JP4942132B2 - インク、これを用いたインク付与方法及び装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、上記のインクを被記録媒体に安定して付与することができるインク付与方法及びインク付与装置を提供するものである。
前記樹脂が、親水性セグメントおよび疎水性セグメントを含有するポリビニルエーテル構造のブロック共重合体であり、前記疎水性セグメントが、下記の(I−d)、(I−e)および(I−i)のいずれかで表されるモノマー、または1−イソブチルビニルエーテルを重合させてなるブロックセグメントであり、かつ、前記親水性セグメントが、下記の(I−a)、(I−k)、(I−o)および(I−b)のいずれかで表されるモノマー、または4−[2−ビニルオキシエトキシ]安息香酸エチルの少なくともいずれかを重合させてなるブロックセグメントであって、該親水性セグメント中にアニオン性の親水性繰り返し単位構造を有し、該親水性セグメントの数平均分子量が1000〜50000、かつ前記ブロック共重合体のHLBが4〜18であることを特徴とするインクである。
また、本発明は、上記のインクにエネルギーを作用させて媒体にインクを付与するためのインク付与手段と、前記インク付与手段を駆動するための駆動手段とを備えていることを特徴とするインク付与装置である。
また、本発明は、上記のインクを被記録媒体に安定して付与することができるインク付与方法及びインク付与装置を提供することができる。
本発明の第1の発明は、色材と樹脂と有機溶媒と水とを含むインクであって、前記樹脂がそれぞれ少なくとも1種の親水性セグメントおよび疎水性セグメントを含有するポリビニルエーテル構造のブロック共重合体であり、前記ブロック共重合体の親水性セグメントの数平均分子量が1000〜50000、かつHLBが4〜18の範囲にあることを特徴とするインクである。
ブロック共重合体における各セグメントの配置は特に限定されないが、色材の分散性を高める観点からは親水性セグメントがポリマー鎖の末端にあるものが好ましい。例えば、AB型、ABA’型(AとA’は同じでも異なっていてもよい)、AA’B型、BB’A型等が挙げられる。又、A、A’、B、B’はホモポリマー、又はコポリマーのセグメントである。
これらのブロック共重合体のインク全重量に占める割合は0.001〜40重量%、さらには0.01〜20重量%であることが好ましい。ブロック共重合体の量が0.001〜40重量%であれば、好ましい印字画像濃度が得られ、また好ましい吐出安定性を示す。
また、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応染料等の水溶性染料を何らかの処理によって水不溶化したものが挙げられる。具体的には以下のようなものであるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下に、黒、シアン、マゼンタ、イエローにおいて、市販されている顔料を例示する。
黒色の顔料としては、Raven1060、(コロンビアン・カーボン社製)、MOGUL−L、(キャボット社製)、Color Black FW1(デグッサ社製)、MA100(三菱化学社製)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
黒色の油溶性染料としては、C.I.Solvent Black−3,−22:1,−50等が挙げられるが、これらに限定されない。
オレンジの油溶性染料としては、C.I.Solvent Orange−1,−40:1,−99等が挙げられるが、これらに限定されない。
11,−229等が挙げられるが、これらに限定されない。
バイオレットの油溶性染料としては、C.I.Solvent Violet−2,−11,−47等が挙げられるが、これらに限定されない。
グリーンの油溶性染料としては、C.I.Solvent Green−1,−20,−33等が挙げられるが、これらに限定されない。
ブラウンの油溶性染料としては、C.I.Solvent Brown−1,−12,−58等が挙げられるが、これらに限定されない。
C.I.ディスパース イエロー−88、C.I.ディスパース レッド−349、C.I.ディスパース ブルー−160、C.I.ディスパース ブラック−1等が挙げられるが、これらに限定されない。
C.I.バット イエロー−2、−10、−33等;C.I.バット オレンジ−1、−5、−15等;C.I.バット レッド−1、−13、−61等;C.I.バット バイオレット−1、−13、−21等;C.I.バット ブルー−1、−18、−41等;C.I.バット グリーン−1、−4、−9等;C.I.バット ブラウン−1、−25、−46等;C.I.バット ブラック−1、−29、−60等が挙げられるがこれい限定されない。
C.I.ダイレクトブラック,−17,−62,−154;C.I.ダイレクトイエロー,−12,−87,−142;C.I.ダイレクトレッド,−1,−62,−243;C.I.ダイレクトブルー,−6,−78,−199;C.I.ダイレクトオレンジ,−34,−60;C.I.ダイレクトバイオレット,−47,−48;C.I.ダイレクトブラウン,−109;C.I.ダイレクトグリーン,−59等が挙げられるがこれに限定されない。
C.I.アシッドブラック,−2,−52,−208;C.I.アシッドイエロー,−11,−29,−71;C.I.アシッドレッド,−1,−52,−317;C.I.アシッドブルー,−9,−93,−254;C.I.アシッドオレンジ,−7,−19;C.I.アシッドバイオレット,−49等が挙げられるがこれに限定されない。
C.I.ベーシックブラック,−2;C.I.ベーシックレッド,−1,−12,−27;C.I.ベーシックブルー,−1,−24,;C.I.ベーシックバイオレット,−7,−14,−27;C.I.フードブラック,−1,−2等が挙げられるがこれに限定されない。
C.I.リアクティブブラック,−1,−23,−39;C.I.リアクティブイエロー,−2,−77,−163;C.I.リアクティブレッド,−3,−111,−221;C.I.リアクティブブルー,−2,−101,−217;C.I.リアクティブオレンジ,−5,−74,−99;C.I.リアクティブバイオレット,−1,−24,−38;C.I.リアクティブグリーン,−5,−15,−23;C.I.リアクティブブラウン,−2,−18,−33等が挙げられるがこれに限定されない。
これらの色材のインク全重量に占める割合は0.1〜20重量%、さらには1〜10重量%であることが好ましい。色材の量が0.1重量%未満では印字画像に十分な濃度が得られず、色材の量が20重量%を超えると、画像濃度が大きく増加することがない反面、ノズルにおける目詰まり等の吐出安定性の低下を招く。
これらの有機物は、本発明のインクをインクジェットプリンターで使用した際に、ノズル部分での乾燥によるインクの固化を防止する働きをする。具体的には、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1、2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、チオジグリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、ポリエチレングリコール等のジオール類;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アリルエーテル、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、ジエチレンブリコールモノブチルエーテル、トリエチ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、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メチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類;グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;ジメチルスルホキシド、ジアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルフォラン、ウレア、β−ジヒドロキシエチルウレア、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、フェノキシエタノール等が挙げられる。
本発明のインクは、インクにエネルギーを与えて飛翔させて記録するインクジェット記録方法に好適に用いることができる。エネルギーとしては熱エネルギーや力学的エネルギーを用いることができるが、特に熱エネルギーを用いる方法が好ましい。
[画像形成方法および画像形成装置]
本発明におけるインクは、各種印刷法、インクジェット法、電子写真法等の様々な画像形成装置に使用でき、この装置を用いた画像形成方法により描画することができる。
図1は、インクジェット記録装置の構成を示す図である。
おいて、製造装置の全体動作を制御するCPU50には、ヘッド70をXY方向に駆動するためのX方向駆動モータ56およびY方向駆動モータ58がXモータ駆動回路52およびYモータ駆動回路54を介して接続されている。CPUの指示に従い、Xモータ駆動回路52およびYモータ駆動回路54を経て、このX方向駆動モータ56およびY方向駆動モータ58が駆動され、ヘッド70の被記録媒体に対する位置が決定される。
なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態を修正または変形することが可能である。例えば、上記説明ではヘッド70をXY軸方向に移動させる例を示したが、ヘッド70は、X軸方向(またはY軸方向)のみに移動するようにし、被記録媒体をY軸方向(またはX軸方向)に移動させ、これらを連動させながら描画を行うものであってもよい。
また、本発明の装置の構成として、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定化できるので、好ましい。これらを具体的に挙げれば、ヘッドに対してのキャッピング手段、加圧または吸引手段、電気熱変換体またはこれとは別の加熱素子、または、これらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、インクの吐出とは別の、吐出を行なうための予備吐出手段などを挙げることができる。
ABCトリブロック共重合体の合成
(ポリマー1)
三方活栓を取り付けたガラス容器内を窒素置換した後、窒素ガス雰囲気下250℃で加熱して吸着水を除去した。系を室温に戻した後、1−イソブチルビニルエーテル12mmol(ミリモル)、酢酸エチル16mmol、1−イソブトキシエチルアセテート0.1mmol、及びトルエン11mlを加え、系内温度が0℃になったところでエチルアルミニウムセスキクロライド0.2mmolを加え重合を開始し、トリブロック共重合体のA成分を合成した。分子量を時分割にゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、東ソー社製HLC−8220)を用いてモニタリングし、A成分の重合が完了した後、B成分である2−メトキシエチルビニルエーテル12mmolを添加することで合成を行い、上記と同様にGPCを用いてモニタリングしてB成分の重合の完了を確認した。
上記のポリマー1と同様の方法で、A,B,Cの各成分モノマーの添加量を種々変えて、表1に示すように親水性セグメントであるB成分およびC成分、疎水性セグメントであるA成分の分子量が異なるトリブロック共重合体(ポリマー2〜6)を得た。
尚、ポリマー2はBセグメント無しのジブロックポリマーとして合成した。
アルカリで中和した前記ポリマー1〜6をそれぞれ用いて、以下のようにして水性インク1〜6を調製した。ポリマー1重量部とC.I.ソルベントブルー44の1重量部をN,N−ジメチルホルムアミド9重量部に溶解させた。この液に水18重量部を添加した後にロータリーエバポレーターによりN,N−ジメチルホルムアミドを除去し、ジエチレングリコール2重量部、グリセリン2重量部を添加して水性インクを得た。
ポリマー1〜6の代わりにn−ブチルメタクリレート−メタクリル酸ブロック共重合体(数平均分子量10,000、親水性セグメント数平均分子量5000)を用いて、インク1〜6と同様にして水性インク7を調製した。
(粘度)
インク粘度を20℃で、E型回転粘度計にて測定した。安定な吐出には、粘度が3.5mPa・s以下が好ましく、さらには3.0以下が好ましい。
熱エネルギーを付与することによってインクを吐出させるインクジェット記録装置BJF−660(キヤノン製)に搭載して、光沢紙SP101(キヤノン製)に印字し、印字した紙上にキムワイプを載せ、さらにその上に500g/12.56cm2 の重りを載せ、5往復したときの擦れ具合を5段階評価した。
4:実用上問題ないレベルの軽微な擦れあり。
3:明瞭に認められる擦れがあるが、印字の判読は可能。
2:印字の判読が困難な部分がある。
1:印字の判読が不可能。
印字のかすれの度合いを官能評価した。白くて印刷できていないスジ状のものを「かすれ」とする。
5:全く問題なし
4:実用上問題ないレベルの軽微なかすれがある
3:明瞭に認められるかすれがあるが印字の判読は可能
2:かすれ部分が多く印字の判読が困難
1:殆ど吐出されず
実施例1と同様に下記の表3のポリマーを合成した。
また水性インク1、2、3、8,9,10について、印字物をラインマーカーで強く5回こする耐水耐擦過性のテストを行った。官能評価で5段階評価した。結果はそれぞれ、1、2、4、3、3、5であった。
また、本発明のインク付与方法およびインク付与装置は、上記のインクを用いて画像の定着性が良好な印刷物を得ることができ、ノズルからのインクの吐出安定が良いインクジェット記録方法および記録装置として利用することができる。
50 CPU
52 Xモータ駆動回路
54 Yモータ駆動回路
56 X方向駆動モータ
58 Y方向駆動モータ
60 ヘッド駆動回路
62 Xエンコーダ
64 Yエンコーダ
66 プログラムメモリ
70 ヘッド
Claims (11)
- 色材と樹脂と溶媒とを含有するインクであって、
前記樹脂が、親水性セグメントおよび疎水性セグメントを含有するポリビニルエーテル構造のブロック共重合体であり、
前記疎水性セグメントが、下記の(I−d)、(I−e)および(I−i)のいずれかで表されるモノマー、または1−イソブチルビニルエーテルを重合させてなるブロックセグメントであり、かつ、
前記親水性セグメントが、下記の(I−a)、(I−k)、(I−o)および(I−b)のいずれかで表されるモノマー、または4−[2−ビニルオキシエトキシ]安息香酸エチルの少なくともいずれかを重合させてなるブロックセグメントであって、該親水性セグメント中にアニオン性の親水性繰り返し単位構造を有し、該親水性セグメントの数平均分子量が1000〜50000、かつ、
前記ブロック共重合体のHLBが4〜18であることを特徴とするインク。
- 前記ブロック共重合体の疎水性ブロックセグメントの数平均分子量が5000以上であることを特徴とする請求項1記載のインク。
- 前記ブロック共重合体のHLBが14〜18の範囲にある請求項1記載のインク。
- 前記ブロック共重合体のインク全重量に占める割合が0.001〜40重量%の範囲にある請求項1記載のインク。
- 前記色材のインク全重量に占める割合が0.1〜20重量%の範囲にある請求項1に記載のインク。
- 前記色材は顔料からなる請求項5記載のインク。
- 前記顔料の大きさは500nm以下である請求項6記載のインク。
- 請求項1に記載のインクを媒体に付与する工程を有することを特徴とするインク付与方法。
- 請求項1に記載のインクにエネルギーを作用させて媒体にインクを付与するためのインク付与手段と、前記インク付与手段を駆動するための駆動手段とを備えていることを特徴とするインク付与装置。
- 前記ブロック共重合体の親水性セグメントは、2種以上の親水性セグメントからなり、該2種以上の親水性セグメントのうちの1つのブロックセグメントが、アニオン性基を含有する繰り返し単位を有している請求項1〜7のいずれか1項に記載のインク。
- 前記ブロック共重合体がトリブロック共重合体であり、親水性セグメントが、2−メトキシエチルビニルエーテルを重合させて得られるセグメントと、4−[2−ビニルオキシエトキシ]安息香酸エチルを重合させて得られるセグメントからなり、疎水性セグメントが、1−イソブチルビニルエーテルを重合させて得られるセグメントからなる請求項1〜7のいずれか1項に記載のインク。
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