JP2008265303A - インクジェット記録方法及び記録物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料と、水溶性有機溶剤と、界面活性剤と、水と、を少なくとも含んでなるインク組成物の液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成するインクジェット記録方法において、記録媒体として、普通紙、またはブリストー法において接触開始から30msec1/2以内の水吸収量が30ml/m2以下である紙支持体の吸収層を有する記録媒体を用い、インク組成物の液滴を一滴当たり15ng以下とし、記録媒体への水分付着量を10mg/inch2以下とする、インクジェット記録方法及び該インクジェット記録方法により得られた記録物。
【選択図】なし
Description
次に、本発明のインクジェット記録方法について、好ましい実施形態に基づき説明する。本発明のインクジェット記録方法は、既述の通り、顔料と、水溶性有機溶剤と、界面活性剤と、水と、を少なくとも含んでなるインク組成物の液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成するインクジェット記録方法において、記録媒体として、普通紙、またはブリストー法において接触開始から30msec1/2以内の水吸収量が30ml/m2以下である紙支持体の吸収層を有する記録媒体を用い、インク組成物の液滴を一滴当たり15ng以下とし、記録媒体への水分付着量を10mg/inch2以下とするものである。
上述したように、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いるインク組成物は、顔料と、水溶性有機溶剤と、界面活性剤と、水と、を少なくとも含んでなるものである。以下、各成分について詳細に説明する。
本実施形態に用いられるインク組成物の着色剤は、耐光性の観点から顔料を使用する。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
インク組成物に用いられる顔料は、少なくとも水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料であることが好ましい。水不溶性ポリマーは、疎水性基をもつモノマーと親水性基を持つモノマーとのブロック共重合体樹脂からなり、少なくとも塩生成基をもつモノマーを含有しているもので、中和後に25℃の水100gに対する溶解度が1g未満であるポリマーをいう。
インク組成物に用いられる顔料は、上述した水不溶性ポリマーによって被覆されている顔料の代わりに、自己分散型顔料を好ましく用いることができる。「自己分散型顔料」とは、顔料表面に多数の親水性官能基および/またはその塩(以降、分散性付与基という)を、直接またはアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させたもので、分散剤なしに水性媒体中に分散および/または溶解することが可能な顔料である。ここで「分散剤なしに水性媒体中に分散および/または溶解」とは、顔料を分散させるための分散剤を用いなくても水性媒体中に分散可能な最小粒子径で安定に存在している状態をいい、「分散可能な最小粒子径」とは、分散時間を増してもそれ以上小さくならない顔料の粒子径をいう。
インク組成物には、インクジェットプリンタの印刷品質、及び吐出安定性やノズルの目詰まり防止等の信頼性確保という観点から、水溶性有機溶剤が含まれる。
インク組成物には、保存安定性の観点から、界面活性剤が含まれる。界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤を含有することができる。発泡・起泡の少ないインク組成物を得るという観点からノニオン性界面活性剤が特に好ましい。
インク組成物に含有される水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いることが、カビやバクテリアの発生を防止してインク組成物の長期保存を可能にする点で好ましい。
インク組成物には、顔料の分散安定性を高める観点及び記録物への定着性を確保する観点から、樹脂が含まれることが好ましい。特に、普通紙における光学濃度(OD値)の観点及び記録物への定着性を確保する観点から、樹脂エマルジョンを用いることが好ましい。
インク組成物には、pH調整剤を添加することができる。pH調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ及び/又はアンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等のアルカノールアミン等を用いることができる。特に、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミンから選択される少なくとも1種類のpH調整剤を含み、pH6〜10に調整されることが好ましい。pHがこの範囲内にあれば、インクジェットプリンタを構成する材料等に変質を生じることなく、目詰まり回復性が維持される。
本実施形態の記録物は、少なくとも上述のインクジェット記録方法を用いて記録媒体上に記録が行われたものである。この記録物は、上述のインクジェット記録方法を用いることにより、従来から使用されているインクジェット記録装置に追加の設備を設けることなくそのまま使用することができ、しかも記録媒体として普通紙やインク吸収性の低い印刷用塗工紙等を用いた場合であっても、コックリングやカールを防止することができる。
[実施例A]
有機顔料 C.I.Pigment Red 122 65g、アニオン性基としてカルボン酸基を有するスチレン−アクリル酸系分散樹脂としてジョンクリル611(ジョンソンポリマー(株)、平均分子量8100、酸価53KOHmg/g)35g、水酸化カリウム1.70g、イオン交換法と逆浸透法により精製した超純水250gを混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて10時間分散を行った。得られた分散原液を孔径約8μmのメンブランフィルタ(日本ミリポア・リミテッド製)で濾過して粗大粒子を除き、これをさらに濃縮して、顔料濃度50重量%の顔料分散液M1を得た。
樹脂エマルジョンとして、最低造膜温度(以下「MFT」と称する)が20℃未満の樹脂微粒子と、20℃以上の樹脂微粒子の混合物をそれぞれ調製した。
表1に記載した組み合わせで、顔料分散液M1と、水溶性有機溶剤と、樹脂エマルジョンと、界面活性剤と、水と、を含むインク組成物を調製した。インク組成物は、表1に示す配合割合で各成分を混合し、この混合液を2時間攪拌した後、孔径約5μmのステンレス製フィルターにて濾過することにより調製した。なお、表1中に示す数値は重量%として表している。
(1)印刷方法
表1に示すインク組成物(インクNo.1〜3)を用いて、インクジェットプリンタPX−A550(セイコーエプソン社製)を使用し、下記表2に示す印刷条件でマゼンタ色の100%Dutyのパッチパターンを作成した。記録メディアとしては、印刷本紙(印刷用塗工紙)の一種であるOKトップコートN(王子製紙社製)と、普通紙の一種であるXerox 4200(Xerox社製)を使用した。そして、パッチパターンをサンプルとして、後述する各評価試験を行った。
グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いてパッチ部分のOD値を測定した。そして、各サンプルごとの平均値を求め、算出した平均OD値につき、以下の評価基準で光学濃度値(OD値)を評価した。結果を表3に示す。
A:1.2以上
B:1.0以上0.9未満
C:0.9未満
レーザー変位計(LK−010、キーエンス社製)を用いて、各サンプルの凹凸(コックリング)を測定した。そして、各サンプルごとの平均値を求め、算出した平均値に基づき、以下の評価基準でコックリングの評価を行った。結果を表3に示す。
A:凹凸が1.0mm未満
B:凹凸が1.0mm以上2.0mm未満
C:凹凸が2.0mm以上
印刷後、各サンプルを昼夜自然乾燥させた後、サンプルの印字部を指で擦り、印字面の状態と指に付着したインクを目視で観察した。その結果を以下の基準に基づいて評価した。結果を表3に示す。
A:印字面は変化せず、指にインクが付着しない
B:若干印字面のインクは落ちるが、指にインクが付着しない
C:印字面のインクが落ち、指にインクが付着する
[実施例B]
市販のカーボンブラックであるS170(商品名、デグザ社製)100gを水500gに混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて粉砕した。この粉砕原液に次亜塩素酸ナトリウム(有効塩素濃度12%)500gを滴下して、攪拌しながら10時間煮沸して湿式酸化を行った。得られた分散原液をガラス繊維濾紙GA−100(商品名:アドバンテック東洋社製)で濾過して、さらに水で洗浄した。得られたウェットケーキを水5kgに再分散して、逆浸透膜により電導度が2mS/cmになるまで脱塩および精製し、さらに顔料濃度が50重量%になるまで濃縮して自己分散型顔料を分散粒子とする自己分散顔料液B1を得た。
樹脂エマルジョンは、撹拌機、窒素導入管、冷却管、2本の滴下漏斗を備えたフラスコを用いて合成を行った。2本の滴下漏斗のうち1本に、表4に示す組成の混合液をホモミキサーにて乳化した乳化液を入れ、もう一方の滴下漏斗には、触媒としての過硫酸カリウム0.3部を水5部に溶解した溶液を入れた。そして、フラスコ中には、ラウリル硫酸ナトリウム0.2部を水190部に溶解し、フラスコの中を窒素雰囲気にした。次いで、フラスコ中の溶液を温浴により70℃に加温し、250rpmで撹拌しながら、4時間かけて滴下漏斗中の溶液を溶液中に滴下し、反応を行った。滴下終了後、更に4時間撹拌を行った。反応液を冷却後、水酸化ナトリウム水溶液中で中和し、不揮発分30%のポリマー粒子を得た。
表5に記載した組み合わせで、自己分散顔料液と、水溶性有機溶剤と、樹脂エマルジョンと、界面活性剤と、水と、を含むインク組成物を調製した。インク組成物は、表5に示す配合割合で各成分を混合し、この混合液を2時間攪拌した後、孔径約5μmのステンレス製フィルターにて濾過することにより調製した。なお、表5中に示す数値は重量%として表している。
(1)印刷方法
表5に示すインク組成物(インクNo.1〜6)を、表6に示す「ノズル密度」と「走査方向の印字密度」を有するインクジェット記録ヘッドを備えた評価機に充填した。そして、表7に示す印刷条件で100%Dutyのパッチパターンを作成した。記録メディアとしては、印刷用塗工紙(印刷本紙)の一種であるOKトップコートN(王子製紙社製。以下「評価メディア1」表記する)と、普通紙の一種であるXerox 4200(Xerox社製。以下「評価メディア2」表記する)を使用した。そして、パッチパターンをサンプルとして、後述する各評価試験を行った。
グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いてパッチ部分のOD値を測定した。そして、各サンプルごとの平均値を求め、算出した平均OD値につき、以下の評価基準で光学濃度値(OD値)を評価した。結果を表8に示す。
A:OD値が1.3以上
B:OD値が1.2以上1.3未満
C:OD値が1.0以上1.2未満
D:OD値が0.9以上1.0未満
E:OD値が0.9未満
印刷後、各サンプルを目視観察し、各サンプルに対する印刷品質を以下の評価基準で評価した。結果を表8に示す。
A:発色がよく、ムラ、滲みがない
B:ムラ、滲みが若干発生しているが、実用上問題ない
C:ムラが目立つ。にじみが若干発生している
D:ムラ、滲みが目立ち、実用上不可
レーザー変位計(LK−010、キーエンス社製)を用いて、各サンプルの凹凸(コックリング)を測定した。そして、各サンプルごとの平均値を求め、算出した平均値に基づき、以下の評価基準でコックリングの評価を行った。結果を表8に示す。
A:凹凸が1.0mm未満
B:凹凸が1.0mm以上2.0mm未満
C:凹凸が2.0mm以上
印刷後、各サンプルを昼夜自然乾燥させた後、サンプルの印字部を指で擦り、印字面の状態と指に付着したインクを目視で観察した。その結果を以下の基準に基づいて評価した。結果を表8に示す。
A:印字面は変化せず、指にインクが付着しない
B:若干印字面のインクは落ちるが、指にインクが付着しない
C:印字面のインクが落ち、指にインクが付着する
[実施例C]
有機溶媒(メチルエチルケトン)20重量部、重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.03重量部、重合開始剤、表9に示す各モノマーを用い、窒素ガス置換を十分に行った反応容器内に入れて75℃攪拌下で重合し、モノマー成分100重量部に対してメチルエチルケトン40重量部に溶解した2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル0.9重量部を加え、80℃で1時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。なお、表9に示す数値は、モノマー混合物の全量を基準(100%)としたときの各モノマーの割合(重量%)を意味する。
(1)イエロー顔料分散液Y1の調製
メチルエチルケトン45重量部に表9の水不溶性ポリマーを7.5重量部溶解させて、その中に20%の水酸化ナトリウム水溶液(中和剤)を所定量加えて塩生成基を中和し、さらに顔料としてC.I.ピグメントイエロー74を20重量部加えてビーズミルで2時間混練した。このようにして得られた混練物にイオン交換水120重量部を加えて攪拌した後、減圧下、60℃でメチルエチルケトンを除去し、さらに一部の水を除去することにより、固形分濃度が20重量%の顔料分散液Y1を得た。
メチルエチルケトン45重量部に表9の水不溶性ポリマーを7.5重量部ではなく5重量部溶解させた点、顔料として20重量部のC.I.ピグメントイエロー74に代えて20重量部のC.I.ピグメントバイオレット19を用いた点以外は、のイエロー顔料分散液Y1と同様に調製し、固形分濃度が20重量%の顔料分散液M1を得た。
表9の水不溶性ポリマーを7.5重量部ではなく12.5重量部用いた点、顔料として20重量部のC.I.ピグメントイエロー74に代えて12.5重量部のC.I.ピグメントブルー15:4を用いた点以外は、のイエロー顔料分散液と同様に調製し、固形分濃度20重量%のシアン顔料分散液C1を得た。
表9の水不溶性ポリマーを7.5重量部ではなく15重量部用いた点、顔料として20重量部のC.I.ピグメントイエロー74に代えて25重量部のC.I.ピグメントブラック7(カーボンブラック)を用いた点以外は、のイエロー顔料分散液と同様に調製して、固形分濃度20重量%のブラック顔料分散液K1を得た。
メチルエチルケトン90重量部に表9の水不溶性ポリマーを20重量部溶解させて、その中に20%の水酸化ナトリウム水溶液(中和剤)を所定量加えて塩生成基を中和し、さらに顔料としてC.I.ピグメントブルー15:4を40重量部加えてビーズミルで2時間混練した。このようにして得られた混練物にイオン交換水120重量部を加えて攪拌した後、減圧下、60℃でメチルエチルケトンを除去し、さらにこれを濃縮して、固形分濃度が50重量%の顔料分散液C2を得た。
上述のようにして調製した各顔料分散液(Y1、M1、C1、K1、C2)と各溶剤と超純水とを、下記の表10に示した配合比(重量%)で混合して、2時間攪拌した。引き続いて孔径が約8μmのメンブランフィルター(商品名、日本ミリポア・リミテッド社製)を用いて濾過し、インク組成物(1〜5)を調製した。なお、表10中に示す数値は重量%として表している。
(1)印刷方法
表10に示すインク組成物(インクNo.1〜5)を、表11に示す「ノズル密度」と「走査方向の印字密度」を有するインクジェット記録ヘッドを備えた評価機に充填した。そして、表12に示す印刷条件で100%Dutyのパッチパターンを作成した。記録メディアとしては、印刷本紙(印刷用塗工紙)の一種であるOKトップコートN(王子製紙社製。表13中「評価メディア1」と表記する)と、普通紙の一種であるXerox 4200(Xerox社製。表13中「評価メディア2」と表記する)を使用した。そして、パッチパターンをサンプルとして、後述する各評価試験を行った。
グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いてパッチ部分のOD値を測定した。そして、各サンプルごとの平均値を求め、算出した平均OD値につき、以下の評価基準で光学濃度値(OD値)を評価した。結果を表13に示す。
A:OD値が1.3以上
B:OD値が1.2以上1.3未満
C:OD値が1.0以上1.2未満
D:OD値が0.9以上1.0未満
E:OD値が0.9未満
印刷後、各サンプルを目視観察し、各サンプルに対する印刷品質を以下の評価基準で評価した。結果を表13に示す。
A:発色がよく、ムラ、滲みがない
B:ムラ、滲みが若干発生しているが、実用上問題ない
C:ムラが目立つ。にじみが若干発生している
D:ムラ、滲みが目立ち、実用上不可
レーザー変位計(LK−010、キーエンス社製)を用いて、各サンプルの凹凸(コックリング)を測定した。そして、各サンプルごとの平均値を求め、算出した平均値に基づき、以下の評価基準でコックリングの評価を行った。結果を表13に示す。
A:凹凸が1.0mm未満
B:凹凸が1.0mm以上2.0mm未満
C:凹凸が2.0mm以上
印刷後、各サンプルを昼夜自然乾燥させた後、サンプルの印字部を指で擦り、印字面の状態と指に付着したインクを目視で観察した。その結果を以下の基準に基づいて評価した。結果を表13に示す。
A:印字面は変化せず、指にインクが付着しない
B:若干印字面のインクは落ちるが、指にインクが付着しない
C:印字面のインクが落ち、指にインクが付着する
Claims (12)
- 顔料と、水溶性有機溶剤と、界面活性剤と、水と、を少なくとも含んでなるインク組成物の液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成するインクジェット記録方法において、
前記記録媒体として、普通紙、またはブリストー法において接触開始から30msec1/2以内の水吸収量が30ml/m2以下である紙支持体の吸収層を有する記録媒体を用い、
前記インク組成物の液滴を一滴当たり15ng以下とし、
前記記録媒体への水分付着量を10mg/inch2以下とする、
インクジェット記録方法。 - 前記インク組成物の液滴を、一色のノズル密度が360dpi以上のインクジェット記録ヘッドから吐出する、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インク組成物の水の含有量が、10〜60重量%である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記水溶性有機溶剤が、少なくとも、(b)20℃における蒸気圧が0.1mmHg以下の多価アルコールモノアルキルエーテル及び/または含窒素環状化合物を15重量%以上含み、且つ、(c)多価アルコール類を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記(a)水:(b)20℃における蒸気圧が0.1mmHg以下の多価アルコールモノアルキルエーテル及び/または含窒素溶媒:(c)多価アルコール類の含有量の比率が、(a):(b):(c)=1:0.25〜8:0.1〜7である、請求項4に記載のインクジェット記録方法。
- 前記顔料の濃度が、固形分換算で6重量%以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記顔料が、水不溶性ポリマーに被覆された顔料である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記顔料が、自己分散型顔料である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤及び/又はポリ変性シロキサン系界面活性剤である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インク組成物が、さらに、樹脂エマルジョンを含んでいる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記樹脂エマルジョンが、最低造膜温度が20℃以上の樹脂微粒子と、最低造膜温度が20℃未満の樹脂微粒子との混合物である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法によって記録が行われた、記録物。
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