JP5821515B2 - インクジェット用インクおよびこれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
本発明に係るインクジェット用インクの一態様は、
下記一般式(1)で表される、炭素数6以下のヒドロキシカルボン酸エステルと、界面活性剤と、水と、を含有する、インクジェット用インク。
HO−CmH2m−COO−CnH2n+1 …(1)
(式中、mは2または3の自然数を表し、nは1〜3の自然数を表し、かつ、m+n≦5である。)
さらに、重量平均分子量が2〜12万のオキサゾリン基含有樹脂と、カルボキシル基含有樹脂と、を含有する、適用例1に記載のインクジェット用インク。
前記オキサゾリン基含有樹脂の全質量中におけるオキサゾリン基のモル数(MA)と、前記カルボキシル基含有樹脂の全質量中におけるカルボキシル基のモル数(MB)と、の比(MA/MB)は、10以上40以下である、適用例2に記載のインクジェット用インク。
前記ヒドロキシカルボン酸エステルは、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、2−ヒドロキシブタン酸メチルである、適用例1〜3のいずれか1例に記載のインクジェット用インク。
さらに、顔料を含有する、適用例1〜4のいずれか1例に記載のインクジェット用インク。
さらに、ポリオキシアルキレングリコール類を含有する、適用例1〜5のいずれか1例に記載のインクジェット用インク。
さらに、炭素数7または8の1,2−アルカンジオールを含有する、適用例1〜6のいずれか1例に記載のインクジェット用インク。
前記炭素数7または8の1,2−アルカンジオールは、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、4,4−ジメチル−1,2−ペンタンジオール、5−メチル−1,2−ヘキサンジオール、および4−メチル−1,2−ヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも1種である、適用例7に記載のインクジェット用インク。
前記界面活性剤は、ポリオルガノシロキサン系界面活性剤である、適用例1〜8のいずれか1例に記載のインクジェット用インク。
ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、
前記ヘッドは、複数のノズル孔からなるノズル列を備え、前記ノズル孔から適用例1〜9のいずれか1例に記載のインクジェット用インクの液滴を吐出させる吐出工程と、
前記液滴を記録媒体に付着させて、当該液滴からなるドットを形成するドット形成工程と、
前記吐出工程および前記ドット形成工程を複数回繰り返すことによって、前記記録媒体に画像を形成する、インクジェット記録方法。
前記ノズル列は、複数配列されており、
前記画像形成工程により形成される前記画像は、前記ノズル列の配列方向に画像解像度が300dpi以上のドット間隔を有し、
前記吐出工程において吐出される前記液滴の質量は、1〜15ngであり、
前記ドット形成工程おいて形成されるドットの直径は、前記ドット間隔よりも大きい、適用例10に記載のインクジェット記録方法。
さらに、前記記録媒体を乾燥させる乾燥工程を含む、適用例10または11に記載のインクジェット記録方法。
前記記録媒体は、インク低吸収性または非吸収性の記録媒体である、適用例10〜12のいずれか1例に記載のインクジェット記録方法。
本発明の一実施形態に係るインクジェット用インクは、炭素数6以下のヒドロキシカルボン酸エステルと、界面活性剤と、水と、を含有する。
本実施形態に係るインクは、下記一般式(1)で表される炭素数6以下のヒドロキシカルボン酸エステル類を含む。
HO−CmH2m−COO−CnH2n+1 …(1)
(式中、mは2または3の自然数を表し、nは1〜3の自然数を表し、かつ、m+n≦5である。)
これにより、膨潤性と乾燥性に優れたインクとなるため、定着性に優れ、凝集むら又は筋むらが抑制された画像を得ることが出来る。
本実施形態に係るインクは、オキサゾリン基含有樹脂を含有することができる。オキサゾリン基含有樹脂の機能としては、インクにより形成される画像の耐水性を向上させることができる。
本実施形態に係るインクは、カルボキシル基含有樹脂を含有してもよい。カルボキシル基含有樹脂とは、構造骨格中にカルボキシル基を有する化合物のことをいう。
なお、式(4)中、KOH中和酸価の値は、56.1である。
本実施形態に係るインクは、炭素数7以上のアルカンジオールを含有する。炭素数7以上のアルカンジオールの機能の一つとしては、界面活性効果である。すなわち、インクジェット用インクとインク低吸収性または非吸収性の記録媒体との界面張力を適度に低下させることで、液滴と前記記録媒体との接触面積が大きくなる。これにより、記録媒体に対する液滴の定着性を高めることが挙げられる。他方、炭素数7以上のアルカンジオオールの機能の一つとしては、液滴の流動抑制効果である。すなわち、炭素数7以上のアルカンジオールは、炭素数7以上という特徴に起因して、粘度が高い液体又は固体である。これにより、記録媒体上にインクの液滴が付着した後、当該液滴が流動しにくくなるので、凝集むらや、筋むらの発生を低減でき、記録媒体に対する定着性をさらに均一に高めることが挙げられる。
本実施形態に係るインクは、界面活性剤を含有する。記録媒体として、普通紙のように、インクを受容する繊維層が表面にあるものに対して、界面活性剤を用いることにより、滲みを調整できるので、優れた細線を表現する画像を実現することができる。とりわけ、インク低吸収性または非吸収性の記録媒体等を用いた場合であっても、インクの液滴が記録媒体上で濡れ広がりやすくなり、液滴の定着性が良好なものになるので、凝集むらの発生や、筋むらの発生を低減できる。
本実施形態に係るインクは、(ポリ)オキシアルキレングリコールを含んでいてもよい。
本実施形態に係るインクは、水を含有する。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水は、長期間に亘ってカビやバクテリアの発生が防止されるので好ましい。
本実施形態に係るインクは、上記以外の成分を含んでいてもよい。以下、本実施形態に係るインクに添加可能な成分について説明する。
以下、本実施形態に係るカラーインクに含まれるカラーインク分散液の各成分について説明する。
上記のインクと共に用いられるカラーインクとしては、染料および顔料のいずれの着色剤も使用することができるが、耐光性や耐水性の観点から顔料を好適に使用できる。また、着色剤は、前記顔料およびその顔料をインク中に分散させることが可能な下記分散剤を含んでなることが好ましく、アニオン性とした分散液に含まれることが好ましい。
カラーインクは、構成モノマーとして疎水性モノマー及び親水性モノマーを含む共重合樹脂、オキシエチルアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、およびフルオレン骨格含有樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂を含んでなることが好ましく、より好ましくは、オキシエチルアクリレート系樹脂およびフルオレン骨格含有樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂を含んでなる。これら樹脂分散剤は、顔料に吸着して分散性を向上させる。
なお、平均粒径とは、顔料が実際に分散液中で形成している粒子としての分散径(累積50%径)の平均値であり、例えば、マイクロトラックUPA(MicrotracInc.社)を使用して測定することができる。
本実施形態に係るインクは、上記の各成分を適当な方法で分散・混合することよって製造することができる。上記の各成分を十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒子および異物を除去するためにろ過を行って目的のインクを得ることができる。前記ろ過は、ろ材として、好ましくは、グラスファイバーフィルターを用いて行ってもよい。前記グラスファイバーは、樹脂含浸グラスファイバーであることが、静電吸着機能の観点から好ましい。また、グラスファイバーフィルターの孔径は、1〜40ミクロンが好ましく、さらに好ましくは1〜10ミクロンであることが、生産性と帯電遊離樹脂等の吸着除去の観点から好ましい。帯電遊離樹脂等の吸着除去を十分に行うことにより、吐出安定性を向上させることができる。上記のフィルターとして、例えば、日本ポール社製のウルチポアGFプラスを挙げることができる。
本実施形態に係るインクの20℃における粘度は、3mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上6mPa・s以下であることがより好ましい。インクは、20℃における粘度が上記範囲内にあると、ノズルから適量吐出され、飛行曲がりを起こすことや飛散することを一層低減できるので、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。インクの粘度は、振動式粘度計VM−100AL(山一電機株式会社製)を用いて、インクの温度を20℃に保持することで測定できる。
本発明の一実施形態に係るインクセットは、少なくとも着色剤を含有する分散液を含む。カラーインクとしては、例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク、および白色インク等が挙げられる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、インクの液滴を吐出させる吐出工程と、前記液滴を記録媒体に付着させて、当該液滴からなるドットを形成するドット形成工程と、前記吐出工程および前記ドット形成工程を複数回繰り返すことによって、前記記録媒体に画像を形成する工程と、含む。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置は、複数のノズル孔からなるノズル列を備えたヘッドを有する。本実施形態に係るインクジェット記録装置について、図1〜図3を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インクジェット記録装置を用いて行われ、ノズル孔から上記のインクの液滴を吐出させる吐出工程と、インクの液滴を記録媒体に付着させて、当該液滴からなるドットを形成するドット形成工程と、前記吐出工程および前記ドット形成工程を複数回繰り返すことによって、前記記録媒体にカラー画像を形成する工程と、を含む。以下、インクジェット記録装置1を用いたインクジェット記録方法について、具体的に説明する。
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
表1〜5の組成にしたがって各成分を混合・攪拌した後、10μmのメンブレンフィルターでろ過することにより、インクを調製した。なお、表1〜5に示す各成分は、以下の通りである。
・1,2−オクタンジオール(炭素数7以上のアルカンジオール)
・2−ヒドロキシイソブタン酸メチル(炭素数6以下のヒドロキシカルボン酸エステル、CAS NO.2110−78−3)
・トリプロピレングリコール(ポリオキシアルキレングリコール)
・フルオレン系樹脂(フルオレン骨格を有するカルボン酸基含有樹脂、酸価40、固形分30%、CAS NO.9111−03−27−0)
・WS−700(商品名「エポクロス WS−700」、主鎖:アクリル系、重量平均分子量:4万、オキサゾリン基量:4.5mmol/g(固形分換算)、固形分25%)
・WS−500(商品名「エポクロス WS−500」、主鎖:アクリル系、重量平均分子量:7万、オキサゾリン基量:4.5mmol/g(固形分換算)、固形分39%)
・トリエタノールアミン(有機アミン)
・シリコン系Surf.(ポリオルガノシロキサン系界面活性剤。上記式(2)において、Rが水素原子であり、aが7〜11の整数であり、mが30〜50の整数であり、nが3〜5の整数である化合物と、上記の式(2)において、Rがメチル基であり、aが9〜13の整数であり、mが2〜4の整数であり、nが1〜2の整数である化合物と、の混合物であって、Rが水素原子である化合物よりも、Rがメチル基の化合物の方が多い)
・イオン交換水
カラーインクは、表5に記載の成分を混合・攪拌して、分散処理によって、顔料分散液を作製した後、表1〜4に記載の成分を混合・攪拌し、10μmのメンブレンフィルターでろ過することにより調製した。
・Pigment Yellow 180(イエロー顔料、体積平均粒子径120nm)
・Pigment Magenta 122(マゼンタ顔料、体積平均粒子径120nm)
・Pigment Blue 15:3(シアン顔料、体積平均粒子径120nm)
・Pigment Black 7(ブラック顔料、体積平均粒子径120nm)
・二酸化チタン(白色顔料、体積平均粒子径240nm)
・スチレンアクリル酸樹脂(重量平均分子量16500、酸価240、Tg100℃)
上記のようにして得られたインクおよびカラーインクをインクジェットプリンター(商品名「PX−G5100」、セイコーエプソン株式会社製)のインクカートリッジに充填した。
(式(7)中、画像解像度は単位面積あたりの解像度である。)
(式(8)中、「実記録ドット数」は単位面積当たりの実記録ドット数である。)
(1)評価1<凝集と埋まり>
上記プリンターを用いて、条件1Aおよび条件1Bの記録条件で、記録媒体MACtac社製の塩化ビニルシートのJT5829R)にDuty100%のベタ画像を20℃の環境下で記録した。このようにして、得られたベタ画像(コート層)について、凝集むらおよび筋むらの発生を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表1〜4に示す。
A:凝集及び埋まり不良によるスジの発生がない。
B:凝集及び埋まり不良によるスジの発生がある。
上記プリンターを用いて、条件3の記録条件で、記録媒体MACtac社製の塩化ビニルシートのJT5829R)にDuty100%のベタ画像を20℃の環境下で記録した。このようにして得られた記録物を100℃のホットプレートに載せて15分間加熱して、評価サンプルを得た。その後、学振型摩擦堅牢性試験機(AB−301 COLOR FASTNESS RUBBING TESTER、TESTER SANGYO.,LTD製)を用いて、乾いた布(金巾)に、500gの加重を掛けて、10回擦る毎に、定着性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表1〜4に示す。
A:20回後でも、記録画像の剥離がみられない。
B:10回後では、記録画像の剥離がみられないが、20回後では、記録画像の剥離がみられる。
C:10回後で、記録画像の剥離がみられる。
上記プリンターを用いて、全てのノズルが正常に吐出していることを確認した。そして、ヘッドをインク交換ポジションに移動することにより、クリーニングキャップからノズル面を開放状態にした。この状態のプリンター本体を40℃環境下に12時間放置した。放置後に、プリンター本体のクリーニングボタンを押すことで、クリーニングを繰り返し、目詰まり回復性を評価した。
A:10回以内に、目詰まりが回復した。
B:10回以内に、目詰まりが回復しなかった。
上記プリンターを用いて、条件3の記録条件で、記録媒体MACtac社製の塩化ビニルシートのJT5829R)にDuty100%のベタ画像(コート層)を20℃の環境下で記録した。このようにして得られた記録物を100℃のホットプレートに載せて15分間加熱して、評価サンプルを得た。その後、学振型摩擦堅牢性試験機(AB−301 COLOR FASTNESS RUBBING TESTER、TESTER SANGYO.,LTD製)を用いて、水を含ませた布(金巾)に、500gの加重を掛けて、20回擦ることで、耐水性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表1〜3に示す。
A:20回後でも、記録画像の剥離がみられない。
B:20回後で、記録画像の剥離がみられる。
上記プリンターを用いて、条件4の記録条件で、記録媒体MACtac社製の塩化ビニルシートのJT5829R)にDuty1%の画像(コート層)を記録した。得られた記録物における10個のドットを光学顕微鏡にて撮影し、得られた撮影像から10個のドット面積の平均値を算出した。算出した平均値と同じ面積を有する円の直径を平均ドット径とした。評価基準は次の通りである。また、評価結果を表7に示す。
表1〜4に示すように、実施例に係るインクによれば、凝集むらおよび筋むらの少ない良好な画像を形成でき、かつ、定着性に優れることが示された。
Claims (13)
- ヒドロキシ基含有カルボン酸エステルと、界面活性剤と、水と、を含有し、
前記ヒドロキシ基含有カルボン酸エステルは、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、2−ヒドロキシブタン酸メチル、2−ヒドロキシイソブタン酸エチル、2−ヒドロキシブタン酸エチル、3−ヒドロキシイソブタン酸メチル、3−ヒドロキシブタン酸メチル、3−ヒドロキシイソブタン酸エチル、および3−ヒドロキシブタン酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種である、インクジェット用インク。 - さらに、重量平均分子量が2〜12万のオキサゾリン基含有樹脂と、カルボキシル基含有樹脂と、を含有する、請求項1に記載のインクジェット用インク。
- 前記オキサゾリン基含有樹脂の全質量中におけるオキサゾリン基のモル数(MA)と、前記カルボキシル基含有樹脂の全質量中におけるカルボキシル基のモル数(MB)と、の比(MA/MB)は、10以上40以下である、請求項2に記載のインクジェット用インク。
- 前記ヒドロキシ基含有カルボン酸エステルは、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、2−ヒドロキシブタン酸メチルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
- さらに、顔料を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
- さらに、ポリオキシアルキレングリコール類を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
- さらに、炭素数7または8の1,2−アルカンジオールを含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
- 前記炭素数7または8の1,2−アルカンジオールは、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、4,4−ジメチル−1,2−ペンタンジオール、5−メチル−1,2−ヘキサンジオール、および4−メチル−1,2−ヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項7に記載のインクジェット用インク。
- 前記界面活性剤は、ポリオルガノシロキサン系界面活性剤である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェット用インク。
- ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、
前記ヘッドは、複数のノズル孔からなるノズル列を備え、前記ノズル孔から請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクジェット用インクの液滴を吐出させる吐出工程と、
前記液滴を記録媒体に付着させて、当該液滴からなるドットを形成するドット形成工程と、
前記吐出工程および前記ドット形成工程を複数回繰り返すことによって、前記記録媒体に画像を形成する、インクジェット記録方法。 - 前記ノズル列は、複数配列されており、
前記画像形成工程により形成される前記画像は、前記ノズル列の配列方向に画像解像度が300dpi以上のドット間隔を有し、
前記吐出工程において吐出される前記液滴の質量は、1〜15ngであり、
前記ドット形成工程おいて形成されるドットの直径は、前記ドット間隔よりも大きい、請求項10に記載のインクジェット記録方法。 - さらに、前記記録媒体を乾燥させる乾燥工程を含む、請求項10または11に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録媒体は、インク低吸収性または非吸収性の記録媒体である、請求項10〜12のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
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