JP7823367B2 - インクジェットインク組成物及び記録方法 - Google Patents

インクジェットインク組成物及び記録方法

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Description

本発明は、インクジェットインク組成物及び記録方法に関する。
インクジェット記録装置のインクジェットヘッドのノズルから微小なインク滴を吐出させて、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法が知られている。近年では、例えば、普通紙等のインクの吸収性に優れた記録媒体に対する画像の記録だけでなく、例えば、アート紙、コート紙等の、インクの吸収性の小さい低吸収性記録媒体や、例えば、プラスチックフィルム等のインクをほとんど吸収しない非吸収性記録媒体に対する画像の記録にも用いられるようになってきている。そして、このような低吸収性記録媒体や非吸収性記録媒体に対する画像の記録にも、水をベースとした水系のインクジェットインク組成物(以下、「水系インク」または「インク組成物」ともいう。)が用いられるようになってきている。
このような低吸収性記録媒体や非吸収性記録媒体、特にフィルムへの記録においては、水系インクが記録媒体上で濡れ広がり難く、記録物の発色性が十分に得られないなど画質(濡れ広がり)に劣りやすいという問題がある。
特許文献1には、グリコールモノエーテル溶剤(3-メトキシ-1-ブタノール)を含有する水系のインクジェットインク組成物が開示されている。
特開2018-44074号公報
インクに上記の様な特定の溶剤を含有させる場合に、このような溶剤は乾燥性が高いため、インクジェットヘッドが目詰まりを起こしやすく目詰まり回復性に劣った。また、当該溶剤は、分散形態で存在するインク成分の分散安定性を低下させる性質があり、インクの保存安定性にも劣った。
このように、画質(濡れ広がり)、耐擦性、目詰まり回復性及び保存安定性に優れるインクジェットインク組成物は従来達成できていなかった。
本発明に係るインクジェットインク組成物の一態様は、
色材と、アミン類と、水溶性低分子有機化合物と、を含有する水系のインクジェットインク組成物であって、
非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録に用いるものであり、
前記水溶性低分子有機化合物は、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を、質量比(B/A)が0.2~0.9で含み、
標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量が、インク組成物の総質量に対し8~30質量%であり、
標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物を、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有せず、
前記アミン類の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以下である、インクジェットインク組成物。
(一般式(1)中、Rは炭素数2~5のアルキレン基、Rは炭素数1~2のアルキル基、nは1又は2を表す。)
本発明に係る記録方法の一態様は、
上記一態様のインクジェットインク組成物を、インクジェット法により前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する付着工程を備える、記録方法。
インクジェット記録装置の一例の概略図。 インクジェット記録装置の一例のキャリッジ周辺の概略図。
以下に、本発明の実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
1.インクジェットインク組成物
本発明の一実施形態に係るインクジェットインク組成物は、
色材と、アミン類と、水溶性低分子有機化合物と、を含有する水系のインクジェットインク組成物であって、
非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録に用いるものであり、
前記水溶性低分子有機化合物は、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を、質量比(B/A)が0.2~0.9で含み、
標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量が、インク組成物の総質量に対し8~30質量%であり、
標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物を、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有せず、
前記アミン類の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以下である。
(一般式(1)中、Rは炭素数2~5のアルキレン基、Rは炭素数1~2のアルキル基、nは1又は2を表す。)
低吸収性記録媒体や非吸収性記録媒体、特にフィルムへの記録においては、水系インクが記録媒体上で濡れ広がり難く、記録物の発色性が十分に得られないなど画質(濡れ広がり)に劣りやすいという問題がある。
今般、特定のアルキレングリコールモノエーテル類を水系インクに含有させることで、低吸収性記録媒体や非吸収性記録媒体に対する濡れ広がり性を向上できることが判明した。
しかしながら、このような特定のアルキレングリコールモノエーテル類は乾燥性が高いため、インクジェットヘッドが目詰まりを起こしやすく目詰まり回復性に劣った。また、特定のアルキレングリコールモノエーテル類は、分散形態で存在する色材等インク成分の分散安定性を低下させる性質があり、インクの保存安定性にも劣った。
他方で、目詰まり回復性確保のため、乾燥性をむやみに低くするようなインク組成にしてしまうと、乾燥性が悪化し記録物の耐擦性に劣ってしまう。そして、乾燥性と耐擦性とをバランスよく確保できるような組成にすることは従来難しかった。
例えば、乾燥性の低い有機溶剤(つまり保湿性の高い有機溶剤)を併用して、目詰まり回復性を確保しようとすると耐擦性が悪化してしまう傾向にあり、両者のバランスをとることは難しかった。
また、有機溶剤の合計含有量をむやみに多くすると、一般に乾燥性が悪く耐擦性に劣りやすくなる。それゆえ、インクにおける有機溶剤の合計含有量は一定の範囲以下とする必要がある。このような、有機溶剤の合計含有量を一定の範囲以下とする必要があるインク組成では、目詰まり回復性と耐擦性の両立を得ることは従来困難であった。
もっとも、グリセリン等の一部の高沸点溶剤は、保湿性に優れる一方で乾燥性が非常に悪いので、使用しないことが好ましい。
ここで、目詰まり回復性と保湿性に優れるが、乾燥性を悪化させにくいため耐擦性にも比較的優れる、プロピレングリコールなどの特定のアルカンジオール類がある。特定のアルカンジオール類は、そのうえ、分散形態で存在する色材等インク成分の分散安定性を低下させにくいので、インクの保存安定性にも優れる。
このような特定のアルカンジオール類を、前記特定のアルキレングリコールモノエーテル類と特定の比で含有させ、保存安定性などを得ることを検討した。しかしながら、目詰まり回復性と耐擦性の両立が、依然として達成できていなかった。
そこで、本発明者が鋭意検討した結果、さらにアミン類を併用することで優れた耐擦性と目詰まり回復性とを両立できることが判明した。アミン類は、保湿性が優れ、少量の使用でも目詰まり回復性を優れたものとできる。加えて、乾燥性を下げることが比較的少ない。この理由は定かではないが、記録物の乾燥を完了させる二次乾燥で蒸発しやすいため、耐擦性にも優れたものと推測される。
以上のとおり、本実施形態に係るインクジェットインク組成物によれば、特定のアルキレングリコールモノエーテル類と、特定のアルカンジオール類と、アミン類とを併用し、優れた画質(濡れ広がり)を得ながら、優れた耐擦性と目詰まり回復性と保存安定性が得られた。
以下、本実施形態に係るインクジェットインク組成物に含有される各成分について説明する。
1.1 色材
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、色材を含有するものである。
色材としては、顔料、染料のいずれも用いることができ、カーボンブラック、チタンホワイトを含む無機顔料、有機顔料、油溶染料、酸性染料、直接染料、反応性染料、塩基性染料、分散染料、昇華型染料等を用いることができる。前記インク組成物は、顔料を含ん
でいることが好ましく、該顔料が分散樹脂により分散されていてもよい。なお、色材は後述する水溶性低分子有機化合物には含まれないことに留意されたい。
<顔料>
無機顔料としては、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、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ等を用いることができる。
有機顔料としては、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料又はアゾ系顔料等を例示できる。
前記インク組成物に用いられる有機顔料の具体例としては、下記のものが挙げられる。
シアン顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、15:34、16、22、60等;C.I.バットブルー4、60等が挙げられ、好ましくは、C.I.ピグメントブルー15:3、15:4、及び60からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物を例示できる。
マゼンタ顔料としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントレッド122、202、及び209、C.I.ピグメントバイオレット19からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物を例示できる。
イエロー顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14C、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、119、110、114、128、129、138、150、151、154、155、180、185、等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントイエロー74、109、110、128、138、150、及び180からなる群から選択される一種又は二種以上の混合物を例示できる。
これ以外の色の顔料も使用可能である。例えば、オレンジ顔料、グリーン顔料などがあげられる。
上記例示した顔料は、好適な顔料の例であり、これらによって本発明が限定されるものではない。これらの顔料は一種又は二種以上の混合物として用いてよいし、染料と併用しても構わない。
また、顔料は、水溶性樹脂、界面活性剤等から選ばれる分散剤を用いて分散して用いてもよく、あるいはオゾン、次亜塩素酸、発煙硫酸等により、顔料表面を酸化、あるいはスルホン化して自己分散顔料として分散して用いてもよい。なお、分散剤に使用できる界面活性剤としては、後述するインク組成物に含有してもよい界面活性剤であってもよい。
分散剤に用いられる水溶性樹脂においては、例えば、親水性基含有モノマーと疎水性基含有モノマーを用いて重合された樹脂を用いることができ好ましい。
分散剤として用いることができる水溶性樹脂は、従来公知のポリマー重合法を適用してこれを得ることができる。
また顔料は、樹脂によって被覆された樹脂被覆顔料として分散されていてもよい。樹脂被覆顔料は、顔料が高分子化合物によって被覆あるいは囲繞された形態で水性媒体中に分散可能なものであり、顔料分散液は、樹脂被覆顔料が分散された水相を有している。
樹脂被覆顔料は、公知の物理的機械的手法または化学的手法で製造される。具体的には、相分離法(コアセルベーション)、液中乾燥法(界面沈澱法)、スプレードライング法、パンコーティング法、液中硬化被覆法、界面重合法、in situ法、超音波法等を特に制限されずに用いることができる。
例えば、顔料の存在下において、水溶性樹脂のモノマーを乳化重合等により重合させることにより樹脂被覆顔料を得ることができる。
また、樹脂被覆顔料の好ましい製造方法として、転相乳化法を挙げることができる。
<染料>
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、色材として染料を用いてもよい。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、塩基性染料、及び分散染料が使用可能である。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、132、225、227、C.I.ダイレクトブルー1、2、15、71、86、87、98、165、199、202、C.I.ダイレクトブラック19、38、51、71、154、168、171、195、C.I.リアクティブレッド14、32、55、79、141、249、C.I.リアクティブブラック3、4、35が挙げられる。
色材の含有量は、用途に応じて適宜調整することができるが、インク組成物の総質量に対して、好ましくは0.1質量%以上17.0質量%以下であり、より好ましくは0.2質量%以上15.0質量%以下であり、さらに好ましくは1.0質量%以上10.0質量%以下であり、特に好ましくは2.0質量%以上5.0質量%以下である。
色材に顔料を採用する場合の顔料粒子の体積平均粒子径は、好ましくは10~200nm以下であり、より好ましくは30~200nmであり、さらに好ましくは50~150nmであり、特に好ましくは70~120nmである。
1.2 アミン類
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、アミン類を含有するものである。アミン類としては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミンなどが挙げられる。前記インク組成物においては、アミン類の中でも脂肪族アミンが好ましく、特にアルカン骨格にヒドロキシ基とアミン基とを有する化合物であるアルカノールアミン類がより好ましい。なお、アミン類は後述する水溶性低分子有機化合物には含まれないことに留意されたい。
アルカノールアミン類としては、例えば、エタノールアミン(標準沸点:170℃、25℃における性状:液体)、N-メチルエタノールアミン(標準沸点:156℃、25℃
における性状:液体)、N,N-ジメチルエタノールアミン(標準沸点:134℃、25℃における性状:液体)、N-エチルエタノールアミン(標準沸点:169℃、25℃における性状:液体)、N,N-ジエチルエタノールアミン(標準沸点:162℃、25℃における性状:液体)、N-ブチルエタノールアミン(標準沸点:199℃、25℃における性状:液体)、N,N-ジブチルエタノールアミン(標準沸点:226℃、25℃における性状:液体)、N-tert-ブチルエタノールアミン(標準沸点:177℃、25℃における性状:固体[融点44℃])、ジエタノールアミン(標準沸点:268℃、25℃における性状:固体[融点28℃])、N-メチルジエタノールアミン(略称:MDEA、標準沸点:245℃、25℃における性状:液体)、N-エチルジエタノールアミン(標準沸点:251℃、25℃における性状:液体)、N-ブチルジエタノールアミン(標準沸点:275℃、25℃における性状:液体)、N-tert-ブチルジエタノールアミン(略称:tBDEA、標準沸点:271℃、25℃における性状:固体[融点49℃])、トリエタノールアミン(略称:TEA、標準沸点:335℃、25℃における性状:液体)、イソプロパノールアミン(標準沸点:159℃、25℃における性状:液体)、N,N-ジメチルイソプロパノールアミン(標準沸点:125℃、25℃における性状:液体)、N,N-ジエチルイソプロパノールアミン(標準沸点:159℃、25℃における性状:液体)、ジイソプロパノールアミン(略称:DIPA、標準沸点:249℃、25℃における性状:固体[融点44℃])、トリイソプロパノールアミン(略称:TIPA、標準沸点:301℃、25℃における性状:固体[融点45℃])、プロパノールアミン(標準沸点:188℃、25℃における性状:液体)、N,N-ジメチルプロパノールアミン(標準沸点:164℃、25℃における性状:液体)、2-アミノ-1-プロパノール(別名:アラニノール、標準沸点:175℃、25℃における性状:液体)、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール(略称:AMP、標準沸点:165℃、25℃における性状:液体)、2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-プロパノール(標準沸点:156℃、25℃における性状:液体)、5-アミノ-1-ペンタノール(標準沸点:222℃、25℃における性状:固体[融点36℃])、3-アミノ-1,2-プロパンジオール(標準沸点:249℃、25℃における性状:液体)、3-メチルアミノ-1,2-プロパンジオール(標準沸点:247℃、25℃における性状:固体[融点69℃])、2-アミノ-1,3-プロパンジオール(別名:セリノール、標準沸点:274℃、25℃における性状:固体[融点52℃])、2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール(略称:THAM、別名:トリスヒドロキシメチルアミノメタン、標準沸点:288℃、25℃における性状:固体[融点170℃])、2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール(標準沸点:260℃、25℃における性状:固体[融点108℃])、2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール(標準沸点:259℃、25℃における性状:固体[融点34℃])などが挙げられる。
上記アルカノールアミン類の中でも、N-メチルジエタノールアミン、N-tert-ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオールから選ばれる1種以上であることが好ましく、特に、N-tert-ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオールから選ばれる1種以上であることがより好ましい。アルカノールアミン類がこのような化合物から選ばれる場合には、目詰まり回復性がより優れる傾向にある。
アルカノールアミン類以外のアミン類としては、例えば、モルホリン(標準沸点:129℃、25℃における性状:液体)、N-メチルモルホリン(標準沸点:116℃、25℃における性状:液体)、N-エチルモルホリン(標準沸点:139℃、25℃における性状:液体)、N-(3-アミノプロピル)モルホリン(略称:APM、標準沸点:225℃、25℃における性状:液体)、N,N’-ジメチルピペラジン(標準沸点:133
℃、25℃における性状:液体)、1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン(標準沸点:246℃、25℃における性状:液体)などが挙げられる。
アミン類の標準沸点の下限値は、150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることがより好ましく、210℃以上であることがさらに好ましく、240以上であることが特に好ましく、270℃以上であることがより特に好ましく、300℃以上であることが殊更好ましい。また、アミン類の標準沸点の上限値は、特に限定されないが、350℃以下であることが好ましく、320℃以下であってもよく、290℃以下であってもよく、260℃以下であってもよく、230℃以下であってもよい。
上記アミン類の標準沸点において、特に、アミン類がアルカノールアミン類である場合がより好ましい。すなわち、アルカノールアミン類の標準沸点の下限値は、150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることがより好ましく、210℃以上であることがさらに好ましく、240以上であることが特に好ましく、270℃以上であることがより特に好ましく、300℃以上であることが殊更好ましい。また、アルカノールアミン類の標準沸点の上限値は、特に限定されないが、350℃以下であることが好ましく、320℃以下であってもよく、290℃以下であってもよく、260℃以下であってもよく、230℃以下であってもよい。
アミン類が、標準沸点が上記範囲内のアルカノールアミン類、好ましくは標準沸点が270℃以上のアルカノールアミン類である場合には、保湿性により優れるとともに良好な乾燥性の確保ができる傾向にある。それゆえ、目詰まり回復性と耐擦性とをバランスよく良好なものとすることができる傾向にある。
本実施形態に係るインクジェットインク組成物において、アミン類の含有量は、インク組成物の総質量に対し5.0質量%以下である。より好ましくはアミン類の含有量はインク組成物の総質量に対し4.0質量%以下であり、さらに好ましくはアミン類の含有量はインク組成物の総質量に対し3.0質量%以下であり、特に好ましくはアミン類の含有量はインク組成物の総質量に対し2.0質量%以下であり、より特に好ましくはアミン類の含有量はインク組成物の総質量に対し1.0質量%以下である。また、アミン類の含有量下限値は、特に限定されないが、0.1質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であってもよく、0.5質量%以上であってもよく、1.0質量%以上であってもよく、1.5質量%以上であってもよく、2.0質量%以上であってもよく、3.0質量%以上であってもよい。
アミン類の含有量が、インク組成物の総質量に対し5.0質量%以下であると、優れた保湿性が得られるとともに良好な乾燥性を確保することができ、目詰まり回復性と耐擦性とを優れて両立できる。そして、アミン類の含有量が上記範囲内であると、目詰まり回復性と耐擦性とをより優れて両立させることができる傾向にある。
なお、アミン類は塩基性を有する性質よりpH調整剤等として使用される場合がある。本発明においても、アミン類をpH調整剤として用いてもよく、また他の目的として用いてもよい。つまり、本発明においては、アミン類を含有させる目的は問われないことに留意されたい。
1.3 水溶性低分子有機化合物
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、水溶性低分子有機化合物を含有するものである。ここで、水溶性低分子有機化合物における「水溶性」とは、20℃の水100gへの溶解度が10g超であることを示す。また、「低分子」とは、分子量が300以下であることを示し、より好ましくは30~250であり、さらに好ましくは50~200であり、特に好ましくは70~150である。なお、水溶性低分子有機化合物には、上
述した色材及びアミン類は含まれないことに留意されたい。
水溶性低分子有機化合物は、水溶性の有機溶剤であってもよいが、これに限られない。
1.3.1 水溶性低分子有機化合物の種別
水溶性低分子有機化合物としては、例えば、アルコール類、アルカンジオール類、アルカンポリオール類、アルキレングリコールエーテル類、エステル類、アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
アルコール類としては、例えば、アルカンが有する1つの水素原子がヒドロキシル基によって置換された化合物が挙げられる。該アルカンとしては、炭素数10以下のものが好ましく、6以下のものがより好ましく、3以下のものが更に好ましい。アルカンの炭素数は1以上であり、2以上であることが好ましい。アルカンは、直鎖型であってもよく、分枝型であってもよい。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、iso-ブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノールが挙げられる。
アルカンジオール類とは、例えば、アルカンが2個の水酸基で置換された化合物が挙げられる。アルカンジオール類としては、例えば、エチレングリコール(別名:エタン-1,2-ジオール)、プロピレングリコール(別名:プロパン-1,2-ジオール)、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブチレングリコール(別名: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-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、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(別名:イソプレングリコール)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール(別名:ヘキシレングリコール)、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-2-メチル-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、ネオペンチルグリコール(別名:2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール)、ピナコール(別名:2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール)等を挙げることができる。
アルカンポリオール類としては、例えば、アルカンジオール類、アルカンジオール類の2分子以上が水酸基同士で分子間縮合した縮合物、水酸基を3個以上有するアルカンなどが挙げられる。前述のアルカンジオール類もアルカンポリオール類の1つである。
アルカンジオール類の2分子以上が水酸基同士で分子間縮合した縮合物としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のジアルキレングリコールや、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のトリアルキレングリコールなどをあげることができる。
水酸基を3個以上有するアルカンは、アルカンやポリエーテル構造を有するポリオール類などを骨格とする、3個以上の水酸基を有する化合物である。アルカンやポリエーテル構造を有するポリオール類が、3個以上の水酸基で置換されたものなどがあげられる。
水酸基を3個以上有するアルカンとしては、例えば、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、1,2,5-ヘキサントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ポリオキシプロピレントリオールなどが挙げられる。
アルキレングリコールエーテル類としては、例えば、前述のアルカンポリオール類の水酸基の1つ以上がエーテル化したものがあげられる。水酸基の1つがエーテル化したアルキレングリコールモノエーテル類や、水酸基の2つがエーテル化したアルキレングリコールジエーテル類などがあげられる。アルキレングリコールモノエーテル類がより好ましい。
エーテル化は、アルキルエーテル、アリールエーテルなどがあげられ、アルキルエーテルが好ましい。エーテル化のエーテル部分の炭素数は1~8が好ましく1~4がより好ましい。アルキレングリコールエーテル類のアルキレングリコール部分の炭素数は2~6が好ましい。アルキレングリコール部分の繰り返し数は、1~5が好ましい。
具体例としては、2-メトキシエタノール(別名:エチレングリコールモノメチルエーテル)、2-エトキシエタノール(別名: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イソプロピルエーテル、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、トリエチエレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリ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、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール(別名:プロピレングリコール1-モノメチルエーテル)、2-メトキシプロパノール(別名:プロピレングリコール2-モノメチルエーテル)1-エトキシ-2-プロパノール(別名:プロピレングリコールモノエチルエーテル)、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、3-メトキシ-1-プロパノール(別名:1,3-プロパンジオールモノメチルエーテル)、1-メトキシ-2-ブタノール(別名:1,2-ブタンジオール1-モノメチルエーテル)、2-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-1-ブタノール(別名:1,3-ブタンジオール3-モノメチルエーテル)、4-メトキシ-1-ブタノール(別名:1,4-ブタンジオールモノメチルエーテル)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール等のアルキレングリコールモノエーテル類;及び、
エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のアルキレングリコールジエーテル類が挙げられる。
エステル類としては、例えば、非環状エステル類、環状エステル類などを挙げることができる。
非環状エステル類としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルア
セテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート等のグリコールモノアセテート類;
エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート等のグリコールジエステル類が挙げられる。
環状エステル類としては、例えば、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、β-ブチロラクトン、β-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、β-ヘキサノラクトン、γ-ヘキサノラクトン、δ-ヘキサノラクトン、β-ヘプタノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、δ-ヘプタノラクトン、ε-ヘプタノラクトン、γ-オクタノラクトン、δ-オクタノラクトン、ε-オクタノラクトン、δ-ノナラクトン、ε-ノナラクトン、ε-デカノラクトン等の環状エステル類(ラクトン類)、及び、それらのカルボニル基に隣接するメチレン基の水素が炭素数1~4のアルキル基によって置換された化合物が挙げられる
アミド類としては、例えば、環状アミド類、非環状アミド類などを挙げることができる。非環状アミド類としてはアルコキシアルキルアミド類などが挙げられる。
環状アミド類としては、ラクタム類が挙げられ、例えば、2-ピロリドン(標準沸点245℃)、1-メチル-2-ピロリドン、1-エチル-2-ピロリドン、1-プロピル-2-ピロリドン、1-ブチル-2-ピロリドン、等のピロリドン類、2-ピペリドン、ε-カプロラクタム、N-メチル-ε-カプロラクタム、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、5-メチル-2-ピロリドン、β-プロピオラクタム、ω-ヘプタラクタム、スクシンイミド、などが挙げられる。これらの中でも、特に2-ピロリドン、ε-カプロラクタムがより好ましい。
非環状アミド類としては、例えば、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、等のアルコキシアルキルアミド類、N,N-ジメチルアセトアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアセトアミド、N-メチルアセトアセトアミド、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルプロピオンアミド、などを例示することができる。
含硫黄溶剤類としては、例えば、スルホキシド類、スルホン類などを挙げることができる。スルホキシド類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、等の非環状スルホキシド類、テトラメチレンスルホキシド、等の環状スルホキシド類などがある。スルホン類としては、例えば、3-メチルスルホラン、スルホラン、等の環状スルホン類、エチルイソプロピルスルホン、エチルメチルスルホン、ジメチルスルホン、等の非環状スルホン類を例示することができる。
環状エーテル類としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメチルイソソルビド、3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、2-ヒドロキシメチルオキセタン、テトラヒドロフルフリルアルコール、グリセロールホルマール、ソルケタール、1,4-ジオキサン-2,3-ジオール、ジヒドロレボグルコセノン、等を例示することができる。
これらの水溶性低分子有機化合物は、二種以上を適宜混合して用いることができる。
水溶性低分子有機化合物の標準沸点としては、300℃以下であることが好ましく、270℃以下が好ましく、250℃以下であることがより好ましく、210℃以下であることがさらに好ましく、190℃以下であることが特に好ましい。また、水溶性低分子有機化合物の標準沸点の下限値としては、特に限定されないが、100℃以上であることが好ましく、110℃以上がさらに好ましく、120℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。
水溶性低分子有機化合物の含有量の下限値は、インク組成物の総質量に対し8質量%以上であることが好ましく、12質量%以上であることがより好ましく、16質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。また、水溶性低分子有機化合物の含有量の上限値は、インク組成物の総質量に対し40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。
1.3.2 特定の水溶性低分子有機化合物(1)
本実施形態に係るインクジェットインク組成物においては、水溶性低分子有機化合物は、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を、質量比(B/A)が0.2~0.9で含むものである。
(一般式(1)中、Rは炭素数2~5のアルキレン基、Rは炭素数1~2のアルキル基、nは1又は2を表す。)
上記一般式(1)において、Rは炭素数2~5の直鎖又は分岐型のアルキレン基であってもよい。また、より好ましくは、Rは炭素数3~4のアルキレン基であってもよく、Rは炭素数1のアルキル基であってもよく、nは1であってもよい。
上記の質量比(B/A)について、下限値は、好ましくは0.22以上であり、より好ましくは0.25以上である。また、上限値は、好ましくは0.8以下であり、より好ましくは0.7以下であり、さらに好ましくは0.6以下であり、特に好ましくは0.5以
下であり、より特に好ましくは0.4以下であり、殊更好ましくは0.3以下である。
質量比(B/A)が0.2~0.9、好ましくは上記範囲内にあると、目詰まり回復性、耐擦性及び保存安定性をバランスよく良好にできる傾向にある。
〈アルカンジオール類(A)〉
標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類をアルカンジオール類(A)という。アルカンジオール類(A)は前述のアルカンジオール類の1つである。
アルカンジオール類(A)としては、例えば、エチレングリコール(別名:エタン-1,2-ジオール、標準沸点:196℃、25℃における性状:液体、炭素数(以下、「C」と表記)2)、プロピレングリコール(略称:PG別名:プロパン-1,2-ジオール、標準沸点:188℃、25℃における性状:液体、C3)、1,2-ブタンジオール(標準沸点:194℃、25℃における性状:液体、C4)、1,3-ブチレングリコール(略称:1,3BG、別名:1,3-ブタンジオール、標準沸点:207℃、25℃における性状:液体、C4)、2,3-ブタンジオール(標準沸点:182℃、25℃における性状:液体、C4)、1,2-ペンタンジオール(標準沸点:210℃、25℃における性状:液体、C5)、2,4-ペンタンジオール(標準沸点:198℃、25℃における性状:液体、C5)、3-メチル-1,3-ブタンジオール(別名:イソプレングリコール、標準沸点:203℃、25℃における性状:液体、C5)、ネオペンチルグリコール(別名:2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、標準沸点:210℃、25℃における性状:固体[融点128℃]、C5)、2-メチルペンタン-2,4-ジオール(別名:ヘキシレングリコール、標準沸点:197℃、25℃における性状:液体、C6)、ピナコール(別名:2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール、標準沸点:174℃、25℃における性状:固体[融点43℃]、C6)などが挙げられる。
上記アルカンジオール類(A)の中でも、プロピレングリコール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブチレングリコール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオールの1種以上であることが好ましく、プロピレングリコールまたは2,3-ブタンジオールであることがより好ましい。
アルカンジオール類(A)の炭素数は、7以下が好ましく、2~6がより好ましい。
標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)の含有量は、インク組成物の総質量に対し10~25質量%であることが好ましい。下限値は、より好ましくは11質量%以上であり、さらに好ましくは12質量%以上であり、特に好ましくは13質量%以上であり、殊更好ましくは14質量%以上である。上限値は、より好ましくは23質量%以下であり、さらに好ましくは21質量%以下であり、特に好ましくは19質量%以下であり、より特に好ましくは17質量%以下である。
上記アルカンジオール類(A)の含有量の下限値が10質量%以上、より好ましくは上記特定値以上である場合には、保湿性により優れ目詰まり回復性がより向上しやすい。加えて、分散安定性を低下させにくい傾向にあり、保存安定性がより良好になりやすい。また、上記アルカンジオール類(A)の含有量の上限値が25質量%以下、より好ましくは上記特定値以下である場合には、乾燥性を確保しやすいため、耐擦性により優れる傾向にある。
アルカンジオール類(A)の標準沸点は、150~210℃が好ましく、160~200℃がより好ましく、170~190℃がさらに好ましい。
〈アルキレングリコールモノエーテル類(B)〉
標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類をアルキレングリコールモノエーテル類(B)という。アルキレングリコールモノエーテル類(B)は前述のアルキレングリコールエーテル類の1つである。
アルキレングリコールモノエーテル類(B)としては、例えば、2-メトキシエタノー
ル(別名:エチレングリコールモノメチルエーテル、標準沸点:124℃、25℃における性状:液体、R=炭素数(以下、「C」と表記)2;R=C1;n=1)、2-エトキシエタノール(別名:エチレングリコールモノエチルエーテル、標準沸点:136℃、25℃における性状:液体、R=C2;R=C2;n=1)、1-メトキシ-2-プロパノール(略称:PM、別名:プロピレングリコール1-モノメチルエーテル、標準沸点:120℃、25℃における性状:液体、R=C3;R=C1;n=1)、1-エトキシ-2-プロパノール(略称:PE、別名:プロピレングリコールモノエチルエーテル、標準沸点:132℃、25℃における性状:液体、R=C3;R=C2;n=1)、2-メトキシプロパノール(別名:プロピレングリコール2-モノメチルエーテル、標準沸点:102℃、25℃における性状:液体、R=C3;R=C1;n=1)、3-メトキシ-1-プロパノール(別名:1,3-プロパンジオールモノメチルエーテル、標準沸点:153℃、25℃における性状:液体、R=C3;R=C1;n=1)、1-メトキシ-2-ブタノール(別名:1,2-ブタンジオール1-モノメチルエーテル、標準沸点:135℃、25℃における性状:液体、R=C4;R=C1;n=1)、2-メトキシ-1-ブタノール(標準沸点:146℃、25℃における性状:液体、R=C4;R=C1;n=1)、3-メトキシ-1-ブタノール(略称:MB、別名:1,3-ブタンジオール3-モノメチルエーテル、標準沸点:158℃、25℃における性状:液体、R=C4;R=C1;n=1)、4-メトキシ-1-ブタノール(別名:1,4-ブタンジオールモノメチルエーテル、標準沸点:165℃、25℃における性状:液体、R=C4;R=C1;n=1)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(略称:MMB、標準沸点:174℃、25℃における性状:液体、R=C5;R=C1;n=1)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(標準沸点:194℃、25℃における性状:液体、R=C2;R=C1;n=2)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(標準沸点:202℃、25℃における性状:液体、R=C2;R=C2;n=2)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(略称:DPM、標準沸点:190℃、25℃における性状:液体、R=C3;R=C1;n=2)などが挙げられる。
上記アルキレングリコールモノエーテル類(B)の中でも、3-メトキシ-1-ブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルの1種以上であることが好ましく、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールまたは1-メトキシ-2-プロパノールであることがより好ましい。
上記アルキレングリコールモノエーテル類(B)がこのような化合物であると、耐擦性と保存安定性をより優れて両立できる傾向にある。
アルキレングリコールモノエーテル類(B)の標準沸点は、110~210℃が好ましく、130~190℃がより好ましく、140~180℃がさらに好ましい。
標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)の含有量は、インク組成物の総質量に対し2~10質量%であることが好ましい。下限値は、より好ましくは2.5質量%以上であり、さらに好ましくは3.0質量%以上であり、特に好ましくは3.5質量%以上であり、より特に好ましくは4.0質量%以上である。上限値は、より好ましくは9.0質量%以下であり、さらに好ましくは8.0質量%以下であり、特に好ましくは7.0質量%以下であり、より特に好ましくは6.0質量%以下であり、殊更好ましくは5.0質量%以下である。
上記アルキレングリコールモノエーテル類(B)の含有量の下限値が2質量%以上、より好ましくは上記特定値以上である場合には、低又は非吸収性記録媒体に対するインクの濡れ広がり性が向上し、画質(濡れ広がり)により優れる傾向にある。また、上限値が10質量%以下、より好ましくは上記特定値以下である場合には、良好な乾燥性を確保するとともに分散安定性を低下させにくいので、目詰まり回復性及び耐擦性並びに分散安定性
をより優れたものとできる傾向にある。
1.3.3 特定の水溶性低分子有機化合物(2)
本実施形態に係るインクジェットインク組成物において、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量は、インク組成物の総質量に対し8~30質量%であり、標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物は、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有しないものである。
〈標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物〉
ここで、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物としては、上述したアルカンジオール類(A)とアルキレングリコールモノエーテル類(B)を含み、さらにこれら以外では、前述の水溶性低分子有機化合物のうち標準沸点が250℃以下のものを含んでも良い。
例えば、2-ピロリドン(略称:2P、標準沸点:245℃、分類:アミド類、25℃における性状:液体)、ジメチルスルホキシド(略称:DMSO、標準沸点:188℃、分類:含硫黄溶剤類、25℃における性状:液体)、3-エチル-3-オキセタンメタノール(略称:EOXM、標準沸点:220℃、分類:環状エーテル類、25℃における性状:液体)、1,2-ヘキサンジオール(略称:1,2HD、標準沸点:224℃、分類:アルカンジオール類、25℃における性状:液体)、1,5-ペンタンジオール(略称:1,5PD、標準沸点:239℃、分類:アルカンジオール類、25℃における性状:液体)などを挙げることができる。
標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量は、インク組成物の総質量に対し8~30質量%である。標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量の下限値は、インク組成物の総質量に対し10質量%以上であることが好ましく、12質量%以上であることがより好ましく、14質量%以上であることがさらに好ましく、16質量%以上であることが特に好ましく、18質量%以上であることがより特に好ましく、20質量%以上であることが殊更好ましい。また、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量の上限値は、インク組成物の総質量に対し28質量%以下であることが好ましく、26質量%以下であることがより好ましく、24質量%以下であることがさらに好ましく、22質量%以下であることが特に好ましい。
標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量の下限値が8質量%以上、好ましくは上記範囲内であると、画質(濡れ広がり)及び目詰まり回復性を優れたものとできる傾向にある。また、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量の上限値が30質量%以下、好ましくは上記範囲内であると、良好な乾燥性を確保しやすく、耐擦性により優れる傾向にある。
〈標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類〉
また、標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物としては、前述のアルカンポリオール類のうち標準沸点が250℃超のものである。
例えば、トリエチレングリコール(標準沸点:287℃)、トリプロピレングリコール(標準沸点:271℃)、グリセリン(略称:Gly、標準沸点:290℃)、トリメチロールエタン(標準沸点:283℃)、トリメチロールプロパン(標準沸点:295℃)、ペンタエリスリトール(標準沸点:261℃)などが挙げられる。
標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物は、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有しないものであり、好ましくは2.0質量%を超えて含有せず、より好ましくは1.5質量%を超えて含有せず、さらに好ましくは1.0質量%を超えて含有せず、特に好ましくは0.5質量%を超えて含有せず、より特に好ましくは0.1質量%超えて含有せず、殊更好ましくは含有しないもの(0質量%)
であってよい。
標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物は、保湿性に優れる性質を有するが、乾燥性が非常に悪いので耐擦性に劣りやすくなる。一方で、本実施形態に係るインクジェットインク組成物によれば、標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物が3質量%を超えて含有しない、好ましくは上記範囲内である場合であっても、目詰まり回復性と耐擦性とを優れて両立させることが可能となっている。
1.3.4 特定の水溶性低分子有機化合物(3)
本実施形態に係るインクジェットインク組成物においては、水溶性低分子有機化合物として以下のものを含む実施態様を特に例示することができる。
〈アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類〉
本実施形態に係るインクジェットインク組成物においては、水溶性低分子有機化合物として、アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上を、インク組成物の総質量に対し1~10質量%含むものであってよい。
アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の中でも、水溶性低分子有機化合物として、アミド類を含むものであることがより好ましい。
アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上の含有量の下限値は、特に限定されないが、0.50質量%以上であってもよく、1.25質量%以上であることが好ましく、1.50質量%以上であることがより好ましく、1.75質量%以上であることがさらに好ましい。また、アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上の含有量の上限値は、8質量%以下であることが好ましく、6質量%以下であることがより好ましく、4質量%以下であることがさらに好ましい。
アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上の含有量が、インク組成物の総質量に対し1~10質量%、より好ましくは上記範囲内であると、耐擦性が向上する傾向にある。
〈標準沸点が250℃超の低分子有機化合物(アルカンポリオール類を除く)〉
本実施形態に係るインクジェットインク組成物においては、水溶性低分子有機化合物として、アルカンポリオール類を除く標準沸点が250℃超の低分子有機化合物を含むものであってよい。
アルカンジオール類を除く標準沸点が250℃超の低分子有機化合物としては、標準沸点が250℃超のアミド類であることがより好ましく、例えば、ε-カプロラクタム(略称:CPL、標準沸点267℃、分類:アミド、25℃における性状:固体)、スクシンイミド(標準沸点287℃、分類:アミド、25℃における性状:固体)などが挙げられる。
アルカンポリオール類を除く標準沸点が250℃超の低分子有機化合物を含む場合において、その含有量は、インク組成物の総質量に対し1~10質量%含むものであってよい。また、下限値は、1.25質量%以上であることが好ましく、1.50質量%以上であることがより好ましく、1.75質量%以上であることがさらに好ましい。また、上限値は、8質量%以下であることが好ましく、6質量%以下であることがより好ましく、4質量%以下であることがさらに好ましい。
また、本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、標準沸点が280℃超の低分子有機化合物を3質量%を超えて含有しないことが好ましい。さらに好ましくは2.0質
量%を超えて含有せず、より好ましくは1.5質量%を超えて含有せず、さらに好ましくは1.0質量%を超えて含有せず、特に好ましくは0.5質量%を超えて含有せず、より特に好ましくは0.1質量%超えて含有せず、殊更好ましくは含有しないもの(0質量%)であってよい。
1.4 水
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、水系のインクジェットインク組成物であり、水を含有するものである。ここで、本発明における「水系」とは、少なくとも水を主要な溶媒とすることである。
水としては、特に限定されないが、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。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
水の含有量は、インク組成物の総質量に対し40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、55質量%以上が特に好ましく、60質量%以上がより特に好ましく、65質量%以上が殊更好ましい。また、水の含有量の上限値は特に限定されないが、インク組成物の総質量に対し90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。
1.5 界面活性剤
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、インク組成物の表面張力を低下させ記録媒体や下地との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、104S、420、440、465、485、SE、SE-F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、エア・プロダクツ&ケミカルズ社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上全て商品名、日信化学工業社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル社製)が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えばポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、BYK-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-348、BYK-349、BYK-3420、BYK-3480、BYK-3481(以上商品名、ビックケミー・ジャパン社製)、KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、KF-6020、X-22-4515、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017(以上商品名、信越化学工業社製)が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK-3440(ビックケミー・ジャパン社製)、サーフロンS-241、S-242、S-243(以上商品名、AGCセイミケミカル社製)、フタージェント215M(ネオス社製)等が挙げられる。
界面活性剤は、一種単独で用いてもよいし二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、界面活性剤をインク組成物の総質量に対し0.2~1.2質量%含むものであることが好ましい。界面活性剤の含有量の下限値は、より好ましくは0.3質量%以上であり、さらに好ましくは0.4質量%以上であり、特に好ましくは0.5質量%以上である。また、界面活性剤の含有量の上限値は、より好ましくは1.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.8質量%以下であり、特に好ましくは0.7質量%以下である。
界面活性剤の含有量が0.2~1.2質量%、より好ましくは上記範囲内であると、耐擦性、画質(濡れ広がり)及び目詰まり回復性をバランスよく優れたものにできる傾向にある。
なお、特に界面活性剤の含有量としては、シリコーン系界面活性剤をインク組成物の総質量に対し0.1~0.8質量%含み、かつ、アセチレングリコール系界面活性剤をインク組成物の総質量に対し0.1~0.4質量%含むものであることがより好ましい。
1.6 水分散性樹脂
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、水分散性樹脂を含有していてもよい。インク組成物が水分散性樹脂を含む場合には、耐擦性により優れる傾向にあり好ましい。
水分散性樹脂の樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、フルオレン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂等などを挙げることができる。水分散性樹脂は、エマルジョン形態、つまり樹脂粒子でインクに含むことが好ましい。
アクリル系樹脂は、少なくとも(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどのアクリル系単量体を1成分として重合して得られる重合体の総称であって、例えば、アクリル系単量体から得られる樹脂や、アクリル系単量体とこれ以外の単量体との共重合体などが挙げられる。例えばアクリル系単量体とビニル系単量体との共重合体であるアクリル-ビニル系樹脂などが挙げられる。さらに例えば、スチレンなどのビニル系単量体との共重合体が挙げられる。アクリル系単量体としてはアクリルアミド、アクリロニトリル等も使用可能である。
アクリル系樹脂を原料とする樹脂エマルジョンには、市販品を用いてもよく、例えばFK-854、モビニール952B、718A(商品名、ジャパンコーティングレジン社製)、NipolLX852、LX874(商品名、日本ゼオン社製)、ポリゾールAT860(昭和電工株式会社製)、ボンコートAN-1190S、YG-651、AC-501、AN-1170、4001(商品名、DIC社製、アクリル系樹脂エマルジョン)等の中から選択して用いてもよい。
なお、本明細書において、アクリル系樹脂は、上述のようにスチレンアクリル系樹脂であってもよい。また、上述したように本明細書において、(メタ)アクリルとの表記は、アクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味する。
スチレンアクリル系樹脂は、スチレン単量体とアクリル系単量体とから得られる共重合体であり、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。スチレンアクリル系樹脂には、市販品を用いても良く、例えば、ジョンクリル62J、7100、390、711、511、7001、631、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(商品名、BASF社製)、モビニール966A、975N(商品名、ジャパンコーティングレジン社製)などが挙げられる。
ウレタン系樹脂とは、ウレタン結合を有する樹脂の総称である。ウレタン系樹脂には、ウレタン結合以外に、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂等を使用してもよい。ウレタン系樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、スーパーフレックス 210、460、460s、840、E-4000(商品名、第一工業製薬株式会社製)、レザミン D-1060、D-2020、D-4080、D-4200、D-6300、D-6455(商品名、大日精化工業株式会社製)、タケラック WS-6020、WS-6021、W-512-A-6(商品名、三井化学ポリウレタン株式会社製)、サンキュアー2710(商品名、LUBRIZOL社製)、パーマリンUA-150(商品名、三洋化成工業社製)などの市販品の中から選択して用いてもよい。
ポリエステル系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタラートが挙げられる。ポリエステル系樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、エリーテルKT8701(商品名、ユニチカ社製)などが挙げられる。
オレフィン系樹脂は、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンまたはその誘導体から製造された樹脂、具体的には、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブチレン系樹脂等が挙げられる。
オレフィン系樹脂の市販品としては、例えば、AQUACER513(ポリエチレン系樹脂、平均粒子径100nm以上200nm以下、融点130℃、固形分30%)、AQUACER507、AQUACER515、AQUACER840、AQUACER1547(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等のAQUACERシリーズや、ハイテックE-7025P、ハイテックE-2213、ハイテックE-6500、ハイテックE-6314、ハイテックE-9460、ハイテックE-9015、ハイテックE-4A、ハイテックE-5403P、ハイテックE-8237(以上商品名、東邦化学株式会社製、ポリエチレン系樹脂)等のハイテックシリーズ、ノプコートPEM-17(商品名、サンノプコ社製、ポリエチレンエマルジョン、平均粒子径40nm)等が挙げられる。
水分散性樹脂は、一種単独で用いてもよく二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態に係るインクジェットインク組成物においては、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、オレフィン系から選択される1種以上である水分散性樹脂を含むものであることがより好ましく、アクリル系及びオレフィン系から選択される1種以上であることがさらに好ましい。このような樹脂から選ばれる水分散性樹脂であると、耐擦性に特に
優れる傾向にある。
なお、水分散性樹脂の樹脂のガラス転移温度(Tg)は、記録媒体で膜化しやすく密着性が優れることで耐擦性がより優れる点で、150℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。一方、硬さを有することで耐擦性がより優れる点や、耐ブロッキング裏写りがより優れる点で、-50℃以上が好ましく、0℃以上がより好ましく、20℃以上がさらに好ましい。なお、ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量分析(DSC)等を用いた定法により確認できる。
水分散性樹脂の含有量は、固形分換算で、インク組成物の総質量に対して0.1質量%以上20質量%以下であること好ましく、1.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましく、3.0質量%以上8.0質量%以下であることが特に好ましい。水分散性樹脂の含有量が上記範囲内にあると、耐擦性がより優れる傾向にある。
1.7 その他成分
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、上記以外の成分として、消泡剤、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、およ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等の、種々の添加剤を適宜添加するものであってよい。
1.8 製造方法
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、例えば、前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
1.9 物性
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、画像品質とインクジェット記録用のインクとしての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が18mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましく、22mN/m以上33mN/m以下であることがさらに好ましい。表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、同様の観点から、本実施形態に係るインクジェットインク組成物の20℃における粘度は、3mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR-300(商品名、Pysica社製)を用いて、20℃の環境下での粘度を測定することができる。
1.10 用途
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録に用いるものである。なお、記録の態様については、後述する記録方法を適用可能である。
非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体とは、インク等の液体を全く吸収しない、又はほとんど吸収しない性質を有する記録媒体を指す。定量的には、非吸収性記録媒体又は低
吸収性記録媒体とは、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以下である記録媒体を指す。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会:JAPAN TAPPIでも採用されている。
試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙-液体吸収性試験方法-ブリストー法」に述べられている。これに対して、吸収性記録媒体とは、非吸収性及び低吸収性に該当しない記録媒体のことを示す。
非吸収性記録媒体としては、記録面がプラスチックを含むもの、より好ましくは記録面がプラスチックからなるものが挙げられる。ここで、記録面の表面は、液体を吸収するための吸収層や受容層を有していないものである。例えば、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているもの、紙等の基材上にプラスチックフィルムが接着されているもの、吸収層や受容層を有していないプラスチックフィルム等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
低吸収性記録媒体としては、表面に塗工層が設けられた塗工紙と呼ばれる記録媒体が挙げられる。例えば、基材が紙であるものとして、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられ、基材がプラスチックフィルムである場合には、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の表面に、親水性ポリマー等が塗工されたもの、シリカ、チタン等の粒子がバインダーとともに塗工されたものが挙げられる。
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、軟包装フィルムへの記録に対しても好適に使用できる。軟包装フィルムは、上述した非吸収性記録媒体の一態様である。より詳細には、軟包装フィルムとは、食品包装やトイレタリー、化粧品の包装等に用いられる柔軟性に富んだフィルム材料であり、防曇性や帯電防止性を有する材料、酸化防止剤等がフィルム表面に存在し、5~70μm、好ましくは10~50μmの範囲の厚みを有するフィルム材料である。このフィルムにインク組成物を付着させる場合、通常の厚みのプラスチックフィルムと比較しインク組成物がより定着しづらいため、耐擦性及び画質(濡れ広がり)に劣る場合がある。しかし本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、軟包装フィルムにおいても優れた耐擦性及び画質(濡れ広がり)を得ることができる傾向にある。
軟包装フィルムの記録面を構成する材料には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエステルなどのエステル系樹脂、ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニル系樹脂、及びポリアミドなどのアミド系樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂を含むものを用いることができる。軟包装フィルムの記録面を含むフィルム基材は、これらの樹脂をフィルムないしシート状に加工したものを用いる事が出来る。樹脂を用いたフィルムないしシ-トの場合は、未延伸フィルム、あるいは一軸方向又は二軸方向に延伸した延伸フィルム等のいずれのものでも使用することができ、二軸方向に延伸されたものを用いるのが好ましい。また、必要に応じて、これら各種樹脂からなるフィルムやシートを貼り合わせた積層状態で用いることもできる。
また、本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、サイングラフィックス用の記録媒体への記録に対しても好適に使用できる。サイングラフィックス用の記録媒体としては、素材がバナー、コート紙、マット紙、壁紙、布、PET・PVC等のプラスチックフィルム等と多岐にわたっているが、特に、ウインドウディスプレイやカーラッピング等に用いられる透明・半透明のプラスチックフィルムに対して好適に用いることができる。こ
れらのフィルムは基材が柔軟性のあるポリオレフィン・PET・PVC等で構成され、印刷面の反対面に接着層を有した形態のものが多く用いられており、印刷後に接着面で窓ガラスや車体等に貼りつけて使用する。このフィルムにインクを付着させる場合、インクがより定着しづらいため、耐擦性及び画質(濡れ広がり)に劣る場合がある。しかし本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、サイングラフィックス用の記録媒体においても優れた耐擦性及び画質(濡れ広がり)を得ることができる傾向にある。
サイングラフィックス用フィルムの記録面を構成する材料には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエステルなどのエステル系樹脂、ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニル系樹脂、及びポリアミドなどのアミド系樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂を含むものを用いることができる。
なお、記録媒体は、無色透明、半透明、着色透明、有色不透明、無色不透明等であってもよい。
2.記録方法
本発明の一実施形態に係る記録方法は、
上述のインクジェットインク組成物を、インクジェット法により前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する付着工程を備えるものである。
本実施形態に係る記録方法によれば、特定のアルキレングリコールモノエーテル類と、特定のアルカンジオール類と、アミン類とを併用した上述のインクジェットインク組成物を用いるものであり、優れた画質(濡れ広がり)を得ながら、優れた耐擦性と目詰まり回復性と保存安定性が得られる。
2.1 インク付着工程
本実施形態に係る記録方法は、上述のインクジェットインク組成物を、インクジェット法により前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する付着工程(インク付着工程)を備える。
なお、インクジェット法とは、インクジェットプリンターなどの記録装置に備えられたインクジェットヘッドの吐出ノズルから、微小なインクジェットインクの液滴を吐出して、記録媒体などに付着させる記録方法である。
インク付着工程は、例えば、後述するインクジェット記録装置の一実施形態である図1に示すインクジェット記録装置1を用いて、インクジェットヘッド2からインクを吐出させることにより、容易に実行できる。なお、インクジェット法によりインクジェットヘッドからインクを吐出して記録に用いる組成物を、インクジェットインク組成物という。
インクジェットインク組成物の付着量は、記録媒体の記録領域の単位面積当たり1~40mg/inchであることが好ましく、2~30mg/inchであることがより好ましく、4~20mg/inchであることがさらに好ましく、6~16mg/inchであることが特に好ましい。記録における、記録媒体の記録領域の単位面積当たりの最大のインクの付着量を上記範囲とすることも好ましい。
また、本実施形態に係る記録方法のインク付着工程は、インクジェットヘッドから上述のインクジェットインク組成物を吐出しつつ記録媒体とインクジェットヘッドの相対位置を移動させる主走査を複数回行うものであることが好ましく、同一の主走査領域に対する主走査の回数が12回以下であることが好ましい。同一の主走査領域に対する主走査の回数の上限は、11回以下であることがより好ましく、10回以下であることがさらに好ま
しく、9回以下であることが特に好ましい。下限は、1回以上であり、特に限定されないが、2回以上であることが好ましく、3回以上であることがより好ましい。
主走査において、1回の主走査の時間は、0.5~5秒が好ましく、1~4秒がより好ましく、2~3秒がさらに好ましい。1回の主走査の時間(主走査の時間ともいう)は、1回の主走査において、ヘッドのある場所が、記録媒体の一方の端部と対向する位置から、記録媒体の他方の端部と対向する位置まで移動するのに要する時間である。
インク付着工程は、上述のインクジェットインク組成物を記録媒体へ付着させる際の、記録媒体の表面温度が45℃以下で行われてもよい。すなわち、インク付着工程は、記録媒体を加熱することなく行われてもよいし、加熱して行われてもよい。加熱する場合でも、記録媒体の表面温度が45℃以下となるように加熱することが好ましい。
上記記録媒体の表面温度の上限値は、42℃以下であることがより好ましく、38℃以下であることがさらに好ましく、32℃以下であることが特に好ましく、28℃以下であることがより特に好ましい。下限値は、20℃以上であることが好ましく、23℃以上であることがより好ましく、25℃以上であることが特に好ましい。
2.2 処理液付着工程
本実施形態に係る記録方法は、凝集剤を含む処理液を前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する工程(処理液付着工程)を備えるものであってよい。
処理液を前記記録媒体に付着させる方法としては、インクジェット法、塗布による方法、処理液を各種のスプレーを用いて記録媒体に塗布する方法、処理液に記録媒体を浸漬させて塗布する方法、処理液を刷毛等により記録媒体に塗布する方法等の非接触式及び接触式のいずれか又はそれらを組み合わせた方法を用いることができる。
処理液付着工程は、例えば、図1に示すようなインクジェット記録装置1により、インクジェットヘッド2から処理液を吐出することにより行ってもよい。このようにすれば、1つのインクジェット記録装置で処理液及びインクジェットインク組成物を記録媒体に付着できるのでより好ましい。
処理液付着工程は、インク組成物の付着より前であっても、インク組成物の付着より後であっても良く、また、インク組成物の付着と同時であっても良い。
処理液の付着量は、記録媒体の記録領域の単位面積当たり0.1~5mg/inchであることが好ましく、0.3~4mg/inchであることがより好ましく、0.5~3mg/inchであることがさらに好ましく、0.7~1.5mg/inchであることが特に好ましい。記録における、記録媒体の記録領域の単位面積当たりの最大の処理液の付着量を上記範囲とすることも好ましい。
以下、処理液に含有される各成分について説明する。
<処理液>
処理液は、少なくとも凝集剤を含み、前記凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂の何れか1種以上を処理液の総質量に対し1~15質量%含むものである。
このような処理液を用いて処理液付着工程を行う場合には、画質(濡れ広がり)により優れる傾向にある。また、インク付着工程における記録媒体の表面温度が比較的低い場合においても、良好な画質(濡れ広がり)が得られやすい。ゆえに、良好な画質(濡れ広がり)を確保しつつ、ヘッドに対する熱影響を低減させ、目詰まり回復性をより良好にできる場合がある。
〔凝集剤〕
本実施形態に係る記録方法に用いてもよい処理液は、凝集剤を含有するものである。凝集剤は、インクジェットインク組成物に含まれる色材(特に顔料)などの成分の分散性に作用することで、色材等分散体を凝集させる機能を有する。凝集剤による分散体の凝集の程度は、凝集剤と対象のそれぞれの種類によって異なり、調節することができる。このような凝集作用により、例えば、画像の発色を高めること、及び/又は、画像の定着性を高めることができる。
凝集剤としては、特に限定されるものではないが、金属塩、酸、カチオン性化合物等が挙げられ、カチオン性化合物としては、カチオン性樹脂(カチオン性ポリマー)、カチオン性界面活性剤等を用いることができる。これらの中でも、金属塩としては多価金属塩が好ましく、カチオン性化合物としてはカチオン性樹脂が好ましい。酸としては有機酸、無機酸が挙げられ有機酸が好ましい。そのため、凝集剤としては、多価金属塩、有機酸及びカチオン性樹脂から選ばれることが、得られる画質、耐擦性、光沢等が特に優れる点で好ましい。
(金属塩)
金属塩としては、多価金属塩以外の金属塩も使用可能であるが、好ましくは多価金属塩である。多価金属塩以外の金属塩としてはナトリウム塩、カリウム塩などの一価の金属塩が挙げられ、例えば硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどが挙げられる。一方で、多価金属塩とは、2価以上の金属イオンとアニオンから構成される化合物である。2価以上の金属イオンとしては、例えば、カルシウム、マグネシウム、銅、ニッケル、亜鉛、バリウム、アルミニウム、チタン、ストロンチウム、クロム、コバルト、鉄等のイオンが挙げられる。これらの多価金属塩を構成する金属イオンの中でも、インクの成分の凝集性に優れているという点から、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一方であることが好ましい。
多価金属塩を構成するアニオンとしては、無機イオン又は有機イオンである。すなわち、本発明における多価金属塩とは、無機イオン又は有機イオンと多価金属とからなるものである。このような無機イオンとしては、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、水酸化物イオン等が挙げられる。有機イオンとしては有機酸イオンが挙げられ、例えばカルボン酸イオンが挙げられる。
なお、多価金属化合物はイオン性の多価金属塩であることが好ましく、特に、上記多価金属塩がマグネシウム塩、カルシウム塩である場合、処理液の安定性がより良好となる。また、多価金属の対イオンとしては、無機酸イオン、有機酸イオンのいずれでもよい。
上記の多価金属塩の具体例としては、重質炭酸カルシウム及び軽質炭酸カルシウムといった炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、塩化バリウム、炭酸亜鉛、硫化亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、硝酸銅、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸アルミニウム、プロピオン酸カルシウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸アルミニウム、乳酸カルシウム、乳酸マグネシウム、乳酸アルミニウム等が挙げられる。これらの多価金属塩は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。これらの中でも、水への十分な溶解性を得られる点で、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム、乳酸アルミニウム、プロピオン酸カルシウムのうち少なくともいずれかが好ましい。なお、これらの金属塩は、原料形態において水和水を有していてもよい。
(酸)
有機酸としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピルビン酸、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、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等が好適に挙げられる。有機酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。有機酸や無機酸の塩で金属塩であるものは上記の金属塩に含める。
無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等が挙げられる。無機酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(カチオン性化合物)
カチオン性樹脂(カチオン性ポリマー)としては、例えば、カチオン性のウレタン系樹脂、カチオン性のオレフィン系樹脂、カチオン性のアミン系樹脂、カチオン性界面活性剤等が挙げられる。
カチオン性のウレタン系樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、ハイドラン CP-7010、CP-7020、CP-7030、CP-7040、CP-7050、CP-7060、CP-7610(商品名、大日本インキ化学工業株式会社製)、スーパーフレックス 600、610、620、630、640、650(商品名、第一工業製薬株式会社製)、ウレタンエマルジョン WBR-2120C、WBR-2122C(商品名、大成ファインケミカル株式会社製)等を用いることができる。
カチオン性のオレフィン樹脂は、エチレン、プロピレン等のオレフィンを構造骨格に有するものであり、公知のものを適宜選択して用いることができる。また、カチオン性のオレフィン樹脂は、水や有機溶媒等を含む溶媒に分散させたエマルジョン状態であってもよい。カチオン性のオレフィン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、アローベースCB-1200、CD-1200(商品名、ユニチカ株式会社製)等が挙げられる。
カチオン性のアミン系樹脂(カチオン性ポリマー)としては、構造中にアミノ基を有するものであればよく、公知のものを適宜選択して用いることができる。例えば、ポリアミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルアミン樹脂などが挙げられる。ポリアミン樹脂は樹脂の主骨格中にアミノ基を有する樹脂である。ポリアミド樹脂は樹脂の主骨格中にアミド基を有する樹脂である。ポリアリルアミン樹脂は樹脂の主骨格中にアリル基に由来する構造を有する樹脂である。
また、カチオン性のポリアミン系樹脂としては、センカ株式会社製のユニセンスKHE103L(ヘキサメチレンジアミン/エピクロルヒドリン樹脂、1%水溶液のpH約5.0、粘度20~50(mPa・s)、固形分濃度50質量%の水溶液)、ユニセンスKHE104L(ジメチルアミン/エピクロルヒドリン樹脂、1%水溶液のpH約7.0、粘度1~10(mPa・s)、固形分濃度20質量%の水溶液)などを挙げることができる。さらにカチオン性のポリアミン系樹脂の市販品の具体例としては、FL-14(SNF社製)、アラフィックス100、251S、255、255LOX(荒川化学社製)、DK-6810、6853、6885;WS-4010、4011、4020、4024、4027、4030(星光PMC社製)、パピオゲンP-105(センカ社製)、スミレーズレジン650(30)、675A、6615、SLX-1(田岡化学工業社製)、カチオマスター(登録商標)PD-1、PD-7、PD-30、PD-A、PDT-2、PE-10、PE-30、DT-EH、EPA-SK01、TMHMDA-E(四日市合成
社製)、ジェットフィックス36N、38A、5052(里田化工社製)が挙げられる。
ポリアリルアミン樹脂は、例えば、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリアリルアミンアミド硫酸塩、アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン塩酸塩・ジメチルアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン・ジメチルアリルアミンコポリマー、ポリジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミンアミド硫酸塩、ポリメチルジアリルアミン酢酸塩、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルアミン酢酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト・二酸化硫黄コポリマー、メチルジアリルアミン塩酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミドコポリマー等を挙げることができる。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、第1級、第2級、及び第3級アミン塩型化合物、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第4級アンモニウム塩、第4級アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、オニウム塩、イミダゾリニウム塩等があげられる。具体的には、例えば、ラウリルアミン、ヤシアミン、ロジンアミン等の塩酸塩、酢酸塩等、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、塩化ベンザルコニウム、ジメチルエチルラウリルアンモニウムエチル硫酸塩、ジメチルエチルオクチルアンモニウムエチル硫酸塩、トリメチルラウリルアンモニウム塩酸塩、セチルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルラウリルアミン、デシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。なお、カチオン性界面活性剤は、後述する凝集剤として機能するが、インクジェットインク組成物に含有されてもよい。しかし、カチオン性界面活性剤は、処理液に凝集剤として含有されることがより好ましい。
凝集剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。より好ましくは、凝集剤は、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂の何れか1種以上である。
処理液における、凝集剤の合計の含有量は、例えば、処理液の総質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下であり、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。なお、凝集剤が溶液や分散体で共有される場合においても、固形分の含有量として上記範囲であることが好ましい。凝集剤の含有量が1質量%以上であれば、凝集剤がインクに含まれる成分を凝集させる能力が十分得られる傾向にある。また、凝集剤の含有量が30質量%以下であることで、処理液中での凝集剤の溶解性や分散性がより良好になり、処理液の保存安定性等を向上できる場合がある。
本実施形態に係る記録方法においては、特に、凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂の何れか1種以上を処理液の総質量に対し1~15質量%含むものであることが好ましい。前記凝集剤の含有量の下限値は、処理液の総質量に対し0.1質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、2.0質量%以上であることがさらに好ましく、3.0質量%以上であることが特に好ましい。また、前記凝集剤の含有量の上限値は、20.0質量%以下であることが好ましく、15.0質量%以下であることがより好ましく、10.0質量%以下であることがさらに好ましく、7.0質量%以下であることが特に好ましく、5.0質量%以下であることがより特に好まし
い。
処理液が、凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂の何れか1種以上を処理液の総質量に対し1~15質量%、より好ましくは上記範囲内で含むものであると、画質(濡れ広がり)により優れる傾向にある。
〔水溶性低分子有機化合物〕
本実施形態に係る記録方法に用いてもよい処理液は、水溶性低分子有機化合物を含むものであってよい。水溶性低分子有機化合物については、上述したインクジェットインク組成物における説明と同様であるから、その説明を省略する。
上述したインクジェットインク組成物における水溶性低分子有機化合物と、種類や組成に関し、同様のものとしてもよい。
前記処理液においては、水溶性低分子有機化合物として、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物と、標準沸点が250℃超の水溶性低分子有機化合物と、を含むものであることがより好ましい。標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物としては、好ましくは標準沸点が250℃以下のアルカンジオール類であり、より好ましくはプロピレングリコール(標準沸点188℃)及び1,2-ヘキサンジオール(標準沸点224℃)である。また、標準沸点が250℃超の水溶性低分子有機化合物としては、好ましくは標準沸点が250℃超のアミド類であり、より好ましくは、ε-カプロラクタム(標準沸点267℃)である。
水溶性低分子有機化合物の含有量は、処理液の総質量に対し10~30質量%であることが好ましく、12~28質量%であることがより好ましく、14~26質量%であることがさらに好ましく、16~24質量%であることが特に好ましい。
特に、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物を処理液の総質量に対し8~27質量%、好ましくは11~25質量%、より好ましくは14~23質量%で含み、標準沸点が250℃超の水溶性低分子有機化合物を処理液の総質量に対し0.5~5質量%、好ましくは1.0~4質量%、より好ましくは1.5~3質量%で含むものであることがより好ましい。
〔水〕
本実施形態に係る記録方法に用いてもよい処理液は、水を含むものであってよい。水については、上述したインクジェットインク組成物における説明と同様であるから、その説明を省略する。
前記処理液においては、水の含有量は処理液の総質量に対し40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、55質量%以上が特に好ましく、60質量%以上がより特に好ましく、65質量%以上が殊更好ましい。また、水の含有量の上限値は特に限定されないが、処理液の総質量に対し90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。
〔界面活性剤〕
本実施形態に係る記録方法に用いてもよい処理液は、界面活性剤を含むものであってよい。界面活性剤については、上述したインクジェットインク組成物における説明と同様であるから、その説明を省略する。
前記処理液においては、界面活性剤を処理液の総質量に対し0.2~1.2質量%含むものであることが好ましい。界面活性剤の含有量の下限値は、より好ましくは0.3質量%以上であり、さらに好ましくは0.4質量%以上であり、特に好ましくは0.5質量%以上である。また、界面活性剤の含有量の上限値は、より好ましくは1.0質量%以下で
あり、さらに好ましくは0.8質量%以下であり、特に好ましくは0.7質量%以下である。
〔その他の成分〕
本実施形態に係る記録方法に用いてもよい処理液は、消泡剤、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、およ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等の、種々の添加剤を適宜添加するものであってよい。
なお、前記処理液においては、上述したインクジェットインク組成物に含有される成分及びその含有量とは独立して調製可能であることに留意されたい。
2.3 一次乾燥工程
本実施形態に係る記録方法は、一次乾燥工程を備えるものであってよい。かかる工程を備えることで、インクジェットインク組成物を前記記録媒体へ付着させる早期の段階においてインクの乾燥性を向上でき、優れた画質が得られやすくなる。
一次乾燥工程は、インクジェットインク組成物を記録媒体へ付着させる早期の段階においてインクの乾燥を実施する工程である。一次乾燥工程は、記録媒体に付着したインクを、少なくともインクの流動を減少させる程度に、インクの溶媒成分の少なくとも一部を乾燥させるための乾燥工程である。
一次乾燥工程の手段としては、例えば、ファン等による記録媒体への常温の送風(常温風)又は加熱を伴う送風(温風)に基づく方法や、IRヒーター、マイクロウェーブの放射、プラテンヒーターなどにより記録媒体を加熱することに基づく方法や、これらを組み合わせた方法などが挙げられる、ここで、本実施形態における一次乾燥工程では、インクの乾燥性を向上できる態様であれば特に限定されず、必ずしも加熱を伴う必要はないことに留意されたい。それゆえ、本実施形態における一次乾燥工程においては、常温の送風に基づく方法も単独で用いてよい。なお、一次乾燥工程は、加熱を伴う方法であることがより好ましい。
一次乾燥工程として送風を行う場合、送風の風速は、0.5~10m/sが好ましく、1~5m/sがより好ましく、2~3m/sがさらに好ましい。該風速は、記録媒体の表面付近における風速である。風速が上記範囲以上の場合、画質やヘッド結露低減などがより優れ好ましい。風速が上記範囲以下の場合、目詰まり回復性などがより優れ好ましい。
送風の風温は50℃以下が好ましく、10℃以上が好ましい。さらには15~45℃が好ましく、20~49℃がより好ましい。送風の風温は常温であってもよい。
一次乾燥工程として加熱を伴う場合、一次乾燥工程は、加熱された記録媒体にインクが付着されるようにしても良いし、付着後の早期に加熱されるようにしてもよい。一次乾燥工程は、記録媒体に着弾したインク滴が、そのインク滴の着弾から遅くも0.5秒以内に加熱が開始されることが好ましい。
一次乾燥工程として加熱を伴う場合、上述のインク付着工程の前、付着と同時、付着後の早期の少なくとも何れかで加熱を行えばよく、同時に行われることが好ましい。このような加熱順序にして、インク付着工程を行うことができる。
また、一次乾燥工程として加熱を伴う場合、上述のインク付着工程における記録媒体の表面温度として記載した温度の範囲とすればよく、好ましい。なお、一次乾燥工程による加熱温度は、加熱された記録媒体にインクを付着させる場合は、インクの付着時の記録媒体の表面温度であり、インクの付着後の早期に加熱を行う場合は、加熱を行う際の記録媒
体の表面温度である。また加熱中の一次乾燥工程による最大の温度である。
2.4 後乾燥工程
本実施形態に係る記録方法は、上述のインクジェットインク組成物が付着した記録媒体に対し、プラテン通過後に記録媒体表面を60~120℃、好ましくは80~110℃で加熱する、後乾燥工程を備えていてもよい。これにより、より乾燥性が向上し、耐擦性により優れた記録物を得ることができる傾向にあり好ましい。
後乾燥工程は、記録を完了させ、記録物を使用することができる程度に十分に乾燥させる工程である。後乾燥工程は、インクの溶媒成分の十分な乾燥、及びインクに含み得る樹脂などを加熱してインクの塗膜を平膜化させるための乾燥工程である。
後乾燥工程は、上述のインク付着工程によりインクが付着した記録媒体上のある地点が、プラテンを通過した後に、前記ある地点を含む記録媒体の表面に対して開始されることが好ましい。例えば、図1及び図2のインクジェット記録装置1においては、記録媒体Mのある地点がプラテン11に対向するインクジェットヘッド2によりインクが付着され、インクが付着された記録媒体Mの当該ある地点がプラテン11を通過した後に、当該ある地点を含む記録媒体Mの表面に対して加熱ヒーター5により後乾燥工程が開始される。
なお、後乾燥工程における記録媒体の加熱は、例えば、インクジェット記録装置を用いる場合には、適宜の加熱手段を用いて行うことができる。また、インクジェット記録装置に備えられた加熱手段に限らず、適宜の加熱手段により行うことができる。
後乾燥工程において、記録媒体の表面温度の下限値は、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることがさらに好ましく、75℃以上であることが特に好ましい。記録媒体の表面温度の上限値は、120℃以下であることが好ましく、110℃以下であることがより好ましく、100℃以下であることがさらに好ましく、90℃以下であることが特に好ましい。
なお、上記一次乾燥工程で好ましい温度と、後乾燥工程で好ましい温度とは異なるものであることが好ましい。
2.5 インクジェット記録装置
本実施形態に係る記録方法に使用可能なインクジェット記録装置の一例について図面を参照しながら説明する。
図1は、インクジェット記録装置を模式的に示す概略断面図である。図2は、図1のインクジェット記録装置1のキャリッジ周辺の構成の一例を示す斜視図である。図1、2に示すように、インクジェット記録装置1は、インクジェットヘッド2と、IRヒーター3と、プラテンヒーター4と、加熱ヒーター5と、冷却ファン6と、プレヒーター7と、通気ファン8と、キャリッジ9と、プラテン11と、キャリッジ移動機構13と、搬送手段14と、制御部CONTを備える。インクジェット記録装置1は、図2に示す制御部CONTにより、インクジェット記録装置1全体の動作が制御される。
インクジェットヘッド2は、処理液及びインクジェットインク組成物をインクジェットヘッド2のノズルから吐出して付着させることにより記録媒体Mに記録を行う構成である。本実施形態において、インクジェットヘッド2は、シリアル式のインクジェットヘッドであり、記録媒体Mに対して相対的に主走査方向に複数回走査してインクを記録媒体Mに付着させる。インクジェットヘッド2は図2に示すキャリッジ9に搭載される。インクジェットヘッド2は、キャリッジ9を記録媒体Mの媒体幅方向に移動させるキャリッジ移動機構13の動作により、記録媒体Mに対して相対的に主走査方向に複数回走査される。媒
体幅方向とは、インクジェットヘッド2の主走査方向である。主走査方向への走査を主走査ともいう。
またここで、主走査方向は、インクジェットヘッド2を搭載したキャリッジ9の移動する方向である。図1においては、矢印SSで示す記録媒体Mの搬送方向である副走査方向に交差する方向である。図2においては、記録媒体Mの幅方向、つまりS1-S2で表される方向が主走査方向MSであり、T1→T2で表される方向が副走査方向SSである。なお、1回の走査で主走査方向、すなわち、矢印S1又は矢印S2の何れか一方の方向に走査が行われる。そして、インクジェットヘッド2の主走査と、記録媒体Mの搬送である副走査を複数回繰り返し行うことで、記録媒体Mに対して記録する。すなわち、処理液付着工程及びインク付着工程は、インクジェットヘッド2が主走査方向に移動する複数回の主走査と、記録媒体Mが主走査方向に交差する副走査方向へ移動する複数回の副走査と、により行われる。
インクジェットヘッド2にインクジェットインク組成物及び処理液をそれぞれ供給するカートリッジ12は、独立した複数のカートリッジを含む。カートリッジ12は、インクジェットヘッド2を搭載したキャリッジ9に対して着脱可能に装着される。複数のカートリッジのそれぞれには異なる種類のインクジェットインク組成物や処理液が充填されており、カートリッジ12から各ノズルにインクジェットインク組成物及び処理液が供給される。なお、本実施形態においては、カートリッジ12はキャリッジ9に装着される例を示しているが、これに限定されず、キャリッジ9以外の場所に設けられ、図示せぬ供給管によって各ノズルに供給される形態でもよい。
インクジェットヘッド2の吐出には従来公知の方式を使用することができる。本実施形態では、圧電素子の振動を利用して液滴を吐出する方式、すなわち、電歪素子の機械的変形によりインク滴を形成する吐出方式を使用する。
インクジェット記録装置1は、インクジェットヘッド2から吐出され記録媒体Mに付着したインクジェットインク組成物を乾燥させるための、通気ファン8、IRヒーター3及びプラテンヒーター4を備える。これら、通気ファン8、IRヒーター3及びプラテンヒーター4を適宜組み合わせて用いることにより一次乾燥工程を行うことができる。一次乾燥工程においては、必ずしも記録媒体Mを加熱する必要はなく、常温の送風の実施として通気ファン8を単独で用いるものであってもよい。
なお、IRヒーター3を用いると、インクジェットヘッド2側から赤外線の輻射により放射式で記録媒体Mを加熱することができる。これにより、インクジェットヘッド2も同時に加熱されやすいが、プラテンヒーター4等の記録媒体Mの裏面から加熱される場合と比べて、記録媒体Mの厚みの影響を受けずに昇温することができる。また、温風又は環境と同じ温度の風を記録媒体Mにあてて記録媒体M上のインクを乾燥させる各種のファン(例えば通気ファン8)を備えてもよい。
プラテンヒーター4は、インクジェットヘッド2によって吐出された処理液やインクジェットインク組成物が記録媒体Mに付着された時点から早期に乾燥することができるように、インクジェットヘッド2に対向する位置において記録媒体Mを、プラテン11を介して加熱することができる。プラテンヒーター4は、記録媒体Mを伝導式で加熱可能なものであり、本実施形態の記録方法では、これにより加熱された記録媒体Mに対してインクジェットインク組成物を付着させることができる。そのため、記録媒体M上でインクジェットインク組成物を早期に固定することができ、画質を向上させることができる。
加熱ヒーター5は、記録媒体Mに付着された処理液やインクジェットインク組成物を乾
燥及び固化させる、つまり、二次加熱又は二次乾燥用のヒーターである。加熱ヒーター5は、後乾燥工程に用いることができる。加熱ヒーター5が、画像が記録された記録媒体Mを加熱することにより、インクジェットインク組成物中に含まれる水分等がより速やかに蒸発飛散して、インクジェットインク組成物中に含まれ得る樹脂によってインク膜が形成される。このようにして、記録媒体M上においてインク膜が強固に定着又は接着して造膜性が優れたものとなり、優れた高画質な画像が短時間で得られる。
インクジェット記録装置1は、冷却ファン6を有していてもよい。記録媒体Mに記録されたインクジェットインク組成物を乾燥後、冷却ファン6により記録媒体M上のインクジェットインク組成物を冷却することにより、記録媒体M上に密着性よくインク塗膜を形成することができる。
また、インクジェット記録装置1は、記録媒体Mに対してインクジェットインク組成物が付着される前に、記録媒体Mを予め加熱するプレヒーター7を備えていてもよい。さらに、インクジェット記録装置1は、記録媒体Mに付着したインクジェットインク組成物がより効率的に乾燥するように通気ファン8を備えていてもよい。
キャリッジ9の下方には、記録媒体Mを支持するプラテン11と、キャリッジ9を記録媒体Mに対して相対的に移動させるキャリッジ移動機構13と、記録媒体Mを副走査方向に搬送するローラーである搬送手段14を備える。キャリッジ移動機構13と搬送手段14の動作は、制御部CONTにより制御される。
図1、2では、シリアル式のインクジェット記録装置としたが、ライン式のインクジェット記録装置も用いることができる。
以上例示したインクジェット記録装置は、本実施形態に係る記録方法の実施に好ましく用いることができる。
3.実施例
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以下「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。
3.1 インクジェットインク組成物の調製
下記の表1~3の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合及び攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過することで、実施例及び比較例に係るインクジェットインク組成物を得た。下記の表1~3の数値は全て質量%を示し、純水はインクジェットインク組成物の全質量が100質量%となるように添加した。また、顔料分散液は予め下記のとおり調製したものを用いた。なお、顔料分散液、水分散性樹脂の表中の数値は、それらの有効成分量(固形分換算量)を示す。
〔顔料分散液の調製〕
滴下漏斗、窒素導入官、還流冷却官、温度計及び攪拌装置を備えたフラスコにメチルエチルケトン(MEK)50gを加え、窒素バブリングしながら、75℃に加温した。そこへ、メタクリル酸ブチル80g、メタクリル酸メチル50g、スチレン15g、メタクリル酸20gのモノマーとMEK50g、重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル/AIBN)500mgの混合物を滴下漏斗より3時間かけ滴下した。
滴下後さらに6時間加熱還流し、放冷後揮発した分のMEKを加え、樹脂溶液(樹脂固形分50質量%、酸価79mg/KOH、Tg65℃)を得た。その溶液20gに、中和剤として20質量%水酸化ナトリウム水溶液を所定量加えて塩生成基を100%中和し、そこへ攪拌しながら、顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)50gを少しずつ加えた後、ビーズミルで2時間混練した。
得られた混練物にイオン交換水200gを加え攪拌後、減圧下、加温しMEKを留去した。さらに、イオン交換水で濃度を調整し、顔料分散体(顔料固形分20質量%、樹脂固形分5重量%)を得た。
3.2 処理液の調製
下記の表4の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合及び攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過することで、実施例に係る処理液を得た。下記の表4の数値は全て質量%を示し、純水は処理液の全質量が100質量%となるように添加した。なお、カチオン性樹脂の表中の数値は、その有効成分量(固形分換算量)を示す。
上記表1~4の記載について、説明を補足する。
<用語>
「沸点」:標準沸点を示す。
「比率B/A」:標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)の質量比(B/A)を示す。
<成分>
-水溶性低分子有機化合物-
「PG」:プロピレングリコール、液体(25℃における性状)
「1,3BG」:1,3-ブチレングリコール、液体(25℃における性状)
「MB」:3-メトキシ-1-ブタノール、液体(25℃における性状)
「PM」:1-メトキシ-2-プロパノール、液体(25℃における性状)
「PE」:1-エトキシ-2-プロパノール、液体(25℃における性状)
「MMB」:3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、液体(25℃における性状)
「DPM」:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、液体(25℃における性状)
「2P」:2-ピロリドン、液体(25℃における性状)
「DMSO」:ジメチルスルホキシド、液体(25℃における性状)
「EOXM」:3-エチル-3-オキセタンメタノール、液体(25℃における性状)
「1,2HD」:1,2-ヘキサンジオール、液体(25℃における性状)
「1,5PD」:1,5-ペンタンジオール、液体(25℃における性状)
「Gly」:グリセリン、液体(25℃における性状)
「CPL」:ε-カプロラクタム、固体(25℃における性状)
-アミン類-
「TIPA」:トリイソプロパノールアミン、固体(25℃における性状)
「TEA」:トリエタノールアミン、液体(25℃における性状)
「tBDEA」:N-tert-ブチルジエタノールアミン、固体(25℃における性状)
「MDEA」:N-メチルジエタノールアミン、液体(25℃における性状)
「AMP」:2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、液体(25℃における性状

「APM」:N-(3-アミノプロピル)モルホリン、環状アミン類、液体(25℃における性状)
-界面活性剤-
「BYK-349」:シリコーン系界面活性剤、ビックケミージャパン(株)製商品名
「サーフィノールDF110D」:アセチレン系界面活性剤、日信化学工業(株)製商品名
-色材-
「シアン顔料」:C.I.ピグメントブルー15:3
-水分散性樹脂-
「ジョンクリル631」:スチレンアクリル系樹脂エマルジョン、BASFジャパン(株)製商品名
「ハイテックE-6500」:ポリエチレン系ワックスエマルジョン、東邦化学工業(株)製商品名
-凝集剤-
「カチオマスターPD-7」:アミン・エピクロロヒドリン系カチオン性樹脂、四日市合成(株)製商品名
3.3 記録条件
評価試験における記録条件は以下の通りとした。
〔記録条件〕
印刷機:「SC-R5050」、セイコーエプソン(株)製商品名 改造機
解像度:1200×1200dpi
印字パターン:ベタパターン(シアン)
走査回数:9回
紙面温度(プラテン加熱温度):下表5に記載の値
後乾燥温度:70℃。記録媒体搬送方向下流側に設置した後乾燥工程用のヒーターで後加熱を行った
記録媒体:「Orajet 3165G-010」、オラフォルジャパン社製商品名、塩ビフィルム
プラテンギャップ:1.7mm
上記記録条件について説明を補足する。
紙面温度は、一次乾燥工程における記録媒体の表面温度である。なお一次乾燥手段としてはプラテンヒーターを用いた。さらにインクジェットヘッド上方に設置したファンにより記録媒体表面付近に送風した。風温は25℃とした。
走査回数とは、主走査を、同一の主走査領域に対して行った回数である。
上記記録装置のインクジェットヘッドに処理液とインク液を充填した。同一の主走査でインクと処理液とを同一の主走査の領域に吐出させた。こうして上記記録条件で記録を行った。
3.4 評価方法
各実施例及び各比較例において、耐擦性、画質(濡れ広がり)、目詰まり回復性及び保存安定性の評価試験を行った。以下、その方法について説明する。
3.4.1 耐擦性
上記記録条件で、表5に従い、記録媒体にベタパターン(カラーインク付着量12mg/inch、処理液付着量1mg/inch)を印刷した。30分室温放置後に、インク付着部を30×150mm矩形に切断し、平織布を使用して学振式耐擦試験機(荷重500g)で100回擦った際のインクの剥がれ度合を目視評価した。判定基準は以下の通りである。
〔判定基準〕
AA:剥がれなし
A:評価面積に対し2割未満の剥がれあり
B:評価面積に対し5割未満の剥がれあり
C:評価面積に対し5割以上の剥がれあり
3.4.2 画質(濡れ広がり)
上記記録条件で、表5に従い、ベタパターン(カラーインク付着量は20mg/inchをduty100%として、duty10%刻みのパッチパターン、処理液付着量はカラーインク付着量の10質量%とした)を印刷し、印刷物を目視観察した。判定基準は以下の通りである。
〔判定基準〕
AA:主走査方向に延びるスジ状の濃度ムラ(バンディングムラ)が見えない
A:バンディングムラは少しあるが、濃度差は小さく目立たない
B:バンディングムラがあり、濃度差が大きいが、許容できる
C:バンディングムラがあり、濃度差が大きく、目立つ
3.4.3 目詰まり回復性
上記記録条件で、表5に従い記録装置を用意した。「SC-R5050」にカラーインクを充填した後、水で湿らせたベンコットでノズル面を叩いて意図的にノズル抜けを発生させた。この状態で、上表5中の紙面温度条件で3時間空走させた。記録後、クリーニングを3回行い、未回復のノズル数をカウントした。1回のクリーニングは、ノズル群から1gのインクを排出させた。なお、ノズル群は800ノズルから構成される(処理液は評価対象から除外した)。判定基準は以下の通りである。
〔判定基準〕
AA:ノズル不吐出なし
A:ノズル不吐出1%未満
B:ノズル不吐出1%以上3%未満
C:ノズル不吐出3%以上
3.4.4 保存安定性
各実施例及び各比較例で用いた各カラーインク30gを気泡が混入しないようにアルミパックに封入後、60℃恒温槽で6日間放置した。取り出して自然冷却後、レオメータ(MCR702/アントンパールシャ)にてせん断速度200s-1の粘度を測定し、初期(インク調合直後)の粘度と比較して増粘率を算出した。判定基準は以下の通りである。
〔判定基準〕
A:増粘率3%未満
B:増粘率3%以上、5%未満
C:増粘率5%以上
3.5 評価結果
評価結果を、上表5に示す。
上表5から、色材と、アミン類と、水溶性低分子有機化合物と、を含有する水系のインクジェットインク組成物であって、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録に用いるものであり、水溶性低分子有機化合物は、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を、質量比(B/A)が0.2~0.9で含み、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量が、インク組成物の総質量に対し8~30質量%であり、標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物を、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有せず、アミン類の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以下である、各実施例においては、何れも、画質(濡れ広がり)、耐擦性、目詰まり回復性及び保存安定性に優れることが判明した。
実施例1~3と比較例1~2との対比より、標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量が一定範囲内であると、耐擦性、画質(濡れ広がり)及び目詰まり回復性に優れた。
実施例1,4と比較例3との対比より、質量比(B/A)が一定値以下であると、保存安定性に優れた。
また、実施例1と比較例9との対比より、質量比(B/A)が一定値以上であると、画質(濡れ広がり)及び目詰まり回復性に優れた。
実施例1,9~12と比較例4との対比より、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)を含むものであると、画質(濡れ広がり)に優れた。
実施例1,8と比較例5,10との対比より、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を含むものであると、目詰まり回復性及び保存安定性に優れた。
実施例1と比較例6との対比より、標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物が特定量を超えて含有しないものであるとき、耐擦性に優れた。
実施例1,5~6と比較例7との対比より、アミン類の含有量が一定量以下であると、耐擦性に優れた。
実施例1,13~17と比較例8との対比より、アミン類を含むものであると、目詰まり回復性に優れた。
実施例1~4の結果より、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)の含有量が一定量以上である場合には、低又は非吸収性記録媒体に対するインクの濡れ広がり性が向上し、画質(濡れ広がり)により優れる傾向にあった。また、一定量以下である場合には、良好な乾燥性を確保するとともに分散安定性を低下させにくいので、目詰まり回復性及び耐擦性並びに分散安定性をより優れたものとできる傾向にあった。
実施例1,9~12の結果より、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)における種々の化合物において、画質(濡れ広がり)、耐擦性、目詰まり回復性及び保存安定性に優れた。
実施例1,13~14と実施例15~17との結果より、アミン類が、標準沸点270℃以上のアルカノールアミン類であると、保湿性により優れるとともに良好な乾燥性の確保ができる傾向にあり、目詰まり回復性と耐擦性とをバランスよく良好なものとすることができる傾向にあった。
実施例1~4の結果より、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)の含有量が一定量以上である場合には、保湿性により優れ目詰まり回復性がより向上しやすい傾向にあった。加えて、分散安定性を低下させにくい傾向にあり、保存安定性がより良好になりやすかった。また、上記アルカンジオール類(A)の含有量が、一定量以下である場合には、乾燥性を確保しやすいため、耐擦性により優れる傾向にあった。
実施例1,18,20~22の結果より、水溶性低分子有機化合物として、アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上を特定範囲量含むものであると、耐擦性が向上する傾向にあった。
実施例18,23~24の結果より、界面活性剤を一定範囲量含むものであると、耐擦性、画質(濡れ広がり)及び目詰まり回復性をバランスよく優れたものにできる傾向にあった。
なお、表中には記載しなかったが、普通紙(非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体ではない)に、インクHを用いて比較例4と同様に記録を行ったところ、記録媒体にインクが吸収して記録媒体内でインクが広がり濡れ広がり性は優れていたが、記録物の耐擦性が劣った。このことから、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録を行う場合に、濡れ広がり性が課題であった。
上述した実施形態から以下の内容が導き出される。
インクジェットインク組成物の一態様は、
色材と、アミン類と、水溶性低分子有機化合物と、を含有する水系のインクジェットインク組成物であって、
非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録に用いるものであり、
前記水溶性低分子有機化合物は、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を、質量比(B/A)が0.2~0.9で含み、
標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量が、インク組成物の総質量に対し8~30質量%であり、
標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物を、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有せず、
前記アミン類の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以下である。
(一般式(1)中、Rは炭素数2~5のアルキレン基、Rは炭素数1~2のアルキル基、nは1又は2を表す。)
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
前記アルキレングリコールモノエーテル類(B)の含有量が、インク組成物の総質量に対し2~10質量%であってもよい。
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
前記アルキレングリコールモノエーテル類(B)が、3-メトキシ-1-ブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルの1種以上であってもよい。
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
前記アミン類が、標準沸点270℃以上のアルカノールアミン類であってもよい。
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
前記標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)の含有量が、インク組成物の総質量に対し10~25質量%であってもよい。
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
前記水溶性低分子有機化合物として、アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上を、インク組成物の総質量に対し1~10質量%含んでいてもよい。
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
界面活性剤をインク組成物の総質量に対し0.2~1.2質量%含んでいてもよい。
上記インクジェットインク組成物の一態様において、
アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、オレフィン系から選択される水分散性樹脂を含んでいてもよい。
記録方法の一態様は、
上記いずれかの態様のインクジェットインク組成物を、インクジェット法により前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する付着工程を備えるものである。
上記記録方法の一態様において、
凝集剤を含む処理液を前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する工程を備え、
前記凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂の何れか1種以上を処理液の総質量に対し1~15質量%含んでいてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成、を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…インクジェット記録装置、2…インクジェットヘッド、3…IRヒーター、4…プラテンヒーター、5…加熱ヒーター、6…冷却ファン、7…プレヒーター、8…通気ファン、9…キャリッジ、11…プラテン、12…カートリッジ、13…キャリッジ移動機構、14…搬送手段、CONT…制御部、MS…主走査方向、SS…副走査方向、M…記録
媒体

Claims (10)

  1. 色材と、アミン類と、水溶性低分子有機化合物と、を含有する水系のインクジェットインク組成物であって、
    非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体への記録に用いるものであり、
    前記水溶性低分子有機化合物は、標準沸点が210℃以下の一般式(1)で表されるアルキレングリコールモノエーテル類(B)と、標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)を、質量比(B/A)が0.2~0.9で含み、
    前記アルカンジオール類(A)は、標準沸点が190℃以下のアルカンジオール類を含み、前記アルキレングリコールモノエーテル類(B)は、標準沸点が140~210℃のアルキレングリコールモノエーテル類を含み、
    標準沸点が250℃以下の水溶性低分子有機化合物の含有量が、インク組成物の総質量に対し8~24質量%であり、
    標準沸点が250℃超のアルカンポリオール類である水溶性低分子有機化合物を、インク組成物の総質量に対し3質量%を超えて含有せず、
    前記アミン類の含有量が、インク組成物の総質量に対し5質量%以下である、インクジェットインク組成物。
    (一般式(1)中、Rは炭素数2~5のアルキレン基、Rは炭素数1~2のアルキル基、nは1又は2を表す。)
  2. 前記水溶性低分子有機化合物として、アミド類、含硫黄溶剤類、環状エーテル類の何れか1種以上を、インク組成物の総質量に対し1~10質量%含み、
    前記アミド類は、ラクタム類であり、
    前記含硫黄溶剤類は、スルホキシド類であり、
    前記環状エーテル類は、3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール又は2-ヒドロキシメチルオキセタンである、請求項1に記載のインクジェットインク組成物。
  3. 前記アルキレングリコールモノエーテル類(B)の含有量が、インク組成物の総質量に対し2~10質量%である、請求項1又は請求項2に記載のインクジェットインク組成物。
  4. 前記アルキレングリコールモノエーテル類(B)が、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルの1種以上である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
  5. 前記アミン類が、標準沸点270℃以上のアルカノールアミン類である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
  6. 前記標準沸点が210℃以下のアルカンジオール類(A)の含有量が、インク組成物の総質量に対し10~23質量%である、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
  7. 界面活性剤をインク組成物の総質量に対し0.2~1.2質量%含む、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
  8. アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、オレフィン系から選択される水分散性樹脂を含む、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物。
  9. 請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のインクジェットインク組成物を、インクジェット法により前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する付着工程を備える、記録方法。
  10. 凝集剤を含む処理液を前記非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に付着する工程を備え、
    前記凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性樹脂の何れか1種以上を処理液の総質量に対し1~15質量%含む、請求項9に記載の記録方法。
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