KR101695371B1 - 잉크젯 기록용 잉크 조성물 - Google Patents

잉크젯 기록용 잉크 조성물 Download PDF

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Abstract

(과제) 다양한 종류의 기록 매체에 대하여, 우수한 화질 및 정착성을 구비한 화상을 고속으로 기록할 수 있는 잉크젯 기록용의 잉크 조성물을 제공한다.
(해결 수단) 본 발명에 따른 잉크젯 기록용의 잉크 조성물은, 물과, 색재와, 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜 및, 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물로부터 선택되는 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상을 함유하고, 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계가 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하이다:
　
Figure 112014120543891-pat00009

(일반식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타냄);
Figure 112014120543891-pat00010

(일반식 (2)에 있어서, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각, 0.5 이상 25 이하의 정수이며, m＋n은, 1 이상 40 이하임).

Description

잉크젯 기록용 잉크 조성물{INK COMPOSITION FOR INK JET RECORDING}
본 발명은, 잉크젯 기록용 잉크 조성물에 관한 것이다.
종래부터, 잉크젯 기록용 헤드의 노즐로부터 토출시킨 미소한 잉크적(滴)에 의해 화상이나 문자를 기록하는, 소위 잉크젯 기록 방법이 알려져 있다. 이러한 잉크젯 기록 방법에 이용되는 잉크 조성물로서는, 색재(안료, 염료 등), 계면활성제, 물, 유기 용제 등을 함유하는 것이 널리 이용되고 있다.
이러한 잉크젯 기록용의 잉크 조성물에 포함되는 성분 중 계면활성제는, 기록 매체에 대한 잉크 조성물의 침투성이나 젖음 확산성을 높여, 기록되는 화상의 화질을 향상할 수 있다. 이러한 계면활성제 중에서도, 아세틸렌글리콜계 계면활성제(예를 들면 아세틸렌글리콜, 아세틸렌글리콜 유도체 등)는, 기록 매체에 대한 잉크 조성물의 침투성이나 젖음 확산성을 향상시키는 기능이 우수한데다가, 소포성이 우수하다는 점에서, 주목받고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 함유하는 잉크젯 기록용의 잉크 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 토출성을 양호하게 유지하면서, 도트 지름의 소경화(小徑化)의 방지 효과가 우수하다는 점에서, 특정의 구조 및 HLB값을 갖는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물을 2종 함유하는 잉크 조성물이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 2013-18951호
상기의 특허문헌 1에 기재된 잉크 조성물을 이용하여, 잉크(수분)의 흡수성이 양호한 기록 매체(예를 들면, 셀룰로오스 등을 주성분으로 하는 보통지)에 화상을 기록한 경우, 잉크가 기록 매체에 침투하기 쉽기 때문에, 잉크적(ink droplet)의 응집이나 화상의 색얼룩이 억제된 양호한 화질을 구비하고, 정착성이 양호한 화상이 얻어지는 경향이 있다.
단, 잉크의 흡수성이 양호하게 되어 있는 보통지 중 재생지에 화상을 기록한 경우라도, 기록 매체상에서의 잉크적의 응집이나 화상의 색얼룩 등이 발생하여, 화질이 저하되어 버리는 경우가 있다. 재생지에는, 셀룰로오스 등 외에, 탄산 칼슘이나 카올린 등의 무기 화합물, 스테아르산, 수지 등의 소수성(疎水性)의 성분이 많이 포함되어 있기 때문에, 그 표면에서 친수성 영역과 소수성 영역이 혼재되어 존재하고 있다. 그 때문에, 잉크적이 부착된 개소에 따라 잉크의 침투 속도가 상이하다는 문제가 발생하여, 응집이나 색얼룩 등의 화질의 저하가 일어나는 경우가 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 잉크 조성물을 이용하여, 잉크(수분)의 흡수성이 낮은 기록 매체(예를 들면, 아트지, 코팅지 등의 도공지)에 화상을 기록하는 경우, 잉크 조성물이 기록 매체에 침투하기 어려워지거나, 기록 매체 상에서 젖음 확산이 어려워지는 점에서, 기록 매체 상에서의 잉크적의 응집, 화상의 색얼룩, 화상의 번짐(블리드) 등이 발생하여, 화질이 저하되어 버리거나, 화상의 정착성이 저하되는 경우가 있다.
이와 같이, 하나의 조성의 잉크 조성물을 이용하여, 잉크의 흡수성이 상이한 다양한 종류의 기록 매체에, 양호한 화질 및 정착성을 구비한 화상을 기록하는 것은 곤란하다.
또한, 특허문헌 1의 잉크 조성물은, 잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체에 대한 침투성이 낮을 뿐만 아니라, 잉크의 흡수성이 양호한 기록 매체에 대해서도 침투 속도가 충분하다고는 할 수 없기 때문에, 잉크의 젖음 확산이나 침투를 촉진하기 위한 시간이 필요해져, 화상의 기록 속도가 저하되는 경향이 있다.
본 발명에 따른 몇 가지의 태양(態樣)은, 상기 과제를 해결함으로써, 다양한 종류의 기록 매체에 대하여, 우수한 화질 및 정착성을 구비한 화상을 고속으로 기록할 수 있는 잉크젯 기록용의 잉크 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 전술의 과제 중 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 태양 또는 적용예로서 실현할 수 있다.
[적용예 1]
본 발명에 따른 잉크젯 기록용의 잉크 조성물의 일 태양은, 물과, 색재와, 하기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜 및, 하기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상을 함유하는 잉크젯 기록용의 잉크 조성물로서, 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계가, 상기 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하인 것을 특징으로 한다:
Figure 112014120543891-pat00001
(일반식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타냄);
Figure 112014120543891-pat00002
(일반식 (2)에 있어서, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각, 0.5 이상 25 이하의 정수이며, m＋n은, 1 이상 40 이하임).
적용예 1의 잉크젯 기록용의 잉크 조성물에 의하면, 우수한 화질 및 정착성을 구비한 화상을, 고속으로 기록할 수 있다.
[적용예 2]
적용예 1에 있어서,
상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제 중, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성의 HLB값을 h1, 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h2, 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h3으로 한 경우에, 하기식 (A), 식 (B) 및 식 (C)를 전부 충족할 수 있다.
h1＜h2＜h3 …(A)
h1＜6 …(B)
10≤h3 …(C)
[적용예 3]
적용예 1 또는 적용예 2에 있어서,
상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제는, 상기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜을 1종 이상과, 상기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물을 2종 이상 포함할 수 있다.
[적용예 4]
적용예 1 내지 적용예 3 중 어느 일 예에 있어서,
3종 이상의 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 각각의 함유량이, 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계에 대하여, 5질량％ 이상 50질량％ 미만일 수 있다.
[적용예 5]
적용예 2에 있어서,
상기 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량과, 상기 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량과, 상기 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량과의 비가, 3:1:1∼1:1:1의 범위에 있을 수 있다.
[적용예 6]
적용예 1 내지 적용예 5 중 어느 일 예에 있어서,
기록 매체에 대하여 기록 헤드를 0.5m/초 이상의 속도로 상대적으로 이동시키면서, 당해 기록 헤드로부터 토출시킨 상기 잉크 조성물을 당해 기록 매체에 부착시켜, 화상을 기록하는 잉크젯 기록 방법에 사용할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 발명의 일 예를 설명하는 것이다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 실시되는 각종의 변형예도 포함한다.
1. 잉크 조성물
본 발명의 일 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 물과, 색재와, 하기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜 및, 하기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상을 함유하는 잉크젯 기록용의 잉크 조성물로서, 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계가, 상기 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 실시 형태에 따른 잉크 조성물에 포함되는 성분 및, 포함될 수 있는 성분에 대해 설명한다.
1. 1. 아세틸렌글리콜계 계면활성제
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 하기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜 및, 하기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상 함유한다. 이하, 본 명세서에 있어서, 「3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제」와 같은 경우에는, 하기 일반식 (1) 및 하기 일반식 (2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 가리킨다.
Figure 112014120543891-pat00003
일반식 (1)에 있어서, R1및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기는, 직쇄 구조라도 좋고, 분기 구조라도 좋다. 이러한 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있다. R1 및 R2는 동일해도 상이해도 좋다.
Figure 112014120543891-pat00004
일반식 (2)에 있어서, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각, 0.5 이상 25 이하의 정수이며, m＋n은, 1 이상 40 이하이다. 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기는, 직쇄 구조라도 좋고, 분기 구조라도 좋다. 이러한 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있다. R3 및 R4는 동일해도 상이해도 좋다. 또한, m 및 n은, 에틸렌옥사이드의 부가 몰수를 나타내고, m＋n이 1 이상 40 이하일 필요가 있지만, 10 이상 30 이하인 것이 바람직하고, 15 이상 25 이하인 것이 보다 바람직하다. m＋n이 40을 초과한 경우, 정적 표면 장력 및 동적 표면 장력이 커져, 젖음성이 현저하게 저하된다.
발명자는, 상기의 특정의 구조를 갖는 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상 함유하는 잉크 조성물을 이용함으로써, 잉크의 흡수성이 상이한 복수종의 기록 매체에, 양호한 화질 및 정착성을 구비한 화상을, 고속으로 기록할 수 있다는 우수한 효과를 발휘할 수 있는 것을 발견했다. 이러한 효과를 발휘할 수 있는 메커니즘은, 다음의 이유에 의한 것이라고 생각할 수 있다.
서로 닮은 구조의 계면활성제가 잉크 중에서 복수 존재하면, 각 계면활성제의 배열이 흐트러져, 하나의 계면활성제로 이루어지는 큰 미셀이 형성되기 어려워지기 때문에, 각 계면활성제가 미소한 클러스터로서 존재하게 된다. 그 결과, 기록 매체의 표면에 대한 잉크 조성물의 이동 속도가 향상되어, 다양한 기록 매체에 대한 젖음성 및 침투성이 향상된다. 이에 따라, 화질의 향상 및 기록의 고속화를 실현할 수 있다. 이러한 현상은, 서로 닮은 구조의 아세틸렌글리콜계의 계면활성제가 3종류 이상 존재함으로써 한층 현저해진다.
또한, 기록 매체에 대한 잉크 조성물의 침투 속도는, γㆍcosθ(여기에서, γ는 잉크 조성물의 표면 장력, θ는 기록 매체에 대한 잉크 조성물의 접촉각을 나타냄)로 나타나는 식으로부터 산출되는 값에 비례하는 것이 알려져 있다. 여기에서, 잉크젯 기록용의 잉크 조성물에 널리 이용되고 있는 불소계 계면활성제나 실리콘계 계면활성제는, 접촉각θ가 작지만, 표면 장력γ도 낮기 때문에, 잉크 조성물의 침투 속도의 향상을 예상할 수 없다.
한편, 아세틸렌글리콜계 계면활성제는, 접촉각이 작지만, 표면 장력γ가 높기 때문에, 잉크 조성물의 침투 속도가 향상되어, 화질 및 정착성의 향상 그리고 기록의 고속화를 실현할 수 있다. 이러한 작용은, 서로 닮은 구조의 아세틸렌글리콜계의 계면활성제가 3종류 이상 존재함으로써 한층 현저해진다.
본 명세서에 있어서의 화질의 양부(良否)는, 잉크적의 응집, 색얼룩, 블리드(번짐) 등의 상태에 따라 판단할 수 있다. 여기에서, 잉크적의 응집이란, 기록 매체에 부착한 잉크적이 젖음 확산되기 전에 유동하여, 다른 잉크적과 결합함으로써 발생하는 현상을 말한다. 이와 같이 잉크적의 응집이 일어나면, 기록 매체의 표면에 잉크적으로 피복되어 있지 않은 부분이 줄무늬 형상으로 남는 줄무늬 얼룩이나, 화상에 국소적인 농도 얼룩이 생기는 색얼룩 등이 발생하는 경우가 있다. 또한, 블리드(「번짐」 혹은 「블리딩」이라고도 함)란, 단색으로 기록된 화상의 윤곽 부분이 번져 화상이 불선명해지거나, 상이한 색 간에 있어서 인접하는 한쪽의 색이 다른 한쪽의 색측으로 번져 나와 서로 섞이는 결과, 화상이 불선명해지는 상태를 말한다.
상기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 구체예로서는, 2,5,8,11-테트라메틸-6-도데신-5,8-디올, 5,8-디메틸-6-도데신-5,8-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 4,7-디메틸-5-데신-4,7-디올, 2,3,6,7-테트라메틸-4-옥틴-3,6-디올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 3,6-디에틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올 등을 들 수 있다. 또한, 상기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜은, 시판품을 이용할 수 있으며, 예를 들면 서피놀(sufynol) 82, 104, DF-110(이상 전부 상품명, 닛신카가쿠코교사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물의 구체예로서는, 상기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 구체예로 든 화합물의 에틸렌옥사이드 부가물을 들 수 있다. 또한, 상기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물은, 시판품을 이용할 수 있으며, 예를 들면 올핀(olfine) E1004, E1010, E4300, 서피놀 485(이상 전부 상품명, 닛신코교사 제조) 등을 들 수 있다.
3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제는, 상기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜을 1종 이상과, 상기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물을 2종 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전술의 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제에 의한 효과가 한층 향상되는 경향이 있다.
3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계는, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하일 필요가 있으며, 바람직하게는 0.5질량％ 이상 2질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1질량％ 이상 2질량％ 이하이다. 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량이 상기 범위 내에 있음으로써, 전술한 효과가 한층 양호하게 발휘된다. 한편, 0.1질량％ 미만이면, 화질의 저하나 정착성의 저하가 일어나고, 3질량％를 초과하면, 화질의 저하(특히, 블리드의 발생)가 일어나는 경향이 있다.
3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 각각의 함유량이, 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계에 대하여, 5질량％ 이상 50질량％ 미만인 것이 바람직하고, 10질량％ 이상 50질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 당해 수치 범위 내에 있음으로써, 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 배합 균형이 양호해지기 때문에, 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 함유함으로써 발생하는 효과가 한층 향상된다.
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물에 포함되는 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제 중, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h1, 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h2, 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h3, 으로 한 경우에, 하기식 (A), 식 (B), 식 (C)의 전부를 충족하는 것이 바람직하다.
h1＜h2＜h3 …(A)
h1＜6 …(B)
10≤h3 …(C)
이와 같이, 서로 상이한 HLB값을 갖는 3종류 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 함유하는 잉크 조성물을 이용함으로써, 잉크의 흡수성이 높은 기록 매체나, 잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체 등, 다양한 종류의 기록 매체에 대하여, 하나의 잉크 조성물을 이용하여, 화질 및 정착성이 한층 우수한 화상을 고속으로 기록할 수 있다. 보다 상세하게는, 친유성의 제1 아세틸렌글리콜을 함유함으로써, 잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체에 대한 젖음 확산성의 효과가 양호하게 발휘되고, 친수성의 제3 아세틸렌글리콜을 함유함으로써, 잉크의 흡수성이 높은 기록 매체에 대한 젖음 확산성의 효과가 양호하게 발휘되게 된다. 또한, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제와, 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제와의 사이의 HLB값을 갖는 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 함유함으로써, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제와 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제와의 상용성이 양호해지기 때문에, 고속 인쇄에서의 토출성을 양호하게 할 수 있다. 이와 같이 하여, 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 함유함으로써 발생하는 상기의 효과가 얻어진다.
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물에 포함되는 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제는, 상기식 (A)∼(C)를 충족하는 것에 더하여, 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값(h2)이, 7 이상 12 이하(즉, 7≤h2≤12)인 것이 바람직하고, 8 이상 12 이하(즉, 8≤h2≤12)인 것이 보다 바람직하다.
이에 따라, 잉크 조성물에 포함되는 3종 이상의 아세틸렌글리콜계의 계면활성제의 HLB값의 균형이 양호해지기 때문에, 다양한 종류의 기록 매체에 대한 화질, 정착성, 고속 기록성이 한층 향상되는 경향이 있다.
제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값(h1)은, 상기식 (B)에 나타내는 바와 같이 6 미만인 것이 바람직하지만, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 잉크 중에서의 분산성이 향상된다는 관점에서, 1 이상 6 미만(즉, 1≤h1＜6)인 것이 보다 바람직하고, 3 이상 6 미만(즉, 3≤h1＜6)인 것이 더욱 바람직하다.
제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값(h3)은, 상기식 (C)에 나타내는 바와 같이 10 이상인 것이 바람직하지만, 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제와 다른 계면활성제의 양호한 혼합성을 유지하면서, 잉크의 흡수성이 높은 기록 매체에 대한 침투성을 한층 향상할 수 있다는 관점에서, 10 이상 20 이하(즉, 10≤h3≤20)인 것이 보다 바람직하고, 12 이상 18 이하(즉, 12≤h3≤18)인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서의 HLB값은, 데이비스 등이 제창한 화합물의 친수성을 평가하는 값이며, 예를 들면 문헌 「J.T.Davies and E.K.Rideal, “Interface Phenomena”2nd ed. Academic Press, New York 1963」중에서 정의되어 있는 데이비스법에 의해 구할 수 있는 수치로, 하기식 (i)에 의해 산출되는 값을 말한다:
HLB값＝7＋Σ[1]＋Σ[2] …(i)
(식 (i) 중, [1]은 친수기의 기수를 나타내고, [2]는 소수기의 기수를 나타냄).
잉크 조성물의 전체 질량(100질량％)에 대한, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량을 W1질량％, 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량을 W2질량％, 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량을 W3질량％로 한 경우에, 이들의 비(W1:W2:W3)가, 3:1:1∼1:1:1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 당해 수치 범위 내에 있음으로써, 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 배합 균형이 양호해지기 때문에, 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 함유함으로써 발생하는 효과가 한층 향상된다.
3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제는, 농도 1％가 되도록 물에 첨가했을 때에 투명하게 용해되지 않는 아세틸렌글리콜을 1종 이상과, 농도 1％가 되도록 물에 첨가했을 때에 투명하게 용해되지 않는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물을 1종 이상과, 농도 1％가 되도록 물에 더했을 때에 투명하게 용해되는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물을 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전술의 3종 이상의 아세틸렌글리콜계 계면활성제에 의한 효과가 한층 향상하는 경향이 있다.
아세틸렌글리콜계 계면활성제의 물로의 용해성은, 아세틸렌글리콜계 계면활성제와 물의 혼합액의 광투과율에 기초하여 판단할 수 있으며, 광투과율 90％ 이상의 혼합액을 「투명하게 용해된다」고 하고, 광투과율 90％ 미만의 혼합액을 「투명하게 용해되지 않는다」고 한다. 혼합액은, 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 농도 1％가 되도록 물에 첨가하고, 10분 이상 혼합 교반함으로써 조제된다. 또한, 광투과율은, 분광 광도계를 이용하여, 광로장(長) 1㎝의 석영 셀을 사용하여 측정할 수 있다. 본 측정에 사용하는 분광 광도계로서는, 예를 들면 주식회사 히타치 하이테크놀로지스사 제조의 U-3900(상품명)을 들 수 있다.
1. 2. 색재
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 색재를 함유한다. 이러한 색재로서는, 종래 공지의 염료, 유기 혹은 무기 안료를 이용할 수 있다. 이 중 안료를 이용하는 것이 내광성의 점에서 바람직하다.
안료 중, 무기 안료로서는, 예를 들면, 카본 블랙, 산화 철 및, 산화 티탄을 들 수 있다. 유기 안료로서는, 예를 들면, 퀴나크리돈계 안료, 퀴나크리돈퀴논계 안료, 디옥사진계 안료, 프타로시아닌계 안료, 안트라피리미딘계 안료, 안단트론계 안료(anthanthrone pigment), 인단트론계 안료, 플라반트론계 안료, 페릴렌계 안료, 디케토피롤로피롤계 안료, 페리논계 안료, 퀴노프탈론계 안료, 안트라퀴논계 안료, 티오인디고계 안료, 벤트이미다졸론계 안료, 이소인돌리논계 안료, 아조메틴계 안료 및, 아조계 안료를 들 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 잉크 조성물에는, 색재로서, 금속 입자, 금속 박편, 무기염 등의 광휘성의 안료를 이용해도 좋다.
본 실시 형태의 잉크 조성물에 있어서의 색재의 함유량에 대해서는, 특별히 제한은 없지만, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 바람직하게는 0.01질량％ 이상 25질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5질량％ 이상 15질량％ 이하, 특히 바람직하게는 1질량％ 이상 10질량％ 이하이다.
안료는, 잉크 조성물에 적용하기 위해, 안료가 수중에서 안정적으로 분산 보존유지(保持)할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그 방법으로서는, 수용성 수지 및/또는 수분산성 수지 등의 안료 분산 수지로 분산시키는 방법(이하, 이 방법에 의해 처리된 안료를 「수지 분산 안료」라고 하는 경우가 있음), 분산제로 분산시키는 방법(이하, 이 방법에 의해 처리된 안료를 「분산제 분산 안료」라고 하는 경우가 있음), 안료 입자 표면에 친수성 관능기를 화학적ㆍ물리적으로 도입하고, 상기의 수지 혹은 분산제 없이 수중에 분산 및/또는 용해 가능하게 하는 방법(이하, 이 방법에 의해 처리된 안료를 「표면 처리 안료」라고 하는 경우가 있음) 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 상기의 수지 분산 안료, 분산제 분산 안료, 표면 처리 안료 중 어느 것이라도 이용할 수 있으며, 필요에 따라서 복수종 혼합한 형태로 이용할 수도 있다.
수지 분산 안료에 이용되는 안료 분산 수지로서는, 폴리비닐알코올류, 폴리아크릴산, 아크릴산-아크릴니트릴 공중합체, 아세트산 비닐-아크릴산 에스테르 공중합체, 아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-메타크릴산 공중합체, 스티렌-메타크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-α-메틸스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-α-메틸스티렌-아크릴산-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 스티렌-무수 말레산 공중합체, 비닐 나프탈렌-아크릴산 공중합체, 비닐나프탈렌-말레산 공중합체, 아세트산 비닐-말레산 에스테르 공중합체, 아세트산 비닐-크로톤산 공중합체, 아세트산 비닐-아크릴산 공중합체 등 및 이들의 염을 들 수 있다. 이들 중에서도, 소수성 관능기를 갖는 모노머와 친수성 관능기를 갖는 모노머와의 공중합체, 소수성 관능기와 친수성 관능기를 겸비하는 모노머로 이루어지는 중합체가 바람직하다. 공중합체의 형태로서는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체, 그래프트 공중합체 중 어느 형태로도 이용할 수 있다. 이러한 안료 분산 수지에는, 시판품을 이용할 수 있으며, 예를 들면, Solsperse 20000, 24000, 32000, 32500, 33500, 34000, 35200, 37500(모두 LUBRIZOL사 제조), Disperbyk-161, 162, 163, 164, 166, 180, 190, 191, 192(모두 빅케미ㆍ재팬사 제조), 플로우렌(flowlen) DOPA-17, 22, 33, G-700(모두 쿄에이샤카가쿠 주식회사 제조), 아지수퍼(ajisuper) PB821, PB711(모두 아지노모토 주식회사 제조), LP4010, LP4050, LP4055, POLYMER400, 401, 402, 403, 450, 451, 453(모두 EFKA 케미컬즈사 제조) 등을 들 수 있다.
안료 분산 수지의 함유 비율은, 분산해야 할 안료에 의해 적절하게 선택할 수 있지만, 잉크 조성물 중의 안료의 함유량 100질량부에 대하여, 바람직하게는 5질량부 이상 200질량부 이하, 보다 바람직하게는 30질량부 이상 120질량부 이하이다.
1. 3. 물
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 물을 함유한다. 물은, 이온 교환수, 한외 여과수, 역침투수, 증류수 등의 순수 또는 초순수와 같은 이온성 불순물을 최대한 제거한 것인 것이 바람직하다. 또한, 자외선 조사 또는 과산화 수소 첨가 등에 의해 멸균한 물을 이용하면, 잉크를 장기 보존하는 경우에 곰팡이나 박테리아의 발생을 방지할 수 있기 때문에 적합하다. 물의 함유량은, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 예를 들면 50질량％ 이상으로 할 수 있다.
1. 4. 그 외의 성분
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 유기 용제, 수지, 상기 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제 이외의 계면활성제(이하, 「그 외의 계면활성제」라고도 함), pH 조정제, 방부제ㆍ방곰팡이제, 방청제, 킬레이트화제 등을 함유해도 좋다.
1. 4. 1. 유기 용제
유기 용제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 1,2-알칸디올류, 다가 알코올류, 피롤리돈 유도체, 글리콜에테르류 등을 들 수 있다.
1,2-알칸디올류로서는, 예를 들면, 1,2-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,2-옥탄디올 등을 들 수 있다. 1,2-알칸디올류는, 기록 매체에 대한 잉크 조성물의 젖음성을 높여 균일하게 적시는 작용이 우수하다. 1,2-알칸디올류를 함유하는 경우에는, 그 함유량이, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 1질량％ 이상 20질량％ 이하로 할 수 있다.
다가 알코올류로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 트리메틸올프로판, 글리세린 등을 들 수 있다. 다가 알코올류는, 잉크 조성물의 기록 매체에 대한 젖음성을 높이거나, 기록 헤드의 노즐의 보습성을 높이는 등의 기능을 구비한다. 다가 알코올류를 함유하는 경우에는, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 2질량％ 이상 30질량％ 이하로 할 수 있다.
피롤리돈 유도체로서는, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, N-부틸-2-피롤리돈, 5-메틸-2-피롤리돈 등을 들 수 있다. 피롤리돈 유도체는, 수지의 양호한 용해제로서 작용할 수 있다. 피롤리돈 유도체를 함유하는 경우에는, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.5질량％ 이상 6질량％ 이하로 할 수 있다.
글리콜에테르류로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜모노이소부틸에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노이소헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 모노헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노이소헥실에테르, 트리에틸렌글리콜모노이소헥실에테르, 에틸렌글리콜모노이소헵틸에테르, 디에틸렌글리콜모노이소헵틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노이소헵틸에테르, 에틸렌글리콜모노옥틸에테르, 에틸렌글리콜모노이소옥틸에테르, 디에틸렌글리콜모노이소옥틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노이소옥틸에테르, 에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 트리에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노-2-에틸펜틸에테르, 에틸렌글리콜모노-2-에틸펜틸에테르, 에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 에틸렌글리콜모노-2-메틸펜틸에테르, 디에틸렌글리콜모노-2-메틸펜틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르 및, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독이나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 글리콜에테르류는, 잉크 조성물의 기록 매체에 대한 젖음성 등을 제어할 수 있다. 글리콜에테르류를 함유하는 경우에는, 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.5질량％ 이상 6질량％ 이하로 할 수 있다.
1. 4. 2. 수지
수지는, 잉크 조성물의 정착성을 향상시키는 바와 같은 기능을 구비한다. 수지로서는, 아크릴계 수지, 플루오렌계 수지, 우레탄계 수지, 올레핀계 수지, 로진 변성 수지, 테르펜계 수지, 에스테르계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지, 염화 비닐계 수지, 염화 비닐-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌아세트산 비닐계 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는, 1종 단독 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 수지에는, 에멀젼 타입의 것을 이용해도 좋고, 용액 타입의 것을 이용해도 좋다. 수지를 함유하는 경우에는, 그 함유량을 0.1질량％ 이상 6질량％ 이하로 할 수 있다.
1. 4. 3. 그 외의 계면활성제
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 그 외의 계면활성제(상기 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제 이외의 계면활성제)를 함유해도 좋다. 이러한 계면활성제로서는, 상기 일반식 (1) 및 일반식 (2)에 해당하지 않는 아세틸렌글리콜계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 및, 불소계 계면활성제 등을 들 수 있다.
1. 4. 4. pH 조정제, 방부제ㆍ방곰팡이제, 방청제, 킬레이트화제
pH 조정제로서는, 예를 들면, 인산 2수소 칼륨, 인산 수소 2나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 리튬, 수산화 칼륨, 암모니아, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 탄산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 수소 나트륨, 트리스하이드록시메틸아미노메탄(THAM), 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진에탄술폰산(HEPES), 모르폴리노에탄술폰산(MES), 카르바모일메틸이미노비스아세트산(ADA), 피페라진-1,4-비스(2-에탄술폰산)(PIPES), N-(2-아세트아미드)-2-아미노에탄술폰산(ACES), 콜라민염산, N,N-비스(2-하이드록시에틸)-2-아미노에탄술폰산(BES), N-트리스(하이드록시메틸)메틸-2-아미노에탄술폰산(TES), 아세트아미드글리신, 트리신, 글리신아미드, 비신 등의 굿 버퍼, 인산 완충액, 트리스 완충액 등을 들 수 있다.
방부제, 방곰팡이제로서는, 예를 들면, 벤조산 나트륨, 펜타클로로페놀나트륨, 2-피리딘티올-1-옥사이드나트륨, 솔빈산 나트륨, 디하이드로아세트산 나트륨, 1,2-디벤조이소티아졸린-3-온(제네카사의 프록셀(proxel) CRL, 프록셀 BDN, 프록셀 GXL, 프록셀 XL.2, 프록셀 TN, 프록셀 LV), 4-클로로-3-메틸페놀(바이엘사의 프레벤톨(preventol) CMK 등) 등을 들 수 있다.
방청제로서는, 예를 들면, 벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
킬레이트화제로서는, 예를 들면, 에틸렌디아민 4아세트산 및 그들의 염류(에틸렌디아민 4아세트산 2수소 2나트륨염 등) 등을 들 수 있다.
1. 5. 잉크 조성물의 조제 방법
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 전술한 성분을 임의의 순서로 혼합하고, 필요에 따라서 여과 등을 하여 불순물을 제거함으로써 얻어진다. 각 성분의 혼합 방법으로서는, 메커니컬 스터러, 마그네틱 스터러 등의 교반 장치를 구비한 용기에 순차 재료를 첨가하여 교반 혼합하는 방법이 적합하게 이용된다. 여과 방법으로서는, 원심 여과, 필터 여과 등을 필요에 따라서 행할 수 있다.
1. 6. 물성
본 실시 형태에 따른 잉크 조성물은, 화상 품질과 잉크젯 기록용의 잉크 조성물로서의 신뢰성과의 균형의 관점에서, 20℃에 있어서의 표면 장력이 20mN/m 이상 40mN/m인 것이 바람직하고, 25mN/m 이상 35mN/m 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 표면 장력의 측정은, 예를 들면, 자동 표면 장력 합계 CBVP-Z(상품명, 쿄와카이멘카가쿠 주식회사 제조)를 이용하고, 20℃의 환경하에서 백금 플레이트를 잉크로 적셨을 때의 표면 장력을 확인함으로써 측정할 수 있다.
또한, 동일한 관점에서, 본 실시 형태에 따른 잉크 조성물의 20℃에 있어서의 점도는, 1.5mPaㆍs 이상 10mPaㆍs 이하인 것이 바람직하고, 2mPaㆍs 이상 8mPaㆍs 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 점도의 측정은, 예를 들면, 점탄성 시험기 MCR-300(상품명, Pysica사 제조)을 이용하여, 20℃의 환경하에서의 점도를 측정할 수 있다.
2. 잉크 세트
본 발명의 일 실시 형태에 따른 잉크 세트는, 색상이 상이한 복수의 잉크 조성물을 포함하며, 복수의 상기 잉크 조성물 중, 적어도 하나의 잉크 조성물이 전술한 잉크 조성물(즉, 물, 색재, 3종 이상의 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하의 범위에서 함유하는 잉크 조성물)인 것을 특징으로 한다.
색상이 상이한 복수의 잉크 조성물에는, 예를 들면, 옐로우 잉크, 마젠타 잉크, 시안 잉크를 들 수 있으며, 추가로 블랙 잉크 등을 이용해도 좋다.
옐로우 잉크란, 기록 매체(예를 들면, 세이코엡슨 주식회사 제조의 「사진 용지(광택)」(상품명))에 부착시켰을 때에 옐로우색을 나타내는 화상을 기록할 수 있는 것을 말하며, 통상, 옐로우계의 색재를 함유하는 것이다. 여기에서, 옐로우색이란, CIELAB 색공간에 있어서 정의되는 색상각 h가 80°∼110°인 색을 말한다. 옐로우색의 명도와 채도는, 명도 L*이 70∼100, 채도 C*가 55∼90이면 적합하다. 옐로우계의 색재로서는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, C.I.피그먼트 옐로우 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 34, 35, 37, 53, 55, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 108, 109, 110, 113, 114, 117, 120, 124, 128, 129, 133, 138, 139, 147, 150, 151, 153, 154, 155, 167, 172, 180, 185, 213 등의 옐로우계의 안료를 들 수 있다. 이들 안료는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
마젠타 잉크란, 기록 매체(예를 들면, 세이코엡슨 주식회사 제조의 「사진 용지(광택)」(상품명))에 부착시켰을 때에 마젠타색을 나타내는 화상을 기록할 수 있는 것을 말하며, 통상, 마젠타계의 색재를 함유하는 것이다. 여기에서, 마젠타색이란, CIELAB 색공간에 있어서 정의되는 색상각 h가 330°∼360°인 색을 말한다. 마젠타색의 명도와 채도는, 명도 L*이 40∼70, 채도 C*가 60∼100이면 적합하다. 마젠타계의 색재로서는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, C.I.피그먼트 레드 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 40, 41, 42, 48(Ca), 48(Mn), 57(Ca), 57:1, 88, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 150, 166, 168, 170, 171, 175, 176, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 202, 209, 219, 224, 245, 254, 264, C.I.피그먼트 바이올렛 19, 23, 32, 33, 36, 38, 43, 50 등의 마젠타계의 안료를 들 수 있다. 이들 안료는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
시안 잉크란, 기록 매체(예를 들면, 세이코엡슨 주식회사 제조의 「사진 용지(광택)」(상품명))에 부착시켰을 때에 시안 색을 나타내는 화상을 기록할 수 있는 것을 말하며, 통상, 시안계의 색재를 함유하는 것이다. 여기에서, 시안색이란, CIELAB 색공간에 있어서 정의되는 색상각 h가 230°∼260°인 색을 말한다. 시안 색의 명도와 채도는, 명도 L*이 50∼85, 채도 C*가 40∼80이면 적합하다. 시안계의 색재로서는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, C.I.피그먼트 블루 1, 2, 3, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 15:34, 16, 18, 22, 25, 60, 65, 66 등의 시안계의 안료를 들 수 있다. 이들 안료는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
블랙 잉크란, 기록 매체(예를 들면, 세이코엡슨 주식회사 제조의 「사진 용지(광택)」(상품명))에 부착시켰을 때에 블랙색을 나타내는 화상을 기록할 수 있는 것을 말하며, 통상, 블랙계의 색재를 함유하는 것이다. 블랙색이란, CIELAB 색공간에 있어서 정의되는 명도 L*이 50 이하, 채도 C*가 15 이하인 색을 말한다. 블랙계의 색재로서는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 퍼네스 블랙, 램프 블랙, 아세틸렌 블랙, 채널 블랙 등의 카본 블랙(C.I.피그먼트 블랙 7)으로 대표되는 블랙계의 안료를 들 수 있다. 더욱 상세하게는, 블랙계의 안료로서는, 예를 들면, 미츠비시 화학 제조의 No.2300, No.900, MCF88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA7, MA8, MA100, 또는 No2200B 등; 콜롬비아사 제조의 Raven5750, Raven5250, Raven5000, Raven3500, Raven1255, 또는 Raven700 등; 캐봇사 제조의 Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, 또는 Monarch 1400 등; 혹은, 데구사사 제조의 Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 　140U, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, 또는 Special Black 4 등을 들 수 있다. 이들 안료는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
본 실시 형태에 따른 잉크 세트의 보다 바람직한 태양으로서는, 잉크 세트에 포함되는 전술한 잉크 조성물이 옐로우 잉크인 것을 들 수 있다. 옐로우 잉크를 이용하여 기록되는 화상은, 다른 컬러 잉크(시안, 마젠타 잉크 등)를 이용하여 기록되는 화상과 비교하여, 블리드(특히 타색 잉크와의 경계 부분의 블리드)가 눈에 띄기 쉽다. 그 때문에, 옐로우 잉크에 전술한 잉크 조성물로 나타낸 배합을 적용함으로써, 블리드가 억제된 화상을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 잉크 세트의 더욱 바람직한 태양으로서는, 잉크 세트에 포함되는 전술한 잉크 조성물이, 옐로우 잉크 및 블랙 잉크인 것을 들 수 있다. 블랙 잉크를 이용하여 기록된 화상은, 옐로우 잉크와 동일하게 블리드(특히 옐로우 잉크와의 경계 부분의 블리드)가 눈에 띄기 쉽다. 그 때문에, 옐로우 잉크에 더하여, 블랙 잉크에도 전술한 잉크 조성물로 나타낸 배합을 적용함으로써, 블리드가 억제된 화상을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 잉크 세트에 포함되는 잉크 조성물의 전부가, 전술한 잉크 조성물의 배합이 적용된 것이면 좋다.
3. 잉크젯 기록 방법
본 발명의 일 실시 형태에 따른 잉크젯 기록 방법은, 전술한 잉크 조성물 또는 잉크 세트를 이용하여, 당해 잉크 조성물의 잉크적을 토출시켜, 당해 잉크적을 기록 매체에 부착시킴으로써 화상을 기록하는 것이다. 이에 따라, 기록 매체에 화상이 형성된 기록물이 얻어진다. 본 실시 형태에 따른 잉크젯 기록 방법에서는, 전술의 잉크 조성물을 사용하고 있기 때문에, 다양한 기록 매체에 대하여, 화질 및 정착성이 우수한 화상을 고속으로 기록할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 잉크젯 기록 방법은, 잉크젯 기록 장치(예를 들면 공지의 잉크젯 프린터 등)를 이용하여 행해진다. 이러한 잉크적 토출 장치로서는, 소위 시리얼형의 잉크젯 기록 장치(기록 헤드로서 시리얼 헤드를 채용한 프린터) 및 라인형의 잉크젯 기록 장치(기록 헤드로서 라인 헤드를 채용한 프린터) 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 이들 형태의 잉크젯 기록 장치에는, 기록 헤드가 탑재되어 있으며, 기록 매체와 기록 헤드와의 상대적인 위치 관계를 변화시키면서, 기록 헤드의 노즐로부터 잉크 조성물의 잉크적을 소정의 타이밍으로 또한 소정의 체적(질량)으로 토출시키고, 기록 매체에 잉크 조성물을 부착시켜 소정의 화상을 기록할 수 있다.
여기에서, 기록 매체에 화상을 기록할 때의 기록 속도는, 기록 매체에 대한 기록 헤드의 상대적인 이동 속도를 빠르게 함으로써 향상된다. 전술한 잉크 조성물은, 다양한 기록 매체에 대한 침투성 및 젖음 확산성이 우수하다는 성질을 구비하고 있기 때문에, 기록 매체에 대한 기록 헤드의 상대적인 이동 속도가 0.5m/초 이상(바람직하게는 0.5m/초 이상 3m/초 이하)과 같은 고속인 경우라도, 화질 및 정착성이 우수한 화상을 기록할 수 있다.
잉크젯 기록 방법은, 전술한 바와 같은 시리얼형 또는 라인형의 잉크젯 기록 장치를 이용할 수 있지만, 그 방식으로서는, 잉크 조성물을 미세한 노즐로부터 잉크적으로서 토출하여 당해 잉크적을 기록 매체에 부착시킬 수 있으면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 잉크젯 기록 방식으로서는, 정전 흡인 방식, 펌프 압력에 의해 잉크적을 분사시키는 방식, 압전 소자를 이용하는 방식, 잉크액을 미소 전극으로 가열 발포시켜 잉크적을 분사시키는 방식, 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 압전 소자를 이용하는 방식을 바람직하게 이용할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 잉크젯 기록 방법은, 전술한 잉크 조성물 혹은 잉크 세트를 이용하기 때문에, 다양한 종류의 기록 매체에 대하여 화질 및 정착성이 우수한 화상을 고속으로 기록할 수 있다. 이러한 기록 매체로서는, 잉크의 흡수성이 높은 기록 매체나, 잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체를 들 수 있다.
통상, 잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체에 대하여 잉크젯 기록을 행하는 경우에는, 잉크 조성물이 젖음 확산성이나 침투성이 낮은 점에서, 양호한 화질의 화상을 기록하기 위해, 히터 등의 건조 장치를 이용하여 기록된 화상을 건조시킬 필요가 있었다. 그러나, 전술한 잉크 조성물은, 잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체에 대해서도 잉크의 젖음 확산성 및 침투성이 우수하기 때문에, 히터 등의 건조 장치를 이용한 건조 공정을 생략하는 것이 가능해지는 경우가 있다. 이에 따라, 건조 장치의 도입에 수반하는 장치의 대형화나 소비 전력의 증대 등의 문제를 해소하거나, 건조 공정의 생략에 수반하는 화상 기록의 고속화를 실현할 수 있다.
잉크의 흡수성이 높은 기록 매체로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 수성 잉크의 침투성이 높은 전자 사진 용지 등의 보통지, 잉크젯 용지(실리카 입자나 알루미나 입자로 구성된 잉크 흡수층, 혹은, 폴리비닐알코올(PVA)이나 폴리비닐피롤리돈(PVP) 등의 친수성 폴리머로 구성된 잉크 흡수층을 구비한 잉크젯 전용지) 등을 들 수 있다.
잉크의 흡수성이 낮은 기록 매체로서는, 특별히 한정되지 않지만, 표면에 잉크를 수용하기 위한 도공층이 형성된 도공지를 들 수 있으며, 예를 들면, 수성 잉크의 침투성이 비교적 낮은 일반의 오프셋 인쇄에 이용되는 아트지, 코팅지, 매트지 등의 인쇄본지를 들 수 있다.
4. 실시예
이하, 본 발명의 실시 형태를 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 실시 형태는 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
4. 1. 잉크 조성물의 조제
표 1에 나타내는 각 재료를 용기 안에 넣고, 마그네틱 스터러에서 2시간 교반 혼합한 후, 공경(孔徑) 5㎛의 멤브레인 필터로 여과하여 쓰레기나 조대 입자 등의 불순물을 제거함으로써, 실시예 및 비교예에 따른 잉크 조성물을 조제했다. 또한, 실시예 및 비교예에서는, 색재의 종류만을 변경한 4개의 잉크 조성물(옐로우 잉크, 마젠타 잉크, 시안 잉크, 블랙 잉크)을 작성하고, 4개의 잉크 조성물의 각각 대해서 평가를 행했다. 단, 블리드 시험에 대해서는, 옐로우 잉크 및 블랙 잉크를 이용하여 실시했다.
또한, 표 1 중, 화합물명 이외에 기재한 재료는, 다음과 같다.
ㆍ 서피놀 104(상품명, 닛신카가쿠코교사 제조, 상기식 (1)에 해당하는 아세틸렌글리콜, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, HLB값: 4)
ㆍ 서피놀 82(상품명, 닛신카가쿠코교사 제조, 상기 (1)에 해당하는 아세틸렌글리콜, HLB값: 4)
ㆍ 올핀 E1004(상품명, 닛신카가쿠코교사 제조, 상기식 (2)에 해당하는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, HLB값: 8)
ㆍ 올핀 E4300(상품명, 닛신카가쿠코교사 제조, 상기식 (2)에 해당하는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, HLB값: 11)
ㆍ 올핀 E1010(상품명, 닛신카가쿠코교사 제조, 상기식 (2)에 해당하는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올의 에틸렌옥사이드 부가물(에틸렌옥사이드 부가 몰수: 10), HLB값: 13)
ㆍ 서피놀 485(상품명, 닛신카가쿠코교사 제조, 상기식 (2)에 해당하는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올의 에틸렌옥사이드 부가물(에틸렌옥사이드 부가 몰수: 30), HLB값: 17)
ㆍ 노이겐(noigen) ET-116B(상품명, 다이이치코교 제약사 제조, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, HLB값: 12)
ㆍ BYK-348(상품명, 빅케미ㆍ재팬 주식회사 제조, 실리콘계 계면활성제, HLB값: 11)
ㆍ안료(잉크 조성물마다, 카본 블랙(블랙 잉크용), C.I.피그먼트 블루 15:4(시안 잉크용), C.I.피그먼트 레드 122(마젠타 잉크용), 또는 C.I.피그먼트 옐로우 74(옐로우 잉크용)를 사용함)
ㆍ 스티렌 아크릴산 공중합체(상품명 「JONCRYL390」, BASF 재팬사 제조, 유리 전이 온도(Tg): -5℃, 중량 평균 분자량: 20만 이상)
Figure 112014120543891-pat00005
4. 2. 평가 시험
이하의 평가 시험은, 다음과 같이 하여 얻어진 샘플을 이용하여 행했다. 우선, 잉크젯 프린터 PX-B510(세이코엡슨 주식회사 제조)를 개량하여, 기록 헤드의 캐리지의 이동 속도를 0.5m/초 및 0.3m/초로 조정할 수 있도록 했다. 그 후, 상기와 같이 조제한 잉크 조성물을 충전한 잉크 카트리지를 상기 프린터에 탑재하고, 각 잉크 조성물을 기록 헤드의 노즐로부터 토출시켜, 기록 매체에 화상을 기록했다. 이와 같이 화상이 기록된 기록물을 평가 샘플로서 이용했다.
또한, 평가 샘플은, 고속 기록(캐리지의 이동 속도 0.5m/초) 및 저속 기록(캐리지의 이동 속도 0.3m/초)의 각각에 대해서 제작했다. 또한, 화상의 기록 조건은, Duty 100％, 세로 360×가로 360dpi의 화상 해상도로 설정했다.
평가 샘플의 제작에 사용한 기록 매체는, 다음과 같다.
ㆍ 잉크젯용 사진 용지(상품명 「사진 용지＜광택＞」, 세이코엡슨 주식회사 제조)
ㆍ 보통지 1(상품명 「양면 상질 보통지」, 세이코엡슨 주식회사 제조)
ㆍ 보통지 2(상품명 「CopyPlusPaper」, Hammermill사 제조)
ㆍ 코팅지(상품명 「OK 탑코트＋」, 오지세이시 주식회사 제조)
4. 2. 1. 응집과 색얼룩
상기와 같이 하여 얻어진 평가 샘플에 대해서, 육안으로 화상의 응집 및 색얼룩 상태를 확인함으로써, 화질의 평가를 행했다. 평가 기준은 다음과 같다.
◎: 화상 기록면으로부터 20㎝의 위치에서, 색얼룩, 응집의 발생이 확인되지 않음
○: 화상 기록면으로부터 20㎝의 위치에서, 색얼룩, 응집의 발생이 확인됨
△: 화상 기록면으로부터 100㎝의 위치에서, 색얼룩, 응집의 발생이 확인됨
×: 화상 기록면으로부터 200㎝의 위치에서, 색얼룩, 응집의 발생이 확인됨
4. 2. 2. 블리드(K-Y색 간 블리드)
블리드 시험은, 옐로우 잉크(Y)와 블랙 잉크(K)가 인접하는 화상 패턴을 기록하여, 양 잉크에 의해 기록된 화상의 경계 부분의 블리드의 발생 상태를 육안으로 확인함으로써, 화질의 평가를 행했다. 평가 기준은 다음과 같다.
◎: 화상 기록면으로부터 20㎝의 위치에서, 블리드가 확인되지 않음
○: 화상 기록면으로부터 20㎝의 위치에서, 블리드가 확인됨
△: 화상 기록면으로부터 100㎝의 위치에서, 블리드가 확인됨
×: 화상 기록면으로부터 200㎝의 위치에서, 블리드가 확인됨
4. 2. 3. 정착(문지름 시험)
상기와 같이 하여 얻어진 평가 샘플의 화상을 손가락으로 2회 문질러, 화상의 오염 상태를 육안으로 확인함으로써, 화상의 정착성의 평가를 행했다. 평가 기준은 다음과 같다.
◎: 화상 기록면으로부터 20㎝의 위치에서, 화상의 오염이 확인되지 않음
○: 화상 기록면으로부터 20㎝의 위치에서, 화상의 오염이 확인됨
△: 화상 기록면으로부터 100㎝의 위치에서, 화상의 오염이 확인됨
×: 화상 기록면으로부터 200㎝의 위치에서, 화상의 오염이 확인됨
4. 3. 평가 결과
이상의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112014120543891-pat00006
표 2의 평가 결과와 같이, 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상 함유하고, 이것을 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하로 함유하는 잉크 조성물을 이용함으로써, 다양한 종류의 기록 매체에 대하여, 저속 기록 및 고속 기록 중 어느 경우라도, 화질 및 정착성이 우수한 화상이 얻어지는 것이 나타났다.
한편, 비교예 1∼비교예 11에 따른 잉크 조성물은, 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상 함유하고 있지 않기 때문에, 저속 기록시에는, 잉크의 흡수성이 낮은 코팅지에 대한 화질 및 정착성이 저하되는 경향이 확인되고, 고속 기록시에는, 코팅지에 대한 화질 및 정착성의 저하, 그리고 보통지에 대한 정착성의 저하가 확인되었다.
또한, 비교예 12에 따른 잉크 조성물은, 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상 함유하지만, 그 함유량이 0.1질량％ 미만이다. 그 때문에, 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 효과가 충분히 발휘되지 않고, 각 평가 시험의 결과가 비교예 1∼비교예 11에서 사용한 잉크 조성물과 동일한 경향이 되는 것이 나타났다.
비교예 13에 따른 잉크 조성물은, 특정 구조의 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상 함유하지만, 그 함유량이 3질량％를 초과한다. 비교예 13에 따른 잉크 조성물을 사용한 경우, 저속 인쇄시에는, 코팅지에 대한 블리드의 발생이 현저해지고, 고속 인쇄시에는, 코팅지에 대한 블리드의 발생이 현저해지는 것에 더하여, 응집 및 색얼룩의 발생도 현저해지는 것이 나타났다.
본 발명은, 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성(예를 들면, 기능, 방법 및 결과가 동일한 구성, 혹은 목적 및 효과가 동일한 구성)을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성의 본질적이지 않은 부분을 치환한 구성을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성과 동일한 작용 효과를 나타내는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성에 공지 기술을 부가한 구성을 포함한다.

Claims (6)

  1. 물과,
    색재와,
    하기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜 및, 하기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아세틸렌글리콜계 계면활성제를 3종 이상을 함유하는 잉크젯 기록용의 잉크 조성물로서,
    상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계가, 상기 잉크 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.1질량％ 이상 3질량％ 이하이고,
    상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제 중, 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h1, 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h2, 친수성의 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 HLB값을 h3으로 한 경우에, 하기식 (A), 식 (B) 및 식 (C)를 전부 충족하는 잉크 조성물:
    Figure 112016067921837-pat00007

    (일반식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타냄);
    Figure 112016067921837-pat00008

    (일반식 (2)에 있어서, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각, 0.5 이상 25 이하의 정수이며, m＋n은, 1 이상 40 이하임)
    h1＜h2＜h3 …(A)
    h1＜6 …(B)
    10≤h3 …(C).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제는, 상기 일반식 (1)로 나타나는 아세틸렌글리콜을 1종 이상과, 상기 일반식 (2)로 나타나는 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물을 2종 이상을 포함하는 잉크 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    3종 이상의 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 각각의 함유량이, 상기 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량의 합계에 대하여, 5질량％ 이상 50질량％ 미만인 잉크 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량과, 상기 제2 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량과, 상기 제3 아세틸렌글리콜계 계면활성제의 함유량과의 비가, 3:1:1∼1:1:1의 범위에 있는 잉크 조성물.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    기록 매체에 대하여 기록 헤드를 0.5m/초 이상의 속도로 상대적으로 이동시키면서, 당해 기록 헤드로부터 토출시킨 상기 잉크 조성물을 당해 기록 매체에 부착시켜, 화상을 기록하는 잉크젯 기록 방법에 사용하는 잉크 조성물.
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