JP2024065494A - インクジェットインク組成物、インクセット、記録方法、及び記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バイオ由来成分を用いつつ、耐擦性と間欠吐出安定性に優れるクリアインクを提供すること。【解決手段】水と、(メタ)アクリル樹脂と、ワックスエマルションと、を含有し、前記(メタ)アクリル樹脂が所定の要件を有し、水系のクリアインクである、インクジェットインク組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、インクジェットインク組成物、インクセット、記録方法、及び記録装置に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、吐出安定性等について種々の検討がなされている。例えば、特許文献1には、吐出安定性、印刷画像に滲み・濃淡ムラが少なく高発色で定着性・色再現性・光沢性に優れるインクを提供することを目的として、着色成分、樹脂微粒子、保湿剤、浸透剤、水を少なくとも含み、樹脂微粒子を構成する成分に少なくとも天然樹脂及び/または天然樹脂誘導体を含む水性インクが開示されている。
ところで、近年は、環境対応、特にCO2排出低減を考慮したバイオ由来のインク成分が検討されている。しかし、バイオ由来の成分に拘ると使用できる成分が制限されるため、インクに必要とされる特性が低下することがある。
本発明のインクジェットインク組成物は、水と、(メタ)アクリル樹脂と、ワックスエマルションと、を含有し、前記(メタ)アクリル樹脂が下記[1]~[6]の要件を有し、水系のクリアインクである。
[1]前記(メタ)アクリル樹脂が、(メタ)アクリル酸系モノマーを構成成分として90質量%以上含み、
前記(メタ)アクリル樹脂は、ポリマーブロックAとポリマーブロックBとを含むジブロックコポリマーであり、
前記(メタ)アクリル樹脂を構成するモノマーの50質量%以上が、植物材料由来のアルコールをエステル残基とする(メタ)アクリレートであり、
該(メタ)アクリレートが、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記(メタ)アクリル樹脂のバイオマス度が20%以上である。
[2]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックAは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、
前記ポリマーブロックAの数平均分子量が5000~30000であり、
前記ポリマーブロックAの分子量分布が1.0~1.6である。
[3]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックBは、(メタ)アクリル酸を構成成分として含み、
前記ポリマーブロックBの数平均分子量が1000~10000であり、
前記ポリマーブロックBの酸価が50~330mgKOH/gである。
[4]前記ポリマーブロックAのガラス転移点と、前記ポリマーブロックBのガラス転移点がともに70℃以上である。
[5]前記(メタ)アクリル樹脂の数平均分子量が10000~40000であり、
前記(メタ)アクリル樹脂の酸価が25~100mgKOH/gである。
[6]前記(メタ)アクリル樹脂のカルボキシル基がアルカリで中和されて水に乳化しており、
前記(メタ)アクリル樹脂の光散乱における数平均粒子径が10~300nmである。
[1]前記(メタ)アクリル樹脂が、(メタ)アクリル酸系モノマーを構成成分として90質量%以上含み、
前記(メタ)アクリル樹脂は、ポリマーブロックAとポリマーブロックBとを含むジブロックコポリマーであり、
前記(メタ)アクリル樹脂を構成するモノマーの50質量%以上が、植物材料由来のアルコールをエステル残基とする(メタ)アクリレートであり、
該(メタ)アクリレートが、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記(メタ)アクリル樹脂のバイオマス度が20%以上である。
[2]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックAは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、
前記ポリマーブロックAの数平均分子量が5000~30000であり、
前記ポリマーブロックAの分子量分布が1.0~1.6である。
[3]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックBは、(メタ)アクリル酸を構成成分として含み、
前記ポリマーブロックBの数平均分子量が1000~10000であり、
前記ポリマーブロックBの酸価が50~330mgKOH/gである。
[4]前記ポリマーブロックAのガラス転移点と、前記ポリマーブロックBのガラス転移点がともに70℃以上である。
[5]前記(メタ)アクリル樹脂の数平均分子量が10000~40000であり、
前記(メタ)アクリル樹脂の酸価が25~100mgKOH/gである。
[6]前記(メタ)アクリル樹脂のカルボキシル基がアルカリで中和されて水に乳化しており、
前記(メタ)アクリル樹脂の光散乱における数平均粒子径が10~300nmである。
本発明のインクセットは、クリアインクとカラーインクとを備え、クリアインクが、上記インクジェットインク組成物である。
本発明の記録方法は、上記インクジェットインク組成物を、インクジェット法により、記録媒体に対して吐出する吐出工程を有する。
本発明の記録装置は、上記インクジェットインク組成物を、記録媒体に対して吐出するインクジェットヘッドを有する。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
1.クリアインク
本実施形態のインクジェットインク組成物(以下、単に「クリアインク」ともいう。)は、水と、(メタ)アクリル樹脂と、ワックスエマルションと、を含有し、前記(メタ)アクリル樹脂が下記[1]~[6]の要件を有し、水系のクリアインクである。
[1]前記(メタ)アクリル樹脂が、(メタ)アクリル酸系モノマーを構成成分として90質量%以上含み、
前記(メタ)アクリル樹脂は、ポリマーブロックAとポリマーブロックBとを含むジブロックコポリマーであり、
前記(メタ)アクリル樹脂を構成するモノマーの50質量%以上が、植物材料由来のアルコールをエステル残基とする(メタ)アクリレートであり、
該(メタ)アクリレートが、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記(メタ)アクリル樹脂のバイオマス度が20%以上である。
[2]前記(メタ)アクリル樹脂の前記ポリマーブロックAは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、
前記ポリマーブロックAの数平均分子量が5000~30000であり、
前記ポリマーブロックAの分子量分布が1.0~1.6である。
[3]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックBは、(メタ)アクリル酸を構成成分として含み、
前記ポリマーブロックBの数平均分子量が1000~10000であり、
前記ポリマーブロックBの酸価が50~330mgKOH/gである。
[4]前記ポリマーブロックAのガラス転移点と、前記ポリマーブロックBのガラス転移点がともに70℃以上である。
[5]前記(メタ)アクリル樹脂の数平均分子量が10000~40000であり、
前記(メタ)アクリル樹脂の酸価が25~100mgKOH/gである。
[6]前記(メタ)アクリル樹脂のカルボキシル基がアルカリで中和されて水に乳化しており、
前記(メタ)アクリル樹脂の光散乱における数平均粒子径が10~300nmである。
本実施形態のインクジェットインク組成物(以下、単に「クリアインク」ともいう。)は、水と、(メタ)アクリル樹脂と、ワックスエマルションと、を含有し、前記(メタ)アクリル樹脂が下記[1]~[6]の要件を有し、水系のクリアインクである。
[1]前記(メタ)アクリル樹脂が、(メタ)アクリル酸系モノマーを構成成分として90質量%以上含み、
前記(メタ)アクリル樹脂は、ポリマーブロックAとポリマーブロックBとを含むジブロックコポリマーであり、
前記(メタ)アクリル樹脂を構成するモノマーの50質量%以上が、植物材料由来のアルコールをエステル残基とする(メタ)アクリレートであり、
該(メタ)アクリレートが、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記(メタ)アクリル樹脂のバイオマス度が20%以上である。
[2]前記(メタ)アクリル樹脂の前記ポリマーブロックAは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、
前記ポリマーブロックAの数平均分子量が5000~30000であり、
前記ポリマーブロックAの分子量分布が1.0~1.6である。
[3]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックBは、(メタ)アクリル酸を構成成分として含み、
前記ポリマーブロックBの数平均分子量が1000~10000であり、
前記ポリマーブロックBの酸価が50~330mgKOH/gである。
[4]前記ポリマーブロックAのガラス転移点と、前記ポリマーブロックBのガラス転移点がともに70℃以上である。
[5]前記(メタ)アクリル樹脂の数平均分子量が10000~40000であり、
前記(メタ)アクリル樹脂の酸価が25~100mgKOH/gである。
[6]前記(メタ)アクリル樹脂のカルボキシル基がアルカリで中和されて水に乳化しており、
前記(メタ)アクリル樹脂の光散乱における数平均粒子径が10~300nmである。
「クリアインク」とは、記録媒体に着色するために用いるインクではなく、その他の目的で用いるインクである。クリアインクは、色材を実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、例えば、クリアインクに含まれる色材の含有量が、クリアインクの総量に対して、好ましくは、0.5質量%以下であり、0.1質量%以下であり、0.01質量%以下である。検出限界以下や、0質量%でもよい。
なお、クリアインクのその他の目的は、特に限定されないが、例えば、記録媒体の光沢度の調整や、記録物の耐擦性などの特性の向上や、カラーインクの定着性、発色性を向上などが挙げられる。
バイオ由来の成分に拘ると使用できる成分が制限されるため、インクに必要とされる特性が低下することがある。これに対して、本実施形態においては、上記(メタ)アクリル樹脂とワックスエマルションを併用する。
上記(メタ)アクリル樹脂はバイオ由来でありながら、比較的に耐擦性に優れた記録物を与えることができる。さらにこれに加えてワックスエマルションを併用することで、記録物に滑性が付与され、耐擦性がさらに向上する。これにより、実用に耐えうる耐擦性を実現できる。
また、バイオマス樹脂はバイオ由来の化合物を原料として用いるという構造上の制限から、インクの粘度がやや高くなる傾向があり、間欠吐出安定性が低下する傾向にある。これに対して、上記(メタ)アクリル樹脂は、間欠吐出安定性を低下させにくい。
以下、本実施形態のインク組成物に含まれる各成分について詳説する。
1.1.(メタ)アクリル樹脂(バイオマス樹脂)
クリアインクには、(メタ)アクリル酸系モノマーを90質量%以上構成成分とする(メタ)アクリル樹脂を含有する。さらに、その(メタ)アクリル酸系モノマーのうち50質量%以上は、植物由来のアルコールをエステル残基とするバイオマス由来の(メタ)アクリレートである。CO2排出低減とCO2循環の観点及びバイオマス度が大きければ大きいほど、環境負荷低減に効果があり、80質量%以上であることが好ましい。なお、その範囲内で石油由来のアルコールをエステル残基とする任意の(メタ)アクリレートを構成成分とすることができる。
クリアインクには、(メタ)アクリル酸系モノマーを90質量%以上構成成分とする(メタ)アクリル樹脂を含有する。さらに、その(メタ)アクリル酸系モノマーのうち50質量%以上は、植物由来のアルコールをエステル残基とするバイオマス由来の(メタ)アクリレートである。CO2排出低減とCO2循環の観点及びバイオマス度が大きければ大きいほど、環境負荷低減に効果があり、80質量%以上であることが好ましい。なお、その範囲内で石油由来のアルコールをエステル残基とする任意の(メタ)アクリレートを構成成分とすることができる。
さらに、そのバイオマス由来の(メタ)アクリレートのうち、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる1種以上を含む構成であることを特徴とする。エチル(メタ)アクリレートは、エタノールをエステル残基とし、該エタノールはデンプンや糖を分解して得られたり、発酵によって得られたりするバイオマスである植物由来のアルコールである。テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートは、テトラヒドロフルフリルアルコールをエステル残基とし、テトラヒドロフルフリルアルコールはトウモロコシなどから得られるフラン誘導体を変性して得られるバイオマスである植物由来のアルコールである。イソボルニル(メタ)アクリレートは、イソボルネオールをエステル残基とし、イソボルネオールは、松脂や松精油から得られたα-ピネンを異性化してカンフェンとし、さらに変性したバイオマスである植物由来のアルコールである。
これらの(メタ)アクリレート、さらには他のバイオマス由来のアルコールをエステル残基とする(メタ)アクリレートを構成成分とし、(メタ)アクリル樹脂には、バイオマス由来の(メタ)アクリレートから換算されるバイオマス度として、20%以上であることを特徴する。CO2排出低減とCO2循環の観点及びバイオマス度が大きければ大きいほど、環境負荷低減に効果があり、バイオマス度50%以上であることが好ましい。
(メタ)アクリル樹脂の構造としては、ポリマーブロックAとポリマーブロックBのポリマーブロックからなるジブロックポリマーである。ポリマーブロックAは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、数平均分子量が5000~30000であり、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が1.0~1.6であり、且つ、ガラス転移点が70℃以上であることを特徴とする。なお、分子量は、ゲルパークロマトグラフによるポリスチレン換算の分子量である。実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、且つ、その分子量が前記の分子量であることにより、クリアインクの皮膜とした場合、基材への密着性、耐水性、耐擦過性、耐アルコール性等の皮膜特性に寄与するポリマーブロックである。
ポリマーブロックAの数平均分子量は、5000~30000である。5000未満では、分子量が小さすぎて上記の皮膜特性が得られない場合があり、30000より大きいと、該(メタ)アクリル樹脂は粒子として水に分散、乳化されるが、その粒子径が大きくなりすぎたり、分散、乳化が不安定になったりする場合がある。その密着性等の皮膜性能と分散・乳化の安定性をより確保するためには、数平均分子量として6000~20000が好ましい。
ポリマーブロックAの分子量分布は、1.0~1.6であり、分子量が揃ったポリマーであることを特徴とする。その範囲内であることで、前記した分子量範囲外の分子量が小さいポリマー鎖や大きいポリマー鎖を有せず、皮膜特性を維持、向上させることができる。
ポリマーブロックAのガラス転移点は、70℃以上である。ガラス転移点を高くすることで、皮膜は硬質であり、皮膜物性の耐擦過性の向上が図れる。より好ましくは80℃以上である。
ポリマーブロックBは、構成成分として(メタ)アクリル酸を構成成分として含み、その数平均分子量が1000~10000であり、(メタ)アクリル酸由来の酸価が50~330mgKOH/gであるポリマーブロックである。(メタ)アクリル酸由来のカルボキシル基を有することから、このカルボキシル基をアルカリで中和することで、このポリマーブロックBは水に溶解するポリマーブロックとなる。ポリマーブロックAは水に実質的に溶解しないので、水中では粒子となり、この中和されたポリマーブロックBが水に溶解して、(メタ)アクリル樹脂を粒子として水に非常に安定に分散・乳化することができる。また、安定な分散・乳化状態であることから、インクジェットインクの吐出安定性を高めることができる。さらに、水に溶解するポリマーブロックであることから、乾燥したとしても、アルカリ水や有機溶剤水溶液などの洗浄液を用いることで、再度溶解することができ、ヘッドの乾燥を防止することができ、また、インクやラベルのリサイクルとして脱墨することができる。また、カルボキシル基が基材との水素結合、イオン結合などの結合で密着性を向上させる働きを有する。
ポリマーブロックBの数平均分子量は、1000~10000である。1000未満では、分子量が小さすぎてポリマーブロックAの水への分散・乳化の安定性が足りない場合があり、10000より大きいと、水に溶解しているポリマーブロックの分子量が大きすぎてしまい、インクの粘度が高くなってしまい、さらには、吐出が不良となる場合がある。特に好ましくは2000~8000である。
ポリマーブロックBの分子量分布は1.0~1.6であり、分子量が揃ったポリマーであることを特徴とする。その範囲内であることで、前記した分子量範囲外の分子量が小さいポリマー鎖や大きいポリマー鎖を有せず、より分散・乳化の安定性を高め、高粘度化防止とすることができる。
ポリマーブロックBのガラス転移点は、70℃以上である。ポリマーブロックAと同様に、ガラス転移点を高くすることで、皮膜は硬質であり、皮膜物性の耐擦過性の向上が図れる。より好ましくは80℃以上である。
(メタ)アクリル樹脂は前記したポリマーブロックAとポリマーブロックBを有するジブロックポリマーであり、(メタ)アクリル樹脂全体の数平均分子量は、前記したそれぞれのポリマーブロックの分子量の範囲を有して、10000~40000である。10000未満であると、分子量が小さいために、密着性、耐擦過性等の皮膜性能を達成できない場合があり、40000以上であると、分子量が大きいために、分散・乳化が不安定になったり、分散・乳化時の粒子径が大きくなってしまったり、粘度が高くなってしまったりする場合がある。特に好ましくは12000~30000である。
また、(メタ)アクリル樹脂はポリマーブロックB由来のカルボキシル基を有することから、(メタ)アクリル樹脂の酸価は、前記したポリマーブロックBの酸価の範囲を有して、25~100mgKOH/gである。25mgKOH/gより小さいと、水に溶解する部分が少なくなり、分散・乳化の安定性が取れなくなったり、粒子径が大きくなってしまったりする場合がある。100mgKOH/gより大きいと、親水性の高いカルボキシル基を多く含有することになってしまい、皮膜の耐水性、耐アルコール性が劣ってしまう場合がある。特に好ましくは、酸価は30~80mgKOH/gである。
クリアインクに使用されるポリマーは前記した(メタ)アクリル樹脂であり、その構成成分である(メタ)アクリル酸由来のカルボキシル基をアルカリで中和することで、カルボキシル基がイオン化してポリマーブロックBが水に溶解し、(メタ)アクリル樹脂を水に乳化することができる。クリアインクに使用される(メタ)アクリル樹脂は水に乳化していることを特徴とし、さらに、その乳化における(メタ)アクリル樹脂の光散乱における数平均粒子径は10~300nmであることを特徴とする。10nm未満では(メタ)アクリル樹脂が粒子を形成せず、溶解状態となって、インクの粘度が高くなる場合があるし、300nmより大きいとインクジェットのヘッドにつまりが生じる場合がある。特に好ましくは40~200nmである。使用されるアルカリとしては、特に限定はなく、アンモニア;トリエチルアミンやジメチルアミノエタノールなどの有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物などが1種以上用いられる。
上記の(メタ)アクリル樹脂を構成する(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマーの何れも用いることができ、特にメタクリル酸系モノマーが、密着性などが特に優れ好ましい。つまり上記の各(メタ)アクリレートの中でも特にメタクリレートが好ましい。
1.2.樹脂
1.2.1 非バイオマス樹脂
クリアインクは、さらに公知の樹脂を含んでいてもよい。公知の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、PET樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、PBT樹脂、PPS樹脂、PSU樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂およびこれらの共重合体などが挙げられる。樹脂は、エマルションであってもよい。水やインク溶剤に一部またはすべて溶解している状態でもよい。このような樹脂を用いることで、塗膜の密着性や耐擦性を一層向上させることができる。
さらに好ましくはエマルジョンがよい。このような樹脂を用いることにより、インクの粘度がより低下し、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.1 非バイオマス樹脂
クリアインクは、さらに公知の樹脂を含んでいてもよい。公知の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、PET樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、PBT樹脂、PPS樹脂、PSU樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂およびこれらの共重合体などが挙げられる。樹脂は、エマルションであってもよい。水やインク溶剤に一部またはすべて溶解している状態でもよい。このような樹脂を用いることで、塗膜の密着性や耐擦性を一層向上させることができる。
さらに好ましくはエマルジョンがよい。このような樹脂を用いることにより、インクの粘度がより低下し、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.2 バイオマス樹脂
クリアインクは、さらに公知のバイオマス樹脂を含んでいてもよい。公知のバイオマス樹脂としては、松脂、漆、琥珀、天然ゴム、シェラック、ゼラチン、べっ甲またはカゼインなどが挙げられる。
クリアインクは、さらに公知のバイオマス樹脂を含んでいてもよい。公知のバイオマス樹脂としては、松脂、漆、琥珀、天然ゴム、シェラック、ゼラチン、べっ甲またはカゼインなどが挙げられる。
ウレタン樹脂としては、分子中にウレタン結合を有する樹脂であれば特に限定されず、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、及び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が挙げられる。環境対応の観点では、バイオベースのウレタン樹脂が好ましい。
アクリル樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸樹脂、アクリル酸エステル樹脂、アクリル酸-アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、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が挙げられる。CO2排出低減の観点では、バイオベースのウレタン樹脂が好ましい。アクリル樹脂はメタクリル樹脂を包含する意味である。
クリアインクが樹脂を含む場合、樹脂の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、0.1~5.0質量%であり、0.1~4.0質量%であり、0.1~3.0質量%であり、0.1~2.0質量%であり、0.1~1.0質量%である。
1.3.ワックスエマルション
ワックスエマルションとしては、特に限定されないが、例えば、パラフィンワックスエマルション、ポリオレフィンワックスエマルションなどが挙げられる。
ワックスとしては、石油ワックス、動植物ワックス、植物ワックス、等が挙げられる。
石油ワックスとしては、ポリエチレンワックスエマルジョン、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等が挙げられる。
ワックスエマルションとしては、特に限定されないが、例えば、パラフィンワックスエマルション、ポリオレフィンワックスエマルションなどが挙げられる。
ワックスとしては、石油ワックス、動植物ワックス、植物ワックス、等が挙げられる。
石油ワックスとしては、ポリエチレンワックスエマルジョン、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等が挙げられる。
動物植物ワックスとしては、ラノリン、みつろう等を挙げることができる。
なかでも植物系ワックス類が好ましく、アボガド油、アマニ油、アーモンド油、ウイキョウ油、エゴマ油、オリーブ油 、オレンジ油、オレンジラファー油、カカオ脂、カミツレ油、カロット油、キューカンバー油、キョウニン油、ククイナッツ油、クルミ油、コムギ胚芽油、ゴマ油、コメ油、コメ糠油、サザンカ油、サフラワー油、サラダ油、シア脂、大豆油、茶油、月見草油、ツバキ 油、トウモロコシ油、菜種油、パーシック油、ベニバナ油、ヒマシ油、ヒマワリ油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、マカデミアナッツ油、綿実油、メドウフォーム油、落花生油、ローズヒップ油、タートル油、カカオ脂、パーム油、パーム核油 、モクロウ、ヤシ油、又はこれら油脂類の水素添加物又はその誘導体などから作成されるワックスが挙げられる。カルナバワックスもあげられる。
ワックスエマルションを含むことにより、記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。本明細書において、「ワックスエマルション」とは、主に、界面活性剤を使用して、固体ワックス粒子を水中に分散させたものを意味する。
ワックスエマルションを含むことにより、記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。本明細書において、「ワックスエマルション」とは、主に、界面活性剤を使用して、固体ワックス粒子を水中に分散させたものを意味する。
本明細書における「パラフィンワックス」とは、いわゆる石油系ワックスを意味し、炭素数20~30程度の直鎖状のパラフィン系炭化水素(ノルマル・パラフィン)を主成分とし、少量のイソ(iso)・パラフィンを含む重量平均分子量300~500程度の炭化水素の混合物を意味する。
また、ポリオレフィンワックスエマルションとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンワックスエマルションやポリプロピレンワックスエマルションが挙げられる。
ワックスエマルションの固形分含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、0.1~5.0質量%であり、0.3~4.0質量%であり、0.3~3.0質量%であり、0.5~2.5質量%であり、0.6~1.9質量%である。ワックスエマルションの固形分含有量が上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。
1.4.シリコーンアクリル樹脂
クリアインクは、シリコーンアクリル樹脂をさらに含むことが好ましい。シリコーンアクリル樹脂を含むことにより、耐擦性がより向上するほか、耐ブロッキング性がより向上する傾向にある。シリコーン-アクリル樹脂を構成するアクリル樹脂の成分は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂を包含する意味である。
クリアインクは、シリコーンアクリル樹脂をさらに含むことが好ましい。シリコーンアクリル樹脂を含むことにより、耐擦性がより向上するほか、耐ブロッキング性がより向上する傾向にある。シリコーン-アクリル樹脂を構成するアクリル樹脂の成分は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂を包含する意味である。
シリコーンアクリル樹脂としては、(メタ)アクリルモノマーとジアルキルシロキサンモノマーの(グラフト)共重合体、アクリル・シリコーン共重合体、アクリル変性オルガノポリシロキサン、アクリル酸-シリコーン共重合体、シリコーン変性(メタ)アクリルポリマー、(メタ)アクリル酸エステルをグラフト共重合してなるポリオルガノシロキサンが挙げられる。
シリコーンアクリル樹脂は、エマルションであってもよい。この場合、シリコーンアクリル樹脂の平均粒子径は、好ましくは、50~600nmであり、100~500nmであり、150~400nmであり、200~400nmである。シリコーンアクリル樹脂の平均粒子径が上記範囲であることにより、耐擦性や耐ブロッキング性がより向上する傾向にある。
シリコーンアクリル樹脂は、アニオン性、カチオン性、又はノニオン性であってもよい。このなかでも、限られるものではないがアニオン性であることが好ましい。これにより、分散安定性がより向上する傾向にある。
シリコーンアクリル樹脂の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、0.1~3.0質量%であり、0.2~2.0質量%であり、0.3~1.0質量%である。シリコーンアクリル樹脂の含有量が上記範囲であることにより、耐擦性や耐ブロッキング性がより向上する傾向にある。
1.5.水
本実施形態のクリアインクは水系インクである。水系インクは主要な溶媒成分として水を含有するインクである。クリアインクにおける水の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、50質量%以上である。さらに好ましくは、53~99質量%であり、55~90質量%であり、60~85質量%であり、65~80質量%である。
本実施形態のクリアインクは水系インクである。水系インクは主要な溶媒成分として水を含有するインクである。クリアインクにおける水の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、50質量%以上である。さらに好ましくは、53~99質量%であり、55~90質量%であり、60~85質量%であり、65~80質量%である。
1.6.水溶性有機溶剤
本実施形態のインク組成物は、水溶性有機溶剤を含むことが好ましい。インク組成物が水溶性有機溶剤を含むことにより、間欠吐出安定性や耐擦性がより向上する傾向にある。
本実施形態のインク組成物は、水溶性有機溶剤を含むことが好ましい。インク組成物が水溶性有機溶剤を含むことにより、間欠吐出安定性や耐擦性がより向上する傾向にある。
有機溶剤としては、特に限定されないが水に溶ける水溶性有機溶剤が好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ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、ペンタメチレングリコール、トリメチレングリコール、2-ブテン-1、4-ジオール、2-エチル-1、3-ヘキサンジオール、2-メチル-2、4-ペンタンジオール、トリプロピレングリコール、Mnが2,000以下のポリエチレングリコール、1、3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、2-ピロリドン、N-ヒドロキシメチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、グリコールエーテル(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、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プロピルエーテル、ジ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-t-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1-メチル-1-メトキシブタノール、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノブチルエーテル等)、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(ソルフィット)及び炭素数4~8の脂肪族ジオール(1,2-ペンタンジオール及び1,2-ヘキサンジオール等の1,2-アルキルジオール並びに1,3-プロパンジオール、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、1,7-ヘプタンジオール及び1,8-オクタンジオール等の直鎖アルコール、1,3-ブタンジオール等の分岐鎖アルコール)等が挙げられる。
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)の少なくとも含むことが好ましい。これらを用いることにタイ目詰まり性がより向上する傾向にある。また、これら水溶性有機溶剤は、(メタ)アクリル樹脂などを水へ分散させる分散助剤としても機能し得るため、(メタ)アクリル樹脂のインク中での分散安定性がより向上しうる。
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)の総含有量は、(メタ)アクリル樹脂1重量部に対して、好ましくは、0.5~15重量部であり、0.7~5.0重量部であり、1.0~3.0重量部であり、1.5~2.0重量部である。また、1,4-ブタンジオール(14BG)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)の総含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、0.3~20質量%であり、1.0~10質量%である。
また、標準沸点が280℃超過のポリオール系有機溶剤の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、0.5質量%以下であり、0.3質量%以下であり、0.1質量%以下である。標準沸点が280℃超過のポリオール系有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、グリセリンなどが挙げられる。
水溶性有機溶剤は、バイオベースであることが好ましい。これにより、CO2排出低減をより考慮したクリアインクを調製できる。
水溶性有機溶剤の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、5.0~35質量%であり、10~30質量%であり、15~25質量%である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.7.界面活性剤
本実施形態のクリアインクは、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、シリコーン系界面活性剤が好ましい。このような界面活性剤を用いることにより、ピンホールが生じにくく、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
本実施形態のクリアインクは、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、シリコーン系界面活性剤が好ましい。このような界面活性剤を用いることにより、ピンホールが生じにくく、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
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、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール及び2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに2,4-ジメチル-5-デシン-4-オール及び2,4-ジメチル-5-デシン-4-オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上が好ましい。なお、アセチレングリコール系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。なお、フッ素系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。なお、シリコーン系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤として、市販されているものを用いることができる。例えば、旭化成工業のBELSILシリーズのDMC6038、OW1500、SPG128VPなど、東レ・ダウコーニング社のDOWSILシリーズの501WAdditive、FZ-2104Fluid、FZ-2110、FZ-2123、FZ-2164,FZ-2191,FZ-5609Fluid、L-7001、L-7002、L-7604、OFX-0309Fluid、OFX-5211Fluid、SF8410Fluid、OFX-0193Fluid、SH-3746Fluid、SH-3771Fluid、SH-8400Fluid、SH-8700Fluid、Y-7006など、日信化学工業のシルフェイスシリーズのSAG001、SAG002、SAG003、SAG005、SAG008、SAG009、SAG010、SAG014、SAG-503A、SJM002、SJM003、ビックケミー・ジャパン社のBYK-017、BYK-018、BYK-019、BYK-021、BYK-023、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-044、BYK-093、BYK-094、BYK-1610、BYK-1615、BYK-1650、BYK-1730、BYK-1770、BYK-1798等が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、インクの総量に対し、好ましくは、0.1~3.0質量%であり、0.1~2.0質量%であり、0.3~1.0質量%である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、ピンホールが生じにくく、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.8.pH調整剤
pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸等)、無機塩基(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等)、有機塩基(トリエタノールアミン(TEA)、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン)、有機酸(例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸等)等が挙げられる。このなかでも、有機塩基が好ましい。pH調整剤は、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。
pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸等)、無機塩基(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等)、有機塩基(トリエタノールアミン(TEA)、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン)、有機酸(例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸等)等が挙げられる。このなかでも、有機塩基が好ましい。pH調整剤は、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。
pH調整剤の含有量は、インクの総量に対し、好ましくは、0.01~1.0質量%であり、0.03~0.5質量%であり、0.05~0.3質量%である。pH調整剤の含有量が上記範囲内であることにより、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.9.キレート剤
インク組成物は、キレート剤をさらに含んでもよい。キレート剤としては、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)、エデト酸二塩、ピロリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、クエン酸、酒石酸、グルコン酸が挙げられる。キレート剤は、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。
インク組成物は、キレート剤をさらに含んでもよい。キレート剤としては、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)、エデト酸二塩、ピロリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、クエン酸、酒石酸、グルコン酸が挙げられる。キレート剤は、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。
キレート剤の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、0.01~1.0質量%であり、0.03~0.5質量%であり、0.05~0.3質量%である。キレート剤の含有量が上記範囲内であることにより、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.10.バイオマス度
例えば、日本資源有機協会は、10以上のバイオマス度を有する物品を認定し、環境訴求を行っている。
例えば、日本資源有機協会は、10以上のバイオマス度を有する物品を認定し、環境訴求を行っている。
クリアインクの乾燥固形分のバイオマス度は、好ましくは、10質量%以上であり、20質量%以上であり、30質量%以上であり、40質量%以上であり、50質量%以上である。また、クリアインクの乾燥固形分のバイオマス度の上限は、特に限定されないが、例えば、100質量%以下であり、90質量%以下であってもよい。クリアインクの乾燥固形分のバイオマス度が10質量%以上であることにより、環境適応性、特には、CO2排出低減を意識したインクを提供することができる。
クリアインクの乾燥固形分のバイオマス度は、クリアインクを十分に乾燥し、得られた乾燥物に対して、実施例に記載のバイオマス度の測定方法を適用することにより測定することができる。
1.11.表面張力
クリアインクの25℃における表面張力は、好ましくは、35mN/m以下であり、30mN/m未満であり、28mN/m以下である。また、クリアインクの25℃における表面張力の下限は、好ましくは、20mN/m以上である。表面張力が上記範囲内にあることにより、ピンホールが抑制され、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
クリアインクの25℃における表面張力は、好ましくは、35mN/m以下であり、30mN/m未満であり、28mN/m以下である。また、クリアインクの25℃における表面張力の下限は、好ましくは、20mN/m以上である。表面張力が上記範囲内にあることにより、ピンホールが抑制され、間欠吐出安定性がより向上する傾向にある。
なお、本実施形態において表面張力は、表面張力計(協和界面科学(株)製、表面張力計CBVP-Z等)を用いて、ウィルヘルミー法で液温25℃にて測定することができる。
2.インクセット
本実施形態のインクセットは、クリアインクとカラーインクとを備え、クリアインクが、上記インクジェットインク組成物である。インクセットはセットで記録に用いる2個以上のインクの組である。
本実施形態のインクセットは、クリアインクとカラーインクとを備え、クリアインクが、上記インクジェットインク組成物である。インクセットはセットで記録に用いる2個以上のインクの組である。
2.1.カラーインク
カラーインクは、記録媒体に着色するために用いるインクである。カラーインクとしては、色材を含むこと以外は、上記クリアインクに記載した成分と同様の成分を含んでもよく、その含有量についても、上記クリアインクに量と同範囲の量を適用してもよい。
カラーインクは、記録媒体に着色するために用いるインクである。カラーインクとしては、色材を含むこと以外は、上記クリアインクに記載した成分と同様の成分を含んでもよく、その含有量についても、上記クリアインクに量と同範囲の量を適用してもよい。
具体的には、カラーインクは、色材、樹脂、ワックスエマルション、界面活性剤、pH調整剤、キレート剤などを含んでいてもよい。また、カラーインクの樹脂は、バイオマス樹脂であっても非バイオマス樹脂であってもよく、上記(メタ)アクリル樹脂を含まなくてもよい。
カラーインクが含む色材としては、顔料又は染料が挙げられる。カラーインクは、限るものではないが、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクなどの何れかがあげられる。インクセットに2個以上のカラーインクを備えていても良い。
顔料としては、特に制限されないが、例えば、アゾ顔料(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を含む)、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、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)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等の有機顔料;カーボンブラック(例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等)、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等の無機顔料;炭酸カルシウム、タルク等の体質顔料等を用いることができる。顔料は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
染料としては、特に限定されないが、例えば、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応性染料、分散染料などが挙げられる。
色材の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは、好ましくは、0.5~10質量%であり、1.0~8.0質量%であり、1.5~6.0質量%であり、2.0~5.0質量%である。
3.記録方法
本実施形態の記録方法は、上記クリアインクを、インクジェット法により、記録媒体に対して吐出する吐出工程を有する。また、本実施形態の記録方法は、カラーインクを、インクジェット法により、記録媒体に対して吐出する吐出工程をさらに有してもよい。吐出工程においては、記録媒体にカラーインクを付着させてからクリアインクを付着させてもよいし、記録媒体にクリアインクを付着させてからカラーインクを付着させてもよいし、クリアインクとカラーインクを同時に付着させてもよい。このなかでも、クリアインクとカラーインクを記録媒体で重ねて付着させる態様が好ましい。
本実施形態の記録方法は、上記クリアインクを、インクジェット法により、記録媒体に対して吐出する吐出工程を有する。また、本実施形態の記録方法は、カラーインクを、インクジェット法により、記録媒体に対して吐出する吐出工程をさらに有してもよい。吐出工程においては、記録媒体にカラーインクを付着させてからクリアインクを付着させてもよいし、記録媒体にクリアインクを付着させてからカラーインクを付着させてもよいし、クリアインクとカラーインクを同時に付着させてもよい。このなかでも、クリアインクとカラーインクを記録媒体で重ねて付着させる態様が好ましい。
本実施形態の記録方法は、マルチパス式の記録方法又はワンパス式の記録方法であってもよい。
ワンパス式の記録方法では、例えば、ラインプリンタを用いることができる。ラインプリンタは、記録媒体の幅に相当する長さ以上の長さであるノズル列を有するインクジェットヘッド(以下「ラインヘッド」ともいう)を有する。そして、ラインヘッドと記録媒体とが幅方向と交差する走査方向に相対的に位置を移動しつつ、ラインヘッドから記録媒体にインクを吐出する。ラインプリンタでは、ラインヘッドは固定されて移動せず、記録媒体をラインヘッド化を通過させるように移動させてもよい。これにより、一回(ワンパス)のインクジェットヘッドと記録媒体との相対的な走査により、記録を行うことができる。
マルチパス式の記録方法では、例えば、シリアルプリンタを用いることができる。シリアルプリンタは、記録媒体の搬送方向と直交した方向に往復移動(シャトル移動)しながら、インクを吐出するインクジェットヘッド(以下「シリアルヘッド」ともいう)を有する。シリアルヘッドは、記録媒体の搬送方向と直交した方向に往復移動(シャトル移動)しながら、通常2パス以上(マルチパス)で記録を行う。
本実施形態の記録方法では、長尺な記録媒体を用いて、ロールトゥロール式で記録を行ってもよい。具体的には、ロール状の記録前の記録媒体から記録媒体が繰り出され、ラインヘッドで記録が行われ、そして、記録後の記録媒体がロール状に巻き取られることで、ロールトゥロール式による記録を実現できる。このようなロールトゥロール式では、上述したラインプリンタを用いることが好ましい。記録後にロール状に巻きとられた記録媒体では、ロール内でインクが付着した面と付着してない面が接触することになり、ブロッキングが生じやすい。
記録媒体は、吸収性記録媒体、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体を用いることができる。このなかでも、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体が好ましい。
ここで、「低吸収性記録媒体」は、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msecまでの水吸収量が5mL/m2以上10mL/m2以下である記録媒体をいい、「非吸収性記録媒体」は、水吸収量が5mL/m2未満である記録媒体をいう。
このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」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。
吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク組成物の浸透性が高い電子写真用紙などの普通紙、インクジェット用紙(シリカ粒子やアルミナ粒子から構成されたインク吸収層、あるいは、ポリビニルアルコール(PVA)やポリビニルピロリドン(PVP)等の親水性ポリマーから構成されたインク吸収層を備えたインクジェット専用紙)等が挙げられる。
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムやプレート;鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート;又はそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレスや真鋳等の合金のプレート;紙製の基材にポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムを接着(コーティング)した記録媒体等が挙げられる。
さらに上記の記録媒体以外にも、鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート、ガラスなどのインク非吸収性又は低吸収性の記録媒体を用いることもできる。
4.記録装置
本実施形態の記録装置は、記録媒体に対して上記クリアインク吐出するインクジェットヘッドを有し、必要に応じて、カラーインクを吐出するインクジェットヘッドを有してもよい。
本実施形態の記録装置は、記録媒体に対して上記クリアインク吐出するインクジェットヘッドを有し、必要に応じて、カラーインクを吐出するインクジェットヘッドを有してもよい。
インクジェット装置の一例として、図1に、シリアルプリンタの斜視図を示す。図1に示すように、シリアルプリンタ20は、搬送部220と、記録部230とを備えている。搬送部220は、シリアルプリンタに給送された記録媒体Fを記録部230へと搬送し、記録後の記録媒体をシリアルプリンタの外に排出する。具体的には、搬送部220は、各送りローラを有し、送られた記録媒体Fを副走査方向T1へ搬送する。
また、記録部230は、搬送部220から送られた記録媒体Fに対してインク組成物を吐出するノズルを有するインクジェットヘッド231を搭載するキャリッジ234と、キャリッジ234を記録媒体Fの主走査方向S1、S2に移動させるキャリッジ移動機構235を備える。
シリアルプリンタの場合には、インクジェットヘッド231として記録媒体の幅より小さい長さであるヘッドを備え、ヘッドが移動し、複数パス(マルチパス)で記録が行われる。また、シリアルプリンタでは、所定の方向に移動するキャリッジ234にヘッド231が搭載されており、キャリッジの移動に伴ってヘッドが移動することにより記録媒体F上にインク組成物を吐出する。これにより、2パス以上(マルチパス)で記録が行われる。なお、パスを主走査ともいう。パスとパスの間には記録媒体を搬送する副走査を行う。つまり主走査と副走査を交互に行う。
また、本実施形態のインクジェット装置は、上記シリアル方式のプリンタに限定されず、上述したライン方式のプリンタであってもよい。ライン方式のプリンタは、記録媒体の記録幅以上の長さを有するインクジェットヘッドであるラインヘッドを用いて、記録媒体に、1回の走査で記録を行うプリンタである。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
1.(メタ)アクリル樹脂の合成
1.1.合成例1((メタ)アクリル樹脂(ポリマーエマルション)E-1の製造)
攪拌装置、温度計、還流管、窒素導入管を装着した反応容器に、溶媒としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)236.3重量部、2-ヨード-2-シアノプロパン(CPI)2.3重量部、2,2-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(商品名「V-70」、富士フィルム和光純薬製)(V-70)3.7重量部、N-ヨードコハク酸イミド(NIS)0.1重量部、テトラヒドロフルフリルメタクリレート(THFMA)68.7重量部、イソボルニルメタクリレート(IBXMA)68.7重量部を仕込んだ。
1.1.合成例1((メタ)アクリル樹脂(ポリマーエマルション)E-1の製造)
攪拌装置、温度計、還流管、窒素導入管を装着した反応容器に、溶媒としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)236.3重量部、2-ヨード-2-シアノプロパン(CPI)2.3重量部、2,2-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(商品名「V-70」、富士フィルム和光純薬製)(V-70)3.7重量部、N-ヨードコハク酸イミド(NIS)0.1重量部、テトラヒドロフルフリルメタクリレート(THFMA)68.7重量部、イソボルニルメタクリレート(IBXMA)68.7重量部を仕込んだ。
なお、ここで、テトラヒドロフルフリルメタクリレート(THFMA)は、トウモロコシの芯から得られるフルフラールを水素化して得られるテトラヒドロフルフリルアルコールとメタクリル酸を反応して得られた、生物材料由来のアルコールのメタクリレートであり、バイオマス度は55.5%であった。
また、イソボルニルメタクリレート(IBXMA)は、松脂や松精油から得られたα-ピネンを異性化してカンフェンとメタクリル酸を反応して得られた、生物材料由来のアルコールのメタクリレートであり、バイオマス度は71.4%であった。
反応容器内の原料に対して窒素をバブリングしながら撹拌し、45℃で4時間重合してポリマー(ポリマーブロックA)を合成した。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分は37.4%であり、固形分に基づいて算出した重合転化率はほぼ100%であった。テトラヒドロフラン(THF)を展開溶媒とするGPCにより測定したポリマーブロックAのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は10000、分散度(PDI=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は1.2であった。以下、分子量はこの方法で測定した。このポリマーブロックAのガラス転移点(Tg)は、前記したホモポリマーのTgと構成配合比によって計算され、101.5℃であった。THFMAのホモポリマーのTgは60℃、IBXMAのホモポリマーのTgは155℃で算出した。以下、Tgはこの算出で求めた。
得られたポリマーブロックAの溶液を40℃まで降温した後、反応容器内に、V-70を2.7重量部、THFMA18.0重量部、IBXMA54.1重量部、メタクリル酸(MAA)18.0重量部を添加した。40℃で4時間重合してポリマーブロックBを形成し、A-Bジブロックコポリマーを得た。固形分測定、ガスクロマトグラフィーによる残留モノマー量により、ほぼ重合は完結していることを確認した。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分はほぼ50%であり、重合転化率はほぼ100%であった。得られたA-Bジブロックコポリマーの数平均分子量(Mn)は17000、PDIは1.3であり、ポリマーブロックAのGPCのピークが高分子量側にシフトしており、ABジブロックコポリマーであることを確認した。すなわち、ポリマーブロックBの数平均分子量(Mn)は7000である。また、ポリマーブロックBの酸価は前記した配合のMAAの含有量から算出し、130.3mgKOH/gである。また、ポリマーブロックBのTgはその配合比から143.3℃である。MAAのホモポリマーのTgは228℃として算出した。一部のポリマー溶液をメタノールに析出させて濾過し、メタノールでよく洗浄して乾燥させて樹脂固体を得、エタノール性0.1N水酸化カリウム溶液で滴定して酸価を測定したところ51.5mgKOH/gであった。
ついで、室温条件下、28%アンモニア水14.0重量部とイオン交換水458.6重量部の混合液を添加して中和して乳化させ、ポリマーエマルションE-1を得た。なお、以下、ポリマー分が25%となるように水の量を調整して加えることとする。ポリマーエマルションE-1の固形分は25.1%であった。また、E-1を十分水で希釈した後、動的光散乱式の粒子径分布測定装置(粒度測定器、商品名「nanoSAQRA」、大塚電子社製)を使用して測定したエマルション粒子の数平均粒子径は75nmであった。また、pHを測定したところは8.9であった。さらに、粘度をE型粘度計で測定したところ、25℃で3.6Pa・sであった。
また、バイオマス度は60.9であった。このバイオマス度は以下に算出方法にてバイオマス度とした。
ポリマーのバイオマス度=(ポリマー100重量部中の各モノマーモル数×各モノマーの炭素数×各モノマーのバイオマス度の合計)÷(ポリマー100重量部中の各モノマーモル数×各モノマーの炭素数の合計)
ポリマーのバイオマス度=(ポリマー100重量部中の各モノマーモル数×各モノマーの炭素数×各モノマーのバイオマス度の合計)÷(ポリマー100重量部中の各モノマーモル数×各モノマーの炭素数の合計)
このポリマーでは以下のように計算され、このポリマーのバイオマス度は60.9%である。以下、同様に算出した。
(0.243×14×71.4%(IBXMA)+0.224×9×55.5%(THFMA)+0.092×4×0(メタクリル酸))÷(0.243×14(IBXMA)+0.224×9(THFMA)+0.092×4(メタクリル酸))=3.55÷5.83=60.9%
(0.243×14×71.4%(IBXMA)+0.224×9×55.5%(THFMA)+0.092×4×0(メタクリル酸))÷(0.243×14(IBXMA)+0.224×9(THFMA)+0.092×4(メタクリル酸))=3.55÷5.83=60.9%
1.2.合成例2~6、比較合成例1~3
表1に示す処方としたこと以外は、合成例1と同様にして、ポリマーエマルションE-2~E-6、H-1~3を得た。得られたポリマー及びエマルションの物性を合成例1と合わせて表1にまとめた。
表1に示す処方としたこと以外は、合成例1と同様にして、ポリマーエマルションE-2~E-6、H-1~3を得た。得られたポリマー及びエマルションの物性を合成例1と合わせて表1にまとめた。
〔モノマー〕
THFMA:テトラヒドロフルフリルメタクリレート、トウモロコシの芯から得られるフルフラールを水素化して得られるテトラヒドロフルフリルアルコールとメタクリル酸を反応して得られた、生物材料由来のアルコールのメタクリレートであり、バイオマス度は55.5%。
IBXMA:イソボルニルメタクリレート、松脂や松精油から得られたα-ピネンを異性化してカンフェンとメタクリル酸を反応して得られた、生物材料由来のアルコールのメタクリレートであり、バイオマス度は71.4%。
EMA:エチルメタクリレート、デンプンや糖を分解して得られるエタノールとメタクリレートとのエステル化物である生物材料由来のアルコールによるメタクリレート、バイオマス度33.3%
BzMA:ベンジルメタクリレート、石油由来のアルコールによるメタクリレート、バイオマス度0%
LMA:ラウリルメタクリレート、パーム核油、ヤシ油等の油脂を加水分解して得られる脂肪酸を分留してラウリン酸を分取し、水素還元して得られたラウリルアルコールとメタクリル酸とのエステル化物である生物材料由来のアルコールのメタクリレート、バイオマス度75.0%
THFMA:テトラヒドロフルフリルメタクリレート、トウモロコシの芯から得られるフルフラールを水素化して得られるテトラヒドロフルフリルアルコールとメタクリル酸を反応して得られた、生物材料由来のアルコールのメタクリレートであり、バイオマス度は55.5%。
IBXMA:イソボルニルメタクリレート、松脂や松精油から得られたα-ピネンを異性化してカンフェンとメタクリル酸を反応して得られた、生物材料由来のアルコールのメタクリレートであり、バイオマス度は71.4%。
EMA:エチルメタクリレート、デンプンや糖を分解して得られるエタノールとメタクリレートとのエステル化物である生物材料由来のアルコールによるメタクリレート、バイオマス度33.3%
BzMA:ベンジルメタクリレート、石油由来のアルコールによるメタクリレート、バイオマス度0%
LMA:ラウリルメタクリレート、パーム核油、ヤシ油等の油脂を加水分解して得られる脂肪酸を分留してラウリン酸を分取し、水素還元して得られたラウリルアルコールとメタクリル酸とのエステル化物である生物材料由来のアルコールのメタクリレート、バイオマス度75.0%
2.クリアインクの調製
下記表2~3に記載の組成となるように、各成分を混合し、クリアインクを得た。尚、表1には組成を質量%で示す。
下記表2~3に記載の組成となるように、各成分を混合し、クリアインクを得た。尚、表1には組成を質量%で示す。
2.1.表面張力の測定方法
実施例において、表面張力は、表面張力計(協和界面科学(株)製、表面張力計CBVP-Z等)を用いて、ウィルヘルミー法で液温25℃にて測定した。
実施例において、表面張力は、表面張力計(協和界面科学(株)製、表面張力計CBVP-Z等)を用いて、ウィルヘルミー法で液温25℃にて測定した。
2.2.バイオマス度の測定方法
実施例において、バイオマス度は、ASTM D6866に準拠し、AMS法により測定し、下記の式で算出した。
バイオマス度(%)=材料のC14重量/材料の全炭素重量×100
実施例において、バイオマス度は、ASTM D6866に準拠し、AMS法により測定し、下記の式で算出した。
バイオマス度(%)=材料のC14重量/材料の全炭素重量×100
上記表2~3に記載の各原料は、以下のとおりである。
〔非バイオマス樹脂〕
ボンロンS-434 スチレンアクリル系樹脂エマルション、三井化学社製
ハイドランAP201 水性ウレタン樹脂、DIC社製
〔ワックスエマルション〕
AQUACER513(非バイオマス):水系 HDPE 超微粒子ワックスエマルション,BYK社製
セロゾールY-314(バイオマス):カルナバワックスエマルション、中京油脂社製
〔シリコーンアクリル樹脂〕
シャリーヌLC190:シリコーンアクリル樹脂、日信化学工業社製
〔水溶性有機溶剤〕
12HD:1,2-ヘキサンジオール
PG(バイオベース):ポリエチレングリコール,Radianol 4710,Oleon社製
14BG(バイオベース):1,4-ブタンジオール,Genomatica社製
BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
〔界面活性剤〕
BYK349:シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン社製
E1010:アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製
〔pH調整剤〕
TEA:トリエタノールアミン
〔キレート剤〕
EDTA2Na:エチレンジアミン四酢酸・2ナトリウム
〔非バイオマス樹脂〕
ボンロンS-434 スチレンアクリル系樹脂エマルション、三井化学社製
ハイドランAP201 水性ウレタン樹脂、DIC社製
〔ワックスエマルション〕
AQUACER513(非バイオマス):水系 HDPE 超微粒子ワックスエマルション,BYK社製
セロゾールY-314(バイオマス):カルナバワックスエマルション、中京油脂社製
〔シリコーンアクリル樹脂〕
シャリーヌLC190:シリコーンアクリル樹脂、日信化学工業社製
〔水溶性有機溶剤〕
12HD:1,2-ヘキサンジオール
PG(バイオベース):ポリエチレングリコール,Radianol 4710,Oleon社製
14BG(バイオベース):1,4-ブタンジオール,Genomatica社製
BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
〔界面活性剤〕
BYK349:シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン社製
E1010:アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製
〔pH調整剤〕
TEA:トリエタノールアミン
〔キレート剤〕
EDTA2Na:エチレンジアミン四酢酸・2ナトリウム
3.評価方法
3.1.耐擦性試験
PX-G930(プラテンヒーター改造)を用い、Surepress L-4533A用純正シアンインクで100%ベタ印刷上面に、表2~3に記載の各クリアインクを20%dutyで印刷して記録物を得た。なお、クリアインクのドット重量13ngは、記録解像度720×720dpi、プラテン温度55℃、印字後乾燥70℃1分とした。
3.1.耐擦性試験
PX-G930(プラテンヒーター改造)を用い、Surepress L-4533A用純正シアンインクで100%ベタ印刷上面に、表2~3に記載の各クリアインクを20%dutyで印刷して記録物を得た。なお、クリアインクのドット重量13ngは、記録解像度720×720dpi、プラテン温度55℃、印字後乾燥70℃1分とした。
耐擦性試験は、JIS L0849 2013 に基づいてテスター産業の学振式耐擦過性評価装置AB-301を用いて行った。耐擦性試験は乾燥した金巾綿で試験する乾摩擦性試験と湿った金巾綿で試験する湿摩擦性試験があり、両方の試験を行った。乾摩擦性試験は200g荷重100往復の条件、湿摩擦性試験は200g荷重10往復の条件でそれぞれ行った。上記のインクジェット記録装置を用いて、各記録媒体に、1.0インチ×0.5インチの記録物を得た。記録の1日後にそれぞれ、記録物のベタ画像の上に金巾綿を押し当てて評価した。その後、金巾綿の汚れ、非記録部の汚れ及び印刷部分の剥がれ具合を目視で確認して、以下に示す評価基準にしたがって耐擦性の評価を行った。
(評価基準)
A:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れがなく、印刷部分の剥がれがなかった
B:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れもほとんどなく、印刷部分の剥がれ具合がほとんどなかった
C:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れがあるが少なく、印刷部分の剥がれ具合がほとんどなかった
D:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れがあり、印刷部分の剥がれ具合があった
(評価基準)
A:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れがなく、印刷部分の剥がれがなかった
B:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れもほとんどなく、印刷部分の剥がれ具合がほとんどなかった
C:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れがあるが少なく、印刷部分の剥がれ具合がほとんどなかった
D:金巾綿の汚れ及び非記録部の汚れがあり、印刷部分の剥がれ具合があった
3.2.間欠吐出安定性試験
プリンタPX-G930(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、温度40℃、相対湿度20%の環境下で間欠印刷時における吐出安定性の評価を行った。まず、全てのノズルから正常にインクジェットインク組成物が吐出されることを確認した。そして、インクジェットインク組成物をA4判のOHPフィルム上に吐出した後、温度40%、相対湿度20%の環境下で2分間の休止時間を設け、再度、A4判の写真用紙上にインクジェットインク組成物を吐出した。二回目の吐出において、A4判の写真用紙上に付着した1滴目のドットの位置と、狙い位置とのドットの位置ずれを光学顕微鏡で測定した。得られたドットの位置ずれに基づいて、下記評価基準により間欠特性を評価した。
(評価基準)
AA:ドットの位置ずれが5μm以下であった。
A :ドットの位置ずれが5μmを超え10μm以下であった。
B :ドットの位置ずれが10μmを超え20μm以下であった。
C :ドットの位置ずれが20μmを超え30μm以下であった。
D :ドットの位置ずれが30μm超過であった。
プリンタPX-G930(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、温度40℃、相対湿度20%の環境下で間欠印刷時における吐出安定性の評価を行った。まず、全てのノズルから正常にインクジェットインク組成物が吐出されることを確認した。そして、インクジェットインク組成物をA4判のOHPフィルム上に吐出した後、温度40%、相対湿度20%の環境下で2分間の休止時間を設け、再度、A4判の写真用紙上にインクジェットインク組成物を吐出した。二回目の吐出において、A4判の写真用紙上に付着した1滴目のドットの位置と、狙い位置とのドットの位置ずれを光学顕微鏡で測定した。得られたドットの位置ずれに基づいて、下記評価基準により間欠特性を評価した。
(評価基準)
AA:ドットの位置ずれが5μm以下であった。
A :ドットの位置ずれが5μmを超え10μm以下であった。
B :ドットの位置ずれが10μmを超え20μm以下であった。
C :ドットの位置ずれが20μmを超え30μm以下であった。
D :ドットの位置ずれが30μm超過であった。
3.3.目詰まり回復生試験
プリンタPX-G930(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、温度40℃、相対湿度20%の環境下での目詰まり回復生の評価を行った。まず、全てのノズルから正常にインクジェットインク組成物が吐出されることを確認した。そして、温度40%、相対湿度20%の環境下に1ヶ月間静置した。放置後、すべてのノズルから正常に吐出されるまでに必要なクリーニング回数を測定し、下記評価基準により目詰まり回復生を評価した。
(評価基準)
A:クリーニング回数が3回以内であった
B:クリーニング回数が4~6回であった。
C:クリーニング回数が7~9回であった。
D:クリーニング回数が10回でもすべてのノズルが回復しなかった。
プリンタPX-G930(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、温度40℃、相対湿度20%の環境下での目詰まり回復生の評価を行った。まず、全てのノズルから正常にインクジェットインク組成物が吐出されることを確認した。そして、温度40%、相対湿度20%の環境下に1ヶ月間静置した。放置後、すべてのノズルから正常に吐出されるまでに必要なクリーニング回数を測定し、下記評価基準により目詰まり回復生を評価した。
(評価基準)
A:クリーニング回数が3回以内であった
B:クリーニング回数が4~6回であった。
C:クリーニング回数が7~9回であった。
D:クリーニング回数が10回でもすべてのノズルが回復しなかった。
3.4.目詰まり回復生試験画質評価
フタムラ化学製コロナ処理OPPフィルム(FOS-AQ#60)に、加熱プラテンに改造したPX-G930を用いて、ドット重量13ng、記録解像度720x720dpi、プラテン温度55℃、でクリアインク組成物を100%dutyで印刷した。90℃1分で乾燥させ、クリアインク印字領域に1mm以上のピンホール(はじき跡)の有無を観察し、以下評価基準により画質を評価した。
(評価基準)
A:ピンホールは観察されなかった。
B:ピンホールが複数観察された。
フタムラ化学製コロナ処理OPPフィルム(FOS-AQ#60)に、加熱プラテンに改造したPX-G930を用いて、ドット重量13ng、記録解像度720x720dpi、プラテン温度55℃、でクリアインク組成物を100%dutyで印刷した。90℃1分で乾燥させ、クリアインク印字領域に1mm以上のピンホール(はじき跡)の有無を観察し、以下評価基準により画質を評価した。
(評価基準)
A:ピンホールは観察されなかった。
B:ピンホールが複数観察された。
4.インクセットの調製
下記顔料分散液調製例で作製した顔料分散液を用いて、下記表5に記載の組成となるように、各成分を混合し、カラーインクを得た。尚、表5には組成を質量%で示す。そして、表6に示す組み合わせにてインクセットを調製した。
下記顔料分散液調製例で作製した顔料分散液を用いて、下記表5に記載の組成となるように、各成分を混合し、カラーインクを得た。尚、表5には組成を質量%で示す。そして、表6に示す組み合わせにてインクセットを調製した。
4.1.顔料分散液調製例1(顔料分散液P-1の製造)
イオン交換水500g及びカーボンブラック150gを混合し、1mmのジルコニアビーズを用いたロッキングミルを用いて30分間撹拌して、顔料を予備湿潤させた。ここに4485gのイオン交換水を加え、高圧ホモジナイザーで分散させた。このときの顔料の平均粒子径は110nmであった。これを高圧容器に移し、圧力3MPaで加圧した後、オゾン濃度が100ppmであるオゾン水を導入することによって顔料の表面のオゾン酸化処理を行った。その後0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてこの分散液のpHを9.0に調整した後、顔料固形分の濃度を調整して、顔料分散液P-1を得た。顔料分散液P-1には、粒子表面に-COONa基が結合した自己分散顔料が含まれており、顔料の含有量は15質量%であった。
イオン交換水500g及びカーボンブラック150gを混合し、1mmのジルコニアビーズを用いたロッキングミルを用いて30分間撹拌して、顔料を予備湿潤させた。ここに4485gのイオン交換水を加え、高圧ホモジナイザーで分散させた。このときの顔料の平均粒子径は110nmであった。これを高圧容器に移し、圧力3MPaで加圧した後、オゾン濃度が100ppmであるオゾン水を導入することによって顔料の表面のオゾン酸化処理を行った。その後0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてこの分散液のpHを9.0に調整した後、顔料固形分の濃度を調整して、顔料分散液P-1を得た。顔料分散液P-1には、粒子表面に-COONa基が結合した自己分散顔料が含まれており、顔料の含有量は15質量%であった。
4.2.顔料分散液調製例2(顔料分散液P-2の製造)
500gのカーボンブラック、1000gの水溶性樹脂、14000gの水を混合し、混合物を得た。水溶性樹脂としては、酸価100mgKOH/g、重量平均分子量10,000のスチレン-アクリル酸共重合体を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で中和したものを用いた。1mmのジルコニアビーズを用いたロッキングミルを用いてこの混合物を1時間分散した後、遠心分離により不純物を除去し、さらにポアサイズ5.0μmのミクロフィルター(ミリポア製)を用いて減圧ろ過を行った。次いで、顔料固形分の濃度を調整して、pHが9.0である顔料分散液P-2を得た。顔料分散液P-2には、水溶性樹脂(樹脂分散剤)により分散された顔料が含まれており、顔料の含有量は15.0質量%、樹脂の含有量は7.5質量%であった。
500gのカーボンブラック、1000gの水溶性樹脂、14000gの水を混合し、混合物を得た。水溶性樹脂としては、酸価100mgKOH/g、重量平均分子量10,000のスチレン-アクリル酸共重合体を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で中和したものを用いた。1mmのジルコニアビーズを用いたロッキングミルを用いてこの混合物を1時間分散した後、遠心分離により不純物を除去し、さらにポアサイズ5.0μmのミクロフィルター(ミリポア製)を用いて減圧ろ過を行った。次いで、顔料固形分の濃度を調整して、pHが9.0である顔料分散液P-2を得た。顔料分散液P-2には、水溶性樹脂(樹脂分散剤)により分散された顔料が含まれており、顔料の含有量は15.0質量%、樹脂の含有量は7.5質量%であった。
4.3.顔料分散液調製例3(顔料分散液P-3の製造)
攪拌機、温度計、還流管及び滴下ロートを備えた反応容器を窒素置換した後、メチルエチルケトン300重量部を入れ、スチレン40重量部、エチルメタクリレート40重量部、ラウリルアクリレート5重量部、ラウリルメタクリレート5重量部、メトキシポリエチレングリコール400アクリレートAM-90G(新中村化学工業株式会社製)5重量部、アクリル酸5重量部、過硫酸アンモニウム0.2重量部、t―ドデシルメルカプタン0.3重量部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながらポリマー分散剤を重合反応させた。その後、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40質量重量%のポリマー分散剤の溶液を調製した。
攪拌機、温度計、還流管及び滴下ロートを備えた反応容器を窒素置換した後、メチルエチルケトン300重量部を入れ、スチレン40重量部、エチルメタクリレート40重量部、ラウリルアクリレート5重量部、ラウリルメタクリレート5重量部、メトキシポリエチレングリコール400アクリレートAM-90G(新中村化学工業株式会社製)5重量部、アクリル酸5重量部、過硫酸アンモニウム0.2重量部、t―ドデシルメルカプタン0.3重量部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながらポリマー分散剤を重合反応させた。その後、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40質量重量%のポリマー分散剤の溶液を調製した。
上記ポリマー分散剤溶液について、株式会社日立製作所製L7100システムのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、溶媒溶剤をTHFとしてスチレン換算の重量平均分子量を測定したところ、58000であった。また、多分散度(Mw/Mn)の値は3.1であった。
また、上記ポリマー分散剤溶液40重量部と、シアン顔料としてクロモファインブルー C.I.Pigment Blue15:3(大日精化工業株式会社製、商品名、以下「PB15:3」ともいう)30重量部、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液100重量部、メチルエチルケトン30重量部とを混合し、アルティマイザー25005(スギノマシン株式会社製製品名)で8パスの分散処理を行った。その後、イオン交換水を300重量部添加して、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムで中和してpH9に調整した。次いで、シアン顔料の体積平均粒子径を粒度分布計で測定しながら、体積平均粒子径が100nmとなるまで分散し、3μmのメンブレンフィルターでろ過して固形分(ポリマー分散剤と顔料)が15重量%である顔料分散液P-3を得た。
4.4.顔料分散液調製例4(顔料分散液P-4の製造)
C.I.Pigment Blue15:3に代えて、C.I.Pigment Red202を用いたこと以外は合成例9と同様にして、顔料分散液P-4を得た。
C.I.Pigment Blue15:3に代えて、C.I.Pigment Red202を用いたこと以外は合成例9と同様にして、顔料分散液P-4を得た。
4.5.顔料分散液調製例5(顔料分散液P-5の製造)
C.I.Pigment Blue15:3に代えて、C.I.Pigment Yellow180を用いたこと以外は合成例9と同様にして、顔料分散液P-5を得た。
C.I.Pigment Blue15:3に代えて、C.I.Pigment Yellow180を用いたこと以外は合成例9と同様にして、顔料分散液P-5を得た。
4.6.顔料分散液調製例6(顔料分散液P-6の製造)
C.I.Pigment Blue15:3に代えて、C.I.Pigment wight6を用いたこと以外は合成例9と同様にして、顔料分散液P-6を得た。
C.I.Pigment Blue15:3に代えて、C.I.Pigment wight6を用いたこと以外は合成例9と同様にして、顔料分散液P-6を得た。
上記表5に記載の各原料は、以下のとおりである。
〔樹脂〕
ボンロンS-434 スチレンアクリル系樹脂エマルション、三井化学社製
〔ワックスエマルション〕
AQUACER513(非バイオマス):水系 HDPE 超微粒子ワックスエマルション,BYK社製
〔水溶性有機溶剤〕
12HD:1,2-ヘキサンジオール
PG(バイオベース):ポリエチレングリコール,Radianol 4710,Oleon社製
14BG(バイオベース):1,4-ブタンジオール,Genomatica社製
BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
〔界面活性剤〕
BYK349:シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン社製
〔pH調整剤〕
TEA:トリエタノールアミン
〔キレート剤〕
EDTA2Na:エチレンジアミン四酢酸・2ナトリウム
〔樹脂〕
ボンロンS-434 スチレンアクリル系樹脂エマルション、三井化学社製
〔ワックスエマルション〕
AQUACER513(非バイオマス):水系 HDPE 超微粒子ワックスエマルション,BYK社製
〔水溶性有機溶剤〕
12HD:1,2-ヘキサンジオール
PG(バイオベース):ポリエチレングリコール,Radianol 4710,Oleon社製
14BG(バイオベース):1,4-ブタンジオール,Genomatica社製
BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
〔界面活性剤〕
BYK349:シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン社製
〔pH調整剤〕
TEA:トリエタノールアミン
〔キレート剤〕
EDTA2Na:エチレンジアミン四酢酸・2ナトリウム
5.評価方法
5.1.密着性評価
フタムラ化学製コロナ処理OPPフィルム(FOS-AQ#60)に、加熱プラテンに改造したPX-G930を用いて、ドット重量13ng、記録解像度720x720dpi、プラテン温度55℃、の条件で、OPPフィルムにカラーインク組成物を100%dutyで印字後、その上にクリアインク組成物を100%dutyで印刷し、90℃10分で乾燥させ、印字物を作成した。
5.1.密着性評価
フタムラ化学製コロナ処理OPPフィルム(FOS-AQ#60)に、加熱プラテンに改造したPX-G930を用いて、ドット重量13ng、記録解像度720x720dpi、プラテン温度55℃、の条件で、OPPフィルムにカラーインク組成物を100%dutyで印字後、その上にクリアインク組成物を100%dutyで印刷し、90℃10分で乾燥させ、印字物を作成した。
JIS-K5600に準じたクロスカット試験を行った際のフィルム記録部の残存状態とテープへの転写状態を観察して、以下評価基準により密着性を評価した。
(評価基準)
A:フィルム記録部の剥離はなく、テープへの転写もない。
B:フィルム記録部の剥離が5%以内であった。
C:フィルム記録部の5%を超えて剥離を生じ、その剥離部は基材とカラーインクの間で生じていた。(クリアインクとカラーインクの剥離は見られなかった。)
D:フィルム記録部の5%を超えて剥離を生じ、その剥離部はクリアインクとカラーインクの間や基材とカラーインクの間で生じていた。
(評価基準)
A:フィルム記録部の剥離はなく、テープへの転写もない。
B:フィルム記録部の剥離が5%以内であった。
C:フィルム記録部の5%を超えて剥離を生じ、その剥離部は基材とカラーインクの間で生じていた。(クリアインクとカラーインクの剥離は見られなかった。)
D:フィルム記録部の5%を超えて剥離を生じ、その剥離部はクリアインクとカラーインクの間や基材とカラーインクの間で生じていた。
Claims (15)
- 水と、(メタ)アクリル樹脂と、ワックスエマルションと、を含有し、
前記(メタ)アクリル樹脂が下記[1]~[6]の要件を有し、
水系のクリアインクである、
インクジェットインク組成物。
[1]前記(メタ)アクリル樹脂が、(メタ)アクリル酸系モノマーを構成成分として90質量%以上含み、
前記(メタ)アクリル樹脂は、ポリマーブロックAとポリマーブロックBとを含むジブロックコポリマーであり、
前記(メタ)アクリル樹脂を構成するモノマーの50質量%以上が、植物材料由来のアルコールをエステル残基とする(メタ)アクリレートであり、
該(メタ)アクリレートが、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記(メタ)アクリル樹脂のバイオマス度が20%以上である。
[2]前記(メタ)アクリル樹脂の前記ポリマーブロックAは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、
前記ポリマーブロックAの数平均分子量が5000~30000であり、
前記ポリマーブロックAの分子量分布が1.0~1.6である。
[3]前記(メタ)アクリル樹脂のポリマーブロックBは、(メタ)アクリル酸を構成成分として含み、
前記ポリマーブロックBの数平均分子量が1000~10000であり、
前記ポリマーブロックBの酸価が50~330mgKOH/gである。
[4]前記ポリマーブロックAのガラス転移点と、前記ポリマーブロックBのガラス転移点がともに70℃以上である。
[5]前記(メタ)アクリル樹脂の数平均分子量が10000~40000であり、
前記(メタ)アクリル樹脂の酸価が25~100mgKOH/gである。
[6]前記(メタ)アクリル樹脂のカルボキシル基がアルカリで中和されて水に乳化しており、
前記(メタ)アクリル樹脂の光散乱における数平均粒子径が10~300nmである。 - 前記ポリマーブロックAと前記ポリマーブロックBの両方が、構成成分として、イソボルニル(メタ)アクリレートを含む、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - 前記(メタ)アクリル樹脂を構成する前記モノマーの80質量%以上が、エチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる1種以上を、構成成分として含む、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - 前記インクジェットインク組成物の乾燥固形分のバイオマス度が10質量%以上である、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - 前記インクジェットインク組成物の25℃における表面張力が30mN/m未満である、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - シリコーンアクリル樹脂をさらに含む、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - 前記(メタ)アクリル樹脂の含有量は、前記インクジェットインク組成物の総量に対して、0.5~15質量%である、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - 前記ワックスエマルションの含有量は、前記インクジェットインク組成物の総量に対して、0.3~3.0質量%である、
請求項1に記載のインクジェットインク組成物。 - クリアインクとカラーインクとを備え、
前記クリアインクが、請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物である、
インクセット。 - 請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物を、インクジェット法により、記録媒体に対して吐出する吐出工程を有する、
記録方法。 - カラーインクを、インクジェット法により、前記記録媒体に対して吐出する吐出工程をさらに有し、
前記インクジェットインク組成物と前記カラーインクを、前記記録媒体で重ねて付着させる、
請求項10に記載の記録方法。 - マルチパス式の記録方法又はワンパス式の記録方法である、
請求項10に記載の記録方法。 - 長尺な前記記録媒体を用いて、ロールトゥロール式で記録を行う、
請求項10に記載の記録方法。 - 前記記録媒体が、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体である、
請求項10に記載の記録方法。 - 請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物を、記録媒体に対して吐出するインクジェットヘッドを有する、
記録装置。
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