JP5705695B2 - インクジェット記録物 - Google Patents
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Description
画像の耐久性を示す性質のうち、耐擦性を向上させることが試みられている。例えば、インクの膜を固める目的で、インク中に水性樹脂エマルジョンを含有するインクジェット記録用インクが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
<1> ポリオレフィン繊維の集合体である記録基材と、インクジェット法で付与されて前記ポリオレフィン繊維に付着した水系インクにより形成され、前記ポリオレフィン繊維の各々に付着する繊維軸方向における前記水系インクの平均長が150μm以上200μm以下であるインク画像と、を有するインクジェット記録物である。
<2> 前記ポリオレフィン繊維の繊維軸方向と直交する断面の直径(繊維径)が1μm以上200μm以下である前記<1>に記載のインクジェット記録物である。
<3> 前記記録基材の繊維面密度が、1g/m2以上300g/m2以下である前記<1>又は前記<2>に記載のインクジェット記録物である。
<4> 前記水系インクは、着色剤とワックス粒子と水とを含有する前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載のインクジェット記録物である。
<5> 前記水系インクは、ポリマー粒子を含有する前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載のインクジェット記録物である。
<6> 前記ポリマー粒子は、ポリウレタンの粒子である前記<5>に記載のインクジェット記録物である。
<7> 前記記録基材は、親水化処理が施されている前記<1>〜前記<6>のいずれか1つに記載のインクジェット記録物である。
<8> 前記記録基材が、不織布である前記<1>〜前記<7>のいずれか1つに記載のインクジェット記録物である。
本発明のインクジェット記録物は、インクをインクジェット法で吐出することによりインク画像が形成されたものである。具体的には、
本発明のインクジェット記録物は、非吸収性又は低吸収性の繊維材料の集合体である記録基材と、インクジェット法で付与されて前記繊維材料に付着した水系インクにより形成され、前記繊維材料の繊維軸方向に付着する前記水系インクの平均長が150μm以上200μm以下であるインク画像と、を設けて構成されている。
本発明のインクジェット記録物は、非吸収性又は低吸収性の繊維材料の集合体である記録基材を設けて構成されている。記録基材は、インクジェット法で画像が記録される被記録材料のことをさす。
本発明において、「非吸収性の繊維」とは、ASTM試験法のASTM D570で吸水率(質量%、24hr.)が0.2未満の組成のものからなる繊維を意味し、「低吸収性の繊維」とは、ASTM試験法のASTM D570で吸水率(質量%、24hr.)が0.2以上0.5未満の組成のものからなる繊維をいう。
なお、繊維面密度とは、繊維が2次元に分布している面の面積に対する、該面に存在する繊維の量の比率[g/m2]をさし、前記記録基材を単位面積で切り出して重量を測ることにより求められる値である。
このとき、記録基材の表面張力は、3.4×10−6〜4.5×10−6J(約34〜45ダイン/cm)であることが好ましく、3.5×10−6〜4.0×10−6J(約35〜40ダイン/cm)がより好ましい。基材の表面張力が小さすぎると、画像の密着性が低下する場合があり、基材の表面張力が大きすぎると、記録基材自体の風合いが低下する場合がある。
なお、記録基材の表面張力は、濡れ張力試験用混合液(和光純薬工業社製)を用い、記録基材が濡れ始める混合液番号を基材の表面張力として測定することができる。
この場合、インクの表面張力としては、20〜40mN/mの範囲にあることが好ましく、後述の繊維軸方向に付着するインクの平均長を調整するために、前記範囲の中から適宜選ぶことができる。インクの表面張力は、静的表面張力測定装置(例えば池田理化社製のTD3)を用いたウィルヘルミ法によって測定される。
・処理電圧:10〜15.6kV
・処理速度:30〜100mm/s
本発明における親水化処理としては、コストや作業性の点で、コロナ処理を施す態様が好ましい。
本発明のインクジェット記録物は、インク画像が設けられており、インク画像は、繊維材料に付着した水系インクにより形成され、繊維材料の繊維軸方向に付着する水系インクの平均長が150μm以上200μm以下となるように構成したものである。
繊維軸方向に付着する水系インクの平均長が150μm未満で小さ過ぎると、定着後のインク領域が小さく剥がれやすく、耐擦過性が悪くなる。また、液滴が基材の深部まで到達して、画像がぼやけ、結果的に滲んだ画像が形成される。一方、平均長が200μmを超えて大き過ぎると、耐擦過性は良化するものの、基材表面上で液滴の乾燥が遅れ、画像の滲みが発生する。
本発明においては、画像の耐擦過性を高め、画像の滲みを招来しない観点から、適切なインク滴量(すなわちインクの平均長)を選択することが重要である。
具体的には、前記平均長は、画像の複数箇所を顕微鏡で観察し、繊維上に付着しているインクの繊維軸方向における最大長さを20点測定し、その測定値の平均値として求められる値である。
記録基材にインクを付与する場合、付与方式としては、マルチパスでも1パスでもよいが、高速記録の観点からは1パス又は2パスが好ましい。ここで、1パスとは、主走査方向について1回の走査でその走査領域に形成すべきドット全てを記録する記録方法をいい、記録時の副走査方向と交差する基材幅方向に該幅長に対応した長さの吐出ヘッド(記録素子が配列されているラインヘッド)が設けられ、該吐出ヘッドに設けられた複数の吐出孔から主走査方向に同時にインクを吐出するものである。これは、いわゆるライン方式と呼ばれ、記録素子の配列方向と交差する方向(副走査方向)に記録媒体を走査することで記録基材の全面に画像の記録が行なえる。短尺のシリアルヘッドを記録基材の幅方向(主走査方向)に走査しながら記録するシャトル方式のようなキャリッジ等の搬送系が不要である。また、2パスとは、走査領域に吐出するドットを2回の走査により記録する方法である。
なお、乾燥時の加熱時間については、インク中の液媒体が蒸発し、かつポリマー粒子による皮膜形成が可能であれば特に制限はなく、液媒体種、ポリマー種、記録速度等を考慮して適宜選択することができる。
本発明における水系インクは、少なくとも着色剤及び水を含有し、好ましくは少なくとも着色剤、ワックス粒子、及び水を含有する組成に構成される。本発明における水系インクは、更に、好ましくはポリマー粒子を含有し、また必要に応じて、更に、顔料の分散剤や水溶性有機溶剤、界面活性剤、その他の添加剤等の成分を用いて構成することができる。
本発明における水系インクは、好ましくは着色剤の少なくとも一種を含有する。着色剤としては、顔料、染料等が好適であり、中でも画像の耐光性等の観点から、顔料が好ましい。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。
また、前記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表面処理したものや、グラフトカーボン等も使用可能である。
上記の中でも、特に、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、カーボンブラック系顔料が好ましい。
本発明における水系インクは、分散剤の少なくとも1種を含有することができる。前記顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
また、疎水性基は、炭素数2〜24の炭化水素基が好ましく、炭素数4〜24の炭化水素基がより好ましく、炭素数6〜20の炭化水素基がさらに好ましい。
更に、合成系の親水性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物等が挙げられる。
染料を保持した担体(水不溶性着色粒子)は、分散剤を用いて水系分散物として用いることができる。分散剤としては上述した分散剤を好適に用いることができる。
ここで、分散状態での顔料の平均粒子径は、インク化した状態での平均粒子径を示すが、インク化する前段階のいわゆる濃縮インク分散物についても同様である。
顔料の水系インク中における含有量としては、画像濃度の観点から、インク全量に対して、1〜25質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましい。
本発明における水系インクは、ポリマー粒子の少なくとも1種を含有することができる。ポリマー粒子を含有することで、画像の記録基材との密着性及び耐擦過性をより向上させることができる。
ポリマー粒子としては、2種以上を併用してもよく、また、2種以上を混合あるいは結合したポリマーで構成された粒子を使用してもよい。
ポリウレタン系樹脂は、ポリマー間で水素結合のような強固な相互作用が可能なウレタン部位と、ポリマー間での相互作用が比較的弱い非ウレタン部位とから形成されており、インクの膜が形成される際に、ミクロな構造として、相互作用が比較的強い部位と比較的弱い部位がそれぞれが寄り集まって海−島構造を構築しているものと推定され、これによりポリウレタンが柔軟性を有するものと推定される。ポリウレタンは、このように本質的に柔軟性を持つため、従来知られているような低Tgのポリマー粒子を使用した例に比べて、高いTgのものの使用が可能であり、柔軟性と強度を有し、耐擦過性に優れたインク膜(インク画像)を形成できるものと推察される。
したがって、特に耐擦過性が得られ難い「非吸収性又は低吸収性の繊維材料の集合体である記録基材」を用いた場合も有利である。
自己分散性ポリマーの粒子は、界面活性剤の不存在下、分散状態(特に転相乳化法による分散状態)としたとき、ポリマー自身が有する官能基(特に酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。
自己分散性ポリマーの粒子は、吐出安定性及び前記顔料を含む系の液安定性(特に分散安定性)の観点で好ましく、中でもカルボキシル基を有する自己分散性ポリマーの粒子がより好ましい。
本発明における水不溶性ポリマーにおいては、液体組成物としたときの定着性の観点から、水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態となりうる水不溶性ポリマーであることが好ましい。
また、ビニルポリマー及びビニルポリマーを構成するモノマーの好適な例は、特開2001−181549号公報及び特開2002−88294号公報に記載されているものが挙げられる。また、解離性基(あるいは解離性基に誘導できる置換基)を有する連鎖移動剤や重合開始剤、イニファーターを用いたビニルモノマーのラジカル重合や、開始剤あるいは停止剤のいずれかに解離性基(あるいは解離性基に誘導できる置換基)を有する化合物を用いたイオン重合によって高分子鎖の末端に解離性基を導入したビニルポリマーも使用できる。
前記親水性基は、自己分散促進の観点、形成された乳化又は分散状態の安定性の観点から、解離性基であることが好ましく、アニオン性の解離基であることがより好ましい。前記解離性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、水系インクを構成した場合の定着性の観点から、カルボキシル基が好ましい。
前記不飽和スルホン酸モノマーの具体例としては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。
前記不飽和リン酸モノマーの具体例としては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
前記解離性基含有モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル系モノマーがより好ましく、特にはアクリル酸及びメタクリル酸が好ましい。
また、前記重合性基は、縮重合性の重合性基であっても、付加重合性の重合性基であってもよい。重合性基は、水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、付加重合性の重合性基が好ましく、エチレン性不飽和結合を含む基であることがより好ましい。
前記芳香族基含有モノマーの例としては、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマー等が挙げられる。中でも、ポリマー鎖の親水性と疎水性のバランスとインク定着性の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、及びフェニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種がより好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが更に好ましい。
なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
前記アルキル基含有モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、並びにヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、並びにジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、等の(メタ)アクリル酸のアルキルエステル(好ましくは、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜4のアルキルエステル);
N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、並びにN−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド等、等の(メタ)アクリルアミド系モノマー、等が挙げられる。
また、水不溶性ポリマーは、ポリマーの親疎水性制御の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーに由来する構成単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び/又はベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜4のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことがより好ましく、更には加えて、酸価が25〜100であって重量平均分子量が3000〜20万であることが好ましく、酸価が25〜95であって重量平均分子量が5000〜15万であることがより好ましい。
B−02:フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/35/29/6)
B−03:フェノキシエチルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(50/44/6)
B−04:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸共重合体(30/55/10/5)
B−05:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(35/59/6)
B−06:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(10/50/35/5)
B−07:ベンジルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(55/40/5)
B−08:フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/メタクリル酸共重合体(45/47/8)
B−09:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(5/48/40/7)
B−10:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(35/30/30/5)
B−11:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体(12/50/30/8)
B−12:ベンジルアクリレート/イソブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(93/2/5)
B−13:スチレン/フェノキシエチルメタクリレート/ブチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(50/5/20/25)
B−14:スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸 共重合体(62/35/3)
B−15:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/51/4)
B−16:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/49/6)
B−17:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/48/7)
B−18:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/47/8)
B−19:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/45/10)
ポリウレタン系樹脂の粒子としては、下記UP−1〜UP−4で表される樹脂の少なくとも1種を含む粒子が好適である。
工程(1):ポリマー(水不溶性ポリマー)、有機溶媒、中和剤、及び水性媒体を含有する混合物を攪拌する工程
工程(2):前記混合物から前記有機溶媒を除去する工程
これら塩基性化合物は、解離性基100モル%に対して、5〜120モル%使用することが好ましい。ここでの比率の詳細については、特開2011−42150号公報の段落番号[0111]に記載されている。
なお、ポリマー粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
ポリマー粒子の水系インク中における含有量としては、画像の耐擦過性の観点から、インク全量に対して、1〜30質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましい。
本発明における水系インクは、滑剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。滑剤を含有することで、画像表面の摩擦係数が低下し、耐擦過性がより向上する。
天然ワックスとしては、石油系ワックス、植物系ワックス、動植物系ワックスが挙げられる。このうち、石油系ワックスの例として、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、植物系ワックスの例として、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、木ロウ等が、動物植物系ワックスの例として、ラノリン、蜜蝋等を挙げることができる。
合成ワックスとしては、合成炭化水素系ワックス、変性ワックス系が挙げられる。このうち、合成炭化水素系ワックスの例として、ポリエチレンワックス、フィッシャー・トロブシュワックス等が、変性ワックス系の例として、パラフィンワックス誘導体、モンタンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体等が挙げられる。
前記シリコーン化合物としては、特開昭50−117414号、同60−140341号、同60−140342号、同60−191240号、同59−4649号の各公報、並びに米国特許第4404276号、独国特許第2509534号、同1938959号等の各明細書に記載の化合物が挙げられる。
また、前記カルボン酸アミド化合物としては、特開昭55−79435号公報等に記載の化合物が、前記フッ素化合物としては、特開昭63−19647号公報等に記載の化合物が、また、前記高級脂肪族酸又はその塩としては、英国特許第1263722号明細書等に記載の高級脂肪族酸又はその塩等が挙げられる。
なお、Stは「スチレン」を、MAAは「メタクリル酸」を、DVBは「ジビニルベンゼン」を、MMAは「メチルメタクリレート」をそれぞれ表す。
滑剤は、例えば、乳化分散剤を用いて、乳化分散物の形態で好適に用いられる。この場合に用いられる乳化分散剤としては、従来より知られている多くの乳化分散剤の中から適宜選択して用いることができる。中でも、好ましい乳化分散剤は、下記一般式(1)で表される分散剤である。
(R1)a−G−(D)d ・・・一般式(1)
前記一般式(1)において、R1は、炭素数10〜60の直鎖、分岐、環状を含むアルキル基、炭素数10〜60の直鎖、分岐、環状を含むアルケニル基、炭素数10〜60の直鎖、分岐、環状を含むアラルキル基、又は炭素数10〜60のアリール基を表し、これらは置換基を有してもよいし無置換であってもよい。
nは、1〜50の整数を表し、好ましくは5〜30の整数である。
前記炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、シクロヘキシルが好ましく、特に好ましくは、メチル、エチル、プロピルである。
前記アリール基としては、フェニル基が好ましい。
前記炭素数2〜8のアルキルカルボニル基としては、アセチル、プロピオニル、ブチロイル、ピバロイル、シクロヘキサンカルボニルが好ましく、特に好ましくはアセチルである。
前記アリールカルボニル基としては、ベンゾイル基が好ましい。
前記Eのうち、特に好ましくは、水素原子、メチル、メチル、プロピル、アセチル、プロピオニル、ベンゾイルである。
R1、D、及びEが複数存在するときには、複数のR1、D、及びEは、それぞれ互いに同一でも異なるものでもよい。
以下、一般式(1)の具体的化合物例を挙げる。但し、これらに限定されるものではない。
固体粒子を分散する方法としては、滑剤の粉末を水等の適当な溶媒中にボールミル、コロイドミル、振動ボールミル、サンドミル、ジェットミル、ローラーミル、又は超音波によって分散し、固体分散物とする方法が挙げられる。なお、その際に保護コロイド(例えばポリビニルアルコール)、界面活性剤(例えばトリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム(3つのイソプロピル基の置換位置が異なるものの混合物)などのアニオン性界面活性剤)を用いてもよい。前記ミルでは、一般に分散媒体としてジルコニア等のビーズが用いられる。水分散物には、防腐剤(例えばベンゾイソチアゾリノンナトリウム塩)を含有させてもよい。
さらに、分散後に有機溶剤を除去し、滑剤粒子分散物として利用してもよい。この場合には、滑剤及び前記一般式(1)で表される化合物の融点が100℃以上でも、低温度にて有機溶媒中で溶解混合することが可能であり、水系での高融点滑剤分散粒子を調製することができる。ここで、滑剤及び前記一般式(1)の融点は特に大きな制約を受けないが、好ましい融点は50℃以上200℃以下であり、さらに60℃以上200℃以下がより好ましく、更に好ましくは80℃以上150℃以下である。
上記のうち、水系インクの調製にあたっては、環境負荷が小さい点で水が最も好ましく、水と共に融点80℃の滑剤を用すいときには、水の温度を80℃以上として分散することが好ましい。
本発明における水系インクは、水を溶媒として含むと共に、水溶性有機溶剤を含有することができる。水溶性有機溶剤をポリマー粒子と共に含有することにより、インク中ではポリマー粒子の最低像膜温度を低めに維持することができ、吐出性などを良好に保つことができる。
ここで、水溶性とは、20℃の水に1質量%以上溶解することをいう。
アルキレンオキシアルキルエーテルとしては、例えば、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ブチルエーテル、ジエチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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、トリ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ジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、エチレングリコールモノフェニルエーテルなどが挙げられる。
有機溶媒を乾燥防止剤として用いる場合、水系インクをインクジェット法で吐出して画像記録する際に、インク吐出口でのインクの乾燥によって発生し得るノズルの目詰まりを効果的に防止することができる。乾燥防止のためには、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。乾燥防止に好適な水溶性有機溶剤の具体的な例としては、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、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチルモルホリン等の複素環類、スルホラン、ジメチルスルホキシド、3−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体等が挙げられる。中でも、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが好ましい。
また、浸透促進のためには、水系インクを記録媒体により良く浸透させる目的で有機溶媒を用いてもよい。浸透促進に好適な有機溶媒の具体例として、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、1,2−ヘキサンジオール等のアルコール類や、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムやノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
また、水溶性有機溶剤は、上記以外にも粘度の調整に用いることができる。粘度の調整に用いることができる水溶性有機溶剤の具体的な例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなど)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなど)及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、アセトニトリル、アセトンなど)が挙げられる。
本発明における水系インクは、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の量は、安定性及び吐出信頼性確保の点から、水系インクの全質量に対して、好ましくは5質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上70質量%以下である。
本発明における水系インクは、種々の界面活性剤を用いることができ、中でもアセチレングリコール系界面活性剤を含有する態様が好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤は、他の界面活性剤に比べ、表面張力及びインクと接触するインクジェットヘッド部材(ヘッドノズルなど)との間の界面張力を適正に保ちやすく、起泡し難い。そのため、水系インクを吐出する際の吐出安定性が高められる。また、アセチレングリコール系界面活性剤を含むことで、記録媒体に対する濡れ性や浸透性が良好になり、インクの濃淡ムラや滲みが抑えられ、精細な画像形成に有利である。
本発明の水系インクは、2−ピロリドンを含有することが好ましい。
2−ピロリドンは、湿潤剤として機能し、2−ピロリドンを含有することで浸透性が向上して、記録基材の繊維に付着するインク滴の平均長を拡げる作用がある。
本発明における水系インクは、上記の成分に加え、必要に応じて、その他の添加剤を含むことができる。その他の添加剤としては、例えば、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、水系インクを調製後に直接添加してもよく、水系インクの調製時に添加してもよい。
その他の添加剤の詳細については、特開2010−155359号公報の段落番号[0098]〜[0105]に記載されている。
<マゼンタインクの調製>
(ポリマー分散剤P−1の合成)
下記スキームにしたがって、以下に示すようにしてポリマー分散剤P−1を合成した。
得られたポリマー分散剤P−1の組成は、1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は44,600であった。さらに、JIS規格(JIS K0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.2mgKOH/gであった。
ピグメント・レッド122(CROMOPHTAL Jet Magenta DMQ、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製;マゼンタ顔料)10部と、前記ポリマー分散剤P−1を5部と、メチルエチルケトン42部と、1規定 NaOH水溶液5.5部と、イオン交換水87.2部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて2〜6時間分散した。
得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した後、更に、高速遠心冷却機7550(久保田製作所製)を用い、50mL遠心管を使用して8000rpmで30分間遠心処理を行なった。このとき、沈殿物以外の上澄み液を回収した。その後、吸光度スペクトルから顔料濃度を求め、顔料濃度が15質量%の樹脂被覆顔料粒子(ポリマー分散剤で被覆された顔料)の分散物(マゼンタ顔料分散液)を得た。
以下の組成中の成分を混合し、インク組成物Aを調液した。調液後、このインク組成物Aをプラスチック製のディスポーザルシリンジに詰め、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の孔径5μmフィルタ(ミリポア社製のMillex−SV、直径25mm)にてろ過し、マゼンタインクとした。
<インク組成物Aの組成>
・マゼンタ顔料分散液(顔料濃度:15質量%) ・・・26.7質量部
・2−ピロリドン(東京化成社製) ・・・26質量部
・オルフィンE1010(日信化学工業社製) ・・・1質量部
・アクリットWBR−016U ・・・16.7質量部
(大成ファインケミカル社製、ポリウレタン樹脂粒子(Tg:20℃、体積平均粒子径:約30nm)の30質量%分散液)
・セロゾール524 ・・・6.7質量部
(中京油脂社製、カルナバワックス粒子(Tm:83℃、体積平均粒子径:約80μm)の30質量%分散液)
・イオン交換水 ・・・インク総量を100質量部とした場合の残分(質量部)
1.画像記録
ポリプロピレン不織布(繊維面密度:30g/m2、厚み:13μm、繊維径:20μm)に対して、コロナマスター(信光電気計社製、PS−10S)を用いて、処理電圧:14kV、処理速度:50mm/sの条件で2回コロナ処理を行なった。コロナ処理を施した不織布に対して、Qクラスヘッド(富士フイルムDimatix社製、Q−Classヘッド)を用い、上記のように調製したマゼンタインクを60pLにて付与し100%ベタ画像を記録した。このベタ画像を60℃に加熱したホットプレート上に密着させ、不織布の画像非形成面側からドライヤで風速14m/s、温度50℃の温風を60秒間あて、乾燥、定着操作を行なった。このようにして、画像サンプルを得た。
上記のようにして得た画像サンプルについて、以下の測定、評価を行なった。測定、評価の結果を下記表1に示す。
得られた画像サンプルの画像部を、顕微鏡(キーエンス社、VK−9700)で20視野観察し、繊維上に形成されているドットの繊維軸方向における最大距離(図1(A)の長さA)を20点測定した。得られた測定値を平均し、その平均値をインクサイズ(平均長[μm])とした。
得られた画像サンプルの画像部について、学振式摩擦試験機(安田精機社製、No.428)を用い、画像部を白綿で約2Nの力をかけて規定の往復回数だけ擦り、白綿に移った色について目視により下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:10回往復で擦っても白綿への色移りはほぼみられず、実用上支障を来さない。
B:10回往復で擦ると、白綿に僅かな色移りがみられたが、実用上支障を来さない。
C:10回往復で擦ると、白綿に色移りがみられたが、5回往復で擦ったときには色移りはほぼみられず、実用上は支障を来さない。
D:5回往復で擦ると、白綿に色移りがみられ、実用上支障を来たす。
E:5回往復で擦ると、白綿に明らかな色移りがみられる。
得られた画像サンプルの画像部について、目視により下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:画像の滲み、あるいはぼやけがほとんど感じられない。
B:画像の滲み、あるいはぼやけがみられたが、実用上支障を来さない。
C:明らかに画像の滲み、あるいはぼやけがみられ、実用上支障を来たす。
実施例1において、インク滴の量を60pLから85pLに変更して実施例1と同様のインク量が打滴されるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。ここで、不織布(記録基材)の表面張力は3.7×10−6(37ダイン/cm)であり、インクの表面張力は37mN/mである。測定、評価の結果は下記表1に示す。
なお、不織布の表面張力は、濡れ張力試験用混合液(和光純薬工業社製)で不織布が濡れ始める混合液番号を該不織布の表面張力として測定した。また、インクの表面張力は、静的表面張力測定装置(池田理化社製のTD3)を用いたウィルヘルミ法により測定した。
実施例1において、不織布のコロナ処理を行なわず、インク滴の量を60pLから85pLに変更して実施例1と同様のインク量が打滴されるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、インク滴の量を60pLから85pLに変更して実施例1と同様のインク量を打滴した後、乾燥、定着操作を行なわなかったこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、インク滴の量を60pLから120pLに変更して実施例1と同様のインク量が打滴されるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、インク滴の量を60pLから85pLに変更し、ポリプロピレン不織布を繊維面密度:77g/m2、厚み:246μm、繊維径:57μmのものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、インク滴の量を60pLから85pLに変更し、ポリプロピレン不織布を繊維面密度:90g/m2、厚み:900μm、繊維径:210μmのものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、インク滴の量を60pLから85pLに変更し、ポリプロピレン不織布を繊維面密度:310g/m2、厚み:300μm、繊維径:20μmのものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、QクラスヘッドをGELJET GX−5000プリンタヘッドに代え、インク滴の量を60pLから2.4pLに変更して実施例1と同様のインク量が打滴されるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、QクラスヘッドをDMPヘッド(富士フイルムDimatix社製、DMP−2800)に代え、インク滴の量を60pLから35pLに変更して実施例1と同様のインク量が打滴されるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
実施例1において、インク滴の量を60pLから150pLに変更して実施例1と同様のインク量が打滴されるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして、ベタ画像を記録し、画像サンプルを作成し、評価した。測定、評価の結果は下記表1に示す。
13・・・繊維(不織布)
15,25・・・インク付着領域
23・・・記録紙(シート)
Claims (8)
- ポリオレフィン繊維の集合体である記録基材と、
インクジェット法で付与されて前記ポリオレフィン繊維に付着した水系インクにより形成され、前記ポリオレフィン繊維の各々に付着する繊維軸方向における前記水系インクの平均長が150μm以上200μm以下であるインク画像と、
を有するインクジェット記録物。 - 前記ポリオレフィン繊維の繊維軸方向と直交する断面の直径(繊維径)が1μm以上200μm以下である請求項1に記載のインクジェット記録物。
- 前記記録基材の繊維面密度が、1g/m2以上300g/m2以下である請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録物。
- 前記水系インクは、着色剤とワックス粒子と水とを含有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録物。
- 前記水系インクは、ポリマー粒子を含有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録物。
- 前記ポリマー粒子は、ポリウレタンの粒子である請求項5に記載のインクジェット記録物。
- 前記記録基材は、親水化処理が施されている請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録物。
- 前記記録基材が、不織布である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインクジェット記録物。
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