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JP6003190B2 - インクジェット用インクセット及びインクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット用インクセット及びインクジェット記録方法 Download PDF

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JP6003190B2 JP2012100783A JP2012100783A JP6003190B2 JP 6003190 B2 JP6003190 B2 JP 6003190B2 JP 2012100783 A JP2012100783 A JP 2012100783A JP 2012100783 A JP2012100783 A JP 2012100783A JP 6003190 B2 JP6003190 B2 JP 6003190B2
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Description

本発明は、インクジェット用インクセット及びそれを用いたインクジェット記録方法に関する。
従来、インクジェット記録用ヘッドのノズルから吐出させた微小なインク滴によって、紙等の吸水性記録媒体上に画像や文字を記録するインクジェット記録方法が知られている。
一方、紙等の吸水性の被記録媒体だけではなく、印刷本紙、合成紙、フィルム等のインク非吸収性または低吸収性の被記録媒体に対してもインクジェット記録装置により記録可能なインク組成物が要求されている。このような要求に対して、インク非吸収性または低吸収性の被記録媒体に記録可能なインク組成物が幾つか提案されている(たとえば、特許文献1及び2を参照)。
特開2005−200469号公報 特開2008−101192号公報
しかしながら、上記のようなインクは、単独で用いる場合についてしか考慮されておらず、低吸収性記録媒体が有する色を遮蔽することを目的として、又は記録画像に光輝性を付与することを目的として、下地形成用のインクと併用する場合については何ら考慮されていなかった。
特に、下地を形成する第1インクと、第1インクとは異なる第2インクとを用いて画像を記録する場合、得られる画像にムラが発生したり、耐擦性に劣ったりする場合があった。
本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することであり、特に低吸収性記録媒体に好適に用いることができるインクジェット用インクセット及びそれを用いたインクジェット記録方法を提供することにある。
本発明は、以下の態様または適用例として実現することができる。
[適用例1]第1顔料を含む第1インクと、第2顔料を含む第2インクと、を備え、かつ、前記第1及び第2インクが、ともにポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含む、インクジェット用インクセット。
[適用例2]適用例1において、前記第1インク及び前記第2インクが、ともに非水系インクである、インクジェット用インクセット。
[適用例3]適用例1又は2において、前記第1顔料が、白色顔料又は光輝性顔料であり、前記第2顔料が、カーボンブラック又は有機顔料である、インクジェット用インクセット。
[適用例4]適用例1〜3のいずれか1例において、前記第1及び第2インクに含まれる前記ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンのうち、少なくとも一方が水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンである、インクジェット用インクセット。
[適用例5]適用例1〜4のいずれか1例において、前記第1インク又は前記第2インクの少なくとも一方が、複素環式化合物又は下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含む、インクジェット用インクセット。
Figure 0006003190
(式(1)中、R11は、炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、R12およびR13は、メチル基またはエチル基を示す。)
[適用例6]適用例1〜5のいずれか1例において、前記第1インク又は前記第2インクの少なくとも一方が、下記一般式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステル又は下記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物を含む、インクジェット用インクセット。
Figure 0006003190
(式(2)中、R21は、炭素数2以上5以下のアルキレン基を示し、R22およびR23は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。)
Figure 0006003190
(式(3)中、R31は、炭素数2又は3のアルキレン基である。R32およびR33は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基である。nは、2〜6の整数である。)
[適用例7]適用例6において、前記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物が、下記一般式(4)で表されるジエチレングリコール化合物又は下記一般式(5)で表されるジプロピレングリコール化合物である、インクジェット用インクセット。
Figure 0006003190
(式(4)中、R34およびR35は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはR36CO基である。R36は、炭素数1〜4のアルキル基である。)
Figure 0006003190
(式(5)中、R37およびR38は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはR39CO基である。R39は、炭素数1〜4のアルキル基である。)
[適用例8]適用例1〜7のいずれか1例に記載のインクジェット用インクセットを用いる記録方法であって、前記第1インクを吐出する第1インク吐出工程と、前記第2インクを吐出する第2インクと出工程と、を備えるインクジェット記録方法。
以下に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。
1.インクジェット記録用インクセット
本発明の一実施形態に係るインクジェット用インクセットは、複数のインクを備えるインクジェット用インクセットであって、第1色材を含む第1インクと、第2色材を含む第2インクと、を備え、かつ、前記第1及び第2インクが、ともにポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含むものである。
以下、本実施形態に係るインクジェット用インクセット(以下、単に「インクセット」ともいう。)に含まれる各成分について、詳細に説明する。また、単に「インク」と記載される場合は、本実施形態に係る第1インク及び第2インクの双方を意味するものとする。
1.1.顔料
本実施形態に係るインクは、従来のインクに通常用いられている無機顔料又は有機顔料を用いることができる。これらの顔料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
無機顔料としては、例えば、アルミ、銀、金、白金、コバルト、鉄、クロム、銅、亜鉛、鉛、チタン、バナジウム、マンガン、及びニッケル等の金属類、パール顔料、酸化チタン等の金属酸化物、硫酸バリウム等の硫化物、並びにファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、及びチャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、さらには黄土、群青、及び紺青等が挙げられる。
また、有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。
本実施形態に係る第1インクを白色インクとする場合、例えば、硫酸バリウム、酸化チタン等を第1顔料として用いることができる。第1インクを白色インクとして用いる場合、記録媒体を遮蔽することができるため、第2インクによって記録される画像の発色製が優れたものとなる。
本実施形態に係る第1インクを光輝性インクとする場合、例えば、アルミニウム又は銀を第1顔料として用いることができる。第1インクを光輝性インクとして用いる場合、第2インクと併用して記録することによって光輝性を有する画像を得ることができる。
本実施形態に係る第2インクに含まれる顔料は、用いるインクの種類によって適宜設定すればよい。
本実施形態に係る第2インクをブラックインクとする場合の顔料としては、例えば、カーボンブラック等が挙げられる。
本実施形態に係る第2インクをマゼンタ又はレッドインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、15、16、48:1、53:1、57:1、122、123、139、144、149、166、170、177、178、194、202、209、222、224、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
本実施形態に係る第2インクをイエロー又はオレンジインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、43、64、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、74、93、94、128、138、150、155、180、185等が挙げられる。
本実施形態に係る第2インクをシアン、ブルー又はグリーンインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、15:2、15:3、15:4、16、C.I.バットブルー60、C.I.ピグメントバイオレット19、23、32、36、38、C.I.ピグメントグリーン7、36等が挙げられる。
本実施形態に係るインク中における顔料の含有量は、用途や印刷特性によって適宜選択することができるが、好ましくは0.5質量%以上25質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上15質量%以下、特に好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
1.2.ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサン
本実施形態のインクは、ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含む。これにより、(インクの)塗膜のスリップ性(滑り性)が上がり、擦れによる、(インクの)塗膜が傷つきにくくすることができる。
本実施形態のインクに含まれるポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンは、下記一般式(6)で表される繰り返し単位と、下記一般式(7)で表される繰り返し単位又は下記一般式(8)で表されるポリマー末端の少なくともいずれかと、を含むものであり、1種単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
Figure 0006003190
式(6)中、R41は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、R42は炭素原子数1〜15の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。
Figure 0006003190
式(7)中、R43は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、X41はポリエステル変性基を表す。
Figure 0006003190
式(8)中、R44は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、X42はポリエステル変性基を表す。
ポリエステル変性ジアルキルシロキサンの主鎖を構成するシロキサンユニット数は、特に限定されないが、例えば、30〜350とすることができ、40〜250であることが好ましい。前記範囲であると記録画像の耐擦性を優れたものとすることができる。なお、前記ユニット数が1〜30であると優れた界面活性剤として機能し、前記ユニット数が350〜2000であると優れた消泡剤として機能する。
また、ポリエステル変性ジアルキルシロキサンの重量平均分子量は、特に限定されないが、4000〜30000とすることができる。
上記のポリエステル変性ジアルキルシロキサンは、インクジェット用インクとして好適な粘度(例えば、1〜10mPa・s)に調整しやすいため、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン又はポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサンであることが好ましい。また、ポリエステル変性基以外のエポキシ基、アミノ基等の有機基を含む共変性シリコーン化合物であってもよい。また、分子中に一つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するものであってもよく、活性エネルギー線照射による硬化後に十分な架橋密度を得ることができる。
また、第1及び第2インクに含まれる上記のポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンのうち、少なくとも一方が水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンであることが好ましく、水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンが少なくとも第1インクに含まれることがより好ましい。
水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含むことにより、第1インクと第2インクとを用いて得られる記録画像の耐擦性が優れたものとなり、かつ、凝集ムラが抑制されたものとなる。
なお、「凝集ムラ」とは、インクジェット記録時に、先のインク滴が記録媒体に付着してから次のインク滴が記録媒体に付着するまでの間に、先のインク滴が記録媒体内部に十分に吸収されない場合、あるいは、先のインク滴が乾燥していない場合において、記録媒体の表面に液体状態で残り、次のインク滴と混合することにより、インク中の色材が部分的に塊となって濃度ムラができる現象をいう。この現象は、塩化ビニルシートのような低吸収性の記録媒体に印刷する場合に発生しやすい。
水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンの構造は特に特に限定されないが、例えば、下記一般式(9)の構造単位を有するもの、上記一般式(7)又は(8)のポリエステル変性基が、水酸基を有するポリエステル変性基であるものが挙げられる。水酸基を有するポリエステル変性基としては、ポリエステル変性基自身が水酸基を有するものであってもよいし、ポリエステル変性基にポリオキシアルキレングリコール鎖を付加したポリエーテルエステル変性基であってもよい。なお、ポリオキシアルキレングリコール鎖は、ポリオキシエチレングリコール鎖またはポリオキシプロピレングリコール鎖の少なくとも1つを有することが好ましく、共に含む場合はランダム共重合体又はブロック共重合体とすることができる。
Figure 0006003190
式(9)中、R45は炭素原子数1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。
ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンは、(インクの)塗膜のスリップ性(滑り性)が上がり、擦れによる、(インクの)塗膜が傷つきにくくすることができるという有利な効果が得られるため、インク組成物の総量(100質量%)に対し、0.01〜3質量%含まれることが好ましく、0.5〜2質量%含まれることがより好ましい。
また、ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンは、公知の手法を用いて製造することが可能である。ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンの一例としては、主鎖の末端に水酸基又はアルコキシ基を有するポリジアルキルシロキサンにおける、前記水酸基又は前記アルコキシ基をポリエステル変性基で置換すればよい。水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンの一例としては、前記水酸基又は前記アルコキシ基を、水酸基を有するポリエステル変性基で置換すればよい。
また、ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンは、市販されているものを使用してもよく、例えば、ビックケミージャパン社製のBYKシリーズとして、BYK−310(ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン)、313(ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン)、315(ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン)、370(ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン)、371(アクリル基を有するポリエステル変性ポリジメチルシロキサン)及び375(ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン)が挙げられる。
本発明において、「インク」とは、インク組成物を製造する際に水を意図的に添加しないという意味であり、インク組成物を製造中または保管中に不可避的に混入する微量の水分を含んでいても構わない。
以下、本実施形態に係るインクに含まれる成分について、詳細に説明する。
1.3.有機溶剤
本実施形態に係るインクは、有機溶剤を含むことができる。本実施形態に係るインクは、水系インク及び非水系インクに適用可能であるが、塩化ビニル系樹脂のような低吸収性記録媒体印刷する場合は、非水系インクであることが好ましい。なお、本明細書における「非水系インク」とは、実質的に水を含まないインクを意味し、インク組成物を製造する際に水を意図的に添加しないという意味であり、インク組成物を製造中または保管中に不可避的に混入する微量の水分を含んでいても構わない。以下、非水系インクとして用いる場合に好ましい有機溶剤について詳細を説明する。
1.3.1.複素環式化合物
本実施形態に係るインクは、複素環式化合物を含むことができる。複素環式化合物の機能としては、低吸収性記録媒体上に付着したインクの定着性を向上させることが挙げられ、これらの中でもラクトン類が好ましい。複素環式化合物は、塩化ビニル系樹脂を溶解する作用が良好であるので、塩化ビニル系樹脂を含有する低吸収性記録媒体に対するインクの定着性を向上させることができる。
ラクタム類としては、塩化ビニル系樹脂の溶解性が一層良好であるという点からピロリドン誘導体を好ましく用いることができる。ピロリドン誘導体としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、5−メチル−2−ピロリドンが挙げられる。ラクタム類は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
ラクトン類としては、炭素原子数6以下のラクトンが好ましく、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、σ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンであることがより好ましい。ラクトン類は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
複素環式化合物の含有量は、非水系インク組成物の全質量に対して、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。複素環式化合物の含有量が上記範囲にあることで、画像の耐擦性を向上できる場合がある。
1.3.2.一般式(1)で表されるアミド化合物
本実施形態に係るインクは、下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含むことができる。前記アミド化合物の機能としては、低吸収性記録媒体上に付着したインクの定着性を向上させることが挙げられ、塩化ビニル系樹脂を溶解する作用が良好であるので、塩化ビニル系樹脂を含有する低吸収性記録媒体に対するインクの定着性を向上させることができる。
Figure 0006003190
上記式(1)中、R1は、炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、R2およびR3は、それぞれ独立にメチル基またはエチル基を示す。「炭素数1以上4以下のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基であることができる。上記式(1)で表される化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
式(1)で表されるアミド化合物の機能としては、低吸収性記録媒体上に付着させたインクの表面乾燥性および定着性を高めることが挙げられ、特に、上記式(1)で表される化合物は、塩化ビニル系樹脂を適度に溶解する作用に優れている。そのため、上記式(1)で表される化合物は、塩化ビニル系樹脂を含有する被記録面を溶解して、低吸収性記録媒体の内部にインクを浸透させることができる。このようにインクが低吸収性記録媒体に浸透することで、インクが強固に定着し、かつ、インクの表面が乾燥しやすくなる。したがって、得られる画像は、表面乾燥性および定着性に優れたものとなる。
また、上記式(1)中、R11は、炭素数1のメチル基であることが好ましい。上記式(1)において、R11がメチル基であるアミド化合物の標準沸点は、R11の炭素数が2以上4以下のアルキル基であるアミド化合物の標準沸点と比較して低い。そのため、上記式(1)において、R11がメチル基であるアミド化合物を用いると、画像の表面乾燥性(特に高温多湿環境下で記録された場合の画像の表面乾燥性)を一層向上できる場合がある。
本明細書において、「高温多湿環境」とは、温度30℃以上かつ湿度70%以上(具体的には、30℃〜45℃程度かつ70%RH〜100%RH程度)であることをいう。高温多湿環境下における印刷は、通常の環境下(例えば、温度20℃〜25℃程度、湿度40%RH〜60%RH)における印刷に比べて、記録媒体上に記録される画像の表面が乾燥しにくい傾向にある。
上記式(1)で表されるアミド化合物の含有量は、インクの全質量に対して、特に限定されないが、5質量%以上50質量%以下とすることが可能であり、8質量%以上48質量%以下であることが好ましい。上記式(1)で表されるアミド化合物の含有量が上記範囲にあることで、画像の定着性および表面乾燥性(特に高温多湿環境下で記録された場合の表面乾燥性)を一層向上できる場合がある。
1.3.3.一般式(2)で表される化合物
本実施形態に係るインクは、下記一般式(2)で表される化合物を含むことができる。下記一般式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルは、飽和脂肪族のジカルボン酸ジアルキルエステルの一種である。
Figure 0006003190
上記式(2)中、R21は、炭素数2以上5以下のアルキレン基を示し、R22およびR23は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。「炭素数2以上5以下のアルキレン基」は、直鎖または分岐状のアルキレン基であることができ、例えば、エチレン基、直鎖または分岐状の炭素数3以上5以下のアルキレン基等が挙げられる。また、「炭素数1以上4以下のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基であることができる。上記式(2)で表される化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルの機能としては、低吸収性記録媒体上に付着させたインクの表面乾燥性を高めることが挙げられる。式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルは、上記一般式(1)で表されるアミド化合物ほどではないが、塩化ビニル系樹脂を含む被記録面を溶解して、低吸収性記録媒体の内部にインクを浸透させることができる。このようにインクが低吸収性記録媒体に浸透することで、インクの表面を短時間で乾燥させることができる。したがって、得られる画像は、表面乾燥性が良好となる。
上記式(2)において、R21は、炭素数4以上5以下のアルキレン基であることが好ましい。これにより、高温多湿環境下で付着させたインクの表面乾燥性をより一層高めることができる。
一方、上記式(2)において、R21が炭素数6以上のアルキレン基であると、当該溶媒の標準沸点が高くなりすぎる傾向にある。そのため、高温多湿環境下で付着させたインクの表面乾燥性が低下する傾向にある。また、上記式(2)において、R21が炭素数3以下のアルキレン基であると、環境濃度設定、臭気等から局所排気設備の設置、または定期健康診断等の義務が発生する等取扱いが難しい場合がある。
上記式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルの具体例としては、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジイソブチル、グルタル酸ジメチル、グルタル酸ジエチル、グルタル酸ジイソブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソブチル、ピメリン酸ジメチル、ピメリン酸ジエチル、ピメリン酸ジイソブチル、2−エチルグルタル酸ジメチル、2−エチルグルタル酸ジエチル、2−エチルグルタル酸ジイソブチル等が挙げられる。
上記式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルの含有量は、インクの全質量に対して、特に限定されないが、5質量%以上50質量%以下とすることが可能であり、8質量%以上48質量%以下であることが好ましい。上記式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルの含有量が上記範囲にあることで、画像の表面乾燥性(特に高温多湿環境下で記録された場合の表面乾燥性)を一層向上できる場合がある。
1.3.4.一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物
本実施形態に係るインクは、下記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物を含むことができる。
Figure 0006003190
式(3)中、R31は、炭素数2又は3のアルキレン基である。R32およびR33は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基(好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)である。nは、2〜6の整数である。炭素数2以上3以下のアルキレン基としては、例えば、エチレン基およびプロピレン基が挙げられる。「炭素数1〜6のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば前記「炭素数1〜4のアルキル基」に加えて、直鎖状もしくは分岐状のペンチル基またはヘキシル基であることができる。
式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物の機能としては、低吸収性記録媒体上に付着させたインクを定着させることが挙げられる。特に、低吸収性記録媒体として塩化ビニル系樹脂を用いる場合には、式(3)で表される化合物がジアルキルエーテルであると、記録媒体上に付着させたインクをより強固に定着させることができる。
また、前記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物の中でも、下記一般式(4)で表されるジエチレングリコール化合物又は下記一般式(5)で表されるジプロピレングリコール化合物が好ましい。
Figure 0006003190
式(4)中、R34およびR35は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはR36CO基である。R36は、炭素数1〜4のアルキル基である。「炭素数1〜4のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができる。また、式(4)で表されるジエチレングリコール化合物の中でも、低吸収性記録媒体上に付着させたインクをより強固に定着させることができるため、ジエチレングリコールジアルキルエーテルが好ましい。
Figure 0006003190
式(5)中、R37およびR38は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはR39CO基である。R39は、炭素数1〜4のアルキル基である。「炭素数1〜4のアルキル基」は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができる。また、式(5)で表されるジプロピレングリコール化合物の中でも、低吸収性記録媒体上に付着させたインクをより強固に定着させることができるため、ジプロピレングリコールジアルキルエーテルが好ましい。
式(4)で表されるジエチレングリコール化合物の具体例として、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらの中でもジアルキルエーテルが好ましい。
式(5)で表されるジプロピレングリコール化合物としては、例えば、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、前記一般式(3)においてnが4以上6以下であるポリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、ペンタエチレングリコールモノメチルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールジアルキルエーテルとしては、テトラエチレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。
本実施形態に係るインクに一般式(3)〜(5)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物を含有する場合において、印刷特性によって適宜選択することができるが、その含有量は、インクの全質量に対して、20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、30質量%以上75質量%以下であることがより好ましい。
1.4.その他の成分
本実施形態に係るインクは、必要に応じて、上述した有機溶剤以外の有機溶剤、界面活性剤、分散剤、バインダー樹脂等を含有してもよい。
1.4.1.その他の有機溶剤
本実施形態に係るインクに含まれても良いその他の有機溶剤としては、好ましくは極性有機溶媒、例えば、アルコール類(例えば、エチルアルコール、1−プロパノール、フッ化アルコール等)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等)等が挙げられる。
なお、本実施形態に係るインクは、取扱いの容易性および環境負荷の低減等の観点から、第2種有機溶剤(労働安全衛生法施行令の別表第六の二参照)を含有しないことが好ましい。
1.4.2.界面活性剤
本実施形態に係るインクには、前記有機溶剤の他に、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる観点から、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、または非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン誘導体を添加してもよい。
シリコン系界面活性剤としては、ポリエステル変性シリコンやポリエーテル変性シリコンを用いることが好ましい。具体例としては、BYK−347、348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(いずれもビックケミージャパン社製)が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK−340(ビックケミージャパン社製)が挙げられる。
また、ポリオキシエチレン誘導体としては、アセチレングリコール系界面活性剤を用いることが好ましい。具体例としては、サーフィノール(登録商標)82、104、465、485、TG(いずれもエアープロダクツジャパン社製)、オルフィン(登録商標)STG、E1010(いずれも日信化学株式会社製)、ニッサンノニオンA−10R、A−13R(いずれも日油株式会社製)、フローレンTG−740W、D−90(共栄社化学株式会社製)、ノイゲンCX−100(第一工業製薬株式会社製)等が挙げられる。
本実施形態に係るインク中における界面活性剤の含有量は、好ましくは0.05質量%以上3質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上2質量%以下である。
1.4.3.分散剤
本実施形態に係るインクには、顔料の分散安定性を向上させる観点から、通常のインクにおいて用いられる任意の分散剤を用いることができる。分散剤としては、有機溶媒の溶解パラメーターが8〜11であるときに有効に作用する分散剤を用いることが好ましい。このような分散剤の具体例としては、ヒノアクトKF1−M、T−6000、T−7000、T−8000、T−8350P、T−8000E(いずれも武生ファインケミカル株式会社製)等のポリエステル系高分子化合物、Solsperse20000、24000、32000、32500、33500、34000、35200、37500(いずれもLUBRIZOL社製)、Disperbyk−161、162、163、164、166、180、190、191、192(いずれもビックケミージャパン社製)、フローレンDOPA−17、22、33、G−700(いずれも共栄社化学株式会社製)、アジスパーPB821、PB711(いずれも味の素株式会社製)、LP4010、LP4050、LP4055、POLYMER400、401、402、403、450、451、453(いずれもEFKAケミカルズ社製)等が挙げられる。
本実施形態に係るインクにおいて、前記分散剤の含有量は、分散すべき顔料によって適宜選択することができるが、インク中の顔料の含有量100質量部に対して、好ましくは5質量部以上200質量部以下、より好ましくは30質量部以上120質量部以下である。
1.4.4.バインダー樹脂
本実施形態に係るインクには、低吸収性記録媒体への定着性をさらに向上させる観点から、バインダー樹脂を含有させることができる。
バインダー樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ロジン変性樹脂、フェノール樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂、セルロースアセテートブチレート等の繊維系樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体樹脂等が挙げられる。これらの中でも、塩化ビニル樹脂又は塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂を用いるのが好ましい。
本実施形態に係るインク中における樹脂の含有量は、好ましくは0.05質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上10質量%以下である。
1.4.5.その他の成分
本実施形態に係るインクには、さらに通常のインクに含まれるその他の添加剤を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、バインダー樹脂等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えばBHA(2,3−ブチル−4−オキシアニソール)、BHT(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール)等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物等が挙げられる。
1.3.インクの製造方法
本実施形態に係るインクは、公知の慣用方法によって製造することができる。色材として顔料を用いる場合には、最初に、顔料、分散剤、および有機溶剤(一部分)を混合した後、ボールミル、ビーズミル、超音波、またはジェットミル等で顔料分散液を調製し、所望のインク特性を有するように調整する。続いて、有機溶剤(残量)、およびその他の添加剤(例えば、界面活性剤やバインダー樹脂)を撹拌下に加えてインクを得ることができる。
1.4.物性
本実施形態に係るインクは、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。
また、同様の観点から、本実施形態に係るインクの20℃における粘度は、2mPa・s以上15mPa・s以下であることが好ましく、2mPa・s以上10mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取ることにより測定することができる。
2.インクジェット記録方法
本実施の形態に係るインクジェット記録方法は、前述したインクの液滴を吐出し、低吸収性記録媒体に該液滴を付着させて画像を記録することを特徴とする。
本明細書において「低吸収性記録媒体」とは、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以下である記録媒体のことをいい、少なくとも被記録面がこの性質を備えていればよい。この定義によれば、本発明における「低吸収性記録媒体」には、水を全く吸収しない非吸収性記録媒体も含まれる。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。
低吸収性記録媒体としては、具体的には、低吸収性の材料を含むシート、フィルム、繊維製品等が挙げられる。また、低吸収性記録媒体は、基材(例えば、紙、繊維、皮革、プラスチック、ガラス、セラミックス、金属等)の表面に、低吸収性の材料を含む層(以下、「低吸収性層」ともいう)を備えたものであってもよい。低吸収性の材料としては、特に限定されないが、オレフィン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、低吸収性記録媒体としては、塩化ビニル系樹脂を含む被記録面を有するものを好ましく用いることができる。塩化ビニル系樹脂の具体例としては、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−ビニルエーテル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル−(メタ)アクリル酸共重合体、塩化ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−ウレタン共重合体等が挙げられる。なお、低吸収性記録媒体の厚み、形状、色、軟化温度、硬さ等の諸特性については特に制限されない。
本実施形態に係るインクに、複素環式化合物または前記一般式(1)で表されるアミド化合物および前記一般式(2)で表される化合物が含まれている場合、上述したように塩化ビニル系樹脂を溶解する作用を有している。そのため、塩化ビニル系樹脂を含む被記録面に上述したインクの液滴を付着させることで、定着性および表面乾燥性(特に高温多湿環境下で記録された場合の表面乾燥性)に一層優れた画像を記録することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置は、特に限定されないが、ドロップオンデマンド型のインクジェット記録装置が好ましい。ドロップオンデマンド型のインクジェット記録装置には、記録ヘッドに配設された圧電素子を用いて記録を行う圧電素子記録方法を採用したもの、記録ヘッドに配設された発熱抵抗素子のヒーター等による熱エネルギーを用いて記録を行う熱ジェット記録方法を採用したもの等があるが、いずれの記録方法も採用することができる。また、本実施形態に係るインクは、撥インク処理された吐出ノズル表面に対して不活性であるという利点を有するので、例えば撥インク処理された吐出ノズル表面を有するインクジェット記録用ヘッドから吐出させるインクジェット記録方法に有利に用いることができる。
3.実施例
以下、本発明の実施形態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、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
3.1.インクの調製
容器に、表1〜表3に記載の濃度に相当する量の有機溶剤をそれぞれのインク毎に投入し、マグネティックスターラーを用いて30分間混合撹拌して混合溶剤を得た。
得られた混合溶剤の一部を取り分けて、そこに表1〜表3に記載の分散剤および顔料を所定量添加して、ホモジナイザーを用いて粉砕処理した。その後、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルで分散処理を行うことにより、顔料分散液を得た。なお、得られた顔料分散液の体積平均粒子径を測定したところ、シアン顔料分散液:220nm、イエロー顔料分散液:190nm、白色顔料分散液:200nmであった。
得られた顔料分散液に、有機溶剤の残部および表1〜表3に記載のバインダー樹脂を添加してさらに1時間混合撹拌してから、5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、表1〜表3に記載のシアンインク(第2インク)、イエローインク(第2インク)及び白色インク(第1インク)をそれぞれ得た。なお、表中の数値は、質量%を表す。
なお、表中で使用した材料は、下記の通りである。
・シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3、クラリアント社製)
・イエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー180、クラリアント社製)
・白色顔料(酸化チタン、テイカ社製)
・Solsperse37500(LUBRIZOL社製、分散剤)
・Solsperse5000(LUBRIZOL社製、分散剤)
・Solsperse34000(LUBRIZOL社製、分散剤)
・γ−BL(γ−ブチロラクトン、三菱化学社製、有機溶剤)
・3M−DMPA(3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、有機溶剤)
・コハク酸ジイソブチル(ローディア社製、有機溶剤)
・2−エチルグルタル酸ジメチル(ローディア社製、有機溶剤)
・DEGEME(ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、日本乳化剤社製、有機溶剤)
・DEGdEE(ジエチレングリコールジエチルエーテル、日本乳化剤社製、有機溶剤)
・パラロイドB60(ローム・アンド・ハース社製、アクリル樹脂)
・パラロイドB66(ローム・アンド・ハース社製、アクリル樹脂)
・BYK−300(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
・BYK−306(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
・BYK−330(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
・BYK−331(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
・BYK−337(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
・BYK−323(ビックケミージャパン株式会社製、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン)
・BYK−313(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン)
・BYK−315(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン)
・BYK−370(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン)
・BYK−375(ビックケミージャパン株式会社製、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン)
Figure 0006003190
Figure 0006003190
Figure 0006003190
3.3.評価試験
3.3.1.耐擦性の評価
3.3.1.1.評価サンプルの作成
ローランドDG社製プリンター「SP−300V」を用いて、印刷時のヒーター設定温度は50℃とし、「3.1.インクの調製」で得られた白色インクを光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社製、「SV−G−1270G」)上にDuty200%の条件で第1パターンを印刷した後、10分間乾燥させた。
次いで、ローランドDG社製プリンター「SP−300V」を用いて、印刷時のヒーター設定温度は50℃とし、「3.1.インクの調製」で得られたシアンインク又はイエローインクを第1パターン上にDuty100%の条件で第2パターンを印刷した後、24時間放置し、これを耐擦性の評価サンプルとした。
なお、上記第1インク及び第2インクの組み合わせは、表4及び表5の通りである。
3.3.1.2.参考サンプルの作成
ローランドDG社製プリンター「SP−300V」を用いて、印刷時のヒーター設定温度は50℃とし、「3.1.インクの調製」で得られた各インク(シアンインク、イエローインク、白色インク)を光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社製、「SV−G−1270G」)上にDuty200%の条件で第1パターンを印刷した後、24時間放置し、これを参考サンプルとした。即ち、参考サンプルは、本実施形態に係るインクセットとしての評価ではなく、第1インク又は第2インク単独で印刷したサンプルである。
ここで、本明細書において、「Duty値」とは、下式で算出される値である。
Duty(%)=実吐出ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
(式中、「実吐出ドット数」は単位面積当たりの実吐出ドット数であり、「縦解像度」および「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。)
3.3.1.3.耐擦性の評価試験
JIS L 0849に基づいて、I型試験機を用いて、上記の評価サンプル及び参考サンプルの耐擦性評価を行った。その後、試験綿布のOD(汚れ)をスペクトロリーノ(グレタグマクベス社製)にて測定した。耐擦性の評価基準は、以下の通りである。参考サンプルの評価結果を表1〜表3に、評価サンプルの評価結果を表4及び表5に示す。
3:0.3未満
2:0.3以上〜0.4未満
1:0.4以上
3.3.2.凝集ムラの評価(画質評価)
3.3.2.1.評価サンプルの作成
印刷時のヒーター設定温度は50℃とし、「3.1.インクの調製」で得られた白色インクを光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社製、「SV−G−1270G」)上にDuty200%の条件で第1パターンを印刷した後、10分間乾燥させた。
次いで、ローランドDG社製プリンター「SP−300V」を用いて、印刷時のヒーター設定温度は50℃とし、「3.1.インクの調製」で得られたシアンインク又はイエローインクを第1パターン上に、Duty100%〜300%の範囲でDuty値の異なる複数の第2パターンを印刷した後、24時間放置し、これを凝集ムラの評価サンプルとした。
3.3.2.2.耐擦性の評価試験
上記の評価サンプルについて、得られた評価サンプルの凝集ムラの有無を目視にて評価した。凝集ムラの評価基準は以下の通りである。評価サンプルの評価結果を表4及び表5に示す。
3:Duty300%の第2パターンであっても、凝集ムラがない。
2:Duty200%までの第2パターンにおいて、凝集ムラがない。
1:Duty100%までの第2パターンにおいて、凝集ムラがない。
Figure 0006003190
Figure 0006003190
3.3.3.評価結果
実施例1〜実施例32によれば、第1インク及び第2インクの双方にポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含むことにより、第1インク又は第2インク単独で得られる記録画像だけでなく、第1インクによって得られる第1パターン上に第2インクを付着させて得られる記録画像においても、耐擦性に優れることが示された。さらに、第1インクに含まれるポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンが、水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンである場合には、凝集ムラのない高画質な画像が得られることが示された。
比較例1〜比較例105によれば、第1インク及び第2インクの双方にポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンが含まれていないので、第1インク又は第2インク単独で得られる記録画像の耐擦性が優れていたとしても、第1インクによって得られる第1パターン上に第2インクを付着させて得られる記録画像においては耐擦性に劣ることが示された。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。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 (9)

  1. 第1顔料を含む第1インクと、
    第2顔料を含む第2インクと、を備え、かつ、
    前記第1及び第2インクが、ともにポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含み、
    前記第1インクが下地形成用のインクであり、
    前記第2インクが前記下地上に付着されるインクである、インクジェット用インクセット。
  2. 請求項1において、
    前記第1インク及び前記第2インクが、ともに非水系インクである、インクジェット用インクセット。
  3. 請求項1又は2において、
    前記第1顔料が、白色顔料又は光輝性顔料であり、
    前記第2顔料が、カーボンブラック又は有機顔料である、インクジェット用インクセット。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項において、
    前記第1及び第2インクに含まれる前記ポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンのうち、少なくとも一方が水酸基を有するポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンである、インクジェット用インクセット。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    前記第1インク又は前記第2インクの少なくとも一方が、
    複素環式化合物又は下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含む、インクジェット用インクセット。
    Figure 0006003190
    (式(1)中、R11は、炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、R12およびR13は、メチル基またはエチル基を示す。)
  6. 請求項1〜5のいずれか1項において、
    前記第1インク又は前記第2インクの少なくとも一方が、下記一般式(2)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステル又は下記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物を含む、インクジェット用インクセット。
    Figure 0006003190
    (式(2)中、R21は、炭素数2以上5以下のアルキレン基を示し、R22およびR23は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。)
    Figure 0006003190
    (式(3)中、R31は、炭素数2又は3のアルキレン基である。R32およびR33は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基である。nは、2〜6の整数である。)
  7. 請求項6において、
    前記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレングリコール化合物が、下記一般式(4)で表されるジエチレングリコール化合物又は下記一般式(5)で表されるジプロピレングリコール化合物である、インクジェット用インクセット。
    Figure 0006003190
    (式(4)中、R34およびR35は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはR36CO基である。R36は、炭素数1〜4のアルキル基である。)
    Figure 0006003190
    (式(5)中、R37およびR38は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、またはR39CO基である。R39は、炭素数1〜4のアルキル基である。)
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット用インクセットを用いる記録方法であって、
    前記第1インクを吐出する第1インク吐出工程と、
    前記第2インクを吐出する第2インク出工程と、を備えるインクジェット記録方法。
  9. 第1顔料を含む第1インクを吐出する第1インク吐出工程と、
    第2顔料を含む第2インクを吐出する第2インク吐出工程と、を備え、かつ、
    前記第1及び第2インクが、ともにポリエステル変性ポリジアルキルシロキサンを含み、
    前記第1インク吐出工程により下地を形成し、
    前記第2インク吐出工程により前記下地上にインクを付着する、インクジェット記録方法。
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