JPWO2020162270A1 - インク、インクジェット記録方法及び記録メディア - Google Patents
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Abstract
Description
カーボンブラック、分散剤、有機溶剤、樹脂、及び水を含有し、
上記カーボンブラックのBET比表面積が80m2/g以上であり、
上記有機溶剤の水−オクタノール分配係数が−0.05以上3.50未満であり、
上記樹脂は上記分散剤とは異なる化合物であり、且つ、酸価が0mgKOH/gより大きく100mgKOH/g未満であるインク。
2)
粘度調整剤をさらに含有する、上記1)に記載のインク。
3)
界面活性剤をさらに含有する、上記1)又は2)に記載のインク。
4)
上記1)〜3)のいずれか1項に記載のインクの液滴を、インクジェットプリンタから吐出させて記録メディアに付着させることにより記録を行うインクジェット記録方法。
5)
上記1)〜3)のいずれか1項に記載のインクが付着した記録メディア。
6)
上記1)〜3)のいずれか1項に記載のインクを含むインクタンク。
7)
上記6)に記載のインクタンクを備えるインクジェットプリンタ。
なお、本明細書中、「%」及び「部」については、特に断りのない限り、実施例等も含めていずれも質量基準で記載する。また、本明細書中、含有率を記載するときは、特に断りのない限り、インクの総質量に対する含有率を意味する。
本実施形態に係るインクは、カーボンブラック、分散剤、有機溶剤、樹脂、及び水を含有し、上記カーボンブラックのBET比表面積が80m2/g以上であり、上記有機溶剤の水−オクタノール分配係数が−0.05以上3.50未満であり、上記樹脂は上記分散剤とは異なる化合物であり、且つ、酸価が0mgKOH/gより大きく100mgKOH/g未満である。
本実施形態に係るインクに含有されるカーボンブラックは、BET比表面積が80m2/g以上であり、好ましくは85m2/g以上、より好ましくは90m2/g以上である。そのようなカーボンブラックを用いることにより、高い印刷濃度を得ることができる。カーボンブラックは、BET比表面積が大きくなればなるほど、印刷濃度が高くなる傾向がある。このため、BET比表面積の上限は特に制限されない。ただし、BET比表面積を増大させ続けても、印刷濃度は途中で頭打ちとなり、印刷濃度が永久に増加することはない。印刷濃度が頭打ちとなるときのBET比表面積は、通常300m2/g以下、好ましくは250m2/g以下、より好ましくは200m2/g以下である。このため、最適なカーボンブラックのBET比表面積の上限はその程度で十分である。
本実施形態に係るインクに含有される分散剤としては、公知の分散剤が使用できる。分散剤は、カーボンブラックをインク中に分散する目的で使用される。分散剤としては、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基等の、遊離の形で酸性を示す官能基を有する分散剤が好ましい。それらの中では、スチレン、(メタ)アクリレート、及び(メタ)アクリル酸から選択されるモノマー(好ましくは2種類以上のモノマー、より好ましくは2〜6種類のモノマー、さらに好ましくは2〜4種類のモノマー、特に好ましくは2〜3種類のモノマー)から構成される重合体が好ましい。
なお、本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの両方を含む意味で使用し、(メタ)アクリル酸等も同様である。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、C1−C4アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、C1−C4アルキルメタクリレートがより好ましく、メチルメタクリレート及びブチルメタクリレートから選択されるアルキル(メタ)アクリレートがさらに好ましく、n−ブチルメタクリレートが特に好ましい。
アリールアルキル(メタ)アクリレートとしては、C6−C10アリールC1−C4アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、C6−C10アリールC1−C4アルキルメタクリレートがより好ましく、フェニルC1−C4アルキルメタクリレートがさらに好ましく、ベンジルメタクリレートが特に好ましい。
Aブロックは、アリールアルキル(メタ)アクリレートで構成されることが好ましく、(メタ)アクリル酸を含むことができる。このときの(メタ)アクリル酸の含有率は、アリールアルキル(メタ)アクリレートに対して、通常0モル%〜5モル%、好ましくは0モル%〜3モル%、より好ましくは0モル%〜1モル%、さらに好ましくは0モル%〜0.1モル%である。
Bブロックは、アルキル(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル酸から構成される共重合体が好ましい。
本実施形態に係るインクに含有される有機溶剤は、水−オクタノール分配係数が−0.05以上3.50未満であり、好ましくは−0.02以上3.50未満、より好ましくは−0.01以上3.50未満、さらに好ましくは0.00以上3.49以下である。
本実施形態に係るインクに含有される樹脂は、分散剤とは異なる化合物である。「分散剤とは異なる化合物」とは、例えば、分散剤が特定のモノマーからなるA−Bブロックポリマーであるとき、同じモノマーから構成されるランダムコポリマー、A−B−Aブロックポリマー等は、分散剤とは異なる化合物であることから、樹脂として使用できることを意味する。また、分散剤が特定のモノマーからなるA−Bブロックポリマーであるとき、樹脂もまたA−Bブロックポリマーであったとしても、モノマーの種類が異なるポリマー、モノマーの比率が異なるポリマー等は、やはり分散剤とは異なる化合物であり、樹脂として使用できる。すなわち、分散剤として上記した化合物であっても、分散剤として使用した化合物以外の化合物は、樹脂として使用することができる。
本実施形態に係るインクに含有される水としては、金属イオン、無機塩等の不純物が少ない水を使用するのが好ましい。そのような水としては、イオン交換水、蒸留水等が挙げられる。
本実施形態に係るインクは、粘度調整剤をさらに含有することができる。産業用インクジェットプリンタは、搭載するプリンタヘッド(インクを吐出するヘッド)の仕様に基づき、通常は、吐出できるインクの粘度範囲が決まっている。このため、インクに粘度調整剤を加え、その粘度を適正な範囲に調整することができる。
本実施形態に係るインクは、界面活性剤をさらに含有することができる。産業用インクジェットプリンタの印刷速度は、通常可変である。このため、印刷速度に基づき、インクの表面張力を適正に調整することが好ましい。インクの表面張力は、界面活性剤をインクに加えることにより調整することができる。
本実施形態に係るインクは、必要に応じて、上記以外の成分をインク調製剤としてさらに含有することができる。インク調製剤としては、例えば、防黴剤、防腐剤、pH調整剤、キレート試薬、防錆剤、水溶性紫外線吸収剤、水溶性高分子化合物、酸化防止剤等が挙げられる。インク調製剤の総含有率は、通常0%〜30%、好ましくは0%〜10%、より好ましくは0%〜5%程度である。
本実施形態に係るインクは、公知の方法により調製することができる。その一例としては、カーボンブラックの分散液を調製し、その分散液に有機溶剤、及び必要に応じて各種のインク調製剤を加えて混和する方法が挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上記インクの液滴を、インクジェットプリンタから吐出させて記録メディアに付着させることにより記録を行うものである。
インク受容層を有する紙としては、インクジェット専用紙が挙げられる。
インク難吸収性の記録メディアとしては、例えば、普通紙;グラビア印刷、オフセット印刷等に用いられる記録メディア;微塗工紙、アート紙、コート紙、マット紙、キャスト紙等の塗工紙;などが挙げられる。
インク非吸収性の記録メディアとしては、塩化ビニルシート、高分子シート、ガラス、ゴム等が挙げられる。
これらの中では、インク受容層を有しないインク難吸収性の記録メディアが好ましい。
ポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維が挙げられる。
セルロース繊維としては、綿、木綿、レーヨン、トリアセテート、ジアセテート等の繊維が挙げられる。
ポリアミド繊維としては、ナイロン繊維等が挙げられる。
天然繊維としては、絹、羊毛等が挙げられる。
また、上記インクで記録された画像はモットリング現象を生じることがなく、ベタ埋まりが良好である。また、上記インクで記録された画像は滲みがなく、耐擦過性にも優れる。
各合成反応及び晶析等の操作は、特に断りのない限り、いずれも撹拌下に行った。
顔料固形分の測定が必要なときは、株式会社エイ・アンド・デイ製のMS−70を用いて、乾燥重量法により求めた。なお、実施例中の顔料固形分とは、乾燥重量法により求めた測定値から、顔料固形分のみの含有量を算出した換算値である。
国際公開第2013/115071号の「[合成例3]ブロック共重合体Aの合成」に従い、質量平均分子量が24300、PDIが1.49の分散剤138gを得た。得られた分散剤はA−Bブロックポリマーであり、Aブロックを構成するモノマーはベンジルメタクリレート、Bブロックを構成するモノマーはメタクリル酸及びブチルメタクリレートの2種類である。
国際公開第2015/147192号の「[調製例3]ポリマーエマルション2の調製」に従い、酸価が13mgKOH/g、固形分が25%の樹脂エマルションを得た。得られた樹脂エマルションを樹脂1とする。
合成例1で得た分散剤(6部)を2−ブタノン(15部)に溶解し、液を得た。この液に、0.45部の水酸化ナトリウムをイオン交換水(60部)に溶解させた液を加え、1時間撹拌することにより乳化液を調製した。この乳化液及びNEROX 605(20部)をサンドグラインダーに入れ、1500rpmで10時間分散処理を行って液を得た。得られた液にイオン交換水(100部)を滴下した後、ガラスファイバーフィルター(ADVANTEC社製、GA−100)で濾過することにより濾液を得た。得られた濾液をエバポレータに入れ、2−ブタノン及び一部の水を減圧留去し、顔料濃度が12%になるようにイオン交換水を添加して分散液を得た。得られた分散液に1,2−ヘキサンジオール(5部)、合成例2で得た樹脂1(3部)、プロピレングリコール(20部)、BYK−349(0.5部)、トリエタノールアミン(0.5部)、プロキセル GXL(s)、及び水を加えて総量100部とした液をおおよそ1時間撹拌した後、孔径3μmのメンブランフィルターで濾過することにより、実施例1のインクを得た。インクの調製は、インク中のカーボンブラックの含有率が5%となるように行った。
下記表1及び表2に示す組成に代える以外は実施例1と同様にして、実施例2〜10及び比較例1〜3の各インクを調製した。各インク中のカーボンブラックの含有率は、いずれも実施例1と同じ5%となるように調整した。
N305:NEROX 305(BET比表面積78m2/gのカーボンブラック)
N505:NEROX 505(BET比表面積97m2/gのカーボンブラック)
N605:NEROX 605(BET比表面積123m2/gのカーボンブラック)
#1000:(BET比表面積180m2/gのカーボンブラック)
Dp1:合成例1で得た分散剤1
1,2−HD:1,2−ヘキサンジオール(Clog P:0.53)
1,2−PD:1,2−ペンタンジオール(Clog P:0.00)
IPDg:イソプロピルジグリコール(Clog P:−0.08)
TEX:テキサノール(Clog P:2.74)
DGBEA:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアジペート(Clog P:3.49)
2−Et−1,3−HD:2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(Clog P:1.26)
樹脂1:合成例2で得た樹脂エマルション
PDX−7538:ジョンクリル PDX−7538(酸価:62mgKOH/g)
PDX−7611:ジョンクリル PDX−7611(酸価:145mgKOH/g)
PG:プロピレングリコール
BYK:BYK−349
TEA:トリエタノールアミン
GXL(s):プロキセル GXL(s)
水:イオン交換水
[印刷濃度試験]
インクジェットプリンタ(EPSON株式会社製、PX−205)を使用して、OKトップコート(王子製紙株式会社製)に、実施例及び比較例の各インクの100%Duty画像をベタ印刷した。得られた画像を室温で24時間乾燥することにより試験片を得た。得られた試験片のベタ画像をX−rite社製の濃度計、eXact Advanceにて測色した。測色条件は、濃度基準にISOステータスT、視野角2°、光源D50とした。印刷濃度の測色値を上記表1及び表2に示す。印刷濃度の数値が大きい方が、印刷濃度がより高いことを意味する。
Claims (7)
- カーボンブラック、分散剤、有機溶剤、樹脂、及び水を含有し、
前記カーボンブラックのBET比表面積が80m2/g以上であり、
前記有機溶剤の水−オクタノール分配係数が−0.05以上3.50未満であり、
前記樹脂は前記分散剤とは異なる化合物であり、且つ、酸価が0mgKOH/gより大きく100mgKOH/g未満であるインク。 - 粘度調整剤をさらに含有する、請求項1に記載のインク。
- 界面活性剤をさらに含有する、請求項1又は2に記載のインク。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクの液滴を、インクジェットプリンタから吐出させて記録メディアに付着させることにより記録を行うインクジェット記録方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクが付着した記録メディア。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクを含むインクタンク。
- 請求項6に記載のインクタンクを備えるインクジェットプリンタ。
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