JP6846001B2 - インク組成物及び記録方法 - Google Patents
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Description
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−CH
2−OH・・・式(1)
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−CO
H・・・式(2)
(式(1)及び(2)中、Rは、各々独立して、炭素数1〜20のアルキル基を表し、vは、各々独立して、1〜20を表し、wは、各々独立して、0〜20を表し、xは、各々独立して、0〜20を表し、yは、各々独立して、0〜20を表し、zは、各々独立して、1〜2を表し、5≦v+w+x+y+z≦30の関係を満たす。)
本実施形態のインク組成物は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル型界面活性剤として、下記式(1)で表されるヒドロキシ基を有する化合物Aと、下記式(2)で表されるアルデヒド基を有する化合物Bと、を少なくとも含み、前記化合物Aに対する前記化合物Bの質量比が、0.5×10-4〜30×10-4である。
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−CH2−OH・・・式(1)
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−COH・・・式(2)
(式(1)及び(2)中、Rは、各々独立して、炭素数1〜20のアルキル基を表し、vは、各々独立して、1〜20を表し、wは、各々独立して、0〜20を表し、xは、各々独立して、0〜20を表し、yは、各々独立して、0〜20を表し、zは、各々独立して、1〜2を表し、5≦v+w+x+y+z≦30の関係を満たす。)
インクカートリッジ等のインク収容容器の大容量化に伴い、その構成材料とのインク接触機会も増加しており、異物化するリスクが増加している。
本実施形態のインク組成物は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル型界面活性剤として、上記式(1)で表されるヒドロキシ基を有する化合物Aと、上記式(2)で表されるアルデヒド基を有する化合物Bと、を少なくとも含む。ヒドロキシ基を有する化合物Aは、主に動的表面張力を低下させる方向に作用し、アルデヒド基を有する化合物Bは、主に動的表面張力を向上させる方向に作用し得るがこれに限定されない。
化合物Aは式(1)で表されるヒドロキシ基を有する化合物である。
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−CH2−OH・・・式(1)
(式(1)中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表し、vは、1〜20を表し、wは、0〜20を表し、xは、0〜20を表し、yは、0〜20を表し、zは、1〜2を表し、5≦v+w+x+y+z≦30の関係を満たす。)
C8H17O(C2H4O)vH
(ここで、v≧1)
C12H25O(C2H4O)6(C3H6O)2(C2H4O)6(C3H6O)8H
C13H27O(C2H4O)6(C3H6O)2(C2H4O)6(C3H6O)8H
C12H25O(C2H4O)w(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zH
(ここで、w+y=15、x+z=4)
C13H27O(C2H4O)w(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zH
(ここで、w+y=15、x+z=4)
C12H25O(C2H4O)8(C3H6O)2(C2H4O)6H
C13H27O(C2H4O)8(C3H6O)2(C2H4O)6H
C12H25O(C2H4O)12(C3H6O)2(C2H4O)12H
C13H27O(C2H4O)12(C3H6O)2(C2H4O)12H
CH3(CH2)9(CH3)CHO(C2H4O)7(C3H6O)4.5H
CH3(CH2)11(CH3)CHO(C2H4O)7(C3H6O)4.5H
CH3(CH2)9(CH3)CHO(C2H4O)5(C3H6O)3.5H
CH3(CH2)11(CH3)CHO(C2H4O)5(C3H6O)3.5H
C14H29O(C2H4O)14(C3H6O)2H、
C11H23O(C2H4O)8H
C10H21O(C2H4O)11H
C12H25O(C2H4O)15H
エージング後の化合物Aの含有量=(エージング前の化合物Aのモル量−エージング後の化合物Bのモル量)×化合物Aの分子量 ・・・式(3)
なお、エージング前のポリオキシアルキレンアルキルエーテルがヒドロキシ基を有する化合物Aを100質量%含む場合は、エージング前の化合物Aの含有量から、得られたアルデヒド基を有する化合物の含有量を差し引くことで、エージング後の化合物Aの含有量を算出することができる。
化合物Bは式(2)で表されるアルデヒド基を有する化合物である。
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−COH・・・式(2)
(式(2)中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表し、vは、1〜20を表し、wは、0〜20を表し、xは、0〜20を表し、yは、0〜20を表し、zは、1〜2を表し、5≦v+w+x+y+z≦30の関係を満たす。)
化合物Bの含有量は、特に限定はしないが、アセチルアセトン吸光光度法、パックテストMBTH法、MBTH吸光光度法(塩酸3メチル−2−ベンゾチアゾリノンヒドラゾン吸光光度法ともいう)、AHMT吸光光度法(4−アミノ−3−ヒドラジノ−5−メルカプト−1,2,4−トリアゾール吸光光度法ともいう)、告示法(平成15年厚生労働省告示第261号別表第19;ガスクロマトグラフを用いた質量分析法である)等を用いて算出することができる。好ましくは、分光光度計を用いたMBTH吸光光度法やGC/MSを用いた告示法が1ppmの精度で測定できるため好ましい。例えば、MBTH法の具体的な測定方法を説明すると、試料に過剰のMBTHを添加し、試料中に含まれるアルデヒドをアジンに変え、次に塩化第2鉄溶液を加えて、MBTHを反応性のカチオンに酸化する。そして、反応性カチオンとなったMBTHをアジンと反応させる。この際得られる反応物は青色を呈する。そして、分光光度計により、上記試料の吸収度を測定する。また、別途、質量が既知である化合物Bの標準液の吸光度を上記と同条件で測定し、化合物Bと吸光度の検量線を作成しておく。そして、試料の吸収度とこの検量線より、試料中の化合物Bの含有量を算出する。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて、水を含んでいてもよい。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて、浸透溶剤を含んでいてもよい。浸透溶剤としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノ(ジ)メチルエーテル、エチレングリコールモノ(ジ)エチルエーテル、エチレングリコールモノ(ジ)プロピルエーテル、エチレングリコールモノ(ジ)ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ(ジ)メチルエーテル、ジエチレングリコールモノ(ジ)エチルエーテル、ジエチレングリコールモノ(ジ)プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ(ジ)ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ(ジ)メチルエーテル、トリエチレングリコールモノ(ジ)エチルエーテル、トリエチレングリコールモノ(ジ)プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ(ジ)ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ(ジ)メチルエーテル、プロピレングリコールモノ(ジ)エチルエーテル、プロピレングリコールモノ(ジ)プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ(ジ)ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(ジ)メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(ジ)エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(ジ)プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(ジ)ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ(ジ)メチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ(ジ)エチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ(ジ)プロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ(ジ)ブチルエーテルのようなグリコールエーテル系化合物;グリセリン、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールのようなアルキルポリオール系化合物が挙げられる。浸透溶剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル型界面活性剤以外の界面活性剤を含んでいてもよい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテル型界面活性剤以外の界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、アセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。
本実施形態のインク組成物は、必要に応じて、色材を含んでいてもよい。色材としては、特に限定されないが、例えば、染料及び顔料が挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、pH調整剤を含んでもよい。pH調整剤は、インクのpH値の調整を容易にすることができる。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸(例えば、硫酸、塩酸、硝酸等)、無機塩基(例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等)、有機塩基(トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン)、有機酸(例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸等)等が挙げられる。pH調整剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
本実施形態のインク組成物は、その保存安定性及びヘッドからの吐出安定性を良好に維持するため、目詰まり改善のため、又はインクの劣化を防止するため、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤などの、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態の記録方法は、上記インク組成物を、インクジェット方式で吐出して、被記録媒体に付着させる吐出工程を有する。記録装置としては、従来公知のインクジェットプリンタ(記録装置)を用いることができる。図2に、本実施形態の記録方法を実施するために用いる記録装置の一例を示す。
下記の実施例及び比較例において使用したインク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔色材〕
Direct Blue 87
〔化合物〕
POAAE1
POAAE2
POAAE3
POAAE4
POAAE5
POAAE6
POAAE7
〔界面活性剤〕
オルフィンE1010(アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製)
BYK348(シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン社製)
FS−300(フッ素系界面活性剤、Dupont社製)
〔溶剤〕
トリエチレングリコールモノブチルエーテル
グリセリン
〔pH調整剤〕
トリエタノールアミン
日本乳化剤株式会社製のニューコール1006を70℃放置でエージング(保持)することで、POAAE1〜POAAE7を調製した。具体的には、70℃放置しているニューコール1006中のアルデヒド基を有する化合物Aの量を適宜測定し、アルデヒド基を有する化合物Aに対するヒドロキシ基を有する化合物Bの質量比が狙いの値となったところで放置を終了し、所定のPOAAE1〜POAAE7を得た。得られたPOAAE1〜POAAE7はそれぞれヒドロキシ基を有する化合物Aとアルデヒド基を有する化合物Bを含むものであった。
各材料を下記の表2に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各インク組成物を得た。具体的には、各材料を均一に混合し、1μmのメンブレンフィルタ(メルクミリポア社製1.0μm JA)で不溶解物を除去することにより、各インクを調製した。なお、下記の表2中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。
インク組成物をインクカートリッジに収容後、密閉し、60℃で1週間保存した。保存後のインクカートリッジ内のインク組成物2mLを、孔径10μmのフィルター(メルクミリポア社製フィルター φ10μm)でろ過し、光学顕微鏡(キーエンス社製VHX−5000)を用いてそのフィルターにろ集された粒子の個数を計数した。
(評価基準)
A:10μm以上の粒子の個数が10個未満である。
B:10μm以上の粒子の個数が10個以上20個未満である。
C:10μm以上の粒子の個数が20個以上である。
インク組成物を、記録装置(セイコーエプソン社製インクジェットプリンタEP−805A)のインクカートリッジに充填した。使用するプリンターに搭載するヘッドには図1で示すようなよどみ点が含まれている。そして、記録装置の定める初期充填シーケンスに従い、ヘッドへの初期充填動作を行った。この後、ヘッドの全ノズルからインク組成物が吐出できるかどうかを確認するため、ノズルチェックを実施した。インク組成物が吐出できないノズルがある場合には、ヘッドのクリーニング(ノズル内のインクの吸引)を行い、その後再度ノズルチェックを実施した。全ノズルからインクが吐出できるまでに要したクリーニングの回数に基づき、以下の評価基準により初期充填性を評価した。
(評価基準)
A:初期充填シーケンスのみで全ノズルから吐出した。
B:全ノズルからインクが吐出できるまでに要したクリーニング回数が1回であった。
C:全ノズルからインクが吐出できるまでに要したクリーニング回数が2回以上であっ
た。
記録装置(セイコーエプソン社製インクジェットプリンタEP−805A)を用いて、被記録媒体に対しインク組成物を吐出し、10分間連続して連続印刷を行った。その際、同記録装置内部に飛散するインクミストを確認するため、キャリッジ走査範囲中心部のキャリッジエンコーダー付近に、写真用紙<光沢>(セイコーエプソン社製)を3cm角に切り出したパッチを貼付した。印刷操作終了後、上記パッチを取り外して、グレタグマクベス社製eye−oneを用いて、パッチのOD値を計測した。その測定結果に基づいて、下記評価基準により、ミストを評価した。
(評価基準)
A:OD値が0.05以下である
B:OD値が0.05超0.1以下である
C:OD値が0.1超である
インク組成物をガラス瓶に収容後、ガラス瓶を密封し、60℃で1週間保存した。保存前後のインク組成物の20℃での粘度を、Anton Paar社製粘弾性測定装置 Physica MCR301を用いて、20℃、せん断速度200の時のインク粘度を測定し、保存前後の変化率を算出した。保存前のインク組成物の粘度に対して保存後のインク組成物の粘度が何%上昇したか、すなわち何%増粘したかを算出した。また、目視にてインク組成物に相分離が生じているか否かについて確認した。その結果に基づいて下記の評価基準でインク保存性を評価した。
(評価基準)
A:増粘が5%未満であり、インク組成物の相分離が確認されない。
B:増粘が5%以上10%未満であり、インク組成物の相分離が確認される。
C:増粘が10%以上15%未満であり、インク組成物の相分離が確認される。
Claims (4)
- ポリオキシアルキレンアルキルエーテル型界面活性剤として、下記式(1)で表されるヒドロキシ基を有する化合物Aと、下記式(2)で表されるアルデヒド基を有する化合物Bと、を少なくとも含み、
前記化合物Aに対する前記化合物Bの質量比が、0.5×10-4〜30×10-4であり、
前記化合物Bの含有量が、前記インク組成物全量に対して、1〜100ppmである、
インク組成物。
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−CH2−OH・・・式(1)
R−O−(C2H4O)v(C3H6O)w(C2H4O)x(C3H6O)y−(CH2)z−COH・・・式(2)
(式(1)及び(2)中、Rは、各々独立して、炭素数1〜20のアルキル基を表し、vは、各々独立して、1〜20を表し、wは、各々独立して、0〜20を表し、xは、各々独立して、0〜20を表し、yは、各々独立して、0〜20を表し、zは、各々独立して、1〜2を表し、5≦v+w+x+y+z≦30の関係を満たす。) - 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル型界面活性剤の含有量が、前記インク組成物全量に対して、0.2〜5.0質量%である、
請求項1に記載のインク組成物。 - 水と、浸透溶剤と、色材と、アセチレングリコール型界面活性剤、ポリシロキサン型界面活性剤、フッ素型界面活性剤、の群から選ばれる少なくとも一つと、をさらに含む、
請求項1又は2に記載のインク組成物。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のインク組成物を、インクジェット方式で吐出して、被記録媒体に付着させる吐出工程を有する、
記録方法。
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