WO2012005115A1 - インクジェット用水性インク、およびインクジェット画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るインクジェット用水性インクについて説明する。
本発明に係る有機酸とは、有機化合物のうち酸性をもつものをいう。但し、下述する本発明に係る樹脂は含まない。
本発明に係るアミンとは、アンモニア又はアンモニアの水素原子を炭化水素残基で置換した化合物である。
本発明に係るアミン塩とは、酸成分をアミンで中和したものを指す。その中でも特に酸成分のpKaが5以下であることが好ましい。また、pKaを複数有する酸成分は、酸成分全体としてpKaが5以下であることが好ましい。
本発明に係る樹脂とは、上記の有機酸または無機酸のpKaよりも樹脂の酸成分のpKaが高い樹脂であることを特徴とする。
本発明に係る架橋剤とは、架橋基を有する化合物をいい、従来から公知のものが使用できる。例えば、カルボジイミド基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、イソシアネート基を有する化合物、アルデヒド基を有する化合物、N-メチロール基を有する化合物、アクリロイル基を有する化合物、ビニルスルホン基を有する化合物、活性ハロゲン基を有する化合物、エチレンイミノ基を有する化合物、グリオキザール基を有する化合物、メラミンを有する化合物等を挙げることができるが、本発明においては、カルボジイミド基及びオキサゾリン基からなる群から選ばれる2つ以上の基(同群又は異群どちらでも構わない)を有する化合物は、混合後の保存安定性に優れ、安全性が高いので好ましい。
また、本発明に係るインクには、上記アミン等によって中和された樹脂とは異なる樹脂を様々の目的に応じて含有させてもよい。これらの樹脂は、複数種添加しても、共重合体として添加しても良く、エマルジョン状態で分散されていても構わない。エマルジョン状態で分散させる場合、インクジェット方式による射出性を損なわないという観点から、樹脂微粒子の平均粒径は、300nm以下であることが好ましい。水溶性ポリマーの場合、組成や分子量は特に限定は無いが、重量平均分子量50000以下であることが好ましい。
本発明に係るインクは、水を含有する。水のインク中での含有量は、少なくとも20質量%以上90質量%以下であることが望ましい。
本発明に係るインクは、水溶性有機溶媒を含んでも良い。インク中に樹脂を溶解する場合、インク溶媒としては、20質量%以上、90質量%以下の水の他に、吐出性向上やインク物性の調整などの目的で、水溶性有機溶媒を含んでいることが好ましい。本発明の効果を損なわない限り、水溶性有機溶媒の種類には特に制限はなく、例えば、グリセリン、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、テトラプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、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、ポリエチレングリコール、デカグリセリル、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、2-ピロリジノン、ジメチルイミダゾリジノン、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プロピルエーテル、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プロピルエーテル、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、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、ジエチ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メチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピ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、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、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、3-メチル-2,4-ペンタンジオール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ブタンジオール、等を挙げることができる。
本発明に係るインクに使用できる顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、水分散性顔料、溶媒分散性顔料等何れも使用可能であり、例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、カーボンブラック等の無機顔料等を好ましく用いることができる。
本発明に係るインクには、吐出性向上や濡れ性向上のため、界面活性剤を含んでいることが好ましい。使用される界面活性剤としては、陽イオン性、陰イオン性、両性、非イオン性のいずれの界面活性剤を用いることができる。本発明に適用可能な界面活性剤の具体例としては、特に限定するものではないが、以下のものを好ましく用いることができる。
本発明に係るインクには、さらに種々の目的で添加物を含んでも良い。出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、流動パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリコンオイル等の油滴微粒子、特開昭57-74193号公報、同57-87988号公報及び同62-261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57-74192号公報、同57-87989号公報、同60-72785号公報、同61-146591号公報、特開平1-95091号公報及び同3-13376号公報等に記載されている退色防止剤、特開昭59-42993号公報、同59-52689号公報、同62-280069号公報、同61-242871号公報及び特開平4-219266号公報等に記載されている蛍光増白剤等を挙げることができる。
本発明のインクジェット画像形成方法(以後、単に画像形成方法ともいう)においては、本発明に係るインクジェットインクを装填したプリンター等により、デジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりインクジェットインクを液滴として吐出させることで、記録媒体に画像形成を行う。
(マゼンタ顔料分散体の調製)
顔料分散剤としてジョンクリル690、3部、ジメチルアミノエタノール1.3部、イオン交換水80.7部を混合した後、加熱攪拌した。この混合液に、C.I.ピグメントレッド122を15部添加し、プレミックスした後、0.5mmジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて分散し、顔料固形分が15%のマゼンタ顔料分散体を得た。
顔料分散剤としてジョンクリル690 3部、ジメチルアミノエタノール1.3部、イオン交換水80.7部を混合した後、加温攪拌した。この混合液にC.I.ピグメントブルー15:3を15部添加し、プレミックスした後、0.5mmジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて分散し、顔料固形分が15%のシアン顔料分散体を得た。
(インク1-Mの調製)
下記に記載した各添加剤のうち、マゼンタ顔料分散体を除いたものを、下記の添加量で混合し、十分に攪拌した後、マゼンタ顔料分散体33部を攪拌しながら添加した。十分に攪拌を行った後、この混合液を#3500メッシュの金属フィルターで濾過し、中空糸膜による脱気を行って、インク1-Mを調製した。なお、ジョンクリル70Jは、アミンにより中和された水溶性アクリル樹脂であり、pKaは6.3である。pKaは固形分濃度0.5%の水溶液を100ml作製し、0.02Nの塩酸水溶液によって、1滴/3分の速度で撹拌を行いながら滴定し、求めた。
酢酸アンモニウム(酢酸:pKa 4.76) 2部
カルボジライトSV-02(日清紡ケミカル社製)(固形分40%)
13部
ジョンクリル70J(BASF社製)(固形分30%) 10部
マゼンタ顔料分散体 33部
オルフィンE1010(アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製) 0.5部
KF351(シリコーン系界面活性剤、信越化学工業社製) 0.5部
ジエチレングリコールモノエチルエーテル 7部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル 10部
2-ピロリジノン 5部
水 19部
1-Mの酸・アミン、架橋剤を下記表1のように変更し、インク全体で100部になるように水を加えた以外は同様に2-M~8-M、10-M~12-Mを調整した。
カルボジライトSV-02(日清紡ケミカル社製)(固形分40%)
エポクロスWS-500(日本触媒社製)(固形分40%)
ケミタイトPZ-33(日本触媒社製)(固形分99%以上)
また、インク1-C~12-Cの調製について、マゼンタ顔料分散体を同量のシアン分散体に変更した以外は同様にして、インク1-C~12-Cを調製した。但し、9-Cのシアン分散体については、ジメチルアミノエタノールを水酸化ナトリウム水溶液に変えて調整したシアン顔料分散体を用いた。
インク1-Mと1-Cの組み合わせをインクセットAとし、以下同様にM、Cを組み合わせたインクセットA~Lを用意した。
〔画像1の形成〕
インクセットAを用いて、下記の画像形成方法により、印刷塗工紙上、塩化ビニル上に画像1を形成した。
インクセットB~Lを用いて、画像形成1と同様に画像を形成した。
インクセットAを用いて、画像形成1と同様に画像を塩化ビニル上に形成し、画像形成面を30℃になるように加熱した印刷塗工紙に同様の方法で画像を形成した。
〔擦過性の評価〕
乾燥条件として、記録媒体の画像形成面を熱プレートなどで表2に記載の温度に保ちながら、5分及び10分間放置した後、綿布(カナキン3号)に9Nの荷重をかけて各記録画像表面を10~30回こすり、インク剥がれ、綿布へのインク移りを目視観察し、下記基準に従って擦過性を評価した。
◎:30回こすってもインク剥がれ、綿布へのインク移りが認められなかった
○:30回こすった後インク剥がれ、または綿布へのインク移りがわずかに認められた
△:30回こすった後インク剥がれ、または綿布へのインク移りが認められた
×:30回こすり終わる前にインク剥がれ、または綿布へのインク移りが認められた
〔ブリーディング耐性の評価〕
画像形成率が100%のマゼンタベタ上の一部に、画像形成率が100%のシアンが画像形成されたベタ画像を形成し、ブリーディング(画像滲み)の発生の有無を目視観察し、下記の基準に従ってブリーディング耐性を評価した。
○ :ブリーディングの発生がほぼ認められない
△ :シアン画像の0.5mm以上、1.0mm未満の滲みが認められる
× :シアン画像の1.0mm以上の滲みが認められる。
12 搬送機構
13 加熱部
14 温度制御プレート
111、112、113、114 ヘッド
N ノズル
P 印刷用塗工紙
H ヘッド
HU ヘッドユニット
Claims (10)
- 水と、顔料と、有機酸または無機酸と、アミンと、該有機酸または無機酸よりもpKaが高い樹脂と、架橋剤とを含有することを特徴とするインクジェット用水性インク。
- 前記有機酸または無機酸と、前記アミンとがアミン塩の解離により形成されることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記有機酸または無機酸と、前記アミンがアンモニウム塩の解離により形成されることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記架橋剤が、オキサゾリン基及びカルボジイミド基の少なくとも1つを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記有機酸または無機酸が前記インクジェット用水性インクに対して0.1質量%以上10質量%以下含まれていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記アミンのインクジェット用水性インク中の濃度が0.01mol/L以上3.00mol/L以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記有機酸または無機酸のpKaが5以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記水の、前記インクジェット用水性インクに対する含有量が20質量%以上90質量%以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク。
- 前記顔料が、前記有機酸または無機酸よりもpKaが高い樹脂で分散されたことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット用水性インク、を用いたインクジェット画像形成方法において、前記インクジェット用水性インクが吐出される記録媒体の画像形成面が30℃以上90℃以下に加温されていることを特徴とするインクジェット画像形成方法。
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