JP5626637B2 - インク組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、各種記録媒体、とりわけ合成紙や印刷本紙のような非吸水性または低吸水性記録媒体においても高品質な記録物を得ることができるインク組成物に関する。
インクジェット記録方法は、インク小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方法である。近年のインクジェット記録技術の革新的な進歩により、これまで銀塩写真やオフセット印刷によって実現されてきた高精細印刷の分野においてもインクジェット記録方法が用いられるようになっている。それに伴い、銀塩写真やオフセット印刷の分野で用いられてきた印画紙やアート紙等に匹敵する高光沢性の記録媒体、いわゆる専用紙をインクジェット記録に使用して、銀塩写真並の光沢感を有する画像を実現できるインクジェット記録用のインクが開発されている。また、普通紙を用いた場合であっても、銀塩写真並の画質を実現できるインクジェット記録用のインクが開発されている。
本明細書において、アルカンジオールの炭化水素基部分は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよい。
本発明によるインク組成物は、炭素数7〜10の難水溶性のアルカンジオールと、シクロデキストリン類とを含んでなる。各種記録媒体、とりわけ非吸水性または低吸水性の記録媒体においても、炭素数7〜10の難水溶性のアルカンジオールと、シクロデキストリン類とを含むインク組成物を用いることにより、高精細で高品質な画像を実現することができる。
本発明のインク組成物には、炭素数7〜10の難水溶性のアルカンジオールが含まれる(以下、炭素数7〜10の難水溶性のアルカンジオールを単に「難水溶性のアルカンジオール」という場合もある)。
本発明によるインク組成物は、シクロデキストリン類を含んでなるものである。本発明のシクロデキストリン類とは、環状オリゴ糖であり、好ましくは、包接能を有する化合物の一種である。シクロデキストリン類はグルコース分子がα−1,4グルコシド結合で結合することにより基本骨格を形成しており、グルコース分子の個数に応じて、α−シクロデキストリン(6個)、β−シクロデキストリン(7個)、γ−シクロデキストリン(8個)、δ−シクロデキストリン(9個)と呼ばれる(括弧内はそれぞれグルコース分子の個数を表す)。
本発明によるインク組成物は、好ましくは、20℃、相対湿度が60%において、すなわち20℃、相対湿度が60%の環境下で静置しても固体である固形湿潤剤(以下、単に「固形湿潤剤」ということもある)を含んでいてもよい。この固形湿潤剤に含まれるものでとして、第1の糖質、第2の糖質、およびトリメチロールアルカン類が挙げられる。また、固形湿潤剤は、第1の糖質、第2の糖質、およびトリメチロールアルカン類からなる群から選ばれる一種以上を含んでなることが好ましい。第1の糖質、第2の糖質、およびトリメチロールアルカン類について、以下に詳述する。
本発明に好適に使用できる第1の糖質は、糖であり、20℃/60%RHの環境下で24時間静置しても固体であることが好ましい。また、20℃/60%RHから20℃/80%RHへの吸湿率が0質量%以上10質量%未満であることが好ましい。また、第1の糖質は20℃の水100gに対する溶解度が30質量%以上であることが好ましい。
(吸湿率(質量%))=100×(MB−Y − MA−X)/MA−X
MA−Xは、A℃、相対湿度X%の環境下で24時間静置させた後の質量である。
MB−Yは、B℃、相対湿度Y%の環境下で24時間静置させた後の質量である。
本発明に好適に使用できる第2の糖質は、糖であり、20℃/60%RHの環境下で24時間静置しても固体であることが好ましい。また、20℃/60%RHから20℃/80%RHへの吸湿率が10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。また、第2の糖質は20℃の水100gに対する溶解度が30質量%以上であることが好ましい。
本発明に好適に使用できるトリメチロールアルカン類は、20℃/60%RHの環境下で24時間静置しても固体であることが好ましい。また、20℃/60%RHから20℃/80%RHへの吸湿率が10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。また、トリメチロールアルカン類は20℃の水100gに対する溶解度が30質量%以上であることが好ましい。
本発明によるインク組成物には着色剤を含んでもよい。着色剤としては、染料および顔料のいずれも使用することができるが、耐光性や耐水性の観点から顔料を好適に使用できる。また、着色剤は、前記顔料およびその顔料をインク中に分散させることが可能な下記分散剤を含んでなることが好ましい。
本発明によるインク組成物は、着色剤を分散させるための分散剤としては、スチレン−アクリル酸系共重合樹脂、オキシエチルアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、およびフルオレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂を含んでなることが好ましく、より好ましくは、オキシエチルアクリレート系樹脂およびフルオレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂を含んでなる。これら共重合樹脂は、顔料に吸着して分散性を向上させる。
シクロヘキサン、5−イソシアネート−1−(イソシアネートメチル)−1,3,3−トリメチル(CAS No.4098−71−9)
エタノール、2,2‘−[9H−フルオレン−9−イリデンビス(4,1−フェニレンオキシ)]ビス(CAS No.117344−32−8)
プロピオン酸、3−ヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)−2−メチル(CAS No.4767−03−7)
エタンアミン、N,N−ジエチル−(CAS No.121−44−8)
本発明によるインク組成物は、界面活性剤を含んでもよい。記録媒体として、その表面にインクを受容するための樹脂がコーティングされたものに対して、界面活性剤を用いることにより、光沢感がより重視される写真紙等の記録媒体においても、優れた光沢を有する画像を実現することができる。とりわけ、印刷本紙のように、表面の受容層に油性インクを受容するための塗布層が設けられているような記録媒体を用いた場合であっても、色間の滲み(ブリーディング)を防止できるとともに、インク付着量の増加に伴い発生する光の反射光による白化を防止することができる。
で表される一種または二種以上の化合物を含んでなるか、または、上記式(II)の化合物において、Rは水素原子またはメチル基を表し、aは2〜11の整数を表し、mは2〜50の整数を表し、nは1〜5の整数である一種または二種以上の化合物を含んでなることが好ましく、または、上記式(II)の化合物において、Rが水素原子またはメチル基であり、aが2〜13の整数であり、mは2〜50の整数であり、nは1〜5の整数である一種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。また、上記式(II)の化合物において、Rが水素原子またはメチル基であり、aが2〜13の整数であり、mは2〜50の整数であり、nは1〜8の整数である一種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。あるいは、上記式(II)の化合物において、Rがメチル基であり、aが6〜18の整数であり、mが0〜4であり、nが1または2である一種または二種以上の化合物を含んでなることが好ましく、または、Rがメチル基であり、aが6〜18の整数、であり、mが0であり、nが1である一種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、記録媒体として印刷本紙に印刷した場合であっても、インクの凝集むらがより改善される。
本発明によるインク組成物は、上記した難水溶性のアルカンジオール、シクロデキストリン類を含有するとともに、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、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射また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。
より好ましくは、トリエチレングリコールモノメチルエーテルおよびトリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルである。
本発明によるインク組成物を用いたインクジェット記録方法は、上記のインク組成物の液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うものである。本発明による記録方法においては、記録対象となる記録媒体は、特に限定されず、例えば、普通紙や水系インクの受容層を備える記録媒体のほか、非吸水性または低吸水性の記録媒体であっても好適に用いることが可能である。
非吸水性の記録媒体としては、例えば、インクジェット記録用に表面処理をしていない(すなわち、インク受容層を有していない)プラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
下記表1の組成に従い各成分を混合し、10μmのメンブランフィルターでろ過することにより、各インクを調製した。下記表1中の数値はインク中の含有量(質量%)を表す。また、樹脂は固形分の含有量(質量%)を表す。なお、下記表1中のトレハロースは、株式会社林原商事社製のトレハ微粉であり、実施例および比較例で用いた界面活性剤は、ポリオルガノシロキサン系界面活性剤であり、上記の式(I)において、Rがメチル基であり、aが6〜18の整数であり、mが0の整数であり、nが1の整数である化合物(界面活性剤(1))と、上記の式(I)において、Rが水素原子であり、aが7〜11の整数であり、mが30〜50の整数であり、nが3〜5の整数である化合物(界面活性剤(2))と、上記の式(I)において、Rがメチル基であり、aが9〜13の整数であり、mが2〜4の整数であり、nが1〜2の整数である化合物(界面活性剤(3))とからなる界面活性剤である。前記界面活性剤は、グリセリンを20質量%、1,2−ヘキサンジオールを10質量%、前記界面活性剤を0.1質量%、および水を69.9質量%含む水溶液とした場合に、その水溶液の1Hzの動的表面張力が26mN/m以下であった。具体的には、バブルプレッシャー動的表面張力計BP2(KRUS社製)を用いて、1Hz(=泡1個/1秒)の動的表面張力を測定したところ、前記水溶液の1Hzの動的表面張力は、24.6mN/mであった。
Duty(%)=実記録ドット数/(縦解像度×横解像度)×100(式中、「実記録ドット数」は単位面積当たりの実記録ドット数であり、「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。)
保存安定性の評価
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクの20℃の粘度を、初期粘度として測定した。その後、容量110mlのラボランサンプル管瓶(アズワン社製)に各インクを100g注入し、栓をした。これを70℃で1週間放置した後に、20℃になるまで放置冷却した。この放置インクの20℃の放置後粘度を測定した。
A:粘度変化が0.4mPas未満である。
B:粘度変化が0.4mPas以上、0.8mPas未満である。
C:粘度変化が0.8mPas以上である。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、ルミラーS10(100ミクロン厚)(東レ株式会社製)に、720×180dpiの主走査方向の罫線の画像を単方向で記録した。また、記録時のメディア温度は約37℃であった。なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
A:線幅が60ミクロン以上70ミクロン未満である。
B:線幅が70ミクロン以上である。
C:吐出不良により罫線が得られない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、ルミラーS10(100ミクロン厚)(東レ株式会社製)に、1440×720dpiの画像を単方向で記録した。また、記録時のメディア温度は約37℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、単色のDuty100%の1次色の画像であり、インク付着量は3.1mg/inch2であった。
この記録画像を20℃湿度40%の環境に24時間放置し、爪で擦った。
A:爪で擦った部分の色材が剥離しない。
B:爪で擦った部分の色材が剥離する。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。さらに、インクカートリッジ交換位置にキャリッジを移動させてから、コンセントを抜き、インクカートリッジを外してから、ヘッドを外した。このように、インクカートリッジとヘッドキャップが外れた状態にしてから、ヘッドを40℃/湿度20%の環境に3日間放置した。
A:クリーニング操作を繰り返して、12回以内に目詰まりが回復する。
B:クリーニング操作を繰り返して、12回以内に目詰まりが回復しない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。その後、通常の使用手順に従い、スイッチを押して通電を切り、コンセントを抜いた。このように、インクカートリッジとヘッドキャップが外れていない通常状態で、プリンタを40℃/湿度45%の環境に7日間放置した。
A:クリーニング操作を繰り返して、12回以内に目詰まりが回復する。
B:クリーニング操作を繰り返して、12回以内に目詰まりが回復しない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、ルミラーS10(100ミクロン厚)(東レ株式会社製)に、1440×720dpiの画像を単方向で記録した。この場合、例えば、単色のDuty100%のインク付着量は3.1mg/inch2であった。また、記録時のメディア温度は約37℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、同じDutyの単色同士を混合した2次色の画像である。
A:各単色Duty80%の2次色Duty160%までが、ビーディングなく再現できている。
B:各単色Duty60%の2次色Duty120%までが、ビーディングなく再現できているが、各単色Duty80%の2次色Duty160%は、ビーディングして再現できていない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、ルミラーS10(100ミクロン厚)(東レ株式会社製)に、1440×720dpiの画像を単方向で記録した。この場合、例えば、単色のDuty100%のインク付着量は3.1mg/inch2であった。また、記録時のメディア温度は約37℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、Duty80%同士のDuty160%の2次色に、Duty80%の1次色の2〜8ピクセル罫線を接触させた画像である。
A:6/720インチの罫線がブリーディングなく、再現できているが、2/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
B:10/720インチの罫線がブリーディングなく、再現できているが、6/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
C:吐出不良により罫線が得られない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、ルミラーS10(100ミクロン厚)(東レ株式会社製)に、1440×720dpiの画像を単方向で記録した。また、記録時のメディア温度は約37℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、単色のDuty100%の1次色の画像であり、インク付着量は3.1mg/inch2であった。
この記録画像を20℃湿度40%の環境に10分間放置し、指で擦った。
A:指に色材が転写されない。
B:指に色材が転写する。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが7ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、米坪約73.3g/m2のOKT+(王子製紙株式会社製)に、720×720dpiの画像を単方向で記録した。この場合、例えば、単色のDuty100%のインク付着量は3.1mg/inch2であった。また、記録時のメディア温度は約20℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、同じDutyの単色同士を混合した2次色の画像である。
A:各単色Duty80%の2次色Duty160%までが、ビーディングなく再現できている。
B:各単色Duty60%の2次色Duty120%までが、ビーディングなく再現できているが、各単色Duty80%の2次色Duty160%は、ビーディングして再現できていない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。
記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが7ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、米坪約73.3g/m2のOKT+(王子製紙株式会社製)に、720×720dpiの画像を単方向で記録した。この場合、例えば、単色のDuty100%のインク付着量は3.1mg/inch2であった。また、記録時のメディア温度は約20℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
記録画像は、Duty80%同士のDuty160%の2次色に、Duty80%の1次色の2〜8ピクセル罫線を接触させた画像である。
A:6/720インチの罫線がブリーディングなく、再現できているが、2/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
B:10/720インチの罫線がブリーディングなく、再現できているが、6/720インチの罫線がブリーディングして、再現できていない。
C:吐出不良で罫線が得られない。
結果は上記表1に記載される通りであった。
上記で得られたY、M、C、およびKの各インクをインクセットとして、インクジェットプリンタ(PXG930、セイコーエプソン社製)のインクカートリッジに充填して装着した。装着順は、キャップから離れた順にYYMMCCKKとした。その後、プリンタードライバーを用いて、プリンタのヘッドにインクを充填し、通常記録できることを確認した。記録方法は、主走査(ヘッド駆動)方向に720dpiでかつ副走査(記録媒体搬送)方向に360dpiで記録できるようにした。次に、着弾時のドットサイズが3ngになるようにプリンタヘッドのピエゾ素子に与える電圧を調整し、一駆動が720×360dpiで、米坪約73.3g/m2のOKT+(王子製紙株式会社製)に、720×720dpiの画像を単方向で記録した。記録物は、周辺約6mm余白のベタ画像である。記録は、常温常湿(25℃、45%湿度)環境下において実施した。この際、単色のDuty100%のインク付着量は概ね1.6mg/inch2であった。得られた記録物の記録面を上にして、平らな机に、常温常湿(25℃、45%湿度)環境下で3日間放置した。記録画像は、単色の画像である。また、記録時のメディア温度は約20℃であった。
なお、記録用紙と記録ヘッドとの間の距離は1mmであった。
A:机から紙の四隅の先端までの反り返りの平均値が、20mm未満である。
B:机から紙の四隅の先端までの反り返りの平均値が、20mm以上である。
結果は上記表1に記載される通りであった。
Claims (6)
- 炭素数7〜10の難水溶性のアルカンジオールと、シクロデキストリン類と、水とを含有し、該炭素数7〜10の難水溶性のアルカンジオールは20℃での、水100gに対する溶質の量が1.0g未満であり、
該シクロデキストリン類が、一つ以上の置換基を有するシクロデキストリン類であり、
該シクロデキストリン類を、インク組成物に対して、6.0〜18.0質量%含有し、
該シクロデキストリン類の水に対する溶解性が、25℃で30質量%以上であり、かつ
該難水溶性のアルカンジオールと、該シクロデキストリン類との含有量比が1:4〜1:8である、インク組成物。 - 前記シクロデキストリン類が、メチル化βシクロデキストリンである、請求項1に記載のインク組成物。
- さらに、20℃、相対湿度が60%において固体である固形湿潤剤を含有する、請求項1または2に記載のインク組成物。
- 前記固形湿潤剤が、第1の糖質、第2の糖質、およびトリメチロールアルカン類からなる群から選択される1種または2種以上を含んでなり、かつ、
前記第1の糖質が、トレハロース、イソトレハロース、ネオトレハロース、およびマンニトールからなる群から選択される一種または二種以上であり、
前記第2の糖質が、マルトトリオース、マルトテトラオース、およびマルトペンタオースからなる群から選択される一種または二種以上であり、
前記トリメチロールアルカン類がトリメチロールエタンおよび/またはトリメチロールプロパンである、
請求項3に記載のインク組成物。 - 前記固形湿潤剤が、トリメチロールプロパン、トレハロース、およびマルトトリオースからなる群から選択される二種以上のものである、請求項3または4に記載のインク組成物。
- 前記固形湿潤剤を、インク組成物に対して、4.5〜13.5質量%含有する、請求項3〜5のいずれか一項に記載のインク組成物。
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