JP7098817B2 - インクセット及び画像記録方法 - Google Patents

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Description

本開示は、インクセット及び画像記録方法に関する。
従来より、インクジェットヘッドのメンテナンス(例えば、洗浄、清掃等)に用いるメンテナンス液に関する検討がなされている。
例えば、特許文献1には、色剤濃度が高く、また顔料インクを使用するインクジェットプリンタに適用する場合でも優れた洗浄性を発揮し、かつ部材を侵すことなく既存のインクジェットプリンタで使用可能であり、消泡性、防腐防黴効果も優れる新規のインクジェット記録用メンテナンス液として、少なくとも水と、水に不溶あるいは難溶である樹脂溶剤と、該樹脂溶剤を水中へ可溶化および/または乳化する界面活性剤と、保湿剤とを含んでなることを特徴とする、インクジェット記録用メンテナンス液が開示されている。
また、特許文献2には、ヘッドの吐出安定性に対する悪影響を抑制したインクジェット装置用洗浄液として、標準状態(25℃、1気圧)における水への溶解量が10wt%以下のポリオールを含むことを特徴とするインクジェット装置用洗浄液が開示されている。
また、特許文献3には、色剤濃度が高く、また顔料インクを使用するインクジェットプリンタに適用する場合でも優れた洗浄性を発揮し、かつ部材を侵すことなく既存のインクジェットプリンタで使用可能であり、消泡性、防腐防黴効果も優れる新規のインクジェット記録用メンテナンス液として、水と、可塑剤と、保湿剤とを含んでなることを特徴とする、インクジェット記録用メンテナンス液が開示されている。
また、特許文献4には、反応液によるノズル面の吐出不良を解消することが可能なインクジェットヘッドのメンテナンス方法として、インク組成物の成分を凝集または増粘させる凝集剤を含む反応液を吐出するインクジェットヘッドのノズル面に対して、メンテナンス液を付着させて上記ノズル面をクリーニングするメンテナンス工程、あるいは、メンテナンス液を供給したヘッド保湿キャップで上記ノズル面を覆い保湿するメンテナンス工程の少なくとも何れかを備え、上記メンテナンス液は、沸点が280℃以下の水溶性有機溶剤と、水と、を含む、インクジェットヘッドのメンテナンス方法が開示されている。
特開2007-169314号公報 特開2014-95057号公報 特開2008-214525号公報 特開2017-189889号公報
ところで、インクジェット法による画像記録において、画像記録の高速化の観点から、高沸点の有機溶剤を実質的に含まない、乾燥性に優れたインクジェットインクが用いられる場合がある。乾燥性に優れたインクジェットインクは、基材上で速やかに乾燥し、インクジェットインクの乾燥物であるインク膜を形成する。これにより、画像記録の高速化に寄与する。
しかし、乾燥性に優れたインクジェットインクは、基材上だけでなく、インクジェットヘッドのノズル面(即ち、インクジェットインクの吐出面。以下同じ。)においても速やかに乾燥して乾燥物(例えばインク膜)を生じる。このため、乾燥性に優れたインクジェットインクは、ノズル面からの除去が難しいインクでもある。
本発明者等の検討により、乾燥性に優れたインクジェットインクに対し、疎水的な性質を有する特定の有機溶剤を含有するメンテナンス液を用いることにより、ノズル面からのインクジェットインク及び/又はその乾燥物の除去性を向上させ得ることが判明した。
しかし、本発明者等の更なる検討により、上記疎水的な性質を有する特定の有機溶剤を含有するメンテナンス液を用いた場合には、上記除去後のインクジェットヘッドから上記インクジェットインクを吐出する際の吐出安定性が損なわれる場合があることも判明した。
上記特許文献1~4では、乾燥性に優れたインクジェットインクを用いた場合のこれらの問題については、一切考慮されていない。
本開示の一態様の課題は、乾燥性に優れるインクジェットインクを用いるにもかかわらず、インクジェットヘッドのノズル面に付着した上記インクジェットインク及びその乾燥物の少なくとも一方を、上記メンテナンス液によって除去する際の除去性に優れ、しかも、上記除去後のインクジェットヘッドから上記インクジェットインクを吐出する際の吐出安定性にも優れる画像記録を行うことができるインクセット、並びに、上記インクセットを用いた画像記録方法を提供することである。
課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 顔料、樹脂分散剤、及び水を含有し、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満であるインクジェットインクと、
溶剤MA、溶剤MB、及び水を含有するメンテナンス液と、
を備え、
溶剤MAは、-OH、-OCHCHOH、-OCHCHCHOH、-OCHCH-、-OCHCHCH-、-COOH、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)O-、-NHC(=O)NH-、-O-、-NH、-NH-、-CN、及び-NOからなる群から選択される少なくとも1種である親水性部分と、親水性部分以外の部分である疎水性部分と、からなり、下記式(MA)で表されるMA値が5.8以下である有機溶剤であり、
溶剤MBは、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種であり、
溶剤MAの含有量が、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%であるインクセット。
MA値 = 7+4.02×log(分子量W/分子量O) … 式(MA)
式(MA)中、分子量Wは、上記親水性部分の分子量を表し、分子量Oは、上記疎水性部分の分子量を表す。
<2> メンテナンス液の全量に対する溶剤MAの含有量をY質量%とし、
メンテナンス液の全量に対する溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、Y及びZの合計が、20以上80以下である<1>に記載のインクセット。
<3> メンテナンス液の全量に対する溶剤MAの含有量をY質量%とし、
メンテナンス液の全量に対する溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、Y及びZの合計に対するYの比が、0.05以上0.20以下である<1>又は<2>に記載のインクセット。
<4> インクジェットインクが、更に、樹脂粒子を含有する<1>~<3>のいずれか1つに記載のインクセット。
<5> インクジェットインクの全固形分量に対する、樹脂粒子と樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とした場合に、Xが、40以上85以下である<4>に記載のインクセット。
<6> インクジェットインクの全固形分量に対する、樹脂粒子と樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とし、
メンテナンス液の全量に対する溶剤MAの含有量をY質量%とし、
メンテナンス液の全量に対する溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、
Y及びZの合計に対するXの比が、0.7以上3.5未満である<4>又は<5>のいずれか1つに記載のインクセット。
<7> 疎水性部分が、炭化水素基である<1>~<6>のいずれか1つに記載のインクセット。
<8> MA値が5.8以下である有機溶剤が、モノアルコール化合物及びジアルコール化合物からなる群から選択される少なくとも1種である<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクセット。
<9> MA値が5.8以下である有機溶剤が、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ヘプタノール、ヘキサノール、ペンタノール、ブタノール、2-メチル-2-ブタノール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、4-メチルベンジルアルコール、1,7-ヘプタンジオール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、ベンジルアルコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メトキシブタノール、及び1,5-ペンタンジオールからなる群から選択される少なくとも1種を含む<1>~<8>のいずれか1つに記載のインクセット。
<10> 溶剤MAは、親水性部分と疎水性部分とからなりMA値が5.0以下である有機溶剤を含み、
MA値が5.0以下である有機溶剤の含有量が、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である<1>~<9>のいずれか1つに記載のインクセット。
<11> 溶剤MAは、親水性部分と疎水性部分とからなりMA値が4.8以下である有機溶剤を含み、
MA値が4.8以下である有機溶剤の含有量が、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である<1>~<10>のいずれか1つに記載のインクセット。
<12> 溶剤MAは、親水性部分と疎水性部分とからなりMA値が5.8以下であり沸点が100℃以上である有機溶剤を含み、
沸点が100℃以上である有機溶剤の含有量が、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である<1>~<11>のいずれか1つに記載のインクセット。
<13> <1>~<12>のいずれか1つに記載のインクセットが用いられ、
インクジェットヘッドからインクジェットインクを吐出することにより、基材上にインクジェットインクを付与して画像を記録する工程と、
インクジェットヘッドにおけるインクジェットインクの吐出面に付着した、インクジェットインク及びインクジェットインクの乾燥物の少なくとも一方を、メンテナンス液を用いて除去する工程と、
を含む画像記録方法。
本開示の一態様によれば、乾燥性に優れるインクジェットインクを用いるにもかかわらず、インクジェットヘッドのノズル面に付着した上記インクジェットインク及びその乾燥物の少なくとも一方を、上記メンテナンス液によって除去する際の除去性に優れ、しかも、上記除去後のインクジェットヘッドから上記インクジェットインクを吐出する際の吐出安定性にも優れる画像記録を行うことができるインクセット、並びに、上記インクセットを用いた画像記録方法が提供される。
本開示において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及びメタクリル酸の両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及びメタクリルアミドの両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリロイル基」はアクリロイル基及びメタクリロイル基の両方を包含する概念である。
〔インクセット〕
本開示のインクセットは、顔料、樹脂分散剤、及び水を含有し、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満であるインクジェットインク(以下、単に「インク」ともいう)と、水、溶剤MA、及び溶剤MBを含有するメンテナンス液と、を備える。
溶剤MAは、-OH、-OCHCHOH、-OCHCHCHOH、-OCHCH-、-OCHCHCH-、-COOH、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)O-、-NHC(=O)NH-、-O-、-NH、-NH-、-CN、及び-NOからなる群から選択される少なくとも1種である親水性部分と、親水性部分以外の部分である疎水性部分と、からなり、下記式(MA)で表されるMA値が5.8以下である有機溶剤である。
溶剤MBは、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種である。
溶剤MAの含有量は、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である。
MA値 = 7+4.02×log(分子量W/分子量O) … 式(MA)
式(MA)中、分子量Wは、上記親水性部分の分子量を表し、分子量Oは、上記疎水性部分の分子量を表す。
本開示のインクセットによれば、乾燥性に優れるインクを用いるにもかかわらず、インクジェットヘッドのノズル面に付着した上記インクジェットインク及びその乾燥物の少なくとも一方を、上記メンテナンス液によって除去する際の除去性(以下、「インクの除去性」又は単に「除去性」ともいう)に優れ、しかも、上記除去後のインクジェットヘッドから上記インクジェットインクを吐出する際の吐出安定性(以下、「インクの除去後吐出安定性」又は単に「除去後吐出安定性」ともいう)に優れる画像記録を行うことができる。
本開示のインクセットによって上述した効果が奏される理由は、以下のように推測される。
インクの乾燥性には、インクにおいて、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満であること(即ち、概略的に言えば、インクが、沸点210℃超の有機溶剤を実質的に含有しないこと)が寄与していると考えられる。このインクは、画像が記録される基材上で速やかに乾燥し、基材上に、インクの乾燥物であるインク膜を速やかに形成する。即ち、上記インクは、画像記録の高速化に寄与している。
しかし、上記インクは、インクジェットヘッドのノズル面においても速やかに乾燥し、ノズル面にも、乾燥物(例えばインク膜)を速やかに形成する。このため、上記インクは、ノズル面からの除去性に関しては不利なインクである。
本開示のインクセットは、上述した、ノズル面からの除去性に関して不利なインクを備えるにもかかわらず、メンテナンス液を用い、ノズル面からインク及び/又はその乾燥物(例えばインク膜)を除去する際の除去性に優れる。
かかる除去性の効果には、本開示におけるメンテナンス液に含有される、上記MA値5.8以下の溶剤MAが寄与していると考えられる。ここで、溶剤MAのMA値が5.8以下であることは、概略的に言えば、溶剤MAが疎水的な有機溶剤であることを示している。上記メンテナンス液を用い、ノズル面からインク及び/又はその乾燥物を除去する際には、メンテナンス液に含有される疎水的な溶剤MAと、インク及び/又はその乾燥物中の樹脂分散剤と、が相互作用することにより、ノズル面からインク及び/又はその乾燥物の除去性が向上すると考えられる。上述した溶剤MAの効果は、溶剤MAの含有量がメンテナンス液の全量に対して0.5質量%以上であることによって発現されると考えられる。
更に、本発明者等の検討により、メンテナンス液を用い、ノズル面からインク及び/又はその乾燥物(例えばインク膜)を除去する場合、ノズル面からインク及び/又はその乾燥物の除去性には優れるものの、除去後、インクジェットヘッドからインクを吐出する際の吐出安定性が損なわれる(例えば、吐出不良が発生する)場合があることが判明した。
この理由は、以下のように考えられる。
メンテナンス液に接触していない状態のインク中では、顔料と樹脂分散剤との相互作用により、顔料の分散安定性及びインクの吐出安定性が確保されていると考えられる。しかし、疎水的な溶剤MAを含有するメンテナンス液を用いてノズル面のインク及び/又はその乾燥物(例えばインク膜)を除去する場面では、ノズル面に付与されたメンテナンス液中において、メンテナンス液中の成分である溶剤MAと、インク及び/又はその乾燥物中の樹脂分散剤と、が相互作用することにより、顔料と樹脂分散剤との相互作用が弱められ、その結果、顔料同士が凝集した粗大な粒子が形成されやすいと考えられる。形成された粗大な粒子がノズル面に残存することにより、インクの吐出安定性の低下(例えば吐出不良)が引き起こされると考えられる。
本開示のインクセットでは、メンテナンス液が上述した溶剤MAを含有するにもかかわらず、除去後、インクジェットヘッドからインクを吐出する際の吐出安定性にも優れる(即ち、吐出不良等を抑制できる)。
かかる吐出安定性の効果には、
溶剤MAの含有量がメンテナンス液の全量に対して10質量%以下に制限されていることと、
メンテナンス液が、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種である溶剤MBを含有することと、
が寄与していると考えられる。
溶剤MBは、概略的に言えば、親水的な有機溶剤である。
メンテナンス液がこの溶剤MBを含有すること、及び、溶剤MAの含有量がメンテナンス液の全量に対して10質量%以下に制限されていることにより、ノズル面に付与されたメンテナンス液中における顔料同士の凝集(即ち、粗大な粒子の形成)が抑制され、インクの吐出安定性の低下(例えば吐出不良)が抑制されると考えられる。
即ち、本開示のインクセットでは、メンテナンス液が、疎水的な溶剤MAと、親水的な溶剤MBと、を含有することにより、疎水的な溶剤MAによるインク及び/又はその乾燥物の除去性の効果が得られ、かつ、溶剤MAの含有量が10質量%以下に制限されていることと、溶剤MBの作用と、により、インクの吐出安定性の低下(例えば吐出不良)も抑制されると考えられる。
本開示のインクセットは、上記インクを、1種のみ備えていてもよいし、2種以上備えていてもよい。
また、本開示のインクセットは、上記メンテナンス液を、1種のみ備えていてもよいし、2種以上備えていてもよい。
本開示のインクセットの好ましい態様の一つとして、2種以上のインクと、1種以上のメンテナンス液と、を備える態様が挙げられる。
かかる態様によれば、多色の画像を記録することができる。
以下、2種以上のインクとしては、
シアンインク、マゼンタインク、及びイエローインクからなる3種のインク;
シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、及びブラックインクからなる4種のインク;
上記3種の着色インクと、ホワイトインク、グリーンインク、オレンジインク、バイオレットインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク及びライトイエローインクから選択される少なくとも1つと、からなる4種以上のインク;
上記4種の着色インクと、ホワイトインク、グリーンインク、オレンジインク、バイオレットインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク及びライトイエローインクから選択される少なくとも1つと、からなる5種以上のインク;
等が挙げられる。
但し、2種以上のインクは、これらの具体例には限定されない。
また、本開示のインクセットは、更に、後述する前処理液を少なくとも1種備えていてもよい。
<インク>
本開示のインクセットは、インク(即ち、インクジェットインク)を少なくとも1種備える。
本開示のインクセットにおけるインクは、顔料、樹脂分散剤、及び水を含有し、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満である。
(沸点210℃超の有機溶剤)
本開示におけるインクにおいて、沸点210℃超の有機溶剤の含有量は1質量%未満である。これにより、インクの乾燥性が高められる。
ここで、インクにおいて、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満であるとは、インクが、沸点210℃超の有機溶剤を含有しないか、又は、含有する場合でも、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が、インクの全量に対し、1質量%未満であることを意味する。
インクにおいて、沸点210℃超の有機溶剤の含有量は1質量%未満であることは、概略的に言えば、インクが、沸点210℃超の有機溶剤を実質的に含有しないことを示している。
本開示において、沸点は、1気圧(101325Pa)下での沸点を意味する。
沸点210℃超の有機溶剤としては、例えば、グリセリン(沸点290℃)、1,2-ヘキサンジオール(沸点223℃)、1,3-プロパンジオール(沸点213℃)、ジエチレングリコール(沸点245℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点230℃)、トリエチレングリコール(沸点285℃)、ジプロピレングリコール(沸点232℃)、トリプロピレングリコール(沸点267℃)、トリメチロールプロパン(沸点295℃)、2-ピロリドン(沸点245℃)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点243℃)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点248℃)、等が挙げられる。
(水)
インクは、水を含有する。
水の含有量は、インクの全量に対し、好ましくは40質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは60質量%以上である。
水の含有量の上限は、他の成分の量にもよるが、インクの全量に対し、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下である。
(沸点210℃以下の水溶性有機溶剤)
インクは、沸点210℃以下の水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
これにより、インクの吐出性がより向上し得る。
本開示において、「水溶性」とは、25℃の水100gに対して1g以上(好ましくは5g以上、より好ましくは10g以上)溶解する性質を意味する。
沸点210℃以下の水溶性有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコール(沸点188℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点121℃)、エチレングリコール(沸点197℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点133℃)、エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点135℃)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(沸点149℃)、エチレングリコールモノプロピルエーテル(沸点151℃)、プロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(沸点171℃)、2-エチル-1-ヘキサノール(沸点187℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点188℃)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(沸点188℃)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点175℃)、等が挙げられる。
インクが沸点210℃以下の水溶性有機溶剤を含有する場合、沸点210℃以下の水溶性有機溶剤の含有量は、インクの全量に対し、好ましくは1質量%~30質量%であり、より好ましくは5質量%~30質量%であり、更に好ましくは10質量%~30質量%であり、更に好ましくは15質量%~25質量%である。
(顔料)
インクは、顔料を少なくとも1種含有する。
顔料としては、その種類に特に制限はなく、従来公知の有機及び無機顔料を用いることができる。例えば、アゾレーキ、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、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、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ;ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料;酸化チタン、酸化鉄系、カーボンブラック系等の無機顔料;等が挙げられる。また、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水相に分散可能であれば、いずれも使用できる。更に、上記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表面処理したものや、グラフトカーボン等も勿論使用可能である。上記顔料のうち、特に、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、カーボンブラック系顔料を用いることが好ましい。具体的には特開2007-100071号公報記載の顔料等が挙げられる。
(樹脂分散剤)
インクは、樹脂分散剤を少なくとも1種含有する。
樹脂分散剤としては、水不溶性樹脂が好ましい。
ここで、「水不溶性」とは、25℃の水に樹脂を混合したときに、水に溶解する樹脂の量が、混合した樹脂の全量に対する質量比で10質量%以下であることをいう。
樹脂分散剤としては、例えば、国際公開第2013/180074号の段落0078~段落0108に記載された水不溶性ポリマーを用いることができる。
樹脂分酸剤として、好ましくはアクリル樹脂である。
本開示において、アクリル樹脂とは、アクリル酸、アクリル酸の誘導体(例えば、アクリル酸エステル等)、メタクリル酸、及びメタクリル酸の誘導体(例えば、メタクリル酸エステル等)からなる群から選択される少なくとも1種を含む原料モノマーの重合体(単独重合体又は共重合体)を意味する。
樹脂分散剤として、
より好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位からなる群から選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸に由来する構造単位と、を含むアクリル樹脂であり、
更に好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位からなる群から選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸に由来する構造単位と、炭素数1~4のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位と、を含むアクリル樹脂である。
ここで、ベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位とは、ベンジル(メタ)アクリレートの重合によって形成される構造単位を意味する(他の構造単位についても同様である)。
以下では、ベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位を、ベンジル(メタ)アクリレート単位と称することがある(他の構造単位についても同様に称することがある)。
樹脂分散剤におけるベンジル(メタ)アクリレート単位及びフェノキシエチル(メタ)アクリレート単位の総含有量は、樹脂分散剤の全量に対して、好ましくは20質量%~80質量%であり、より好ましくは30質量%~75質量%であり、更に好ましくは50質量%~75質量%である。
樹脂分散剤における、ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、及び炭素数1~4のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレート単位の総含有量は、樹脂分散剤の全量に対して、好ましくは80質量%~98質量%であり、より好ましくは85質量%~97質量%であり、更に好ましくは90質量%~97質量%である。
樹脂分散剤における、(メタ)アクリル酸単位の含有量は、樹脂分散剤の全量に対して、好ましくは2質量%~20質量%であり、より好ましくは3質量%~15質量%であり、更に好ましくは3質量%~10質量%である。
以下、樹脂分散剤の具体例を列挙する。但し、下記に限定されるものではない。
・フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(50/45/5[質量比])
・フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/35/29/6[質量比])
・フェノキシエチルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(50/44/6[質量比])
・フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸共重合体(30/55/10/5[質量比])
・ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(60/30/10[質量比])
樹脂分散剤の酸価としては、顔料分散性、保存安定性の観点から、30mgKOH/g~100mgKOH/gが好ましく、30mgKOH/g~85mgKOH/gがより好ましく、50mgKOH/g~85mgKOH/gが更に好ましい。
本開示において、酸価とは、樹脂1gを完全に中和するのに要するKOHの質量(mg)で定義され、JIS規格(JIS K 0070、1992)記載の方法により測定されるものである。
樹脂分散剤の重量平均分子量(Mw)は、3万以上が好ましく、3万~15万がより好ましく、更に好ましくは3万~10万であり、更に好ましくは3万~8万である。
本開示において、重量平均分子量(Mw)は、特別な記載がない限り、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定された値を意味する。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定は、測定装置として、HLC(登録商標)-8020GPC(東ソー(株))を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標)Super Multipore HZ-H(4.6mmID×15cm、東ソー(株))を3本用い、溶離液として、THF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、測定条件としては、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、及び測定温度を40℃とし、RI検出器を用いて行う。
検量線は、東ソー(株)の「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F-40」、「F-20」、「F-4」、「F-1」、「A-5000」、「A-2500」、「A-1000」、及び「n-プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
本開示のインクにおける顔料の含有量は、インクの全量に対し、好ましくは1質量%~20質量%であり、より好ましくは1質量%~15質量%であり、更に好ましくは1質量%~10質量%である。
本開示のインクにおける樹脂分散剤の含有量は、インクの全量に対し、好ましくは1質量%~25質量%であり、より好ましくは1質量%~20質量%であり、更に好ましくは1質量%~15質量%であり、更に好ましくは2質量%~10質量%である。
本開示のインクにおける樹脂分散剤(P)に対する顔料(D)の比(即ち、D/P比)は、好ましくは0.06~3であり、より好ましくは0.125~2であり、更に好ましくは0.25~1であり、更に好ましくは0.25~0.6である。
D/P比が0.06以上である場合には、インクの分散安定性及び画像の耐擦性がより向上する。
D/P比が3以下である場合には、インクの分散安定性がより向上する。
(樹脂粒子)
インクは、樹脂粒子を少なくとも1種含有することが好ましい。
即ち、インクは、樹脂分散剤とは別に、樹脂からなる粒子である樹脂粒子を含有することが好ましい。
これにより、記録される画像の強度が高められ、画像の耐擦性が向上する。
また、後述する前処理液を用いて画像を記録する場合には、基材上で、インク中の樹脂粒子と前処理液中の凝集剤とが接触した際に、インク中の樹脂粒子が凝集又は分散不安定化することによりインクが増粘する。これにより、画像の画質が向上し、また、画像記録の高速化が図られる。
一方、インクが樹脂粒子を含有する場合、基材上に記録される画像の強度が高められるだけでなく、ノズル面に形成されるインク膜の強度も高められる。従って、インクが樹脂粒子を含有することは、ノズル面からの除去性に関して言えば不利な傾向となる。
しかし、本開示のインクセットを用いる場合には、溶剤MAを含有するメンテナンス液を用いてインクの除去を行うことにより、インクが樹脂粒子を含有する場合においても、ノズル面からのインクの除去性が確保される。
樹脂粒子を構成する樹脂としても、水不溶性樹脂が好ましい。
樹脂粒子として、好ましくは、アクリル樹脂からなる粒子(以下、アクリル樹脂粒子ともいう)及びポリウレタン樹脂からなる粒子(以下、ポリウレタン樹脂粒子ともいう)の少なくとも一方を含む。
本開示におけるアクリル樹脂の意味は、前述したとおりである。
本開示において、ポリウレタン樹脂とは、主鎖にウレタン結合を含む高分子化合物を意味する。
インクに含有される樹脂粒子は、画像の密着性及び耐擦性をより向上させる観点から、アクリル樹脂粒子を含むことが好ましい。
インクに含有される樹脂粒子がアクリル樹脂粒子を含む場合、インクに含有される樹脂粒子に占めるアクリル樹脂粒子の比率は、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。
インクに含有される樹脂粒子に占めるアクリル樹脂粒子の比率が60質量%以上である場合には、画像の密着性が更に向上する。
樹脂粒子としては、自己分散性樹脂粒子である樹脂粒子も好ましい。
自己分散性樹脂粒子としては、例えば、特開2016-188345号公報の段落0062~0076、国際公開第2013/180074号の段落0109~0140等に記載の自己分散性ポリマー粒子が挙げられる。
樹脂粒子における樹脂として、
より好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、及び環状脂肪族基含有(メタ)アクリレート単位からなる群から選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸単位と、を含むアクリル樹脂であり、
更に好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、及び環状脂肪族基含有(メタ)アクリレート単位からなる群から選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸単位と、炭素数1~4のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレート単位と、を含むアクリル樹脂である。
環状脂肪族基含有(メタ)アクリレートとしては、炭素数3~10のシクロアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート)、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種が好ましく、
イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
樹脂粒子における樹脂において、
ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、及び環状脂肪族基含有(メタ)アクリレート単位の総含有量は、樹脂分散剤の全量に対して、好ましくは20質量%~80質量%であり、好ましくは30質量%~75質量%である。
樹脂粒子における樹脂において、ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、環状脂肪族基含有(メタ)アクリレート単位、及び炭素数1~4のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレート単位の総含有量は、樹脂分散剤の全量に対して、好ましくは80質量%~98質量%であり、好ましくは85質量%~97質量%であり、更に好ましくは90質量%~95質量%である。
樹脂粒子における樹脂において、(メタ)アクリル酸単位の含有量は、樹脂分散剤の全量に対して、好ましくは2質量%~20質量%であり、好ましくは3質量%~15質量%であり、更に好ましくは5質量%~10質量%である。
樹脂粒子における樹脂の具体例としては、フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(50/45/5)、フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/35/29/6)、フェノキシエチルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(50/44/6)、フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸共重合体(30/55/10/5)、ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(35/59/6)、スチレン/フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(10/50/35/5)、ベンジルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(55/40/5)、フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/メタクリル酸共重合体(45/47/8)、スチレン/フェノキシエチルアクリレート/ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(5/48/40/7)、ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(35/30/30/5)、フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体(12/50/30/8)、ベンジルアクリレート/イソブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(93/2/5)、メチルメタクリレート/メトキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/アクリル酸共重合体(44/15/35/6)、スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(62/35/3)、メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/51/4)、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(20/72/8)、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(40/52/8)、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(48/42/10)、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(20/62/10/8)、メチルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(20/72/8)等が挙げられる。
なお、括弧内は、共重合成分の質量比を表す。
樹脂粒子における樹脂の酸価としては、自己分散性、画像記録時の凝集性等の観点から、好ましくは25mgKOH/g~100mgKOH/gであり、より好ましくは30mgKOH/g~90mgKOH/gであり、更に好ましくは35mgKOH/g~80mgKOH/gである。
樹脂粒子における樹脂の分子量としては、重量平均分子量で1000~30万であることが好ましく、2000~20万であることがより好ましく、5000~10万であることが更に好ましい。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定される。GPCの詳細については、既述した通りである。
樹脂粒子の体積平均粒径は、1nm~200nmであることが好ましく、3nm~200nmであることがより好ましく、5nm~50nmであることが更に好ましい。
本開示において、体積平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布計により測定された値を意味する。
測定装置としては、例えば、粒度分布測定装置「マイクロトラックMT-3300II」(日機装(株)製)が挙げられる。
樹脂粒子のガラス転移温度(T)には特に制限はない。
画像の耐擦性及び画像記録のレイテンシーをより向上させる観点から、樹脂粒子のガラス転移温度(T)は、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは80℃以上である。
樹脂粒子の製造適性の観点から、樹脂粒子のガラス転移温度(T)は、好ましくは150℃以下であり、より好ましくは130℃以下である。
ここで、画像記録のレイテンシーが向上するとは、画像記録を休止した後に再開した場合に、正常な画像記録の状態に戻るまでの打滴数を低減できることを意味する。
本開示において、樹脂粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定された値を意味する。
ガラス転移温度の具体的な測定は、JIS K 7121(1987年)又はJIS K 6240(2011年)に記載の方法に順じて行う。
本開示におけるガラス転移温度は、補外ガラス転移開始温度(以下、Tigと称することがある)である。
ガラス転移温度の測定方法をより具体的に説明する。
ガラス転移温度を求める場合、予想される樹脂粒子のガラス転移温度より約50℃低い温度にて装置が安定するまで保持した後、加熱速度:20℃/分で、ガラス転移が終了した温度よりも約30℃高い温度まで加熱し、示差熱分析(DTA)曲線又はDSC曲線を作成する。
補外ガラス転移開始温度(Tig)、すなわち、本開示におけるガラス転移温度は、DTA曲線又はDSC曲線における低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になる点で引いた接線との交点の温度として求める。
また、本開示において、インクが樹脂粒子を2種以上含有する場合には、インクに含有される樹脂粒子のガラス転移温度(Tgp)は、インクに含有される個々の樹脂粒子のガラス転移温度の加重平均値を意味する。
ここで、インクに含有される個々の樹脂粒子のガラス転移温度の加重平均値は、下記数式1により求めることができる。
詳細には、下記数式1において、Sに、インクに含有されるi種目(iは1以上の整数を表す)の樹脂粒子のガラス転移温度を代入し、Wに、インクに含有される樹脂粒子全体に占めるi種目の樹脂粒子の質量分率を代入することにより、下記数式1におけるXとして、インクに含有される個々の樹脂粒子のガラス転移温度の加重平均値を算出することができる。
Figure 0007098817000001
インクが樹脂粒子を含有する場合、インクの全量に対する樹脂粒子の含有量は、1質量%~25質量%であることが好ましく、2質量%~20質量%であることがより好ましく、3質量%~15質量%であることが更に好ましく、3質量%~10質量%であることが更に好ましい。
インクが樹脂粒子を含有する場合において、インクの全固形分量に対する、樹脂粒子と樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とした場合、Xは、好ましくは40以上85以下であり、より好ましくは50以上80未満であり、更に好ましくは50以上70以下である。
Xが40以上である場合、画像の耐擦性がより向上する。
Xが85以下である場合、インクの除去性がより向上する。
(その他の成分)
インクは、上記成分以外のその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、界面活性剤、コロイダルシリカ、尿素、尿素誘導体、ワックス、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
(インクの好ましい物性)
本開示のインクの粘度は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましく、2mPa・s以上13mPa・s未満であることがより好ましく、2.5mPa・s以上10mPa・s未満であることが好ましい。
粘度は、粘度計を用い、25℃で測定される値である。
粘度計としては、例えば、VISCOMETER TV-22型粘度計(東機産業(株)製)を用いることができる。
本開示のインクの表面張力は、25mN/m以上40mN/m以下が好ましく、27mN/m以上37mN/m以下がより好ましい。
表面張力は、25℃の温度下で測定される値である。
表面張力の測定は、例えば、Automatic Surface Tentiometer CBVP-Z(共和界面科学(株)製)を用いて行うことができる。
本開示のインクの25℃におけるpHは、分散安定性の観点から、pH6~11が好ましく、pH7~10がより好ましく、pH7~9が更に好ましい。
インクの25℃におけるpHは、市販のpHメーターを用いて測定する。
<メンテナンス液>
本開示のインクセットは、後述の溶剤MA、後述の溶剤MB、及び水を含有し、溶剤MAの含有量が、メンテナンス液の全量に対して0.5質量%~10質量%であるメンテナンス液を少なくとも1種備える。
上記メンテナンス液を用い、ノズル面に付着したインク及び/又はその乾燥物の除去を行うことにより、除去性向上及び除去後吐出安定性向上の効果が得られる。
前述のとおり、除去性向上の効果には、疎水的な有機溶剤である溶剤MAが寄与していると考えられ、除去後吐出安定性向上の効果には、親水的な有機溶剤である溶剤MBが寄与していると考えられる。
(溶剤MA)
メンテナンス液は、下記の溶剤MAを含有する。
溶剤MAは、-OH、-OCHCHOH、-OCHCHCHOH、-OCHCH-、-OCHCHCH-、-COOH、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)O-、-NHC(=O)NH-、-O-、-NH、-NH-、-CN、及び-NOからなる群から選択される少なくとも1種である親水性部分と、親水性部分以外の部分である疎水性部分と、からなり、下記式(MA)で表されるMA値が5.8以下である有機溶剤である。
メンテナンス液に含有される溶剤MA(即ち、MA値が5.8以下である有機溶剤)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
MA値 = 7+4.02×log(分子量W/分子量O) … 式(MA)
式(MA)中、分子量Wは、親水性部分の分子量を表し、分子量Oは、疎水性部分の分子量を表す。
式(MA)における「log」は、「log10」(常用対数)を意味する。
MA値は、有機溶剤一分子を、親水性部分と疎水性部分とに区分けし、両者の比に基づいて、有機溶剤の疎水性の程度を数値化したものである。
MA値が小さい程、疎水性が強くなる(即ち、親水性が弱くなる)。
溶剤MAは、MA値が5.8以下であることから、ある程度疎水的な有機溶剤であるといえる。
上記親水性部分を構成し得る上記群中の各基の意味は以下のとおりである。
-OHは、ヒドロキシエチルオキシ基、2-ヒドロキシプロピルオキシ基、及びカルボキシ基のいずれの構造中にも含まれていないヒドロキシ基を意味する。
-OCHCHOHは、ヒドロキシエチルオキシ基を意味する。
-OCHCHCHOHは、2-ヒドロキシプロピルオキシ基を意味する。
-OCHCH-は、炭素数2以上のヒドロキシアルキルオキシ基及び炭素数3以上のアルキレンオキシ基のいずれの構造中にも含まれていないエチレンオキシ基を意味する。
-OCHCHCH-は、炭素数3以上のヒドロキシアルキルオキシ基及び炭素数4以上のアルキレンオキシ基のいずれの構造中にも含まれていない1,2-プロピレンオキシ基を意味する。
-COOHは、カルボキシ基を意味する。
-OC(=O)-は、カルボキシ基、オキシカルボニルオキシ基、及び下記-NHC(=O)O-のいずれにも含まれていないカルボニルオキシ基を意味する。
-OC(=O)O-は、オキシカルボニルオキシ基を意味する。
-NHC(=O)O-は、ウレタン基を意味する。
-NHC(=O)NH-は、ウレア基を意味する。
-O-は、ヒドロキシ基、ヒドロキシエチルオキシ基、2-ヒドロキシプロピルオキシ基、エチレンオキシ基、1,2-プロピレンオキシ基、カルボキシ基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニルオキシ基、及びウレタン基のいずれの構造中にも含まれていないエーテル基を意味する。
-NHは、アミノ基を意味する。
-NH-は、アミノ基、ウレタン基、及びウレア基のいずれの構造中にも含まれていないイミノ基を意味する。
-CNは、シアノ基を意味する。
-NOは、ニトロ基を意味する。
溶剤MAにおけるMA値の下限は特に制限はない。
溶剤MAにおけるMA値の下限としては、3.0、3.5、3.7等が挙げられる。
メンテナンス液における溶剤MA(即ち、MA値が5.8以下である有機溶剤)の含有量は、メンテナンス液の全量に対して0.5質量%~10質量%である。
言うまでもないが、ここでいう溶剤MAの含有量は、メンテナンス液が溶剤MAを2種以上含有する場合には、2種以上の溶剤MAの総含有量を意味する。
溶剤MAの含有量が0.5質量%以上であることにより、インクの除去性が向上する。
溶剤MAの含有量が10質量%以下であることにより、インクの除去後吐出安定性が向上する。
MA値が5.8以下である有機溶剤の含有量は、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは1質量%~8質量%であり、更に好ましくは2質量%~6質量%であり、更に好ましくは3質量%~6質量%である。
溶剤MAにおける親水性部分は、前述したとおり、
-OH、-OCHCHOH、-OCHCHCHOH、-OCHCH-、-OCHCHCH-、-COOH、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)O-、-NHC(=O)NH-、-O-、-NH、-NH-、-CN、及び-NOからなる群から選択される少なくとも1種である。
溶剤MAにおける親水性部分として、
好ましくは、-OH、-OCHCHOH、及び-OCHCHCHOHからなる群から選択される少なくとも1種であり、
より好ましくは-OHである。
溶剤MAにおける疎水性部分は、前述したとおり、溶剤MAの一分子中において、親水性部分以外の部分である。
溶剤MAにおける疎水性部分として、
好ましくは、炭化水素基であり、
より好ましくは、アルキル基、アルキレン基、3価の鎖状炭化水素基、4価の鎖状炭化水素基、アリール基、アラルキル基、及びアルキルアリール基からなる群から選択される少なくとも1種である。
MA値が5.8以下である有機溶剤は、好ましくは、モノアルコール化合物及びジアルコール化合物からなる群から選択される少なくとも1種である。
モノアルコール化合物の炭素数は、好ましくは4以上であり、より好ましくは4~10であり、更に好ましくは4~8である。
ジアルコール化合物の炭素数は、好ましくは4以上であり、より好ましくは4~10であり、更に好ましくは4~8である。
MA値5.8以下である有機溶剤がモノアルコール化合物及びジアルコール化合物からなる群から選択される少なくとも1種である場合、MA値が5.8以下である有機溶剤は、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ヘプタノール、ヘキサノール、ペンタノール、ブタノール、2-メチル-2-ブタノール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、4-メチルベンジルアルコール、1,7-ヘプタンジオール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、ベンジルアルコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メトキシブタノール、及び1,5-ペンタンジオールからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
ここで、オクタノール、ヘプタノール、ヘキサノール、ペンタノール、及びブタノールの各々は、全ての異性体を含む概念である。例えば、オクタノールは、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール、及び4-オクタノールを包含する概念である。
各化合物のMA値については後述する。
MA値が5.8以下である有機溶剤(即ち、溶剤MA)の沸点には特に制限はない。
除去性をより向上させる観点から、MA値が5.8以下である有機溶剤の沸点は、70℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましい。
MA値が5.8以下である有機溶剤の沸点の上限には特に制限はないが、上限として、例えば300℃が挙げられる。
溶剤MAが、MA値5.8以下、沸点100℃以上の有機溶剤を含む場合、溶剤MAは、更に、MA値が5.8以下であり沸点が100℃未満である有機溶剤を含んでも構わない。
溶剤MAが、MA値5.8以下、沸点100℃以上の有機溶剤を含む場合、MA値5.8以下、沸点100℃以上の有機溶剤の含有量は、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは0.5質量%~10質量%であり、より好ましくは1質量%~8質量%であり、更に好ましくは2質量%~6質量%であり、更に好ましくは3質量%~6質量%である。
除去性をより向上させる観点から、溶剤MAは、親水性部分及び疎水性部分からなりMA値が5.0以下である有機溶剤を含むことが好ましく、親水性部分及び疎水性部分からなりMA値が5.0以下である有機溶剤であることがより好ましい。
溶剤MAが、親水性部分及び疎水性部分からなりMA値が5.0以下である有機溶剤を含む場合、メンテナンス液は、MA値が5.0以下である有機溶剤と、MA値が5.0超5.8以下である有機溶剤と、を含有しても構わない。
溶剤MAが、MA値が5.0以下である有機溶剤を含む場合、MA値が5.0以下である有機溶剤の含有量は、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは0.5質量%~10質量%であり、より好ましくは1質量%~8質量%であり、更に好ましくは2質量%~6質量%であり、更に好ましくは3質量%~6質量%である。
除去性をより向上させる観点から、溶剤MAは、親水性部分及び疎水性部分からなりMA値が4.8以下である有機溶剤を含むことが好ましく、親水性部分及び疎水性部分からなりMA値が4.8以下である有機溶剤であることがより好ましい。
溶剤MAが、親水性部分及び疎水性部分からなりMA値が4.8以下である有機溶剤を含む場合、メンテナンス液は、MA値が4.8以下である有機溶剤と、MA値が4.8超5.8以下である有機溶剤と、を含有しても構わない。
溶剤MAが、MA値が4.8以下である有機溶剤を含む場合、MA値が4.8以下である有機溶剤の含有量は、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは0.5質量%~10質量%であり、より好ましくは1質量%~8質量%であり、更に好ましくは2質量%~6質量%であり、更に好ましくは3質量%~6質量%である。
以下、溶剤MAの具体例を、MA値及び沸点とともに示す。
但し、溶剤MAは、以下の具体例には限定されない。
1-オクタノール(MA値3.7、沸点188℃)、
2-エチルヘキサノール(MA値3.7、沸点184℃)、
1-ヘプタノール(MA値3.9、沸点176℃)、
1-ヘキサノール(MA値4.2、沸点157℃)、
1-ペンタノール(MA値4.5、沸点138℃)、
2-メチル-2-ブタノール(MA値4.5、沸点102℃)、
2-エチル-1,3-ヘキサンジオール(MA値4.9、沸点244℃)、
1,8-オクタンジオール(MA値4.9、沸点279℃)、
1-ブタノール(MA値4.9、沸点118℃)、
イソブチルアルコール(MA値4.9、沸点108℃)、
sec-ブチルアルコール(MA値4.9、沸点99.5℃)、
tert-ブチルアルコール(MA値4.9、沸点82℃)、
2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール(MA値4.9、沸点232℃)、
4-メチルベンジルアルコール(MA値3.8、沸点217℃)、
1,7-ヘプタンジオール(MA値5.2、沸点259℃)、
3-エチル-3-オキセタンメタノール(MA値5.4、沸点250℃(at 700mmHg)、
ベンジルアルコール(MA値4.1、沸点205℃)、
1,6-ヘキサンジオール(MA値5.4、沸点250℃)、
3-メトキシブタノール(MA値5.7、沸点158℃)、
1,5-ペンタンジオール(MA値5.7、沸点242℃)。
また、溶剤MAの具体例としては、上述した各具体例の異性体も挙げられる。
式(MA)からみて当然であるが、各異性体間で、MA値は変化しない。
例えば、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール、及び4-オクタノールの間では、MA値は変化しない。
なお、MA値5.8以下を満足しない比較溶剤としては、
1,4-ブタンジオール(MA値6.1)、
エチレングリコールモノブチルエーテル(MA値6.3)、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(MA値8.1)、
等が挙げられる。
(溶剤MB)
メンテナンス液は、溶剤MBを含有する。
溶剤MBは、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種である。
溶剤Bは、親水的な有機溶剤である。
メンテナンス液は、溶剤MBを含有することにより、インクの除去後吐出安定性が向上する。
メンテナンス液における溶剤MBの含有量(即ち、本開示におけるZ質量%)は、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは15質量%~80質量%であり、より好ましくは20質量%~70質量%である。
溶剤MBの含有量が15質量%以上である場合、インクの除去後吐出安定性がより向上する。
溶剤MBの含有量が80質量%以下である場合、インクの除去性がより向上する。
本開示において、メンテナンス液の全量に対する溶剤MAの含有量をY質量%とし、メンテナンス液の全量に対する溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、Y及びZの合計(即ち、Y+Z)は、好ましくは15以上85以下であり、より好ましくは16以上83以下であり、更に好ましくは20以上80以下である。
Y+Zが15以上である場合、インクの除去後吐出安定性がより向上する。
Y+Zが85以下である場合、インクの除去性がより向上する。
本開示において、Y及びZの合計に対するYの比(即ち、Y/(Y+Z))は、好ましくは0.02以上0.25以下であり、より好ましくは0.03以上0.21以下であり、更に好ましくは0.05以上0.20以下である。
Y/(Y+Z)が0.02以上である場合には、インクの除去性がより向上する。
Y/(Y+Z)が0.25以下である場合には、インクの除去後吐出安定性がより向上する。
また、インクが樹脂粒子を含有する場合において、
インクの全固形分量に対する、樹脂粒子と樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とし、
メンテナンス液の全量に対する溶剤MAの含有量をY質量%とし、
メンテナンス液の全量に対する溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合、
Y及びZの合計に対するXの比(即ち、X/(Y+Z))は、好ましくは0.5以上4.0以下であり、より好ましくは0.6以上3.5以下であり、更に好ましくは0.7以上3.5未満である。
X/(Y+Z)が0.5以上である場合、耐擦性及び除去後吐出安定性がより向上する。
X/(Y+Z)が4.0以下である場合、除去後吐出安定性がより向上する。
(その他の有機溶剤)
メンテナンス液は、溶剤MA及び溶剤MB以外のその他の有機溶剤を少なくとも1種含有してもよい。
その他の有機溶剤については、公知の水溶性有機溶剤(例えば、国際公開第2013/180074号の段落0039~0054に記載の有機溶剤)の中から、溶剤MA及び溶剤MBに該当しないものを適宜選択して用いることができる。
(水)
メンテナンス液は、水を含有する。
水の含有量は、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは15質量%以上であり、更に好ましくは20質量%以上であり、更に好ましくは50質量%以上である。
水の含有量の上限は、他の成分の量にもよるが、メンテナンス液の全量に対し、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下である。
(界面活性剤)
メンテナンス液は、界面活性剤を少なくとも1種含有する。
界面活性剤としては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
下記一般式(1)で表される化合物は、インクの乾燥物(例えばインク膜)に浸透して乾燥物の溶解性を促進する。これにより、インクの除去性がより向上する。
メンテナンス液は、界面活性剤として下記一般式(1)で表される化合物を含有する場合、含有される一般式(1)で表される化合物は、1種のみであっても2種以上であってもよい。
-一般式(1)で表される化合物-
Figure 0007098817000002
一般式(1)において、Rは、炭素数6~20の直鎖もしくは分岐のアルキル基、炭素数6~20の直鎖もしくは分岐のアルケニル基、又は、置換もしくは無置換のアリール基を表す。mは、3~14の整数を表す。
上記Rで表されるアルキル基は、炭素数が6~20であり、直鎖状又は分岐状のいずれの構造でもよい。アルキル基の例としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、セチル(ヘキサデシル)基、ステアリル(オクタデシル)基、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。中でも、炭素数8~10の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数8~10の直鎖のアルキル基が特に好ましい。
上記Rで表されるアルケニル基は、炭素数が6~20であり、直鎖状又は分岐状のいずれの構造でもよい。アルケニル基の例としては、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、オレイル(オクタデセニル)基、ノナデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。中でも、炭素数8~10のアルケニル基が好ましい。
上記Rで表される置換又は無置換のアリール基は、置換アリール基が好ましく、炭素数10~20のアリール基が好ましく、炭素数12~16のアリール基がより好ましい。アリール基が置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アルケニル基等が好ましく、アルキル基が更に好ましく、炭素数6~10のアルキル基が特に好ましい。アリール基の好ましい例としては、ノニルフェニル基、オクチルフェニル基等が挙げられる。
また、mは、3~14の整数を表し、中でも、インク混合時の凝集抑制という観点で、4~8の整数が好ましく、より好ましくは5~7の整数であり、とくに好ましくは6~7の整数である。mは、アルキル基に対して付加させるエポキシの仕込み量により任意に変更することができる。
一般式(1)で表される化合物の好ましい例として、Rがデシル基であり、mが6~7の整数である化合物があげられる。
一般式(1)で表される化合物のHLB値は、好ましくは10.5~13.8であり、より好ましくは11.5~12.9である。
本開示における「HLB値」とは、下記式により算出される値である。
HLB=20×(ポリエチレンオキシド基の式量)/(分子量)
上記一般式(1)で表される化合物の中では、Rが炭素数8~10の直鎖アルキル基であり、mが4~8の整数であって、HLB値が11.5~13.4である化合物が好ましく、更には、Rが炭素数10の直鎖アルキル基であり、mが5~7の整数であって、HLB値が11.5~12.9である化合物が更に好ましい。
メンテナンス液中における上記一般式(1)で表される化合物の含有量としては、メンテナンス液の全量に対して、0.1質量%~10質量%が好ましく、0.5質量%~5質量%がより好ましい。
(塩基性化合物)
メンテナンス液は、塩基性化合物の少なくとも1種を含有してもよい。
塩基性化合物を含有することで、メンテナンス液が保管等で経時した場合に、含有成分の分解等でpH低下するのを防ぐための緩衝作用を持たせることができる。
塩基性化合物は、メンテナンス液のpH領域においてpH緩衝能を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。
塩基性化合物としては、水に5mmol/L以上の溶解度を有する化合物が好ましい。
塩基性化合物としては、メンテナンス液のpH領域で有効にpH緩衝能を示す点で、pKa値が6.0~8.5の化合物が好ましく、より好ましくはpKa値が6.8~8.3の化合物である。
塩基性化合物は、無機化合物及び有機化合物のいずれでもよい。所望のpKa値を得やすいこと、メンテナンス溶液への溶解性が良好である点から、塩基性化合物としては、塩基性有機化合物が好ましい。また、塩基性化合物は、一塩基化合物であっても多塩基化合物であってもよい。なお、塩基性有機化合物のpKa値は、共役酸のpKa値である。
塩基性化合物としては、例えば、下記具体例が挙げられる。
・カコジル酸(pKa:6.2)
・2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-2,2’,2”-ニトリロトリエタノール(pKa:6.5)
・ピペラジン-N,N’-ビス-(2-エタン硫酸)(pKa:6.8)
・リン酸(pKa2:6.86)
・イミダゾール(pKa:7.0)
・N’-2-ヒドロキシエチルピペラジン-N’,2-エタン硫酸(pKa:7.6)
・N-メチルモルホリン(pKa:7.8)
・トリエタノールアミン(pKa:7.8)
・ヒドラジン(pKa:8.11)
・トリスヒドロキシメチルアミノメタン(pKa:8.3)
塩基性化合物のメンテナンス液中における含有量としては、メンテナンス液全量に対して、0.01質量%~10質量%の範囲が好ましく、0.1質量%~5質量%の範囲がより好ましい。
(消泡剤)
メンテナンス液は、消泡剤を少なくとも1種含んでもよい。
消泡剤としては、例えばシリコーン系化合物、プルロニック系化合物等が挙げられ、これらの中でも、シリコーン系消泡剤を含むことがより好ましい。シリコーン系消泡剤としては、ポリシロキサン構造を有しているものが好ましく、ビックケミー・ジャパン(株)製のBYK-024が特に好ましい。
(その他添加剤)
メンテナンス液は、上記の成分に加え、必要に応じて、例えば、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤(ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤等)、粘度調整剤、特開2011-63777号公報に記載のシリコーン系化合物等のその他の添加剤を含むことができる。
また、メンテナンス液は、既述の一般式(I)で表される化合物以外の界面活性剤を更に含んでもよい。
本開示におけるメンテナンス液のpHは、7.0~9.5が好ましく、より好ましくは7.5~9.0、特に好ましくは8.0~8.8である。
メンテナンス液のpHが7.0以上である場合には、インクと混合した際の凝集をより抑制でき、pHが9.5以下である場合は、ヘッドの撥液膜の劣化をより抑制できる。
メンテナンス液の25℃での粘度は、作業性の観点から、1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは1mPa・s以上10mPa・s未満、更に好ましくは2mPa・s以上5mPa・s未満である。
粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて25℃で測定される値である。
メンテナンス液は、顔料を実質的に含有しないことが好ましい。
ここで、メンテナンス液が顔料を実質的に含まないとは、メンテナンス液が顔料を含有しないか、又は、メンテナンス液が顔料を含有する場合には、顔料の含有量がメンテナンス液の全量に対し、1質量%未満であることを指す。
また、メンテナンス液における固形分含量(25℃)としては、特に制限はないが、洗浄後(即ち、ノズル面からのインクの除去後)の固形物残留を防ぐ観点から、5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
<前処理液>
本開示のインクセットのインクセットは、更に、前処理液を少なくとも1種備えていてもよい。
前処理液は、インクを用いた画像記録の前に、基材上の画像が記録される側の面を前処理するための液体である。
前処理液は、好ましくは、インク中の成分を凝集させる凝集剤を含有する。
凝集剤としては、多価金属化合物、有機酸、金属錯体、及び水溶性カチオン性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
凝集剤は、有機酸を含むことが好ましい。
(多価金属化合物)
多価金属化合物としては、周期表の第2族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3族の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13族からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)の塩を挙げることができる。
これらの金属の塩としては、後述する有機酸の塩、硝酸塩、塩化物、又はチオシアン酸塩が好適である。
中でも、好ましくは、有機酸(ギ酸、酢酸、安息香酸塩など)のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、又は、チオシアン酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩である。
多価金属化合物は、前処理液中において、少なくとも一部が多価金属イオンと対イオンとに解離していることが好ましい。
(有機酸)
有機酸としては、酸性基を有する有機化合物が挙げられる。
酸性基としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシ基等を挙げることができる。
上記酸性基は、インクの凝集速度の観点から、リン酸基又はカルボキシ基であることが好ましく、カルボキシ基であることがより好ましい。
なお、上記酸性基は、前処理液中において、少なくとも一部が解離していることが好ましい。
カルボキシ基を有する有機化合物としては、ポリアクリル酸、酢酸、蟻酸、安息香酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸(好ましくは、DL-リンゴ酸)、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸、アジピン酸、4-メチルフタル酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、等が好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
カルボキシ基を有する有機化合物としては、インクの凝集速度の観点から、2価以上のカルボン酸(以下、多価カルボン酸ともいう。)が好ましい。
多価カルボン酸としては、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、酒石酸、4-メチルフタル酸、又はクエン酸が好ましく、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、グルタル酸、又はクエン酸がより好ましい。
有機酸は、pKaが低い(例えば、1.0~5.0)ことが好ましい。
これにより、カルボキシ基等の弱酸性の官能基で分散安定化しているインク中の顔料、ポリマー粒子などの粒子の表面電荷を、よりpKaの低い有機酸性化合物と接触させることにより減じ、分散安定性を低下させることができる。
有機酸は、pKaが低く、水に対する溶解度が高く、価数が2価以上であることが好ましく、インク中の粒子を分散安定化させている官能基(例えば、カルボキシ基等)のpKaよりも低いpH領域に高い緩衝能を有する2価又は3価の酸性物質であることがより好ましい。
(金属錯体)
金属錯体としては、金属元素として、ジルコニウム、アルミニウム、及びチタンからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、配位子として、アセテート、アセチルアセトネート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、オクチレングリコレート、ブトキシアセチルアセトネート、ラクテート、ラクテートアンモニウム塩、及びトリエタノールアミネートからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、様々な金属錯体が市販されており、本開示においては、市販の金属錯体を使用してもよい。また、様々な有機配位子、特に金属キレート触媒を形成し得る様々な多座配位子が市販されている。そのため、市販の有機配位子と金属とを組み合わせて調製した金属錯体を使用してもよい。
(水溶性カチオン性ポリマー)
水溶性カチオン性ポリマーとしては、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、ポリ-2-ヒドロキシプロピルジメチルアンモニウムクロリド、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)、等が挙げられる。
水溶性カチオン性ポリマーについては、特開2011-042150号公報(特に、段落0156)、特開2007-98610号公報(特に、段落0096~0108)等の公知文献の記載を適宜参照できる。
水溶性カチオン性ポリマーの市販品としては、シャロール(登録商標)DC-303P、シャロールDC-902P(以上、第一工業製薬(株)製)、カチオマスター(登録商標)PD-7、カチオマスターPD-30(以上、四日市合成(株)製)、ユニセンスFPA100L(センカ(株)製)が挙げられる。
凝集剤の含有量には特に制限はない。
インクの凝集速度の観点から、前処理液の全量に対する凝集剤の含有量は、0.1質量%~40質量%であることが好ましく、0.1質量%~30質量%であることがより好ましく、1質量%~20質量%であることが更に好ましく、1質量%~10質量%であることが特に好ましい。
(水)
前処理液は、水を含有することが好ましい。
水の含有量は、前処理液の全量に対し、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上である。
水の含有量の上限は、他の成分の量にもよるが、前処理液の全量に対し、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下である。
(樹脂粒子)
前処理液は樹脂粒子を含んでもよい。前処理液が樹脂粒子を含むことにより、基材に対する画像の密着性がより向上する。
前処理液に含有される樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)としては、30℃~120℃が好ましく、30℃~80℃がより好ましく、40℃~60℃が更に好ましく、45~60℃が更に好ましい。
樹脂粒子のガラス転移温度の測定方法は前述したとおりである。
樹脂粒子における樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレア樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂を含むことが好ましく、ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。
また、樹脂粒子としては、アクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、アクリル樹脂粒子及びポリエステル樹脂粒子の混合物、又は、アクリル樹脂とポリエステル樹脂とを含む複合粒子が好ましい。
樹脂粒子における樹脂は、脂環式構造又は芳香環式構造を有することが好ましく、芳香環式構造を有することがより好ましい。
脂環式構造としては、炭素数5~10の脂環式炭化水素構造が好ましく、シクロヘキサン環構造、ジシクロペンタニル環構造、ジシクロペンテニル環構造、又は、アダマンタン環構造が好ましい。
芳香環式構造としては、ナフタレン環又はベンゼン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
脂環式構造又は芳香環式構造の量としては、例えば、特定樹脂100gあたり0.01mol~1.5molであることが好ましく、0.1mol~1molであることがより好ましい。
樹脂粒子における樹脂は、特定樹脂を含む粒子を後述する水分散性の樹脂粒子とすることが好ましい観点から、構造中にイオン性基を有することが好ましい。
イオン性基としては、アニオン性基であってもカチオン性基であってもよいが、導入の容易性の観点から、アニオン性基が好ましい。
アニオン性基としては、特に限定されないが、カルボキシ基、又は、スルホ基であることが好ましく、スルホ基であることがより好ましい。
イオン性基の量としては、特に限定されず、特定樹脂を含む粒子が水分散性の樹脂粒子となる量であれば好ましく使用可能であるが、例えば特定樹脂を含む粒子に含まれる樹脂100gあたり0.001mol~1.0molであることが好ましく、0.01mol~0.5molであることがより好ましい。
樹脂粒子における樹脂の重量平均分子量(Mw)は、1000~300000であることが好ましく、2000~200000であることがより好ましく、5000~100000であることが更に好ましい。
樹脂粒子としては、水分散性の樹脂粒子であることが好ましい。
本開示において、水分散性とは、20℃の水に撹拌後、20℃で60分間放置しても沈殿が確認されないことをいう。
樹脂粒子の体積平均粒径は、1nm~300nmであることが好ましく、3nm~200nmであることがより好ましく、5nm~150nmであることが更に好ましい。
なお、樹脂粒子としては、前述したインク中の樹脂粒子と同様のものを用いてもよい。
前処理液を調製する際、樹脂粒子の水分散液の市販品を用いてもよい。
樹脂粒子の水分散液の市販品としては、ペスレジンA124GP、ペスレジンA645GH、ペスレジンA615GE、ペスレジンA520(以上、高松油脂(株)製)、Eastek1100、Eastek1200(以上、Eastman Chemical社製)、プラスコートRZ570、プラスコートZ687、プラスコートZ565、プラスコートRZ570、プラスコートZ690(以上、互応化学工業(株)製)、バイロナールMD1200(東洋紡(株)製)、EM57DOC(ダイセルファインケム社製)等が挙げられる。
樹脂粒子の含有量には特に制限はない。
前処理液の全量に対する樹脂粒子の含有量は、0.5質量%~30質量%であることが好ましく、1質量%~20質量%であることがより好ましく、1質量%~15質量%であることが特に好ましい。
(水溶性溶剤)
前処理液は、水溶性溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
水溶性溶剤としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。
水溶性溶剤としては、例えば、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、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、2-ブテン-1,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2-オクタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ペンタンジオール、4-メチル-1,2-ペンタンジオール等)、ポリアルキレングリコール(例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等)などの多価アルコール;
ポリアルキレングリコールエーテル(例えば、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル等)などの多価アルコールエーテル;
特開2011-42150号公報の段落0116に記載の、糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、炭素原子数1~4のアルキルアルコール類、グリコールエーテル類、2-ピロリドン、及びN-メチル-2-ピロリドン;
等が挙げられる。
中でも、成分の転写の抑制の観点から、多価アルコール、又は、多価アルコールエーテルが好ましく、アルカンジオール、ポリアルキレングリコール、又は、ポリアルキレングリコールエーテルがより好ましい。
(界面活性剤)
前処理液は、界面活性剤の少なくとも1種を含んでもよい。
界面活性剤は、表面張力調整剤又は消泡剤として用いることができる。表面張力調整剤又は消泡剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。中でも、インクの凝集速度の観点から、ノニオン性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、特開昭59-157636号公報の第37~38頁及びリサーチディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げた化合物も挙げられる。また、特開2003-322926号、特開2004-325707号、特開2004-309806号の各公報に記載のフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等も挙げられる。
例えば、前処理液が消泡剤としての界面活性剤を含む場合、消泡剤としての界面活性剤の含有量は、前処理液の全量に対し、0.0001質量%~1質量%が好ましく、0.001質量%~0.1質量%がより好ましい。
(その他の成分)
前処理液は、必要に応じ、上記以外のその他の成分を含んでいてもよい。
前処理液に含有され得るその他の成分としては、固体湿潤剤、コロイダルシリカ、無機塩、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、キレート剤、水溶性カチオン性ポリマー以外の水溶性高分子化合物(例えば、特開2013-001854号公報の段落0026~0080に記載された水溶性高分子化合物)、等の公知の添加剤が挙げられる。
(前処理液の物性)
インクの凝集速度の観点から、前処理液の25℃におけるpHは0.1~3.5であることが好ましい。
前処理液のpHが0.1以上であると、基材のザラツキがより低減され、画像部の密着性がより向上する。
前処理液のpHが3.5以下であると、凝集速度がより向上し、基材の表面上におけるインクによるドット(インクドット)の合一がより抑制され、画像のザラツキがより低減される。
前処理液の25℃におけるpHは、0.2~2.0がより好ましい。ここでいう前処理液の25℃におけるpHの測定条件は、前述したインクの25℃におけるpHの測定条件と同様である。
前処理液が凝集剤を含む場合、前処理液の粘度としては、インクの凝集速度の観点から、0.5mPa・s~10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s~5mPa・sの範囲がより好ましい。
ここでいう前処理液の粘度の測定条件は、前述したインクの粘度の測定条件と同様である。
前処理液の25℃における表面張力としては、60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m~50mN/mであることがより好ましく、30mN/m~45mN/mであることが更に好ましい。
ここでいう前処理液の表面張力の測定条件は、前述したインクの表面張力の測定条件と同様である。
〔画像記録方法〕
本開示の画像記録方法は、本開示のインクセットが用いられ、
インクジェットヘッドのノズル面から、本開示のインクセットにおけるインクを吐出することにより、基材上に上記インクを付与して画像を記録する工程(以下、「画像記録工程」ともいう)と、
インクジェットヘッドに付着した、上記インク及び上記インクの乾燥物の少なくとも一方を、本開示のインクセットにおけるメンテナンス液を用いて除去する工程(以下、「除去工程」ともいう)と、
を含む。
本開示の画像記録方法は、必要に応じ、その他の工程を含んでもよい。
また、画像記録工程において、インクは、基材の表面に直接付与されることには限定されない。インクは、例えば、基材上に記録された他の画像上、又は、基材上に付与された他の液体(例えば、前処理液)上に付与されてもよい。
本開示の画像記録方法は、本開示のインクを用いた画像記録方法である。
従って、本開示の画像記録方法は、乾燥性に優れるインクを用いるにもかかわらず、インクの除去性に優れ、しかも、インクの除去後吐出安定性にも優れる。
<基材>
本開示の画像記録方法における基材としては特に限定されず、公知の基材を使用することができる。
基材としては、例えば、紙基材、樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等)がラミネートされた紙基材、樹脂基材、金属板(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅等の金属の板)、上述した金属がラミネートされ又は蒸着された紙基材、上述した金属がラミネートされ又は蒸着された樹脂基材、等が挙げられる。
基材として、好ましくは非浸透性基材である。
非浸透性基材とは、ASTM試験法のASTM D570で吸水率(質量%、24hr.)が0.2未満である基材を指す。
非浸透性基材としては特に制限はないが、樹脂基材が好ましい。
樹脂基材としては、特に制限はなく、例えば熱可塑性樹脂の基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂を、シート状又はフィルム状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又はポリイミドを含む基材が好ましい。
樹脂基材は、透明な樹脂基材であっても、着色された樹脂基材であってもよい。
ここで、透明とは、波長400nm~700nmの可視光の透過率が、80%以上(好ましくは90%以上)であることを意味する。
樹脂基材の形状は、特に限定されないが、シート状の樹脂基材であることが好ましく、巻き取りによってロールを形成可能なシート状の樹脂基材であることがより好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
樹脂基材は、表面エネルギーを向上させる観点から、表面処理がなされていてもよい。
表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、熱処理、摩耗処理、光照射処理(UV処理)、火炎処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
<画像記録工程>
画像記録工程は、インクをインクジェットヘッドから吐出することにより、基材上に上記インクを付与して画像を記録する工程である。
インクジェットヘッドからのインクの吐出方式としては、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等を適用できる。
また、インクジェットヘッドからのインクの吐出方式として、例えば、特開昭54-59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させる方式も適用できる。
また、インクジェットヘッドからのインクの吐出方式として、特開2003-306623号公報の段落番号0093~0105に記載の方式も適用できる。
インクジェットヘッドの方式としては、短尺のシリアルヘッドを、基材の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式と、基材の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式と、がある。
ライン方式では、記録素子の配列方向と交差する方向に基材を走査させることで基材の全面に画像記録を行なうことができる。ライン方式では、シャトル方式における、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、ライン方式では、シャトル方式と比較して、キャリッジの移動と基材との複雑な走査制御が不要になり、基材だけが移動する。このため、ライン方式によれば、シャトル方式と比較して、画像記録の高速化が実現される。
インクの付与は、300dpi以上(より好ましくは600dpi、更に好ましくは800dpi)の解像度を有するインクジェットヘッドを用いて行うことが好ましい。ここで、dpiは、dot per inchの略であり、1inch(1インチ)は2.54cmである。
インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインクの液滴量としては、高精細な画像を得る観点から、1pL(ピコリットル)~10pLが好ましく、1.5pL~6pLがより好ましい。
また、画像のムラ、連続階調のつながりを改良する観点から、異なる液適量を組み合わせて吐出することも有効である。
画像記録工程では、基材上に付与されたインクを加熱乾燥させて画像を得てもよい。
加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
インクの加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
基材のインクが付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
基材のインクが付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
基材のインクが付与された面又はインクが付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
加熱乾燥時の加熱温度は、55℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、65℃以上が特に好ましい。加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、例えば100℃が挙げられ、90℃が好ましい。
インクの加熱乾燥の時間には特に制限はないが、3秒~60秒が好ましく、5秒~60秒がより好ましく、10秒~45秒が特に好ましい。
また、インクの付与前に、あらかじめ基材を加熱してもよい。
加熱温度としては、適宜設定すればよいが、基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
<インク除去工程>
インク除去工程は、インクジェットヘッドにおけるインクの吐出面(即ち、インクジェットヘッドのノズル面)に付着したインクを除去する工程である。
インク除去工程において、インクジェットヘッドのノズル面からインクを除去する方法としては、液体を用いて除去する方法、布、紙、ワイパーブレード等によって除去する方法、これらを組み合わせた方法、等が挙げられる。
ノズル面からインクを除去するための液体としては、水を含有する液体が挙げられ、より具体的には、水、水溶性有機溶剤、水と水溶性有機溶剤とを含む混合液、等が挙げられる。
水と水溶性有機溶剤とを含む混合液としては、水と水溶性有機溶剤と界面活性剤とを含むインクジェットヘッド用メンテナンス液(例えば、特許第5819206号公報に記載のインクジェット記録用メンテナンス液)が挙げられる。
ノズル面からインクを、液体を用いて除去する場合、好ましくは、ノズル面に液体を付与する。
ノズル面への液体の付与量は、例えば1g/m~100g/mである。
ノズル面への液体の付与は、例えば、インクジェット法による吐出、ローラを用いた塗布、噴霧等によって行うことができる。
また、ノズル面への液体の付与の方法としては、例えば特開2011-73295号及び特開2011-73339号等の公報に記載の水頭差を利用した方法を適用してもよい。
ノズル面からインクを除去するための好ましい除去方法としては、
ワイパーブレードを用いてノズル面を擦って(ワイピングして)インクを掻き落とす方法;
風圧又は液圧等によってインクを取り除く方法;
布又は紙によってインクを払拭する方法;
等が挙げられる。これらの方法は、ノズル面に液体を付与して行ってもよい。
中でも、布又は紙によってインクを払拭する方法が好ましい。
布又は紙によってインクを払拭する方法としては、例えば、特開2010-241127号公報により、払拭部材の交換頻度を低減し装置をコンパクトにする方法を適用してもよい。
ワイパーブレードの材質としては、弾性を有するゴムが好ましい。
具体的な材質としては、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等が挙げられる。ワイパーブレードの撥インク性の観点から、フッ素樹脂等によりコーティングを施したワイパーブレードを用いてもよい。
<前処理液を付与する工程>
本開示の画像記録方法は、上述した画像記録工程の前に、基材上に、インク中の成分を凝集させる凝集剤を含有する前処理液を付与する工程(以下、「前処理液付与工程」ともいう)を含んでいてもよい。
この場合、画像記録工程では、基材の前処理液が付与された面の少なくとも一部の上に、インクを付与して画像を記録する。
前処理液付与工程を含む態様の画像記録方法は、前処理液を備える態様のインクセットを用いて実施してもよいし、前処理液を備えない態様のインクセットと、前処理液と、を用いて実施してもよい。
いずれの場合においても、前処理液の好ましい態様は、前述のインクセットの項に示したとおりである。
本開示の画像記録方法が前処理液付与工程を含む場合、凝集剤が、基材上でインク中の成分(例えば、樹脂(B)等)を凝集させる。これにより、画像記録の高速化が実現される。更に、画像の耐擦性がより向上する。
基材への前処理液の付与は、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができる。
塗布法としては、バーコーター(例えばワイヤーバーコーター)、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター等を用いた公知の塗布法が挙げられる。
インクジェット法の詳細については、上述した画像記録工程に適用され得るインクジェット法と同様である。
また、前処理液付与工程において、前処理液の付与前に基材を加熱してもよい。
加熱温度としては、基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
前処理液付与工程では、前処理液の付与後であって、上述の画像記録工程の前に、前処理液を加熱乾燥させてもよい。
前処理液の加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
前処理液の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
基材の前処理液が付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
基材の前処理液が付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
基材の前処理液が付与された面又は前処理液が付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
前処理液の加熱乾燥時の加熱温度は、35℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、100℃が好ましく、90℃がより好ましく、70℃が更に好ましい。
加熱乾燥の時間には特に制限はないが、0.5秒~60秒が好ましく、0.5秒~20秒がより好ましく、0.5秒~10秒が特に好ましい。
以下、本開示の実施例を示すが、本開示は以下の実施例には限定されない。なお、特に断りがない限り、「部」および「%」は質量基準である。
〔実施例1〕
メンテナンス液、インク、及び前処理液をそれぞれ調製し、メンテナンス液、インク、及び前処理液を含むインクセットを準備した。
以下、詳細を示す。
<メンテナンス液の調製>
下記組成中の各成分を混合し、下記組成を有するメンテナンス液を調製した。
(メンテナンス液の組成)
・1-ヘキサノール(以下、「1-HexOH」ともいう)(溶剤MA)… 3質量%
・ジエチレングリコール(以下、「DEG」ともいう)(溶剤MB)… 40質量%
・イミダゾール(pKa=7.0、塩基性化合物)… 0.5質量%
・スノーテックスXS(日産化学(株)製、コロイダルシリカ)… 0.2質量%
・PEG(6)モノデシルエーテル(構造を以下に示す)… 3.0質量%
・イオン交換水… 全体で100質量%とした場合の残量
Figure 0007098817000003
<インクの調製>
(樹脂分散剤D-1の合成)
以下に示すようにして樹脂分散剤D-1を合成した。
攪拌機、冷却管を備えた1000mlの三口フラスコに、メチルエチルケトン88gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここに、メチルエチルケトン50gにジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート0.85g、ベンジルメタクリレート60g、メタクリル酸10g、及びメチルメタクリレート30gを溶解させた溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応させた後、メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’-
アゾビスイソブチレート0.42gを溶解させた溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液を大過剰量のヘキサンに2回再沈殿させ、析出した樹脂を乾燥した。このようにして、ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(=60/30/10[質量比])である樹脂分散剤D-1を96g得た。
得られた共重合体の組成は、H-NMRで確認し、GPCによりポリスチレン換算で求めた重量平均分子量(Mw)は44,600であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.2mgKOH/gであった。
(顔料分散液Mの調製)
C.I.ピグメントレッド122(大日精化工業(株)製)(4部)と、上記のようにして得た樹脂分散剤D-1(3部)と、メチルエチルケトン(42部)と、1NのNaOH水溶液(5.5部)と、イオン交換水(87.2部)とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて、2500rpmで6時間分散した。得られた分散液をメチルエチルケトンが充分に留去できるまで、55℃で減圧濃縮し、更に一部の水を除去した後、高速遠心冷却機7550(久保田製作所社製)を用いて、8000rpmで30分間遠心処理(50mL遠心菅を使用)を行ない、沈殿物を除去し、上澄み液を回収した。
以上により、顔料分散液Mを得た。
顔料分散液Mの吸光度スペクトルを測定し、そこから顔料濃度を求めたところ、10.2質量%であった。また、顔料分散液M中に分散されている顔料粒子の平均粒径は、130nmであった。
(樹脂粒子P1の調製)
撹拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン560.0gを仕込んで87℃まで昇温した。次いで反応容器内の還流状態を保ちながら(以下、反応終了まで還流状態を保った)、反応容器内のメチルエチルケトンに対し、メチルメタクリレート220.4g、イソボルニルメタクリレート301.6g、メタクリル酸58.0g、メチルエチルケトン108g、及び「V-601」(富士フイルム和光純薬(株)製の重合開始剤;ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート))2.32gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、1時間撹拌した後に、この1時間撹拌後の溶液に対し、下記工程(1)の操作を行った。
工程(1) … 「V-601」1.16g及びメチルエチルケトン6.4gからなる溶液を加え、2時間撹拌を行った。
続いて、上記工程(1)の操作を4回繰り返し、次いで、さらに「V-601」1.16g及びメチルエチルケトン6.4gからなる溶液を加えて3時間撹拌を続けた(ここまでの操作を、「反応」とする)。
反応終了後、溶液の温度を65℃に降温し、イソプロパノール163.0gを加えて放冷することにより、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸(=38/52/10[質量比])共重合体を含む重合溶液(固形分濃度41.0%)を得た。
上記共重合体は、重量平均分子量(Mw)が63000であり、酸価が65.1(mgKOH/g)であった。
次に、得られた重合溶液317.3g(固形分濃度41.0質量%)を秤量し、ここに、イソプロパノール46.4g、20%無水マレイン酸水溶液1.65g(水溶性酸性化合物、共重合体に対してマレイン酸として0.3質量%相当)、及び2モル/LのNaOH水溶液40.77gを加え、反応容器内の液体の温度を70℃に昇温した。
次に、70℃に昇温された溶液に対し、蒸留水380gを10ml/分の速度で滴下し、水分散化を行った(分散工程)。
その後、減圧下、反応容器内の液体の温度を70℃で1.5時間保つことにより、イソプロパノール、メチルエチルケトン、及び蒸留水を合計で287.0g留去した(溶剤除去工程)。得られた液体に対し、プロキセルGXL(S)(アーチ・ケミカルズ・ジャパン(株)製)を0.278g(ポリマー固形分に対してベンゾイソチアゾリン-3-オンとして440ppm)添加した。
得られた液体を、1μmのフィルターでろ過し、ろ液を回収することにより、固形分濃度26.5質量%の樹脂粒子P1の水分散液を得た。
樹脂粒子P1のガラス転移温度T(℃)は120℃であり、体積平均粒径は10nmであった。
(インクの調製)
下記組成中の、マゼンタ顔料、樹脂分散剤D-1及び樹脂粒子P1以外の成分と、顔料分散液Mと、樹脂粒子P1の水性分散物と、を用い、下記組成を有するインク(詳細には、マゼンタインク)を調製した。
-インクの組成-
・C.I.ピグメントレッド122(マゼンタ顔料)… 3.6質量%
・樹脂分散剤D-1… 2.5質量%
・樹脂粒子P1… 5質量%
・プロピレングリコール(PG;沸点188℃)(富士フイルム和光純薬(株)製)… 20質量%
・プロピレングリコールモノメチルエーテル(PM:沸点121℃)(富士フイルム和光純薬(株)製)… 5質量%
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製、界面活性剤)… 1質量%
・スノーテックスXS(日産化学(株)製、コロイダルシリカ)… 0.3質量%(固形分量として0.06質量%)
・イオン交換水… 全体で100質量%とした場合の残量
<前処理液の調製>
下記組成の前処理液を調製した。
-前処理液の組成-
・凝集剤(富士フイルム和光純薬(株)製のグルタル酸;有機酸)… 4質量%
・樹脂粒子(高松油脂(株)製の「ペスレジンA615GE」(アクリル樹脂とポリエステル樹脂とを含む複合粒子)… 樹脂粒子の固形分量として8質量%
・1,2-プロパンジオール(富士フイルム和光純薬(株)製)(水溶性溶剤)… 10質量%
・消泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、TSA-739(15質量%)、エマルジョン型シリコーン消泡剤)… 消泡剤の固形分量として0.01質量%
・オルフィンE1010(日信化学(株)製)(界面活性剤)… 0.1質量%
・水… 全体で100質量%となる残量
<評価>
上述した、メンテナンス液、インク、及び前処理液からなるインクセットを用い、以下の評価を実施した。結果を表1に示す。
<除去性>
以下のようにして、除去性(即ち、インクジェットヘッドのノズル面からのインクの除去性)を評価した。
まず、インクジェットヘッドのノズル面を模したシリコンプレートとして、シリコンウエハー(アズワン社製のシリコンウエハー「4-P-1」)を5cm角にカットしたシリコンプレートを準備した。
次に、このシリコンプレート上に、上記インクを10μL滴下し、インクが滴下されたシリコンプレートを、恒温チャンバー内において温度40℃の条件で1時間保管し、保管後、恒温チャンバーから取り出した。
次に、上記メンテナンス液1mLをしみ込ませたコットン織布(テックスワイプ社製のテックスワイプTX304)を用い、4Nの荷重を加えた状態で、シリコンプレート上のインクを拭き取る操作(以下、「拭き取り操作」とする)を繰り返し施した。
拭き取り操作を繰り返し施す間に、シリコンプレート上のインクの除去状態を目視で観察し、下記評価基準に従い、除去性を評価した。
下記評価基準において、除去性に最も優れるランクは「5」である。
-除去性の評価基準-
5: 拭き取り操作3回以内に、プレート上のインクが全て除去された。
4: 拭き取り操作4回以上6回以内に、プレート上のインクが全て除去された。
3: 拭き取り操作7回以上9回以内に、プレート上のインクが全て除去された。
2: 拭き取り操作10回以上12回以内に、プレート上のインクが全て除去された。
1: 拭き取り操作13回以上でも、プレート上のインクの一部が残存していた。
<画像の耐擦性>
(画像記録)
上述した、インクセットのうち、インク及び前処理液を用いて画像記録を行った。
長尺状の基材を連続搬送するための搬送系と、基材に前処理液を塗布するためのワイヤーバーコーターと、基材上の前処理液が付与された面にインクを付与するためのインクジェットヘッドと、を備えたインクジェット記録装置を準備した。
また、基材としては、非浸透性基材である、ポリエチレンテレフタレート(PET)基材(フタムラ化学社製「FE2001」(厚さ25μm、幅500mm、長さ2000m);以下、「非浸透性基材A」とする)を準備した。
インクジェット記録装置を用い、非浸透性基材Aを635mm/秒で連続搬送させながら、以下のようにして、マゼンタ色のベタ画像を記録した。
非浸透性基材A上に上記前処理液を、ワイヤーバーコーターによって約1.7g/mとなるように塗布し、次いで50℃で2秒間乾燥させた。
次に、非浸透性基材Aの前処理液が塗布された面に、上記インクを以下の付与条件にてベタ画像状に付与し、付与されたインクを、80℃で30秒間乾燥させることにより、マゼンタ色のベタ画像を記録した。
前処理液の乾燥方法及びインクの乾燥方法は、いずれも温風乾燥とした。
-インクの付与条件-
インクジェットヘッド:1200dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッド(ここで、dpiは、dot per inchの略であり、1 inchは2.54cmである)
インクジェットヘッドからのインク吐出量:4.0pL
駆動周波数:30kHz(基材の搬送速度:635mm/秒)
(画像の耐擦性の評価)
非浸透性基材Aに記録された上記ベタ画像の上に、王子製紙(株)製の一般紙「OKトップコートマットN」(坪量127.9g/m)を重ね、200gの加重をかけて10往復擦過した。
1往復終了ごとにベタ画像を目視で観察し、下記の評価基準に基づいて画像の耐擦性を評価した。
下記評価基準において、画像の耐擦性に最も優れるランクは「5」である。
-画像の耐擦性の評価基準-
5: 10回往復の擦過後において、画像に全く傷が発生しない。
4: 10回往復の擦過後において画像の若干の傷が確認されるが、画像全体の外観には影響しない程度である。
3: 8往復以上10往復以下の擦過により、画像全体の外観に影響する程度の傷が発生する。
2: 5往復以上7往復以下の擦過により、画像全体の外観に影響する程度の傷が発生する。
1: 1往復以上4往復以下の擦過により、画像全体の外観に影響する程度の傷が発生する。
<除去後吐出安定性>
上記画像の耐擦性の評価に用いた画像記録装置を用い、以下の評価(i)~(iii)を実施し、これらの評価の合否に基づき、除去後吐出安定性(即ち、ノズル面からインクを除去した後の吐出安定性)を評価した。
評価(i):インクジェットヘッドからインクを45分間連続吐出した。この間、全ノズルからインクを吐出していることを確認した。吐出終了直後、インクジェットヘッドのノズル面にメンテナンス液を付与し、ワイピング(即ち、インクの除去。以下同じ。)を1回実施した。実施後、インクジェットヘッドからインクを再度吐出し、吐出ノズル数をカウントした。
全ノズル数及びワイピング後の吐出ノズル数に基づき、下記式により、ワイピング後(即ち、インク除去後)のインク吐出率を求めた。
ワイピング後のインク吐出率(%)=(ワイピング後の吐出ノズル数)/(全ノズル数)×100
ワイピング後のインク吐出率が90%以上の場合を合格とした。
評価(ii):インクジェットヘッドからインクを5分間連続吐出した。この間、全ノズルからインクを吐出していることを確認した。吐出終了後、30分間インクの吐出を休止した。休止後、インクジェットヘッドのノズル面にメンテナンス液を付与し、ワイピングを1回実施した。実施後、インクジェットヘッドからインクを再度吐出し、吐出ノズル数をカウントした。
全ノズル数及びワイピング後の吐出ノズル数に基づき、上述した式により、ワイピング後のインク吐出率を求めた。
ワイピング後のインク吐出率が90%以上の場合を合格とした。
評価(iii):インクジェットヘッドからインクを5分間連続吐出した。この間、全ノズルからインクを吐出していることを確認した。吐出終了直後、インクジェットヘッドのノズル面にメンテナンス液を付与し、ワイピングを1回実施し、実施後、45分間放置した。45分間の放置後、インクジェットヘッドからインクを再度吐出し、吐出ノズル数をカウントした。
全ノズル数及びワイピング後の吐出ノズル数に基づき、上述した式により、ワイピング後のインク吐出率を求めた。
ワイピング後のインク吐出率が90%以上の場合を合格とした。
以下の評価(i)~(iii)の合否の結果から、下記評価基準に従い、除去後吐出安定性を評価した。
下記評価基準において、除去後吐出安定性に最も優れるランクは「5」である。
-除去後吐出安定性の評価基準-
5:評価(i)~(iii)の3つとも合格であり、且つ、3つとも、インク吐出率95%以上である。
4:評価(i)~(iii)の3つとも合格である(但し、評点「5」に該当する場合を除く)。
3:評価(i)~(iii)の2つが合格である。
2:評価(i)~(iii)の1つのみが合格である。
1:評価(i)~(iii)の3つとも不合格である。
<レイテンシー>
上記画像の耐擦性の評価に用いた画像記録装置を用い、インクをドット画像状に付与したこと以外は、耐擦性の評価におけるマゼンタベタ画像と同様にして、ドット画像を形成した。得られたドット画像の形状及び大きさを確認し、初期のドットの形状及び大きさとした。
その後、画像記録装置内の環境を、温度25℃、湿度30%に保ち、30分間画像記録を停止した。
停止後、再度画像記録を開始し、基材の搬送方向に10ピクセル置きにドット画像を記録し、何発目のドットで、初期のドットの形状及び大きさに戻るかを確認し、下記評価基準に従い、レイテンシーを評価した。ここで、1ピクセルは、21.2μmである。
下記評価基準において、レイテンシーに最も優れるランクは「5」である。
-レイテンシーの評価基準-
5:1発目のドットから、初期のドットの形状及び大きさと差がない。
4:2~4発目のドットで、初期のドットの形状及び大きさに戻る。
3:5~10発目のドットで、初期のドットの形状及び大きさに戻る。
2:11~30発目のドットで、初期のドットの形状及び大きさに戻る。
1:31発目のドットでも、初期のドットの形状及び大きさに戻らない。
〔実施例2~21、比較例1~5〕
メンテナンス液及びインク中の各成分の組み合わせを、表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
-表1の説明-
・インク中の各成分の量は、インクの全量に対するその成分の含有量(質量%)を意味し、メンテナンス液中の各成分の量は、メンテナンス液の全量に対するその成分の含有量(質量%)を意味する。
・インク中の「その他の固形分」とは、マゼンタ顔料、界面活性剤、及びコロイダルシリカ(固形分)を意味する。その他の固形分の量を変更した実施例では、マゼンタ顔料、界面活性剤、及びコロイダルシリカ(固形分)の質量比を変えずに、これら全体の量(即ち、その他の固形分の量)を変化させた。
・インク中の「PG+PM」は、プロピレングリコール(PG;沸点188℃)(15質量%)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(PM:沸点121℃)(5質量%)の組み合わせを意味し、「PG+OM」は、プロピレングリコール(PG;沸点188℃)(15質量%)及びプロピレングリコールモノエチルエーテル(OM;沸点133℃)(5質量%)の組み合わせを意味する。
・樹脂分散剤D-2は、樹脂分散剤D-1の合成に対し、ベンジルアクリレートを同質量のフェノキシエチルアクリレートに変更した例である。
・樹脂粒子P2は、以下のようにして合成した樹脂粒子である。
攪拌機及び冷却管を備えた1000mlの三口フラスコに、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(62質量%水溶液、東京化成工業社製)3.0g及び水376gを加え、窒素雰囲気下で90℃に加熱した。加熱された三口フラスコ中の混合溶液に、水20gに2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウムの50質量%水溶液(Aldrich社製)11.0gを溶解した溶液Aと、メタクリル酸nブチル(富士フイルム和光純薬工業社製)7.5g、メタクリル酸2-エチルヘキシル(富士フイルム和光純薬工業社製)27.5g、及びスチレン(富士フイルム和光純薬工業社製)9.5gを混合した溶液Bと、水40gに過硫酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬工業社製)6.0gを溶解した溶液Cと、を3時間かけて同時に滴下した。滴下終了後、さらに3時間反応させることにより、樹脂粒子P2の粒子の水分散液(樹脂粒子P2の固形分量:10.1質量%)500gを合成した。
水分散液中の樹脂粒子P2の粒子の体積平均粒子径は45nmであり、ガラス転移温度は20℃であった。また、樹脂粒子P2の重量平均分子量は、32000であった。
・有機溶剤種の略称は以下のとおりである。
1-HexOH: 1-ヘキサノール(沸点157℃)
1-PenOH: 1-ペンタノール(沸点138℃)
1-BuOH: 1-ブタノール(沸点118℃)
2Ethyl-1,3HexandiOH: 2-エチル-1,3-ヘキサンジオール(沸点244℃)
1,7-HepdiOH: 1,7-ヘプタンジオール(沸点259℃)
BzOH: ベンジルアルコール(沸点205℃)
BuOMe: メチルブチルエーテル(沸点70℃)
1,4-BudiOH: 1,4-ブタンジオール(沸点230℃)
S-BuOH: sec-ブチルアルコール(沸点99.5℃)
DEG: ジエチレングリコール(沸点245℃)
DPG: ジプロピレングリコール(沸点232℃)
DEGmBE: ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点230℃)
PG: プロピレングリコール(沸点188℃)
PM: プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点121℃)
OM: プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点133℃)
Figure 0007098817000004
表1に示すように、顔料、樹脂分散剤、及び水を含有し、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満であるインクと、溶剤MA、溶剤MB、及び水を含有するメンテナンス液と、を備え、溶剤MAは、MA値が5.8以下である有機溶剤であり、溶剤MBは、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種であり、溶剤MAの含有量が、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%であるインクセットを用いた各実施例では、ノズル面からのインクの除去性及び除去後吐出安定性に優れていた。また、各実施例では、画像の耐擦性、及び、レイテンシーにも優れていた。
各実施例に対し、メンテナンス液が溶剤MAを含有しない比較例1では、インクの除去性が低下した。
メンテナンス液が、溶剤MAの代わりに、MA値が5.8超である比較溶剤(1,4-BudiOH)を含有する比較例2では、インクの除去性が低下した。
溶剤MAの含有量が、メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%未満である比較例3では、インクの除去性が低下した。
メンテナンス液が溶剤MBを含有しない比較例4では、除去後吐出安定性が低下した。
溶剤MAの含有量が、メンテナンス液の全量に対し、10質量%超である比較例5では、除去後吐出安定性が低下した。
実施例5及び6の結果から、X(即ち、インクの全固形分量に対する、樹脂粒子と樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とした場合のX)が50以上である場合(実施例5)、耐擦性がより向上することがわかる。
実施例1及び7の結果から、Xが80未満である場合(実施例1)、インクの除去性がより向上することがわかる。
実施例8及び9の結果から、Y/(Y+Z)が0.05以上である場合(実施例8)、除去性がより向上することがわかる。
実施例12及び13の結果から、Y/(Y+Z)が0.20以下である場合(実施例12)、除去後吐出安定性がより向上することがわかる。
実施例9及び11の結果から、X/(Y+Z)が0.7以上である場合(実施例9)、除去後吐出安定性及び耐擦性がより向上することがわかる。
実施例12及び13の結果から、X/(Y+Z)が3.5未満である場合(実施例12)、除去後吐出安定性がより向上することがわかる。

Claims (12)

  1. 顔料、樹脂分散剤、及び水を含有し、沸点210℃超の有機溶剤の含有量が1質量%未満であるインクジェットインクと、
    溶剤MA、溶剤MB、及び水を含有するメンテナンス液と、
    を備え、
    前記溶剤MAは、-OH、-OCHCHOH、-OCHCHCHOH、-OCHCH-、-OCHCHCH-、-COOH、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-NHC(=O)O-、-NHC(=O)NH-、-O-、-NH、-NH-、-CN、及び-NOからなる群から選択される少なくとも1種である親水性部分と、前記親水性部分以外の部分である疎水性部分と、からなり、下記式(MA)で表されるMA値が5.8以下である有機溶剤であり、
    前記溶剤MBは、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種であり、
    前記溶剤MAの含有量が、前記メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%であり、
    前記溶剤MAは、前記親水性部分と前記疎水性部分とからなり前記MA値が5.0以下である有機溶剤を含み、
    前記MA値が5.0以下である有機溶剤の含有量が、前記メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である、
    インクセット。
    MA値 = 7+4.02×log(分子量W/分子量O) … 式(MA)
    式(MA)中、分子量Wは、前記親水性部分の分子量を表し、分子量Oは、前記疎水性部分の分子量を表す。
  2. 前記メンテナンス液の全量に対する前記溶剤MAの含有量をY質量%とし、
    前記メンテナンス液の全量に対する前記溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、前記Y及び前記Zの合計が、20以上80以下である請求項1に記載のインクセット。
  3. 前記メンテナンス液の全量に対する前記溶剤MAの含有量をY質量%とし、
    前記メンテナンス液の全量に対する前記溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、前記Y及び前記Zの合計に対する前記Yの比が、0.05以上0.20以下である請求項1又は請求項2に記載のインクセット。
  4. 前記インクジェットインクが、更に、樹脂粒子を含有する請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のインクセット。
  5. 前記インクジェットインクの全固形分量に対する、前記樹脂粒子と前記樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とした場合に、前記Xが、40以上85以下である請求項4に記載のインクセット。
  6. 前記インクジェットインクの全固形分量に対する、前記樹脂粒子と前記樹脂分散剤との合計含有量をX質量%とし、
    前記メンテナンス液の全量に対する前記溶剤MAの含有量をY質量%とし、
    前記メンテナンス液の全量に対する前記溶剤MBの含有量をZ質量%とした場合に、
    前記Y及び前記Zの合計に対する前記Xの比が、0.7以上3.5未満である請求項4又は請求項5に記載のインクセット。
  7. 前記疎水性部分が、炭化水素基である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のインクセット。
  8. 前記MA値が5.8以下である有機溶剤が、モノアルコール化合物及びジアルコール化合物からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のインクセット。
  9. 前記MA値が5.8以下である有機溶剤が、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ヘプタノール、ヘキサノール、ペンタノール、ブタノール、2-メチル-2-ブタノール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、4-メチルベンジルアルコール、1,7-ヘプタンジオール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、ベンジルアルコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メトキシブタノール、及び1,5-ペンタンジオールからなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のインクセット。
  10. 前記溶剤MAは、前記親水性部分と前記疎水性部分とからなり前記MA値が4.8以下である有機溶剤を含み、
    前記MA値が4.8以下である有機溶剤の含有量が、前記メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である請求項1~請求項のいずれか1項に記載のインクセット。
  11. 前記溶剤MAは、前記親水性部分と前記疎水性部分とからなり前記MA値が5.8以下であり沸点が100℃以上である有機溶剤を含み、
    前記沸点が100℃以上である有機溶剤の含有量が、前記メンテナンス液の全量に対し、0.5質量%~10質量%である請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のインクセット。
  12. 請求項1~請求項11のいずれか1項に記載のインクセットが用いられ、
    インクジェットヘッドから前記インクジェットインクを吐出することにより、基材上に前記インクジェットインクを付与して画像を記録する工程と、
    前記インクジェットヘッドにおける前記インクジェットインクの吐出面に付着した、前記インクジェットインク及び前記インクジェットインクの乾燥物の少なくとも一方を、前記メンテナンス液を用いて除去する工程と、
    を含む画像記録方法。
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