JP5034202B2 - インクジェット用インク - Google Patents
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本発明のインクジェット用インク(以下、単にインクともいう)では、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物(以下、本発明に係る高分子化合物ともいう)を含有することを一つの特徴とする。
本発明に係るインクおいては、光重合開始剤や増感剤を添加するのも好ましい。これらの化合物は溶媒に溶解、または分散した状態か、もしくは感光性樹脂に対して化学的に結合されていてもよい。
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に上記親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物とを含有するインクジェット記録インクを吐出して画像を記録した後、活性エネルギー線を記録した画像上に照射して高分子化合物を硬化させて画像形成する。
本発明に係るインクは、親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な水溶性高分子を含有しており、記録媒体に噴霧した後、活性エネルギー線を照射して硬化を行う。
本発明でいう活性エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線、α線、β線、γ線、エックス線等が挙げられるが、人体への危険性や、取り扱いが容易で、工業的にもその利用が普及している電子線や紫外線が好ましい。本発明では特に紫外線が好ましい。
活性エネルギー線の照射条件としては、記録媒体上にインクが着弾した後、0.001〜1.0秒の間に活性エネルギー線が照射されることが好ましく、より好ましくは0.001〜0.5秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングができるだけ早いことが特に重要となる。
活性エネルギー線の照射方法として、その基本的な方法が特開昭60−132767号に開示されている。これによると、インクジェット記録ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる方法も挙げられる。米国特許第6,145,979号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へ紫外線を照射する方法が開示されている。本発明の画像記録方法においては、これらの何れの照射方法も用いることができる。
本発明のインクにおける溶媒組成としては、少なくとも水及び有機溶媒を含有し、水の含有量が全インク質量の10質量%以上、50質量%未満であり、該有機溶媒の少なくとも1種は、SP値が9.0以上、12.0未満の水溶性有機溶媒であり、該SP値が9.0以上、12.0未満の水溶性有機溶剤の含有量が、全インク質量の30質量%以上であることを特徴とし、この溶媒組成とすることにより、出射安定性、デキャップ耐性に優れ、かつ形成画像の文字品質、裏抜け耐性が良好で、かつ印字した記録材料のカール特性を良好にすることが可能となる。
本発明のインクには色材が含有されており、本発明のインクに用いられる色材の色相としては、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブルー、グリーン、レッドのインクを形成する色材が好ましく用いられ、特に好ましくはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色材である。
本発明に係る顔料を分散する高分子分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいは、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体及びこれらの塩を挙げることができる。
本発明に係る顔料の分散において、添加剤として界面活性剤を用いることができる。本発明に用いられる界面活性剤としてはカチオン性、アニオン性、両性、ノニオン性のいずれも用いることができるが、分散安定性の点からノニオン性界面活性剤を使用することが特に好ましい。
また、本発明のインク中には、多価金属イオンであるカルシウムイオン、マグネシウムイオン及び鉄イオンの総含有量が、10ppm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5ppm、特に好ましくは0.1〜1ppmである。
本発明のインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、流動パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリコンオイル等の油滴微粒子、特開昭57−74193号、同57−87988号及び同62−261476号に記載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号、同57−87989号、同60−72785号、同61−146591号、特開平1−95091号及び同3−13376号等に記載されている退色防止剤、特開昭59−42993号、同59−52689号、同62−280069号、同61−242871号及び特開平4−219266号等に記載されている蛍光増白剤等を挙げることができる。
本発明のインクを用いた画像記録方法においては、例えば、インクジェットインクを装填したプリンター等により、デジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりインクを液滴として吐出させ普通紙に付着させることでインクジェットプリントが得られる。
本発明のインクを用いたインクジェット記録方法で用いる普通紙としては、特に制限はないが、非塗工紙、特殊印刷用紙、及び情報用紙の一部に属する80〜200μmの非コート紙が望ましい。本発明に係る普通紙の構成は、LBKP及びNBKPに代表される化学パルプ、サイズ剤及び填料を主体とし、その他の抄紙助剤を必要に応じて用い、常法により抄紙される。本発明に係る普通紙に使用されるパルプ材としては、機械パルプや古紙再生パルプを併用してもよいし、又、これらを主材としても何ら問題はない。
〔高分子化合物1の調製〕
グリシジルメタクリレートを56g、p−ヒドロキシベンズアルデヒドを48g、ピリジンを2g、及びN−ニトロソ−フェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩を1g、それぞれ反応容器に入れ、80℃の湯浴中で8時間攪拌した。
上記高分子化合物1の調製において、ポリ酢酸ビニルケン化物の重合度、ケン化度を表1に記載の様に変更し、p−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)ベンズアルデヒドの仕込量を変えて、表1に記載の主鎖PVAの変性率の高分子化合物2〜11の10%水溶液を調製した。
〔顔料分散液の調製〕
(マゼンタ顔料分散液の調製)
以下の各添加剤を混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にポリプロピレン製のポリ瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーを用いて5時間分散し、マゼンタ顔料の含有量が15%のマゼンダ顔料分散液を調製した。
ジョンクリル501(ジョンソンポリマー社製) 5部
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル 40部
イオン交換水 40部
(イエロー顔料分散液、シアン顔料分散液、ブラック顔料分散液の調製)
上記マゼンタ顔料分散液の調製において、顔料としてC.I.ピグメントレッド122に代えて、C.I.ピグメントイエロー150(イエロー顔料分散液)、C.I.ピグメントブルー15:3(シアン顔料分散液)、C.I.ピグメントブラック7(ブラック顔料分散液)にそれぞれ変更した以外は同様にして、イエロー顔料分散液、シアン顔料分散液、ブラック顔料分散液を調製した。
上記調製した顔料分散体の種類、高分子化合物の種類と添加量、溶媒の種類と添加量、水の含有量を、表1に記載の組み合わせで混合し、十分に攪拌を行った。次いで、この混合液を#3500メッシュの金属フィルターで濾過し、中空糸膜による脱気を行い、インク1〜28を調製した。また、各インクには界面活性剤(サーフィノール104E、日信化学社製)をそれぞれ0.2部添加した。
DEGME;ジエチレングリコールモノメチルエーテル
DPGBE;ジプロピレングリコールモノブチルエーテル
DMI;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
PY150;C.I.ピグメントイエロー150
PR122;C.I.ピグメントレッド122
PB15:3;C.I.ピグメントブルー15:3
PBk7;C.I.ピグメントブラック7
〔画像試料の作製〕
ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpi(以下、dpiは2.54cmあたりのドット数を表す)であるピエゾ型ヘッドを用い、最大記録密度720×720dpiのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用し、ビジネスクラス普通紙(コニカミノルタビジネステクノロジー社製)に10cm×10cmの各色ベタ画像をプリントし、次いで、各色インクを連続吐出し、着弾した0.1秒後に、120W/cmメタルハライドランプ(日本電池社製 MAL 400NL 電源電力3kW・hr)を照射した。
上記形成した各ベタ画像について、記録印字面(A面という)と裏面(B面という)の画像部及び非画像部のそれぞれの画像濃度を反射濃度計にて測定し、以式に従って裏抜け濃度率を測定し、下記の評価基準に従って裏抜け耐性の評価を行った。
◎:裏抜け濃度率が10%未満である
○:裏抜け濃度率が10%以上、20%未満である
△:裏抜け濃度率が20%以上、30%未満である
×:裏抜け濃度率が30%以上、50%未満である
××:裏抜け濃度率が50%以上である
〔カールの評価〕
上記各ベタ画像を印字した各試料を、水平な基盤上で、下記の3条件で1週間放置した後、下記の評価基準に従って、カールの評価を行った。
条件2:23℃、55%RH
条件3:23℃、80%RH
◎:いずれの条件でも、高さ2mm以上の端部の浮きの発生がなく、かつコックリング(皺)の発生も認められない
○:いずれの条件でも、浮きの高さが2mm以上、5mm未満で、かつコックリング(皺)の発生も認められない
△:いずれの条件でも、浮きの高さが5mm以上、10mm未満であるが、僅かなコックリング(皺)の発生が認められる
×:いずれの条件でも、浮きの高さが10mm以上、高さ30mm未満であるが、明らかなコックリング(皺)の発生が認められる
×:全ての条件で高さ30mm以上の端部の浮きが発生している
〔耐擦過性の評価〕
スクラッチ強度試験機 HEIDON−18(HEIDON社製)を用い、測定針は0.8mmRのサファイヤ針を用いて、スクラッチ強度の測定を行った。測定は、一定荷重で10cmの引掻き試験を3回行い、記録媒体まで傷が入った箇所が存在しない限度荷重をスクラッチ強度と定義し、下記の基準に従って画像の耐擦過性を評価した。
○:スクラッチ強度が150g以上、200g未満である
△:スクラッチ強度が100g以上、150g未満である
×:スクラッチ強度が100g未満である
〔光沢感の評価〕
各色ベタ画像形成部と未印字部(白地部)の光沢差について目視観察し、下記の基準に従って光沢感を評価した。
○:画像形成面と未印字部との光沢感に僅かな差異は認められるが、好ましい光沢感である
△:画像形成面と未印字部との光沢感に差異は認めら、画像形成面の光沢度が未印字部に比較して高いが、実用上許容される範囲内である
×:画像形成面と未印字部とで光沢感に大きな差異は認めら、画像形成面の光沢度が未印字部に比較して著しく高く、実用に耐えない品質である
以上により得られた結果を、表2に示す。
Claims (7)
- 少なくとも色材、有機溶媒、水及び高分子化合物を含有するインクジェット用インクであって、
該水の含有量が全インク質量の10質量%以上、50質量%未満であり、
該有機溶媒は、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと、SP値が9.0以上、12.0未満の水溶性有機溶媒とを含み、
該SP値が9.0以上、12.0未満の水溶性有機溶剤の含有量が、全インク質量の30質量%以上であり、かつ
該高分子化合物は親水性主鎖に複数の側鎖を有し、活性エネルギー線を照射することにより、側鎖間で架橋結合可能な高分子化合物であることを特徴とするインクジェット用インク。 - 前記1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの含有量が、全インク質量の10質量%以上、30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク。
- 前記有機溶媒の少なくとも1種は、SP値が9.0以上、11.0未満の水溶性有機溶媒であり、
該SP値が9.0以上、11.0 未満の水溶性有機溶剤の含有量が、全インク質量の30質量%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット用インク。 - 前記高分子化合物を、全インク質量に対し、0.8質量%以上、5.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
- 前記高分子化合物の親水性主鎖はポリ酢酸ビニルのケン化物であり、ケン化度が77%以上、99%以下で、かつ重合度が200以上、4000以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
- 前記高分子化合物の親水性主鎖に対する前記側鎖の変性率が、0.8モル%以上、4モル%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
- 前記色材が顔料であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
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