JP4923417B2 - インクジェット用処理液、インクジェト用処理液タンク、インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
(I)処理液のpHが1.5以上5.5以下
(II)該ノニオン性物質の重量平均分子量が300以上5,000未満、
(III)該有機酸における酸基を除いた基本骨格部と該ノニオン性物質との溶解性パラメーター(SP値)の差が0.01以上0.75以下、
であることを特徴としている。
本発明のインクジェット用処理液(以下、単に処理液と略記)は、少なくともpKaが4.5以下の有機酸、ノニオン性物質、及び水を含有する。そして、ノニオン性物質の重量平均分子量を300以上5,000未満とした場合、処理液のpHを1.5以上5.5以下、有機酸における酸基を除いた基本骨格部とノニオン性物質との溶解性パラメーター(SP値)の差を0.01以上0.75以下とする(第1の発明)。一方、ノニオン性物質の重量平均分子量が5,000以上100,000以下とする場合、処理液のpHを1.5以上5.5以下、有機酸における酸基を除いた基本骨格部とノニオン性物質との溶解性パラメーター(SP値)の差が0.01以上2以下とする(第2の発明)。
但し、本発明では、第1の発明が採用される。
その他、スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等も使用できる。
その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。
本発明のインクジェット用インクタンク(処理液タンク含む)は、上記本発明の処理液や上記本発明のインクジェット用インクセットの各液体を収納するものであり、例えば、特開2001−138541等に記載のインクタンクに適用することができる。この場合、インクタンクにインクを充填し、記録ヘッドからインク吐出する際においてもインクタンクにおけるける長期保管時のインク特性変化が抑制され、特に長期保管時の記録ヘッドからの噴射性において充分満足できるものとなる。
本発明のインクジェット記録方法は、上記本発明のインクジェット用インクセットを用い、インクジェット用インクと処理液とを互いに接触させるように印字するものである。また、本発明のインクジェット記録装置は、上記本発明のインクジェット用インクセットの各液体を記録媒体に吐出する記録ヘッドを備えるものである。これらは、通常のインクジェット記録装置は勿論、インクのドライングを制御するためのヒーター等を搭載した記録装置、又は、中間体転写機構を搭載し、中間体に記録材料を印字した後、紙等の記録媒体に転写する記録装置等を適用することができる。
但し、一つのノズルから複数の体積のドロップを噴射することが可能であるインクジェット装置において、上記ドロップ量とは、印字可能な最小ドロップのドロップ量を指すこととする。
市販の顔料分散液に対して、超音波ホモジナイザーを掛ける。その後、分散液に遠心分離処理(8000rpm×30分)を施し、残渣部分(初期投入量に対して20質量%)を除去することで、顔料分散液を得た。
所定量のイオン交換水中に、顔料10質量%、分散剤1.5質量%を添加し、攪拌する。この混合液体に超音波ホモジナイザーを掛け、顔料を分散させる。更に、この分散液に遠心分離処理(8000rpm×30分)を施し、残渣部分(初期投入量に対して20%)を除去することで、顔料分散液を得た。
スルファニル酸水溶液を加温し、撹拌しながら顔料100gを加えた。この混合物を撹拌しながら室温まで冷やし、14gの濃硝酸を滴下した。この溶液にNaNO2水溶液10gを添加し、反応が終了するまで撹拌した。この顔料に対し、脱塩処理を行なった。得られた表面処理顔料を顔料濃度が12質量%となるようにイオン交換水を加え、pHを7.5に調整した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散を行なった。この分散液を遠心分離装置で、遠心分離処理(8000rpm×30分)を施し、残渣部分(全量に対して20%)を除去することで、顔料分散液を得た。
所定の組成となるように色材溶液、水溶性有機溶媒、界面活性剤、イオン交換水等を適量加え、混合液を、混合、攪拌した。得られた液体を、5μmフィルターを通過させることにより、所望の液体を得た
顔料処理方法1に従って処理した顔料を用い、所定の方法により作製した。
―組成―
・Cabojet−300(キャボット社製) : 4質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体 : 1質量%
(重量平均分子量4500)
・ジエチレングリコール : 20質量%
・プロピレングリコール : 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
顔料処理方法2に従って処理した顔料を用い、所定の方法により作製した。
―組成―
・Black Perls L(キャボット社製) : 4質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体 : 0.75質量%
(重量平均分子量6000)
・ジエチレングリコール : 20質量%
・エチレングリコール : 5質量%
・ポリオキシエチレンイソステアリルエーテル : 0.75質量%
・イオン交換水 : 残部
顔料処理方法3に従って処理した顔料を用い、所定の方法により作製した。
―組成―
・C. I. Pigment Blue −15:3 : 5質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体 : 0.6質量%
(重量平均分子量4000)
・ジエチレングリコール : 20質量%
・グリセリン : 5質量%
・ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテル : 0.75質量%
・イオン交換水 : 残部
顔料処理方法3に従って処理した顔料を用い、所定の方法により作製した。
―組成―
・C. I. Pigment Red −122 : 4質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体 : 1質量%
(重量平均分子量7500)
・ジエチレングリコール : 15質量%
・プロピレングリコール : 5質量%
・ブチルカルビトール : 2質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 0.75質量%
・イオン交換水 : 残部
顔料処理方法3に従って処理した顔料を用い、所定の方法により作製した。
―組成―
・C. I. Pigment Yellow −128 : 4質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体 : 1質量%
(重量平均分子量6000)
・ジエチレングリコール : 20質量%
・スルホラン : 5質量%
・ポリオキシエチレン−2−エチルヘキシルエーテル : 0.8質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 10質量%
・2−フランカルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値9.23) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 0.8質量%
・ジグリセリンエチレンオキサイド付加物(重量平均分子量4500/SP値9.74) : 8質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 15質量%
・2−ピロリドン−5−カルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値11.18) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 0.9質量%
・ポリビニルピロリドン(重量平均分子量10000/SP値12.80) : 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 10質量%
・クエン酸(pKa=2.87/基本骨格SP値11.59) : 12質量%
・硝酸マグネシウム・6水和物 : 4質量%
・水酸化ナトリウム : 0.9質量%
・ジグリセリンエチレンオキサイド付加物(重量平均分子量750/SP値11.56) : 8質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 20質量%
・2−ピロリドン−5−カルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値11.18) : 8質量%
・硝酸マグネシウム・6水和物 : 2質量%
・水酸化ナトリウム : 0.9質量%
・ジグリセリンプロピレンオキサイド付加物(重量平均分子量750/SP値10.90) : 7.5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 10質量%
・2−ピロリドン−5−カルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値11.18) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 0.6質量%
・ジグリセリンプロピレンオキサイド付加物(重量平均分子量750/SP値10.90) : 1.2質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ブチルカルビトール : 10質量%
・2−ピロリドン−5−カルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値11.18) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 2質量%
・ジグリセリンプロピレンオキサイド付加物(重量平均分子量750/SP値10.90) : 12質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・2−ピロリドン−5−カルボン酸(pKa=4.0/基本骨格SP値11.18) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 1.5質量%
・ジグリセリンエチレンオキサイド付加物(重量平均分子量4500/SP値9.74) : 16質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 20質量%
・酢酸(pKa=4.56/基本骨格SP値5.80) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 1.5質量%
・ブチルカルビトール(重量平均分子量162.23/SP値10.51) : 10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 25質量%
・クエン酸(pKa=2.87/基本骨格SP値11.59) : 10質量%
・水酸化ナトリウム : 0.9質量%
・エチルカルビトール(重量平均分子量134.18/SP値10.94) : 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 10質量%
・ニコチン酸(pKa=2.1/基本骨格SP値9.27) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 0.9質量%
・ポリエチレンオキサイド(重量平均分子量194,000/SP値9.37) : 10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 25質量%
・2−ピロリドン(重量平均分子量85.1/SP値11.18) : 2.5質量%
・2−ピロリドン−5−カルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値11.18) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 0.9質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 25質量%
・2−ピロリドン(重量平均分子量85.1/SP値11.18) : 2.5質量%
・1N−塩酸 : 20質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
―組成―
・ジエチレングリコール : 20質量%
・2−フランカルボン酸(pKa=2.4/基本骨格SP値9.23) : 8質量%
・水酸化ナトリウム : 0.8質量%
・ポリビニルピロリドン(重量平均分子量10000/SP値12.80) : 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 : 1質量%
・イオン交換水 : 残部
表1及び表3に従ったインクセットを用いて、表1のインクセットは下記印字パターンAで、表3のインクセットは下記印字パターンBで印字を行った。印字は、800dpi、256ノズルの試作プリントヘッド(ドロップ量14ng)を用い、FX−C2紙(富士ゼロックス社製)に対してインク、及び/又は、処理液を印字パターンに従って吐出する方法で行った。印字は一般環境下(温度23±0.5℃、湿度55±5%R.H)で行った。インクと処理液を吐出する場合、1画素を形成するためのインクと処理液との付与量の質量比を1:0.2とした。評価は単色インクの評価においては、図5(A)に示す印字パターンAを用い、一方、複数色インクセットの評価においては、図5(B)に示す印字パターンBを用いた印字サンプルを作成し、印字後24時間一般環境下に放置したサンプルに対して行った(但し、乾燥時間、初期噴射性、長期保管後噴射性は除く)。なお、表1には、インクと処理液との混合時の5μm以上粗粒数(個/μL)についても示している。
印字部分をエックスライト404(エックスライト社製)を用いて上記印字パターンそれぞれの印字部で光学濃度を測定した。印字パターンのいずれかの印字部において、基準に満たない場合には、下位の評価とした(例えば、いずれかの印字部分で△であり、他の印字部分は○である場合には、当該サンプルの評価は、△とした。)。以下いずれの評価方法においても、同様の評価基準である。
−評価基準(黒インク)−
◎ … 光学濃度が1.45以上
○ … 光学濃度が1.4以上
△ … 光学濃度が1.3以上1.4未満
× … 光学濃度が1.3未満
◎ … 光学濃度が1.2以上
○ … 光学濃度が1.1以上
△ … 光学濃度が1.0以上1.1未満
× … 光学濃度が1.0未満
色間滲みの評価は、異なる色が隣接するパターンを印字し、境界部分の滲み度合いを予め定めておいた限度見本に照合し、官能評価を行なった。
−評価基準−
◎ … 滲みが視認できないもの
○ … 滲みが少ないもの
△ … 滲みは発生しているが、許容レベルのもの
× … 滲みが激しく、許容範囲外のもの
細線パターンを印字し、印字部の滲み度合いを限度見本に照合し、官能評価を行なった。
−評価基準−
◎ … 滲みが視認できないもの
○ … 滲みが少ないもの
△ … 滲みは発生しているが、許容レベルのもの
× … 滲みが激しく、許容範囲外のもの
100%カバレッジパターンを印字してから所定の時間経過後に印字パターン上に別のFX−C2紙を1.9×104N/m2の荷重で押し当てる。この時、押し当てたFX−C2紙側に液体が転写されなくなる時間を乾燥時間とした。
−評価基準−
◎ … 乾燥時間が0.5秒未満
○ … 乾燥時間が1秒未満
△ … 乾燥時間が1秒以上5秒未満
× … 乾燥時間が5秒以上
初期噴射性については、インクジェット記録装置にインク及び処理液を充填し、一般環境下で1ノズル当り5×104パルス印字させた。その後、ノズルチェックパターンを印字させ、吐出ノズル数を観察した。
−評価基準−
◎ … 全ノズル吐出
○ … 全ノズルのうち90%以上のノズルが吐出
△ … 全ノズルのうち80%以上90%未満のノズルが吐出
× … 全ノズルのうち80%未満のノズルが吐出
長期保管後噴射性については、インクジェット記録装置にインク及び処理液を充填し、一般環境下で1年間保管した。記録装置の通常立上げ動作後、ノズルチェックパターンを印字させ、吐出ノズル数を観察した。
−評価基準−
◎ … 全ノズル吐出
○ … 全ノズルのうち90%以上のノズルが吐出
△ … 全ノズルのうち80%以上90%未満のノズルが吐出
× … 全ノズルのうち80%未満のノズルが吐出
評価結果を表2及び表3にまとめた。表2及び表3に示したように、本実施例の構成では、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、噴射安定性に優れていたことがわかる。
1 記録媒体
2 搬送ローラ
3 記録ヘッド
4 メインインクタンク
5 サブインクタンク
6 外部カバー
7 トレイ
8 画像形成部
9 給電信号ケーブル
10 キャリッジ
11 ガイドロッド
12 タイミングベルト
13 駆動プーリ
14 メンテナンスユニット
15 補給装置
Claims (13)
- 少なくともpKaが4.5以下の有機酸、ノニオン性物質、及び水を含有する処理液であって、
(I)処理液のpHが1.5以上5.5以下
(II)該ノニオン性物質の重量平均分子量が300以上5,000未満、
(III)該有機酸における酸基を除いた基本骨格部と該ノニオン性物質との溶解性パラメーター(SP値)の差が0.01以上0.75以下、
であることを特徴とするインクジェット用処理液。 - 前記ノニオン性物質の添加量がインク全質量に対し1.5質量%以上15質量%以下であ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処理液。
- 請求項1又は2に記載のインクジェット用処理液を収納したことを特徴とするインクジェット用処理液タンク。
- 少なくとも、顔料、水溶性溶媒、及び水を含有するインクと、請求項1又は2に記載のインクジェット用処理液と、を有することを特徴とするインクジェット用インクセット。
- 請求項4に記載のインクジェット用インクセットを収納したことを特徴とするインクジェット用インクタンク。
- インクセットを用いたインクジェット記録方法であって、
前記インクセットは、請求項4に記載のインクジェット用インクセットであり、
前記インク及び前記処理液が互いに接触するように記録媒体上に付与して、画像を形成することを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記インク及び処理液を、1ドロップ当たり0.01ng以上25ng以下で記録媒体に付与することを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 1画素を形成するために付与される前記インク及び前記処理液の付与量が、質量比で1:10〜10:1の範囲であることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 前記インクセットを収納したインクジェット用インクタンクから供給された各液体を、記録媒体上に吐出することを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- インクセットの各液体を記録媒体に吐出するための記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置であって、
前記インクセットは、請求項4に記載のインクジェット用インクセットであり、
前記インク及び前記処理液が互いに接触するように記録媒体上に付与して、画像を形成することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記インク及び処理液が、1ドロップ当たり0.01ng以上25ng以下で記録媒体に付与されることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録装置。
- 1画素を形成するために付与される前記インク及び前記処理液の付与量が、質量比で1:10〜10:1の範囲であることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクセットを収納すると共に、収納した液体を前記記録ヘッドへ供給するためのインクジェット用インクタンクを、さらに備えることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録装置。
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