JP6889854B2 - 水性インク組成物 - Google Patents
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Description
本実施形態の水性インク組成物は、標準沸点が240℃以上であるアルカンジオールと、炭素数が14以上22以下であるポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルと、水と、を含み、炭素数が14以上22以下である前記ポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルの含有量が、水性インク組成物の総量に対して、0.4質量%以下である。
標準沸点が240℃以上であるアルカンジオールとしては、特に限定されないが、炭素数が8以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましく、6以下であることがさらに好ましい。標準沸点が240℃以上であるアルカンジオールの炭素数が上記範囲内であることにより、保存安定性がより向上する傾向にある。このようなアルカンジオールとしては、例えば、1,5−ペンタンジオール[242℃]、1,6−ヘキサンジオール[250℃]、3−メチル−1,5−ペンタンジオール[250℃]、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[244℃]が挙げられる。このなかでも、3−メチル−1,5−ペンタンジオールが好ましい。
炭素数が14以上22以下であるポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、トリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ペンタオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ヘキサオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、へプタオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、オクタオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ノナオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、デカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ウンデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ドデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ペンタデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ヘキサデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ヘプタデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、オクタデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ノナデカオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルが挙げられる。
本実施形態の水性インク組成物は、炭素数が13以下であるポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルを含んでもよい。炭素数が13以下であるポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルが挙げられる。このなかでも、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルが好ましい。ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルを含むことにより、得られる画質の粒状性と保存安定性がより向上する傾向にある。
水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。
本実施形態の水性インク組成物には、上記アルカンジオール及び上記ポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルの他、標準沸点が240℃未満である有機溶剤が含まれていてもよい。標準沸点が240℃未満である有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、1,2−ヘキサンジオールが挙げられる。
本実施形態の水性インク組成物には、上記アルカンジオール及び上記ポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルの他、標準沸点が240℃以上である有機溶剤が含まれていてもよい。標準沸点が240℃以上である有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールが挙げられる。
本実施形態の水性インク組成物は、カルシウムイオンが不可避的に含まれてもよい。カルシウムイオンは、他の成分と塩を形成する形で存在してもよい。カルシウムイオンは主に顔料に由来する不純物としてインク組成物中に混入し得る。カルシウムイオンが含まれることにより、難溶性塩が形成されやすく保存安定性が低下するが、本実施形態の水性インク組成物においては、炭素数が14以上22以下であるポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルが含まれることにより異物を溶解することができる。
本実施形態の水性インク組成物は、顔料をさらに含んでもよい。顔料としては、特に限定されないが、例えば、無機顔料と、有機顔料が挙げられる。顔料は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本実施形態の水性インク組成物は、樹脂エマルジョンをさらに含んでもよい。樹脂エマルジョンとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、シアノアクリレート、アクリルアミド、オレフィン、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、ビニルエーテル、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール、及び塩化ビニリデンの単独重合体又は共重合体、フッ素樹脂、及び天然樹脂等が挙げられる。
本実施形態の水性インク組成物は、界面活性剤をさらに含んでもよい。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。
本実施形態の記録方法は、上記水性インク組成物を吐出し、被記録媒体に付着させる吐出工程を有するものであれば特に限定されない。インクジェット方式により水性インク組成物を吐出する場合は、公知のインクジェット記録装置を用いて行うことができる。吐出方法としては、ピエゾ方式や、インクを加熱して発生した泡(バブル)によりインクを吐出させる方式等を用いることができる。
下記インクジェット記録方法を利用して、インク組成物が被記録媒体上に吐出されること等により、記録物が得られる。この被記録媒体として、例えば、吸収性又は非吸収性の被記録媒体が挙げられる。下記インクジェット記録方法は、水溶性インク組成物の浸透が困難な非吸収性被記録媒体から、インク組成物の浸透が容易な吸収性被記録媒体まで、様々な吸収性能を持つ被記録媒体に幅広く適用できる。ただし、当該インク組成物を非吸収性の被記録媒体に適用した場合は、紫外線を照射し硬化させた後に乾燥工程を設けること等が必要となる場合がある。
次に、本実施形態の水性インク組成物を用いたインクジェット記録装置について説明する。図1に、本実施形態に用い得る記録装置の構成の一例を示すブロック図を示す。コンピューター130にはプリンタドライバーがインストールされており、プリンタ1に画像を記録させるため、当該画像に応じた印刷データをプリンタ1に出力する。プリンタ1は、「記録装置」に相当する。プリンタ1は、インク供給ユニット10、搬送ユニット20、ヘッドユニット30、乾燥ユニット40、メンテナンスユニット50、検出器群110、メモリー123、インターフェース121、及びコントローラー120を有する。コントローラー120は、CPU122とユニット制御回路124とを有する。外部装置であるコンピューター130から印刷データを受信したプリンタ1は、コントローラー120によって各ユニットを制御して、種々の記録条件を制御し、印刷データに従い、被記録媒体上に画像を記録する。プリンタ1内の状況は検出器群110によって監視されており、検出器群110は、検出結果をコントローラー120に出力する。コントローラー120は、検出器群110から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御し、インターフェース121を介して入力した印刷データをメモリー123に記憶する。メモリー123には、各ユニットを制御するための制御情報も記憶されている。乾燥ユニット40は、ヒーターや送風手段などを備え、被記録媒体に付着したインクなどの組成物を乾燥させるものである。
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。
〔顔料〕
C.I. ピグメントブルー15:3
〔有機溶剤〕
グリセリン(標準沸点290℃、炭素数3)
トリエチレングリコール(標準沸点287℃、炭素数6)
〔アルカンジオール〕
3−メチル−1,5−ペンタンジオール(MPD)(標準沸点250℃、炭素数6)
1,2−ヘキサンジオール(1,2−HD)(標準沸点223℃、炭素数6)
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(標準沸点244℃、炭素数8)
〔ポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテル〕
ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル(EHDG)(炭素数12)(HLB値9.6)
ニューコール1004(日本乳化剤社製)(炭素数16)(HLB値11.5)
ニューコール1006(日本乳化剤社製)(炭素数20)(HLB値13.4)
ニューコール1008(日本乳化剤社製)(炭素数24)(HLB値14.6)
〔界面活性剤〕
シリコーン系界面活性剤(BYK348)
〔樹脂エマルジョン〕
ダイナフローK201(JSR社製、スルホン化イソプレン−スチレン共重合体樹脂エマルジョン)
各材料を下記の表1〜2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。なお、下記の表1〜2中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。
水性インク組成物を80000rpm,1時間の条件で超遠心分離装置にかけた後、上澄み液を1000倍希釈したものを測定サンプルとし、イオンクロマトグラフィー法によりカルシウムイオンを測定した。なお、測定条件は以下のとおりである。
(測定条件)
装置名:イオンクロマトグラフ(940 Professional IC メトローム社)
カラム:カチオン用カラム(Metrosep C4−150/4.0)
流速 :0.9mL/min
記録試験で用いた記録装置で記録を行い、記録中に、公益財団法人日本環境協会 エコマーク商品類型No.155 認定基準書「複写機・プリンタなどの画像機器(Version1.2)」に従ってVOC放散量を測定し、下記評価基準に基づき各インク組成物のVOC放散量を評価した。なお、評価の際は、各実施例及び比較例のインク組成物について、顔料以外の組成を同一にして顔料のみを変更したインク組成物を別途調製することにより、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインク組成物からなるインクセットを用意し、該インクセットを用いて評価した。
(評価基準)
1: VOC放散量が18mg/h未満。
2: VOC放散量が18mg/h以上、55mg/h未満。
3: VOC放散量が55mg/h以上。
上記のようにして得られた水性インク組成物をインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、EP−803A)のカートリッジに充填し、インクジェット専用記録媒体(写真用紙<光沢>:型番KA450PSK(セイコーエプソン株式会社製)、60°光沢度=41)に複数のDutyで印刷を行った。
(評価基準)
A:Duty30%でも画像のざらつきがない
B:Duty30%だと画像のざらつきが認められるが、Duty50%では画像の
ざらつきがない
C:Duty50%でも画像のざらつきが認められる
上記のようにして得られた水性インク組成物をインクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、PX−B700)のカートリッジに充填し、当該カートリッジに連通する複数のノズルから吐出することを確認してから連続でA4用紙30枚にテストパターンを印刷し、30枚印刷後にノズルチェックを行って、吐出特性を以下の基準で評価した。
(評価基準)
A:ノズル抜けなし
B:ノズル抜け1〜5本、クリーニング1回で回復
C:ノズル抜け6〜10本、クリーニング2回以上で回復
上記のようにして得られた水性インク組成物を、ガラス瓶内に密封し、70℃のオーブンで6日間保管したものと、常温(25℃)で6日間保管したものを用意した。そして、保管後の水性インク組成物を目視にて観察し、保存安定性を以下の基準で評価した。
(評価基準)
A:70℃で保管した場合でも分離しない
B:常温で保管した場合では分離せず、70℃で保管した場合では分離する
C:常温で保管した場合でも分離する
Claims (7)
- 標準沸点が240℃以上であるアルカンジオールと、
炭素数が14以上22以下であるポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルと、
ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルと、
水と、を含み、
炭素数が14以上22以下である前記ポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルの含有量が、水性インク組成物の総量に対して、0.4質量%以下であり、
前記ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルの含有量が、前記水性インク組成物の総量に対して、0.1質量%以上0.5質量%以下である、
水性インク組成物。 - カルシウムイオンをさらに含む、
請求項1に記載の水性インク組成物。 - 標準沸点が240℃以上である前記アルカンジオールの含有量が、前記水性インク組成物の総量に対して、3質量%以上15質量%以下である、
請求項1又は2に記載の水性インク組成物。 - 標準沸点が240℃未満である有機溶剤を、前記水性インク組成物の総量に対して、0.5質量%を超えて含有しない、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性インク組成物。 - 前記アルカンジオールの炭素数が8以下である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の水性インク組成物。 - 前記前記ポリオキシエチレンモノ−2−エチルヘキシルエーテルの炭素数が16以上20以下である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の水性インク組成物。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水性インク組成物と、前記水性インク組成物を吐出するヘッドと、を有する、インクジェット記録装置。
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