JP6611076B2 - インク組成物及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク組成物及びそれを用いたインクジェット記録方法に関する。

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記録を行う記録方法である。近年のインクジェット記録技術の革新的な進歩により、印刷本紙のような低吸収性の記録媒体およびフィルムのような非吸収性の記録媒体に対しても、インクジェット記録方式を用いたインクジェット記録装置が利用されている。例えば、引用文献１には、このようなインクジェット記録に用いられるインク組成物が開示されている。

特許文献１には、水、色材、水溶性の対称型両末端アルカンジオール、オルガノシロキサンおよび樹脂、さらに難水溶性のアルカンジオール、２０℃において固体の結晶性糖アルコール、ポリアルキレングリコールを含むインク組成物とすることで、印刷本紙のような低吸収性の記録媒体に高品質な画像を提供している。

特開２０１１− １７８９８０号公報

低吸収性又は非吸収性の記録媒体に記録されるインク組成物は、記録媒体に浸透せずに記録媒体上に付着したインク組成物により画像が形成されることから、タック性（画像がべとつかずに乾燥していること）、定着性、耐水性が要求される。ただし、インク組成物の乾燥性を向上させて画像のタック性を向上させるためにインク組成物中に高揮発性溶剤を多く含有させると、高揮発性溶剤の臭気又は毒性によりインクジェット記録の作業環境が悪化してしまうという問題がある。このため、高揮発性溶剤に頼らずに、優れたタック性を実現できることが好ましい。しかしながら、従来のインク組成物では、上記の課題を解決するに至っていない。例えば、特許文献１に記載の技術では、融点が３０℃以上８０℃未満の溶剤および融点が３０℃未満の溶剤を多く含むため、フィルムのような非吸収性の記録媒体に限っては、優れた乾燥性を提供できない。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、低吸収性又は非吸収性の記録媒体において、タック性、定着性、耐水性に優れた画像を形成できるインク組成物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を目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、水と、色材と、界面活性剤と、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールと、融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールと、を含むインク組成物である。

本発明によれば、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールおよび融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールを含むことにより、常温でのタック性、定着性に優れた画像が形成される。

前記対称型両末端アルカンジオールと、前記難水溶性の１，２−アルカンジオールと、の重量比が３：１〜６：１である。

例えば、前記対称型両末端アルカンジオールは、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールであって、３．０〜１８．０質量％含む。

例えば、前記難水溶性の１，２−アルカンジオールは、１，２−オクタンジオール、１，２−ヘプタンジオール、４，４−ジメチル−１，２−ペンタンジオール、５−メチル−１，２−ヘキサンジオール、４−メチル−１，２−ヘキサンジオールであって、１．０〜３．０質量％含む。

さらに、前記インク組成物は重量平均分子量２万以上のカルボキシル基含有樹脂を含み、重量平均分子量が２万以上１２万以下のオキサゾリン基含有樹脂を含む。

前記オキサゾリン基含有樹脂の全質量中におけるオキサゾリン基のモル数（ＭＡ）と、前記カルボキシル基含有樹脂の全質量中におけるカルボキシル基のモル数（ＭＢ）と、の比（ＭＡ／ＭＢ）は、１０以上４０以下である。

さらに、有機アミンを０．１〜３．０質量％含む。

前記界面活性剤として、オルガノシロキサンを０．１〜１．０質量％含む。

さらに、融点が３０℃未満の溶剤を１％以上含まない。

上記の課題を解決するため、本発明の他の態様は、記録媒体に対しノズル孔から上記記載のインク組成物を吐出する工程と、前記対称型両末端アルカンジオールの融点よりも低い温度で記録媒体を加熱する工程と、を含む、インクジェット記録方法である。

本発明によれば、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールおよび融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールを含むインク組成物を用いることにより、常温でのタック性、定着性に優れた画像が形成される。

本発明の実施形態に係る記録装置を有する記録システムを示すブロック図。 本発明の実施形態に係る記録装置の構成を模式的に示す斜視図。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本実施形態に係るインク組成物は、インクジェット記録に用いられるものであり、水と、色材と、界面活性剤と、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールと、融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールと、を含むインク組成物である。

本実施形態によれば、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールおよび融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールを含むことにより、常温でのタック性、定着性に優れた画像が形成される。以下、各成分について説明する。

＜難水溶性の１，２−アルカンジオール＞
融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールは、例えば、１，２−オクタンジオール、１，２−ヘプタンジオール、４，４−ジメチル−１，２−ペンタンジオール、５−メチル−１，２−ヘキサンジオール、４−メチル−１，２−ヘキサンジオールが挙げられる。「難水溶性」とは、水への溶解度（水１００ｇに対する溶質の量）が、１．０ｇ未満であることを意味する。融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールの機能の一つとしては、界面活性効果である。すなわち、インク組成物とインク低吸収性または非吸収性の記録媒体との界面張力を適度に低下させることで、液滴と記録媒体との接触面積が大きくなる。これにより、記録媒体に対する液滴の定着性を高めることが挙げられる。他の機能の一つとしては、液滴の流動抑制効果である。すなわち、炭素数７以上の１，２−アルカンジオールは、炭素数７以上という特徴に起因して、粘度が高い液体又は固体である。これにより、記録媒体上にインク組成物の液滴が付着した後、当該液滴が流動しにくくなるので、凝集むらや、筋むらの発生を低減でき、記録媒体に対する定着性を高めることが挙げられる。

＜対称型両末端アルカンジオール＞
融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールとしては、例えば、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールが挙げられる。なお、炭素数8以上の対称型両末端アルカンジオールは８０℃以上と推測される。水溶性の対称型両末端アルカンジオールは、分枝鎖を有していても良い。なお、本明細書中、「対称型両末端アルカンジオール」とは、両水酸基から等距離にある面を対称面とする、両末端アルカンジオールを意味する。また、「水溶性」とは、２０℃での、水への溶解度（水１００ｇに対する溶質の量）が、１０．０ｇ以上であることを意味する。融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールは、記録媒体上において常温で固化することから、低吸収性又は非吸収性の記録媒体へのインク組成物の乾燥性（タック性）及び定着性を高める機能を有する。

融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールとしては、吐出安定性の観点から、難水溶性の１，２−アルカンジオールを水に溶解させる能力に優れるものが好ましい。上述した２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールは、難水溶性の１，２−アルカンジオールを水に溶解させる能力に優れる。

インク組成物は、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールよりも、融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールを多く含んでいることが好ましく、対称型両末端アルカンジオールと難水溶性の１，２−アルカンジオールとの含有量比（重量比）は、３：１〜６：１であることが好ましい。この範囲とすることにより、難水溶性のアルカンジオールをインク中に安定的に溶解させることができ、ひいては吐出安定性が向上する。一方、水溶性の対称型両末端アルカンジオールの割合が上記範囲よりも多くなると、インクの保存安定性が低くなり、耐水性が低下する。また、水溶性の対称型両末端アルカンジオールの割合が上記範囲よりも少なくなると、タック性及び定着性が低下し、また、難水溶性のアルカンジオールをインク中に安定的に溶解させることが困難となり、経過時の粘度変化を抑制したり保存安定性を維持したりすることが困難となる。

難水溶性の１，２−アルカンジオールは、インク組成物全体に対し、１．０〜３．０重量％含有されていることが好ましく、より好ましくは１．５〜２．５重量％である。１重量％よりも少ないと、印刷本紙のようなインク吸収性の低い記録媒体において、凝集斑が生じる場合がある。一方、３重量％を超えると、インク中に完全に溶解しない場合がある。

対称型両末端アルカンジオールは、３．０〜１８．０重量％含有されていることが好ましく、より好ましくは６．０〜９．０重量％である。３．０重量％よりも少ないと、タック性及び定着性を向上させることが難しく、また、難水溶性のアルカンジオールをインク中に溶解させることができない場合がある。一方、１８．０重量％を超えると、０℃以下の低温貯蔵安定性の劣化や、インクの初期粘度が高くなる場合があり好ましくない。

＜カルボキシル基含有樹脂及びオキサゾリン基含有樹脂＞
インク組成物は重量平均分子量２万以上のカルボキシル基含有樹脂を含み、重量平均分子量が２万以上１２万以下のオキサゾリン基含有樹脂を含むことが好ましい。カルボキシル基含有樹脂とは、構造骨格中にカルボキシル基を有する化合物のことをいう。オキサゾリン基含有樹脂とは、構造骨格中にオキサゾリン基を有する化合物のことをいう。

オキサゾリン基含有樹脂の機能としては、インク組成物により形成される画像の耐水性を向上させることが挙げられる。特に、オキサゾリン基含有樹脂中のオキサゾリン基は、カルボキシル基と反応して架橋構造（アミドエステル結合）を形成しやすい。そのため、例えば、インク組成物にカルボキシル基含有樹脂を添加すれば、インク組成物の耐水性がより一層良好になる。

オキサゾリン基含有樹脂としては、カルボキシル基含有樹脂と架橋反応（アミドエステル結合の形成）する、オキサゾリン基を含む物質であれば、何ら限定されるものではない。例えば、２−エチル−オキサゾリン、２−イソプロピル−２−オキサゾリン、２−プロピル−２−オキサゾリン、２，４，４−トリメチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−２−オキサゾリンなどの２−アルキル−オキサゾリンが挙げられるが、屈曲定着性の観点で、エポクロスＷＳ−７００、ＷＳ−５００（日本触媒製）およびポリ２−エチル−オキサゾリン（ＣＡＳ２５８０５−１７−８）等の樹脂であることがさらに好ましい。オキサゾリン基含有樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。

オキサゾリン基含有樹脂の重量平均分子量は、２万以上１２万以下であり、２万以上８万以下であることがより好ましい。オキサゾリン基含有樹脂の重量平均分子量が上記範囲にあることで、とりわけ上限を上回らずにあることで、インク組成物中の溶媒（水）に溶解しやすくなる。オキサゾリン基含有樹脂の重量平均分子量は、例えば、溶媒としてテトラヒドロフランを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されたポリスチレン換算分子量により求めることができる。

オキサゾリン基含有樹脂の含有量は、インク組成物の全質量に対して、固形分換算量で、３質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。

カルボキシル基含有樹脂としては、構造骨格中にカルボキシル基を有しているのであれば特に限定されないが、例えば、後述する分散剤で例示するウレタン樹脂およびフルオレン骨格含有樹脂のうちカルボキシル基を有する化合物が挙げられる。

オキサゾリン基含有樹脂の全質量中におけるオキサゾリン基のモル数（ＭＡ）と、前記カルボキシル基含有樹脂の全質量中におけるカルボキシル基のモル数（ＭＢ）と、の比（ＭＡ／ＭＢ）は、１０以上４０以下であることが好ましく、１５以上３０以下であることがより好ましい。上記比（ＭＡ／ＭＢ）が上記範囲内にあると、インク組成物の耐水性がより一層向上する場合がある。

ここで、オキサゾリン基含有樹脂の全質量中におけるオキサゾリン基のモル数（ＭＡ）は、下記式（１）により算出できる。

ＭＡ＝［オキサゾリン基含有樹脂１ｇ（固形分換算）あたりのオキサゾリン基量（ｍｍｏｌ／ｇ）］×［インク組成物中のオキサゾリン基含有樹脂の固形分換算量（ｇ）］ ・・・（１）

また、カルボキシル基含有樹脂の全質量中におけるカルボキシル基のモル数（ＭＢ）は、下記式（２）により算出できる。

ＭＢ＝［｛カルボキシル基含有樹脂の酸価／ＫＯＨ中和酸価｝（ｍｍｏｌ／ｇ）］×［インク組成物中のカルボキシル基含有樹脂の固形分換算量（ｇ）］ ・・・（２）
なお、式（２）中、ＫＯＨ中和酸価の値は、５６．１である。

＜有機アミン＞
インク組成物は、有機アミンを含むことが好ましい。有機アミンとしては、特願２０１１−２２９４７４の段落０１８０記載の有機アミンを用いることができる。ただし、高揮発性溶剤を避けて作業環境に良好なインク組成物を提供する観点からは、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール、１，３，５‐トリアジン‐１，３，５（２Ｈ，４Ｈ，６Ｈ）‐トリエタノールが好ましい。

有機アミンの含有量は、インク組成物の全質量に対して、０．１〜３．０質量％であることが好ましい。融点が８０℃未満の有機アミンを含有する場合、融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールと、融点が３０℃以上８０℃未満の難水溶性の１，２−アルカンジオールと、融点が８０℃未満の有機アミンと、の重量比が６：１：１〜１２：１：１で含有することが好ましい。一方、融点が８０℃以上のアミノアルカンジオールの有機アミンを含有する場合、３：１：１〜６：１：１で含有することがタック性の観点でさらに好ましい。

＜界面活性剤＞
本実施形態に係るインク組成物は、界面活性剤を含有する。インク低吸収性または非吸収性の記録媒体等を用いた場合であっても、インク組成物の液滴が記録媒体上で濡れ広がりやすくなり、液滴の定着性が良好なものになるので、凝集むらの発生や、筋むらの発生を低減できる。

また、界面活性剤は、上述した融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールと組み合わせることによって、相乗的に作用して、液滴の定着性をより一層良好なものとすることができ、凝集むら、筋むらの発生を効果的に抑制することができる。

界面活性剤としては、オルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン系界面活性剤を好適に使用でき、記録媒体表面へのインク組成物の濡れ性を高めることができる。

ポリオルガノシロキサン系界面活性剤は市販されているものを用いてもよく、例えば、ＢＹＫ−３４７（ビックケミー株式会社製）、ＢＹＫ−３４８（ビックケミー株式会社製）、ＢＹＫ−３４９（ビックケミー株式会社製）、ＢＹＫ−３５５０（ビックケミー株式会社製）、ＢＹＫ−ＵＶ３５１０（ビックケミー株式会社製）、オルフィンＰＤ−５０１（日信化学工業株式会社製）、オルフィンＰＤ−５７０（日信化学工業株式会社製）等を用いることができる。ポリオキシエチレン鎖の末端がメチル基のポリオルガノシロキサン系界面活性剤を含むことが好ましい。

ポリオルガノシロキサン系界面活性剤は、本発明によるインク組成物中に、好ましくは０．１〜１．０重量％、より好ましくは０．０５〜０．５０重量％含有される。

本発明によるインク組成物には、その他の界面活性剤、具体的には、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤等をさらに添加しても良い。

＜色材＞
色材としては、染料および顔料のいずれの色材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、色材は、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く、アニオン性とした分散液に含まれることが好ましい。

顔料としては、無機顔料および有機顔料を使用することができ、それぞれ単独または複数種を混合して用いることができる。有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料等）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、その他に、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラック等が使用できる。

顔料の具体例は、得ようとするカラーインク組成物の種類（色）に応じて適宜挙げられる。例えば、イエローインク組成物用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１，２，３，１２，１４，１６，１７，７３，７４，７５，８３，９３，９５，９７，９８，１０９，１１０，１１４，１２８，１２９，１３８，１３９，１４７，１５０，１５１，１５４，１５５，１８０，１８５等が挙げられ、これらの１種または２種以上が用いられる。これらのうち、特にＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４，１１０，１２８、１２９および１８０からなる群から選ばれる１種または２種以上を用いることが好ましい。また、マゼンタインク組成物用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５，７，１２，４８（Ｃａ），４８（Ｍｎ），５７（Ｃａ），５７：１，１１２，１２２，１２３，１６８，１８４，２０２，２０９；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９等が挙げられ、これらの１種または２種以上が用いられる。これらのうち、特にＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２，２０２，２０９、およびＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９からなる群から選ばれる一種または二種以上を用いることが好ましく、これらの固溶体であってもよい。また、シアンインク組成物用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，２，３，１５：２，１５：３，１５：４，１５：３４，１６，２２，６０；Ｃ．Ｉ．バットブルー４，６０等が挙げられ、これらの１種または２種以上が用いられる。これらのうち、特にＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３および／または１５：４を用いることが好ましく、とりわけ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を用いることが好ましい。

また、ブラックインク組成物用の顔料としては、例えば、ランプブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６）、アセチレンブラック、ファーネスブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）、チャンネルブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）、カーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）等の炭素類、酸化鉄顔料等の無機顔料、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料等が挙げられるが、本発明においては、カーボンブラックが好ましく用いられる。カーボンブラックとして、具体的には、＃２６５０、＃２６００、＃２３００、＃２２００、＃１０００、＃９８０、＃９７０、＃９６６、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、ＭＣＦ−８８、＃５５、＃５２、＃４７、＃４５、＃４５Ｌ、＃４４、＃３３、＃３２、＃３０、（以上、三菱化学（株）製）、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｅｋ４Ａ、５５０、Ｐｒｉｎｔｅｘ９５、９０、８５、８０、７５、４５、４０（以上、デグッサ社製）、Ｒｅｇａｌ６６０、ＲｍｏｇｕｌＬ、ｍｏｎａｒｃｈ１４００、１３００、１１００、８００、９００（以上、キャボット社製）、Ｒａｖｅｎ７０００、５７５０、５２５０、３５００、３５００、２５００ＵＬＴＲＡ、２０００、１５００、１２５５、１２００、１１９０ＵＬＴＲＡ、１１７０、１１００ＵＬＴＲＡ、Ｒａｖｅｎ５０００ＵＩＩＩ（以上、コロンビアン社製）等が挙げられる。

また、白色インク組成物用の白色顔料としては、例えば金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。金属酸化物としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等が挙げられる。また、白色顔料には、中空構造を有する粒子を含み、中空構造を有する粒子としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。中空構造を有する粒子としては、例えば、米国特許第４，８８０，４６５号などの明細書に記載されている粒子を好ましく用いることができる。

白色顔料の体積基準の５０％累積粒子径（以下、「平均粒子径」という。）は、好ましくは３０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であり、より好ましくは２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。白色顔料の平均粒子径は、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、「マイクロトラックＵＰＡ」日機装株式会社製）が挙げられる。

インク組成物中に含まれる顔料の濃度は、インク組成物を調製した際に適宜な顔料濃度（含有量）に調整すればよいため特に限定されず、例えば顔料の固形分濃度を１．０〜３０．０質量％とすることができる。

＜樹脂分散剤（分散樹脂）＞
インク組成物は、構成モノマーとして疎水性モノマー及び親水性モノマーを含む共重合樹脂、オキシエチルアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、およびフルオレン骨格含有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骨格含有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。これら樹脂分散剤は、顔料に吸着して分散性を向上させる。

また、樹脂分散剤がカルボキシル基を有する場合、上述のオキサゾリン基含有樹脂のオキサゾリン基と架橋反応（アミドエステル結合の形成）しやすい。そのため、樹脂分散剤がカルボキシル基を有すると、インク組成物により形成される画像の耐水性が著しく向上する場合がある。

＜水、その他の成分＞
本発明によるインクジェット記録用インク組成物は、上記した成分に加えて、主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。

また、本発明によるインク組成物は、ノズルの目詰まり防止剤、防腐剤・防かび剤、酸化防止剤、導電率調整剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、酸素吸収剤などを含有することができる。

＜融点が３０℃未満の溶剤＞
また、本発明によるインク組成物は、臭気や毒性が低い溶剤として、引火点が１００℃以下の揮発性溶剤を含有することができる。例えば、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、２−メチル−１，３−プロパンジオールが挙げられ、特に、対称型両末端アルカンジオールを１２．０％以上含有させた場合の析出を抑制して、０℃以下の低温貯蔵安定性を向上させる観点で、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールが好ましい。ただし、インク組成物は、融点が３０℃未満の溶剤を実質的に含まないことが好ましく、具体的には、１％以上含まないことが好ましい。インク組成物が高揮発性溶剤を含まないことにより、作業環境に臭気や毒性をもたらさない環境対応型のインク組成物を提供できる。

インク組成物の製造方法
インク組成物は、顔料及び顔料分散剤を含む顔料分散液を製造した後に、この顔料分散液と、水と、界面活性剤と、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールと、融点が８０℃以上の水溶性の対称型両末端アルカンジオールとを混合して、十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒径および異物を除去するためにろ過を行って目的のインク組成物を得ることができる。本発明の重要性は、分散液の製造法にも及ぶ。

上記の分散液の製造工程は、工程１）顔料前処理（分級処理、洗浄）、工程２）混練、工程３）分散（微粒子化処理）、工程４）後処理（濃度調整、限外濾過等の各種濾過）からなる。分散液を安定させるには、工程１において、均一な粒径かつ表面を活性化された不安定な顔料を得る必要がある。工程２では、溶解された分散樹脂を顔料に吸収および吸着させながら、高粘度で練る（固形分３０％程度以上）必要がある。工程３では、顔料を開裂させながら分散樹脂の吸着部位を増幅させ、主溶媒の水に分散させる（固形分３０％程度未満）必要がある。工程４では、不均一な分散物を除去する必要がある。なお、上記の括弧内の固形分の値は、顔料および樹脂のみを固形分と見做した場合の数値を示す。

従来、工程２および３において、水に分散樹脂を溶解させる手段として、１，２−ヘキサンジオールおよび１，６−ヘキサンジオール等のアルカンジオール、または、トリエチレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル等（特開２００８−１２０９７７）の極性溶剤が使用されていたが、融点が８０℃未満であるため、融点が８０℃以上の溶剤を融点が８０℃未満のこれら溶剤よりも多く含まない場合、フィルムに印刷した記録物において、タック感が発生する原因となっていた。よって、本実施形態で用いる分散液は、融点が８０℃以上の溶剤を融点が８０℃未満の溶剤よりも多く含めば、何ら限定されるものではないが、工程２及び３において、融点が８０℃以上の２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールを用いることが望ましい。なお、２−メチル−１，３−プロパンジオール（融点−９１℃、引火点１００℃）等の引火点が低い溶剤は、引火点の温度で気化していることから、工程２では混練物の温度が高くなるため、気化し易い溶剤だけを選択した場合は、混練が均一に進まない等の課題が発生する。

＜記録媒体＞
本実施形態に係るインク組成物は、低吸収性又は非吸収性の記録媒体に好ましく用いられる。「低吸収性又は非吸収性記録媒体」とは、ブリストー（Ｂｒｉｓｔｏｗ）法において接触開始から３０ｍｓｅｃ^1/2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。

インク非吸収性の記録媒体としては、例えば、インク吸収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。

インク低吸収性の記録媒体としては、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられ、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。

上記の記録媒体以外にも、金属、ガラスなどのインク非吸収性または低吸収性の記録媒体を用いてもよい。

＜インクジェット記録装置＞
次に、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置について説明する。本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置は、複数のノズル孔からなるノズル列を備えたヘッドを有する。本実施形態に係るインクジェット記録装置について、図１〜図２を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、インクジェット記録装置１にコンピューター９０が接続された記録システムを示すブロック図である。

図２は、インクジェット記録装置１の構成を示す概略斜視図である。

インクジェット記録装置１は、インクジェット方式で記録媒体Ｐ上に記録物を記録（形成）する装置である。コントローラー１０は、インクジェット記録装置１の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部１１（Ｉ／Ｆ）は、コンピューター９０とインクジェット記録装置１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２は、インクジェット記録装置１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。ＣＰＵ１２は、ユニット制御回路１４により各ユニットを制御する。なお、インクジェット記録装置内の状況を検出器群６０が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラー１０は各ユニットを制御する。

搬送ユニット２０は、記録媒体Ｐが連続する方向（搬送方向、図中のＸ方向）に、記録媒体を上流側から下流側に搬送する。モーターによって搬送ローラー２１を回転させることによって記録前の記録媒体をインクジェット用コート液塗布領域に供給する。

キャリッジユニット３０は、ヘッドを移動方向（記録媒体の幅方向、図中のＹ方向）に往復移動させるものである。キャリッジユニット３０は、ヘッド４１を搭載するキャリッジ３１と、キャリッジを往復移動させるためのキャリッジ移動機構３２と、インクカートリッジ３３と、を有する。

インクカートリッジ３３には、インク組成物が充填される。インクカートリッジ３３は、本実施形態のようにキャリッジ４に装着するものに限らず、これに替えて例えば、プリンター１の筐体側に装着し液体供給チューブを介してヘッド４１に供給するタイプのものであってもよい。

ヘッドユニット４０は、キャリッジ３１に設けられたヘッド４１を有する。ヘッド４１の下面には、インク組成物を吐出するノズル孔が設けられている。ヘッド４１の構成（ノズル列の配置）については、後述する。

乾燥ユニット５０は、記録媒体に塗布されたインク組成物を乾燥させるためのものである。乾燥ユニットとして、例えば加温機能を備える、プラテンヒーターや温風ヒーターやＩＲヒーターなどが用いられる。また、加温機能を備えない、送風機などが用いられる。

ヘッド４１は、複数のノズル列を備える。各ノズル列は、複数のノズル孔が配列されてなる。例えば、各ノズル列は、記録媒体Ｐの搬送方向に沿って配列された複数のノズル孔からなる。

インクジェット記録装置１は、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置である。シリアル型のインクジェット記録装置は、所定の方向に移動するキャリッジにヘッドが搭載されており、キャリッジの移動に伴ってヘッドが移動することにより記録媒体上に液滴を吐出するもののことをいう。

本実施形態に係るインクジェット記録装置として、シリアル型のインクジェット記録装置を例示したが、これに限定されず、例えばライン型のインクジェット記録装置であってもよい。ライン型のインクジェット記録装置とは、ヘッドが記録媒体の幅よりも広く形成され、ヘッドが移動せずに記録媒体上に液滴を吐出するもののことをいう。

ライン型のインクジェット記録装置において、各ノズル列は、記録媒体の幅方向に沿って配列され、ノズル列を構成する複数のノズル孔は、記録媒体の幅方向に沿って配列されている。

＜インクジェット記録方法＞
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いたインクジェット記録方法であって、記録媒体に対しノズル孔から上述したインク組成物を吐出する工程と、上述したインク組成物に含まれる対称型両末端アルカンジオールの融点よりも低い温度で記録媒体を加熱する工程と、を含む。以下、インクジェット記録装置１を用いたインクジェット記録方法について、具体的に説明する。

インクジェット記録装置１は、キャリッジ３１を移動方向に移動させる動作（パス）と、搬送動作とを交互に繰り返す。このとき、コントローラー１０は、各パスを行う際に、キャリッジユニット３０を制御して、キャリッジ３１を移動方向に移動させるとともに、ヘッドユニット４０を制御して、ヘッド４１の所定のノズル孔からインク組成物の液滴を吐出させ、記録媒体Ｐにインク組成物の液滴を付着させる。また、コントローラー１０は、搬送ユニット２０を制御して、搬送動作の際に所定の搬送量にて記録媒体Ｐを搬送方向に搬送させる。

パスと搬送動作が繰り返されることによって、複数の液滴（ドット）を付着させた領域が徐々に乾燥ユニット５０に向かって搬送される。そして、乾燥ユニット５０に対向する位置において、記録媒体に付着させた液滴を乾燥させて、画像が完成する。その後、完成した記録物は、巻き取り機構（図示なし）によりロール状に巻き取られたり、フラットベット機構（図示なし）で搬送されたりしてもよい。

上述したインク組成物に含まれる対称型両末端アルカンジオールの融点よりも低い温度で記録媒体を加熱する工程は、例えば、乾燥ユニット５０によりなされる。対称型両末端アルカンジオールの融点よりも低い温度で記録媒体を加熱することにより、インク組成物を流動させて、優れた定着性を示す画像を得ることができる。

また、インクジェット記録装置において、対称型両末端アルカンジオールの融点よりも低い温度で記録媒体を加熱する工程とは別に、水の沸点よりも高い温度で記録媒体を強制乾燥する工程を備えてもよい。強制乾燥の温度は、インク組成物の耐熱性の観点で２００℃以下が好ましい。対称型両末端アルカンジオールの融点は、強制乾燥の温度よりも低い方が好ましい。

なお、水を１００℃以上で強制乾燥させた場合、記録媒体との界面においても水の気化が急激に起きて、固形分が多くなるため、インクの流動性および記録媒体への濡れ性が劣化して、優れた定着性および光沢性を示さない（記録媒体との界面でブリスターが発生する）と推定される。よって、対称型両末端アルカンジオールの融点は、水の沸点（１００℃）よりも低い方が、乾燥工程での流動性の観点で、さらに好ましいと考えられる。

本実施形態に係るインクジェット記録方法では、上述のインク組成物を用いることから、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体に対しても、常温でのタック性、定着性、耐水性に優れた画像を形成することができる。

（実施例）
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。

分散液の調製
表１に示す各成分を加圧ニーダーに仕込んだ。この仕込み成分を混練し（工程２）、１０時間後に顔料混練物を得た。仕込み時および顔料混練後における固形分の含有量は、表２に示す通りであった。２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールは常温で固体である。混練開始時点ではＩＰＡは揮発していないが、混練中に混練物が高温になるため、ほぼ完全に揮発している。表２には、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールを固形分と見做さず顔料および樹脂のみを固形分と見做した場合の固形分の含有量と、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールを固形分と見做した場合の固形分の含有量を併記している。なお、以後、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールは、DMHDと表記する場合がある。

混練した顔料混練物を攪拌機に仕込み、超純水を加えて（顔料と樹脂のみからなる）固形分濃度を３０％に調整し、微細化可能ビーズミル（５０ｎｍの有機顔料微粒子生成能力を有する）に逐次、仕込み、３パス処理して、顔料分散物を作成した。さらに、前記顔料分散物を攪拌機に仕込み、超純水を加えて固形分濃度２０％に調整した。ここで、９５℃で２時間過熱攪拌し、残存揮発物質を除去してから、２５０００Ｇで５分間遠心処理して、粗大粒子を除去した。最後に、顔料固形分が１０％かつｐＨ９．０になるように、水酸化ナトリウム水溶液で再調整して、顔料分散液とした。２，５−ジメチル−２．５−ヘキサンジオールを１，５−ペンタンジオールまたは１，６−ヘキサンジオールにして比較例を得た。

カラーインク組成物の調製
カラーインク組成物は、上記のようにして得られた顔料分散液と表３〜５に記載の成分を混合・攪拌し、１０μｍのメンブレンフィルターでろ過することにより調製した。表３〜５に実施例及び比較例のカラーインク組成物の成分及びその含有量を示す。

評価試験
表３〜５のようにして得られたカラーインク組成物をインクジェットプリンター（商品名「ＰＸ−Ｇ５１００」、セイコーエプソン株式会社製）のインクカートリッジに充填した。

そして、以下の評価試験１〜評価試験３の実施にあたり、まず、上記プリンターのノズル孔から吐出されるインク組成物の吐出される液滴の平均インク質量（以下、単に「平均インク質量」ともいう。）を調節した。具体的には、所定のノズルから液滴を１０回ずつ吐出させて、そのインク質量を精密天秤で測定した。得られた測定値を、インク滴の吐出総数（ノズル毎の吐出回数とノズル数との積）で除することにより、平均インク質量を算出した。得られた値を基に、平均インク質量が７ｎｇとなるように、インク滴を吐出させるための吐出波形（駆動電圧等）を調整した。

評価１〜３における記録条件は、１走査（１パス）当たりの縦解像度×横解像度は、３６０×７２０ｄｐｉとし、２パスで記録物を得た。また、画像解像度およびＤｕｔｙは、それぞれ下記式（３）および（４）で表される。

画像解像度（ｄｐｉ）＝（１走査あたりの縦解像度×横解像度）×（走査数） ・・・（３）
（式（３）中、画像解像度は単位面積あたりの解像度である。）

なお、Ｄｕｔｙは下記式（４）で定義される。

Ｄｕｔｙ（％）＝（実記録ドット数）／（画像解像度）×１００ ・・・（４）
（式（４）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る。）

（評価サンプルの作成）
（フィルム）
上記プリンターを用いて、記録媒体としてポリエチレンテレフタレートシートルミラーＳ１０（東レ株式会社製）およびＭＡＣｔａｃ社製の塩化ビニルシートのＪＴ５８２９ＲにＤｕｔｙ１００％のベタ画像を記録した。このようにして得られた記録物を８０℃のホットプレートに載せて１５分間の加熱乾燥を実施して、評価サンプルを得た。

（評価試験１：タック性）
評価サンプルを指で押して、べたつき感の有無と、評価サンプルに残った指紋の後を観察した。なお、結果がＡの場合に限り、加熱乾燥時間を３分に変更して、評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表３〜５に示す。
ＡＡ：３分間の乾燥後に、べたつき感が無く、指紋の後がない。
Ａ：１５分間の乾燥後に、べたつき感が無く、指紋の後がない。しかし、３分間の乾燥後は、べたつき感は無いが、指紋の跡が有る。
Ｂ：１５分間の乾燥後に、べたつき感は無いが、指紋の跡が有る
Ｃ：１５分間の乾燥後に、べたつき感が有り、指紋の後が有る

（評価試験２−１：定着性）
学振型摩擦堅牢性試験機（ＡＢ−３０１ ＣＯＬＯＲ ＦＡＳＴＮＥＳＳ ＲＵＢＢＩＮＧ ＴＥＳＴＥＲ、ＴＥＳＴＥＲ ＳＡＮＧＹＯ．，ＬＴＤ製）を用いて、乾燥した布（金巾）に、５００ｇの加重を掛けて、１０回擦る毎に、定着性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表３〜５に示す。
Ａ：３０回後でも、記録画像の剥離がみられない
Ｂ：１０回後では、記録画像の剥離がみられないが、２０回後では、記録画像の剥離がみられる
Ｃ：１０回後で、記録画像の剥離がみられる

（評価試験２−２：屈曲定着性）
記録媒体自体に可撓性があるＭＡＣｔａｃ社製の塩化ビニルシートＪＴ５８２９Ｒの評価サンプルだけを用いた。この印刷面を外側にして完全に折り曲げた後、元に戻してから、学振型摩擦堅牢性試験機（ＡＢ−３０１ ＣＯＬＯＲ ＦＡＳＴＮＥＳＳ ＲＵＢＢＩＮＧ ＴＥＳＴＥＲ、ＴＥＳＴＥＲ ＳＡＮＧＹＯ．，ＬＴＤ製）に装着した。次に、乾燥した布（金巾）に、５００ｇの加重を掛けて、１０回擦る毎に、屈曲定着性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表３〜５に示す。
Ａ：３０回後でも、記録画像の剥離がみられない
Ｂ：１０回後では、記録画像の剥離がみられないが、２０回後では、記録画像の剥離がみられる
Ｃ：１０回後で、記録画像の剥離がみられる

（評価試験３：耐水性）
学振型摩擦堅牢性試験機（ＡＢ−３０１ ＣＯＬＯＲ ＦＡＳＴＮＥＳＳ ＲＵＢＢＩＮＧ ＴＥＳＴＥＲ、ＴＥＳＴＥＲ ＳＡＮＧＹＯ．，ＬＴＤ製）を用いて、水を含ませた布（金巾）に、５００ｇの加重を掛けて、１０回擦る毎に、耐水性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表３〜５に示す。
Ａ：３０回後でも、記録画像の剥離がみられない
Ｂ：１０回後では、記録画像の剥離がみられないが、２０回後では、記録画像の剥離がみられる
Ｃ：１０回後で、記録画像の剥離がみられる

（評価試験４：貯蔵安定性）
表３〜５のようにして得られたカラーインク組成物の粘度を振動型粘度計で測定してから、ガラス製のラボランスクリュー管瓶５０ｍｌ容器に、３０ｍｌ加えて蓋をして、６０℃の恒温槽に放置した。１週間後に恒温槽からラボランスクリュー管瓶を取り出し、２０℃環境下に１日放置した。その後、再び放置前と同様に、粘度を測定して下式に従い判定した。
式：粘度変化率（％）＝（放置後粘度−放置前粘度）÷放置前粘度×１００
Ａ：粘度変化率が５％未満
Ｂ：実使用上の問題はないが、粘度変化率が５％以上１０％未満である。

（評価結果）
表３〜５に示すように、実施例１〜８に係るインク組成物によれば、融点が３０℃以上８０℃未満の溶剤よりも、融点が８０℃以上の溶剤を多く含んでいるため、常温でのタック性、定着性に優れることが示された。比較例１〜１２は、融点が３０℃以上８０℃未満の溶剤よりも、融点が８０℃以上の溶剤を多く含んでいないため、フィルムにおいて、タック性、定着性、耐水性の面で実施例と比べて劣る結果となった。また、実施例３〜８において、オキサゾリン樹脂をさらに含有することで、耐水性が向上することが示された。

実施例１〜８のインク組成物は、乾燥性（タック性）に優れることから、実施例に係るインク組成物を用いれば、インクジェット記録時において、少ないパス数であっても画像を形成でき、記録スピードを向上できるといえる。

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。

１…記録装置、１０…コントローラー、１１…インターフェース部、１２…ＣＰＵ、１３…メモリー、１４…ユニット制御回路、２０…搬送ユニット、２１…搬送ローラー、３０…キャリッジユニット、３１…キャリッジ、３２…キャリッジ移動機構、３３…インクカートリッジ、４０…ヘッドユニット、４１…ヘッド、５０…乾燥ユニット、６０…検出器群、９０…コンピューター。

Claims (9)

1. 水と、色材と、界面活性剤と、融点が３０℃以上８０℃未満の炭素数が７〜１０の難水溶性の１，２−アルカンジオールと、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールと、を含み、
   前記難水溶性の１，２−アルカンジオールは、１，２−オクタンジオール、１，２−ヘプタンジオール、４，４−ジメチル−１，２−ペンタンジオール、５−メチル−１，２−ヘキサンジオール、４−メチル−１，２−ヘキサンジオールのいずれかであり、
   ２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールと、前記難水溶性の１，２−アルカンジオールと、の重量比が３：１〜６：１である、
   インク組成物。
2. ２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールを３．０〜１８．０質量％含む、請求項１に記載のインク組成物。
3. 前記難水溶性の１，２−アルカンジオールを１．０〜３．０質量％含む、請求項１および請求項２のいずれかに記載のインク組成物。
4. さらに、前記インク組成物は重量平均分子量２万以上のカルボキシル基含有樹脂を含み、重量平均分子量が２万以上１２万以下のオキサゾリン基含有樹脂を含む、請求項１および請求項２のいずれかに記載のインク組成物。
5. 前記オキサゾリン基含有樹脂の全質量中におけるオキサゾリン基のモル数（ＭＡ）と、前記カルボキシル基含有樹脂の全質量中におけるカルボキシル基のモル数（ＭＢ）と、の比（ＭＡ／ＭＢ）は、１０以上４０以下である、請求項４に記載のインク組成物。
6. さらに、有機アミンを０．１〜３．０質量％含む、請求項４および請求項５のいずれかに記載のインク組成物。
7. 前記界面活性剤として、オルガノシロキサンを０．１〜１．０質量％含む、請求項１〜６のいずれかに記載のインク組成物。
8. さらに、融点が３０℃未満の溶剤を１％以上含まない、請求項１〜７のいずれかに記載のインク組成物。
9. 記録媒体に対しノズル孔から請求項１〜８のいずれかに記載のインク組成物を吐出する工程と、
   前記対称型両末端アルカンジオールの融点よりも低い温度で記録媒体を加熱する工程と、
   を含む、インクジェット記録方法。

Images