JP6102260B2 - インクジェットインク及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
界面活性剤A:前記β−アルコキシプロピオンアミド類の30質量%水溶液に、1.0質量%添加したときに、該β−アルコキシプロピオンアミド類の30質量%水溶液の表面張力を25.0mN/m以下とすることができる界面活性剤。
本発明のインクジェットインク(以下、単にインクともいう)は、水、有機溶剤、顔料及び樹脂を含有する水性のインクジェットインクであり、有機溶剤として、前記一般式(1)で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類をインク全質量に対して、1.0質量%以上含有する。また、特定の界面活性剤Aを、インク全質量に対して0.001質量%以上、0.20質量%以下という微量の範囲で含有する。β−アルコキシプロピオンアミド類、及び界面活性剤Aを上記の量、含有することで、紙や布帛のようなインク吸収性を備える記録媒体のみならず、コート紙や樹脂製記録媒体のようなインク吸収性が乏しく、表面エネルギーが低い記録媒体に対しても、耐擦性などの耐久性が高い画像を形成することができる。
本発明のインクは、水系のインクジェットインクであり、水を含有することを特徴の1つとする。通常は、水をインク全質量の30質量%以上含むことが好ましく、更には50質量%以上含有することが好ましい。
本発明のインクが含有する一般式(1)で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類について説明する。
2)3−エトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
3)3−プロピルオキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
4)3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
5)3−ペンチルオキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
6)3−ヘキシルオキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
7)3−メトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド
8)3−メトキシ−N,N−ジプロピルプロピオンアミド
9)3−メトキシ−N,N−ジブチルプロピオンアミド
10)3−エトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド
11)3−エトキシ−N,N−ジプロピルプロピオンアミド
12)3−エトキシ−N,N−ジブチルプロピオンアミド
13)3−プロピルオキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド
14)3−プロピルオキシ−N,N−ジプロピルプロピオンアミド
15)3−プロピルオキシ−N,N−ジブチルプロピオンアミド
16)3−ブトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド
17)3−ブトキシ−N,N−ジプロピルプロピオンアミド
18)3−ブトキシ−N,N−ジブチルプロピオンアミド
19)3−ペンチルオキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド
20)3−ペンチルオキシ−N,N−ジプロピルプロピオンアミド
21)3−ペンチルオキシ−N,N−ジブチルプロピオンアミド
22)3−ヘキシルオキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド
23)3−ヘキシルオキシ−N,N−ジプロピルプロピオンアミド
24)3−ヘキシルオキシ−N,N−ジブチルプロピオンアミド
攪拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828g、1−ヘキサノール20.434gを入れ、窒素ガスを導入しながら攪拌した。次に、ナトリウム−t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、β−アルコキシプロピオンアミド類1(3−ヘキシルオキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド)を得た。
攪拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828g、1−ブタノール14.824gを入れ、窒素ガスを導入しながら攪拌した。次に、ナトリウム−t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、β−アルコキシプロピオンアミド類2(3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド)を得た。
攪拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828g、2−エチルヘキサノール26.046gを入れ、窒素ガスを導入しながら攪拌した。次に、ナトリウム−t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、β−アルコキシプロピオンアミド類3(3−(2−エチルヘキシルオキシ)−N,N−ジメチルプロピオンアミド)を得た。
攪拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828g、n−オクタノール26.046gを入れ、窒素ガスを導入しながら攪拌した。次に、ナトリウム−t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、β−アルコキシプロピオンアミド類4(3−オクチルオキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド)を得た。
本発明においては、本発明に係る界面活性剤Aは、インクに使用するβ−アルコキシプロピオンアミド類の30質量%水溶液に1.0質量%添加したときに、当該水溶液の表面張力を25mN/m以下とすることが可能な界面活性剤であると定義する。これは、インクジェットインク中の水が蒸発して、インク中のβ−アルコキシプロピオンアミド類の含有比率が増加したときでも、界面活性剤Aが十分な効果を発揮可能であることを意味する。また、界面活性剤Aは、β−アルコキシプロピオンアミド類30質量%水溶液に1.0質量%添加したとき、当該水溶液の表面張力を17mN/m以上とすることが可能なものであることが、好ましい。
通常、界面活性剤の添加量が増加するのに従い、表面張力が低下していく。しかし、ある程度の添加量(臨界ミセル濃度、CMC)で、表面張力が下げ止まる点を本発明では利用している。例えば、界面活性剤水溶液において、水分の蒸発によって液量が半分になった場合、界面活性剤の濃度は倍になる。界面活性剤の添加による表面張力の下げ止まりが0.4質量%程度であるとすると、インク中の界面活性剤の濃度を0.2質量%以下とした場合、界面活性剤の濃度が倍となることで表面張力の低下の効果を得ることができる。逆に、界面活性剤の濃度を0.2質量%以上とした場合、界面活性剤の濃度が倍となっても、界面活性剤の表面張力低下効果が下げ止まっており、水分の蒸発に伴う表面張力の低下の効果が小さい。
次に、本発明のインクに適用可能な、前記β−アルコキシプロピオンアミド類以外の水溶性有機溶剤について説明する。
アルキレングリコールモノエーテルモノエステルの好ましい具体例としては、ジエチレングリコールモノエチルモノアセテートが挙げられる。
本発明では、前述のように、インクの滴下から、インクが乾燥するまで表面張力が上昇しないことが、液滴の合一を抑制する面から好ましい。ただし、本発明において、インクからどの程度水が蒸発した状態を、「インクが乾燥した」、とするかはインクによって異なる。すなわち、どの程度、水が蒸発した状態まで、インクの表面張力が低い状態を保つ必要があるかは、どの程度水が蒸発した状態で、インクの流動が止まるかによって決定される。
次に、本発明のインクが含有する色材である顔料について説明する。顔料は、画像耐久性が高く、色材として好適である。
マゼンタまたはレッドおよびバイオレット用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド8、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド148、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド258、C.I.ピグメントレッド282、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23等が挙げられる。
本発明のインクにおいては、前述の界面活性剤Aの他に、本発明の目的効果を損なわない範囲で、その他の界面活性剤を用いることができる。その他の界面活性剤を添加することで、インクの吐出安定性や画質を向上させることができる。
本発明のインクには、前述の成分以外に、必要に応じて防カビ剤、防錆剤、消泡剤、粘度調整剤、浸透剤、pH調整剤、ノズル乾燥防止剤として尿素、チオ尿素、エチレン尿素等を添加することができる。
また、本発明のインクジェットインクの粘度は、50.0mPa以下であり、好ましくは0.5mPa・s以上、50mPa・s未満である。当該範囲であれば、サーマル方式やピエゾ方式のインクジェットヘッドにて、液滴の吐出が可能となる。
本発明のインクジェットインクの製造方法は、特に制限はなく、公知の方法と同様とし得る。例えば、前述のβ−アルコキシプロピオンアミド、界面活性剤A、水、有機溶剤、顔料、及び樹脂等を混合して製造することができる。
本発明のインクジェット記録方法においては、本発明のインクジェットインクを用い、記録媒体に画像形成することを特徴とし、該記録媒体が、インクの吸収性が低いインク非吸収性記録媒体であることが好ましく、更には、該非吸収性記録媒体が、ポリ塩化ビニルであることが好ましい。
本発明の水系のインクジェットインクを用いたインクジェット記録方法に適用可能な記録媒体としては、前述とおり、普通紙、インクジェット専用紙、布帛等のインク吸収能の高い記録媒体の他に、例えば表面が樹脂製の記録媒体等、インク吸収能が低いあるいは有さないインク非吸収性記録媒体が挙げられる。本発明は特に、インク非吸収性記録媒体へのインクジェット記録時に優れた効果を発揮する。
本発明に適用可能なインク非吸収性記録媒体について説明する。
インク非吸収性記録媒体の例としては、ポリスチレンやアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)などの樹脂プレート;塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのプラスチックフィルム、あるいはこれらプラスチックフィルムを紙などの基材表面に張り付けたもの;軟質ポリ塩化ビニル、硬質ポリ塩化ビニル、アクリル板、ポリオレフィン系等のボード;ガラス;タイル;ゴム;合成紙;コート紙等が挙げられる。
《インクの調製》
〔シアン顔料分散体の調製〕
顔料分散剤としてフローレンTG−750W(固形分40%、エボニックデグサ社製)20部と、トリエチレングリコールモノブチルエーテルの3部をイオン交換水62部に加えた。この溶液に、C.I.ピグメントブルー15:3を15部添加し、プレミックスした後、0.5mmジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて分散し、顔料固形分が15%のシアン顔料分散体を得た。
β−アルコキシプロピオンアミド類である3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(表1には、BDMPAと略記する)の5部と、1,2ヘキサンジオール(表1には、HDOと略記する)の10部と、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(表1には、DPGMEと略記する)の10部に、イオン交換水を30部添加し、次いで、界面活性剤Aとして、メガファック F−477(DIC株式会社製、フッ素系界面活性剤)の0.005部を添加し、ここへ水溶性樹脂であるジョンクリルJDX−6500(BASF社製、アクリル樹脂、固形分29.7%)の17部を加えて攪拌し、イオン交換水で全量が80部となるように調整した。
上記インクC−1の調製における、β−アルコキシプロピオンアミド類の種類と添加量、有機溶剤の種類と添加量、及び界面活性剤の種類と添加量を、表1に記載の組み合わせに変更した以外は同様にして、インクC−2〜C−20を調製した。表1に記載の水の残部とは、インク総量が100部となる添加量である。
BDMPA:3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
MDMPA:3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
〈有機溶剤〉
PDN:2−ピロリジノン
HDO:1,2−ヘキサンジオール
DPGME:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
DEGBE:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
〈樹脂〉
JDX:ジョンクリルJDX−6500(BASF社製、アクリル樹脂、固形分29.7%)
〈界面活性剤A〉
MF477:メガファック F−477(DIC株式会社製、フッ素系界面活性剤)
ノベック:ノベック4432(3M社製、フッ素系のポリマー型界面活性剤)
BYK:BYK340(ビックケミー製、フッ素系界面活性剤、固形分10%)
TSF:TSF4445(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、シリコーン活性剤)
〈その他の界面活性剤〉
E108:エマルゲン108(花王社製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル界面活性剤)
F100:フタージェント 100(ネオス社製、フッ素系界面活性剤)
DW:BYK DYNWET800(ビックケミー社製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル界面活性剤)
上記調製した各インクについて、協和界面科学製の表面張力計CBVP−Zを使用して、白金プレート法で、25℃における表面張力を測定した。
ノズル口径28μm、駆動周波数10kHz、ノズル数512、最小液滴量14pl、ノズル密度360dpi(本発明でいうdpiとは、2.54cmあたりのドット数を表す)であるピエゾ型ヘッドを4列搭載したオンデマンド型のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの1つに、各シアンインクを装填した。
(耐まだら性の評価)
記録画像の100%Dutyベタ画像部分について、印字面の均一さ(インク付与部分の濃淡むら)を目視観察し、下記の基準に従って耐まだら性の評価を行った。
○:ベタ画像での濃度ムラは目立たないが、ベタ画像と未印字部との境界部で、極弱い濃淡のある個所が散在する
△:ベタ画像部で濃淡ムラが認められ、均一なベタ画像として認められない
×:目視観察で、ハジキやまだらの発生が画像全般に認められmm単位の大きさの濃淡が多数発生しており、実用に耐えない画質である
上記評価ランクにおいて、◎および○が実用上好ましいと判断した。
記録画像の100%Dutyベタ画像部分について、目視観察により印字面の埋まり具合を判定し、下記の基準に従って白抜けの評価を行った。
○:ベタ画像中に極僅かに未印字部(白抜け部)の発生が認められるが、全体としては均一な画像である
△:ベタ画像中に筋状につながった白抜けが発生し、50cm以上離れてもスキャン方向の筋感が認められ、濃度低下が認識される
×:目視観察で、埋まらなかった部分による大きな白抜けが発生し、白い筋として認識され、実用に耐えない画質である
上記評価ランクにおいて、◎および○が実用上好ましいと判断した。
記録画像の100%Dutyベタ画像部分について、画像表面を乾いた木綿(カナキン3号)で200gの加重をかけて30回擦り、下記基準に従って耐擦性を評価した。
×:白い線状の傷、もしくは画像剥がれが認められる
上記評価ランクにおいて、○が実用上好ましいと判断した。
記録画像の100%Dutyベタ画像部分について、光沢を目視観察し、下記の基準に従って光沢を評価した。
×:光沢感がないか、あるいは表面に膜が張ったように白くなっている画像である
−:ハジキがひどく、光沢の判別が困難であった
上記評価ランクにおいて、○が実用上好ましいと判断した。
実施例1のインク調製において、シアン顔料であるC.I.ピグメントブルー15:3に代えて、ブラック顔料としてPigment Black 7(三菱化学社製、#52)、イエロー顔料としてPigment Yellow 150(LANXESS社製、E4GN−GT CH20015)、マゼンタ顔料としてPigment Red 122(大日精化社製、CFR−321)を用いた以外は同様にして、それぞれブラックインク、イエローインク、マゼンタインクを調製して、実施例1と同様の評価を行った結果、本発明のインクは実施例1の表2に記載した結果と同様の効果を得ることができた。
Claims (8)
- 水、有機溶剤、顔料及び樹脂を含有するインクジェットインクにおいて、
下記一般式(1)で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類を1.0質量%以上7.5質量%以下と、
下記の特性を有する界面活性剤Aを0.001質量%以上、0.20質量%以下とを含有し、
粘度が50.0mPa以下であり、かつ表面張力が25.0mN/m以上、35.0mN/m以下であることを特徴とするインクジェットインク。
R2及びR3は、各々水素原子、または炭素数が1から4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、R2とR3は同一であっても異なっていてもよい。〕
界面活性剤A:前記β−アルコキシプロピオンアミド類の30質量%水溶液に、1.0質量%添加したときに、該β−アルコキシプロピオンアミド類の30質量%水溶液の表面張力を25.0mN/m以下とすることができる界面活性剤。 - 前記界面活性剤Aが、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系のポリマー型界面活性剤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インク。
- 前記一般式(1)で表されるβ−アルコキシプロピオンアミド類及び前記有機溶剤の総量が、10.0質量%以上、40.0質量%以下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インク。
- 前記顔料及び前記樹脂の総量が、8.0質量%以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェットインクを用い、記録媒体に画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記記録媒体が、インク非吸収性記録媒体であることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インク非吸収性記録媒体が、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録媒体を、45℃以上、90℃以下に加熱して画像形成を行うことを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録方法。
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