JP5585828B2 - インクセット - Google Patents
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さらに、例えば特許文献5には、シアンインク組成物及び/又はマゼンタインク組成物である濃インク組成物と、ライトシアンインク組成物及び/又はライトマゼンタインク組成物である淡インク組成物と、からなり、濃インク組成物及び淡インク組成物が特定の関係を有するインクセットが開示されている。
[1]
白色色材の質量割合が互いに異なる濃白色インク組成物及び淡白色インク組成物を含有するインクセットであって、前記濃白色インク組成物及び前記淡白色インク組成物がいずれも、白色色材及びウレタン樹脂を少なくとも含み、前記濃白色インク組成物中のウレタン樹脂の質量割合E1と白色色材の質量割合P1との比(E1/P1)が、前記淡白色インク組成物中のウレタン樹脂の質量割合E2と白色色材の質量割合P2との比(E2/P2)よりも大きい、インクセット。
[2]
前記濃白色インク組成物中の前記ウレタン樹脂の質量割合E1と前記白色色材の質量割合P1との比(E1/P1)が0.05〜0.3であり、前記淡白色インク組成物中の前記ウレタン樹脂の質量割合E2と前記白色色材の質量割合P2との比(E2/P2)が0.03〜0.15である、[1]に記載のインクセット。
[3]
前記ウレタン樹脂が、アニオン性のウレタンエラストマー樹脂及び自己架橋性ウレタン樹脂のうち少なくともいずれかである、[1]又は[2]に記載のインクセット。
[4]
前記白色色材が、金属化合物及び中空樹脂粒子のうち少なくともいずれかである、[1]〜[3]のいずれかに記載のインクセット。
[5]
前記ウレタン樹脂は、エマルジョンタイプのウレタン樹脂であり、前記白色色材の外径の平均粒子径に対する前記ウレタン樹脂の平均粒子径の比が0.05〜0.5である、[1]〜[4]のいずれかに記載のインクセット。
また、本明細書において、「濃淡白色インクセット」とは、濃白色インクと淡白色インクとを含有するインクセットを意味し、以下では単に「インクセット」ともいう。濃淡白色インクセットにおける「濃淡」とは、白色色材の質量割合(白色の濃度)の大小をいう。
・測定条件:D50光源、観測視野を2°、濃度をDIN_NB、白色基準をAbs、フィルターをNo、測定モードをReflectance、として設定。
・L*、a*、及びb*の各範囲:
70≦L*≦100
−4.5≦a*≦2
−6≦b*≦2.5
したがって、本明細書における「白色のインク」は、文言通りの白色のみならず、薄いグレーやクリーム色等のインクも含まれる。
duty(%)=実印字ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
(式中、「実印字ドット数」は単位面積当たりの実印字ドット数であり、「縦解像度」及び「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。)
本発明の一実施形態は、インクセット、即ち濃淡白色インクセットに係る。当該インクセットは、白色色材の質量割合が互いに異なる濃白色インク組成物及び淡白色インク組成物を含有する。
なお、本明細書において、ウレタン樹脂の質量割合は、固形分換算量である。
濃淡白色インクセットを用いる意義は、ウレタン樹脂による光の散乱現象を利用し、光の散乱効果によって画像を一層白く見せる点にある。
濃淡白色インクセットを構成する濃白色インク組成物及び淡白色インク組成物(以下、まとめて「インク組成物」ともいう。)は、それぞれ別のインクカートリッジに充填される。濃白色インク組成物及び淡白色インク組成物はいずれも、白色色材及びウレタン樹脂を少なくとも含む。以下、インク組成物の各成分を詳細に説明する。
本実施形態におけるインク組成物に使用される白色色材としては、例えば、白色染料、又は、白色無機顔料、白色有機顔料、及び白色の中空樹脂粒子などの白色顔料を用いることができる。これらの中でも、中空樹脂粒子や二酸化チタンに代表される白色顔料が、白色度と適度な隠蔽性が得られるため、好ましい。
本実施形態における金属化合物としては、顔料として使用可能な金属原子含有化合物であれば特に限定されることがない。好ましくは、従来から白色顔料として用いられている金属酸化物、硫酸バリウム、又は炭酸カルシウムである。金属酸化物としては、特に制限されないが、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、及び酸化マグネシウムが挙げられる。本実施形態における金属化合物としては、二酸化チタン及びアルミナが好ましい。
ここで、本明細書における平均粒子径は、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」日機装社(Nikkiso Co., Ltd.))製)を用いることができる。
本実施形態における中空樹脂粒子としては、その内部に空洞を有しており、その外殻が液体透過性を有する樹脂から形成されていることが好ましい。このような構成により、中空樹脂粒子が水性インク組成物中に存在する場合には、内部の空洞は水性媒質で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、水性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、インク組成物の貯蔵安定性や吐出安定性を良好にすることができる。
また、中空樹脂粒子の市販品として、例えば、SX866B、SX8782D(以上、JSR社製)などが挙げられる。
中空樹脂粒子の調製方法は、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。中空樹脂粒子の調製方法として、例えば、ビニルモノマー、界面活性剤、重合開始剤、及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。
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、特に限定されないが、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、及び、溶剤に対する分散安定性などに優れた中空樹脂粒子を得ることができる。
上記の重合開始剤として、水に可溶な公知の化合物を用いることができ、例えば、過酸化水素及び過硫酸カリウムが挙げられる。
上記の水系分散媒として、特に限定されないが、例えば、水、及び水と親水性有機溶媒との混合液が挙げられる。
白色色材は、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。
インク組成物は、その分散安定性を確保するため、ウレタン樹脂を含有する。なお、本実施形態におけるウレタン樹脂は、後添されるものであって、顔料分散液を調製する際に用いられる分散剤とは異なる。
ここで、色材のうち顔料の一般的なサイズ(粒子径)を考慮すると、カラー顔料(着色顔料)が例えば100nm程度であるのに対し、白色顔料は例えば250nm以上と非常に大きい。顔料のサイズが大きいほど、顔料全体の表面積が小さくなるため、結果的に被記録媒体に対する白色インクの定着性に劣ることとなる。そこで、上述の分散安定性を良好なものとする目的の他に、白色インクに使用される白色顔料の定着性を補う目的でも、本実施形態においてウレタン樹脂が用いられる。
また、非水系のエマルジョン型ポリマー粒子(NAD=Non Aqueous Dispersion)も樹脂として用いることができる。これはウレタン樹脂、アクリル樹脂やアクリルポリオール樹脂の粒子が有機溶剤中に安定に分散している分散液のことである。
なお、上記のエマルジョンタイプを適用した場合のウレタン樹脂の平均粒子径は、好ましくは50〜200nmであり、より好ましくは60〜200nmである。このウレタン樹脂の平均粒子径が上記範囲にあると、インク組成物中においてウレタン樹脂粒子を均一に分散させることができる。
本実施形態におけるインク組成物は、アルカンジオール及びアルキレングリコールアルキルエーテルから選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。アルカンジオールやアルキレングリコールアルキルエーテルは、被記録媒体などの被記録面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。
本実施形態におけるインク組成物は、アセチレングリコール系界面活性剤又はポリシロキサン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤又はポリシロキサン系界面活性剤は、被記録媒体などの被記録面への濡れ性を高めることにより、インクの浸透性を高めることができる。
本実施形態におけるインク組成物は、多価アルコールを含有することが好ましい。多価アルコールは、本実施形態におけるインク組成物をインクジェット式記録装置に適用した場合に、インクの乾燥を抑制し、インクジェット式記録ヘッド部分におけるインクの目詰まりを防止することができる。
本実施形態におけるインク組成物は、第三級アミンを含有することが好ましい。第三級アミンは、pH調整剤としての機能を有し、インク組成物のpHを容易に調整することができる。
本実施形態におけるインク組成物は、通常溶媒として水を含有する。水は、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水などの純水又は超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を紫外線照射又は過酸化水素添加などにより滅菌処理した水は、長期間に亘りカビやバクテリアの発生を抑制することができるので好ましい。
本実施形態におけるインク組成物は、従来公知の装置、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、バスケットミル、ロールミルなどを使用して、従来の顔料インクと同様に調製することができる。調製に際しては、メンブランフィルターやメッシュフィルターなどを用いて粗大粒子を除去することが好ましい。
本発明の一実施形態は、記録物に係る。上述した濃淡白色インクセットによって、白色インクの分散安定性に優れ、その結果としてムラの無い優れた画像が形成された、記録物を提供することができる。また、特に、白色顔料として中空樹脂粒子を含有するインク組成物によって画像が形成された記録物は、長時間保存下又は高湿度環境下に置かれても中空樹脂粒子の透明化が生じず、長期に亘って高品位な画像を維持できる。
本発明の一実施形態は、記録方法に係る。上述した濃淡白色インクセットを用いて被記録媒体に画像記録を行う記録方法を提供することができる。
[材料]
〔白色色材〕
・中空樹脂粒子1(SX866B、JSR社製、外径0.3μm、内径0.2μm、膜厚0.05μm,水分散タイプ)
・中空樹脂粒子2(SX8782D、JSR社製、外径1.0μm、内径0.8μm、膜厚0.1μm,水分散タイプ)
〔ウレタン樹脂〕
・アニオン性ポリウレタンエマルジョン溶液1(WS−6021、三井化学社製、平均粒子径0.09μm,固形分30%,Tg 60℃)
・アニオン性ポリウレタンエマルジョン溶液2(W−6061、三井化学社製、平均粒子径0.1μm,固形分30%,Tg 25℃)
〔その他材料〕
・グリセリン
・1,2−ヘキサンジオール
・BYK348(ビックケミー・ジャパン社製)
・トリエタノールアミン
・イオン交換水
〔白色インク組成物の調製〕
表1及び表2に示す配合量で、各材料を混合撹拌し、孔径5μmの金属フィルターにてろ過、真空ポンプを用いて脱気処理をして、各インク組成物を製造した。そして、これらのインク組成物のうち、濃白色インク組成物(濃インク)及び淡白色インク組成物(淡インク)を組み合わせることで、実施例1〜3及び比較例1〜3の濃淡白色インクセット(インクセット1〜6)を得た。
なお、表1及び表2の実施例1〜3及び比較例1〜3に記載されている数値の単位は質量%であり、中空樹脂粒子についての上記数値は固形分換算である。
下記の評価用に記録物を作製した。
プリンタは、PX−5600(セイコーエプソン社製)を用いた。濃インクをMagentaカートリッジの部分に装着し、淡インクをライトマゼンタカートリッジの部分に装着した。A4サイズにカットしたクリアプルーフフィルム(セイコーエプソン社製)に白色のベタを印刷した。この際に用いた白色パターンは、濃インク40%、淡インク40%のdutyで記録した。
〔白色度の評価〕
Spectrolino/Spectroscan(Gretag Macbeth社製)を用いて、印刷した白色ベタ画像のL値を測定した。L値は、その数値が大きいほど白いことを示し、小さいほど白さが低い(薄い)ことを示す。評価結果を下記表1及び表2に示す。
得られた白色ベタ印刷パターンの耐擦過性の評価を行った。評価は、試験担当者の「爪による擦り試験」と「不織布による擦り試験」の二通りの試験を行った。
爪による擦り試験では、爪で印刷面を2〜3回はじくように擦る試験方法である。
不織布による擦り試験では、不織布(ベンコット ラボ、旭化成せんい社(Asahi Kasei Corporation)製)に200グラム相当の荷重をかけた状態で印刷面を擦った。
A:印刷面に変化が認められない。
B:印刷面に擦った跡が認められるが、剥がれるには至らない。
C:印刷面が剥がれる。
D:軽く触れただけで印刷面も剥がれる。
A:印刷面に変化が認められない。
B:印刷面に擦った跡が認められるが、剥がれるには至らない。
C:印刷面が剥がれる。
D:軽く触れただけで印刷面も剥がれる。
評価結果を下記表1及び表2に示す。
各インク組成物を、密閉された容器に封入し、それぞれを70℃の恒温槽に1週間放置した。放置後、常温に戻した後、粒度分布を測定した。測定は、マイクロトラックUPA(日機装社製)を用いて行った。測定の際、各インクは1000倍に希釈した。評価結果を下記表1及び表2に示す。
評価結果は、インク作製直後の平均粒子径と、70℃放置後の平均粒子径の差の割合を求めた。すなわち、変化の割合が小さいほど、そのインク組成物の分散安定性が良好であることを示している。
A:平均粒子径の変化率が7.0%未満。
B:平均粒子径の変化率が7.0%以上13%未満。
C:平均粒子径の変化率が13%以上。
Claims (5)
- 白色色材の質量割合が互いに異なる濃白色インク組成物及び淡白色インク組成物を含有するインクセットであって、
前記濃白色インク組成物及び前記淡白色インク組成物がいずれも、白色色材及びウレタン樹脂を少なくとも含み、
前記濃白色インク組成物中のウレタン樹脂の質量割合E1と白色色材の質量割合P1との比(E1/P1)が、前記淡白色インク組成物中のウレタン樹脂の質量割合E2と白色色材の質量割合P2との比(E2/P2)よりも大きい、インクセット。 - 前記濃白色インク組成物中の前記ウレタン樹脂の質量割合E1と前記白色色材の質量割合P1との比(E1/P1)が0.05〜0.3であり、前記淡白色インク組成物中の前記ウレタン樹脂の質量割合E2と前記白色色材の質量割合P2との比(E2/P2)が0.03〜0.15である、請求項1に記載のインクセット。
- 前記ウレタン樹脂が、アニオン性のウレタンエラストマー樹脂及び自己架橋性ウレタン樹脂のうち少なくともいずれかである、請求項1又は2に記載のインクセット。
- 前記白色色材が、金属化合物及び中空樹脂粒子のうち少なくともいずれかである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクセット。
- 前記ウレタン樹脂は、エマルジョンタイプのウレタン樹脂であり、前記白色色材の外径の平均粒子径に対する前記ウレタン樹脂の平均粒子径の比が0.05〜0.5である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクセット。
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