JP5402641B2 - 非水系インクジェットインク及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
化合物(A):下記一般式(1)と(2)で表される化合物群から選ばれる1種類以上の化合物。
C.I.Pigment Red209、224、177、194;
C.I.Pigment Orange43;
C.I.Vat Violet3;
C.I.Pigment Violet19、23、37;
C.I.Pigment Green36、7;
C.I.Pigment Blue15:6;
等が用いられる。
また、分子量が小さいほどインクの粘度が低くなるが、粘度が低い方が印字時のインクの出射に必要なエネルギーが低くなり、インクジェットヘッドに負荷がかからず、安定に出射しやすくなる。また、定着樹脂の数平均分子量としては、10000以上であれば、印字後の定着性が十分に発揮され、30000以下であればインクの出射に負荷がかからず好ましい。
《インクの調製》
〔インク1の調製〕
〈顔料分散体1の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3(以下、顔料P1と略記する)を10部、顔料分散剤であるアジスパーPB822(味の素ファインテック社製)を5部、化合物(A)としてスルホラン(S−1)を5部、溶剤(B)としてジエチレングリコールジエチルエーテルを80部とを混合し、直径0.5mmのジルコニアビーズを体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社製 システムゼータミニ)を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体1を得た。なお、このときに使用した顔料P1に含有されるナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムについて、金属イオン濃度をICP発光分光分析装置により測定した値を表1に示す。
化合物(A)としてスルホランを5部、溶剤(B)としてジエチレングリコールジエチルエーテルを85部、定着樹脂として、溶液重合法により合成された塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合物(商品名VMCC、数平均分子量19000、ダウケミカルズ社製)を10部をそれぞれ混合、溶解して、樹脂溶液1を調製した。
上記樹脂溶液1の50部を攪拌しながら、顔料分散体1の50部を混合し、次いで、0.8μmのフィルターによりろ過して、インク1を得た。このインク中のナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムについて、金属イオン濃度をICP発光分光分析装置により測定した結果、表2に示す様にナトリウムイオン濃度が68ppmで一番多く存在していた。
30部の顔料P1に純水70部を加え、2時間攪拌して洗浄後、これをろ過、乾燥して、顔料P1Wを得た。
上記インク2の調製において、定着樹脂の種類、化合物(A)の種類及び添加量、化合物(B)の種類及び添加量、その他溶剤の種類及び添加量を、表2に記載のように変更し、また、使用する顔料P1Wについては、洗浄処理時の洗浄に使用した純水の量と攪拌時間を適宜変化させて、インク中の金属塩濃度を変化させて、インク3〜13を調製した。各インク中の金属イオン濃度を測定したところ、ナトリウムイオン濃度が一番多く、その値(ppm)を表2に示す。
上記インク1の調製において、定着樹脂種、化合物(A)の種類及び添加量、溶剤(B)の種類及び添加量、その他溶剤の種類及び添加量を、表2に記載のように変更してインク14〜16を調製した。このインク中のナトリウムまたはカリウム、マグネシウム、カルシウムについて、金属イオン濃度を測定したところ、ナトリウムイオン濃度が一番多く、その値(ppm)を表2に示す。
上記インク1の調製において、顔料P1に代えて、表2に記載の組み合わせでC.I.ピグメントイエロー150(顔料P2)、顔料P2に顔料P1Wと同様の洗浄処理を施した顔料P2W、C.I.ピグメントレッド122(顔料P3)、顔料P3に顔料P1Wと同様の洗浄処理を施した顔料P3W、C.I.ピグメントレッド122で顔料P3とは製造ロットが異なる顔料P4、顔料P4に顔料P1Wと同様の洗浄処理を施した顔料P4Wを用い、更に化合物(A)の種類及び添加量、溶剤(B)の種類及び添加量、その他溶剤の種類及び添加量を、表2に記載のように変更してインク17〜22を調製した。
上記インク1の調製において、顔料P1に代えて、C.I.ピグメントブルー15:4で、P1とは製造ロットが異なる顔料P5を用いた以外は同様にして、インク23を調製した。顔料P5中に含有される金属イオン濃度を測定したところ、表1のような値であった。また、インク23中の金属イオン濃度を測定したところ、ナトリウムイオン濃度が一番多く、その値を表2に示す。
PY150 C.I.ピグメントイエロー150
PR122 C.I.ピグメントレッド122
PVC:溶液重合塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合物(商品名VMCA、ダウケミカルズ社製)
アクリル:ブチルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合物(商品名DEGLAN P24 デグザ社製)
〔化合物(A)〕
S−1:スルホラン(水溶性)
S−2:ジメチルスルホキシド(水溶性)
S−3:ジメチルスルホン(水溶性)
〔化合物(B)〕
DEGDEE:ジエチレングリコールジエチルエーテル(水溶性)
DEGDME:ジエチレングリコールジメチルエーテル(水溶性)
〔その他溶剤〕
EGDAc:エチレングリコールジアセテート(非水溶性)
EGDEE:エチレングリコールジエチルエーテル(水溶性)
EGBEAc:エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(非水溶性)
NMP:N−メチルピロリドン(水溶性)
DMI:1,3−ジメチルイミダゾリジノン(水溶性)
《インクの評価》
上記調製した各インクについて、下記の方法に従って各評価を行った。
インク1〜23を、各々250mlのポリエチレン瓶に約半分まで入れ、被験者30人による臭覚評価を行い、ほぼ無臭と判定した場合を5点、非常に不快な臭気と判定した場合を1点として5段階で点数をつけ、下記の基準に従って耐臭気性を評価した。
○:被験者30人の平均点は、3.0点以上、4.0点未満である
△:被験者30人の平均点は、2.0点以上、3.0点未満である
×:被験者30人の平均点は2.0点未満である
〔出射性の評価〕
ノズル口径28μm、駆動周波数12kHz、ノズル数256、最小液適量14pl、ノズル密度180dpi(なお、dpiは2.54cm当たりのドット数を表す)であるピエゾ型ヘッド、および特開2002−363469号公報の図2に記載のストロボ発光方式のインク飛翔観察装置を用いて、吐出周期と発光周期を同期させCCDカメラにより、製造直後の各インクの飛翔状態をモニターし、23℃55%RHの環境における射出性を、下記基準に従って評価した。また、インクを23℃で6ヶ月間保存したものについても同様の評価を行った。
○:インクを3L以上消費するまで連続射出してもインク液滴は正常に射出されているが、5L消費するころまでに射出に速度バラつきが生じる
△:インクを2L以上消費するまで連続射出してもインク液滴は正常に射出されているが、3L消費するころまでに射出に速度バラつきが生じる
×:インクを2L以上消費するまでに射出に速度バラつきが生じたり、欠が発生する
〔ヘッド長期耐久性の評価〕
前記インクジェットヘッドを23個用意し、インク1〜23をそれぞれのヘッドに充填し、その状態で室温保存した。このインクジェットヘッドを週に1回記録装置に組み込んで前記画像形成を4ヶ月間にわたり行った。次いで、4ヶ月経過後に形成した画像を評価することにより、インクジェットヘッドの長期耐久性を判定した。△以上の性能を許容レベルとした。
○:4ヶ月経過後の画像の一部に濃度のばらつきが見られるが、初期の画像とほぼ同一であり、インクジェットヘッドの劣化はほとんど生じていない
△:4ヶ月経過後の画像にわずかな白スジが発生しており、部分的ではあるがインクジェットヘッドの劣化が見られる
×:4ヶ月経過後の画像は白スジが多発しており、インクジェットヘッドが大きく劣化している
《形成画像の評価》
〔画像の形成〕
ノズル口径28μm、駆動周波数12kHz、ノズル数256、最小液適量14pl、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを搭載し、最大記録密度が720×720dpiであるヒーターを搭載したオンデマンド型インクジェットプリンタに各インクを装填した。次いで、製造直後の各インク1〜23を吐出し、ポリ塩化ビニル製の記録媒体であるJT5929PM(Mactac社製)に10cm×10cmのベタ画像を記録した。なお、印字中は、記録媒体を裏面から加温して、画像記録時の記録媒体の表面温度が40℃になるようにヒーター温度を設定した。記録媒体の表面温度は、非接触温度計(IT−530N形(株)堀場製作所社製)を用いて測定した。また、インクを室温で6ヶ月間保存したものについても同様の記録を行った。
上記方法に従って、製造直後のインク、および室温6ヶ月間保存後の各インクより作成した各画像を、下記の方法に従って評価を行った。いずれも△以上の性能を許容レベルとした。
ポリ塩化ビニルに記録した画像表面を乾いた木綿で擦り、下記基準に従って耐擦過性を評価した。
○:50回擦った段階でわずかに傷が残るが画像濃度にはほとんど影響しない
△:25〜49回擦る間に、画像濃度が低下する
×:25回未満擦る間に、画像濃度が低下する
〈耐水性の評価〉
ポリ塩化ビニルに記録した画像を、水を含ませた木綿で擦り、下記基準に従って耐水性を評価した。
○:30回擦った段階でわずかに傷が残るが画像濃度にはほとんど影響しない
△:15〜30回擦る間に、画像濃度が低下する
×:15回未満擦る間に、画像濃度が低下する
以上により得られた結果を、表3に示す。
実施例1で調製したインク1、2、4、16の各1Lを密封容器に保存した後、この密封容器を室温で6ヶ月保存した後、各インクを1ミクロンのメッシュフィルターでろ過し、ろ過後のメッシュフィルターの表面を光学顕微鏡にて確認したところ、インク2、4、16については金属塩に起因する異物の発生は認められなかったが、インク1をろ過したものについては、フィルター表面に10μm前後の結晶が多数認められ、分析の結果、これら結晶は、塩化ナトリウムであることを確認した。
実施例1に記載のインク1〜11、13〜23の調製において、溶液重合塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合物(PVC、商品名VMCA、ダウケミカルズ社製)に代えて、それぞれ塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合物、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合物、塩化ビニル−酢酸ビニル−ヒドロキシアルキルアクリレート共重合物を用いた以外は同様にして各インクを調製し、実施例1に記載の方法と同様にして各評価を行った結果、何れの定着樹脂においても、表2に記載したのと同様の結果を得ることができた。
実施例1で調製したインク1、2、5、22を用いて、記録媒体としてポリ塩化ビニルに代えて、表4に記載の各記録媒体を用いて画像形成を行い、実施例1に記載の方法と同様にして、耐擦過性及び耐水性の評価を行い、得られた結果を表4に示す。
PP:ポリプロピレンシート
ABS:アクロルニトリル、ブタジエン、スチレン共重合体シート
PC:ポリカーボネートシート
POM:ポリオキシメチレン樹脂シート
PA:ポリアクリレート
PI:ポリイミド
PVC:ポリ塩化ビニル
PE:ポリエチレン
Claims (7)
- 少なくとも顔料、定着樹脂及び有機溶剤を含有する非水系インクジェットインクであって、
前記有機溶剤が、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種を前記インクの全質量に対して50質量%以上、90質量%以下で含んでおり、
前記有機溶剤の全質量の60質量%以上が水溶性有機溶剤で構成され、
前記非水系インクジェットインク中のナトリウム、カリウム、マグネシウム及びカルシウムから選ばれる金属塩の中で、最も含有量の多い金属塩の含有量が、金属イオン濃度として3ppm以上、50ppm以下であり、
非吸水性記録媒体に用いられることを特徴とする非水系インクジェットインク。 - 前記非吸水性記録媒体は、ポリ塩化ビニルまたは可塑剤を含有しない樹脂基材であることを特徴とする請求項1に記載の非水系インクジェットインク。
- 前記水溶性有機溶剤として、グリコール系溶剤、含窒素複素環化合物、スルホキシド化合物及びスルホラン化合物から選ばれる少なくとも1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の非水系インクジェットインク。
- 前記水溶性有機溶剤が、下記化合物(A)を含有し、
前記化合物(A)の含有量が前記インクの全質量に対して1.5質量%以上、30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の非水系インクジェットインク。
化合物(A):下記一般式(1)と(2)で表される化合物群から選ばれる1種類以上の化合物。
- 前記定着樹脂は、溶液重合法により合成された樹脂であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の非水系インクジェットインク。
- 前記定着樹脂は、数平均分子量が10000以上、30000以下の範囲である、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合物、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合物、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合物及び塩化ビニル−酢酸ビニル−ヒドロキシアルキルアクリレート共重合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の非水系インクジェットインク。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の非水系インクジェットインクを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録媒体が、ポリ塩化ビニルまたは可塑剤を含有しない樹脂基材、及び非吸収性の無機基材を構成要素とする記録媒体から選ばれる少なくとも1種であることであることを特徴とするインクジェット記録方法。
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