JP6733384B2 - インクと記録用メディアのセット、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び記録物 - Google Patents

インクと記録用メディアのセット、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び記録物 Download PDF

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Description

本発明は、インクと記録用メディアのセット、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び記録物に関する。
従来より、インクジェット記録方法に使用されるインクは、着色剤、有機溶剤、及び水を含有したものが一般的である。前記着色剤としては、優れた発色性及び安定性の点から主に染料が用いられているが、染料インクを用いて得られる画像の耐光性、耐水性等の耐久性は不十分である。前記耐久性については、インク吸収層を有するインクジェット専用記録紙の改善によってある程度向上しているが、普通紙については満足できるものではなかった。
近年では、着色剤として顔料を用いた顔料インクが使用されている。前記顔料インクは前記染料インクの欠点である画像の耐光性、耐水性等の耐久性については大きく改善されるものの、顔料内部での光の多重反射などにより異なった波長及び位相の光が干渉し合うため、光沢度が低下するという問題がある。
また、前記顔料インクにより得られた画像は、顔料が記録用メディアに定着し難いことがあるため、画像を指や紙で擦った際の耐擦過性が劣り、記録用メディアが汚れてしまう。特に、コート紙のように普通紙に比べてインクを吸収しにくい記録用メディアの場合は、表面にインク中の顔料が留まりやすく耐擦過性の悪化が顕著である。
前記問題点を解決するため、例えば、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂粒子を含有し、表面硬度が100N/mm以上の硬いインク塗膜を形成することにより、耐擦過性を向上させることを目的としたインクが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、インク中にガラス転移温度(Tg)が低く、かつ異なるTgを有する2種類の樹脂を添加することで、インク画像の成膜性を向上させ、成膜後の膜強度を向上させる提案がなされている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、耐擦過性及び光沢性に優れ、かつ高画像濃度の画像を形成できると共に、ブロッキング性及びノズルのメンテナンス性に優れたインクと記録用メディアのセットを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明のインクと記録用メディアのセットは、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、着色剤、及び水を含有するインクと記録用メディアのセットであって、
前記有機溶剤が、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含み、
前記記録用メディア上に形成した前記インクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上である。
本発明によると、耐擦過性及び光沢性に優れ、かつ高画像濃度の画像を形成できると共に、ブロッキング性及びノズルのメンテナンス性に優れたインクと記録用メディアのセットを提供することができる。
図1は、マイクロスクラッチ法により臨界画像剥離点でのセンサー出力値を測定する様子を示す模式図である。 図2は、インク収容容器の一例を示す外観斜視説明図である。 図3は、インク収容容器のインク供給口部分のキャップ部材装着前の一例を示す斜視説明図である。 図4は、インク供給口部分の一例を示す分解斜視説明図である。 図5は、本発明のインクジェット記録装置の一例を示す概略図である。 図6は、本発明のインクジェット記録装置の前処理工程部の一例を示す概略図である。 図7は、本発明のインクジェット記録装置の4つのヘッドユニットの一例を示す概略図である。 図8は、図7の4つのヘッドユニットのうちの一つの拡大図である。
(インクと記録用メディアのセット)
本発明のインクと記録用メディアのセットは、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、着色剤、及び水を含有するインクと記録用メディアのセットであって、
前記有機溶剤が、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含み、
前記記録用メディア上に形成した前記インクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上である。
本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷などはいずれも同義語である。
本発明のインクと記録用メディアのセットは、前記特許文献1に記載のポリカーボネート系ポリウレタン樹脂粒子を含有し、表面硬度が100N/mm以上の硬いインク塗膜を形成するインクでは、インク塗膜の表面硬度が高すぎ、インク塗膜の硬くてもろい性質が現れてしまうため、画像の耐擦過性は十分満足できるものではないという知見に基づくものである。
また、本発明のインクと記録用メディアのセットは、前記特許文献2に記載のガラス転移温度(Tg)が低く、かつ異なるTgを有する2種類の樹脂を添加したインクでは、最低造膜温度が非常に低いため、画像乾燥過程での造膜速度が速く、均一な膜を形成し難いので、十分な耐擦過性や画像光沢を得ることが困難である。前記最低造膜温度が低いと、ヘッドのノズルにキャップをしないままで長時間放置するとノズルのメニスカス部において造膜してしまい、メンテナンス性も悪化してしまう。更に、前記樹脂のガラス転移温度が低すぎると、樹脂にタック性が発現するため、記録後に画像が排出され、ロールで巻き取られた時や、スタックした時に、ブロッキングが発生しやすくなるという知見に基づくものである。
本発明者らは、インクを吸収しにくい印刷用塗工紙(コート紙)の表面に顔料が残ることにより発生する耐擦過性の悪化を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ポリウレタン樹脂粒子を含有するインクを用いて記録用メディア上に形成したインクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上であると、画像の耐擦過性が向上することを知見した。
また、前記ポリウレタン樹脂粒子は極性が高く、凝集力が強いため、他の組成の樹脂粒子に比べて均一なインク塗膜を形成でき、耐擦過性の向上に有利であると考えられる反面、インク中の水や有機溶剤を取り込みやすく画像の乾燥性が悪化しやすくなる。しかし、インク中に有機溶剤として100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含有すると、前記ポリウレタン樹脂粒子を用いても画像の乾燥性を改善することができ、ロールで巻き取られたときや、スタックしたときに発生するブロッキングが改善することを知見した。
本発明においては、記録用メディア上に形成した前記インクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値は、600以上であり、600以上1,000以下が好ましく、620以上850以下がより好ましい。
前記センサー出力値が600以上であると、記録後のインク塗膜において、ポリウレタン樹脂粒子の造膜が効率的に進行し、インク塗膜の付着強度が強くなって摩擦により削れにくくなる。
−マイクロスクラッチ試験法における臨界画像剥離点でのセンサー出力値の測定−
前記マイクロスクラッチ試験法における臨界画像剥離点でのセンサー出力値は、以下のようにして測定することができる(JIS R3255−1997「ガラスを基板とした薄膜の付着性試験方法」に準拠)。
前記インクをインクジェットプリンタ(例えば、IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填し、記録用メディアとしてのコート紙(例えば、Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)に、解像度1,200dpiで、インク付着量が0.96mg/cm(600mg/A4サイズ)のベタ画像を形成する。その後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて前記ベタ画像を30秒間乾燥した。乾燥した前記ベタ画像をマイクロスクラッチ試験機(CSR−2000、株式会社レスカ製)により下記条件で測定し、臨界画像剥離点(ベタ画像が剥離する際)でのセンサー出力値を読み取る。なお、測定回数は1回、測定位置はベタ画像の中心部である。
(1)使用装置:株式会社レスカ製CSR−2000
(2)測定条件
・スクラッチ速度:20μm/s
・測定時間:30秒間
・測定終了時の荷重:10mN
・振幅レベル:100μm
・励振周波数:45Hz
・データサンプリング:3735Hz
・バネ定数:100g/mm
・スタイラス(ダイヤモンド針)径:5μm
前記マイクロスクラッチ法は、レコード針のカートリッジの検出機構を応用したものである。前記マイクロスクラッチ法の原理は、カンチレバーの先端にダイヤモンド針が設けられており、前記ダイヤモンド針がベタ画像のインク塗膜上を走査する際にベタ画像表面の微小な変化を高感度に捉えることができる。前記ダイヤモンド針の先端の振動はカンチレバーを通してカートリッジ内部で電気信号に変換され取り込まれる。スクラッチ荷重を徐々に上げながら走査することにより、ベタ画像のインク塗膜が記録用メディアから剥離する(臨界画像剥離点)。この臨界画像剥離点においてダイヤモンド針にかかる力に相当する値がセンサー出力値として表される(JIS R3255−1997「ガラスを基板とした薄膜の付着性試験方法」に準拠)。前記センサー出力値が大きいほどインク塗膜が剥離し難い強固な画像であると言える。
ここで、前記マイクロスクラッチ法による測定方法について、図1を参照して説明する。記録用メディア7上に形成された解像度1,200dpiでインク付着量が0.96mg/cm(600mg/A4サイズ)のベタ画像6上に、ダイヤモンド針1が始点2から終点3に向かう方向(スクラッチ方向5)に、スクラッチ荷重を徐々に上げながら、ダイヤモンド針1をベタ画像6上で走査させる。ある一定以上のスクラッチ荷重がベタ画像6に印加されると、前記ベタ画像6のインク塗膜がスクラッチ荷重に耐えられなくなり、インク塗膜の膜内剥離が生じて記録用メディア7から剥離する。この点を臨界画像剥離点4とし、この臨界画像剥離点4においてダイヤモンド針1にかかる力に相当する値をセンサー出力値として読み取る。
−画像の算術平均粗さRaの測定−
記録用メディア上に形成したインクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像の算術平均粗さRaは、0.2μm以上0.9μm以下が好ましく、0.3μm以上0.8μm以下がより好ましい。
前記算術平均粗さRaが0.2μm以上0.9μm以下であると、ポリウレタン樹脂粒子による造膜が効率的に進行し、着色剤とポリウレタン樹脂膜の接着力が向上し、ベタ画像表面を擦った際に着色剤が画像から剥がれ難くなり、耐擦過性が向上する。更に、画像表面が均一であるため、光沢性及び画像濃度が向上する。
前記画像の算術平均粗さRaは、例えば、以下のようにして測定することができる。
前記インクをインクジェットプリンタ(例えば、IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填し、記録用メディアとしてのコート紙(例えば、Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)に、解像度1,200dpiでインク付着量が0.96mg/cm(600mg/A4サイズ)のベタ画像を形成する。その後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にてベタ画像を30秒間乾燥した。
次に、乾燥したベタ画像をレーザー顕微鏡(例えば、VK−850、株式会社キーエンス製)を用いて、測定ピッチ0.1μmの条件で、ベタ画像の算術粗さを求める。ベタ画像の垂直方向に0.4mmの領域を10回スキャンして、その平均値を算術平均粗さRaとする。
<記録用メディア>
本発明のインクと記録用メディアのセットにおける記録用メディアとしては、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、普通紙、印刷用塗工紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシートなどが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、印刷用塗工紙が好ましい。
前記印刷用塗工紙は、一般的に普通紙よりもインク吸収性に劣るので、インクジェットに適用するためには記録後の乾燥手段と組み合わせて用いることが多いが、従来画像の乾燥性に課題があった。インクと記録用メディアのセットにおけるインクは前記印刷用塗工紙に記録しても画像の乾燥性を満足することができる。
前記記録用メディアとしては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、OKトップコート、OKアストロ・グロス、OKノンリンクル、SA金藤+、OK金藤+、OKノンリンクル、(F)MCOP、OKアストロ・ダル、OKアストロ・マット、OKウルトラアクアサテン、OKエンボス絹目、OKエンボス梨地、OKエンボス布目、OKエンボスホームスパン、OKオプトグロス、OK嵩王、OKカサブランカ、OKカサブランカ−V、OKカサブランカ−X、OK金藤片面、OKコートL、OKコートLグリーン100、OKコートNグリーン100、OKコートV、OK中質コート(オフセット用)、OKトップコートS、OKトップコートダル、OKトップコートマットN、OKトリニティ、OKトリニティNaVi、OKトリニティNaVi−V、OKネオトップコート、OKネオトップコートマット、OKノンリンクルAL、OKノンリンクルDL、OKノンリンクルBL、OKホワイトL、OKマットコートLグリーン100、OKマットコートグリーン100、OKロイヤルコート、OKホワイトL、Zコート、Zコートグリーン100、ウルトラサテン金藤N、ゴールデンマット、サテン金藤N、ニューエイジ、ニューエイジグリーン100、ミラーコート・ゴールド、ミラーコート・プラチナ、ロイヤルコートL、ロストンカラー、PODスーパーグロス、PODグロスコート、PODマットコート(以上、王子製紙株式会社製)、ブロードマットA、ブロードグロスA、ホワイトパールコートN、ニューVマット、パールコート、ディグニティ、ビスタグロス、NパールコートL、ユトリロ、EP−Dグロス、EP−Lグロス、EP−Lマット、EP−Dプレミアムホワイト、EP−スーパー上質、(以上、三菱製紙株式会社製)、Hi−a、αマット、キンマリHi−L、ミューコート、ミューマット、ミューホワイト(以上、北越紀州製紙株式会社)、Lumi Art Gloss紙(Stora Enso社製)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、Lumi Art Gloss紙が好ましい。前記Lumi Art Gloss紙はインク吸収性が低いため、一般的なインクジェットインクを使用すると満足な画像の乾燥性が得られないことがあるが、本発明の前記インクを用いると良好な乾燥性を得ることができる。
前記記録用メディアとしては、特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
前記記録用メディアとしては、一般的な記録用メディアとして用いられるものに限られず、壁紙、床材、タイル等の建材、Tシャツなど衣料用等の布、テキスタイル、皮革等を適宜使用することができる。また、記録用メディアを搬送する経路の構成を調整することにより、セラミックスやガラス、金属などを使用することもできる。
<インク>
本発明のインクと記録用メディアのセットにおけるインクは、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、着色剤、及び水を含有してなり、更に必要に応じて、その他の成分を含有してなる。
<<ポリウレタン樹脂粒子>>
前記ポリウレタン樹脂粒子は、極性が高く、凝集力が強いため、他の樹脂粒子に比べて均一で強いインク塗膜を形成でき、画像の耐擦過性を向上させることができる。
前記ポリウレタン樹脂粒子は、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、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られる。
前記ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−ポリエーテルポリオール−
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、活性水素原子を2個以上有する化合物の少なくとも1種を出発原料として、アルキレンオキサイドを付荷重合させたものなどが挙げられる。
前記出発原料としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリエーテルポリオールとしては、非常に優れた耐擦過性を付与できるインク用バインダーを得る点から、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−ポリカーボネートポリオール−
また、前記ポリウレタン樹脂粒子の製造に使用できるポリカーボネートポリオールとしては、例えば、炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるもの、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記炭酸エステルとしては、例えば、メチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール−A、ビスフェノール−F、4,4’−ビフェノール等の比較的低分子量のジヒドロキシ化合物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−ポリエステルポリオール−
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの、ε−カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステル、これらの共重合ポリエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記低分子量のポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記ポリカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、これらの無水物又はエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−ポリイソシアネート−
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、本発明で用いられるインクは、ポスターや看板などの屋外向けの用途としても用いられるため、非常に高い長期耐候性を持つ塗膜を必要としており、前記長期耐候性の点から、脂肪族又は脂環式ジイソシアネートが好ましい。
更に、少なくとも1種の脂環式ジイソシアネートを使用することにより、目的とする塗膜強度、及び耐擦過性を得やすくなる。
前記脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが挙げられる。
前記脂環式ジイソシアネートの含有量としては、イソシアネート化合物全量に対して、60質量%以上が好ましい。
−ポリウレタン樹脂粒子の製造方法−
前記ポリウレタン樹脂粒子は、特に制限はなく、従来一般的に用いられている製造方法により得ることができる。
まず、無溶剤下又は有機溶剤の存在下で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートを、イソシアネート基が過剰になる当量比で反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造する。
次いで、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー中のアニオン性基を必要に応じて中和剤により中和し、その後、鎖延長剤と反応させて、最後に必要に応じて系内の有機溶剤を除去することによって得ることができる。
前記ポリウレタン樹脂粒子の製造に使用できる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;アセトニトリル等のニトリル類;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン等のアミド類などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記鎖延長剤としては、例えば、ポリアミンやその他の活性水素基含有化合物などが挙げられる。
前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類;ヒドラジン、N,N’−ジメチルヒドラジン、1,6−ヘキサメチレンビスヒドラジン等のヒドラジン類;コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の活性水素基含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール類;ビスフェノールA、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール類;水などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリウレタン樹脂粒子としては、カーボネート基の高い凝集力により耐水性、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、及び画像の耐擦過性の点から、ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子が好ましい。前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子である場合、屋外用途のような過酷な環境において使用される記録物に適したインクが得られる。
前記ポリウレタン樹脂粒子を水性媒体中に分散させるにあたり、分散剤を添加することにより強制乳化してもよいが、インク塗膜に分散剤が残り強度を下げてしまうことがある。そのため、前記ポリウレタン樹脂粒子の構造中にアニオン性基を配しておき、いわゆる自己乳化により分散させることが好ましい。その場合、前記アニオン性基を酸価が20mgKOH/g〜100mgKOH/gとなるように有することが、優れた耐擦過性や耐薬品性を付与する上で好ましい。
前記アニオン性基としては、例えば、カルボキシル基、カルボキシレート基、スルホン酸基、スルホネート基などが挙げられる。これらの中でも、良好な水分散安定性を維持する点から、一部又は全部が塩基性化合物などによって中和されたカルボキシレート基やスルホネート基が好ましい。
前記アニオン性基を中和するために使用できる塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミンや、モノエタノールアミン等のアルカノールアミンや、Na、K、Li、Ca等を含む金属塩基化合物などが挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂粒子の重量平均分子量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの保存安定性及び吐出性の点から、5,000〜500,000が好ましく、10,000〜400,000がより好ましく、10,000〜300,000が更に好ましい。
前記ポリウレタン樹脂粒子の重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフイー(GPC)測定装置(例えば、装置は、GPC−8220GPC、東ソー株式会社製、カラムは、TSKgel SuperHZM―H、15cm、3連、東ソー株式会社製)を用いて測定できる。
測定対象であるポリウレタン樹脂粒子は、テトラヒドロフラン(THF)(安定剤含有、和光純薬工業株式会社製)にて0.15質量%溶液にし、平均孔径0.2μmフィルターで濾過した後、その濾液を試料として用いる。前記THF試料溶液は測定装置に100μL注入し、温度40℃の環境下にて、流速0.35ml/minで測定する。試料の分子量は、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。前記ポリスチレン標準試料としては、Showdex STANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580(以上、昭和電工株式会社製)、及び希釈溶媒としてトルエンを用いる。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いることができる。
前記ポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は、−30℃以上10℃以下が好ましい。
前記ガラス転移温度が−30℃以上10℃以下であると、前記ポリウレタン樹脂粒子の造膜性に優れ、均一なインク塗膜を形成できるため、画像の耐擦過性を向上させることができる。
前記ガラス転移温度が−30℃以上であると、前記ポリウレタン樹脂粒子にタック性が発現しにくいため、前記ポリウレタン樹脂粒子の含有によるブロッキングの悪化を抑制することができる。更に、デキャップ状態でのヘッドノズル面における造膜が起こり難いため、ノズルのメンテナンス性も良好となる。また、前記ガラス転移温度が10℃以下であると、造膜性が向上し、画像の耐擦過性向上に効果的であるとともに、光沢性が向上し、高画像濃度が実現できる。
ここで、前記ポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量計(例えば、Q2000、TAインスツルメントジャパン株式会社製)の吸熱チャートから求めることができる。具体的には、前記ポリウレタン樹脂粒子の水分及び溶剤を蒸発させ、乾固させた前記ポリウレタン樹脂粒子を5mg〜10mg計量し、アルミニウム製の簡易密閉パンに充填したものを以下の測定フローに供する。
・加熱1回目:30℃から220℃へ5℃/分条件にて加熱、220℃到達後1分間保持
・冷却:温度制御なしで−60℃までクエンチ、−60℃到達後1分間保持
・加熱2回目:−60℃から180℃へ5℃/分条件にて加熱
加熱2回目のサーモグラムにおいてミッドポイント法を採用して値を読み取り(ASTM D3418/82、ASTMインターナショナル)、これをガラス転移温度とする。
前記ポリウレタン樹脂粒子の体積平均粒径は、8nm以上19nm以下が好ましい。
前記体積平均粒径が8nm以上19nm以下であると、画像表面でインク塗膜が均一になり、画像の耐擦過性を向上させることができる。また、分散が安定となり、インクの保存安定性が向上する。
前記体積平均粒径が8nm以上であると、インク塗膜が均一となり、画像表面の摩擦係数が適正であるため、耐擦過性向上に有利である。また、前記体積平均粒径が19nm以下であると、顔料の隙間に効率的にポリウレタン樹脂粒子が入り込み、インク塗膜の均一性が向上するため、画像の耐擦過性の向上に効果的であると共に、光沢性の向上及び画像濃度の向上につながる。
前記ポリウレタン樹脂粒子の体積平均粒径は、23℃で55%RHの環境において、動的光散乱法(例えば、マイクロトラックUPA−150、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。前記体積平均粒径は50%累積おける体積平均粒径(D50)を意味している。
前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と、前記着色剤の含有量B(質量%)との質量比(A/B)は、1以上5以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、3以上4以下が更に好ましい。
前記質量比(A/B)が1以上5以下であると、均一なインク塗膜が得られ、画像の耐擦過性を向上させることができる。
前記質量比(A/B)が1以上であると、着色剤が前記ポリウレタン樹脂膜中に均一に分散しやすくなり、インク塗膜表面が平滑になるため、耐擦過性向上に効果的であるとともに、画像濃度及び光沢度の向上が図れる。また、前記質量比(A/B)が5以下であると、ポリウレタン樹脂粒子の有機溶剤の抱え込みによるブロッキングの悪化や、デキャップ状態のヘッドノズル面での造膜によるノズルのメンテナンス性の悪化を抑制することができる。
<<有機溶剤>>
前記有機溶剤としては、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含有する。
前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上であると、乾燥効率が顕著に向上するため、画像乾燥性の向上に効果的である。また、前記100℃における飽和蒸気圧が400mmHg以下であると、有機溶剤の保湿効果が適正であり、ノズルのメンテナンス性(吸引復帰性)が良好となる。
本発明においては、耐擦過性及び光沢度を向上させるためにインク中にポリウレタン樹脂粒子を含有すると、前記ポリウレタン樹脂粒子の極性により水や有機溶剤を抱えこんでしまうため、画像乾燥性が悪化しやすくなる。その結果、記録後画像が排出されてロールで巻き取られたときや、スタックして長時間放置したときに画像同士又は画像と記録用メディアが張り付くというブロッキング現象が発生することがある。
そこで、インク中に100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を有させることによって、ポリウレタン樹脂粒子を含有するインクであっても効果的に記録後画像の乾燥を向上させることができ、ブロッキングの抑制が可能となる。
前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物としては、例えば、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(100℃における飽和蒸気圧105mmHg)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(100℃における飽和蒸気圧380mmHg)、3−メトキシブタノール(100℃における飽和蒸気圧92mmHg)、エチレングリコールモノブチルエーテル(100℃における飽和蒸気圧68mmHg)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、乾燥工程においてポリウレタン樹脂粒子が画像表面に均一に広がりやすく、耐擦過性、画像濃度、及び高い光沢度の画像を形成できる点から、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシブタノールが好ましく、ブロッキング向上の点から、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい。
前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物の含有量は、インク全量に対して、10質量%以上25質量%以下が好ましく、10質量%以上20質量%以下がより好ましい。
前記含有量が10%質量以上であると、画像乾燥効率が顕著に向上し、ブロッキングを抑制することに効果的である。また、前記含有量が25質量%以下であると、有機溶剤の保湿効果が適正であるため、ノズルのメンテナンス性(吸引復帰性)が良好となる。
前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物の含有量C(質量%)との質量比(C/A)は、0.85以上3.0以下が好ましく、0.9以上2.5以下がより好ましい。
前記質量比(C/A)が0.85以上であると、インクの乾燥性が向上するため、ブロッキングを抑制することができる。また、前記質量比(C/A)が3.0以下であると、ポリウレタン樹脂粒子が有機溶剤によって膨潤しにくくなるため、インクの経時での粘度上昇を抑制することができ、インクの保存安定性が良好となる。
前記有機溶剤としては、インクがヘッドから記録用メディアへ吐出された後の有機溶剤の浸透速度が速い方が、着色剤が記録用メディア上へ固定化されるため、濃度ムラのない高画質な画像が得られる。このため、溶解性パラメーター(SP値)が11.0〜14.0である化合物を用いることが好ましい。
前記SP値は、ヒルデブラント(Hildebrand)によって導入された正則溶液理論により定義された値であり、二成分系溶液の溶解度の目安となる。また、本発明で記載したSP値は、Fedors法で算出した値であり、正則溶液理論における凝集エネルギー密度の平方根で示され、単位は(J/cm0.5である。前記SP値は、一般的には、普及している簡易ソフトで算出できる。
前記溶解性パラメーター(SP値)が11.0〜14.0である化合物としては、例えば、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(SP値:11.31)、3−メチル−1,3−ブタンジオール(SP値:12.05)、1,2−ブタンジオール(SP値:12.75)、1,3−ブタンジオール(SP値:12.75)、1,4−ブタンジオール(SP値:12.95)、2,3−ブタンジオール(SP値:12.55)、1,2−プロパンジオール(SP値:13.48)、1,3−プロパンジオール(SP値:13.72)、1,2−ヘキサンジオール(SP値:11.80)、1,6−ヘキサンジオール(SP値:11.95)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(SP値:11.80)、トリエチレングリコール(SP値:12.12)、ジエチレングリコール(SP値:13.02)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールが好ましい。
前記有機溶剤としては、前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物、及び前記溶解性パラメーター(SP値)が11.0〜14.0である化合物以外にも他の有機溶剤を併用することができる。
前記他の有機溶剤としては、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、エチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,5−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、イソプロピリデングリセロール、ペトリオール等の多価アルコール類;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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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エチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類;プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機溶剤の含有量(2種以上の有機溶剤を用いる場合には合計含有量)は、インクの全量に対して、15質量%以上60質量%以下が好ましい。
前記含有量が15質量%以上であると、光沢性に優れ、かつ高画像濃度の画像が得られ、60質量%以下であると、画像品質が良好であり、インク粘度が適正となり吐出安定性が良好である。
<<着色剤>>
前記着色剤としては、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、顔料、染料などが挙げられる。これらの中でも、顔料が好ましい。前記顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料などが挙げられる。
前記無機顔料として、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料(例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料等)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
これらの顔料の中でも、有機溶剤との親和性が高いものが好ましく用いられる。
前記顔料の具体例としては、黒色用としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、又は銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、カラー用としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155;C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51;C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219;C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63;C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤としては、水分散性であることが好ましく、ポリマー粒子に顔料を含有させたポリマーエマルジョンを使用できる。前記ポリマーエマルジョンとは、前記ポリマー粒子に顔料を含有させたものであり、前記ポリマー粒子中に顔料を封入したもの、又は前記ポリマー粒子の表面に顔料を吸着させたものである。この場合、全ての顔料が封入又は吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で前記顔料がエマルジョン中に分散にしていてもよい。
前記ポリマー粒子が形成する前記ポリマーエマルジョンのポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーが好ましい。
前記ポリマーとしては、例えば、特開2000−53897号公報、及び特開2001−139849号公報に開示されているポリマーを用いることができる。
前記ポリマーエマルジョンを使用する場合、一般的な有機顔料、若しくは無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した複合顔料を好適に用いることができる。
前記複合顔料は、無機顔料粒子の存在下で有機顔料を析出する方法や、無機顔料と有機顔料を機械的に混摩砕するメカノケミカル法などにより作製することができる。更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成するオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることで両者の接着性を向上させることが可能である。
前記無機顔料粒子と前記有機顔料又は前記カーボンブラックとの質量比は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3:1〜1:3が好ましく、3:2〜1:2がより好ましい。
前記有機顔料又は前記カーボンブラックの割合が少ないと、発色性や着色力が低下することがあり、前記有機顔料又は前記カーボンブラックの割合が多くなると、透明性や色調が悪くなることがある。
前記無機顔料粒子を前記有機顔料又は前記カーボンブラックで被覆した複合顔料としては、市販品を用いることができる。前記市販品としては、例えば、シリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料(以上、戸田工業株式会社製)などが挙げられる。
例えば、20nmの一次平均粒径を有する無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、前記複合顔料の一次平均粒径は、25nm程度になる。これを適当な分散剤を用いて一次粒子まで分散できれば、一次平均粒径が25nm程度の非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。
前記顔料分散インクを作製する際、表面の有機顔料のみが分散に寄与するだけでなく、厚みが5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる顔料分散剤の選択が重要である。
前記着色剤を水分散性にするもう一つの方法として、顔料を表面処理する方法がある。
前記顔料としては、インクの保存安定性の観点から、イオン基及びイオン化可能な基を表面に導入するために、酸化剤を使用して酸化した顔料が好ましい。
このような表面処理した顔料としては、例えば、イオン性を有するものが好ましく、アニオン性に帯電したものが好適である。
前記アニオン性の官能基としては、例えば、−COOM、−SOM、−POHM、−PO、−CONM、−SONM、−NH−C−COOM、−NH−C−SOM、−NH−C−POHM、−NH−C−PO、−NH−C−CONM、及び−NH−CH−SONMから選択される少なくとも1種を含有し、かつカウンターイオンMが四級アンモニウムイオンである水分散性の顔料であることが好ましい。
前記表面処理した顔料は、分散剤の非存在下でも水分散性を示すことが好ましく、一般的には、「自己分散性顔料」と称する。
前記アニオン性官能基は、カルボン酸及びP−アミノ安息香酸が好ましい。前記アニオン性官能基は、例えば、特許第4697757号公報、特表2003−513137号公報、国際公開第97/48769号パンフレット、特開平10−110129号公報、特開平11−246807号公報、特開平11−57458号公報、特開平11−189739号公報、特開平11−323232号公報、特開2000−265094号公報などに記載の方法に従って、前記顔料粒子表面に結合させることができる。
前記四級アンモニウムイオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニウムイオン、ベンジルトリエチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニウムイオンが好ましく、テトラブチルアンモニウムイオンがより好ましい。
前記顔料は、前記アニオン性官能基及び前記四級アンモニウムイオンなどを有することにより、水分散性顔料が得られる。前記水分散性顔料は、水リッチなインク中でも、水分が蒸発した有機溶剤リッチインクの中でも親和性を発揮でき、分散性を安定に保つことができる。
前記顔料は、窒素を吸着させる方法を用いてBET比表面積を測定すると、前記顔料の所望の性質に依存して、広範囲のBET比表面積を有する。
前記顔料のBET比表面積は、10m/g以上1,500m/g以下が好ましく、20m/g以上600m/g以下がより好ましく、50m/g以上300m/g以下が更に好ましい。
前記BET比表面積が、所望の適用をすることが容易ではない場合、顔料を比較的小さい粒径にするために、顔料を一般的なサイズ減少又は粉砕処理(例えば、ボールミル粉砕、又はジェットミル粉砕、又は超音波処理)をすることが好ましい。
前記着色剤の体積平均粒径(D50)は、インク中において10nm以上200nm以下が好ましい。前記着色剤の体積平均粒径は、23℃、55%RHの環境において、動的光散乱法(例えば、マイクロトラックUPA−150、日機装株式会社製)により測定することができる。
前記着色剤の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インク全量に対して、1質量%以上15質量%以下が好ましく、2質量%以上10質量%以下がより好ましい。前記含有量が1質量%以上であると、光沢性及び画像濃度が良好になり、前記含有量が15質量%以下であると、インク吐出性が良好であり、ノズルのメンテナンス性の面で好ましく、経済的にも好ましい。
<<水>>
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水などの純水、又は超純水を用いることができる。
前記水の前記インクにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、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、界面活性剤、浸透剤、pH調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、消泡剤などが挙げられる。
−界面活性剤−
前記界面活性剤としては、前記着色剤の種類や前記有機溶剤の組み合わせによって分散安定性を損なわず、表面張力が低く、浸透性、及びレベリング性の高いものが好ましい。
前記界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種が好ましく、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤がより好ましい。
前記フッ素系界面活性剤の詳細な内容については、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、特開2015−044405号公報の段落[0130]〜[0152]の記載を参照することができる。
前記シリコーン系界面活性剤の詳細な内容については、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、特開2015−044405号公報の段落[0153]〜[0156]の記載を参照することができる。
前記界面活性剤の含有量は、インク全量に対して、0.01質量%以上3.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以上2質量%以下がより好ましい。前記含有量が、0.01質量%以上3.0質量%以下であると、光沢性に優れ、高画像濃度の画像が得られる。
−浸透剤−
前記浸透剤としては、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、炭素数8〜11のポリオール化合物、その他のポリオール化合物などが挙げられる。これらの中でも、25℃の水中において0.2質量%〜5.0質量%の間の溶解度を有するものが好ましく、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[溶解度:4.2質量%(25℃)]、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール[溶解度:2.0質量%(25℃)]がより好ましい。
前記その他のポリオール化合物としては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられる。
前記浸透剤の含有量は、インク全量に対して、0.1質量%以上4.0質量%以下が好ましい。前記含有量が、0.1質量%以上4.0質量%以下であると、画像の乾燥性が向上し、光沢性に優れ、高画像濃度の画像が得られる。
前記インクの物性としては、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、粘度、表面張力、pHなどが以下の範囲であることが好ましい。
前記インクの25℃での粘度は、5mPa・s以上25mPa・s以下が好ましい。前記インク粘度を5mPa・s以上とすることによって、画像濃度及び文字品位を向上させる効果が得られる。また、前記インク粘度を25mPa・s以下とすることで、インク吐出性を良好にすることができる。
前記粘度は、粘度計(例えば、RE−550L、東機産業株式会社製)を使用して、25℃で測定することができる。
前記インクの表面張力としては、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。前記表面張力が35mN/m以下であると、記録用メディア上のインクのレベリングが適正であり、乾燥時間を短くすることができる。
前記インクのpHは、25℃で、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
<インクの製造方法>
前記インクは、例えば、前記有機溶剤、及び前記着色剤、更に必要に応じて前記界面活性剤、前記浸透剤、及びその他の成分を水中に分散又は溶解し、更に前記ポリウレタン樹脂粒子を添加して攪拌混合して製造することができる。
前記分散又は溶解は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機などにより行うことができ、前記攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速分散機などを用いて行うことができる。
前記インクの着色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどが挙げられる。これらの着色を2種以上併用したインクセットを使用して記録を行うと、多色画像を形成することができ、全色併用したインクセットを使用して記録を行うと、フルカラー画像を形成することができる。
なお、前記インクの使用方法としては、インクジェット記録方法に制限されず、広く使用することが可能である。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などが挙げられる。
前記インクの用途としては、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、印刷物、塗料、コーティング材、下地用などに応用することが可能である。さらに、インクとして用いて2次元の文字や画像を形成するだけでなく、3次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
<インク収容容器>
本発明で用いられるインク収容容器は、本発明のインクと記録用メディアのセットにおけるインクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を付設してもよい。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものなどが好適に挙げられる。
以下、前記インク収容容器の実施の形態について図2〜4を参照して説明する。図2は前記インク収容容器の外観斜視説明図、図3は前記インク収容容器のインク供給口部分のキャップ部材装着前の斜視説明図、図4は前記インク供給口部分の分解斜視説明図である。
このインク収容容器10は、内部にインクを収容するインク収容部11を有し、前記インク収容部11には外部にインクを供給するインク供給口20を有するインク供給口部30が設けられ、前記インク供給口部30を覆うキャップ部材40を備えている。
前記インク供給口部30は、前記インク収容部11に固定した口部材31と、前記口部材31の開口部31a内に配置され、前記インク供給口20が設けられた回転規制部材32と、前記インク収容部11の口部材31の開口部31a内に回転規制部材32を固定する固定部材33とを有し、固定部材33に前記キャップ部材40を装着している。
なお、前記回転規制部材32に設けられた前記インク供給口20は、前記インク収容部11の内部に収納されているインクを収容するインク収容部材にチューブなどを介して通じている。ここでは、前記インク供給口部30は、前記口部材31、前記回転規制部材32及び前記固定部材33の別部材を組み合わせて構成しているが、これらの前記口部材31、前記回転規制部材32及び前記固定部材33を一体成型して一部品とすることもできるし、更に前記インク収容部11と一体成型することもできる。
(インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置)
本発明のインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。
本発明のインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含んでなる。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
<インク飛翔工程及びインク飛翔手段>
前記インク飛翔工程は、本発明のインクと記録用メディアのセットにおけるインクに、刺激を印加し、前記インクを飛翔させて本発明のインクと記録用メディアのセットにおける記録用メディア上に画像を形成する工程であり、インク飛翔手段により実施することができる。
前記インク飛翔手段としては、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、インクジェットヘッド、などが挙げられる。
前記インクジェットヘッドとして、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの(特開平2−51734号公報参照)、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させるいわゆるサーマル型のもの(特開昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの(特開平6−71882号公報参照)などが挙げられる。
前記刺激は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、前記刺激としては、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、熱(温度)、圧力、振動、光などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好ましい。
前記インクの飛翔の態様としては、特に制限はなく、前記刺激の種類等に応じて異なり、例えば、前記刺激が「熱」の場合、インクジェットヘッド内の前記インクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、前記インクジェットヘッドのノズル孔から該インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また、前記刺激が「圧力」の場合、例えば、インクジェットヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記インクジェットヘッドのノズル孔から該インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
前記飛翔させる前記インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、3pL以上40pL以下とするのが好ましく、その吐出噴射の速さとしては5m/s以上20m/s以下とするのが好ましく、その駆動周波数としては1kHz以上とするのが好ましく、その解像度としては300dpi以上とするのが好ましい。
<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の工程としては、例えば、加熱工程、刺激発生工程、制御工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、加熱手段、刺激発生手段、制御手段などが挙げられる。
前記加熱工程は、画像を記録した記録用メディアを加熱する工程であり、加熱手段により実施することができる。
前記加熱手段としては、多くの既知の装置を使用することができ、例えば、強制空気加熱、輻射加熱、伝導加熱、高周波乾燥、マイクロ波乾燥等の装置などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記加熱温度としては、インク中に含まれる水溶性有機溶媒の種類や量、及び添加する樹脂エマルジョンの最低造膜温度に応じて変更することができ、更に印刷する記録用メディアの種類に応じても変更することができる。
前記加熱温度としては、乾燥性、及び造膜温度の点から、高いことが好ましく、40℃以上120℃以下がより好ましく、50℃以上90℃以下が更に好ましい。前記加熱温度が、40℃以上120℃以下であると、インクヘッドが温まることによる不吐出が生じることを抑制することができる。
前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライトなどが挙げられ、具体的には、圧電素子等の圧電アクチュエーター、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエーター、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエーター、静電力を用いる静電アクチュエーターなどが挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
ここで、図面を参照して本発明のインクジェット記録装置の一例について説明する。
図5は、本発明のインクジェット記録装置の一例を示す概略図である。この図5のインクジェット記録装置300は、記録用メディア搬送部301と、記録用メディア203に前処理液を塗布する前処理工程部302と、画像形成工程部304と、画像形成工程後の記録用メディアに後処理液を塗布する後処理工程部305とで構成されている。なお、本発明において、前処理工程部302、及び後処理工程部305は設けなくてもよい。
記録用メディア搬送部301は、給紙装置307、複数の搬送ローラ、巻き取り装置308で構成されている。そして、図5の記録用メディア203は、ロール状に巻かれた連続紙(ロール紙)であり、記録用メディア203は搬送ローラによって給紙装置から巻き出され、プラテン上を搬送されて巻き取り装置308によって巻き取られる。
記録用メディア搬送部301から搬送された記録用メディア203は、図5の前処理工程部302にて前処理液が塗布される。インクジェットでは、インクジェット専用紙以外の記録用メディアに画像形成を行うと、滲み、濃度、色調や裏写りなどの品質問題や、耐水性、耐候性といった画像堅牢性に関わる問題が発生する。この問題の解決手段として、記録用メディアに画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布して画像品質向上を図る技術を行っている。
前処理工程としては、記録用メディア表面に上記の前処理液を均一に塗布する塗布方法を用いればよく、特に制限はない。このような塗布方法として、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Uコンマコート法、AKKUコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、4本乃至5本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法などが挙げられる。
図6は、本実施形態における前処理工程部302の概略図である。本実施例ではロールコート法について説明するが、他の前処理液塗布方法でもよい。
図6に示すように搬送ローラ201によって連続紙等の記録用メディア203は前処理液塗布装置204内に搬送される。前処理液塗布装置204には、前処理液205が貯留されており、前処理液205は攪拌・供給ローラ206、移送・薄膜化ローラ207によって塗布ローラ208のローラ面に薄膜状に転写される。
そして、塗布ローラ208は回転するプラテンローラ202押し付けられながら回転し、その間を記録用メディア203が通過することで、表面に前処理液205を塗布する。
プラテンローラ202は圧力調整装置209によって、前処理液を塗布するときのニップ圧を調節することが可能である。このニップ圧を変えることで前処理液205の塗布量を変化させることができる。
塗布量については塗布ローラ208、プラテンローラ202の回転速度を変えることで調節することも可能である。塗布ローラ208、プラテンローラ202は駆動モーターなどの動力源によって駆動され、その動力源のエネルギーを変えることで回転速度を変化させ、塗布量を調節できる。
このように、画像品質を向上させるための前処理液205を塗布ローラ208で記録用メディア203の記録領域に塗布する方法は、噴射ヘッドを用いて処理剤液を記録用メディアに吹き付けて処理を行う方法に比べて、比較的粘度の高い前処理液205を記録用メディア203上に薄く塗布することができ、画像の滲みなどを一段と低減できるという特長を有している。
前処理部には図5のように塗布工程の後に前処理後乾燥部303を設けてもよい。前処理後乾燥部は、例えば、図5のようなヒートローラ311,312からなる。この装置によれば、前処理液を塗布された連続紙は搬送ローラにより、ヒートローラに搬送される。ヒートローラは50℃〜100℃の高温に熱せられており、前処理液を塗布された連続紙は、ヒートローラからの接触伝熱により、水分が蒸発し、乾燥される。乾燥手段としてはこれに限らず、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、温風装置などを適用することもでき、単体の装置を用いるのではなく、例えば、ヒートローラと温風装置を組み合わせるなどをしてもよい。また、前処理液を塗布する前に記録用メディアを加熱しておくこと(プレヒート工程の追加)も有効である。
前処理工程後の記録用メディアは、画像形成工程部にて画像データに応じた画像が形成される。
この画像形成工程部304は、フルライン型のヘッドであり記録用メディア搬送方向上流側よりブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)に対応可能な4つの記録ヘッド304K、304C、304M、304Yを配設して構成されている。例えば、ブラック(K)の記録ヘッド304Kは、図7に示すように搬送方向と直行する方向に短い4つのヘッドユニット304K−1、304K−2、304K−3、304K−4を千鳥状に配列させることで印刷領域幅を確保している。
図8は、ヘッドユニット304K−1の拡大図である。図8に示すように304K−1のノズル面309には多数の印字ノズル310がヘッドユニット304K−1の長手方向に沿って配列されてノズル列を構成している。本実施形態ではノズル列は1列であるが複数列設けることもできる。なお、他の記録ヘッド304C、304M、304Yも同様の構成であり、4つの記録ヘッド304K、304C、304M、304Yは同じピッチを保持して搬送方向に配列されている。これにより、1回の記録動作で印刷領域幅全体への画像形成が可能となる。
なお、インクの種類もK、C、M、Yに限らずライトシアン等のフォトインクなどを適用することもできる。
画像形成工程後の記録用メディアは、後処理工程部305にて後処理液が塗布される。この後処理液は、記録用メディア上に透明な保護層を形成し得る成分を含有する。
本実施形態における後処理工程では、記録用メディアの画像表面の全体にわたって塗布しても、画像表面の特定の部分のみに塗布してもよい。より好ましくは印刷条件(記録用メディアの種類や用紙に吐出されるインク量等)に応じて塗布量、塗布方法を変えることが望ましい。
前記後処理液を塗布する方法としては、特に制限はなく、後処理液の種類によって各種方法が適宜選択されるが、前記前処理液の塗布方法と同様の方法又は上記のインクを飛翔させる方法と同様の方法のいずれかを好適に用いることができる。これらの中でも、装置構成や後処理液の保存安定性の点から、インクを飛翔させる方法と同様の方法が特に好ましい。この方法を用いることで、画像上の任意の箇所に必要な量だけ塗布することが可能となる。この後処理工程は、形成された画像表面に乾燥付着量が0.5g/m〜10g/mとなるように透明な樹脂を含む後処理液を付与して保護層を形成する工程である。
前記後処理液の乾燥付着量は0.5g/m〜10g/mが好ましく、2g/m〜8g/mがより好ましい。前記乾燥付着量が0.5g/m以上であると、画像品質(画像濃度、彩度、光沢度、及び定着性)が良好であり、10g/m以下であると、保護層の乾燥性が良好となる。
後処理部には、図5のように後処理後乾燥部306を設けてもよい。
後処理後乾燥部は、例えば、図5のようなヒートローラ313、314からなる。この装置によれば、後処理液を塗布された連続紙は搬送ローラにより、ヒートローラに搬送される。ヒートローラは高温に熱せられており、後処理液を塗布された連続紙は、ヒートローラからの接触伝熱により、水分が蒸発し、乾燥される。乾燥手段としてはこれに限らず、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、温風装置などを適用することもでき、単体の装置を用いるのではなく、例えば、ヒートローラと温風装置を組み合わせるなどをしてもよい。
乾燥後の用紙は巻き取り装置308によって巻き取られるが、この巻き取り時の押圧が大きい場合には、裏面へ画像が転写する可能性がある。その際は必要に応じて、図5のような巻き取り前乾燥部315を設けることも可能である。なお、前記乾燥手段も上記に記載した構成(例えば、ヒートローラと温風装置の組み合わせ等)を適用することができる。
ここでは、ライン型インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、シリアル型(シャトル型)インクジェット記録装置にも適用することができる。
(インク)
本発明のインクは、インクに刺激を印加し、前記インクを飛翔させて記録用メディア上に画像を記録するインク飛翔工程を含むインクジェット記録方法に用いるインクであって、
前記インクが、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、着色剤、及び水を含有するインクであり、
前記有機溶剤が、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含み、
前記記録用メディア上に形成した前記インクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上である。
(記録物)
本発明の記録物は、記録用メディアと記録層とを有する記録物であって、
前記記録層が、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、及び着色剤を含有し、
前記有機溶剤が、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含み、
前記記録用メディア上に形成した、付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上である記録層である。
前記記録物は、高画質で滲みがなく、光沢性に優れており、各種の印字乃至画像が記録された資料などとして各種用途に好適に使用することができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(樹脂粒子の製造例1−1)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン1−1の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリカーボネートポリオール(デュラノール T5650E、旭化成ケミカルズ株式会社製)50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.46質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン88質量部、トリエチルアミン3.41質量部、及びヘキサメチレンジイソシアネート27.9質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水163質量部、及びメタキシレンジアミン2.09質量部を入れ、1時間攪拌して、ポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)を以下のようにして測定したところ−10℃であった。
<ガラス転移温度の測定>
得られたポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC)(Q2000、TAインスツルメントジャパン株式会社製)の吸熱チャートから求めた。即ち、前記樹脂粒子の水分・溶剤を蒸発させ、乾固させた前記樹脂粒子を5mg〜10mg計量し、アルミニウム製の簡易密閉パンに充填したものを以下の測定フローに供した。
・加熱1回目:30℃〜220℃、5℃/分、220℃到達後1分間保持
・冷却 :温度制御なしで−60℃までクエンチ、−60℃到達後1分間保持
・加熱2回目:−60℃〜180℃、5℃/分
加熱2回目のサーモグラムにおいてミッドポイント法を採用して値を読み取り(ASTM D3418/82、ASTMインターナショナル)、ガラス転移温度とした。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、45分間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン1−1を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン1−1の体積平均粒径は、以下のようにして測定したところ、10nmであった。
<体積平均粒径の測定>
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン1−1の体積平均粒径を、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定した。
(樹脂粒子の製造例1−2)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン1−2の合成>
前記樹脂粒子の製造例1−1において、30℃、400Wで、30分間撹拌する分散処理に変更した以外は、前記樹脂粒子の製造例1−1と同様にして、ポリウレタン樹脂エマルジョン1−2を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン1−2の体積平均粒径を、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、15nmであった。
(樹脂粒子の製造例1−3)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン1−3の合成>
前記樹脂粒子の製造例1−1において、30℃、400Wで、18分間撹拌する分散処理に変更した以外は、前記樹脂粒子の製造例1−1と同様にして、ポリウレタン樹脂エマルジョン1−3を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン1−3の体積平均粒径を、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、19nmであった。
(樹脂粒子の製造例2)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン2の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリカーボネートポリオール(デュラノール T5651、旭化成ケミカルズ株式会社製))50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸4.35質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン54質量部、トリエチルアミン3.51質量部、及びトリレンジイソシアネート15.1質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水135質量部、及びメタキシレンジアミンを0.42質量部入れ、1時間攪拌してポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)について、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、−30℃であった。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、30分間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン2を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン2の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、15nmであった。
(樹脂粒子の製造例3−1)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン3−1の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリエステルポリオール(テスラック2477、日立化成ポリマー株式会社製)50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸1.77質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン62質量部、トリエチルアミン0.94質量部、及びノルボルネンメタンジイソシアネート9.1質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水115質量部、及びイソホロンジアミンを1.69質量部入れ、1時間攪拌して、ポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)について、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、10℃であった。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、1時間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン3−1を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン3−1の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、8nmであった。
(樹脂粒子の製造例3−2)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン3−2の合成>
前記樹脂粒子の製造例3−1において、30℃、400Wで、30分間撹拌する分散処理に変更した以外は、前記樹脂粒子の製造例1−1と同様にして、ポリウレタン樹脂エマルジョン3−2を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン3−2の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、15nmであった。
(樹脂粒子の製造例4)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン4の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリカーボネートポリオール(1,6−ヘキサンジオールとジメチルカーボネートの反応生成物)50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸4.58質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン63質量部、トリエチルアミン3.70質量部、及びヘキサメチレンジイソシアネート26.6質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水158質量部、及びジプロピレントリアミンを0.48質量部入れ、1時間攪拌して、ポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)について、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、12℃であった。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、45分間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン4を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン4の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、10nmであった。
(樹脂粒子の製造例5)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン5の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリエステルポリオール(クラポールP−2010、株式会社クラレ製)50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸1.55質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン46質量部、トリエチルアミン0.99質量部、及びイソホロンジイソシアネート9.3質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水115質量部、及びイソホロンジアミン0.62質量部入れ、1時間攪拌して、ポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)について、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、−32℃であった。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、45分間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン5を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン5の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、10nmであった。
(樹脂粒子の製造例6−1)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン6−1の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリカーボネートポリオール(デュラノール T5651、旭化成ケミカルズ社製)50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸3.07質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン50質量部、トリエチルアミン1.62質量部、及びトリレンジイソシアネート13.1質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水126質量部、及びジプロピレントリアミンを0.29質量部入れ、1時間攪拌して、ポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)について、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、−20℃であった。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、1時間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン6−1を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン6−1の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、8nmであった。
(樹脂粒子の製造例6−2)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン6−2の合成>
前記樹脂粒子の製造例6−1において、30℃、400Wで、10分間撹拌する分散処理に変更した以外は、前記樹脂粒子の製造例1−1と同様にして、ポリウレタン樹脂エマルジョン6−2を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン6−2の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、22nmであった。
(樹脂粒子の製造例7)
<ポリウレタン樹脂エマルジョン7の合成>
窒素導入管、冷却管、攪拌器、及び熱伝対を装備した四つ口フラスコ内に、ポリエステルポリオール(テスラック2477、日立化成ポリマー株式会社製)50質量部、及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸1.26質量部を入れて混合し、40℃に加温してフラスコ内を減圧し、乾燥した。続いて、フラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、脱水したアセトン45質量部、トリエチルアミン0.80質量部、及びノルボルネンメタンジイソシアネート8.3質量部を入れて攪拌後、80℃まで昇温し、5時間かけて反応を行った。その後、40℃まで降温し、イオン交換水112質量部、及びジエチレントリアミンを0.21質量部入れ、1時間攪拌して、ポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)について、前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、0℃であった。
次に、前記ポリウレタン樹脂エマルジョンを、2,000mLのSUS304製ステンレスビーカー中で混合し、超音波ホモジナイザー(UP−400S、ドクターヒールッシャー社製)を用い、30℃、400Wで、5時間撹拌する分散処理を行った。その後、60℃に昇温し、減圧してアセトンを留去し、イオン交換水にて固形分濃度50質量%になるように調整した。以上により、ポリウレタン樹脂エマルジョン7を得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョン7の体積平均粒径を前記樹脂粒子の製造例1と同様にして測定したところ、6nmであった。
(顔料分散体の調製例1)
<表面改質ブラック顔料分散体の調製>
SENSIJET Black SDP2000分散液(センシエントテクノロジーズ社製、カーボンブラック、顔料固形分濃度14.5質量%)1kgを0.1NのHClの水溶液で酸析した。次いで、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に表面改質ブラック顔料エマルジョンが得られた。
得られた表面改質ブラック顔料分散体は、少なくとも1つのカルボン酸基、スルホン酸基、カルボン酸テトラブチルアンモニウム塩、又はスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含んでいる。
前記表面改質ブラック顔料分散体とイオン交換高純水とを透析膜を用いた限外濾過に供し、更に超音波分散に供し、顔料固形分濃度を25質量%に濃縮した。
得られた表面改質ブラック顔料分散体の体積平均粒径(D50)を粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、120nmであった。
(顔料分散体の調製例2)
<表面改質マゼンタ顔料分散体の調製>
SMART Magenta 3122BA分散液(センシエントテクノロジーズ社製、Pigment Red 122表面処理エマルジョン、顔料固形分濃度14.5質量%)1kgを0.1NのHClの水溶液で酸析した。次いで、10質量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液でpHを9に調整することにより、30分間後に前記表面改質マゼンタ顔料分散体が得られた。
得られた表面改質マゼンタ顔料分散体は、少なくとも1つのアミノ安息香酸基、又はアミノ安息香酸テトラエチルアンモニウム塩と結合した顔料を含んでいる。
前記表面改質マゼンタ顔料分散体とイオン交換高純水とを透析膜を用いた限外濾過に供し、更に超音波分散に供し、顔料固形分濃度を25質量%に濃縮した。
得られた表面改質マゼンタ顔料分散体の体積平均粒径(D50)を前記顔料分散体の調製例1と同様にして測定したところ、104nmであった。
(顔料分散体の調製例3)
<表面改質シアン顔料分散体の調製>
SMART Cyan 3154BA分散液(センシエントテクノロジーズ社製、Pigment Blue 15:4表面処理エマルジョン、顔料固形分濃度14.5質量%)1kgを0.1NのHClの水溶液で酸析した。次いで、40質量%ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に表面改質シアン顔料エマルジョンが得られた。
得られた表面改質シアン顔料エマルジョンは、少なくとも1つのアミノ安息香酸基、又はアミノ安息香酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩と結合した顔料を含んでいる。該表面改質シアン顔料エマルジョンとイオン交換高純水とを透析膜を用いた限外濾過に供し、更に超音波分散に供し、顔料固形分濃度を25質量%に濃縮した。
得られた表面改質シアン顔料エマルジョンの体積平均粒径(D50)を前記顔料分散体の調製例1と同様にして測定したところ、116nmであった。
(顔料分散体の調製例4)
<表面改質イエロー顔料分散体の調製>
SMART Yellow 3074BA分散液(センシエントテクノロジーズ社製、Pigment Yellow 74表面処理エマルジョン、顔料固形分濃度14.5質量%)1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。次いで、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整することにより、30分間後に表面改質イエロー顔料分散体が得られた。
得られた表面改質イエロー顔料分散体は、少なくとも1つのアミノ安息香酸基、又はアミノ安息香酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含んでいる。
得られた表面改質イエロー顔料分散体とイオン交換高純水とを透析膜を用いた限外濾過に供し、更に超音波分散に供し、顔料固形分濃度を25質量%に濃縮した。
得られた表面改質シアン顔料分散体の体積平均粒径(D50)を前記顔料分散体の調製例1と同様にして測定したところ、145nmであった。
(実施例1〜18及び比較例1〜7)
下記表2から表5に示す組成及び含有量に基づき、有機溶剤、浸透剤、界面活性剤、防カビ剤、消泡剤、pH調整剤、及び水を混合し、1時間撹拌を行い均一に混合した。この混合液に対して、顔料分散体を添加して1時間撹拌した。次に、樹脂エマルジョンを添加し、更に1時間攪拌して得られたインクを平均孔径0.8μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過することにより粗大粒子やごみを除去した。以上により、実施例1〜18及び比較例1〜7のインクと記録用メディアのセットにおけるインクを作製した。
表2から表5に記載の各成分の詳細は、以下のとおりである。
・アクアブリッド UX−100:アクリル系エマルジョン(ダイセルファインケム株式会社製、ガラス転移温度(Tg)−10℃、固形分濃度50質量%)、前記アクリル系エマルジョンを超音波ホモジナイザーにより分散処理し、体積平均粒径を10nmに調整したものを用いた。
・エマルジョンエリーテル KZT−8904:ポリエステル系エマルジョン(ユニチカ株式会社製、ガラス転移温度(Tg)8℃、固形分濃度30質量%)、前記ポリエステル系エマルジョンを超音波ホモジナイザーにより分散処理し、体積平均粒径を10nmに調整したものを用いた。
・ゾニールFS−300:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(デュポン株式会社製、成分濃度40質量%)
・ソフタノールEP−7025:ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(日本触媒株式会社製、成分濃度100質量%)
・ユニダインDSN−403N:パーフルオロアルキルポリエチレンオキシド付加反物(ダイキン工業株式会社製、成分濃度100質量%)
・Proxel GXL:1,2−benzisothiazolin−3−oneを主成分とした防カビ剤(アビシア社製、成分濃度20質量%、ジプロピレングリコール含有)
・KM−72F:自己乳化型シリコーン消泡剤(信越シリコーン株式会社製、成分濃度100質量%)
次に、下記表6に、実施例及び比較例で用いた有機溶剤の内容についてまとめて示す。
*質量比(C/A)は、ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物の含有量C(質量%)との質量比である。
表6中の有機溶剤の略号の内容は、以下のとおりである。
・PNP:プロピレングリコールモノプロピルエーテル(100℃における飽和蒸気圧:105mmHg)
・PNM:プロピレングリコールモノメチルエーテル(100℃における飽和蒸気圧:380mmHg)
・3−MB:3−メトキシブタノール(100℃における飽和蒸気圧:92mmHg)
・ENB:エチレングリコールモノブチルエーテル(100℃における飽和蒸気圧:68mmHg)
・MMB:3−メチル−3−メトキシブタノール(100℃における飽和蒸気圧:61mmHg)
・MBD:3−メチル−1,3−ブタンジオール(100℃における飽和蒸気圧:15.1mmHg)
・EHO:3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(100℃における飽和蒸気圧:13.5mmHg)
・1,3−BD:1,3−ブタンジオール(100℃における飽和蒸気圧:11.8mmHg)
・1−ブタノール(100℃における飽和蒸気圧:413mmHg)
次に、下記表7に、実施例及び比較例で用いた樹脂粒子の内容についてまとめて示す。
*質量比(A/B)は、樹脂粒子の含有量A(質量%)と着色剤の含有量B(質量%)との質量比である。
次に、作製したインクと記録用メディアのセットにおける各インクと、以下に示す記録用メディアを組み合わせたインクと記録用メディアのセットを用い、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表8に示した。
<マイクロスクラッチ試験法における臨界画像剥離点でのセンサー出力値の測定>
作製した各色インクをインクジェットプリンタ(IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填した。次に、記録用メディアとしてのコート紙(Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)に、解像度1,200dpi、インク付着量が0.96mg/cmとなる条件にてベタ画像を形成し、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて前記ベタ画像を30秒間乾燥した。
マイクロスクラッチ試験機(CSR−2000、株式会社レスカ製)を用いて、前記ベタ画像を下記条件にてマイクロスクラッチ法により、臨界画像剥離点でのセンサー出力値を求めた(JIS R3255−1997「ガラスを基板とした薄膜の付着性試験方法」に準拠)。なお、測定回数は1回、測定位置はベタ画像の中心部である。
−測定条件−
・スクラッチ速度:20μm/s
・測定時間:30秒間
・測定終了時の荷重:10mN
・振幅レベル:100μm
・励振周波数:45Hz
・データサンプリング:3735Hz
・バネ定数:100g/mm
・スタイラス(ダイヤモンド針)径:5μm
<画像の算術平均粗さRaの測定>
作製した各インクをインクジェットプリンタ(IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填した。次に、記録用メディアとしてのコート紙(Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)に、解像度1,200dpiでインク付着量が0.96mg/cmとなる条件で、ベタ画像を形成した。その後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて前記ベタ画像を30秒間乾燥した。次いで、レーザー顕微鏡(VK−850、株式会社キーエンス製)を用いて、測定ピッチ0.1μmの条件で、前記ベタ画像の算術粗さを求めた。垂直方向に0.4mmの領域を10回スキャンして、これらの平均値を算術平均粗さRaとした。
<耐擦過性>
作製した各インクをインクジェットプリンタ(IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填した。次に、記録用メディアとしてのコート紙(Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)をセットした。次に、1,200dpiの解像度でベタ画像を形成した。その後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて前記ベタ画像を30秒間乾燥した。乾燥後、1.2cm四方に切った前記コート紙の白紙部で前記ベタ画像を20回擦り、前記コート種の白紙部へのインク付着汚れを、反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)を用いて測定した。擦ったコート紙の地肌色を差し引いた転写濃度を求め、下記基準に基づき、耐擦過性を評価した。なお、△までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:転写濃度が0.13未満
○:転写濃度が0.13以上0.17未満
△:転写濃度が0.17以上0.20未満
×:転写濃度が0.20以上
<画像濃度>
作製した各インクをインクジェットプリンタ(IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填した。次に、記録用メディアとしてのコート紙(Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)をセットし、マイクロソフトワード2000(マイクロソフト社製)で作成した64point文字「四角」(四角を塗り潰した文字)を記載したチャートを、解像度1,200dpiにて印字した後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて印字部を30秒間乾燥した。乾燥後の印刷物について、反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)を用いて画像濃度を測定し、下記基準に基づき評価した。なお、△までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:Black : 1.6以上
Yellow : 1.1以上
Magenta: 1.4以上
Cyan : 1.6以上
○:Black : 1.3以上、1.6未満
Yellow : 1.0以上、1.1未満
Magenta: 1.1以上、1.4未満
Cyan : 1.3以上、1.6未満
△:Black : 1.1以上、1.3未満
Yellow : 0.8以上、1.0未満
Magenta: 0.9以上、1.1未満
Cyan : 1.1以上、1.3未満
×:Black : 1.1未満
Yellow : 0.8未満
Magenta: 0.9未満
Cyan : 1.1未満
<光沢性>
作製した各インクをインクジェットプリンタ(株式会社リコー製、IPSIO GX5500)に充填した。次に、記録用メディアとしての光沢記録用メディア(リコービジネスコートグロス100、地肌60°光沢:21、株式会社リコー製)に解像度1,200dpiのベタ画像を形成した。その後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて前記ベタ画像を30秒間乾燥した。
次に、光沢度計(アトラス社製、Micro−Gross60°)を用いて、前記ベタ画像の60°光沢度を測定し、下記基準に基づき。光沢性を評価した。なお、△までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:60°光沢度が30%以上
○:60°光沢度が25%以上30%未満
△:60°光沢度が20%以上25%未満
×:60°光沢度が20%未満
<ブロッキング性>
作製した各インクをインクジェットプリンタ(株式会社リコー製、IPSIO GX5500)に充填した。次に、記録用メディアとしてのコート紙(Lumi Art Gloss 130gsm紙、Stora Enso社製)をセットし、1,200dpiの解像度でベタ画像を形成した。その後、内部の温度が100℃となるように設定した恒温槽にて前記ベタ画像を30秒間乾燥した。乾燥直後に前記ベタ画像を切り出し、前記コート紙の白紙部と貼り合せて5kgf/cmとなるように上から重りを載せ、23℃で50%RHの環境下で24時間放置した。24時間後、前記コート紙の白紙部へのベタ画像(顔料)の転写具合を目視観察し、下記基準に基づき、ブロッキング性を評価した。なお、△までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:白紙部への転写がない
○:白紙部へ画像の一部が転写しており、30cm離れた距離から確認できる
△:白紙部へ画像の一部が転写しており、60cm離れた距離から確認できる
×:白紙部へ画像の大部分が転写している
<メンテナンス性>
作製した各インクをインクジェットプリンタ(IPSIO GX5500、株式会社リコー製)に充填した。次に、前記プリンタを40℃の恒温槽にデキャップ状態で24時間静置した後に取り出して、プリンタドライバからヘッドリフレッシングを実施し、全ノズルが吐出するのに要する前記ヘッドリフレッシングの回数を求め、下記基準に基づき、メンテナンス性を評価した。なお、△までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:ヘッドリフレッシングが4回未満で全ノズルが吐出する
○:ヘッドリフレッシングが4回以上7回未満で全ノズルが吐出する
△:ヘッドリフレッシングが7回以上10回未満で全ノズルが吐出する
×:ヘッドリフレッシングが10回以上で全ノズルが吐出する
<インクの保存安定性>
作製した各インク40gを容量50mLのポリ容器に入れて、70℃の恒温槽で14日間保存し、保存前の粘度に対する保存後の粘度の変化率を下記数式から求め、下記の基準により評価した。
前記インク粘度は、粘度計(RE80L、東機産業株式会社製)を用いて25℃で測定した。なお、△までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:粘度変化率が5%未満
○:粘度変化率が5%以上7%未満
△:粘度変化率が7%以上10%未満
×:粘度変化率が10%以上
表8の結果から、実施例1〜18は、比較例1〜7に比べて、耐擦過性及び光沢性に優れ、高画像濃度の画像が得られると共に、ブロッキング性、及びノズルのメンテナンス性に優れていることがわかった。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、着色剤、及び水を含有するインクであって、
前記有機溶剤が、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含み、
記録用メディア上に形成した前記インクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像について、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上であることを特徴とするインクである。
<2> 記録用メディア上に形成したインクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像の算術平均粗さRaが、0.3μm以上0.8μm以下である前記<1>に記載のインクである。
<3> 前記ポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度が、−30℃以上10℃以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載のインクである。
<4> 前記ポリウレタン樹脂粒子の体積平均粒径が、8nm以上19nm以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載のインクである。
<5> 前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と前記着色剤の含有量B(質量%)との質量比(A/B)が、1以上5以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載のインクである。
<6> 前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物の含有量C(質量%)との質量比(C/A)が、0.85以上3.0以下である前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクである。
<7> 前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物が、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、及び3−メトキシブタノールから選択される少なくとも1種である前記<1>から<6>のいずれかに記載のインクである。
<8> 前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物の含有量が、10質量%以上25質量%以下である前記<1>から<7>のいずれかに記載のインクである。
<9> 前記センサー出力値が、600以上1,000以下である前記<1>から<8>のいずれかに記載のインクである。
<10> 溶解性パラメーター(SP値)が11.0〜14.0である有機溶剤を含有する前記<1>から<9>のいずれかに記載のインクである。
<11> 前記有機溶剤の含有量が、15質量%以上60質量%以下である前記<1>から<10>のいずれかに記載のインクである。
<12> 前記ポリウレタン樹脂粒子の重量平均分子量が、5,000〜500,000である前記<1>から<11>のいずれかに記載のインクである。
<13> 前記記録用メディアが、印刷用塗工紙である前記<1>から<12>のいずれかに記載のインクである。
<14> 前記<1>から<13>のいずれかに記載のインクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジである。
<15> 前記<1>から<13>のいずれかに記載のインクに刺激を印加し、前記インクを飛翔させて記録用メディア上に画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。
<16> 前記記録用メディアが、印刷用塗工紙である前記<15>に記載のインクジェット記録方法である。
<17> 前記<1>から<13>のいずれかに記載のインクに刺激を印加し、前記インクを飛翔させて記録用メディア上に画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
<18> 前記記録用メディアが、印刷用塗工紙である前記<17>に記載のインクジェット記録装置である。
<19> 記録用メディア上に、前記<1>から<13>のいずれかに記載のインクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とする記録物である。
<20> 前記記録用メディアが、印刷用塗工紙である前記<19>に記載の記録物である。
前記<1>から<13>のいずれかに記載のインク、前記<14>に記載のインクカートリッジ、前記<15>から<16>のいずれかに記載のインクジェット記録方法、前記<17>から<18>のいずれかに記載のインクジェット記録装置、及び前記<19>から<20>のいずれかに記載の記録物は、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
特開2014−198824号公報 特開2007−76033号公報
1 ダイヤモンド針
2 始点
3 終点
4 臨界画像剥離点
5 スクラッチ方向
6 ベタ画像
7 記録用メディア
10 インク収容容器
11 インク収容部
20 インク供給口
134 記録ヘッド
200 インク収容容器

Claims (13)

  1. 有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子、着色剤、及び水を含有するインクと記録用メディアのセットであって、
    前記有機溶剤が、100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下の化合物を含み、
    前記記録用メディアがロール状の印刷塗工紙であり、
    前記記録用メディア上に形成した前記インクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像における、マイクロスクラッチ法による臨界画像剥離点でのセンサー出力値が、600以上であることを特徴とするインクと記録用メディアのセット。
  2. 前記記録用メディア上に形成したインクの付着量が0.96mg/cmであるベタ画像の算術平均粗さRaが、0.3μm以上0.8μm以下である請求項1に記載のインクと記録用メディアのセット。
  3. 前記ポリウレタン樹脂粒子のガラス転移温度が、−30℃以上10℃以下である請求項1から2のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  4. 前記ポリウレタン樹脂粒子の体積平均粒径が、8nm以上19nm以下である請求項1から3のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  5. 前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と前記着色剤の含有量B(質量%)との質量比(A/B)が、1以上5以下である請求項1から4のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  6. 前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量A(質量%)と前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物の含有量C(質量%)との質量比(C/A)が、0.85以上3.0以下である請求項1から5のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  7. 前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物が、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、及び3−メトキシブタノールから選択される少なくとも1種である請求項1から6のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  8. 前記100℃における飽和蒸気圧が65mmHg以上400mmHg以下である化合物の含有量が、10質量%以上25質量%以下である請求項1から7のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセットにおけるインクに刺激を印加し、前記インクを飛翔させて、請求項1から8のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセットにおける記録用メディア上に画像を記録するインク飛翔工程を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
  10. 請求項1から8のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセットにおける記録用メディアからなる連続紙を収容する記録用メディア搬送部と、
    請求項1から8のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセットにおけるインクに刺激を印加し、前記インクを飛翔させて、前記記録用メディア上に画像を記録するインク飛翔手段と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
  11. 前記有機溶剤が、溶解性パラメーター(SP値)が11.0〜14.0である化合物を更に含む請求項1から8のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  12. 前記溶解性パラメーター(SP値)が11.0〜14.0である化合物が、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンジオールから選択される少なくとも1種である請求項1から8及び11のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
  13. インクを容器中に収容してなるインク収容容器を有する請求項1から8及び11から12のいずれかに記載のインクと記録用メディアのセット。
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