JP6866720B2 - インクジェット記録用水系インク組成物および色材液 - Google Patents
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Description
本発明に係るインクジェット記録用水系インク組成物の一態様は、
色材と、第1の樹脂と、表面張力調整剤と、水と含み、pHが7.0以上10.0以下であるインクジェット記録用水系インク組成物であって、
前記第1の樹脂は、フェノール骨格を有するビニルモノマーを構成単位に含み、
前記表面張力調整剤は、HLB8以下のノニオン性界面活性剤および水−オクタノール分配係数0.5以上の水溶性有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする。
上記適用例において、
前記第1の樹脂は、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の芳香族ビニルモノマーを構成単位にさらに含むことができる。
上記適用例において、
前記第1の樹脂は、水溶性ビニルモノマーを構成単位にさらに含むことができる。
上記適用例において、
芳香族ビニルモノマーと水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む第2の樹脂をさらに含むことができる。
上記適用例において、
前記第1の樹脂以外の殺生物性の抗菌剤または防かび剤を、1質量%を超えて含まないことが好ましい。
本発明に係る色材液の一態様は、
色材と、第1の樹脂と、表面張力調整剤と、水と含み、pHが7.0以上10.0以下である色材液であって、
前記第1の樹脂は、フェノール骨格を有するビニルモノマーを構成単位に含み、
前記表面張力調整剤は、HLB8以下のノニオン性界面活性剤および水−オクタノール分配係数0.5以上の水溶性有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種であるこ
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水系インク組成物(以下、「インク」ともいう。)および色材液は、色材と、第1の樹脂と、表面張力調整剤と、水と含み、pHが7.0以上10.0以下であるインクジェット記録用水系インク組成物であって、前記第1の樹脂は、フェノール骨格を有するビニルモノマーを構成単位に含み、前記表面張力調整剤は、HLB8以下のノニオン性界面活性剤および水−オクタノール分配係数0.5以上の水溶性有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする。以下、本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物および色材液に含まれる成分、および含まれ得る成分について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、色材を含む。色材としては、顔料および染料のいずれも用いることができる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、フェノール骨格を有するビニルモノマーを構成単位に含む第1の樹脂を含む。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、表面張力調整剤を含む。表面張力調整剤は、水溶解時に表面張力を低下させてインクの印刷用基材、吐出流路や吐出ヘッドに対する濡れ性を調整するために用いられる。本実施形態において、表面張力調整剤は、HLB8以下のノニオン性界面活性剤および水−オクタノール分配係数0.5以上の水溶性有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種である。
算出される値をいう。
HLB値=7+Σ[1]+Σ[2]
(但し、[1]は親水基の基数を表し、[2]は疎水基の基数を表す。)
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、水を含む。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、インクジェット記録用水系インク組成物を長期保存する場合に細菌類や真菌類の発生を防止することができる。
以上であることにより、上記表面張力調整との相溶性が向上し、インクジェット記録用水系インク組成物の安定性が向上する。また、水の含有量の上限は、インクジェット記録用水系インク組成物の総量に対して、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは85質量%以下であり、さらに好ましくは80質量%以下である。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、保湿剤(湿潤剤)をさらに含むことができる。保湿剤としては、一般にインクジェット記録用インク組成物に用いられるものであれば、特に限定されず使用可能である。保湿剤の標準沸点は、好ましくは180℃以上であり、蒸発乾燥型インクに用いるインクジェット記録用水系インク組成物では標準沸点範囲180℃以上250℃以下であることがより好ましく、浸透乾燥型インクに用いるインクジェット記録用水系インク組成物では200℃以上であることがより好ましい。標準沸点が上記範囲内であることにより、インク組成物に良好な保水性及び湿潤性を付与することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、濡れ剤をさらに含むことができる。濡れ剤としては、一般にインクジェットインク組成物に用いられる水溶性の界面活性剤であれば、特に限定されず使用可能である。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、インクのpHを調整する目的で、pH調整剤をさらに含むことができる。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸として、硫酸、塩酸、硝酸等、無機塩基として水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン等が挙げられる。有機酸としては、例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸、乳酸等が挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、ヘッドからの吐出安定性、目詰まり改善、インク組成物の劣化を防止等の目的のため、溶解助剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防黴剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤などの、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、上記各成分を混合することにより調製することができる。混合方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。また、本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、本実施形態に係る色材液をそのまま使用してもよいし、該色材液に適宜水や溶媒、その他の添加剤を加えて混合することにより調製してもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、記録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(協和界面科学株式会社製)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。
本実施形態に係るインクジェット記録用水系インク組成物は、公知のインクジェット記録装置のインクカートリッジに収容し、インクの液滴を吐出させ、紙等の記録媒体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装置としては、電気信号に基づいて振動可能な電歪素子が搭載されると共に、前記電歪素子の振動によってインクを吐出することができるように構成されたインクジェット記録装置が好ましい。
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
各種評価を行う前に、まず、実施例及び比較例のインクジェット記録用水系インク組成物を調製する前に、下記の分散液1、2を調製した。材料は以下の表1に記載の通りである。
<分散液1>
フェノール骨格を有する樹脂としてのマルカリンカーM(製品名、丸善石油化学株式会社製、ポリパラビニルフェノール)10gに、中和剤として水酸化ナトリウム 1.6g、純水 140gを混合し、加熱しながら溶解させて樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液に、色材としてC.I.ピグメントバイオレット19 30gを混合して、ペイントシェーカー(ジルコニアビーズ 1.0mm、ビーズ充填率60%)で顔料の平均粒子径が150nmなるまで分散させ、孔径8μmのフィルターにて濾過し、純水を加えて色材濃度12%のマゼンタ分散液1を調製した。
分散液2について、分散液1と同様の方法で調製した。使用した材料は表1の組み合わせで行った。
次に、樹脂1〜5を合成した。材料は以下の表2に記載の通りである。
芳香族ビニルモノマーとしてスチレン 2g、フェノール骨格を有するビニルモノマーとしてp−ビニルフェノール 2.4gをテトラヒドロフラン10mlに混合し、別に調整した2,2‘−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1gを溶解したテトラヒドロフラン2ml溶液を加え、60℃で48時間反応させた。反応後、溶剤を減圧除去・乾燥して樹脂1を得た。得られた樹脂のGPC測定を行った結果、数平均分子量は約8,000であった。
樹脂2については、樹脂1と同様の方法で調製した。使用したモノマーは表2に記載の組み合わせで行った。
芳香族ビニルモノマーとしてスチレン 2g、フェノール骨格を有するビニルモノマーとしてp−ビニルフェノール 1g、水溶性ビニルモノマーとして無水マレイン酸 0.5gを用い、テトラヒドロフラン10mlに混合し、別に調整した2,2‘−アゾビス(
イソブチロニトリル) 0.1gを溶解したテトラヒドロフラン2ml溶液を加え、60℃で48時間反応させた。反応後、溶剤を減圧除去・乾燥して樹脂3を得た。得られた樹脂のGPC測定を行った結果、数平均分子量は約10,000であった。
樹脂4については、樹脂2と同様の方法で調製した。使用したモノマーは表2に記載の組み合わせで行った。
芳香族ビニルモノマーとしてスチレン 2g、水溶性ビニルモノマーとして無水マレイン酸 2gをテトラヒドロフラン10mlに混合し、別に調整した2,2‘−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1gを溶解したテトラヒドロフラン2ml溶液を加え、60℃で48時間反応させた。反応後、溶剤を減圧除去・乾燥して樹脂5を得た。得られた樹脂のGPC測定を行った結果、数平均分子量は約9,000であった。
<分散液3>
樹脂1 10g、中和剤として水酸化ナトリウム 0.9g、純水 140gを混合し、加熱しながら溶解させた。この樹脂1水溶液に、色材としてC.I.ピグメントバイオレット19 30gを混合して、ペイントシェーカー(ジルコニアビーズ 1.0mm、ビーズ充填率60%)で顔料の平均粒子径が150nmなるまで分散させ、孔径8μmのフィルターにて濾過し、純水を加えて色材濃度12%のマゼンタ分散液3を得た。
分散液4〜8については、分散液3と同様の方法で調製した。使用した材料は表3に記載の組み合わせで行った。
<実施例1>
分散液1 42g、表面張力調整剤としてサーフィノール104 0.2gと1,2−ヘキサンジオ−ル 3g、保湿剤としてグリセリン 15gと2−ピロリドン 5g、濡れ剤としてシリコーン系界面活性剤のシルフェイス SAG503A 0.4g(商品名、日信化学工業株式会社製)、pH調整剤としてトリイソプロパノールアミン 0.2g
の混合物に対し、純水を総量を100gまで加えて混合し、孔径8μmのフィルターにて濾過してマゼンタインク1を調製した。インクpHは9.9であった。
実施例2〜7、および比較例1、2については、表4の配合および実施例1の方法に従ってインクを調製した。
2.2.1.保存安定性試験
実施例および比較例で得られた各インクをサンプル瓶に入れ、60℃および−20℃で1週間放置し、放置前後の粒子径を比較してインクの保存安定性を評価した。評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:粒子径変動が±10%未満
B:粒子径変動が±10%以上、25%未満
C:粒子径変動が±25%以上
D:凝集、ゲル化
実施例および比較例で得られた各インク中に、各供試菌(細菌類および真菌類)を約105CFU/gとなるように接種し、25℃で24時間放置した後の生菌数を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(供試菌種)
大腸菌(Escherichia coli)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、コウジカビ(Aspergillus oryzae)、アオカビ(Penicillium funiculosum)
(評価基準)
初期: 100,000CFU/g
A:100CFU/g未満
B:100CFU/g以上1,000CFU/g未満
C:1,000CFU/g以上10,000CFU/g未満
D:10,000CFU/g以上
きる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (5)
- 色材と、第1の樹脂と、表面張力調整剤と、水と含み、pHが7.0以上10.0以下であるインクジェット記録用水系インク組成物であって、
前記第1の樹脂は、フェノール骨格を有するビニルモノマーを構成単位に含み、水溶性ビニルモノマーを構成単位に含まず、
前記表面張力調整剤は、HLB8以下のノニオン性界面活性剤および水−オクタノール分配係数0.5以上の水溶性有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種である、インクジェット記録用水系インク組成物。 - 前記第1の樹脂は、前記フェノール骨格を有するビニルモノマー以外の芳香族ビニルモノマーを構成単位にさらに含む、請求項1に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 芳香族ビニルモノマーと水溶性ビニルモノマーとを構成単位に含む第2の樹脂をさらに含む、請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 前記第1の樹脂以外の殺生物性の抗菌剤または防かび剤を、1質量%を超えて含まない、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水系インク組成物。
- 色材と、第1の樹脂と、表面張力調整剤と、水と含み、pHが7.0以上10.0以下である色材液であって、
前記第1の樹脂は、フェノール骨格を有するビニルモノマーを構成単位に含み、水溶性ビニルモノマーを構成単位に含まず、
前記表面張力調整剤は、HLB8以下のノニオン性界面活性剤および水−オクタノール分配係数0.5以上の水溶性有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種である、色材液。
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