JP6753152B2 - インク、インク収容容器、インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
特にインクジェット用インクの普通紙に対する画像濃度の向上は、市場から強く求められている。
シリコーン系界面活性剤はフッ素系界面活性剤に比べると分子構造の調整により動的な表面張力を低下させる事が容易である。
しかし、動的な表面張力を低下させられる界面活性剤を添加した場合、静的な表面張力が低下しすぎてノズル内のメニスカス形成が不安定になったり、紙上で滲みや裏写りなどの不良になりやすい。
しかし、アセチレングリコール系界面活性剤は染料系のインクに使用した場合には良好な特性を示すが、顔料分散系のインクに使用した場合には、顔料の分散を不安定化させやすく、凝集などによるノズル曲がりなどの吐出不良が生じやすい。また、コート紙やフィルム上への濡れ広がりが不足することが知られている。
1,2−アルキレングリコールの好ましい添加量としては10質量%以下であり、実施例では1,2−ヘキサンジオールを4質量%添加している例がある。
特許文献2では、特定の目詰まり防止剤と、浸透剤として、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、1,2−アルキレングリコールから選ばれる1種以上を用い、顔料をポリマーで包んでインク化することにより、保存性の向上を得ようとしている。
特許文献4では、アセチレングリコール系界面活性剤と、多価アルコール等の共溶媒とを含有し、特定の動的表面張力を有するインク組成物により、難吸収媒体に対して高い印字品質を得ようとしている。
また、特許文献5では、難吸収媒体に対して高い印字品質を得るために、酸価200KOHmg/g以上のビニル重合ポリマーを含有し、特定の粘度と動的表面張力を有するインクが開示されている。さらに特定のアルカンジオールを使用することにより、連続吐出安定性を向上させている。
本発明では、従来技術にて十分に満足できなかった画像濃度の向上と、不連続吐出条件における吐出安定性と、保存安定性とを向上させたインクを提案する。
本発明の第一の目的は画像濃度の向上であり、特に普通紙上にインクジェット方式で画像を形成した際の画像濃度の向上である。
第二の目的は、インク中に分散させた顔料の保存安定性の向上である。
第三の目的は乾燥性、吐出乾燥性の改善である。
(1)水、色材、第一の有機溶剤、及び第二の有機溶剤を含むインクであって、
前記第一の有機溶剤が、1,2−ヘキサンジオールであり且つ前記インク全量に対して10.0質量%以上40.0質量%以下含有され、
前記第二の有機溶剤が、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、3−メチル−1,3−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、2−ピロリドン、及びグリセリンから選ばれる少なくとも1種であり、
前記インク中における前記第一の有機溶剤(S1)に対する前記第二の有機溶剤(S2)の質量比(S2/S1)が、S2/S1≦3/10であるインク。
水、色材、第一の有機溶剤、及び第二の有機溶剤を含むインクであって、
前記第一の有機溶剤が、1,2−ヘキサンジオールであり且つ前記インク全量に対して10.0質量%以上40.0質量%以下含有され、
前記第二の有機溶剤が、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、3−メチル−1,3−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、2−ピロリドン、及びグリセリンから選ばれる少なくとも1種であり、
前記インク中における前記第一の有機溶剤(S1)に対する前記第二の有機溶剤(S2)の質量比(S2/S1)が、S2/S1≦3/10である。
表面張力の低い水溶性有機溶媒のうち、本発明では第一の有機溶剤として1,2ヘキサンジオールを用いる。1,2ヘキサンジオールは、インクの動的表面張力と静的表面張力の差異を小さくすることができ、安定しており、吐出ノズル内のメニスカス形成を安定させやすい。また、印刷基材に着弾した際に液滴径のばらつきが少なく画像濃度のムラ、バラツキが少ない。また、インク中に分散される顔料の分散安定性を阻害することなく、長期間の保管後にもインクの変質を生じにくい。
1,2ヘキサンジオールの含有量はインク全量に対して10.0質量%以上40.0質量%以下であり、12.0質量%以上30.0質量%以下が好ましい。この範囲内で必要な動的表面張力を得ることが出来る。また、保湿性向上などの目的で使用される他の有機溶剤との組み合わせでインクジェット方式の印刷機に求められる粘度や保湿性のバランスをとりやすい。
これらの第二の有機溶剤は、表面張力を大きく変動させることなく保湿性を改善する効果が高い。
インクジェットインクは10PL程度の微小な液滴が数十ミリ秒以下の短い時間で印刷基材上で付着、乾燥する。インクが良い発色性を示すために、短時間で印刷基材上に濡れることが必要である。動的表面張力が低いインク、具体的には最大泡圧法によるバブルライフタイム15msecの値が33mN/m以下であるインクが好ましい。さらに好ましくは、31mN/m以下である。
前記動的表面張力が上記の範囲内であると、印刷基材に対するインクの濡れ性を向上させることができ、インク滴による印刷基材の表面被覆率が増加し、画像濃度を向上できる。
また、前記動的表面張力は、25mN/m以上が好ましい。動的表面張力を下げ過ぎないことで、インク滴の吐出安定性、印刷基材への適切な浸透を制御しやすくなる。
特に前記フッ素系界面活性剤を用いることで著しい浸透性向上が図られ、これにより色境界滲みが低減され、発色性向上、また文字滲みも少ないインクが得られる。
本発明で使用される前記フッ素系界面活性剤としては、市販されているものを利用することができ、S−141,S−145(旭硝子社製),FC−170C,FC−430,フロラード−FC4430(住友スリーエム社製),FSO、FSO−100,FSN,FSN−100,FS−300(Dupont社製),FT−250,251(ネオス社製),等が挙げられる。中でも、Dupont社製のFSO,FSO−100,FSN,FSN−100,FS−300が良好な印字品質、保存性を提供でき好ましい。前記フッ素系界面活性剤は、単独または二種以上を混合して用いることができる。
以下、インクに用いる水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
インクにおける水の含有量は、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、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、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を使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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、キノフラロン顔料など)、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など)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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、または銅、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)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、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、180、185、213、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、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、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、15:4(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、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした自己分散顔料等が使用できる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能なものを用いることができる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、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、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、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、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。前記樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤に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。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、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。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、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、一般式(S−1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
一般式(F−2)
CnF2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)a−Y
上記一般式(F−2)で表される化合物において、YはH、又はCnF2n+1でnは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CnF2n+1でnは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれも、DuPont社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Du Pont社製のFS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN−403Nが特に好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。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。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
本発明のインク収容容器は、本発明のインクを容器中に収容してなるインク収容部を備えるものであり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を構成することもできる。
前記容器としては、その形状、構造、大きさ、材質に特に制限無く、目的に応じて適宜選択できる。例として、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルムなどで形成されたインク収容部を少なくとも有するものなどが好適に挙げられる。
記録に用いる記録媒体としては、特に限定されないが、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙等が挙げられる。
本発明のインク記録物は、記録媒体上に、本発明のインクを用いて形成された画像を有してなる。
インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録して記録物とすることができる。
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
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。
BET比表面積220m2/g、DBP吸着量100ml/100gのカーボンブラック90gを、2.5規定の硫酸ナトリウム溶液3000mlに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行なった。
この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行なった。
得られたカーボンブラックを水洗いし乾燥させた後、カーボンブラック量が20質量%となるよう純水中に分散させてカーボンブラック顔料分散液を得た。
インクの製造例
表1の配合に従って実施例1から8、比較例1から4のインクを調合した。表1中、各材料の数値は質量部を示す。
すべての材料を投入後、1時間30分間撹拌。その後、孔径0.8μmのメンブランフィルターでろ過し、インクを得た。
FS−300はDuPont社製ノニオン系のフッ素系界面活性剤であり、0.1質量%水溶液における静的表面張力(25℃)は、10mN/m以上40mN/m以下の範囲内である。
BYK−3400はビックケミー社製シリコン系の濡れ剤である。
[インクの評価方法]
<動的表面張力>
インクの動的表面張力の測定にはSITA社製DynoTesterを使用した。
測定条件は25.0℃、バブルライフタイム15msecとした。
インクの静的表面張力の測定には協和界面科学社製、自動表面張力測定機 DY−300を使用した。本体に恒温水槽をつなぎ、25.0℃の温水を循環させて使用した。
粒度分布測定装置(日機装(株)製、ナノトラックUPA−EX150)で、インクの平均粒子径(D50%)を測定した。
インクの粘度を、25℃50%RHの環境にてレオメーター(AntonPaar社製MCR301)を使用して測定する。その際、直径5(cm)の平板プレートにて、ギャップ(Gap)を50μmにする。せん断速度100(1/s)の時の粘度を測定した。
画像の形成には株式会社リコー製のインクジェットプリンタ IPSiO SG3100を使用した。
画像濃度は、X−Rite社製分光測色濃度計モデル938を使用した。
前記インクジェットプリンタを用い、10mm角の黒べタパッチが6ヶ所均等に配置されている文書をマイペーパー(株式会社NBSリコー製)に打ち出して、黒べタ部の画像濃度を測定した。
印字モードはドライバ設定の「普通紙 はやい」とした。
前記インクジェットプリンタを用い、Microsoft Word2000にて作成したA4サイズ用紙の面積100%をベタ画像にて塗りつぶすチャートを1枚、マイペーパー(株式会社NBSリコー製)に打ち出して吐出乱れがないことを確認した。
その後、プリンタの維持キャップをノズルから離してノズルを開放状態にした後、40℃10%RH環境に3時間放置した。
その後、初期と同じチャートを印字して各ノズルの吐出乱れを以下の基準で評価した。印字モードはプリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定より「普通紙 標準はやい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
○:全ノズル吐出する
△:吐出しないノズルが10個未満
×:吐出しないノズルが10個以上
前記インクジェットプリンタを用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、Microsoft Word2000にて作成した一色当りA4サイズ用紙の面積0.1%を線画像にて印字するチャートを250枚、マイペーパー(株式会社NBSリコー製)に打ち出して吐出乱れがないことを確認した。
〔評価基準〕
○:全ノズル吐出する
△:吐出しないノズルが10個未満
×:吐出しないノズルが10個以上
調合したインク200gを容量500CCのガラス瓶に入れて密封し、40℃の恒温槽にて1ヶ月間保管した。保管後の平均粒子径と粘度を、前記平均粒子径の測定及び粘度の測定と同様に測定した。
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
Claims (9)
- 水、色材、第一の有機溶剤、及び第二の有機溶剤を含むインクであって、
前記第一の有機溶剤が、1,2−ヘキサンジオールであり且つ前記インク全量に対して10.0質量%以上40.0質量%以下含有され、
前記第二の有機溶剤が、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、及び1,3−プロパンジオールから選ばれる少なくとも1種であり、
前記インク中における前記第一の有機溶剤(S1)に対する前記第二の有機溶剤(S2)の質量比(S2/S1)が、S2/S1≦3/10であるインク。 - 前記インクは、25.0℃において、最大泡圧法によるバブルライフタイム15msec時の動的表面張力が33mN/m以下である請求項1に記載のインク。
- 前記インクはノニオン系のフッ素系界面活性剤を含み、
25.0℃において、静的表面張力が25mN/m以上である請求項1又は2に記載のインク。 - 前記第一の有機溶剤の前記インク全量に対する含有量が、12.0質量%以上30.0質量%以下である請求項1乃至3のいずれかに記載のインク。
- 前記質量比(S2/S1)が、1/10≦S2/S1≦2.5/10である請求項1乃至4のいずれかに記載のインク。
- 前記第二の有機溶剤の前記インク全量に対する含有量が、1.0質量%以上12.0質量%以下である請求項1乃至5のいずれかに記載のインク。
- 前記ノニオン系のフッ素系界面活性剤の0.1質量%水溶液における静的表面張力(25℃)が、10mN/m以上40mN/m以下である請求項3に記載のインク。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のインクを容器中に収容してなるインク収容容器。
- 請求項8に記載のインク収容容器と、
前記インク収容容器から供給されるインクを吐出する吐出手段と、
を有するインクジェット記録装置。
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