JP6735042B2 - インク、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
一般的な記録用メディアとしては白色の普通紙が用いられる。しかしながら、記録用メディアが透明フィルム等の白色普通紙以外のメディアにカラー画像を形成すると、カラー画像の発色性が悪くなる。そこで、下地を隠蔽したり、カラー画像の透過性を低下させてカラー画像の発色性を良くする目的で白色インクを用いることが行われている。
またウインドウサインや電飾看板等においては、透明フィルムに白インクを用いて画像形成し、広範囲の白色画像を形成することが行われている。
一方で比重の小さい中空粒子を白色顔料として利用することが広く知られている。
特許文献1では中空構造を有する有機粒子、無機粒子からなるインクが開示されている。
フィルム等の非浸透系のメディアに対するインクの定着性向上の一つの方法として、SP値の低い疎水性の溶剤を使用することが挙げられる。しかしその場合、中空粒子の耐溶剤性を向上する必要があり、中空粒子の外殻やコア粒子を形成する樹脂の体積、粒子径、比重などが大きくなり、耐溶剤性向上の結果として沈降性が悪化する課題があった。そのためこれまでの中空粒子を使用したインクでは定着性と沈降性の向上を両立できていなかった。そして、定着性、すなわち密着性の良くない画像は画像堅牢性に劣るものとなる。
中空粒子と、水と、有機溶剤と、樹脂粒子と、を含むインクであって、
前記有機溶剤として、SP値が8.5以上12.0以下である有機溶剤を含有し、前記樹脂粒子として、ポリアミド系樹脂粒子を含有することを特徴とするインク。
なお、本発明におけるSP値の単位は(cal/cm3)1/2である。
本発明のインクは、少なくとも、中空粒子、水、有機溶剤、及び樹脂粒子を含有し、必要に応じて添加剤として、界面活性剤、消泡剤、更にその他の成分を含有する。
本発明のインクは色材として、無機中空粒子、有機中空粒子、無機有機混合型中空粒子から選ばれる少なくとも1種を含有する。好ましくは、無機中空粒子、又は無機有機混合型中空粒子である。
例えば、チタン、シリカ、カルシウム、アルミニウム、ジルコニウム、ストロンチウムの酸化物、窒化物、酸窒化物等が挙げられる。これらは、単独または複数組み合わせても良い。
さらに、有機中空粒子と無機中空粒子は単独で使用しても良いし、組み合わせて混合して使用しても良い。
前記D50は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記かさ密度は例えば粉体測定評価装置(ホソカワミクロン(株)製パウダテスターTYPE:PT−E)を用いて測定することができる。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
本発明における白色顔料としての中空粒子に水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合して白色インクを製造することも可能である。前記中空粒子分散体は、水、中空粒子、分散剤、必要に応じてその他の成分を分散し、粒径を調整して得られる。中空粒子をインク中に分散させるには、分散剤を用いて分散させる方法があるが、中空粒子に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法なども挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記中空粒子分散体における中空粒子の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
水としては、例えば、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できる。インクにおける水の種類及び含有量は、目的に応じて適宜選択することができる。インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、15質量%以上60質量%以下がより好ましい。
本発明のインクは、SP値が8.5以上12.0以下である有機溶剤を含有する。
有機溶剤のSP値を上記の数値範囲とすることで、フィルム等の非浸透メディアに画像形成する場合にメディアに対する溶剤の親和性が向上しインクの密着性を向上し、画像堅牢性を向上することができる。ポリアミド系樹脂を使用し樹脂粒子を系に均一に分散させると、有機溶剤、中空顔料粒子、その他樹脂との相互作用により系中に水素結合からなる3次元網目構造を形成し顔料粒子の沈降を防止することが可能になる。また使用する有機溶剤のSP値により、系中での水素結合を含む、結合構造の形成のし易さが異なるため、中空白色顔料を用いた場合に課題となる沈降を防止するのに効果的な有機溶剤のSP値は8.5以上12以下とすることが必要である。
式(II)で示される化合物のR2、R3は、SP値が8.5以上12.0以下を満たす範囲内で、炭素数1〜2のアルキル基の中から選択して使用できる。
例えば式(I)においてRが炭素数1のメチル基の場合SP値は約9.2となり、Rが炭素数4のブチル基の場合にはSP値は約9.0となる。
上記SP値が8.5以上12.0以下である有機溶剤のインク中における含有量は20質量%以上60質量%以下が好ましい。
全有機溶剤のインク中における含有量は、特に制限はないが、インクの乾燥性等の点から、20質量%以上80質量%以下が好ましく、20質量%以上70質量%以下がより好ましい
本発明のインクに含有される樹脂粒子は、ポリアミド系に分類される樹脂を少なくとも含有する。樹脂粒子は溶媒中に粒子状で分散されたディスパージョンの状態で存在する。
ポリアミド系樹脂の製造方法としては、公知の方法を適用することができ、モノマーの組み合わせとしてジカルボン酸とジアミンの組み合わせ、例えばダイマー酸とダイマージアミンを加温して反応させることで製造することができる。
インク中に含有するその他の樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S−1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
(但し、一般式(S−1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
一般式(F−2)
CnF2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)a−Y
上記一般式(F−2)で表される化合物において、YはH、又はCnF2n+1でnは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CnF2n+1でnは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。 この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種画像形成装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この画像形成装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の画像形成装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
別の実施態様として、ホワイトインクを用いた記録も、ホワイト以外の色のインクを用いた記録も、インクジェット記録方法で記録する態様が可能である。
本発明が適用されるインクジェット記録装置300は、記録媒体搬送部301と画像形成部304、巻き取り装置308で構成されている。
記録媒体搬送部301は、給紙装置307、複数の搬送ローラ302で構成されている。記録媒体203はロール状に巻かれた連続紙(ロール紙)であり、搬送ローラ302によって給紙装置307から巻き出され、プラテン上を搬送されて巻き取り装置308によって巻き取られる。
記録媒体は例えば普通紙、上質紙、薄紙、厚紙、記録紙、OHPシート、合成樹脂フィルム、金属薄膜及び/又はその他表面にインク等で画像を形成することができるものを含む。本実施形態においてはロール紙を用いているが、画像を形成することができる記録媒体はロール紙に限定されない。
例えば、ブラック(K)の記録ヘッド304Kは、搬送方向と直行する方向に短い4つのヘッドユニット304K−1、304K−2、304K−3、304K−4を千鳥状に配列させることで印刷領域幅を確保している。
後処理後乾燥装置は例えば図1に示すようなヒートローラ313、314からなる。この装置によれば、後処理液を付着された連続紙は搬送ローラにより、ヒートローラに搬送される。ヒートローラは高温に熱せられており、後処理液を付着された連続紙は、ヒートローラからの接触伝熱により、水分が蒸発し、乾燥される。乾燥手段としてはこれに限らず、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、温風などを適用することもでき、単体の装置を用いるのではなく例えばヒートローラと温風装置を組み合わせるなどをしても良い。
本発明の画像形成物は、記録媒体上に、本発明のインクを用いて形成された画像を有してなる。インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録して記録物とすることができる。
また、以下の記載においては特に明記しない限り、「%」は「質量%」を示す。
なお、以下ではSP値の単位は(cal/cm3)1/2であり、樹脂粒子の酸価の単位は[mgKOH/g]である。
ここで説明するかさ密度は密充填かさ密度を指し、公知の方法で測定することができる。
容積100cm3、質量αのステンレス製かさ密度測定用カップの開口部にキャップを装着し、このキャップ上部まで測定粒子充填後、キャップカバーを取り付けて、測定用試料を準備する。測定装置としてホソカワミクロン(株)製パウダテスター(TYPE:PT−E)を用い、タッピングホルダに上記測定用試料をセットして、速度1回/秒の条件で10分間タッピングを行う。タッピング終了後、試料の入った測定用カップ質量βを測定する。
かさ密度は試料質量(β−α)を、測定用カップの容積100cm3で割ることによって算出する。密充填かさ密度[g/cm3]=(β−α)/100
中空粒子は公知の方法で合成することができる。
<中空粒子合成例1>
4−ビニルピリジン50g、ジビニルベンゼン2g、スチレン28g、ブチルアクリレート20g、トルエン100g、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド2gを混合した溶液をポリビニルアルコール10gを溶解した水400gに加え、日本ケミカルズ社製乳化試験機ET−3Aにより回転数10000rpmで40分間撹拌し、1.0〜5.0μmの油滴を水中に分散させた懸濁液を得た。この懸濁液を1000mlのセパラブルフラスコに入れ窒素雰囲気下70℃15時間150rpmで撹拌しポリマー粒子を得た。フラスコを開放し18r室温放置し揮発性物質を除去し、粒子径(D50)が2.7μmの[中空粒子1](有機中空粒子)を得た。かさ密度は1.02g/cm3であった。
中空粒子合成例1の乳化回転数を8000rpm、撹拌時間を20分間に変える以外同様にして粒子径(D50)が4.5μmの[中空粒子2](有機中空粒子)を得た。かさ密度は0.85g/cm3であった。
シリカ換算濃度が40%のエチルシリケートエタノール溶液15g、イソプロパノール5g、1.7%塩酸水溶液40g、1.0%アンモニウム水溶液40gをに30分間200rpmで撹拌し、水を添加して固形分含量6%のシリカ加水分解液を調製した。このシリカ加水分解液200gおよびイオン交換水4gを混合し、シリカ粒子を含有するスラリーを調製した。 このスラリーを、噴霧乾燥機(SPRAY DRYER SD−1000、東京理科機械(株)製)を用い、入口温度:160℃、出口温度:80℃、熱風量、4.5m3/分、噴霧圧力:150kPa、流量:100ml/時の噴霧条件で噴霧造粒し、粒子径(D50)が2.5μmの[中空粒子3](シリカ中空粒子)を得た。かさ密度は0.50g/cm3であった。
平均粒径1.3μmのスチレン単量体粒子(SX−130 綜研化学(株)製)100gに酸化チタン粒子15gとポリメチルメタクリレート10gを室温環境下でハイブリタイザー(NHS−1 奈良機器製作所製)で周速90m/sで5分間撹拌し球状スチレン−酸化チタン複合粒子を得た。
得られた複合粒子を酸素雰囲気下で10℃/分の昇温率で800℃まで昇温し、800℃で3時間焼成した。その後、降温率20℃/分で室温まで冷却して粒子径(D50)が4.6μmの[中空粒子4](酸化チタン中空粒子)を得た。かさ密度は3.4g/cm3であった。
平均粒径5.0μのスチレン単量体粒子(SX−500 綜研化学(株)製)85gに平均粒径0.025μmのコロイダルシリカ15gと平均粒径0.02μmのアルミナゾルを混合し室温環境下でハイブリタイザー(NHS−1 奈良機器製作所製)で周速80m/sで10分間撹拌し球状スチレン−アルミナ・シリカ複合粒子を得た。
得られた複合粒子を酸素雰囲気下で20℃/分の昇温率で900℃まで昇温し、900℃で3時間焼成した。その後降温率20℃/分で室温まで冷却して粒子径(D50)が9.5μmの[中空粒子4](アルミナ・シリカ中空粒子)を得た。かさ密度は0.95g/cm3であった。
<顔料分分散液の調製例1>
ビーカー中でポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル5gを高純水200.0gに溶解させ、前記[中空粒子1]50gを添加し日本精機製作所製ホモジナイザーで10000rpmで30分間攪拌を行った。得られた有機白色顔料分分散液を水冷しながら日本精機製作所製超音波ホモジナイザーUS−300T(チップφ26)にて200μAで1時間処理し、得られた顔料粒子分散液をシンマルエンタープライゼス製DYNO−Milマルチラボ型にメディア粒子に粒径2ミリのジルコニアビーズを用いて、ビーズ充填率70体積%、撹拌翼周速8m/s、バッチ処理で30分間処理し、アドバンスドナノテクノロジー製ナノメーカーを用いて100MPaの圧力で20パス分散処理を行った。その後メンブランフィルターにて濾過を行い中空粒子が20質量%の[顔料分散液1]を得た。
顔料分散液の調製例1のポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルを8g、高純水を500g、[中空粒子1]を[中空粒子2]65gに変える以外は同様にして中空粒子12質量%の[顔料分散液2]を得た。
高純水300gにDISPERBYK−2008(BYK製)10.0gを溶解させ、日本精機製作所製ホモジナイザーで5000rpm、30分間攪拌を行いながら、[中空粒子3]50.0gを添加し10000rpmで30分間攪拌を行った。
得られた顔料分散液を水冷しながら日本精機製作所製超音波ホモジナイザーUS−300T(チップφ26)にて200μAで1時間処理しメンブランフィルターにて濾過を行って、中空粒子14質量%の[顔料分散液3]を得た。
顔料分散液の調製例3の高純水を100gとし、[中空粒子3]を[中空粒子4]30gに変える以外同様にして中空粒子27質量%の[顔料分散液4]を得た。
顔料分散液の調製例1の高純水を200gとし、[中空粒子1]を粒子径(D50)が0.3μm、かさ密度0.3g/cm3のJSR社製SX866(A)60gに変える以外同様にして中空粒子25質量%の[顔料分散液5]を得た。
顔料分散液の調製例1の高純水を200g、中空粒子を粒子径(D50)が0.08μm、かさ密度0.03g/cm3の日鉄鉱業(株)製シリナックス60gに変える以外同様にして中空粒子25質量%の[顔料分散液6]を得た。
顔料分線駅の調製例3の[中空粒子3]を[中空粒子5]50gに変える以外同様にして中空粒子12%質量%の[顔料分散液7]を得た。
<合成例1:ポリアミド系樹脂Aの合成>
攪拌装置、温度調節器、分水器、及び窒素導入管を備えた1リットルの4ツ口フラスコに、アジピン酸112.5部(0.77モル)とキシレン16.9部を計量し、50℃に加温した。次にダイマージアミン308部(0.62モル)を徐々に加え、150℃で60分間攪拌した。更に175℃まで緩やかに加温し150分間脱水反応を行い、ポリアミド系樹脂Aを得た。得られたポリアミド系樹脂Aの酸価は40mgKOH/gであった。
(ポリアミド系樹脂Aの水分散体の調製)
得られたポリアミド系樹脂A 20部とポリオキシエチレン-2-エチルヘキシルエーテル5部、プロピレングリコールモノメチルエーテル15部とを混合し、さらに120℃まで加温し溶解させた。溶解後N,N’-ジメチルエタノールアミン2部を加えて混合した。
上記混合物を40℃に加温した高純水203部を入れた500ミリリットルの4ツ口フラスコに徐々に加え、添加終了後40℃で10分間撹拌し、その後80℃の恒温槽で24時間静置しポリアミド系樹脂Aの水分散体を得た。
ポリアミド系樹脂の合成例1のアジピン酸をダイマー酸354部(0.6モル)、キシレンを53.1部に変更し、ダイマージアミンをヘキサメチレンジアミン46.5部(0.4モル)に変更する以外は合成例1と同様にしてポリアミド系樹脂Bを得た。得られたポリアミド系樹脂Bの酸価は63mgKOH/gであった。
(ポリアミド系樹脂Bの水分散体の調製>
上記ポリアミド系樹脂Aの水分散体の調製において、ポリアミド系樹脂A 20部をポリアミド系樹脂B 20部とし、N,N’-ジメチルエタノールアミン2部をN,N’-ジメチルエタノールアミン3部とする以外はポリアミド系樹脂Aの水分散体の調製と同様にしてポリアミド系樹脂Bの水分散体を得た。
インクの成分としては次の(i)〜(vi)を用いる。
(i)顔料分散液
(ii)有機溶剤
(iii)樹脂
(iv)界面活性剤 KF−618(信越化学工業株式会社製)
(v)pH調整剤 2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール(東京化成工業株式会社製)
(vi)水
上記(iv)界面活性剤、(v)pH調整剤、(vi)水、(ii)有機溶剤、(iii)樹脂を混合撹拌後、さらに(i)顔料分散液を加え混合撹拌しインクを作製した。
実施例で用いたポリアミド系樹脂及びその酸価(単位:mgKOH/g)は次の通りである。
・ポリアミド系樹脂A (酸価:40)
・ポリアミド系樹脂B (酸価:63)
・ポリアミド系樹脂C (楠本化成株式会社製 ディスパロンAQH800 酸価:7.5)
・ポリアミド系樹脂D (楠本化成株式会社製 ディスパロンAQ580 酸価:9.2)
・ポリアミド系樹脂E (楠本化成株式会社製 ディスパロンAQ633E 酸価:22.5)
・ポリウレタン系樹脂A (楠本化成株式会社製 NeoRez R−966 酸価19)
式(I)のRが炭素数1のSP値9.2の有機溶剤、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、その後酸価が7.5のポリアミド系樹脂Cを添加し30分間攪拌、[顔料分散液3]を添加しさらに30分間攪拌し実施例1のインクを得た。添加する材料の配合比は表2に示す配合比で行った。
実施例1のインクの有機溶剤を式(II)のR2、R3がそれぞれ炭素数2、炭素数2のSP値8.6の有機溶剤に、ポリアミド樹脂を酸価が63のポリアミド系樹脂Bに、顔料分散液を[顔料分散液4]にする以外は実施例1と同様にして実施例2のインクを得た。
実施例1のインクの有機溶剤を式(I)のRが炭素数4のSP値9.0の有機溶剤に、ポリアミド樹脂を酸価が9.2のポリアミド系樹脂Dに、顔料分散液を[顔料分散液2]にする以外は実施例1と同様にして実施例3のインクを得た。
実施例1のインクのポリアミド樹脂を酸価が40のポリアミド系樹脂Aに、顔料分散液を顔料分散液1にする以外は実施例1と同様にして実施例4のインクを得た。
式(II)のR2が炭素数1、R3が水素のSP値11.8の有機溶剤、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、その後酸価が22.5のポリアミド系樹脂Eを添加し30分間攪拌、その後[顔料分散液2]を添加し30分間攪拌、その後さらに[顔料分散液3]を添加し30分間攪拌し実施例5のインクを得た。
式(I)のRが炭素数1のSP値9.2の有機溶有機溶剤、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、その後ポリウレタン系樹脂Aを添加し30分間攪拌、その後酸価が63のポリアミド系樹脂Bを添加し30分間攪拌、その後顔料分散液4を添加し30分間攪拌し実施例6のインクを得た。
実施例6のインクのポリアミド樹脂を酸価が22.5のポリアミド系樹脂Eに、顔料分散液を[顔料分散液3]にする以外は実施例6と同様にして実施例7のインクを得た。
実施例7のインクの顔料分散液を[顔料分散液5]に、有機溶剤量とポリアミド系樹脂量を変更する以外は実施例7と同様にして実施例8のインクを得た。
実施例1のインクの、顔料分散液を[顔料分散液6]にする以外は実施例1と同様にして実施例9のインクを得た。
実施例1のインクの、顔料分散液を[顔料分散液7]にする以外は実施例1と同様にして実施例10のインクを得た。
実施例1のインクの、有機溶剤を式(I)のRが炭素数1のSP値9.2の有機溶剤と、SP値13.5の1,2−プロパンジオールにする以外は実施例1と同様にして実施例11のインクを得た。
式(I)のRが炭素数1のSP値9.2の有機溶剤、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、[顔料分散液4]を添加しさらに30分間攪拌し比較例1のインクを得た。添加する材料の配合比は表3に示す配合比で行った。
SP値13.5の1,2−プロパンジオールと、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、その後酸価が40のポリアミド系樹脂Aを添加し30分間攪拌、顔料分散液2を添加しさらに30分間攪拌し比較例2のインクを得た。
添加する材料の配合比は表3に示す配合比で行った。
SP値13.5の1,2ープロパンジオールと、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、[顔料分散液1]を添加しさらに30分間攪拌し比較例3のインクを得た。添加する材料の配合比は表3に示す配合比で行った。
式(I)のRが炭素数1のSP値9.2の有機溶有機溶剤、界面活性剤、pH調整剤、水をビーカに加えマグネチックスタラーで30分間攪拌し、その後ポリウレタン系樹脂Aを添加し30分間攪拌、その後顔料分散液3を添加し30分間攪拌し比較例4のインクを得た。
<中空粒子沈降性評価>
作製したインクを、側面が透明であるサンプル瓶(容量約20mL)に20mL取り分けたのち、70℃環境下に14日間静置した後のインク組成物を目視観察することで、顔料沈降性の評価を行った。結果を表4に示す。このときの評価基準は以下の通りである。
◎:顔料が容器下部に沈降している様子が観察されない
○:顔料が容器下部に沈降している様子が観察されるが、サンプル瓶を3回振ることで、沈降していない状態に戻る
×:顔料が容器下部に沈降している様子が観察され、サンプル瓶を3回以上振っても、沈降していない状態に戻らない
作製したインクをインクジェットプリンターに充填し、PVCフィルム(3M社製IJ4334C)に対しベタ画像を印刷し、60℃で30分乾燥させた。
画像のベタ部に対し、粘着テープ(TQC製ISO付着テープ)を使用した碁盤目剥離試験により、試験升目100個の剥がれ具合により評価した。この結果を表4に示す。このときの評価基準は以下の通りである。
◎: 100個の升目のどれにも剥がれが見られない。
○: 100個の升目のうち1〜5個剥がれたものがある。
×: 100個の升目のうち6個以上に剥がれが見られる。
300 インクジェット記録装置
301 記録媒体搬送部
302 搬送ローラ
304 画像形成部
304K、304C、304M、304Y、304Or、304Gr、304W 記録ヘッド
304K−1、304K−2、304K−3、304K−4 ヘッドユニット
305 後処理部
306 後処理後乾燥部
307 給紙装置
308 巻き取り装置
309 ノズル面
310 印字ノズル
313、314 ヒートローラ
Claims (11)
- 中空粒子と、水と、有機溶剤と、樹脂粒子と、を含むインクであって、
前記樹脂粒子として、酸価が7.5mgKOH/g以上40.0mgKOH/g以下であるポリアミド系樹脂粒子を含有し、
前記有機溶剤として、SP値が8.5以上12.0以下である有機溶剤を含有し、
前記SP値が8.5以上12以下である有機溶剤が、下記一般式(I)で示される化合物、及び下記一般式(II)で示される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のインク。
- 前記中空粒子は、無機中空粒子、有機中空粒子、又は無機有機混合型中空粒子であることを特徴とする請求項1に記載のインク。
- 前記中空粒子は、無機中空粒子、又は無機有機混合型中空粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインク。
- 前記中空粒子の粒子径(D50)が0.05μm以上10.0μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインク。
- 前記中空粒子のかさ密度が0.5g/cm3以上4.0g/cm3以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインク。
- 前記ポリアミド系樹脂の酸価が9.0mgKOH/g以上24.0mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインク。
- 前記ポリアミド系樹脂粒子の前記インク中における含有量が0.01質量%以上3質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のインク。
- 前記中空粒子の前記インク中における含有量(質量基準)を1とした場合に、前記ポリアミド系樹脂の前記インク中における含有量が0.0005以上0.6以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のインク。
- 前記SP値が8.5以上12以下である有機溶剤の前記インク中における含有量が20質量%以上60質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のインク。
- 請求項1乃至9のいずれかに記載のインクを熱、圧力、及び振動から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1乃至9のいずれかに記載のインクを熱、圧力、及び振動から選択される少なくとも1種の刺激で印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
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