JP5082958B2 - インクジェット処理液、インクジェット記録方法及び記録物 - Google Patents

インクジェット処理液、インクジェット記録方法及び記録物 Download PDF

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Description

本発明は、インク非吸収性のフィルム系素材に適したコートに関し、詳しくは、インクジェット処理液、該処理液を用いたインクジェット記録方法及び記録物に関する。
インクジェット記録方式は、微小液滴をノズルから吐出させ、各種の被記録メディアに付着させて、画像、文字等の記録を行うものであり、高速化、低騒音化、カラー化が容易であり、しかも非記録メディアに対して非接触印刷が可能であるという特徴もあり、各種画像の記録装置として様々な用途に利用されている。
特に産業用としては、フルカラーインクジェット記録方式により形成される画像は、製版方式による多色印刷や銀塩写真方式にも迫る画像を得ることも可能で、しかも多種少量部数を印刷する場合には通常の多色印刷を行うよりも安価なこともあり、昨今その利用が拡大している。
このような産業用の用途の中でも、多種少量部数の印刷がしやすいという特徴から、製品内容の説明、デザイン、名称、製造者名などの示すラベルやシール、タグ等の印刷への利用が拡大している。
しかしながらこのようなラベルやシール、タグ等に一般に使用される記録メディアは、その光沢感や質感、求められる耐久性等の観点から非(難)吸収系のフィルムメディア、具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等、又は印刷本紙等のインクを吸収せず(し難く)、通常インクジェット記録方式には適さないものである。
従って、通常はこのような非(難)吸収系メディア表面に、予めインク受容層を設けることでインクジェット記録特性を具備した専用メディアを用意して上記のようなラベルやシール、タグ等の用途にインクジェット記録が使用されている。
本発明は、例えばインクジェット記録の前工程として、本処理液をインクジェット吐出により記録メディア上に塗布する工程を組み込むことで、一連のシステムとして、非(難)吸収系メディアであるフィルム系(PET、PVC、PP、PE)メディア等にインクジェットプリンタによる印刷を可能とするものである。
ここで、上記の「処理液」に求められる特性としては、以下の点が挙げられる。
1)インクと反応してにじみやブリードを防止するものであること。
2)フィルムメディア上に塗布可能で、フィルムメディアに対して密着性や接着性があり、しかも塗布後透明であること。
3)経時で特性が低下しない、つまり保存安定性を備えること。
4)フィルムメディアへの塗布後、乾燥しやすいこと。
5)インクジェット吐出でき、しかも実使用においてインクジェットヘッドが目詰まらないものであること。
しかし、従来の技術では、上記の特性を全て満足する処理液が得られていない、特に1)〜4)の特性を確保しつつ、更に5)のインクジェット吐出を可能とする処理液は得られていない。また、保存安定性を十分に満足する処理液が得られていないのが実情である。
なお、特許文献1において、画像滲みの発生を抑えつつ耐オゾン性を向上させることを目的として、カチオン性ポリウレタン及び2価の水溶性マグネシウム塩およびまたは水溶性カルシウム塩からなる水溶性金属塩を少なくとも含み、さらに水溶性バインダーとしてポリビニルアルコールを架橋剤としてホウ酸を含むインクジェット記録媒体が開示されている。
この技術は、記録メディアそのものを改良することによって、画像の特性を向上させようとするものであって、前記のようなインクジェット吐出によって記録メディアを前処理する処理液ではなく、そもそもインクジェット吐出に適さないものであった。
特開2007−196395号公報
本発明は、インクジェット吐出が可能で、インク非吸収性の記録メディアに対する密着性や接着性、透明性、吐出後の乾燥性、及び記録画像のにじみ抑制性を有するとともに、保存安定性を備えるインクジェット処理液を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意研究の結果、カチオン性ポリウレタン、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体を含むインクジェット処理液が、前記目的を達成し得ることの知見を得て、本発明に至った。
即ち、本発明は以下の構成からなる。
1.少なくとも、カチオン性ポリウレタン、ポリアミン及び/又はポリアミン誘導体と、アルキル鎖が5〜8のアルキルグリコールエーテルと、を含むインクジェット処理液。
.さらに、下記式(1)の一般式で表されるジアセチレンテトラオールを含む、前記1記載のインクジェット処理液。
Figure 0005082958
(上記式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基を表し、R3はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、−O−R4−はそれぞれ独立にオキシエチル、オキシプロピル、オキシブチルのいずれかを表し、R5は2価の連結基を表し、k、l、m、nはそれぞれ1〜100の整数を表す。)
.さらに、1,2−アルカンジオールを含む、前記1又は2記載のインクジェット処理液。
.さらに、シリコーン系界面活性剤を含む、前記1〜の何れかに記載のインクジェット処理液。
.インクジェット記録用インクの液滴を、前記1〜の何れかに記載のインクジェット処理液で処理した記録媒体上に吐出することによって印字画像を形成するインクジェット記録方法。
.前記記載のインクジェット記録方法によって印刷された記録物。
本発明によれば、インクジェット吐出が可能で、インク非吸収性の記録メディアに対する密着性や接着性、透明性、吐出後の乾燥性、及び記録画像のにじみ抑制性を有するとともに、保存安定性を備えるインクジェット処理液、インクジェット記録方法及び記録物を提供することができる。
次に本発明をその好ましい実施形態に基づいて、さらに詳細に説明する。
本発明のインクジェット処理液は、既述のとおり、カチオン性ポリウレタン、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体を含むことを特徴とする。
本発明は、上記構成からなるものであるため、インクジェット吐出が可能で、インク非吸収性の記録メディアに対する密着性や接着性、透明性、吐出後の乾燥性、及び記録画像のにじみ抑制性を有するとともに、保存安定性を備えることができる。
本発明の処理液に用いられるカチオン性ポリウレタンとしては、特に限定はなく、公知のものを適宜選択して用いることができる。
例えば、下記の調製(1)〜(2)等により得られるカチオン性ポリウレタンが挙げられ、特にカチオン性ポリウレタンが水に分散された組成物、すなわち水分散物が好ましい。
カチオン性ポリウレタンの調製は、(1)ポリイソシアネート(A)とウレタン反応を行なうポリオールとしてポリエステルポリオール(B1)を用いると共に、三級アミノ基を有する鎖伸長剤(C)を用いてウレタンプレポリマーを調製し、この三級アミノ基の一部を酸で中和又は四級化剤で四級化してアミン価を1〜40(KOHmg/g)の範囲とすることにより、カチオン性ポリウレタンを組成物の形態で得ることができる。また、(2)ポリカーボネートポリオール(B2)と前記三級アミノ基を有する鎖伸長剤(C)とエチレンオキサイド鎖を50質量%以上含有するポリアルキレンオキサイド(D)とを、前記ポリイソシアネート(A)を用いてウレタンプレポリマーを調製し、前記鎖伸長剤(C)によって導入される三級アミノ基を酸で中和又は四級化剤で四級化することによりカチオン性ポリウレタンを得ることができる。このカチオン性ポリウレタンを水に分散した形態で得ることにより、水分散物として得ることができる。
以下、前記調製(1)について説明する。
ポリイソシアネート(A)としては、従来から慣用されている脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族等のポリイソシアネートを使用することができる。
脂肪族ポリイソシアネートの具体例として、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、1,4−ブタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルぺンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチルぺンタン−1,5−ジイソシアネート等を挙げることができる。
脂環族ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4'−ジベンジルジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート等を挙げることができる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
これらのポリイソシアネートは、一種単独で用いてもよいし、2種以上を混合しても用いてもよい。
ポリエステルポリオール(B1)は、種々のポリカルボン酸とポリオールとによって構成されるものを使用することができるが、脂肪族二塩基酸及び芳香族二塩基酸からなるジカルボン酸と、脂肪族グリコールとによって構成されるものが、密着性が高くなるという点でより好ましい。前記脂肪族二塩基酸として、例えば、マロン酸、琥珀酸、酒石酸、蓚酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アルキルコハク酸、リノレイン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸等、或いはこれらの酸無水物、アルキルエステル、酸ハライド等の反応性誘導体などを挙げることができる。これらの脂肪族ジカルボン酸は単独又は2種以上併用して用いることができる。また、前記芳香族二塩基酸として、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸等、或いはこれらの酸無水物、アルキルエステル、酸ハライド等の反応性誘導体などを挙げることができる。これらの芳香族ジカルボン酸は単独又は2種以上併用して用いることができる。
脂肪族グリコールとしては、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、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール等が例示でき、これらは単独又は2種以上併用して用いることができる。
分子中に三級アミノ基を有する前記鎖伸長剤(C)は、三級アミノ基をウレタンプレポリマーに導入するために使用される。このような鎖伸長剤(C)としては、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン等のN−アルキルジアルカノールアミン、N−メチルジアミノエチルアミン、N−エチルジアミノエチルアミン等のN−アルキルジアミノアルキルアミン、トリエタノールアミン等を挙げることができる。これらの三級アミノ基を有する鎖伸長剤(C)は単独又は2種以上併用して用いることができる。
前記調製(1)における鎖伸長剤(C)の添加量は、ポリイソシアネート(A)とポリエステルポリオール(B1)と鎖伸長剤(C)との合計に対して5〜20質量%であることがより好ましい。この鎖伸長剤(C)の添加量が5質量%より少ないと、導入される三級アミノ基が少なくなり、密着性及びインクの耐水性が低下するという傾向が現れる。また、鎖伸長剤(C)の添加量が20質量%より多いと、添加量に見合った密着性及び耐久性を向上させる効果が得られにくくなり、また、このように鎖伸長剤(C)の添加量を高めたウレタンプレポリマーは調製し難くなる傾向がある。
本発明においては、ポリイソシアネート(A)と、ポリエステルポリオール(B1)と、分子中に三級アミノ基を有する鎖伸長剤(C)との反応によって生成するウレタンプレポリマーの末端の遊離NCOの含有量は、1〜5質量%の範囲であることがより好ましい。この末端遊離NCOの含有量が1質量%より少ないと、ウレタンプレポリマーの調製が困難となるので好ましくない。また、末端遊離NCOの含有量が5質量%より多いと、得られる水系ポリウレタン樹脂の凝集力が高くなりすぎるため、密着性の点で好ましくない。
本発明においては、鎖伸長剤(C)によって導入される三級アミノ基及びその一部を酸で中和又は四級化剤で四級化したカチオン性ウレタンプレポリマーが調製される。三級アミノ基及びその一部を酸で中和する場合には、酸として、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、リンゴ酸、マロン酸、アジピン酸等の有機酸、及び塩酸、燐酸、硝酸等の無機酸を挙げることができる。これらの酸は単独又は2種以上併用して用いることができる。
また、三級アミノ基及びその一部を四級化剤で四級化する場合には、四級化剤として、ベンジルクロライド、メチルクロライド等のハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル等の硫酸エステル等を挙げることができる。これらの四級化剤は、一種単独で用いる以外に2種以上を併用することができる。
上述のように三級アミノ基及びその一部の中和又は四級化は完全には行なわれず、一部の三級アミノ基のみが中和又は四級化される。中和又は四級化されずに残される三級アミノ基の量は、カチオン性ポリウレタンのアミン価が1〜40(KOHmg/g)となる量であり、このアミン価は、酸による中和又は四級化により調整することができる。
次に、前記調製(2)について説明する。
調製(2)に用いられるポリイソシアネート(A)は、前記調製(1)で用いられる前記ポリイソシアネート(A)と同様であり、既述した通りである。
調製(2)に使用される前記ポリカーボネートポリオール(B2)としては、例えば、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等のグリコール類と、ジフェニルカーボネート及びホスゲンとの反応によって得られる化合物等が挙げられる。これらの芳香族ジカルボン酸は単独又は2種以上併用して用いることができる。
ポリカーボネートポリオール(B2)の添加量は、ポリイソシアネート(A)とポリカーボネートポリオール(B2)と鎖伸長剤(C)とポリアルキレンオキサイド(D)との合計に対して40〜80質量%の範囲であることが好ましい。ポリカーボネートポリオール(B2)の添加量が40質量%より少ないと、得られるウレタン樹脂の耐久性が低下し、また、フィルムメディアへの密着性にも劣る傾向が現れるので好ましくない。また、80質量%より多いと、得られるカチオン性ポリウレタンの凝集力が不十分となり、やはり耐久性が低下するので好ましくない。
本発明では、エチレンオキサイド鎖を含有するポリアルキレンオキサイド(D)をポリウレタンの構成成分として使用することができる。このポリアルキレンオキサイド(D)は、印刷されるインクとの親和性を高めるために使用される。このようなポリアルキレンオキサイド(D)として、例えば、エチレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体等を挙げることができる。これらのポリアルキレンオキサイド(D)は単独又は2種以上併用して用いることができる。ポリアルキレンオキサイド(D)に於けるエチレンオキサイド鎖の含有量が50質量%より少ないと、インクとの親和性が低下する場合がある。
ポリアルキレンオキサイド(D)の添加量は、ポリイソシアネート(A)とポリカーボネートポリオール(B2)と鎖伸長剤(C)とポリアルキレンオキサイド(D)との合計に対して3〜10質量%であることが好ましい。ポリアルキレンオキサイド(D)の添加量が3質量%より低いと、インクとの親和性が不十分となるので好ましくない。また、ポリアルキレンオキサイド(D)の添加量が10質量%より多いと、耐水性が低下するので好ましくない。
前記調製(2)において、用いられる鎖伸長剤(C)は前記調製(1)の場合と同様である。
前記調製(2)において用いられる鎖伸長剤(C)の添加量は、ポリイソシアネート(A)とポリカーボネートポリオール(B2)と鎖伸長剤(C)とポリアルキレンオキサイド(D)との合計に対して5〜15質量%であることが好ましい。この鎖伸長剤(C)の添加量が5質量%より少ないと、導入される三級アミノ基が少なくなり、密着性が低下する傾向が現れるので好ましくない。また、鎖伸長剤(C)の添加量が15質量%より多いと、添加量に見合った密着性を向上させる効果が得られなくなるので好ましくない。
前記調製(2)において用いられる鎖伸長剤(C)によって導入される三級アミノ基及びその一部を、酸で中和又は四級化剤で四級化する場合の酸及び四級化剤は、前記調製(1)の場合と同様である。
前記(1)及び(2)の調製において、三級アミノ基及びその一部を中和又は四級化したカチオン性ウレタンプレポリマーは、水に分散される際に必要に応じてポリアミン化合物(D1)を使用して調製してもよい。使用し得るポリアミン化合物として、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、へキシレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イソホロンジアミン、ピペラジン、ジフェニルメタンジアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド類等のアミノ基を2個以上有する化合物を挙げることができる。
前記(1)及び(2)の調製において、更に水酸基数が3個以上のポリオールを添加してもよい。水酸基数が3個以上のポリオールを添加すると、フィルムメディアに対する密着性を改善することができる。但し、得られるカチオン性ポリウレタンの水への分散性を損なわない範囲で使用することが必要である。このようなポリオールとして、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトラオール、1,4−ソルビタン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等を挙げることができ、これらを単独又は2種以上併用して用いることができる。
前記(1)及び(2)の調製において、上述のように三級アミノ基又はその一部を中和又は四級化して得られたカチオン性ウレタンプレポリマーは、次に水に分散され、本発明に用いられるカチオン性ポリウレタン及びその分散物が得られる。
カチオン性ポリウレタンは、詳細には特開2002−307811号公報の段落番号[0006]〜[0048]、特開2002−307812号公報の段落番号[0006]〜[0053]に記載の樹脂を用いることができる。
カチオン性ポリウレタンとしては、市販品を用いることができ、該カチオン性ポリウレタンの市販品としては、「ハイドランCP−7010」、「ハイドランCP−7020」、「ハイドランCP−7030」、「ハイドランCP−7040」、「ハイドランCP−7050」、「ハイドランCP−7060」、「ハイドランCP−7610」(商品名、大日本インキ化学工業株式会社製)、「スーパーフレックス600」、「スーパーフレックス610」、「スーパーフレックス620」、「スーパーフレックス630」、「スーパーフレックス640」、「スーパーフレックス650」(商品名、第一工業製薬株式会社製)、「ウレタンエマルジョンWBR−2120C」、「ウレタンエマルジョンWBR−2122C」(商品名、大成ファインケミカル株式会社製)等を用いることができる。
カチオン性ポリウレタンの含有量は、処理液中、好ましくは0.5〜15重量%、更に好ましくは1〜10重量%であり、更により好ましくは2〜8重量%である。
本発明の処理液に用いられるポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体としては、特に限定はなく、公知のものを適宜選択して用いることができ、例えば、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリアリルアミンアミド硫酸塩、アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン塩酸塩・ジメチルアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン・ジメチルアリルアミンコポリマー、ポリジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミンアミド硫酸塩、ポリメチルジアリルアミン酢酸塩、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルアミン酢酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト・二酸化硫黄コポリマー、メチルジアリルアミン塩酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミドコポリマー等を挙げることができる。
このようなポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体としては、市販品を用いることができ、例えば、「PAA−HCL−01」、「PAA−HCL−03」、「PAA−HCL−05」、「PAA−HCL−3L」、「PAA−HCL−10L」、「PAA−H−HCL」、「PAA−SA」、「PAA−01」、「PAA−03」、「PAA−05」、「PAA−08」、「PAA−15」、「PAA−15C」、「PAA−25」、「PAA−H−10C」、「PAA−D11−HCL」、「PAA−D41−HCL」、「PAA−D19−HCL」、「PAS−21CL」、「PAS−M−1L」、「PAS−M−1」、「PAS−22SA」、「PAS−M−1A」、「PAS−H−1L」、「PAS−H−5L」、「PAS−H−10L」、「PAS−92」、「PAS−92A」、「PAS−J−81L」、「PAS−J−81」(商品名、日東紡績株式会社製)、「ハイモNeo−600」、「ハイモロックQ−101」、「ハイモロックQ−311」、「ハイモロックQ−501」、「ハイマックスSC−505」、「ハイマックスSC−505」(商品名、ハイモ株式会社製)等を用いることができる。
ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体の含有量は、処理液中、好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.5〜5重量%である。
また、本発明の処理液は、そのフィルムメディアへの濡れ性を向上する目的で、長鎖アルキルグリコールエーテル類を用いることができる。長鎖アルキルグリコールエーテル類としては、アルキル鎖が5〜8、好ましくは、アルキル鎖が6のアルキルグリコールエーテルが挙げられる。
このような長鎖アルキルグリコールエーテル類の具体例としては、例えば、エチレングリコールモノn−ペンチルエーテル、エチレングリコールモノiso−ペンチルエーテル、エチレングリコールモノネオペンチルエーテル、エチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノiso−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノiso−ペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノネオペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノiso−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノn−ペンチルエーテル、トリエチレングリコールモノiso−ペンチルエーテル、トリエチレングリコールモノネオペンチルエーテル、トリエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノiso−ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ペンチルエーテル、プロピレングリコールモノiso−ペンチルエーテル、プロピレングリコールモノネオペンチルエーテル、プロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノiso−ヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ペンチルエーテル、ジプロピレングリコールモノiso−ペンチルエーテル、ジプロピレングリコールモノネオペンチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノiso−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−ペンチルエーテル、トリプロピレングリコールモノiso−ペンチルエーテル、トリプロピレングリコールモノネオペンチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノiso−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルなどをが挙げることができ、これらのグリコールエーテル類は、1種のみを添加してもよく、2種以上を混合して添加してもよい。
特に、フィルムへの濡れ特性と、フィルムメディアへの塗布後の乾燥性のバランスが良い点で、エチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテルが好ましく、その中でも特に、フィルムへの濡れ性と塗布後の乾燥性と水溶性の点でもっともバランスが良いのがジエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテルである。
長鎖アルキルグリコールエーテルの含有量は、処理液中、好ましくは0.1〜15重量%、より好ましくは0.5〜10重量%以下、更に好ましくは1〜5重量%である。15重量%を超えると、処理液をフィルムメディアに塗布した場合の乾燥特性が悪くなり、しかも、水溶性が低下するため、処理液中に溶解しにくくなる。
本発明の処理液には、そのフィルムメディアへの濡れ性を非常に向上させるために、前記式(1)の一般式で表されるジアセチレンテトラオールを用いることができる。
前記式(1)の一般式で表されるジアセチレンテトラオールとしては、例えば、「サーフィノールMD−20」(商品名、Air Products and Chmicals Inc.製)の市販品を用いることもできる。
前記ジアセチレンテトラオールはフィルムメディアに対する処理液の濡れ性向上に大きな効果を有するが、一方、水に溶解しにくく、処理液に添加の際には溶解助剤が必要となる。このような、ジアセリレンテトラオールの溶解助剤としては、前述の長鎖アルキルグリコールエーテル類が有効であり、特にエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルが溶解助剤としての効果と、フィルムへの濡れ性と塗布後の乾燥性の点でバランスが良い。
前記ジアセチレンテトラオールの含有量は、処理液中、好ましくは0.01〜1重量%、更に好ましくは0.05〜0.5重量%である。
本発明の処理液には、前述の長鎖アルキルグリコールエーテルの水への溶解助剤として、もしくは処理液のフィルムメディアへの濡れ性向上の点から、又は処理液の目詰まり耐久性向上の点から、アルカンジオールを用いることができる。アルカンジオールとしては、水溶性の1,2−アルカンジオール、水溶性の両末端アルカンジオール等のアルカンジオール等が挙げられる。
水溶性1,2−アルカンジオールとしては、分枝を有してもよい炭素数5または6の1,2−アルカンジオールが好ましく、4−メチル−1,2−ペンタンジオール、1,2−ペンタンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール,1,2−ヘキサンジオールが挙げられる。特にこれらの中でも1,2−ヘキサンジオールは、長鎖アルキルグリコールエーテルの水への溶解助剤として、さらに処理液の目詰まり耐久性向上や処理液の防腐の点から使用することが好ましい。
水溶性1,2−アルカンジオールは、処理液全体に対して1〜10重量%であることが好ましく、より好ましくは2〜8重量%である。15重量%を超えると、蒸発にしにくくなり、フィルムメディアに塗布した処理液が乾燥しにくくなる。
水溶性の両末端アルカンジオールとしては、分岐を有してもよい炭素数3〜10の両末端アルカンジオールを有するものを使用することが好ましく、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。
水溶性の両末端アルカンジオールは、処理液全体に対して、1〜15重量%含有されていることが好ましく、より好ましくは2〜10重量%である。この範囲とすることにより、目詰まり性とフィルムメディアに塗布した処理液の乾燥性両立しやすくなる。
さらに、本発明においては、浸透溶剤として、ポリオキシエチレン鎖および/またはポリプロピレン鎖が付加された、炭素数が5〜10の1.2−アルカンジオールおよび/または炭素数が3〜10の1.2−アルカンジオールおよび/またはラクタム類および/またはラクトン類を含んでいてもよい。
また、本発明の処理液は、さらに必要に応じて、シリコーン系界面活性剤を含有することができる。
シリコーン系界面活性剤として、具体的には、SH3746、SH3748、SH3749、SH3771、SH8400、SH8410、SH8427、SH8700(商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製)、TSF4440、TSF4441,TSF4452(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)、BYK−300、BYK−302、BYK−307、BYK−325、BYK−331、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−375、BYK−378、BYK−UV3500(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社)等をあげることができる。
このようなシリコーン系界面活性剤の中でも、特にポリオルガノポリシロキサン系界面活性剤は処理液の表面張力低下によるフィルムメディア等への濡れ性向上に有効である。
また、オルガノポリシロキサン系界面活性剤として、下記式:
Figure 0005082958
(式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、aは7〜11の整数を表し、mは20〜70の整数を表し、nは2〜5の整数を表す。)
で表される一種ままたは二種以上の化合物を含んでなることがより好ましい。このような特定のオルガノポリシロキサン系界面活性剤を使用することにより、特に処理液をフィルムメディア等へ塗布した場合、塗布面の凹凸を平滑化に有効である。
このようなシリコーン系界面活性剤は、本発明による処理液中に、好ましくは0.05〜5重量%、より好ましくは0.1〜2重量%含有される。特に、Rがメチル基である上記界面活性剤を使用する場合は、RがHである上記界面活性剤を用いた場合よりも、含有量を多くすることが好ましい。
本発明による処理液には、その他の界面活性剤、具体的には、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤等をさらに添加しても良い。
これらのうち、アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、または3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3オール、2,4−ジメチル−5−ヘキシン−3−オールなどが挙げられる。また、アセチレングリコール系界面活性剤は市販品も利用することができ、例えば、オルフィンE1010、STG、Y(商品名、日信化学社製)、サーフィノール61、104,82,465,485あるいはTG(商品名、Air Products and Chmicals Inc.製)が挙げられる。
本発明による処理液は、溶媒として水を含有する。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌処理した水は、長期間に亘ってカビやバクテリアの発生が防止されるので好ましい。
本発明による処理液は、有機アミンをさらに含有することができ、処理液のpHを容易に好適な範囲に調整することができる。有機アミンとしては、三級アミンが好ましく使用できる。
三級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン等のアルカノールアミン等が挙げられる。なお、本発明によるインク組成物は、そのpHが7〜10、特に7.5〜9であることが好ましい。特にpHが12を超えた範囲にあると、処理液の保存安定性が著しく低下することとなる。
有機アミンのインク組成物全重量に対する含有量は、0.01重量%以上であるが、記録画像を形成する際に記録媒体等の被記録面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができ、かつ、インクの吐出安定性、保存安定性、および高速印刷の観点から、好ましくは0.05〜5.0重量%、より好ましくは0.1〜2.0重量%である。
また、本発明による処理液は、上記成分に加えて、記録媒体溶解剤を含んでなることが好ましい。
記録媒体溶解剤としては、2−ピロリドンやN−メチル−2−ピロリドンなどの、ピロリドン類および/またはγ−ブチロラクトンなどのラクトン類を好適に使用できる。上記記録媒体溶解剤の添加量は適宜決定されてよいが、0.1〜30重量%程度が好ましく、より好ましくは1〜15重量%程度である。
また、本発明による処理液においては、目詰まり性向上の目的で、フィルムメディアへの塗布後の乾燥性を低下させない程度の湿潤剤を含有することができる。湿潤剤としては、多価アルコール類および/または糖類を使用できる。多価アルコール類の具体例としては、グリセリン、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、トリメチロールプロパン等が挙げられる。糖類の具体例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類および四糖類を含む)および多糖類があげられ、より具体的にはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、アルギン酸、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖(例えば、糖アルコール(一般式HOCH2(CHOH)nCH2OH(ここで、n=2〜5の整数を表す)で表される)、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ糖など)があげられる。具体例としてはマルチトール、ソルビトール、キシリトールなどが挙げられる。また、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサトリオール等を用いても良い。
湿潤剤の添加量は、0.1〜10重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜5重量%程度である。
本発明による処理液は、さらにノズルの目詰まり防止剤、防腐剤、酸化防止剤、導電率調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、酸素吸収剤などを別途添加することができる。
防腐剤・防かび剤の例としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジンチアゾリン−3−オン(ICI社のプロキセルCRL、プロキセルBND、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)等を挙げることができる。
さらに、溶解助剤又は酸化防止剤の例として、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類やジエタノールアミン、モルホリンなどのアミン類及びそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類、水酸化アンモニウム、四級アンモニウム水酸化物(テトラメチルアンモニウムなど)、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウムなどの炭酸塩類その他燐酸塩など、あるいはN−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素などの尿素類、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、L−アスコルビン酸及びその塩を挙げることができる。
また、本発明による処理液は、酸化防止剤及び紫外線吸収剤を含んでいてもよく、その例としては、チバ・スペシャリティーケミカルズ社のTinuvin 328、900、1130、384、292、123、144、622、770、292、Irgacor 252 153、Irganox 1010、1076、1035、MD1024、ランタニドの酸化物等を挙げることができる。
本発明によれば、インクジェット記録用インクの液滴を、前述したインクジェット処理液で処理した記録媒体上に吐出することによって印字画像を形成するインクジェット記録方法が提供される。かかる記録方法によれば、インク非吸収性の記録メディアに対しても記録画像のにじみ抑制等の効果が得られる。
本発明によれば、前述したインクジェット記録方法によって印刷された記録物が提供される。かかる記録物によれば、インク非吸収性の記録メディアを用いたものであっても記録画像のにじみ抑制等の効果が得られる。
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に詳述しない限り、部は重量部を示す。
実施例1ではカチオン性ポリウレタンとして「ハイドランCP−7010」(大日本インキ化学工業株式会社製)を、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体として「PAA−01」(日東紡績株式会社製)を使用した。
(処理液1の組成)
ハイドランCP−7010(固形分30%) 15部
PAA−01(固形分15%) 10部
エチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル 0.5部
1,2−ペンタンジオール 4部
BYK−347 0.3部
N−メチル−2−ピロリドン 10部
トリエタノールアミン 0.5部
水 残
上記組成の処理液を十分混合攪拌し、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターでろ過して処理液1を作製した。
実施例2ではカチオン性ポリウレタンとして「ハイドランCP−7020」(大日本インキ化学工業株式会社製)を、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体として「PAS−A−1」(日東紡績株式会社製)を使用した。
(処理液2の組成)
ハイドランCP−7020(固形分40%) 10部
PAS−A−1(固形分24%) 5部
ジレチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル 2.5部
1,2−ヘキサンジオール 3部
BYK−348 0.5部
N−メチル−2−ピロリドン 10部
トリプロパンールアミン 0.5部
水 残
上記組成の処理液を十分混合攪拌し、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターでろ過して処理液2を作製した。
実施例3ではカチオン性ポリウレタンとして「ハイドランCP−7050」(大日本インキ化学工業株式会社製)を、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体として「PAS−J−81L」(日東紡績株式会社製)を使用した。
(処理液3の組成)
ハイドランCP−7050(固形分25%) 36部
PAS−J−81L(固形分25%) 4部
プロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテル 0.5部
1,2−ペンタンジオール 4部
BYK−348 0.5部
N−メチル−2−ピロリドン 8部
トリエタノールアミン 0.5部
水 残
上記組成の処理液を十分混合攪拌し、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターでろ過して処理液3を作製した。
実施例4ではカチオン性ポリウレタンとして「ハイドランCP−7030」(大日本インキ化学工業株式会社製)を、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体として「PAA−HCL−05」(日東紡績株式会社製)を使用した。
(処理液4の組成)
ハイドランCP−7030(固形分22%) 20部
PAA−HCL−05(固形分40%) 10部
エチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル 1部
1,2−ヘキサンジオール 4部
サーフィノールMD−20 0.1部
BYK−348 0.5部
N−メチル−2−ピロリドン 10部
トリプロパノールアミン 0.5部
エタノール 3部
水 残
上記組成の処理液を十分混合攪拌し、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターでろ過して処理液4を作製した。
実施例5ではカチオン性ポリウレタンとして「スーパーフレックス650」(第一工業製薬株式会社製)を、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体として「PAS−A−5」日東紡績株式会社製)を使用した。
(処理液5の組成)
スーパーフレックス650(固形分25%) 40部
PAS−05(固形分40%) 2部
エチレングリコールモノnヘキシルエーテル 4部
1,2−ペンタンジオール 5部
BYK−348 0.5部
N−メチル−2−ピロリドン 8部
トリエタノールアミン 0.5部
水 残
上記組成の処理液を十分混合攪拌し、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターでろ過して処理液5を作製した。
実施例6ではカチオン性ポリウレタンとして「スーパーフレックス650」(第一工業製薬株式会社製)を、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体として「PAA−05」日東紡績株式会社製)を使用した。
(処理液6の組成)
スーパーフレックス650(固形分25%) 8部
PAA−05(固形分20%) 2.5部
ジエレチレングリコールモノnヘキシルエーテル 2部
1,2−ヘキサンジオール 6部
BYK−347 0.5部
N−メチル−2−ピロリドン 10部
トリプロパノールアミン 0.5部
水 残
上記組成の処理液を十分混合攪拌し、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターでろ過して処理液6を作製した。
実施例1のエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテルをエチレングリコールモノn−ブチルエーテルに置き換える以外は同様な方法で処理液を作製して、比較とした。
比較例1
実施例1に対して、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体である「PAA−01」(日東紡績株式会社製)を使用せず、水に置き換える以外は同様な方法で処理液を作製して、比較例1とした。
比較例2
実施例1に対して、カチオン性ポリウレタンである「ハイドランCP−7010」(大日本インキ化学工業株式会社製)を使用せず、水に置き換える以外は同様な方法で処理液を作製して、比較例2とした。
比較例3
実施例1に対して、ポリアミン、及び/又はポリアミン誘導体である「PAA−01」(日東紡績株式会社製)使用せず、代わりに硫酸マグネシウムを使用して、比較例3とした。
〔塗布性評価〕
処理液をインクジェットプリンタPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)に充填し、PETフィルムに対して単位面積あたり処理液の吐出量が(1)3g/m2、(2)5g/m2になるように、それぞれの塗布量でベタ印刷を実施し、印刷後のPETフィルムを60℃の恒温槽で約1分間乾燥した。
乾燥後のPETフィルムの塗布面を顕微鏡(倍率50倍)で観察して、処理液の塗布状態を評価した。
A:PETフィルム上の処理液はムラなく均一に塗布されている。
B:PETフィルム上の処理液に若干筋状の塗布ムラが見受けられる。
C:PETフィルム上の処理液に塗布ムラが目立つ。
〔耐擦性評価〕
前記、塗布性評価実施後のPETフィルムに対して、「ベンコットM−3」(小津産業製)を使用して擦ることでその耐擦性を評価した。擦る際はベンコットを八折りにしその折った角でフィルムの塗布面を約300g重の過重がかかるようにして5回擦り、塗布面の状態を下記の評価基準で比較評価した。
A:ベンコットで擦った部分の跡が目視では殆どわからない。
B:ベンコットで擦った部分の跡が若干筋状に確認できる。
C:ベンコットで擦った部分の処理液が剥がれていることを目視にて確認できる。
〔反応性評価〕
前記耐擦性評価と同様の方法でPETシートに処理液を塗布乾燥し、乾燥後のPETシートの塗布面に対して、インクジェットプリンタPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)の純正インクを用いて、印字評価を実施した。評価は印字画像のにじみやブリードについて下記の基準に基づき比較評価した。
A:印字画像ににじみやブリードが無い。
B:印字画像に若干のにじみやブリードが見受けられる。
C:印字画像ににじみやブリードが目立つ。
〔保存安定性評価〕
処理液をガラス瓶に入れ密閉後、それぞれ60℃/1週間放置した。放置後の異物(浮遊物又は沈降物)の有無を目視観察し、異物の発生がないものについては、更に物性(粘度、表面張力、pH、粒子径)の変化について調べ、下記の基準に基づき保存安定性を評価した。
A:異物の発生がなく、物性の変化もない。
B:異物の発生はないが、物性が若干変化する。
C:異物が発生するか、物性が著しく変化する。
〔目詰まり性評価〕
処理液をインクジェットプリンタPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)に充填し、全ノズルが正常に吐出することを確認した後、インクジェットプリンタを停止し、プリンタヘッドをキャップしない状態で、40℃の環境下で24時間放置した。放置後、再び全ノズルよりインク組成物が吐出するまでに要したクリーニングの回数を調べ、下記の基準に基づき目詰まり回復性の評価を行った。
A:2回以内のクリーニングで全ノズルが回復した。
B:3〜 5回のクリーニングで全ノズルが回復した。
C:6回のクリーニングでは全ノズル回復できなかった。
以上の各評価の結果を表1に示す。
Figure 0005082958
本発明は、インクジェット吐出が可能で、インク非吸収性の記録メディアに対する密着性や接着性、透明性、吐出後の乾燥性、及び記録画像のにじみ抑制性を有するとともに、保存安定性を備えるインクジェット処理液、インクジェット記録方法及び記録物として、産業上利用可能性を有する。

Claims (6)

  1. 少なくとも、カチオン性ポリウレタン、ポリアミン及び/又はポリアミン誘導体と、アルキル鎖が5〜8のアルキルグリコールエーテルと、を含むインクジェット処理液。
  2. さらに、下記式(1)の一般式で表されるジアセチレンテトラオールを含む、請求項1記載のインクジェット処理液。
    Figure 0005082958
    (上記式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基を表し、R3はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、−O−R4−はそれぞれ独立にオキシエチル、オキシプロピル、オキシブチルのいずれかを表し、R5は2価の連結基を表し、k、l、m、nはそれぞれ1〜100の整数を表す。)
  3. さらに、1,2−アルカンジオールを含む、請求項1又は2記載のインクジェット処理液。
  4. さらに、シリコーン系界面活性剤を含む、請求項1〜の何れかに記載のインクジェット処理液。
  5. インクジェット記録用インクの液滴を、請求項1〜の何れかに記載のインクジェット処理液で処理した記録媒体上に吐出することによって印字画像を形成するインクジェット記録方法。
  6. 請求項記載のインクジェット記録方法によって印刷された記録物。
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