63は、当該連通路63に対応するノズルNに平面視で重なる。具体的には、第1部分P1の任意の1個の連通路63は、第1列L1のうち当該連通路63に対応する1個のノズルNに連通する。同様に、第2部分P2の任意の1個の連通路63は、第2列L2のうち当該連通路63に対応する1個のノズルNに連通する。
図2に示すように、第2流路基板34は、第1部分P1及び第2部分P2の各々について複数の圧力室Cが形成された板状部材である。複数の圧力室CはY方向に配列する。各圧力室Cは、ノズルN毎に形成されて平面視でX方向に沿う長尺状の空間である。第1流路基板32および第2流路基板34は、前述のノズルプレート52と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、第1流路基板32および第2流路基板34の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。以上の例示の通り、流路形成部30とノズルプレート52とはシリコンで形成された基板を包含する。したがって、例えば前述の例示のように半導体製造技術を利用することで、流路形成部30およびノズルプレート52に微細な流路を高精度に形成できるという利点がある。
図2に示すように、第2流路基板34のうち第1流路基板32とは反対側の表面には振動部42が設置される。本例の振動部42は、弾性的に振動可能な板状部材である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Cに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、第2流路基板34と振動部42とを一体に形成することも可能である。
図2に示すように、第1流路基板32の表面Faと振動部42とは、各圧力室Cの内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室Cは、第1流路基板32の表面Faと振動部42との間に位置する空間であり、当該空間に充填されたインクに圧力変化を発生させる。各圧力室Cは、例えばX方向を長手方向とする空間であり、ノズルN毎に個別に形成される。第1列L1および第2列L2の各々について、複数の圧力室CがY方向に配列する。図2に示すように、任意の1個の圧力室Cのうち中心面O側の端部は平面視で連通路63に重なり、中心面Oとは反対側の端部は平面視で供給路61に重なる。したがって、第1部分P1及び第2部分P2の各々において、圧力室Cは、連通路63を介してノズルNに連通するとともに、供給路61を介して空間Raに連通する。なお、流路幅が狭窄された絞り流路を圧力室Cに形成することで所定の流路抵抗を付加することも可能である。
図2に示すように、振動部42のうち圧力室Cとは反対側の面上には、第1部分P1及び第2部分P2の各々について、相異なるノズルNに対応する複数の圧電素子44が設置される。圧電素子44は、駆動信号の供給により変形する受動素子である。複数の圧電素子44は、各圧力室Cに対応するようにY方向に配列する。任意の1個の圧電素子44は、例えば相互に対向する2つの電極との間に圧電体層を介在させた積層体である。なお、駆動信号の供給により変形する部分、すなわち振動部42を振動させる能動部を圧電素子44として画定することも可能である。本例において、圧電素子44の変形に連動して振動部42が振動すると、圧力室C内の圧力が変動することで、圧力室Cに充填されたインクが連通路63とノズルNとを通過してインクが噴射される。
図2の保護部材46は、複数の圧電素子44を保護するための板状部材であり、振動部42の表面、または第2流路基板34の表面に設置される。保護部材46の材料や製法は任意であるが、第1流路基板32や第2流路基板34と同様に、例えばシリコンの単結晶基板を半導体製造技術で加工して保護部材46を形成することができる。複数の圧電素子44は、保護部材46の振動部42側の表面に形成された凹部に収容される。
振動部42のうち流路形成部30とは反対側の表面、または流路形成部30の表面には配線基板28の端部が接合される。配線基板28は、制御ユニット(図示せず)とインクジェットヘッド3とを電気的に接続する複数の配線(図示せず)が形成された可撓性の実装部品である。配線基板28のうち、保護部材46に形成された開口部と筐体部48に形成された開口部とを通過して外部に延出した端部が制御ユニットに接続される。例えばFPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)等の可撓性の配線基板28が好適に採用される。
筐体部48は、複数の圧力室C、さらには複数のノズルNに供給されるインクを貯留するためのケースである。筐体部48のうちZ方向の正側の表面が例えば接着剤で第1流路基板32の表面Faに接合される。筐体部48の製造には公知の技術や製法が任意に採用され得る。例えば樹脂材料の射出成形で筐体部48を形成することが可能である。
図2に示すように、筐体部48には、第1部分P1および第2部分P2の各々について空間Rbが形成される。筐体部48の空間Rbと第1流路基板32の空間Raとは相互に連通する。空間Raと空間Rbとで構成される空間は、複数の圧力室Cに供給されるインクを貯留する液体貯留室Rとして機能する。液体貯留室Rは、複数のノズルNについて共用される共通液室である。第1部分P1及び第2部分P2の各々に液体貯留室Rが形成される。第1部分P1の液体貯留室Rは、中心面OからみてX方向の正側に位置し、第2部分P2の液体貯留室Rは、中心面OからみてX方向の負側に位置する。筐体部48のうち第1流路基板32とは反対側の表面には、液体容器(図示せず)から供給されるインクを液体貯留室Rに導入するための導入口482が形成される。
第1流路基板32の表面Fbには、第1部分P1及び第2部分P2の各々について吸振体54が設置される。吸振体54は、液体貯留室R内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルム、すなわちコンプライアンス基板である。例えば、吸振体54は、第1流路基板32の空間Raと複数の供給路61とを閉塞するように第1流路基板32の表面Fbに設置されて液体貯留室Rの壁面、具体的には底面を構成する。
第1流路基板32のうちノズルプレート52に対向する表面Fbには空間(以下、「循環液室」という。)65が形成される。本例の循環液室65は、平面視でY方向に延在する長尺状の有底孔である。第1流路基板32の表面Fbに接合されたノズルプレート52により循環液室65の開口は閉塞される。循環液室65は、例えば、第1列L1及び第2列L2に沿って複数のノズルNにわたり連続する。具体的には、第1列L1の複数のノズルNの配列と第2列L2の複数のノズルNの配列との間に循環液室65が形成される。したがって、循環液室65は、第1部分P1の連通路63と第2部分P2の連通路63との間に位置する。このように、流路形成部30は、第1部分P1における圧力室C及び連通路63と、第2部分P2における圧力室C及び連通路63と、第1部分P1の連通路63と第2部分P2の連通路63との間に位置する循環液室65とが形成された構造体である。図2に示すように、流路形成部30は、循環液室65と各連通路63との間を仕切る壁状の部分(以下、「隔壁部69」という。)を含む。
なお、前述の通り、第1部分P1及び第2部分P2の各々において複数の圧力室C及び複数の圧電素子44がY方向に配列する。したがって、第1部分P1及び第2部分P2の各々における複数の圧力室Cまたは複数の圧電素子44にわたり連続するように、循環液室65がY方向に延在すると換言することも可能である。また、図2に示すように、循環液室65と液体貯留室Rとが相互に間隔をあけてY方向に延在し、当該間隔内に圧力室Cと連通路63とノズルNとが位置するということも可能である。
図3は、インクジェットヘッド3のうち循環液室65の近傍の部分を拡大した断面図である。図3に示すように、本実施形態における1個のノズルNは、第1区間n1と第2区間n2とを含む。第1区間n1と第2区間n2とは同軸に形成されて相互に連通する円形状の空間である。第2区間n2は、第1区間n1からみて流路形成部30側に位置する。本実施形態において、各ノズルNの中心軸Qaは、連通路63の中心軸Qbからみて循環液室65とは反対側に位置する。第2区間n2の内径d2は第1区間n1の内径d1よりも大きい。以上のように各ノズルNを階段状に形成した構成によれば、各ノズルNの流路抵抗を所望の特性に設定し易いという利点がある。本例において、各ノズルNの中心軸Qaは、連通路63の中心軸Qbからみて循環液室65とは反対側に位置する。
図3に示すように、ノズルプレート52のうち流路形成部30に対向する表面には、第1部分P1及び第2部分P2の各々について複数の排出路72が形成される。第1部分P1の複数の排出路72は、第1列L1の複数のノズルN、または第1列L1に対応する複数の連通路63に1対1に対応する。また、第2部分P2の複数の排出路72は、第2列L2の複数のノズルN、または第2列L2に対応する複数の連通路63に1対1に対応する。
各排出路72は、X方向に延在する溝部、すなわち長尺状の有底孔であり、インクを流通させる流路として機能する。本例の排出路72は、ノズルNから離間した位置、具体的には、当該排出路72に対応するノズルNからみて循環液室65側に形成される。例えば、半導体製造技術、例えばドライエッチングやウェットエッチング等の加工技術により複数のノズルN、特に第2区間n2と複数の排出路72とが共通の工程で一括的に形成される。
各排出路72は、ノズルNのうち第2区間n2の内径d2と同等の流路幅Waで直線状に形成される。また、本例における排出路72の流路幅Waは、圧力室Cの流路幅Wbよりも小さい。したがって、排出路72の流路幅Waが圧力室Cの流路幅Wbよりも大きい構成と比較して排出路72の流路抵抗を大きくすることが可能である。他方、ノズルプレート52の表面に対する排出路72の深さDaは全長にわたり一定である。具体的には、各排出路72はノズルNの第2区間n2と同等の深さに形成される。以上の構成によれば、排出路72と第2区間n2とを相異なる深さに形成する構成と比較して、排出路72及び第2区間n2を形成し易いという利点がある。なお、流路の「深さ」とは、Z方向における流路の深さ、例えば流路の形成面と流路の底面との高低差を意味する。
第1部分P1における任意の1個の排出路72は、第1列L1のうち当該排出路72に対応するノズルNからみて循環液室65側に位置する。また、第2部分P2における任意の1個の排出路72は、第2列L2のうち当該排出路72に対応するノズルNからみて循環液室65側に位置する。そして、各排出路72のうち中心面Oとは反対側は、当該排出路72に対応する1個の連通路63に平面視で重なる。すなわち、排出路72は連通路63に連通する。他方、各排出路72のうち中心面O側の端部は循環液室65に平面視で重なる。すなわち、排出路72は循環液室65に連通する。このように、複数の連通路63の各々が排出路72を介して循環液室65に連通する。したがって、図3に破線の矢印で図示される通り、各連通路63内のインクは排出路72を介して循環液室65に供給される。すなわち、本例では、第1列L1に対応する複数の連通路63と第2列L2に対応する複数の連通路63とが1個の循環液室65に対して共通に連通する。
図3には、任意の1個の排出路72のうち循環液室65に重なる部分の流路長Laと、排出路72のうち連通路63に重なる部分の流路長、すなわちX方向の寸法Lbと、排出路72のうち流路形成部30の隔壁部69に重なる部分の流路長すなわちX方向の寸法Lcとが図示されている。流路長Lcは、隔壁部69の厚さに相当する。隔壁部69は、排
出路72の絞り部分として機能する。したがって、隔壁部69の厚さに相当する流路長Lcが長いほど、排出路72の流路抵抗が増大する。本例では、流路長Laが流路長Lbよりも長く、流路長Laが流路長Lcよりも長い、という関係が成立する。さらに、本例では、流路長Lbが流路長Lcよりも長いという関係が成立する。以上の構成によれば、流路長Laや流路長Lbが流路長Lcよりも短い構成と比較して、連通路63から排出路72を介して循環液室65にインクが流入し易いという利点がある。
このように、インクジェットヘッド3では、圧力室Cが連通路63と排出路72とを介して間接的に循環液室65に連通する。すなわち、圧力室Cと循環液室65とは直接的には連通しない。以上の構成において、圧電素子44の動作により圧力室C内の圧力が変動すると、連通路63内を流動するインクのうちの一部がノズルNから外部に噴射され、残りの一部が連通路63から排出路72を経由して循環液室65に流入する。そして、圧電素子44の1回の駆動により連通路63を流通するインクのうち、ノズルNを介して噴射されるインクの噴射が、連通路63を流通するインクのうち排出路72を介して循環液室65に流入するインクの循環量を上回るように、連通路63とノズルと排出路72とのイナータンスが選定される。全部の圧電素子44を一斉に駆動した場合を想定すると、複数のノズルNによる噴射量の合計よりも、複数の連通路63から循環液室65に流入する循環量の合計、例えば循環液室65内の単位時間内の流量の方が多い、と換言することも可能である。
具体的には、連通路63を流通するインクのうち循環量の比率が70%以上となる、すなわち、インクの噴射量の比率が30%以下となるように、連通路63とノズルと排出路72との各々の流路抵抗が決定される。以上の構成によれば、インクの噴射量を確保しながら、ノズルの近傍のインクを効果的に循環液室65に循環させることが可能である。概略的には、排出路72の流路抵抗が大きいほど、循環量が減少する一方で噴射量が増加し、排出路72の流路抵抗が小さいほど、循環量が増加する一方で噴射量が減少する、という傾向がある。
例えば、プリンター1は循環機構(図示せず)を備える構成とする。循環機構は、循環液室65内のインクを液体貯留室Rに供給、すなわち循環するための機構である。循環機構は、例えば、循環液室65からインクを吸引する吸引機構、例えばポンプと、インクに混在する気泡や異物を捕集するフィルター機構(図示せず)と、インクの加熱により増粘を低減する加温機構とを備える構成とする。循環機構により気泡や異物が除去されるとともに増粘が低減されたインクが、循環機構から導入口482を介して液体貯留室Rに供給される。これにより、液体貯留室R→供給路61→圧力室C→連通路63→排出路72→循環液室65→循環機構→液体貯留室Rという経路でインクが循環する。供給路61と排出路72とをあわせて、循環路という。
このように、連通路63と循環液室65とを連通させる排出路72がノズルプレート52に形成される場合には、ノズルNの近傍のインクを効率的に循環液室65に循環させることが可能である。また、第1列L1に対応する連通路63と第2列L2に対応する連通路63とが両者間の循環液室65に共通に連通するため、第1列L1に対応する各排出路72が連通する循環液室と第2列L2に対応する各排出路72が連通する循環液室とを別個に設けた構成と比較して、インクジェットヘッド3の構成が簡素化される、ひいては小型化が実現されるという利点もある。
なお、排出路72とノズルNとが相互に離間した構成ではなく、排出路72とノズルNとが相互に連続する構成としてもよい。また、循環液室65のほか、第1部分P1及び第2部分P2の各々に対応する循環液室を形成する構成としてもよい。
本例において、プリンター1には乾燥手段や加熱手段(いずれも図示せず)を設けることが好ましい。乾燥手段及び加熱手段は、後述するインクジェット記録方法において、記録媒体2に付着したインクを効率的に乾燥させるための手段である。乾燥手段及び加熱手段は、記録媒体2を乾燥・加熱できる位置に設けられていれば、その設置位置は特に限定されず、プリンター1とは独立して設置してもよい。記録媒体2に付着したインクを効率的に乾燥するために、例えば、図1であれば、乾燥手段及び加熱手段は、インクジェットヘッド3と対向する位置に設置することができる。
乾燥手段及び加熱手段としては、例えば、記録媒体2を熱源に接触させて加熱するプリントヒーター機構や、赤外線や2,450MHz程度に極大波長をもつ電磁波であるマイクロウェーブ等を照射する機構や、温風を吹き付けたりするドライヤー機構等が挙げられる。記録媒体2の加熱は、インクジェットヘッド3のノズルから吐出された液滴が記録媒体2に付着する前、付着する時、又は付着した後、に行われる。加熱の諸条件の制御、例えば、加熱実施のタイミング、加熱温度、加熱時間等は、制御部によって行われる。
また、乾燥手段及び加熱手段を、記録媒体2の搬送方向の下流側に設置しても良い。この場合には、ノズルから吐出されたインクが記録媒体2に付着して画像が形成された後に、当該記録媒体2の加熱を行う。これにより、記録媒体2に付着したインクの乾燥性が向上する。
さらに、本例において、プリンター1には、例えば、記録媒体を処理する前処理剤付着手段を備える構成としても良いし、プリンター1とは別に前処理剤付着手段を設けるインクジェット記録システムとしても良い。また、本例において、前処理剤付着手段は必須の構成ではない。
本例において、前処理剤付着手段がプリンター1に設けられ、インクを吐出するインクヘッドのノズルから吐出するインクジェット塗布の場合、記録媒体に均一に前処理剤組成物を付着させることができる。前処理剤付着手段がインクジェット塗布の場合、図1に示すインクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fのうちのいずれか1つに処理液を収納することができる。その他の前処理剤付着手段としては、前処理剤組成物中に記録媒体を浸漬させる浸漬手段、前処理剤組成物をロールコーター等で塗布するローラー、前処理剤組成物をスプレー装置等によって噴射するスプレー等が挙げられる。
1.9.2 インクジェット捺染
本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物は、インクジェット捺染に用いられるものであることが好ましい。
ここで、「インクジェット捺染」とは、インクジェット方式を利用して布帛を含む記録媒体上にインク組成物を記録(印刷)することをいい、インクジェット記録の一種である。また、「捺染」とは、布帛を含む記録媒体上にインクを記録(印刷)することをいい、「印捺」ともいう。
白色色材として中空樹脂粒子を含有するインクを用いる場合には、印刷後に記録媒体を加熱乾燥した際、樹脂が溶融等して中空構造が壊れることがあり、その結果発色性が低下しやすい。そこで、特定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子を用いることで、発色性の低下を抑制することができる。しかしながら、このような特定の中空樹脂粒子を用いた場合であっても、記録媒体の内部に中空樹脂粒子が浸透しやすく発色性が十分でない場合がある。特に、布帛に対して印刷を行うインクジェット捺染においては、より発色性に劣りやすい。これに対して、本実施形態に係る白色インクジェットインク組成物によれば、特定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子とする構成に加え、特定の
樹脂を所定含有量以上用いる構成により、布帛上での目止め効果を得ることができ、インクジェット捺染に用いる場合であっても、発色性及び耐擦性を良好なものとすることができる。
2.インクジェット記録方法
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述の白色インクジェットインク組成物を、記録ヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程を含むものである。
本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いられる、白色インクジェットインク組成物は、比重が大きく経時により沈降しやすい酸化チタン顔料ではなく、中空樹脂粒子を白色色材として用いるため、白色色材の沈降を良好に抑制することができるため沈降性に優れる。その一方で、白色色材として中空樹脂粒子をインクに用いる場合には、印刷後に記録媒体を加熱乾燥した際、樹脂が溶融等して中空構造が壊れることがあり、その結果発色性が低下しやすい。そこで、特定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子を用いることで、発色性の低下を抑制することができる。しかしながら、このような特定の中空樹脂粒子を用いた場合であっても、記録媒体の内部に中空樹脂粒子が浸透しやすく発色性が十分でない場合がある。
これに対し、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いられる、白色インクジェットインク組成物は、さらに、特定の樹脂を所定含有量以上用いる構成を有する。これにより、記録媒体上での目止め効果、すなわち記録媒体の内部へ中空樹脂粒子が浸透してしまうことを抑制する効果を得ることができ、発色性を良好なものとすることができる。以上のように、特定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子と、所定量以上の特定樹脂粒子を含有する、白色インクジェットインク組成物を用いる本実施形態に係るインクジェット記録方法によれば、発色性と沈降性をともに優れたものとできる。
以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法の各工程について説明する。
2.1 白色インク付着工程
白色インク付着工程では、上述の白色インクジェットインク組成物を、記録ヘッドから吐出して記録媒体へ付着させるものである。
本工程は、図1に示すようなプリンター1を用いて、記録ヘッドから上述した白色インクジェットインク組成物の液滴を吐出し、記録媒体へ付着させることで画像等の形成を行うものである。
白色インク付着工程において、インクを吐出する記録ヘッドとしては、図2及び図3に示すような循環路を有する記録ヘッドを用いてもよく、又は、循環路を有しない構成の記録ヘッドを用いてもよい。
白色インク付着工程では、記録媒体に対するインク付着量が、30mg/inch以上であることが好ましく、45mg/inch以上であることがより好ましく、60mg/inch以上であることがさらに好ましく、75mg/inch以上であることが特に好ましく、90mg/inch以上であることが殊更に好ましい。一方で、白色インク付着工程におけるインク付着量の上限は、特に限定されないが、150mg/inch以下であることが好ましく、135mg/inch以下であることがより好ましく、120mg/inch以下であることがさらに好ましい。上記範囲内のインク付着量である場合には、白色インク組成物が比較的多く記録媒体上に付着されることになるので、発色性を良好にできる場合がある。しかしながら、インクの付着量が多いと、インク
の乾燥が不十分になりやすく、耐擦性に劣りやすい。その一方で、このような場合において良好な耐擦性を得るために、高い温度での加熱や長時間加熱を行うことは、中空樹脂粒子の中空構造が破壊され発色性に劣りやすい。これに対して、本実施形態に用いられる白色インクジェットインク組成物によれば、上記範囲内のインク付着量であっても、優れた発色性と良好な耐擦性を確保しやすい。
記録媒体としては、液体を吸収する記録面を有するものであっても、液体を吸収する記録面を有しないものであってもよい。したがって記録媒体としては、特に制限はなく、例えば、紙、フィルム、布帛、金属、ガラス、高分子等を用いることができる。
布帛を構成する素材としては、特に限定されず、例えば、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、ポリプロピレン、ポリエステル、アセテート、トリアセテート、ポリアミド、ポリウレタン等の合成繊維、ポリ乳酸等の生分解性繊維等が挙げられ、これらの混紡繊維であってもよい。
布帛の形態としては、例えば、布地、衣類やその他の服飾品等が挙げられる。布地には、織物、編物、不織布等が含まれる。衣類やその他の服飾品には、縫製後のTシャツ、ハンカチ、スカーフ、タオル、手提げ袋、布製のバッグ、カーテン、シーツ、ベッドカバー、壁紙等のファーニチャー類の他、縫製前の部品としての裁断前後の布地なども含まれる。これらの形態としては、ロール状に巻かれた長尺のもの、所定の大きさに切断されたもの、製品形状のもの等が挙げられる。
布帛の目付については、特に限定されず、1.0oz以上10.0oz以下であっても良く、2.0oz以上9.0oz以下であることが好ましく、3.0oz以上8.0oz以下であることがより好ましく、4.0oz以上7.0oz以下であることがさらに好ましい。布帛の目付がこのような範囲であれば、良好な記録を行うことができる。さらに、本実施形態に係るインクジェット記録方法では、目付けの異なる複数種の布帛に適用することができ、良好な印捺を行うことができる。
布帛として、染料によって予め着色された綿布帛を用いても良い。布帛が予め着色される染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料等の水溶性染料、分散剤を併用する分散染料、反応性染料等が挙げられる。布帛の綿布帛を用いる場合には、綿の染色に適した反応性染料を用いることが好ましい。
これら記録媒体のなかでも、記録媒体は布帛であることが好ましく、カチオン性化合物で処理された布帛であることが好ましい。中空樹脂粒子を含有するインクを用いて、布帛に対して記録を行う場合には、たとえインクを凝集させる成分により処理された布帛であっても、布帛の内部に中空樹脂粒子が浸透しやすく十分な発色性が得られにくいことがある。しかしながら、本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述の白色インクジェットインク組成物を用いるものであるため、優れた発色性を得ることができる。
<カチオン性化合物処理>
布帛をカチオン性化合物で処理する方法としては、特に制限されないが、カチオン性化合物を含む前処理剤を、布帛に塗布し、乾燥させることで、布帛をカチオン性化合物で処理することができる。
〔前処理剤〕
前処理剤を用いる場合には、カチオン性化合物が含まれていればよい。上述した白色インクジェットインク組成物に含有され得る、樹脂粒子、有機溶剤、水などを含むものであってもよい。前処理剤としては、例えば、カチオン性化合物、樹脂粒子、水を含有するも
のである。
カチオン性化合物は、インク組成物中の成分を凝集させる機能を有する。このため、前処理剤を付着させた布帛へインク組成物を付着させると、カチオン性化合物がインク粒子の凝集を促進したり、インクの粘度を高めて、布帛を構成する繊維の間隙あるいは内部への吸収を抑制する。このように、カチオン性化合物はインクを布帛の表面に保持するため、記録物におけるインクの発色性が向上する。また、にじみやブリードを抑制する。
カチオン性化合物としては、カルシウム塩及びマグネシウム塩等の多価金属塩、カチオン性のウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、アリルアミン系樹脂等のカチオン性樹脂、カチオン系界面活性剤、無機酸又は有機酸等が挙げられる。これらの中でも、発色性の向上及び綿布帛に好適である点により、多価金属塩を用いることが好ましい。これらのカチオン性化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前処理剤に含まれるカチオン性化合物の含有量は、特に制限されないが、前処理剤の総質量に対し0.1質量%以上であることが好ましく、2.0質量%以上であることがより好ましく、5.0質量%以上であることがさらに好ましい。また、前処理剤に含まれるカチオン性化合物の含有量は、前処理剤の総質量に対して、40.0質量%以下であることが好ましく、25.0質量%以下であることがより好ましく、10.0質量%以下であることがさらに好ましい。
〔塗布方法〕
塗布方法としては、布帛の少なくとも一部の領域に前処理剤を付着させることができれば特に限定されない。塗布方法としては、例えば、前処理剤中に布帛を浸漬させる浸漬塗布、前処理剤を刷毛、ローラー、ヘラ、ロールコーター等を用いて付着させるローラー塗布、前処理剤をスプレー装置などにて噴射するスプレー塗布、前処理剤をインクジェット法にて付着させるインクジェット塗布等が挙げられる。中でも、装置の構成が簡便で、前処理剤の付着が迅速に行える、浸漬塗布、ローラー塗布、スプレー塗布等を用いることが好ましい。
前処理剤の塗布量としては、特に制限されないが、記録媒体として布帛を用いる場合には、A4サイズの面積当たり5~30g塗布することが好ましく、10~25g塗布することがより好ましく、15~25g塗布することがさらに好ましい。
〔乾燥方法〕
乾燥方法としては、特に制限されないが、例えば、ホットプレス機及びオーブン等による乾燥が挙げられる。加熱温度は100℃以上が好ましく、110~200℃がより好ましく、120~180℃がさらに好ましい。また、加熱時間は2分間以内とするとよい。加熱温度が100℃以上であると、カチオン性化合物の定着性が良好となる傾向にある。なお、ホットプレス機を用いる場合のプレス圧は、特に制限されないが、3.0~5.0N/cm程度で行うことが好ましい。
2.2 加熱乾燥工程
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、白色インク付着工程の後に、記録媒体に付着されたインクを加熱乾燥する工程を備えていてもよい。
加熱乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、ヒートプレス法、常圧スチーム法、高圧スチーム法、サーモフィックス法などが挙げられる。加熱乾燥の際の熱源は、特に限定されないが、例えば、赤外線ランプなどを用いることができる。
加熱乾燥温度は、インクの樹脂粒子が融着され、かつ水分等の媒体が揮発する温度であることが好ましい。例えば、約100℃以上約200℃以下であることが好ましく、170℃以下であることがより好ましく、150℃以下であることがさらに好ましい。ここで、加熱乾燥工程における加熱乾燥温度とは、記録媒体に形成された画像等の表面温度を指す。加熱乾燥を施す時間は、特に限定されないが、例えば、30秒以上20分以下であることが好ましく、5分以上10分以下であることがより好ましい。
2.3 その他の工程
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、加熱乾燥工程の後に、印刷を行った記録媒体を水洗する工程、及び再度加熱乾燥を行う工程を備えていてもよい。水洗においては、必要に応じ、ソーピング処理として、記録媒体に定着されなかったインク等の成分を、熱石けん液等を用いて洗い流してもよい。
3.実施例
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以下「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。
3.1 白色インクジェットインク組成物の調製
下表1~下表3に示す含有量で各成分を混合し、室温にて2時間攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターを用いて濾過することで、各白色インクジェットインク組成物を得た。なお、下表1~下表3中に示すインク組成の含有量の単位は質量%であり、水はインクの全質量が100質量%となるように添加した。また、インク組成は固形分濃度で記載され、顔料微粒子については顔料濃度であり、樹脂微粒子については固形分濃度である。
また、顔料微粒子の中空樹脂分散体C,Dは、以下のように製造した。
<中空樹脂分散体Cの製造例>
(種粒子エマルジョンの合成)
撹拌機、温度計、冷却器、及び滴下ロートを備えた四つ口セパラブルフラスコに、脱イオン水726.0質量部、メチルメタクリレート5.0質量部、及びメタクリル酸0.1質量部を仕込み、撹拌しながら加温した。次に、セパラブルフラスコ内の内温が70℃になったところで、10質量%過硫酸アンモニウム水溶液1.0質量部を添加し、20分間80℃で加温した。
一方、メチルメタクリレート141.0質量部、メタクリル酸94.9質量部、アニオン性乳化剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンSF-20)5.0質量部、及び脱イオン水120.0質量部をホモディスパーで乳化させ、プレエマルジョンとした後、滴下ロートに投入した。
次に、セパラブルフラスコ内の内温を80℃に維持しながら、上記で得たプレエマルションを3時間かけて均一に滴下し、これと同時に10質量%過硫酸アンモニウム水溶液10.0質量部を3時間かけて均一に滴下した。滴下終了後、80℃で3時間熟成し、冷却後120メッシュのろ布を用いて濾過し、種粒子エマルジョンを得た。
(1段目重合)
撹拌機、温度計、冷却器、及び滴下ロートを備えた四つ口セパラブルフラスコに、脱イオン水188.2質量部を仕込み、上記で得た種粒子エマルジョン66.0質量部を滴下し、撹拌しながら80℃に加温した。一方、ブチルアクリレート2.4質量部、ブチルメタクリレート1.1質量部、メチルメタクリレート19.5質量部、メタクリル酸0.7
質量部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンSF-20)5.0質量部、及び脱イオン水55.3質量部をホモディスパーで乳化させ、プレエマルジョン1とした後、滴下ロートに投入した。
次に、セパラブルフラスコ内の内温を80℃に維持しながら、上記で得たプレエマルジョン1を30分間かけて均一に滴下し、これと同時に10質量%過硫酸ナトリウム水溶液1.2質量部を30分間かけて均一に滴下した。
(2段目重合)
スチレン60.1質量部、1,3-ジエチルベンゼン0.5質量部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンSF-20)5.0質量部、及び脱イオン水51.8質量部をホモディスパーで乳化させ、プレエマルジョン2とした後、滴下ロートに投入した。
次に、セパラブルフラスコ内の内温を80℃に維持しながら、プレエマルジョン1の滴下が終了してから1時間後に、上記で得たプレエマルジョン2を60分間かけて均一に滴下し、これと同時に10質量%過硫酸ナトリウム水溶液3.5質量部を60分間かけて均一に滴下した。
プレエマルジョン2の滴下終了後、種粒子を膨潤、溶解させるために、28質量%のアンモニア水7.5質量部を滴下し、80℃で1時間熟成した。冷却後120メッシュのろ布を用いて濾過し、中空樹脂分散体Cを得た。
<中空樹脂分散体Dの製造例>
上記中空樹脂分散体Cの製造例において、2段目重合におけるスチレンを20.5質量部とした以外は、上記中空樹脂分散体Cの製造例と同様にして得た。
<無機粒子分散体>
また、無機粒子分散体としては下記の市販品を用いた。
・二酸化チタンスラリー; NanoTek(R)Slurry(商品名、シーアイ化成社製、二酸化チタン固形分20質量%、平均粒子径250nm)
3.2 前処理剤の調製
下表4に示す含有量で各成分を混合し、室温にて2時間攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターを用いて濾過することで、各前処理剤を得た。なお、下表4中に示す前処理剤組成の含有量の単位は質量%であり、水は前処理剤の全質量が100質量%となるように添加した。また、前処理剤組成は固形分濃度で記載される。
Figure 2022154398000001
Figure 2022154398000002
Figure 2022154398000003
Figure 2022154398000004
上表1~上表4に示す各成分について、説明を補足する。
<白色インクジェットインク組成物>
〔顔料微粒子〕
・ROPAQUE HT1432(ダウケミカル社製商品名、スチレン-アクリル樹脂、Tg:123℃、粒子径500nm)
・SX868B(JSR社製商品名、スチレン-アクリル樹脂、Tg:109℃、粒子径500nm)
・分散体C(上記中空樹脂分散体Cの製造例により作製、スチレン-アクリル樹脂、Tg:131℃、粒子径700nm)
・分散体D(上記中空樹脂分散体Dの製造例により作製、スチレン-アクリル樹脂、Tg:124℃、粒子径280nm)
〔樹脂微粒子〕
・モビニール966A(日本合成化学社製商品名、固形分45質量%、Tg:-32℃)
・ボンタイターHUX-380(ADEKA社製商品名、Tg:-5℃~-35℃)
〔界面活性剤〕
・BYK348(ビックケミー・ジャパン社製商品名、シリコーン系界面活性剤)
〔架橋剤〕
・NBP-211(明成化学工業社製商品名、固形分40質量%、ブロックドイソシアネート系架橋剤、反応温度150℃以上)
・エポクロスK2010E(日本触媒化学工業社製商品名、オキサゾリン系架橋剤、反応温度80~100℃)
〔ワックス〕
・ハイテックE-9015(東邦化学工業社製商品名、ポリオレフィンワックス、融点137℃)
・ハイテックE-8237(東邦化学工業社製商品名、ポリオレフィンワックス、融点106℃)
<前処理剤>
〔定着剤〕
・モビニール966A(日本合成化学社製商品名、固形分45質量%、Tg:-32℃)
・ユニセンス104L(センカ社製商品名、ジメチルアミン-エピクロルヒドリン縮合物)
3.3 記録方法
被処理物の布帛として、hanes社製Tシャツ(黒色、綿100%)に上記で得られた各実施例・各比較例の前処理剤をA4サイズあたり15~20gとなるようにスプレーで塗布した後、ヒートプレス機(イツミ社製、AF-54TEN)にてプレス圧を4.2N/cmとなるように130℃で1分間乾燥し、25℃に戻して前処理済み布帛を得た。
記録装置として、ヘッド内にインク循環機構を有さないインクジェット装置と、ヘッド内にインク循環機構を有するインクジェット装置(ともに、セイコーエプソン社製SC-F2000の改造機)を用意した。上記で得られた各実施例・各比較例の白色インクジェットインク組成物を記録装置に充填し、それぞれ前記の前処理済み布帛に対して、各評価方法に記載の画像を印刷した。
3.4 評価方法
各実施例及び各比較例における、白色度、沈降性、耐擦性、吐出信頼性についての評価方法は以下のとおりである。
3.4.1 白色度
前記方法で前処理した布帛に、十分に撹拌して沈降を回復させた白インク組成物を、上表1~上表3に記載の各インク付着量でインクジェット塗布した後、コンベア乾燥炉(M&R社製:Economax_D コンベア乾燥炉)を用いて、150℃で5分間加熱乾燥処理を施した。その後、印刷布帛を水温25℃,2Lの水に浸して1回/2secの頻度で容器を振盪させて5分間洗浄してタオルで水分を除いた後、印刷布帛を150℃で5分間加熱乾燥処理を施した。その後、測色機(グレタグ社製、Spectrolino)を用いてLを測定し、下記判定基準により判定した。
〔判定基準〕
S:85≦L
A:70≦L<85
A-:60≦L<70
B:L<60
3.4.2 沈降性
十分に撹拌して沈降を回復させた各例の白インク組成物を、ガラス製のスクリュー管瓶(アズワン社製、ラボランスクリュー管瓶 No.8)に100mL注ぎ、ピペットを用いてインク液面から10mm下方にて5mLのインクを採取して試験前のサンプルとした。その後スクリュー管瓶を20℃環境に静置し、168h後に再度ピペットを用いてインク液面から10mm下方にて5mLのインクを採取し、試験後のサンプルとした。試験前と試験後のサンプルを十分に撹拌して沈降を回復させ、ピペットを用いてそれぞれ0.5mg採取し、1Lメスフラスコを用いて純水で希釈し、1Lの希釈液を作製し紫外可視分光光度計(商品名「V770 series」、日本分光株式会社製)を用いて吸光度(Abs)を測定した。続いて、下記式に沿って吸光度変化の百分率を計算し、下記判定基準により判定した。
吸光度変化の百分率:{(試験後のAbs)-(試験前のAbs)}/(試験前のAbs)×100
〔判定基準〕
A:-5%以上
B:-5%未満
3.4.3 耐擦性
上記記録装置を用いて、被処理物として上記前処理済み布帛の一方の面に、各例の白インク組成物を各例の塗布密度となるように吐出して20cm四方のベタ画像を印刷した。その後、コンベア乾燥炉(M&R社製:Economax_D コンベア乾燥炉)を用いて、150℃で10分間加熱乾燥処理を施し、25℃に戻して捺染物を得た。
次に、学振式摩擦堅牢性試験機(テスター産業社製、AB-301S)を用いて、綿白布で捺染物の画像上を荷重200gで20回摩擦した。そして、摩擦後の捺染物の画像を
目視で観察し、布帛からインクが剥離している領域の面積を、摩擦した領域の面積で除した割合を下記判定基準により判定した。
〔判定基準〕
S:剥離無し
A:剥離箇所は3割未満
A-:剥離箇所は3割以上7割未満
B:剥離箇所は7割以上
3.4.4 吐出信頼性
上記記録装置のカラーインクカートリッジに各例の白インク組成物を充填し、SC-F2000に内蔵のノズルチェック機能を用いてノズルチェック画像を透明PETフィルム上に印刷し、ノズルチェック画像が正常に印刷され、全ノズルで正常にインクが吐出していることを確認した後、自動ヘッドクリーニング機能をOFFに設定し、ヘッドノズルに乾燥防止キャップを装着しない状態で室温25℃相対湿度40%の環境に15min静置した。この間、循環流路を持つ記録装置では循環動作を実施した。更に、乾燥防止キャップを装着した状態で24h静置した。その後、再びノズルチェック画像を印刷してノズルチェック画像が印刷されていないノズル数を計数し、下記判定基準により判定した。
なお、ノズル抜けがあった場合、SC-F2000に内蔵のヘッドクリーニング機能を用いて回復動作を1回実施し、ノズルチェック画像を印刷してノズル抜け数を計数し、下記判定基準により判定した。
〔判定基準〕
S:ノズル抜けなし
A:ノズル抜けするが回復動作後にノズル抜けなし
B:ノズル抜けし、回復動作後もノズル抜けあり
3.5 評価結果
上表1~表3に、各実施例、各比較例の評価結果を示す。
所定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子と、所定量以上の特定樹脂粒子を含有する、各実施例では、いずれも発色性(白色度)と沈降性に優れていた。また、各実施例では、いずれも耐擦性に優れていた。
これに対し、各比較例では、発色性(白色度)と沈降性の両者を優れたものとすることができなかった。より具体的には、比較例1では、所定温度以上のガラス転移温度を有する中空樹脂粒子を含むものでなく、発色性(白色度)に劣った。比較例2では、特定樹脂粒子を所定量以上含有するものでなく、発色性(白色度)に劣った。比較例3では、特定樹脂粒子を含有するものでなく、発色性(白色度)に劣った。比較例4では、中空樹脂粒子でなく二酸化チタンを用いており、沈降性に劣った。
上述した実施形態から以下の内容が導き出される。
白色インクジェットインク組成物の一態様は、
中空樹脂粒子と、樹脂粒子と、水とを含有し、
前記中空樹脂粒子のガラス転移温度が、120℃以上であり、
前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなり、
前記樹脂粒子の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以上である。
上記白色インクジェットインク組成物の一態様において、
さらに水溶性有機溶剤として、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを15質量%
以下含有してもよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
さらに水溶性有機溶剤として、標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールを5質量%以上含有してもよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
前記中空樹脂粒子が、アクリル系樹脂を含むものであってよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂であってもよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
前記中空樹脂粒子の粒子径が400~1000nmであってよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
さらに、融点130℃以下の滑剤を含有してもよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
さらに、反応温度130℃以下の架橋剤を含有してもよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置に適用して用いるものであってよい。
上記白色インクジェットインク組成物のいずれかの態様において、
インクジェット捺染に用いられるものであってよい。
インクジェット記録方法の一態様は、
上記いずれかの態様の白色インクジェットインク組成物を、記録ヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程を含むものである。
上記インクジェット記録方法の一態様において、
前記記録媒体が布帛であり、カチオン性化合物で処理された布帛であってよい。
上記インクジェット記録方法のいずれかの態様において、
前記白色インク付着工程におけるインク塗布量が、30mg/inch以上であってよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成、を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…プリンター、2…記録媒体、3…インクジェットヘッド、4…キャリッジ、5…主走査機構、6…プラテンローラー、7a,7b,7c,7d,7e,7f…インクカートリッジ、8…タイミングベルト、9…モーター、10…ガイド軸、28…配線基板、30
…流路形成部、32…第1流路基板、34…第2流路基板、42…振動部、44…圧電素子、46…保護部材、48…筐体部、482…導入口、52…ノズルプレート、54…吸振体、61…供給路、63…連通路、65…循環液室、69…隔壁部、72…排出路、C…圧力室、R…液体貯留室、Ra,Rb…空間、Fa,Fb…表面、O…中心面、P1…第1部分、P2…第2部分、N…ノズル、L1…第1列、L2…第2列、n1…第1区間、n2…第2区間、d1…第1区間の内径、d2…第2区間の内径、Qa…ノズルの中心軸、Qb…連通路の中心軸、La,Lb,Lc…流路長、Da…排出路の深さ

Claims (13)

  1. 中空樹脂粒子と、樹脂粒子と、水とを含有し、
    前記中空樹脂粒子のガラス転移温度が、120℃以上であり、
    前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなり、
    前記樹脂粒子の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以上である、白色インクジェットインク組成物。
  2. さらに水溶性有機溶剤として、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを15質量%以下含有する、請求項1に記載の白色インクジェットインク組成物。
  3. さらに水溶性有機溶剤として、標準沸点が150℃以上270℃未満の多価アルコールを5質量%以上含有する、請求項1または請求項2に記載の白色インクジェットインク組成物。
  4. 前記中空樹脂粒子が、アクリル系樹脂を含む、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  5. 前記樹脂粒子が、アクリル系樹脂である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  6. 前記中空樹脂粒子の粒子径が400~1000nmである、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  7. さらに、融点130℃以下の滑剤を含有する、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  8. さらに、反応温度130℃以下の架橋剤を含有する、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  9. 循環路を有する記録ヘッドを備えた記録装置に適用して用いる、請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  10. インクジェット捺染に用いられる、請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物。
  11. 請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の白色インクジェットインク組成物を、記録ヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程を含む、インクジェット記録方法。
  12. 前記記録媒体が布帛であり、カチオン性化合物で処理された布帛である、請求項11に記載のインクジェット記録方法。
  13. 前記白色インク付着工程におけるインク塗布量が、30mg/inch以上である、請求項11または請求項12に記載のインクジェット記録方法。
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