JP5656101B2 - インク組成物 - Google Patents
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Description
また、白色インク組成物あるいは着色インク組成物の噴射安定性や保存安定性の向上を図る技術が、例えば特許文献3〜5に開示されている。
(1)
平均粒子径200nm以上400nm以下の白色の金属酸化物及び平均粒子径0.2μm以上1.0μm以下の中空樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種の色材と、平均粒子径70nm以上150nm以下でありガラス転移温度が20℃以下である乳化型樹脂と、を含有する、インク組成物。
(2)
前記乳化型樹脂が溶媒中に粒子として分散している、(1)に記載のインク組成物。
(3)
前記乳化型樹脂の含有量が0.5〜10質量%である、(1)又は(2)に記載のインク組成物。
(4)
前記金属酸化物の含有量が5〜20質量%である、(1)〜(3)のいずれかに記載のインク組成物。
(5)
前記中空樹脂粒子の含有量が5〜20質量%である、(1)〜(4)のいずれかに記載のインク組成物。
(6)
アルカンジオール及びグリコールエーテルから選択される少なくとも1種を含有する、(1)〜(5)のいずれかに記載のインク組成物。
(7)
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、(1)〜(6)のいずれかに記載のインク組成物。
本実施形態のインク組成物は、金属化合物及び中空樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種の色材と、平均粒子径70nm以上の乳化型樹脂と、を含有するインク組成物である。
本実施形態のインク組成物は、色材として金属化合物及び中空樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種を含有する。
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。かかる構成により、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高めることができる。
本実施形態に係るインク組成物は、平均粒子径70nm以上の乳化型樹脂を含有する。
前記平均粒子径としては、より好ましくは100nm以上150nm以下である。乳化型樹脂の平均粒子径が上記範囲内であると、水中において乳化型樹脂がエマルジョンを形成し易くなり、透明性の高いクリアインク組成物が得られ、高品位な記録画像が得られる。
本実施形態のインク組成物は、アルカンジオール及びグリコー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。なぜなら、アルカンジオールやグリコールエーテルは、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からである。
本実施形態のインク組成物は、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。なぜなら、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、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からである。
本実施形態のインク組成物は、多価アルコールを含有することが好ましい。なぜなら、多価アルコールは、本実施形態の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からである。
本実施形態のインク組成物は、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。
第三級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
上記第三級アミンの含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.1〜2質量%である。
本実施形態のインク組成物は、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。
本実施形態のインク組成物は、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。
本発明の他の実施形態は、記録物に係る。本実施形態はまた、上述したインク組成物によって、耐擦性に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。特に、色材として中空樹脂粒子を含むインク組成物によって画像が形成された本実施形態の記録物は、長時間保存下あるいは高湿度環境下にお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することが可能である。
本発明の他の実施形態は、記録方法に係る。本実施形態はまた、上述したインク組成物を用いて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。
この記録方法としては特に限定されず、凸版印刷方式、凹版印刷方式、平版印刷方式、孔版印刷方式、電子写真記録方式、熱転写記録方式、インクジェット記録方式等が挙げられ、中でも好ましくはインクジェット記録方式による記録方法である。
インクジェット記録方式として、従来公知の方式はいずれも使用できる。中でも圧電素子の振動を利用して液滴を吐出させる方法(電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成するインクジェットヘッドを用いた記録方法)や熱エネルギーを利用する方法により、優れた画像記録を行うことが可能となる。
表1に示す配合量で、金属酸化物、中空樹脂粒子、樹脂、有機溶剤、多価アルコール、第三級アミン、界面活性剤、及びイオン交換水を混合撹拌し、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、実施例1〜2及び比較例1〜2の各インク組成物を得た。なお、表1の実施例1〜2及び比較例1〜2に記載されている数値の単位は、質量%であり、金属酸化物、中空樹脂粒子、乳化型樹脂粒子についてはいずれも固形分換算である。
攪拌機、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えたフラスコに、イオン交換水100mlおよび過硫酸カリウム0.1gを入れ、窒素雰囲気下、攪拌しながら、該フラスコ内の温度が70℃になるまで加熱した。また、別途、反応容器に、イオン交換水100ml、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.0g、スチレン30g、2−エチルヘキシルアクリレート55gおよびメタクリル酸5gを入れ、攪拌して乳化物を調製した。
その後、当該乳化物を、滴下漏斗を用いて前記フラスコ内に徐々に滴下し、乳化型樹脂を分散質とするエマルジョンを調製した。
当該エマルジョンを、室温まで冷却した後、これを0.4μmのフィルターで濾過し、更に前記乳化型樹脂の濃度が30%となるように蒸留水を加えて乳化型樹脂エマルジョンを得た。当該乳化型樹脂エマルジョンのガラス転移温度Tg(JIS K6900に従い測定)は20℃以下であった。
(2−1.耐擦性の評価)
表1に記載の白色インク組成物を、インクジェットプリンタ(「PX−G930」セイコーエプソン株式会社製)の専用カートリッジのブラックインク室にそれぞれ充填した。このようにして作製されたインクカートリッジをプリンタに装着し、印刷試験を行った。ブラック以外のインクカートリッジはそれぞれ市販のものを装着した。これは、ダミーとして用いるもので、本実施例の評価では用いないので、効果には関与しない。
本明細書において、「duty」とは、下式で算出される値である。
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。100%dutyとは、画素に対する単色の最大インク質量を意味する。)
<爪による擦り試験>
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が剥がれる。
<不織布による擦り試験>
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が剥がれる。
インクジェットプリンタPX−20000(商品名、セイコーエプソン株式会社製)を用いて間欠印字試験をおこなった。このプリンタ用のカートリッジに実施例1〜2及び比較例1〜2の白色インク組成物をそれぞれ充填し、上記プリンタに装着し、温度32℃湿度20%の環境下で、すべてのノズルが正常に吐出していることを確認し、44インチ幅の連続印字を30分行った後、全ノズルからの吐出を行い、インク滴の飛行曲がり、ノズル抜け(ドット抜け)が生じていないかを評価した。上記の評価を30分で1セットとし、3回繰り返し評価を行った。評価基準は、以下の通りである。
AA:30分×3までノズル抜けなし、及び飛行曲がりなし。
A :30分×2までノズル抜けなし、及び飛行曲がりなし。
B :30分×1までノズル抜けなし、及び飛行曲がりなし。
C :30分でノズル抜ける、もしくは飛行曲がりが有る。
白の印刷には、表1に記載の白色インク組成物を、インクジェットプリンタ(「PX−G930」セイコーエプソン株式会社製)の専用カートリッジのブラックインク室にそれぞれ充填した。このようにして作製されたインクカートリッジをプリンタに装着し、印刷試験を行った。一方、カラーの印刷には、市販のインクジェットプリンタ(「PX−G5500」セイコーエプソン株式会社製)及びインクセット(EPSON IC9CL3337 フォトブラック、マットブラック、グレー、ライトグレー、イエロー、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ)を用いて、印刷試験を行った。
印刷は、メディア上に白色以外のカラーインク組成物によるカラー画像層を形成した後、前記カラー画像層上に白色インク組成物を用いて白色画像層を形成することにより行なった。
なお、L*値の測定は、市販の黒が基板となっている測色機、例えばGretag Macbeth Spetroscan及びSpectrolino(X−Rite社製)を用いた。
A:27℃35%の環境に24時間保持した後、27℃65%の環境に24時間保持したとき、白+カラー部分のカラーインクのL*値の低下が5未満、
B:27℃35%の環境に24時間保持した後、27℃65%の環境に24時間保持したとき、白+カラー部分のカラーインクのL*値の低下が5以上10未満、
C:27℃35%の環境に24時間保持した後、27℃65%の環境に24時間保持したとき、白+カラー部分のカラーインクのL*値の低下が10以上。
白の印刷には表1に記載の白色インク組成物を、インクジェットプリンタ(「PX−G930」セイコーエプソン株式会社製)の専用カートリッジのブラックインク室にそれぞれ充填した。このようにして作製されたインクカートリッジをプリンタに装着し、印刷試験を行った。カラーの印刷には市販のインクジェットプリンタ(「PX−G5500」セイコーエプソン株式会社製)及びインクセット(EPSON IC9CL3337 フォトブラック、マットブラック、グレー、ライトグレー、イエロー、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ)を用いて、印刷試験を行った。
A:1ヶ月放置後の透明化が境界から0.5mm未満で起こっている、
B:1ヶ月放置後の透明化が境界から0.5mm以上5mm未満で起こっている、
C:1ヶ月放置後の透明化が境界から5mm以上で起こっている。
また、白色色材として中空樹脂粒子を含む実施例1の白色インク組成物と、保湿剤を含む白色以外のカラーインク組成物とを組み合わせた記録物は、長時間保存下あるいは高湿度環境下におかれても中空樹脂粒子の透明化がほぼ抑制されているため、長期に亘って高品位の画像を維持できることが判った。
平均粒子径70nm以上の乳化型樹脂を使用しない比較例1〜2では、耐擦性が爪試験及び布試験のいずれにおいてもC評価であった。また、間欠印字特性にも劣る結果となった。
Claims (7)
- 平均粒子径200nm以上400nm以下の白色の金属酸化物及び平均粒子径0.2μm以上1.0μm以下の中空樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種の色材と、平均粒子径70nm以上150nm以下でありガラス転移温度が20℃以下である乳化型樹脂と、を含有する、インク組成物。
- 前記乳化型樹脂が溶媒中に粒子として分散している、請求項1に記載のインク組成物。
- 前記乳化型樹脂の含有量が0.5〜10質量%である、請求項1又は2に記載のインク組成物。
- 前記金属酸化物の含有量が5〜20質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記中空樹脂粒子の含有量が5〜20質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- アルカンジオール及びグリコールエーテルから選択される少なくとも1種を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 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、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインク組成物。
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