JP2012052057A - インクジェット記録用非水系インク組成物、インクセット、およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るインクジェット記録用非水系インク組成物の一態様は、
顔料と、ポリ塩化ビニルと、下記一般式(1)で示される溶剤と、を含有することを特徴とする。
適用例1のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記顔料が、C.I.ピグメントイエロー180を含むことができる。
適用例1または適用例2のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記一般式(1)で示される溶剤のR1が、メチル基またはn−ブチル基であることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記一般式(1)で示される溶剤の含有量が、2質量%以上50質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記ポリ塩化ビニルの含有量が、0.05質量%以上5質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例のインクジェット記録用非水系インク組成物において、前記ポリ塩化ビニルと前記一般式(1)で示される溶剤とを質量基準で1:5〜1:25となる量比で含むことができる。
本発明に係るインクセットの一態様は、
複数のインクジェット記録用非水系インク組成物を備えたインクセットであって、適用例1ないし適用例6のいずれか一例に記載のインクジェット記録用非水系インク組成物を少なくとも1種含むことを特徴とする。
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
適用例1ないし適用例7のいずれか一例に記載のインクジェット記録用非水系インク組成物の液滴を吐出し、塩化ビニル系樹脂を含有する記録媒体の表面に該液滴を付着させて画像を記録することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録用非水系インク組成物(以下、単に「非水系インク組成物」ともいう)は、顔料と、ポリ塩化ビニルと、後述する特定の溶剤と、を少なくとも含有する。本発明において、「非水系インク組成物」とは、インク組成物を製造する際に水を意図的に添加しないという意味であり、インク組成物を製造中または保管中に不可避的に混入する微量の水分を含んでいても構わない。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、下記一般式(1)で示される溶剤を少なくとも含有する。
HLB値=(無極性値(I)/有機性値(O))×10 …(2)
具体的には、I/O値は、藤田穆著、「系統的有機定性分析混合物編」、風間書房、1974年;黒木宣彦著、「染色理論化学」、槙書店、1966年;井上博夫著、「有機化合物分離法」、裳華房、1990年、の各文献に基づいて算出することができる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、ポリ塩化ビニルを少なくとも含有する。ポリ塩化ビニルは、前記一般式(1)で示される溶媒に溶解させることができる。その結果、前記一般式(1)で示される溶剤中に溶解したポリ塩化ビニルと顔料とが相互作用することで、該顔料の耐光性を向上させることができる。なお、ポリ塩化ビニルを溶解させた状態にしなければ、ポリ塩化ビニルと顔料とが十分に相互作用することができず、該顔料の耐光性を向上させることはできない。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、色材として顔料を少なくとも含有する。前記顔料としては、従来の非水系インク組成物に通常用いられている有色無機顔料または有色有機顔料等の顔料を用いることができる。本実施の形態に係る非水系インク組成物によれば、いずれの顔料を用いても耐光性を向上させることができるが、特に耐光性の弱い顔料を用いた場合にその効果が発現する。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、必要に応じて、前記一般式(1)で示される溶剤以外の有機溶剤、界面活性剤、分散剤等を添加してもよい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、塩化ビニル系樹脂等の記録媒体に対してインクを強固に固着させる観点から、常温常圧下で液体のアルキレングリコール化合物およびラクトンから選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、アルキレングリコール化合物を含有することがより好ましい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、前記有機溶媒の他に、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる観点から、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、または非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン誘導体を添加してもよい。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、顔料の分散安定性を向上させる観点から、通常の非水系インク組成物において用いられる任意の分散剤を用いることができる。分散剤としては、有機溶媒の溶解パラメーターが8〜11であるときに有効に作用する分散剤を用いることが好ましい。このような分散剤の具体例としては、ヒノアクトKF1−M、T−6000、T−7000、T−8000、T−8350P、T−8000E(いずれも武生ファインケミカル株式会社製)等のポリエステル系高分子化合物、Solsperse20000、24000、32000、32500、33500、34000、35200、37500(いずれもLUBRIZOL社製)、Disperbyk−161、162、163、164、166、180、190、191、192(いずれもビックケミー・ジャパン社製)、フローレンDOPA−17、22、33、G−700(いずれも共栄社化学株式会社製)、アジスパーPB821、PB711(いずれも味の素株式会社製)、LP4010、LP4050、LP4055、POLYMER400、401、402、403、450、451、453(いずれもEFKAケミカルズ社製)等が挙げられる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物には、さらに通常の非水系インク組成物に含まれるその他の添加剤を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、バインダー樹脂等が挙げられる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、公知の方法によって製造することができるが、具体的には以下のような手法を採りうる。まず、前記式(1)で示される溶剤、ポリ塩化ビニル、その他の有機溶剤を秤取り、撹拌・混合することにより混合溶剤を得る。次いで、得られた混合溶剤の一部を取り分けて、そこに分散剤、顔料の順に添加し、ホモジナイザーを用いて粉砕処理する。その後、ボールミル、ビーズミル、超音波またはジェットミル等で顔料分散液を調製し、所望のインク特性を有するように調整する。続いて、得られた顔料分散液に、混合溶媒の残部およびその他の添加剤(例えば、界面活性剤やバインダー樹脂)を撹拌下に加えることで非水系インク組成物を得ることができる。
本実施の形態に係る非水系インク組成物は、印字品質とインクジェット用インク組成物としての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上50mN/mであることが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施の形態に係るインクセットは、複数の非水系インク組成物を備えたインクセットであり、前述した非水系インク組成物を少なくとも1種含むことを特徴とする。
本実施の形態に係るインクジェット記録方法は、前述した非水系インク組成物の液滴を吐出し、塩化ビニル系樹脂を含有する記録媒体の表面に該液滴を付着させて画像を記録することを特徴とする。本実施の形態に係るインクジェット記録方法によれば、前述した非水系インク組成物を用いるのでインクジェットヘッドからの良好な吐出安定性を確保できると共に、記録媒体上に記録される文字や画像のカラーバランスの劣化を効果的に抑制することができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
4.1.1.溶剤A
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよびメタノール6.408gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(6)で示される溶剤Aを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよび1−ブタノール14.824gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(7)で示される溶剤Bを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド25.441gおよびメタノール6.408gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(8)で示される溶剤Cを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよび1−ヘキサノール20.434gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(9)で示される溶剤Dを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよび2−エチルヘキサノール26.046gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(10)で示される溶剤Eを得た。
撹拌装置、熱電対および窒素ガス導入管を備えた300mlセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828gおよび1−オクタノール26.046gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌した。次に、ナトリウム t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。加熱終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。溶液を濾過して、析出物を除去し、さらにエバポレーターで未反応物を除いた。このようにして、下記式(11)で示される溶剤Fを得た。
容器に、表1〜表3に記載の濃度に相当する量の溶剤、ポリ塩化ビニルをそれぞれのインク毎に投入し、マグネティックスターラーを用いて30分間混合撹拌して混合溶剤を得た。
得られた混合溶剤の一部を取り分けて、そこにSolsperse37500(LUBRIZOL社製、商品名)およびC.I.ピグメントイエロー180(クラリアントジャパン製、商品名「PV FAST YELLOW HG」)を所定量添加して、ホモジナイザーを用いて粉砕処理した。その後、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルで分散処理を行うことにより、顔料分散液を得た。
得られた顔料分散液に、混合溶剤の残部およびBYK−340(ビックケミー・ジャパン株式会社製、フッ素系界面活性剤)を添加してさらに1時間混合撹拌してから、5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、表1〜表3に記載のイエローインク組成物を得た。なお、表中の数値は、質量%を表す。
・C.I.ピグメントイエロー180(クラリアントジャパン製、商品名「PV FAST YELLOW HG」、イエロー顔料)
・Solsperse37500(商品名、LUBRIZOL社製、分散剤)
・ジエチレングリコールジエチルエーテル(商品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)
・ジエチレングリコールジメチルエーテル(商品名、日本乳化剤株式会社製、溶剤)
・ポリ塩化ビニルA(商品名「カネカビニールS−400」、株式会社カネカ製、平均重合度480)
・ポリ塩化ビニルB(商品名「カネカビニールS−1001N」、株式会社カネカ製、平均重合度1050)
・ジメチルスルホキシド(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・スルホラン(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・N−メチルピロリドン(商品名、関東化学株式会社製、溶剤)
・BYK−340(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、フッ素系界面活性剤)
・添加剤1:2‐(2H‐ベンゾトリアゾール‐2‐イル)‐4‐メチルフェノール(商品名「KEMISORB71」、ケミプロ化成株式会社製)
・添加剤2:2,4‐ジヒドロキシベンゾフェノン(商品名「KEMISORB10」、ケミプロ化成社製)
・添加剤3:2−[4,6−ビス2,4−ジメチルフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−オクチルオキシフェノール(商品名「KEMISORB102」、ケミプロ化成株式会社製)
・添加剤4:3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸2,4−ジ−tert−ブチルフェニル(商品名「KEMISORB112」、ケミプロ化成株式会社製)
・添加剤5:セバシン酸ビス1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル(商品名「KEMISTAB29」、ケミプロ化成株式会社製)
4.3.1.高周波数対応性試験
プリンター(JローランドDG社製、型式「SP−300V」)に搭載されているヘッドを用いて、ヘッド駆動周波数を変化させ、各周波数における吐出インク滴の飛翔状態について「液滴形状」や「飛行曲がり」がなく吐出されているか、それらの評価項目が連続吐出時にも保障されるか(連続吐出安定性)を評価し、それらの評価項目を全て満足する最高周波数を求めた。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
プリンター(JローランドDG社製、型式「SP−300V」)に各水準のインクを充填し、室温25℃、湿度45%RHの環境下で放置した。但し、プリンターを放置している間は、タイマーによる定期クリーニングを行わないようにあらかじめ設定しておいた。放置開始後1週間毎にノズルチェックを行って、手動クリーニングを行わずに正常なノズルチェックが印刷できた週数を評価点とした。なお、評価は最大8週間まで行った。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
プリンター(JローランドDG社製、型式「SP−300V」)を使用して、濃度100%にて塩化ビニル系樹脂(スリーエム社製、製品名「IJ−40」)上にベタ印刷して試験片とした。この試験片をキセノンウェザーメーター(スガ試験機株式会社製、型式「XL75」)を用いて、70,000Luxの照射量で500時間曝露し、曝露前後のOD値を測定した。曝露前後におけるOD値の減少率に基づいて、以下のように評価基準を設けた。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
A:OD値の減少率が20%未満。
B:OD値の減少率が20%以上30%未満。
C:OD値の減少率が30%以上50%未満。
「4.3.3.耐光性試験」と同様にして、試験片を得た。この試験片をオゾンウェザーメーター(スガ試験機株式会社製、型式「OMS−H」)を用いて、24℃、64%RHの条件下、20ppm濃度のオゾンに曝露した。曝露開始から240時間経過時に、濃度計(商標名「Spectrolino」、GretagMacbeth社製)を使用して各印刷物に記録されている各色のOD値を測定した。測定条件は、光源をD50とし、さらに視野角を2度とした。なお、色毎にフィルター条件のみ変更(シアンにはRed、マゼンタにはGreen、イエローにはBlueの各フィルターを用い、ブラックについてはフィルターなし)して測定を行った。得られた測定結果から下記式(12)を用いて光学濃度残存率(ROD値)を求めた。
ROD(%)=(D/D0)×100 …(12)
(式(12)中、Dは曝露試験後のOD値、D0は曝露試験前のOD値を表す。)
ROD値に基づいて、以下のように評価基準を設けた。評価結果を表1〜表3に併せて示す。
A:ROD値が90%以上。
B:ROD値が70%以上90%未満。
C:ROD値が70%未満。
実施例1〜実施例8によれば、溶剤Aないし溶剤Fのいずれか1種を含有することで、高周波数対応性およびノズルの目詰まり試験で良好な結果が得られ、良好な吐出安定性を確保できることが判った。また、溶剤Aないし溶剤Fのいずれか1種とポリ塩化ビニルとが共存することで顔料の耐光性および耐オゾン性を向上できることが判った。
顔料の種類を変更したこと以外は、「4.2.非水系インク組成物の調製」と同様にして、表4に記載のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の非水系インク組成物を調製し、この4色の非水系インク組成物からなるインクセットを2種類作製した。なお、表中の数値は、質量%を表す。
・C.I.ピグメントイエロー180(クラリアントジャパン製、商品名「PV FAST YELLOW HG」、イエロー顔料)
・C.I.ピグメントレッド122(東洋インキ製造株式会社製、商品名「LIONOGEN Magenta R」、マゼンタ顔料)
・C.I.ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、商品名「シアニンブルー4920」、シアン顔料)
・C.I.ピグメントブラック7(三菱化学株式会社製、商品名「MA−7」、ブラック顔料)
なお、その他の成分については、既出した成分と同様であるので記載を省略する。
4.5.1.インクセットとしての信頼性の評価
「4.3.3.耐光性試験」および「4.3.4.耐オゾン性試験」と同様にして、各色の耐光性および耐オゾン性の評価を行った。得られた耐光性および耐オゾン性の評価結果に基づいて、以下のようにインクセットとしての信頼性評価基準を設けた。評価結果を表4に併せて示す。
A:耐光性および耐オゾン性の評価結果が、4色全てAである。
B:耐光性および耐オゾン性の評価結果が、4色のうち1色以上についてBであり、残りの色についてはAである。
C:耐光性および耐オゾン性の評価結果が、4色のうち1色以上についてCであり、残りの色についてはAまたはBである。
実施例15によれば、インクセットとしての信頼性に優れることが判った。一方、比較例18によれば、インクセットとしての信頼性に劣ることが判った。インクセットとしての信頼性が劣る場合は、特にグリーンのような2次色以上の画像を記録すると問題が生じる。例えば、グリーンの画像を印刷した場合に、イエローだけがより褪色してしまうと、画像としてのカラーバランスが大きく損なわれてしまう。よって、本発明に係るインクセットであれば、インクセットとしての信頼性に優れるため、記録した画像のカラーバランスを保持することが可能となる。
Claims (8)
- 請求項1において、
前記顔料が、C.I.ピグメントイエロー180を含む、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1または請求項2において、
前記一般式(1)で示される溶剤のR1が、メチル基またはn−ブチル基である、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記一般式(1)で示される溶剤の含有量が、2質量%以上50質量%以下である、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
前記ポリ塩化ビニルの含有量が、0.05質量%以上5質量%以下である、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記ポリ塩化ビニルと前記一般式(1)で示される溶剤とを質量基準で1:5〜1:25となる量比で含む、インクジェット記録用非水系インク組成物。 - 複数のインクジェット記録用非水系インク組成物を備えたインクセットであって、請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のインクジェット記録用非水系インク組成物を少なくとも1種含むことを特徴とする、インクセット。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のインクジェット記録用非水系インク組成物の液滴を吐出し、塩化ビニル系樹脂を含有する記録媒体の表面に該液滴を付着させて画像を記録する、インクジェット記録方法。
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