JP2024025825A - インクジェット記録用水性インク - Google Patents

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Hirofumi Kuriki
俊一 東山
Shunichi Higashiyama
太郎 永野
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Abstract

【課題】 疎水性の記録媒体への濡れ性が良く、その表面でインク滴が広がり、少量で所定面積を埋めることが可能な、新たなインクジェット記録用水性インクを提供する。【解決手段】 本発明のインクジェット記録用水性インクは、界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、を含み、前記界面活性剤は、２０℃への水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上である、ことを特徴とする。【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録用水性インクに関する。
コート紙等への定着性に優れたインクジェット記録用水性インクとして、塩化ビニル－アクリル系共重合体を含む水性インクが提案されている（特許文献１）。
特開２０１４－１９８１１号公報
しかしながら、コート紙、プラスチック、フィルム等の疎水性の記録媒体への濡れ性が良く、その表面でインク滴が広がり、少量で所定面積を埋めることが可能な、新たなインクジェット記録用水性インクが求められている。
そこで、本発明は、疎水性の記録媒体への濡れ性が良く、その表面でインク滴が広がり、少量で所定面積を埋めることが可能な、新たなインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、
界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、を含み、
前記界面活性剤は、２０℃への水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上である、
ことを特徴とする。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、２０℃への水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％である、水にほとんど溶けない疎水性の界面活性剤を１質量％以上含むことで、疎水性の記録媒体への濡れ性が良く、その表面でインク滴が広がり、少量で所定面積を埋めることが可能である。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す模式図である。
本発明において、「２０℃の水への溶解度がＸ質量％である界面活性剤」とは、２０℃の水（１００－Ｘ）ｇに、Ｘｇ溶解する界面活性剤を意味する。例えば、「２０℃への水への溶解度が０．２質量％である界面活性剤」とは、２０℃の水９９．８ｇに、０．２ｇ溶解する界面活性剤を意味する。
本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）は、コート紙、プラスチック、フィルム、ＯＨＰシート等の疎水性の記録媒体へのインクジェット記録に好適に利用可能であるが、これに限定されるものではなく、例えば、普通紙、光沢紙、マット紙等の疎水性の記録媒体以外の記録媒体へのインクジェット記録にも利用可能である。本発明において、「コート紙」とは、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙等のパルプを主要な構成要素とした普通紙に、平滑性、白色度、光沢度等の向上を目的として、コート剤を塗布したものを言い、具体的には、上級コート紙、中級コート紙等があげられる。
本発明の水性インクについて説明する。本発明の水性インクは、界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、を含む。
前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％である、水にほとんど溶けない疎水性のものである。前記界面活性剤は、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤及びポリオキシエチレン系界面活性剤の少なくとも一方を含んでもよく、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、日信化学工業（株）製の「オルフィン（登録商標）Ｅ１００４」（アセチレングリコール系）及び「サーフィノール（登録商標）４４０」（アセチレングリコール系）；花王（株）製の「エマルゲン（登録商標）１０６」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル）及び「エマルゲン（登録商標）７０５」（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）；日油（株）製の「ノニオン Ｐ－２１０」（ポリオキシエチレンセチルエーテル）；川研ファインケミカル（株）製の「アセチレノール（登録商標）Ｅ４０」（アセチレングリコール系）；等があげられる。前記界面活性剤は、例えば、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．１質量％であってもよい。
前記水性インク全量における前記疎水性の界面活性剤の含有量は、１質量％以上である。前記水性インクは、前記疎水性の界面活性剤を１質量％以上含むことで、疎水性の記録媒体への濡れ性が良く、その表面でインク滴が広がり、少量で所定面積を埋めることが可能である。前記疎水性の界面活性剤の含有量の上限値は、特に限定されず、例えば、前記水性インク中に溶解している必要があることから、前記水溶性有機溶剤等の他の成分の配合量にもよるが、４質量％～５質量％程度である。
前記水性インクに含まれる界面活性剤は、前記疎水性の界面活性剤のみであってもよい。また、前記水性インクは、前記疎水性の界面活性剤に加え、さらに、前記疎水性の界面活性剤以外の界面活性剤を含んでもよい。
前記水溶性有機溶剤は、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、トリプロピレングリコール（以下、「ＴＰＧ」と言うことがある。）及びジエチレングリコール（以下、「ＤＥＧ」と言うことがある。）からなる群から選択される少なくとも一つを含む。これらの水溶性有機溶剤は、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における水性インクの乾燥を防止する湿潤剤として機能し得る。前記水性インク全量における前記水溶性有機溶剤の含有量は、例えば、１０質量％以上である。前記含有量の上限値は、特に限定されず、例えば、５０質量％以下、前記疎水性の界面活性剤を溶解させる観点からは、２０質量％～４０質量％である。
前記水溶性有機溶剤は、さらに、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、ＴＰＧ及びＤＥＧ以外の湿潤剤を含んでもよい。プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、ＴＰＧ及びＤＥＧ以外の湿潤剤は、特に限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ－ブチルアルコール、ｓｅｃ－ブチルアルコール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール等の低級アルコール；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトン等のケトン；ジアセトンアルコール等のケトアルコール；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル：ポリアルキレングリコール等のポリエーテル；プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、ＴＰＧ及びＤＥＧ以外のアルキレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール；２－ピロリドン；Ｎ－メチル－２－ピロリドン；１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン；等があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、ＴＰＧ及びＤＥＧ以外のアルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの湿潤剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
前記水溶性有機溶剤は、さらに、浸透剤を含んでもよい。前記浸透剤は、例えば、記録媒体上での乾燥速度を調整する。
前記浸透剤は、例えば、グリコールエーテルがあげられる。前記グリコールエーテルは、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、ジエチレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、ジエチレングリコール－ｎ－ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、トリエチレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、プロピレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、ジプロピレングリコール－ｎ－ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール－ｎ－プロピルエーテル及びトリプロピレングリコール－ｎ－ブチルエーテル等があげられる。また、前記浸透剤として、前記湿潤剤として例示した、エチルアルコール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類、少量のアセトン等も使用でき、これらは、前記湿潤剤及び前記浸透剤の双方として機能し得る。前記浸透剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
前記水性インク全量における前記浸透剤の含有量は、例えば、０質量％～２０質量％、０質量％～１５質量％、１質量％～６質量％である。
前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記水性インク全量における前記水の含有量は、例えば、１０質量％～９０質量％、２０質量％～８０質量％である。前記水の含有量は、例えば、他の成分の残部としてもよい。
前記水性インクは、さらに、樹脂微粒子を含んでもよい。前記樹脂微粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、－６０℃～１５０℃、２０℃～１００℃、７５℃以下である。前記樹脂微粒子は、例えば、樹脂エマルションに含まれるものであってもよい。前記樹脂エマルションは、例えば、前記樹脂微粒子と、分散媒（例えば、水等）とで構成されるものであり、前記樹脂微粒子は、前記分散媒に対して溶解状態ではなく、特定の粒子径を持って分散している。前記樹脂微粒子としては、例えば、アクリル酸系樹脂、マレイン酸系エステル樹脂、酢酸ビニル系樹脂、カーボネート型樹脂、ポリカーボネート型樹脂、スチレン系樹脂、エチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びこれらの共重合体樹脂等があげられる。前記樹脂微粒子は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリル酸系樹脂が好ましい。
前記樹脂エマルションとしては、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、ジャパンコーティングレジン（株）製の「モビニール（登録商標）６９６９Ｄ」（Ｔｇ：７１℃）、「モビニール（登録商標）５４５０」（Ｔｇ：５３℃）、「モビニール（登録商標）ＤＭ７７２」（Ｔｇ：２２℃）；昭和電工（株）製の「ポリゾール（登録商標）ＡＰ－３７７０」；第一工業製薬（株）製の「スーパーフレックス（登録商標）１５０」（Ｔｇ：４０℃）等があげられる。
前記樹脂微粒子の平均粒子径は、例えば、５ｎｍ～５００ｎｍ、２０ｎｍ～３００ｎｍ、３０ｎｍ～２００ｎｍである。前記平均粒子径は、例えば、（株）堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「ＬＢ－５５０」を用いて、算術平均径として測定可能である。
前記水性インク全量における前記樹脂微粒子の含有量は、例えば、０．１質量％～３０質量％、０．５質量％～２０質量％、１質量％～１０質量％である。前記樹脂微粒子は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
前記水性インクは、着色剤を含む有色インクであってもよいし、着色剤を含まない無色のインクであってもよい。前記有色インクにおいて、前記着色剤は、顔料又は染料のいずれであってもよい。また、前記着色剤として、顔料及び染料を混合して用いてもよい。
前記顔料は、特に限定されず、例えば、カーボンブラック、無機顔料及び有機顔料等があげられる。前記カーボンブラックとしては、例えば、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があげられる。前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄系無機顔料及びカーボンブラック系無機顔料等をあげることができる。前記有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料；フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、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、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料；塩基性染料型レーキ顔料、酸性染料型レーキ顔料等の染料レーキ顔料；ニトロ顔料：ニトロソ顔料；アニリンブラック昼光蛍光顔料；等があげられる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。これらの顔料の具体例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６及び７；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、５５、７４、７８、１５０、１５１、１５４、１８０、１８５及び１９４；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１及び４３；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、１２、１５、１６、４８、４８：１、５３：１、５７、５７：１、１１２、１２２、１２３、１３９、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７５、１７６、１７７、１７８、１８４、１８５、１９０、２０２、２０９、２２１、２２２、２２４及び２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９及び１９６；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、２２及び６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７及び３６；並びにこれらの顔料の固溶体等があげられる。本発明の水性インクは、前記顔料を分散剤で水に分散させたものであってもよい。前記分散剤としては、例えば、一般的な高分子分散剤（顔料分散用樹脂、樹脂分散剤）等を用いてよく、自家調製してもよい。また、本発明の水性インクにおいて、前記顔料は、高分子によりカプセル化されたものであってもよい。
前記顔料は、自己分散型顔料であってもよい。前記自己分散型顔料は、例えば、顔料粒子にカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等の親水性官能基及びこれらの塩の少なくとも一種が、直接又は他の基を介して化学結合により導入されていることによって、分散剤を使用しなくても水に分散可能なものである。前記自己分散型顔料は、例えば、特開平８－３４９８号公報、特表２０００－５１３３９６号公報、特表２００８－５２４４００号公報、特表２００９－５１５００７号公報、特表２０１１－５１５５３５号公報等に記載の方法によって顔料が処理されたものを用いることができる。前記自己分散型顔料の原料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。また、前記処理を行うのに適した顔料としては、例えば、三菱化学（株）製の「ＭＡ８」及び「ＭＡ１００」等のカーボンブラック等があげられる。前記自己分散型顔料は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、キャボット・コーポレーション社製の「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２００」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２５０Ｃ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２６０Ｍ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）２７０Ｙ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）３００」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４００」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４５０Ｃ」、「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４６５Ｍ」及び「ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ（登録商標）４７０Ｙ」；オリエント化学工業（株）製の「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ－２」及び「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ－３」；東洋インク製造（株）製の「ＬＩＯＪＥＴ（登録商標）ＷＤ ＢＬＡＣＫ ００２Ｃ」等があげられる。
前記水性インク全量における前記顔料の固形分含有量（顔料固形分量）は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度及び彩度等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、０．１質量％～２０質量％、１質量％～１５質量％、２質量％～１０質量％である。
前記染料は、特に限定されず、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料等があげられる。前記染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ、Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット、Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー、Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド、Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー、Ｃ．Ｉ．フードブラック、Ｃ．Ｉ．フードレッド、Ｃ．Ｉ．フードイエロー等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、２２、３１、３２、５１、６２、７１、７４、１０８、１１２、１１３、１４６、１５４、１６８及び１９５等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、６、１５、２２、２５、４１、７１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９及び２２６等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、２、４、９、１１、１７、２０、２３、２４、２８、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９及び２３０等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエローとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８、１１、１２、２４、２６、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１００、１１０、１３２、１４２及び１７３等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６及び６０等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレットとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット４７及び４８等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウンとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン１０９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーンとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３１、４８、５１、５２、６３、１１０、１１２、１１５、１１８及び１５６等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、７、９、１５、２２、２３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７８、８０、９０、９３、１００、１０２、１０４、１１７、１２０、１２７、１３８、１５８、１６１、１６７、２２０及び２３４等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３２、３５、３７、４２、５１、５２、８０、８３、８５、８７、８９、９２、９４、１０６、１１４、１１５、１３３、１３４、１４５、１５８、１８０、１９８、２４９、２５６、２６５、２８９、３１５及び３１７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドイエローとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、３、７、１１、１７、２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、６１、７１、７６、９８及び９９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７及び１９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレットとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２４、２５、２６、２８及び２９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４及び３７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレットとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット７、１４及び２７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー４、５、７、１３、１４、１５、１８、１９、２１、２６、２７、２９、３２、３８、４０、４４及び１００等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド７、１２、１３、１５、１７、２０、２３、２４、３１、４２、４５、４６及び５９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエローとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー２、３、１７、２５、３７及び４２等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．フードブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．フードブラック１及び２等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．フードレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．フードレッド８７、９２及び９４等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．フードイエローとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３等があげられる。
前記染料は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。前記水性インク全量における前記染料の含有量は、例えば、０．１質量％～２０質量％、１質量％～１５質量％、２質量％～１０質量％である。
前記水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。
前記水性インクは、例えば、前記界面活性剤と、前記水溶性有機溶剤と、前記水と、必要に応じて他の添加成分とを、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去することにより調製できる。
つぎに、本発明の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ついて説明する。
本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部及びインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、本発明のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とする。後述のように、本発明のインクジェット記録装置は、さらに、前記インクによる記録部分を乾燥させる乾燥手段を含んでもよい。
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録する記録工程を含み、前記記録工程において、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。本発明のインクジェット記録方法は、さらに、前記記録媒体の記録部分を乾燥する乾燥手段を用いて、前記水性インクを前記記録媒体に定着させる定着工程を含んでもよい。
本発明のインクジェット記録方法は、例えば、本発明のインクジェット記録装置を用いて実施可能である。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。
図１の模式図に、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す。図１に示すように、このインクジェット記録装置１００は、給紙トレイ１０１、ローラ等の搬送機構（図示せず）、記録機構１０２Ａ及び１０２Ｂ、プラテン１０３、乾燥手段１０４、排紙トレイ１０５、並びに、インクカートリッジ又はインクタンク等のインク収容部（図示せず）を備えている。給紙トレイ１０１は、積層された複数の記録媒体（例えば、コート紙）Ｐを支持可能である。
前記記録機構は、キャリッジ１０２Ａと、インクジェットヘッド（インク吐出手段）１０２Ｂと、を備えている。キャリッジ１０２Ａは、記録媒体Ｐの搬送方向と垂直に延設された２本のガイドレール（図示せず）に支持されている。前記２本のガイドレールは、インクジェット記録装置１００の筐体（図示せず）に支持されている。キャリッジ１０２Ｂは、前記２本のガイドレールに設けられた公知のベルト機構（図示せず）に連結されている。このベルト機構は、キャリッジモータ（図示せず）によって駆動される。前記ベルト機構に連結されたキャリッジ１０２Ａは、前記キャリッジモータの駆動によって、記録媒体Ｐの搬送方向と垂直方向に往復移動する。
また、キャリッジ１０２Ａからは、前記インク収容部及びインクジェットヘッド１０２Ｂを接続する４本のインクチューブ（図示せず）と、制御基板（図示せず）及びインクジェットヘッド１０２Ｂを電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル（図示せず）とが延出されている。前記４本のインクチューブは、前記インク収容部に収容されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の水性インクをインクジェットヘッド１０２Ｂに供給する。前記４色の水性インクのうちの少なくとも１つが、本発明のインクジェット記録用水性インクである。前記フレキシブルフラットケーブルは、前記制御基板から出力される制御信号をインクジェットヘッド１０２Ｂに伝達する。
インクジェットヘッド１０２Ｂは、図１に示すように、キャリッジ１０２Ａに搭載されている。インクジェットヘッド１０２Ｂの下面には、複数のノズル１０２Ｃが形成されている。複数のノズル１０２Ｃの先端は、キャリッジ１０２Ａ及びインクジェットヘッド１０２Ｂの下面から露出されている。インクジェットヘッド１０２Ｂは、前記インク収容部から前記インクチューブを介してインクジェットヘッド１０２Ｂに供給された水性インクを吐出する力を付与するためのアクチュエータ（図示せず）を有している。前記アクチュエータは、圧電素子方式、サーマルインク方式、静電吸引方式等、いかなる方式であってもよい。キャリッジ１０２Ａが記録媒体Ｐの搬送方向と垂直方向に往復移動する過程において、インクジェットヘッド１０２Ｂは、複数のノズル１０２Ｃから水性インクを微小なインク滴として吐出する。これにより、記録媒体Ｐに画像が記録される。プラテン１０３は、前記記録機構と対向するように配置されており、給紙トレイ１０１から搬送されてきた記録媒体Ｐを支持する。
乾燥手段１０４は、記録媒体Ｐの記録部分を加熱乾燥する。この乾燥時の温度は、乾燥手段１０４の設定変更により適宜調整可能であり、具体的には、例えば、２０℃～２００℃、５０℃～１００℃である。また、前記乾燥の時間も、乾燥手段１０４の設定変更により適宜調整可能であり、例えば、０秒を超えて３００秒以下、０．１秒～６０秒、１秒～６０秒である。乾燥手段１０４は、前記記録部分を乾燥可能なものであればいかなるものであってもよい。乾燥手段１０４としては、例えば、市販のドライヤー、赤外線ヒーター、オーブン、ベルトコンベアオーブン、アイロン、ホットプレス機等があげられ、ドライヤー、赤外線ヒーター、オーブン、ベルトコンベアオーブン等の記録媒体Ｐの記録部分に接触することなく前記記録部分を乾燥する非接触乾燥手段が好ましい。
記録・乾燥後の記録媒体Ｐは、排紙トレイ１０５へと搬送される。
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。
〔樹脂分散剤の調製〕
滴下漏斗、冷却器及び攪拌機を備えたフラスコに、窒素雰囲気下にて、Ｔｅｒａｔｈａｎｅ（登録商標）６５０（Ｉｎｖｉｓｔａ（Ｗｉｃｈｉｔａ，ＫＳ）製のポリエーテルジオール）１３５ｇ、２，２’－ジメチロールプロパン酸（ＤＭＰＡ）５４ｇ、スルホラン１３２ｇ及びジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）０．０６ｇを加え、混合しながら６０℃に加熱し、更に十分に混合した。この混合物に、ｍ－テトラメチレンキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）１６４ｇを滴下漏斗によって加え、滴下漏斗中の残存ＴＭＸＤＩをスルホラン１５ｇでフラスコ中にリンスした。温度を１００℃に上げ、イソシアネート含有率が１．３質量％以下に達するまで１００℃に維持した。つぎに、温度を６０℃まで下げ、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）１２．９ｇを５分に亘って滴下漏斗によって加え、滴下漏斗中の残存ＤＥＡをスルホラン５ｇでフラスコ中にリンスするまでの間、６０℃に維持した。さらに、温度を６０℃に１時間保持した後、３質量％水酸化カリウム水溶液３７６ｇを滴下漏斗によって１０分に亘って加え、さらに、脱イオン水５７０ｇを加えた。その後、６０℃に１時間維持し、室温に冷却して、固形分が２４質量％の樹脂分散剤を得た。
〔顔料分散液Ａの調製〕
前記樹脂分散剤を、水への溶解度を高め、水への溶解を容易にするために、水酸化カリウム又はアミンのいずれかで中和した。つぎに、高圧圧縮空気式Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒ（Ｍｏｄｅｌ Ｍ－１１０Ｙ、Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ ｏｆ Ｎｅｗｔｏｎ（Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）製）を用いて、カーボンブラックの含有量が約２７質量％であり、カーボンブラックの含有量（Ｐ）と、樹脂分散剤の含有量（Ｄ）との質量比が、Ｐ／Ｄ＝３の混合物を製造した。その後、最適媒体ミル粉砕条件のために、脱イオン水の添加によって、カーボンブラックの含有量を約２４質量％とし、４時間かけて粉砕した。粉砕後、脱イオン水を加え、十分に混合した。つぎに、不純物をろ過して取り除いた後、脱イオン水での希釈によって、カーボンブラックの含有量を１５質量％とすることにより、顔料分散液Ａを得た。
〔顔料分散液Ｂの調製〕
高圧圧縮空気式Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｚｅｒに代えて、Ｅｉｇｅｒ Ｍｉｎｉｍｉｌｌ（Ｍｏｄｅｌ Ｍ２５０，ＶＳＥ ＥＸＰ、Ｅｉｇｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｉｎｃ．（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）製）を用いたこと、カーボンブラックに代えて、フタロシアニン顔料を用いたこと以外は、顔料分散液Ａの調製と同様にして、顔料分散液Ｂを得た。
［実施例１～６、８～１１及び比較例１～６］
水性インク組成（表１又は表２）における、樹脂微粒子（樹脂エマルション）並びに顔料分散液Ａ及びＢを除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、樹脂エマルションを前記インク溶媒に加え、均一に混合した後、顔料分散液Ａ又はＢを、前記樹脂エマルションが混合されたインク溶媒に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、表１に示す実施例１～６、８～１１のインクジェット記録用水性インク及び表２に示す比較例１～６のインクジェット記録用水性インクを得た。
［実施例７］
水性インク組成（表１）における、樹脂微粒子（樹脂エマルション）及びＣ．Ｉ．アシッドレッド５２（アゾ染料）を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、樹脂エマルションを前記インク溶媒に加え、均一に混合した後、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２を、前記樹脂エマルションが混合されたインク溶媒に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、表１に示す実施例７のインクジェット記録用水性インクを得た。実施例７の水性インクは、着色剤として、染料を用いたものである。
［実施例１２］
水性インク組成（表１）における、樹脂微粒子（樹脂エマルション）を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、樹脂エマルションを前記インク溶媒に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、表１に示す実施例１２のインクジェット記録用水性インクを得た。実施例１２の水性インクは、着色剤を含まない無色のインク（クリアインク）である。
実施例１～１２及び比較例１～６の水性インクについて、（ａ）界面活性剤の溶解性評価、（ｂ）インク滴の広がり評価、（ｃ）用紙への定着性評価及び（ｄ）フィルムへの定着性評価を、下記方法により実施した。
（ａ）界面活性剤の溶解性評価
水性インク調製後のろ過フィルタを目視観察し、下記評価基準に従って評価した。
界面活性剤の溶解性評価 評価基準
Ｇ ：フィルタ上に溶け残りや凝集物が無かった。
ＮＧ：フィルタ上に溶け残りや凝集物があった。
（ｂ）インク滴の広がり評価
ブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタＭＦＣ－Ｊ４２２５Ｎを使用して、実施例及び比較例の水性インクを用いて、コート紙（王子製紙（株）製の「ＯＫトップコート＋」）に対して、６００ｄｐｉで、１ドット毎のインク量を変更（８～１０ｐＬ／ドット及び１２～１４ｐＬ／ドット）して画像を記録した。前記画像を目視観察し、下記評価基準に従って評価した。
インク滴の広がり評価 評価基準
ＡＡ：８～１０ｐＬ／ドットで記録した画像において、ドット間に隙間は無かった。
Ａ ：１２～１４ｐＬ／ドットで記録した画像において、ドット間に隙間は無かった。
Ｂ ：１２～１４ｐＬ／ドットで記録した画像において、ドット間に隙間があった。
（ｃ）用紙への定着性評価
前記インクジェットプリンタＭＦＣ－Ｊ４２２５Ｎを使用して、実施例及び比較例の水性インクを用いて、コート紙（王子製紙（株）製の「ＯＫトップコート＋」）に対して、６００ｄｐｉで、８～１０ｐＬ／ドットのインク量で画像を記録した。その後、記録物を、１００℃の雰囲気下で１分間乾燥させ、常温（約２０℃）まで冷却させた。冷却後、画像表面上を、０．２ＭＰａ又は０．１ＭＰａの圧力を加えた綿棒を約５０ｍｍ／秒の速度で動かし、用紙への水性インクの定着性を目視観察し、下記評価基準に従って評価した。
用紙への定着性評価 評価基準
ＡＡ：０．２ＭＰａの圧力でも綿棒に水性インクが付着することはなく、用紙に定着していた。
Ａ ：０．１ＭＰａの圧力では綿棒に水性インクが付着することはなく、用紙に定着していた。
Ｂ ：０．１ＭＰａの圧力で綿棒に水性インクが少量付着した。
（ｄ）フィルムへの定着性評価
コート紙（王子製紙（株）製の「ＯＫトップコート＋」）に代えて、市販のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いた以外は、前述の（ｃ）用紙への定着性評価と同様にして、フィルムへの水性インクの定着性を目視観察し、下記評価基準に従って評価した。
フィルムへの定着性評価 評価基準
ＡＡ：０．２ＭＰａの圧力でも綿棒に水性インクが付着することはなく、用紙に定着していた。
Ａ ：０．１ＭＰａの圧力では綿棒に水性インクが付着することはなく、用紙に定着していた。
Ｂ ：０．１ＭＰａの圧力で綿棒に水性インクが少量付着した。
実施例１～１２及び比較例１～６の水性インク組成及び評価結果を、表１及び表２に示す。
Figure 2024025825000001
Figure 2024025825000002
表１に示すとおり、実施例１～１２では、界面活性剤の溶解性、インク滴の広がり、用紙への定着性及びフィルムへの定着性の評価結果が良好であった。
一方、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％である界面活性剤に代えて、２０℃の水への溶解度が０．２質量％を超える界面活性剤を用いた比較例１～３では、インク滴の広がり、用紙への定着性及びフィルムへの定着性のいずれかの評価結果が悪かった。また、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％である界面活性剤に代えて、２０℃の水への溶解度が０．０５質量未満である界面活性剤を用いた比較例４では、界面活性剤の溶解性の評価結果が悪く、記録を行えず、インク滴の広がり、用紙への定着性及びフィルムへの定着性の評価を行えなかった。また、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％である界面活性剤の含有量を１質量％未満とした比較例５及び６では、インク滴の広がり及びフィルムへの定着性の評価結果が悪かった。
上記実施形態及び実施例の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載し得るが、以下には限定されない。
（付記１）
界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、を含み、
前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上である、
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
（付記２）
前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤及びポリオキシエチレン系界面活性剤の少なくとも一方を含む、付記１記載のインクジェット記録用水性インク。
（付記３）
前記水溶性有機溶剤が、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、トリプロピレングリコール及びジエチレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つを含む、付記１又は２記載のインクジェット記録用水性インク。
（付記４）
全量における前記水溶性有機溶剤の含有量が、１０質量％以上である、付記１～３のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インク。
（付記５）
さらに、樹脂微粒子を含む、付記１～４のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インク。
（付記６）
さらに、着色剤を含む、付記１～５のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インク。
（付記７）
界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、樹脂微粒子と、を含み、
前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上であり、
前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤を含み、
前記水溶性有機溶剤が、プロピレングリコールを含み、
全量における前記水溶性有機溶剤の含有量が、２０質量％以上である、
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
（付記８）
界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、樹脂微粒子と、を含み、
前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上であり、
前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤を含み、
前記水溶性有機溶剤が、１，３－ブタンジオールを含み、
全量における前記水溶性有機溶剤の含有量が、２０質量％以上である、
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
（付記９）
界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、樹脂微粒子と、を含み、
前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上であり、
前記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系界面活性剤を含み、
前記水溶性有機溶剤が、プロピレングリコールを含み、
全量における前記水溶性有機溶剤の含有量が、２０質量％以上である、
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
（付記１０）
界面活性剤と、水溶性有機溶剤と、水と、樹脂微粒子と、を含み、
前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
全量における前記界面活性剤の含有量が、１質量％以上であり、
前記界面活性剤が、ポリオキシエチレン系界面活性剤を含み、
前記水溶性有機溶剤が、１，３－ブタンジオールを含み、
全量における前記水溶性有機溶剤の含有量が、２０質量％以上である、
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
（付記１１）
インク収容部及びインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、
前記インク収容部に、付記１～１０のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インクが収容されている、
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
（付記１２）
さらに、前記インクによる記録部分を乾燥させる乾燥手段を含む、付記１１記載のインクジェット記録装置。
（付記１３）
記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録する記録工程を含み、
前記記録工程において、前記水性インクとして、付記１～１０のいずれかに記載のインクジェット記録用水性インクを用いる、
ことを特徴とするインクジェット記録方法。
（付記１４）
さらに、前記記録媒体の記録部分を乾燥する乾燥手段を用いて、前記水性インクを前記記録媒体に定着させる定着工程を含む、付記１３記載のインクジェット記録方法。
以上のように、本発明の水性インクは、疎水性の記録媒体への濡れ性が良く、その表面でインク滴が広がり、少量で所定面積を埋めることが可能である。本発明の水性インクの用途は、コート紙等の疎水性の記録媒体へのインクジェット記録に限定されず、普通紙、光沢紙、マット紙等の各種記録媒体へのインクジェット記録に広く適用可能である。
１００ インクジェット記録装置
１０１ 給紙トレイ
１０２Ａ キャリッジ
１０２Ｂ インクジェットヘッド（インク吐出手段）
１０２Ｃ ノズル
１０３ プラテン
１０４ 乾燥手段
１０５ 排紙トレイ

Claims (7)

  1. 界面活性剤（但し、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤の少なくとも一方を含む界面活性剤を除く）と、水溶性有機溶剤と、水と、を含み、
    前記界面活性剤は、少なくともポリオキシエチレン系界面活性剤を含み、
    前記界面活性剤は、２０℃の水への溶解度が０．０５質量％～０．２質量％であり、
    全量における前記界面活性剤の含有量が、２質量％～２．７質量％である、
    ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
  2. 前記界面活性剤として、さらにアセチレングリコール系界面活性剤を含む、請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
  3. 前記水溶性有機溶剤が、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、トリプロピレングリコール及びジエチレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項１又は２記載のインクジェット記録用水性インク。
  4. 全量における前記水溶性有機溶剤の含有量が、１０質量％以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク。
  5. さらに、樹脂微粒子を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク。
  6. さらに、着色剤を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク。
  7. 疎水性の記録媒体への記録に用いるための、請求項１～６のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インク。
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