WO2022224789A1 - 記録用インク、インクセット、インクメディアセット、及び印刷メディア - Google Patents
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Abstract
Description
1)
色材、第1の界面活性剤、第2の界面活性剤、及び水を含有し、
前記第1の界面活性剤が、下記式(a)で表される化合物、下記式(b)で表される化合物、及び下記式(c)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含み、但し、該第1の界面活性剤が下記式(c)で表される化合物を含む場合には、下記式(a)で表される化合物及び下記式(b)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物をさらに含み、
前記第2の界面活性剤が、下記式(d)で表される化合物及び下記一般式(e)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含む、記録用インク。
前記第2の界面活性剤が、分子1モル当たり、エチレンオキシ基が1~5モル当量であり、且つ、プロピレンオキシ基が0~3モル当量である化合物を含む、1)に記載の記録用インク。
前記色材が顔料であり、その含有率が1~10質量%である、1)又は2)に記載の記録用インク。
水の含有率が80質量%以上である、1)~3)のいずれか1項に記載の記録用インク。
1)~4)のいずれか1項に記載の記録用インクと、該記録用インクとは異なる他の記録用インクとを備える、インクセット。
1)~4)のいずれか1項に記載の記録用インク、又は5)に記載のインクセットと、印刷メディアとを備える、インクメディアセット。
1)~4)のいずれか1項に記載の記録用インク、又は5)に記載のインクセットが備える各記録用インクが付着した印刷メディア。
本明細書において、「C.I.」とは、「カラーインデックス」を意味する。
また、本明細書において、「アルキレン」、「プロピレン」、「アルキル」の用語は、特に断りのない限り、直鎖状及び分岐鎖状の両方の構造を包含する意味で使用する。
本実施形態に係る記録用インク(以下、単に「インク」ともいう。)は、色材、第1の界面活性剤、第2の界面活性剤、及び水を含有する。以下、本実施形態に係るインクに含有される成分について詳細に説明する。なお、以下に説明する各成分は、そのうちの1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
色材としては、顔料、分散染料、溶剤染料等の公知の着色剤を使用することができる。これらの中でも、顔料を含むことが好ましい。
第1の界面活性剤は、下記式(a)で表される化合物、下記式(b)で表される化合物、及び下記式(c)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含み、但し、該第1の界面活性剤が下記式(c)で表される化合物を含む場合には、下記式(a)で表される化合物及び下記式(b)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物をさらに含む。また、第2の界面活性剤は、下記式(d)で表される化合物及び下記一般式(e)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含む。
水としては、金属イオン等の不純物の含有量が少ない水、すなわち、イオン交換水、蒸留水等が好ましい。
本実施形態に係るインクは、分散剤を含有していてもよい。分散剤としては、例えば、スチレン及びその誘導体;ビニルナフタレン及びその誘導体;α,β-エチレン性不飽和性カルボン酸の脂肪族アルコールエステル;(メタ)アクリル酸及びその誘導体;マイレン酸及びその誘導体;イタコン酸及びその誘導体;ファール酸及びその誘導体;酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びそれらの誘導体;等のモノマーから選択される少なくとも2種類のモノマー(好ましくは、このうち少なくとも1種類が親水性のモノマー)から構成される共重合体が挙げられる。親水性のモノマーとしては、アクリル酸やメタクリル酸など、重合後にカルボキシ基が残るモノマーが挙げられる。
本実施形態に係るインクは、定着樹脂を含有していてもよい。本実施形態に係るインクが定着樹脂を含有することで、印刷メディアに印刷した画像の耐水性、耐擦過性、耐アルコール性等の画像堅牢度が向上する傾向にある。定着樹脂としては、ポリマー及びワックスから選択される少なくとも1種が好ましい。
本実施形態に係るインクは、有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、3-メトキシブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール等のC1-C6アルカノール;N,N-ジメチルホルムアミド又はN,N-ジメチルアセトアミド等のカルボン酸アミド;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン又はN-メチルピロリジン-2-オン等のラクタム;1,3-ジメチルイミダゾリジン-2-オン、1,3-ジメチルヘキサヒドロピリミド-2-オン等の環式尿素類;アセトン、2-メチル-2-ヒドロキシペンタン-4-オン、エチレンカーボネート等のケトン、ケトアルコール、又はカーボネート;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル;エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、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、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール(好ましくは、分子量400、800、1540、又はそれ以上のもの)、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール等のC2-C6アルキレン単位を有するモノ、オリゴ、若しくはポリアルキレングリコール又はチオグリコール;グリセリン、ジグリセリン、ヘキサン-1,2,6-トリオール、トリメチロールプロパン等のC3-C9ポリオール(トリオール);エチレングリコールモノメチルエーテル、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アリルエーテル、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フェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、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(ブチルカルビトール)、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、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ブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル(好ましくは、C4-C10のモノ若しくはジエチレングリコールエーテル、又はC4-C13のモノ、ジ、若しくはトリプロピレングリコールエーテル);2-エチル-2-ブチル-1.3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘプタンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,2-オクタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール等のC3-C9アルカンジオール;γ-ブチロラクトン;ジメチルスルホキシド等;等が挙げられる。これらの中でも、3-メトキシブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、及び1,5-ペンタンジオールが好ましく、1,2-ペンタンジオールがより好ましい。
本実施形態に係るインクは、必要に応じて、防黴剤、防腐剤、pH調整剤、キレート試薬、防錆剤、消泡剤、水溶性紫外線吸収剤、酸化防止剤等のインク調製剤を含有していてもよい。各インク調製剤の含有量は、インクの用途等に応じて任意に設定することができる。
防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン-1-オキシド、p-ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン及びその塩等が挙げられる。
防腐剤としては、例えば、有機硫黄系、有機窒素硫黄系、有機ハロゲン系、ハロアリールスルホン系、ヨードプロパギル系、ハロアルキルチオ系、ニトリル系、ピリジン系、8-オキシキノリン系、ベンゾチアゾール系、イソチアゾリン系、ジチオール系、ピリジンオキシド系、ニトロプロパン系、有機スズ系、フェノール系、第4アンモニウム塩系、トリアジン系、チアジン系、アニリド系、アダマンタン系、ジチオカーバメイト系、ブロム化インダノン系、ベンジルブロムアセテート系、無機塩系等の化合物が挙げられる。有機ハロゲン系化合物の具体例としては、例えば、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられる。ピリジンオキシド系化合物の具体例としては、例えば、2-ピリジンチオール-1-オキサイドナトリウム等が挙げられる。イソチアゾリン系化合物の具体例としては、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンマグネシウムクロライド、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンカルシウムクロライド、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンカルシウムクロライド等が挙げられる。その他の防腐防黴剤の具体例としては、例えば、無水酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アーチケミカル社製の商品名プロクセルGXL(S)、プロクセルLV、プロクセルXL-2(S)等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化アンモニウム(アンモニア水);炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩;ケイ酸ナトリウム、酢酸カリウム等の有機酸のアルカリ金属塩;リン酸二ナトリウム等の無機塩基;などが挙げられる。
キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラシル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオグリコール酸アンモニウム、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン系、シリカ鉱物油系、オレフィン系、アセチレン系等の化合物が挙げられる。市販の消泡剤としては、例えば、信越化学工業(株)製のサーフィノールDF37、DF58、DF110D、DF220、MD-20、オルフィンSK-14等が挙げられる。
水溶性紫外線吸収剤としては、例えば、スルホ化されたベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾ-ル系化合物、サリチル酸系化合物、桂皮酸系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機系の褪色防止剤としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、複素環類等が挙げられる。
本実施形態に係るインクの調製方法としては、特に制限されず、公知の調製方法を採用することができる。その一例としては、例えば、色材及び分散剤を含有する分散液を調製し、この分散液に、水、第1の界面活性剤、第2の界面活性剤、定着樹脂、有機溶剤、及び必要に応じてインク調製剤を加えて混合する方法が挙げられる。
本実施形態に係るインクセットは、上述した本実施形態に係るインクと、該インクとは異なる他のインクとを備えるものである。他のインクとしては、本実施形態に係るインクと構成が異なるものであれば特に限定されないが、本実施形態に係るインクと色相が異なるものが好ましい。
本実施形態に係るインクジェット印刷方法は、上述した本実施形態に係るインクの液滴を印刷信号に応じて吐出させて、印刷メディアに付着させることにより印刷を行う方法である。インクの吐出を行うインクジェットプリンタのインクノズル等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
国際公開第2013/115071号の合成例3を追試することにより、ブロック共重合体を得た。得られたブロック共重合体の酸価は105mgKOH/g、質量平均分子量は25000であった。得られたブロック共重合体(6部)を2-ブタノン(30部)に溶解させ、均一な溶液とした。この液に、28%アンモニア水溶液(0.68部)をイオン交換水(53部)に溶解させた液を加え、1時間撹拌して乳化液を得た。この乳化液にC.I.Pigment Blue 15:4(大日精化工業(株)製、CHROMOFINE BLUE 4851)(20部)を加え、1500rpmの条件下で15時間、サンドグラインダー中で分散処理を行った。得られた液にイオン交換水(100部)を滴下し、濾過して分散用ビーズを取り除いた後、エバポレータで2-ブタノン及び水の一部を減圧留去し、顔料固形分12%の顔料分散液を得た。得られた顔料分散液を「Dp1」とする。
BYKJET 9151(BYK社製)(8部)をイオン交換水(72部)に溶解し、1時間撹拌した。得られた溶液にC.I.Pigment Blue 15:4(大日精化工業(株)製、Chromofine blue 4851)(20部)を加え、1500rpmの条件下で15時間、サンドグラインダー中で分散処理を行った。得られた液にイオン交換水(70部)を滴下し、濾過して分散用ビーズを取り除くことにより、顔料固形分11.6%の顔料分散液を得た。得られた顔料分散液を「Dp2」とする。
Joncyrl 68(BASF社製、質量平均分子量:13000)(9部)及びトリエタノールアミン(6部)をイオン交換水(75部)に溶解し、1時間撹拌した。得られた溶液にC.I.Pigment Blue 15:4(大日精化工業(株)製、Chromofine blue 4851)(30部)を加え、1500rpmの条件下で15時間、サンドグラインダー中で分散処理を行った。得られた液にイオン交換水(40部)を滴下し、濾過して分散用ビーズを取り除くことにより、顔料固形分18.7%の顔料分散液を得た。得られた顔料分散液を「Dp3」とする。
下記表1~3に記載の各成分を混合した後、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1~13及び比較例1~4の各インクを得た。インクの総質量中における顔料の含有率は、いずれも5%となるように調整した。表1~3中の各成分の欄の数値はその成分の使用量(部)を表し、「-」はその成分を使用していないことを意味する。
Dp1:調製例1で得た顔料分散液
Dp2:調製例2で得た顔料分散液
CABOJET:CAB-O-JET 400(自己分散ブラック顔料液、キャボット社製、顔料固形分15.1%)
Dp3:調製例3で得た顔料分散液
BN-3:ブラウノンBN-3(ノニオン界面活性剤、青木油脂工業(株)製)
WE3323:Hydropalat WE3323(ノニオン界面活性剤、BASF社製)
EC8600:アデカコール EC-8600(アニオン界面活性剤、(株)ADEKA製)
XP40:Lutensol XP40(ノニオン界面活性剤、BASF社製)
SF420:サーフィノール420(ノニオン界面活性剤、日信化学工業(株)製)
SF440:サーフィノール440(ノニオン界面活性剤、日信化学工業(株)製)
SH30:ソフタノール30(ノニオン界面活性剤、(株)日本触媒製)
SH50:ソフタノール50(ノニオン界面活性剤、(株)日本触媒製)
A-1127:NeoCryl A-1127(アクリル樹脂エマルション、DSM Coating Resin社製)
A-655:NeoCryl A-655(スチレン-アクリル樹脂エマルション、DSM Coating Resin社製)
WBR-2101:アクリットWBR-2101(ウレタン樹脂エマルション、大成ファインケミカル(株)製)
AQ-515:AQUACER 515(ポリエチレンワックスエマルション、BYK社製)
P5300:HYTEC P-5300(ポリプロピレンワックスエマルション、東邦化学工業(株)製)
12PD:1,2-ペンタンジオール(東京化成工業(株)製)
[塗工性試験]
実施例及び比較例の各インクを、自動塗工機(テスター産業(株)製、PI-1210)にてバーコーターNo.3を使用し、PETフィルム(東洋紡(株)製、E5100)に全面塗工を行った。その後、70℃の恒温槽で2分間乾燥させることにより試験用印刷物を得た。得られた試験用印刷物を目視で観察し、塗工ムラを下記評価基準に従って評価した。結果を下記表4に示す。A評価又はB評価であれば良好な塗工性を有している。下記「外側」とは、印刷面のうち、印刷物の外縁からの距離が5mm以内である領域を指し、下記「内側」とは、試験用印刷物の外側部分を除く印刷面を指す。
-評価基準-
A:塗工ムラがなく、均一になっている。
B:塗工面の外側に色むらが観察される。
C:塗工面の内側に色むらが観察される。
D:塗工面の内側及び外側に色むらが観察される。
試験用印刷物の印刷面の接触角を測定することにより、リコート性を評価した。接触角の測定には、自動接触角計DM-501Hi(協和界面科学(株)製)を用いた。接触角測定用の試験液(ぬれ張力試験用混合液30.0mN/m、関東化学(株)製)2.0μLをノズルの先端にペンダント状に形成した後、ノズルをゆっくりと下降させ、印刷面に滴下した。滴下直後の液滴を連続画像として取り込んだ後、滴下1秒後の液滴の液滴径及び液滴高さを解析することで接触角を算出し、リコート性を下記評価基準に従って評価した。結果を下記表4に示す。接触角の数値が低い程、印刷面上で試験液がよく濡れ広がっていることを意味するため、下記評価基準がB以上であることが実用上好ましい。なお、比較例3のインクについては、塗工面全体で色むらが観察されたため、接触角の測定が難しく、リコート性試験を行わなかった。
-評価基準-
A:21°>接触角
B:21°≦接触角<23°
C:23°≦接触角<25°
D:25°≦接触角
Claims (7)
- 色材、第1の界面活性剤、第2の界面活性剤、及び水を含有し、
前記第1の界面活性剤が、下記式(a)で表される化合物、下記式(b)で表される化合物、及び下記式(c)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含み、但し、該第1の界面活性剤が下記式(c)で表される化合物を含む場合には、下記式(a)で表される化合物及び下記式(b)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物をさらに含み、
前記第2の界面活性剤が、下記式(d)で表される化合物及び下記一般式(e)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物を含む、記録用インク。
- 前記第2の界面活性剤が、分子1モル当たり、エチレンオキシ基が1~5モル当量であり、且つ、プロピレンオキシ基が0~3モル当量である化合物を含む、請求項1に記載の記録用インク。
- 前記色材が顔料であり、その含有率が1~10質量%である、請求項1又は2に記載の記録用インク。
- 水の含有率が80質量%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の記録用インク。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の記録用インクと、該記録用インクとは異なる他の記録用インクとを備える、インクセット。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の記録用インク、又は請求項5に記載のインクセットと、印刷メディアとを備える、インクメディアセット。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の記録用インク、又は請求項5に記載のインクセットが備える各記録用インクが付着した印刷メディア。
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