JP2005126509A - インクジェット用インク及びそれを用いたインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の目的は、様々な記録媒体に印字が可能で、裏抜け耐性、画像擦過耐性、給紙適合性、出射性に優れたインクジェット用インク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である。
【解決手段】 インクジェット記録で用いるインクジェット用インクであって、少なくともオイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有することを特徴とするインクジェット用インク。
【選択図】 なし
【解決手段】 インクジェット記録で用いるインクジェット用インクであって、少なくともオイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有することを特徴とするインクジェット用インク。
【選択図】 なし
Description
本発明は、新規のインクジェット用インク及びそれを用いたインクジェット記録方法に関する。
近年、インクジェット記録方式は簡便・安価に画像を作成出来るため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。特に、微細なドットを出射、制御する記録装置や、色再現域、耐久性、出射適性等を改善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用い、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。今日のインクジェット記録方式の画質向上は、インクジェット記録装置、インクジェット用インク、専用紙の全てが揃って初めて達成されている。
しかしながら、専用紙を必要とするインクジェットシステムでは、用いることのできる記録媒体が制限されること、記録媒体のコストアップ等が問題となる。
一方、オフィスにおいては、記録媒体(例えば、普通紙、コート紙、アート紙、普通紙両面印刷等)の制約を受けずに高速フルカラー印字が行えるシステムのニーズが益々高まりつつある。電子写真方式では、1分当たりA4サイズで100枚の印字が可能な高速タイプがあるが、その印字はモノクロ画像に限られており、カラー印字において印字の高速化、装置の簡便性、コスト、消費電力等のいずれの要求を満たすためには、その技術的な課題が未だ多く、ユーザーの要望を満足するには至っていないのが現状である。
インクジェット方式のおいても、水性インクを用いた場合、普通紙ではインク中の水の乾燥時間が長いため、高速印字には不適であること、また、水性インクや油性インクを用いた場合、インク吸収層を持たないコート紙等の記録媒体では、インク液滴ハジキやインクの乾燥不良を招く結果となる。また、揮発性溶媒を含有して乾燥性を高めた油性インクは、乾燥の際に外界に多量の揮発性溶媒を放出するため、印字環境に優しい方法とは言い難い。
上記課題を踏まえて、専用紙とは異なる記録媒体へ、インクジェット記録方式により画像記録する方法が提案されている。例えば、室温で固形のワックスインクを用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を主体としたインクを用いるソルベント系インクジェット方式や、記録後に活性光線(例えば、紫外線)や電子線を照射して架橋させるインクジェット方式などである。
例えば、特定構造を有する重合性不飽和化合物を含む電子線硬化性組成物、あるいはエチレン性不飽和二重結合の含有比率を規定した電子線硬化性組成物を、印刷やコーティング分野に適用する方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。これらの構成をインクジェット用インクに適用した場合、記録ヘッドからの出射適性を付与させるためには、インクを低粘度に設計せざるを得ず、普通紙への印字を行った場合、着弾から電子線照射までのタイムラグ中に、インクがインク吸収能の高い普通紙中に浸透してしまい、その結果裏抜けを生じるという欠点がある。また、上記各特許文献には、オイルゲル化剤を含む構成については、一切言及あるいは示唆がなされていない。
また、インク粘度が10mPa・s以下でエチレングリコールエーテルまたは水を含む電子線硬化型インクジェット記録用インクを上質紙に印字した後、電子線を照射して硬化し、インク滲み、硬化物特性、ノズル目詰まり、臭気を改良する方法が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。これらの構成をインクジェット用インクに適用した場合、例えば、普通紙への印字を行った場合、着弾から電子線照射までのタイムラグ中に、インクがインク吸収能の高い普通紙中に浸透してしまい、その結果裏抜けを生じるという欠点がある。また、上記各特許文献には、オイルゲル化剤を含む構成については、一切言及あるいは示唆がなされていない。
また、重合性不飽和二重結合を1又は2個有するアクリルモノマー、トリアジン系紫外線吸収剤、ヒンダートアミン系光安定剤を含有する電子線硬化型塗料組成物が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。これらの構成をインクジェット用インクに適用した場合、記録ヘッドからの出射適性を付与させるためには、インクを低粘度に設計せざるを得ず、普通紙への印字を行った場合、着弾から電子線照射までのタイムラグ中に、インクがインク吸収能の高い普通紙中に浸透してしまい、その結果裏抜けを生じるという欠点がある。また、上記各特許文献には、オイルゲル化剤を含む構成については、一切言及あるいは示唆がなされていない。
特開2000−86728号公報
特開2001−181317号公報
特開2002−12801号公報
特開2002−69331号公報
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、様々な記録媒体に印字が可能で、裏抜け耐性、画像擦過耐性、給紙適合性、出射性に優れたインクジェット用インク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である。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
(請求項1)
インクジェット記録で用いるインクジェット用インクであって、少なくともオイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有することを特徴とするインクジェット用インク。
(請求項2)
インクの相転移温度が、40℃以上、80℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク。
(請求項3)
インクの相転移温度+5℃の温度におけるインク粘度が、1〜10mPa・sであることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット用インク。
(請求項4)
前記オイルゲル化剤の含有量が、0.3〜15質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
(請求項5)
前記オイルゲル化剤の融点が、40〜90℃であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
(請求項6)
インクジェット記録ヘッドより、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インクを、記録媒体上に出射して記録を行うインクジェット記録方法であって、該インクジェット用インクが該記録媒体上に着弾した後、10秒以内に電子線を照射することを特徴とするインクジェット記録方法。
(請求項7)
インクジェット記録ヘッドより、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インクを、記録媒体上に出射して記録を行うインクジェット記録方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式であることを特徴とするインクジェット記録方法。
(請求項1)
インクジェット記録で用いるインクジェット用インクであって、少なくともオイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有することを特徴とするインクジェット用インク。
(請求項2)
インクの相転移温度が、40℃以上、80℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク。
(請求項3)
インクの相転移温度+5℃の温度におけるインク粘度が、1〜10mPa・sであることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット用インク。
(請求項4)
前記オイルゲル化剤の含有量が、0.3〜15質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
(請求項5)
前記オイルゲル化剤の融点が、40〜90℃であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
(請求項6)
インクジェット記録ヘッドより、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インクを、記録媒体上に出射して記録を行うインクジェット記録方法であって、該インクジェット用インクが該記録媒体上に着弾した後、10秒以内に電子線を照射することを特徴とするインクジェット記録方法。
(請求項7)
インクジェット記録ヘッドより、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インクを、記録媒体上に出射して記録を行うインクジェット記録方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式であることを特徴とするインクジェット記録方法。
本発明によれば、様々な記録媒体に印字が可能で、裏抜け耐性、画像擦過耐性、給紙適合性、出射性に優れたインクジェット用インク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ができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、少なくともオイルゲル化剤と、電子線硬化型組成物とを含有するインクジェット用インクにより、様々な記録媒体に印字が可能で、裏抜け耐性、画像擦過耐性、高速印字適性に優れたインクジェット用インクを実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
インクジェット用インクとして、オイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有することにより、上記課題が解決できるその詳細な理由に関しては、以下のように推測している。
すなわち、インクジェット用インクにオイルゲル化剤を用いることにより、普通紙を含めた記録媒体上にインク液滴が着弾した段階で、インク液滴の固化が極めて短時間に完遂し、この結果、インク液滴成分の拡散や普通紙を用いた場合の裏抜けの発生を効果的に防止することができる。しかしながら、オイルゲル化剤による転相(ゾル→ゲル)のみでは、形成された画像皮膜の強度が不十分であり、インク中に同時に含まれる電子線硬化型組成物を、電子線の照射により硬化させることで、画像擦過性に優れた最終画像を得ることができるものである。この様な特性を有する画像形成により、高速印字を行っても、印字画像剥がれや、それに伴う搬送ローラ汚れや搬送不良を低減することができたものと推測している。
以下、本発明の詳細について説明する。
はじめに、本発明のインクジェット用インク(以下、単にインクともいう)に用いるオイルゲル化剤について説明する。
本発明でいうゲルとは、ラメラ構造、共有結合や水素結合した高分子網目、物理的な凝集によって形成される高分子網目、微粒子の凝集構造などの相互作用により、溶質が独立した運動性を失って集合した構造を持ち、急激な粘度上昇や著しい弾性増加を伴って固化または半固化した状態のことを言う。
本発明でいうオイルとは、水以外の化合物の総称であり、本発明に係るオイルゲル化剤とは、これら水以外の化合物に添加した場合に、前記ゲルを形成しうる化合物のことを言う。
一般に、ゲルには、加熱により流動性のある溶液(ゾルと呼ばれる場合もある)となり、冷却すると元のゲルに戻る熱可逆性ゲルと、一旦ゲル化してしまえば加熱しても、ふたたび溶液には戻らない熱不可逆性ゲルがある。本発明に係るオイルゲル化剤によって形成されるゲルは、熱可逆性ゲルであることが好ましい。
本発明のインクにおいては、インクの相転移温度が、40℃以上、80℃以下であることが好ましく、より好ましくは45℃以上、70℃以下である。インクの相転移温度が40℃以上であれば、記録ヘッドからインク液滴を出射(以下、「出射」を「吐出」とも呼ぶ)する際に、印字環境温度に影響されることなく安定した出射性を得ることができ、また80℃以下であれば、インクジェット記録装置を過度の高温に加熱する必要がなく、インクジェット記録装置のヘッドやインク供給系の部材への負荷を低減することができる。
上記で規定するインクの相転移温度を実現するには、用いるオイルゲル化剤の融点としては、20〜250℃であることが好ましく、より好ましくは40〜90℃である。
本発明でいうゾル−ゲルによる相転移温度とは、流動性のある溶液状態から急激に粘度が変化してゲル状態になる温度のことを言い、ゲル転移温度、ゲル溶解温度、ゲル軟化温度、ゾル−ゲル相転移温度、ゲル化点と称される用語と同義である。
本発明のインクの相転移温度の測定方法は、例えば、ガラス管に封じ込めた小鉄片を膨張計の中にいれ、温度変化に対してインク液中を自然落下しなくなった時点を相転移点とする方法(J.Polym.Sci.,21,57(1956))、インク上にアルミニウム製シリンダーを置き、ゲル温度を変化させた時に、アルミニウム製シリンダーが自然落下する温度を、相転移温度として測定する方法(日本レオロジー学会誌 Vol.17,86(1989))が挙げられる。また、簡便な方法としては、ヒートプレート上にゲル状の試験片を置き、ヒートプレートを加熱していき、試験片の形状が崩れる温度を測定し、これをゾル−ゲル相転移温度として求めることができる。
本発明のインクで用いられるオイルゲル化剤は、高分子化合物であっても、低分子化合物であってもよいが、インクに用いられる観点から低分子化合物であることが好ましい。また、ゲル構造として、オイルゲル化剤自体が繊維状会合体を形成しうる化合物が好ましい。繊維状会合体の形成は透過電子顕微鏡による形態観察で容易に確認できる。
以下に、本発明のインクで用いることのできるオイルゲル化剤の具体例を示すが、本発明はこれらの化合物にのみ限定されるものではない。
上記のオイルゲル化剤中で好ましく用いられる化合物は、OG−1、OG−2、OG−5及びOG−15である。
本発明のインクにおいて、本発明に係るオイルゲル化剤の含有量は、インク全質量に対し0.1〜30質量%の範囲で用いることができるが、0.3〜15質量%であることが好ましく、3〜15質量%であることが特に好ましい。オイルゲル化剤の含有量が0.3〜15質量%の範囲であれば、更に安定した出射特性を得ることができると共に、本発明の目的効果をより一層発揮することができる。特に、色材として顔料を用いる場合には、オイルゲル化剤が顔料の分散安定性を損なう場合があるため、オイルゲル化剤の含有量を0.3〜15質量%の範囲とすることが好ましい。
上記オイルゲル化剤を含む本発明のインクにおいては、インクの相転移温度+5℃の温度におけるインク粘度が、1〜10mPa・sであることが好ましく、より好ましくは1〜5.0mPa・sである。インクの相転移温度+5℃の温度におけるインク粘度が1〜10mPa・sの範囲であれば、更に安定した出射特性を得ることができると共に、本発明の目的効果をより一層発揮することができる。
次いで、本発明のインクジェット用インクに用いる電子線硬化組成物について説明する。
本発明のインクに用いる電子線硬化組成物としては、アクリロイル、メタクリロイル基を有する化合物等、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも一つ以上を有する化合物を含有するのが好ましい。また、これらは、いずれも常温、常圧で液体ないし固体のモノマー、オリゴマーないしポリマーの化学形態を持つものである。このような化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸およびそれらの塩、エステル、ウレタン、酸アミドや酸無水物があげられ、さらには、アクリロニトリル、スチレン誘導体、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ポリウレタン等があげられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下に、本発明に係る電子線硬化組成物の具体例を挙げる。
《アクリレート類》
〔単官能アルキルアクリレート類〕
例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート。
〔単官能アルキルアクリレート類〕
例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート。
〔単官能含ヒドロキシアクリレート類〕
例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロピルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート。
例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロピルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート。
〔単官能含ハロゲンアクリレート類〕
例えば、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、1H−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、2,6−ジブロモ−4−ブチルフェニルアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチルアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノール3EO付加アクリレート。
例えば、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、1H−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、2,6−ジブロモ−4−ブチルフェニルアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチルアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノール3EO付加アクリレート。
〔単官能含エーテル基アクリレート類〕
例えば、2−メトキシエチルアクリレート、1,3−ブチレングリコールメチルエーテルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、クレジルポリエチレングリコールアクリレート、p−ノニルフェノキシエチルアクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、グリシジルアクリレート。
例えば、2−メトキシエチルアクリレート、1,3−ブチレングリコールメチルエーテルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、クレジルポリエチレングリコールアクリレート、p−ノニルフェノキシエチルアクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、グリシジルアクリレート。
〔単官能含カルボキシルアクリレート類〕
例えば、β−カルボキシエチルアクリレート、こはく酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート。
例えば、β−カルボキシエチルアクリレート、こはく酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート。
〔その他の単官能アクリレート類〕
例えば、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、モルホリノエチルアクリレート、トリメチルシロキシエチルアクリレート、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、カプロラクトン変性−2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート。
例えば、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、モルホリノエチルアクリレート、トリメチルシロキシエチルアクリレート、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、カプロラクトン変性−2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート。
〔二官能アクリレート類〕
例えば、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200ジアクリレート、ポリエチレングリコール#300ジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジアクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO(プロピレンオキサイド)変性ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールビス(2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル)エーテル、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノベンゾエート、ビスフェノールAジアクリレート、EO(エチレンオキサイド)変性ビスフェノールAジアクリレート、PO変性ビスフェノールAジアクリレート、水素化ビスフェノールAジアクリレート、EO変性水素化ビスフェノールAジアクリレート、PO変性水素化ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、EO変性ビスフェノールFジアクリレート、PO変性ビスフェノールFジアクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート。
例えば、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200ジアクリレート、ポリエチレングリコール#300ジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジアクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO(プロピレンオキサイド)変性ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールビス(2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル)エーテル、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノベンゾエート、ビスフェノールAジアクリレート、EO(エチレンオキサイド)変性ビスフェノールAジアクリレート、PO変性ビスフェノールAジアクリレート、水素化ビスフェノールAジアクリレート、EO変性水素化ビスフェノールAジアクリレート、PO変性水素化ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、EO変性ビスフェノールFジアクリレート、PO変性ビスフェノールFジアクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート。
〔三官能アクリレート類〕
例えば、グリセリンPO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ε−カプロラクトン変性トリアクリレート、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレートトリプロピオネート。
例えば、グリセリンPO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ε−カプロラクトン変性トリアクリレート、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレートトリプロピオネート。
〔四官能以上のアクリレート類〕
例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルテトラアクリレート、トリス(アクリロイルオキシ)ホスフェート。
例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルテトラアクリレート、トリス(アクリロイルオキシ)ホスフェート。
《メタクリレート類》
〔単官能アルキルメタクリレート類〕
例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート。
〔単官能アルキルメタクリレート類〕
例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート。
〔単官能含ヒドロキシメタクリレート類〕
例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート。
例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート。
〔単官能含ハロゲンメタクリレート類〕
例えば、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、2,6−ジブロモ−4−ブチルフェニルメタクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチルメタクリレート、2,4,6−トリブロモフェノール3EO付加メタクリレート。
例えば、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、2,6−ジブロモ−4−ブチルフェニルメタクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチルメタクリレート、2,4,6−トリブロモフェノール3EO付加メタクリレート。
〔単官能含エーテル基メタクリレート類〕
例えば、2−メトキシエチルメタクリレート、1,3−ブチレングリコールメチルエーテルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート、メトキシジプロピレングリコールメタクリレート、メトキシトリプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、エトキシジエチレングリコールメタクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、クレジルポリエチレングリコールメタクリレート、p−ノニルフェノキシエチルメタクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、グリシジルメタクリレート。
例えば、2−メトキシエチルメタクリレート、1,3−ブチレングリコールメチルエーテルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート、メトキシジプロピレングリコールメタクリレート、メトキシトリプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、エトキシジエチレングリコールメタクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、クレジルポリエチレングリコールメタクリレート、p−ノニルフェノキシエチルメタクリレート、p−ノニルフェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、グリシジルメタクリレート。
〔単官能含カルボキシルメタクリレート類〕
例えば、β−カルボキシエチルメタクリレート、こはく酸モノメタクリロイルオキシエチルエステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート。
例えば、β−カルボキシエチルメタクリレート、こはく酸モノメタクリロイルオキシエチルエステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−メタクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート。
〔その他の単官能メタクリレート類〕
例えば、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート、トリメチルシロキシエチルメタクリレート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、カプロラクトン変性−2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート。
例えば、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート、トリメチルシロキシエチルメタクリレート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、カプロラクトン変性−2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート。
〔2官能メタクリレート類〕
例えば、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール#200ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#300ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#600ジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジメタクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールビス(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)エーテル、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジメタクリレートモノベンゾエート、ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性ビスフェノールAジメタクリレート、水素化ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性水素化ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性水素化ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、EO変性ビスフェノールFジメタクリレート、PO変性ビスフェノールFジメタクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート、トリシクロデカンジメチロールジメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジメタクリレート。
例えば、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール#200ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#300ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート、ポリエチレングリコール#600ジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジメタクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジメタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールビス(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)エーテル、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジメタクリレートモノベンゾエート、ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性ビスフェノールAジメタクリレート、水素化ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性水素化ビスフェノールAジメタクリレート、PO変性水素化ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、EO変性ビスフェノールFジメタクリレート、PO変性ビスフェノールFジメタクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート、トリシクロデカンジメチロールジメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジメタクリレート。
〔三官能メタクリレート類〕
例えば、グリセリンPO変性トリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリメタクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ε−カプロラクトン変性トリメタクリレート、1,3,5−トリメタクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレートトリプロピオネート。
例えば、グリセリンPO変性トリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリメタクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ε−カプロラクトン変性トリメタクリレート、1,3,5−トリメタクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレートトリプロピオネート。
〔4官能以上のメタクリレート類〕
例えば、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、オリゴエステルテトラメタクリレート、トリス(メタクリロイルオキシ)ホスフェート。
例えば、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、オリゴエステルテトラメタクリレート、トリス(メタクリロイルオキシ)ホスフェート。
《アリレート類》
例えば、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、イソシアヌル酸トリアリレート。
例えば、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、イソシアヌル酸トリアリレート。
《酸アミド類》
例えば、アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン。
例えば、アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、メタクリロイルモルホリン。
《スチレン類》
例えば、スチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−クロロスチレン、p−ブロモスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−t−ブトキシスチレン、p−t−ブトキシカルボニルスチレン、p−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン。
例えば、スチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−クロロスチレン、p−ブロモスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−t−ブトキシスチレン、p−t−ブトキシカルボニルスチレン、p−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン。
《他のビニル化合物》
例えば、酢酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバル酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、アジピン酸ジビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドン等。
例えば、酢酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバル酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、アジピン酸ジビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドン等。
また、本発明に係る電子線硬化型組成物は、以下に示すメーカーの市販品として、容易に入手することができる。例えば、共栄社油脂化学工業社製の「ライトアクリレート」、「ライトエステル」、「エポキシエステル」、「ウレタンアクリレート」および「高機能性オリゴマー」シリーズ、新中村化学社製の「NKエステル」および「NKオリゴ」シリーズ、日立化成工業社製の「ファンクリル」シリーズ、東亞合成化学社製の「アロニックスM」シリーズ、大八化学工業社製の「機能性モノマー」シリーズ、大阪有機化学工業社製の「特殊アクリルモノマー」シリーズ、三菱レイヨン社製の「アクリエステル」および「ダイヤビームオリゴマー」シリーズ、日本化薬社製の「カヤラッド」および「カヤマー」シリーズ、日本触媒社製の「アクリル酸/メタクリル酸エステルモノマー」シリーズ、日本合成化学工業社製の「NICHIGO−UV紫光ウレタンアクリレートオリゴマー」シリーズ、信越酢酸ビニル社製の「カルボン酸ビニルエステルモノマー」シリーズ、興人社製の「機能性モノマー」シリーズ等があげられる。本発明のラジカル重合性化合物は、ただ一種のみ用いても、所望とする特性を向上するために任意の比率で二種以上混合したものを用いてもよい。
本発明のインクにおいては、電子線硬化型組成物と共にアミン化合物を用いることが好ましい。
本発明で用いることのできるアミン化合物としては、特に制限はないが、好ましくはアミン変性(メタ)アクリレート化合物が好ましい。このアミン変性(メタ)アクリレート化合物は、アミノ基を有することから、電子線照射雰囲気に残存する空気中の酸素分子をトラップし、硬化阻害を防止する作用を有している。更に、アミノ基はラジカル重合反応を促進する作用があるため、低い被照射線量での硬化が可能である。とりわけ環状アミノ基は他の非環状アミノ基と比較して硬化阻害抑制効果が大きく、より高い酸素濃度での硬化が実現できるため望ましい。また、アミノ基はアミン変性(メタ)アクリレート化合物(A)の骨格中に含まれるため、重合反応により架橋構造中に取り込まれるという特徴を有している。
本発明のインクにおいて、アミン変性(メタ)アクリレート化合物は、3〜12個の(メタ)アクリロイル基を有し分子量が500未満の(メタ)アクリレート化合物に、1級または2級アミンとを付加させた化合物であることが好ましい。1級または2級アミンは、(メタ)アクリロイル基とアミンとの公知のマイケル反応により(メタ)アクリレート化合物に付加させることができる。
3〜12個の(メタ)アクリロイル基を有し分子量が500未満の(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとすると、2級アミンを用いた場合、(メタ)アクリレート化合物とアミンとを1:1〜1:(n−1)のモル比で反応させることによりアミン変性(メタ)アクリレート化合物を得ることができる。
アミン変性(メタ)アクリレート化合物の原料として用いられる3〜12個の(メタ)アクリロイル基を有し分子量が500未満の(メタ)アクリレート化合物としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート化合物に加え、(メタ)アクリル酸の多価金属塩あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
アルキレンオキサイドを有する化合物としては、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が好適に用いられる。また、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が好適に用いられる。
アミン変性(メタ)アクリレート化合物の原料として用いられる1級または2級アミンのうち、2級環状アミンとしては、ピロリジン、2−ピロリジンメタノール、3−ピロリジノール、ピロール、2−メチルピロール、3−メチルピロール、2−イソプロピルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、インドリン、インドリン−2−カルボン酸、インドール、3−インドールメタノール、3−インドールエタノール、ピペリジン、2−メチルピペリジン(2−ピペコリン)、3−メチルピペリジン(3−ピペコリン)、1−メチルピペラジン、1−エチルピペラジン、モルホリン等がそれぞれ挙げられる。
また、他の2級アミンとしては、N−メチルオクチルアミン、メチルベンジルアミン、N−メチル アニリン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、メチル−イソプロパノールアミン、ジブチルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン等が、1級アミンとしてはアミノエチルエタノールアミン、3−アミノ−1−プロパノール、イソプロピルアミン、モノエチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、t−ブチルアミン等が挙げられるが必ずしもこれらに限定されるものではない。1級アミンを用いると、高分子量化およびゲル化のおそれがあるため、2級アミンが好ましく、硬化促進および酸素による硬化阻害を抑制する作用の大きい環状2級アミンが特に好ましい。
次いで、本発明のインクの上記項目を除いた各構成要素について説明する。
本発明のインクに用いる色材としては、特に制限はなく、染料あるいは顔料を用いることができるが、好ましくは油溶性染料及び顔料である。
本発明で用いることのできる油溶性染料として、以下にその具体例を挙げるが、本発明はこれらにのみ限定されるモノではない。
〈マゼンタ染料〉
MS Magenta VP、MS Magenta HM−1450、MS Magenta HSo−147(以上、三井東圧社製)、AIZENSOT Red−1、AIZEN SOT Red−2、AIZEN SOTRed−3、AIZEN SOT Pink−1、SPIRON Red GEH SPECIAL(以上、保土谷化学社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEX ROT5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Red B、KAYASET Red 130、KAYASET Red 802(以上、日本化薬社製)、PHLOXIN、ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成社製)、HSR−31、DIARESIN Red K(以上、三菱化成社製)、Oil Red(BASFジャパン社製)。
MS Magenta VP、MS Magenta HM−1450、MS Magenta HSo−147(以上、三井東圧社製)、AIZENSOT Red−1、AIZEN SOT Red−2、AIZEN SOTRed−3、AIZEN SOT Pink−1、SPIRON Red GEH SPECIAL(以上、保土谷化学社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEX ROT5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Red B、KAYASET Red 130、KAYASET Red 802(以上、日本化薬社製)、PHLOXIN、ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成社製)、HSR−31、DIARESIN Red K(以上、三菱化成社製)、Oil Red(BASFジャパン社製)。
〈シアン染料〉
MS Cyan HM−1238、MS Cyan HSo−16、Cyan HSo−144、MS Cyan VPG(以上、三井東圧社製)、AIZEN SOT Blue−4(保土谷化学社製)、RESOLIN BR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES Blue GN、SIRIUS SUPRATURQ.Blue Z−BGL、SIRIUS SUPRA TURQ.Blue FB−LL 330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue FR、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL−5 200、Light Blue BGL−5 200(以上、日本化薬社製)、DAIWA Blue 7000、Oleosol Fast Blue GL(以上、ダイワ化成社製)、DIARESIN Blue P(三菱化成社製)、SUDAN Blue 670、NEOPEN Blue 808、ZAPON Blue 806(以上、BASFジャパン社製)。
MS Cyan HM−1238、MS Cyan HSo−16、Cyan HSo−144、MS Cyan VPG(以上、三井東圧社製)、AIZEN SOT Blue−4(保土谷化学社製)、RESOLIN BR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES Blue GN、SIRIUS SUPRATURQ.Blue Z−BGL、SIRIUS SUPRA TURQ.Blue FB−LL 330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue FR、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL−5 200、Light Blue BGL−5 200(以上、日本化薬社製)、DAIWA Blue 7000、Oleosol Fast Blue GL(以上、ダイワ化成社製)、DIARESIN Blue P(三菱化成社製)、SUDAN Blue 670、NEOPEN Blue 808、ZAPON Blue 806(以上、BASFジャパン社製)。
〈イエロー染料〉
MS Yellow HSm−41、Yellow KX−7、Yellow EX−27(三井東圧)、AIZEN SOT Yellow−1、AIZEN SOT YelloW−3、AIZEN SOT Yellow−6(以上、保土谷化学社製)、MACROLEX Yellow 6G、MACROLEX FLUOR.Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Yellow SF−G、KAYASET Yellow2G、KAYASET Yellow A−G、KAYASET Yellow E−G(以上、日本化薬社製)、DAIWA Yellow 330HB(ダイワ化成社製)、HSY−68(三菱化成社製)、SUDAN Yellow 146、NEOPEN Yellow 075(以上、BASFジャパン社製)。
MS Yellow HSm−41、Yellow KX−7、Yellow EX−27(三井東圧)、AIZEN SOT Yellow−1、AIZEN SOT YelloW−3、AIZEN SOT Yellow−6(以上、保土谷化学社製)、MACROLEX Yellow 6G、MACROLEX FLUOR.Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Yellow SF−G、KAYASET Yellow2G、KAYASET Yellow A−G、KAYASET Yellow E−G(以上、日本化薬社製)、DAIWA Yellow 330HB(ダイワ化成社製)、HSY−68(三菱化成社製)、SUDAN Yellow 146、NEOPEN Yellow 075(以上、BASFジャパン社製)。
〈ブラック染料〉
MS Black VPC(三井東圧社製)、AIZEN SOT Black−1、AIZEN SOT Black−5(以上、保土谷化学社製)、RESORIN Black GSN 200%、RESOLIN BlackBS(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Black A−N(日本化薬社製)、DAIWA Black MSC(ダイワ化成社製)、HSB−202(三菱化成社製)、NEPTUNE Black X60、NEOPEN Black X58(以上、BASFジャパン社製)等である。
MS Black VPC(三井東圧社製)、AIZEN SOT Black−1、AIZEN SOT Black−5(以上、保土谷化学社製)、RESORIN Black GSN 200%、RESOLIN BlackBS(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Black A−N(日本化薬社製)、DAIWA Black MSC(ダイワ化成社製)、HSB−202(三菱化成社製)、NEPTUNE Black X60、NEOPEN Black X58(以上、BASFジャパン社製)等である。
次いで、顔料について説明する。
本発明のインクにおいては、インク成分に対し良好な分散安定性を有し、かつ耐候性に優れた顔料を好ましく用いることができる。顔料としては、特に限定されるわけではないが、本発明には例えばカラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
赤或いはマゼンタ顔料としては、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、36、青又はシアン顔料としては、pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、60、緑顔料としては、Pigment Green 7、26、36、50、黄顔料としては、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94,95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193、黒顔料としては、Pigment Black 7、28、26などが目的に応じて使用できる。
具体的に商品名を示すと、例えば、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF−1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS−3、5187、5108、5197、5085N、SR−5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN−EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G−550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA−1103、セイカファストエロー10GH、A−3、2035、2054、2200、2270、2300、2400(B)、2500、2600、ZAY−260、2700(B)、2770、セイカファストレッド8040、C405(F)、CA120、LR−116、1531B、8060R、1547、ZAW−262、1537B、GY、4R−4016、3820、3891、ZA−215、セイカファストカーミン6B1476T−7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B−430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN−EP、4940、4973(大日精化工業製)、KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(大日本インキ化学製)、Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素製)、Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S(東洋インキ製)、Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ製)、カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学製)などが挙げられる。
又、顔料を予め水、溶剤、重合性モノマー等に高濃度分散した分散液を使用することもできる。
顔料の添加量は0.1〜20質量%が好ましく、更に好ましくは0.4〜10質量%である。0.1質量%未満では画像品質が低下し、20質量%より多いとインク粘度特性に悪影響を与える。又、色の調整等で2種類以上の着色剤を適時混合して使用できる。
顔料を分散するために使用される分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいは、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
顔料の分散には、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。又、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。
顔料の分散は平均粒径を0.08〜0.5μmとすることが好ましく、最大粒径は0.3〜10μm、好ましくは0.3〜3μmとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することが出来る。
顔料あるいは油溶性染料の添加量は0.1〜20質量%が好ましく、更に好ましくは0.4〜10質量%である。0.1質量%以上であれば、良好な画像品質を得ることができ、20質量%以下であれば、インク出射における適正なインク粘度を得ることができる。又、色の調整等で2種類以上の着色剤を適時混合して使用できる。
本発明のインクにおいては、各種有機溶媒を用いることができる。
固体の油性媒体としては、例えば、密ロウ、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、鯨ロウ、カンデリラワックス、ラノリン、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムなどの天然ワックス;ポリエチレンワックス、塩素化炭化水素、パルミチン酸、ステアリル酸、ベヘン酸、チグリン酸、2−アセトナフトベヘン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシステアリン酸などの有機酸;ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、エイコサノール、ドコサノール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサノール、ドデセノール、ミリシルアルコール、テトラセノール、ヘキサデセノール、エイコセノール、ドコセノール、ピネングリコール、ヒノキオール、ブチンジオール、ノナンジオール、イソフタリルアルコール、メシセリン、ヘキサンジオール、デカンジオール、テトラデカンジオール、ヘキサデカンジオール、ドコサンジオール、テトラコサンジオール、テレビネオール、フェニルグリセリン、エイコサンジオール、オクタンジオール、フェニルプロピレングリコールなどのアルコール類;ビスフェノールA、p−α−クミルフェノールなどのフェノール類;前記有機酸のグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の有機酸エステル;ステアリン酸コレステロール、パルミチン酸コレステロール、ミリスチン酸コレステロール、ベヘン酸コレステロール、ラウリン酸コレステロール、メリシン酸コレステロールなどのコレステロール脂肪酸エステル;ステアリン酸サッカロース、パルミチン酸サッカロース、ベヘン酸サッカロース、ラウリン酸サッカロース、メリシン酸サッカロース、ステアリン酸ラクトース、パルミチン酸ラクトース、ベヘン酸ラクトース、ラウリン酸ラクトース、メリシン酸ラクトースなどの糖類脂肪酸エステル;ベンゾイルアセトン、ジアセトベンゼン、ベンゾフェノン、トリコサノン、ヘプタコサノン、ヘプタトリアコンタノン、ヘントリアコンタノン、ステアロン、ラウロンなどのケトン類;オレイン酸アミド、ラウリル酸アミド、ステアリン酸アミド、リシノール酸アミド、パルミチン酸アミド、テトラヒドロフラン酸アミド、エルカ酸アミド、ミリスチン酸アミド、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N,N−エチレンビスラウリン酸アミド、N,N−エチレンビスステアリン酸アミド、N,N−エチレンビスベヘン酸アミド、N,N−キシリレンビスステアリン酸アミド、N,N−ブチレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N−ジステアリルセバシン酸アミド、N,N−ジステアリルテレフタル酸アミド、フェナセチン、トルアミド、アセトアミドなどのアミド類;p−トルエンスルホンアミド、エチルベンゼンスルホンアミド、ブチルベンゼンスルホンアミドなどのスルホンアミド類;α−メチルナフタレン、β−メチルナフタレン、2,6−ジメチルナフタレンなどのアルキルナフタレン類;ジブチルナフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルアジペート、ジメチルテレフタレート、ベンジルベンゾエート、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸メチルエステルなどのカルボン酸エステル類;リン酸トリブチル、リン酸トリフェニルなどのリン酸エステル類;が挙げられる。
液体の油性媒体としては、1種の有機溶媒または2種以上の有機溶媒の混合溶媒が挙げられる。前記有機溶媒としては、エタノール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール、フェニルプロピルアルコール、フルフリルアルコール、アニスアルコールなどのアルコール類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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モノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、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、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテートなどのグリコール誘導体;ベンジルメチルケトン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノンなどのケトン類;ブチルフェニルエーテル、ベンジルエチルエーテル、ヘキシルエーテルなどのエーテル類;酢酸エチル、酢酸アミル、酢酸ベンジル、酢酸フェニルエチル、酢酸フェノキシエチル、フェニル酢酸エチル、プロピオン酸ベンジル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、ジエチルマロン酸ジエチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ(2−メトキシエチル)、セバシン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジオクチル、桂皮酸3−ヘキセニルなどのエステル類;石油エーテル、石油ベンジル、テトラリン、デリカン、1−アミルベンゼン、ジメチルナフタリンなどの炭化水素系溶剤;アセトニトリル、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、プロピレンカーボネート、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N,N−ジエチルドデカンアミドなどの極性溶媒;が挙げられる。これらの溶剤は単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
本発明のインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができる。
本発明のインクによる画像形成に用いることのできる記録媒体としては、特に制限はなく、コピー等で使用されている普通紙、アート紙等の紙製の基材、通常の非コート紙、基紙の両面を樹脂等で被覆したコート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性のプラスチックおよびそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルムを挙げることができる。また、金属類やガラス類にも適用可能である。
次いで、本発明のインクジェット記録方法について説明する。
本発明のインクジェット記録方法においては、本発明のオイルゲル化剤と電子線硬化型組成物を含むインクをインクジェット記録方式により記録媒体上に出射し、次いで、オイルゲル化剤によりインク液滴をゲル化した後、電子線を照射してインクを硬化させる方法が好ましい。
(インク着弾後の総インク膜厚)
本発明では、記録媒体上にインクが着弾し、電子線を照射して硬化した後の総インク膜厚が2〜25μmであることが好ましい。尚、ここで「総インク膜厚」とは記録媒体に描画されたインクの膜厚の最大値を意味し、単色でも、それ以外の2色重ね(2次色)、3色重ね、4色重ね(白インクベース)のインクジェット記録方式で記録を行った場合でも総インク膜厚の意味するところは同様である。
本発明では、記録媒体上にインクが着弾し、電子線を照射して硬化した後の総インク膜厚が2〜25μmであることが好ましい。尚、ここで「総インク膜厚」とは記録媒体に描画されたインクの膜厚の最大値を意味し、単色でも、それ以外の2色重ね(2次色)、3色重ね、4色重ね(白インクベース)のインクジェット記録方式で記録を行った場合でも総インク膜厚の意味するところは同様である。
(インクの吐出条件)
インクの吐出条件としては、記録ヘッド及びインクを35〜100℃に加熱し、吐出することが吐出安定性の点で好ましい。本発明のインクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴出射速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を上げながらその温度を所定の範囲内に保ち、その状態で出射することが好ましい。この所定の温度範囲としては、好ましくは設定温度±5℃、より好ましくは設定温度±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃である。ここでいう設定温度とは、インクを出射する際のインクの温度として設定された基準の温度をいう。
インクの吐出条件としては、記録ヘッド及びインクを35〜100℃に加熱し、吐出することが吐出安定性の点で好ましい。本発明のインクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴出射速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を上げながらその温度を所定の範囲内に保ち、その状態で出射することが好ましい。この所定の温度範囲としては、好ましくは設定温度±5℃、より好ましくは設定温度±2℃、更に好ましくは設定温度±1℃である。ここでいう設定温度とは、インクを出射する際のインクの温度として設定された基準の温度をいう。
また、本発明では、記録ヘッドの各ノズルより吐出する液滴量が2〜15plであることが好ましい。本来、高精細画像を形成するためには、液滴量がこの範囲であることが必要であるが、この液滴量で吐出する場合、前述した吐出安定性が特に厳しくなる。本発明によれば、インクの液滴量が2〜15plのような小液滴量で吐出を行っても吐出安定性は向上し、高精細画像が安定して形成出来る。
(インク着弾後の電子線照射条件)
本発明の画像形成方法においては、電子線の照射条件として、インク着弾後10秒以内に電子線が照射されることが好ましく、より好ましくは0.001秒〜5秒であり、更に好ましくは0.001秒〜2秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングが出来るだけ早いことが重要な要件となる。
本発明の画像形成方法においては、電子線の照射条件として、インク着弾後10秒以内に電子線が照射されることが好ましく、より好ましくは0.001秒〜5秒であり、更に好ましくは0.001秒〜2秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングが出来るだけ早いことが重要な要件となる。
電子線の照射方法として、その基本的な方法が、特開昭60−132767号に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。
また、電子線を照射を2段階に分け、まずインク着弾後0.001〜2.0秒の間に前述の方法で電子線を照射し、かつ、全印字終了後、更に電子線を照射する方法も好ましい態様の1つである。電子線の照射を2段階に分けることで、よりインク硬化の際に起こる記録媒体の収縮を抑えることが可能となる。
本発明のインクジェット記録方法においては、1000ppm以下の酸素濃度雰囲気下で電子線を照射することが好ましく、より好ましくは500ppm以下である。本発明における1000ppm以下の酸素濃度とは、窒素やアルゴン等の不活性ガスによるイナーティングを行うことにより達成された濃度範囲を含んでいる。
電子線照射の加速電圧は、30〜250kVの範囲に設定することにより硬化皮膜の形成が可能であるが、より低い被照射線量で同等な硬化性が得られる30〜100kVに設定するのが好ましい。加速電圧が30〜100kVの電子線を照射することにより、硬化阻害を生じやすい記録媒体表面に電子線が集中し、硬化性を向上させることができる。よって、高酸素濃度下での高硬化性を得るためには、300〜100kVの加速電圧の電子線を照射することが好ましい。
また、電子線照射の加速電圧を30〜100kVの範囲に設定した場合には、電子線の被照射線量を通常より低い値とし、高エネルギー効率による省エネルギー化と、印字速度の高速化による生産効率向と上を図ることも可能である。加速電圧が100〜250kVの通常の電子線照射では、電子線照射量としては30〜100kGyであることが好ましく、より好ましくは30〜60kGyである。なお、電子線照射量の測定は、例えば、厚さ44.5μmの線量測定フィルム(FARWEST社製 RADIACHROMIC FILM FWT−60−00)にCo60のγ線を標準線源として照射し、フィルム着色による吸光度と線量との関係を求めた検量線を作成し、この検量線と吸光度により電子線照射線量を求めることができる。
本発明で用いることのできる電子線照射手段としては、例えば、日新ハイボルテージ(株)製の「キュアトロン EBC−200−20−30」、AIT(株)製の「Min−EB」等を挙げることができる。
次いで、本発明のインクジェット記録方法で用いることのできるインクジェット記録装置(以下、単に記録装置という)の一例について説明する。
以下、本発明で用いることのできる記録装置について、図面を適宜参照しながら説明する。尚、図面の記録装置はあくまでも本発明で好ましく用いることのできる記録装置の一態様であり、本発明はこの図面に限定されない。
図1は、本発明で用いることのできるインクジェット記録装置の要部の構成の一例を示す正面図である。記録装置1は、ヘッドキャリッジ2、記録ヘッド3、電子線照射手段4、プラテン部5等を備えて構成される。この記録装置1は、記録媒体Pの下にプラテン部5が設置されている。プラテン部5は、電子線を吸収する機能を有しており、記録媒体Pを通過してきた余分な電子線を吸収する。その結果、高精細な画像を非常に安定に再現できる。
記録媒体Pは、ガイド部材6に案内され、搬送手段(図示せず)の作動により、図1における手前から奥の方向に移動する。ヘッド走査手段(図示せず)は、ヘッドキャリッジ2を図1におけるY方向に往復移動させることにより、ヘッドキャリッジ2に保持された記録ヘッド3の走査を行なう。
ヘッドキャリッジ2は記録媒体Pの上側に設置され、記録媒体P上の画像印刷に用いる色の数に応じて後述する記録ヘッド3を複数個、吐出口(ノズル)を下側に配置して収納する。ヘッドキャリッジ2は、図1におけるY方向に往復自在な形態で記録装置1本体に対して設置されており、ヘッド走査手段の駆動により、図1におけるY方向に往復移動する。
尚、図1ではヘッドキャリッジ2がホワイト(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、ライトイエロー(Ly)、ライトマゼンタ(Lm)、ライトシアン(Lc)、ライトブラック(Lk)、ホワイト(W)用の記録ヘッド3を収納するものとして描図を行なっているが、実施の際にはヘッドキャリッジ2に収納される記録ヘッド3の数やそれに収容されるインクの色は適宜決められるものである。
記録ヘッド3は、インク供給手段(図示せず)により供給されたオイルゲル化剤及び電子線硬化型組成物を含むインクを、内部に複数個備えられた吐出手段(図示せず)の作動により、吐出口から記録媒体Pに向けて吐出する。記録ヘッド3により吐出されるインクは記録媒体P上に着弾した後、冷却されてゲル化し、次いで電子線の照射を受けることで硬化する性質を有する。
記録ヘッド3は記録媒体Pの幅方向の一端からヘッド走査手段の駆動により、図1におけるY方向に記録媒体Pの他端まで移動するという走査の間に、記録媒体Pにおける一定の領域(着弾可能領域)に対して本発明のインクをインク滴として吐出し、該着弾可能領域にインク滴を着弾させる。
上記走査を適宜回数行ない、1領域の着弾可能領域に向けて本発明のインクの吐出を行なった後、搬送手段で記録媒体Pを図1における手前から奥方向に適宜移動させ、再びヘッド走査手段による走査を行ないながら、記録ヘッド3により上記着弾可能領域に対し、図1における奥方向に隣接した次の着弾可能領域に対して本発明のインクの吐出を行なう。
上述の操作を繰り返し、ヘッド走査手段及び搬送手段と連動して記録ヘッド3から本発明のインクを吐出することにより、記録媒体P上に本発明のインクの集合体からなる画像が形成される。電子線照射手段4はヘッドキャリッジ2の両脇に、記録媒体Pに対してほぼ平行に、固定して設置される。
電子線照射量を調整する手段としては、電子線照射手段4と記録媒体Pの距離をh1としたとき、記録ヘッド3のインク吐出部31と記録媒体Pとの距離(h2)を大きくしたり(h1<h2)、記録ヘッド3と電子線照射手段4とを離間したり、両者の距離dを大きくしたりすることが有効である。又、記録ヘッド3と電子線照射手段4の間を蛇腹構造7にすると更に好ましい。
本発明のインクは、非常に吐出安定性が優れており、ラインヘッドタイプの記録装置を用いて画像形成する場合に、特に有効である。
図2は、ラインヘッドタイプのインクジェット記録装置の要部の構成の他の一例を示す上面図である。図1に示したものと同様の機能を有するものについては、図1と同様の符号を用いて説明する。
図2で示したインクジェット記録装置は、ラインヘッド方式と呼ばれており、ヘッドキャリッジ2に、各色のインクジェット記録ヘッド3を、それぞれ記録媒体Pの全幅をカバーするようにして、複数個、固定配置されている。
一方、ヘッドキャリッジ2の下流側には、同じく記録媒体Pの全幅をカバーするようにして、インク印字面の幅方向全域をカバーするように配置されている電子線照射手段4が設けられている。
この図2に示したラインヘッド方式では、ヘッドキャリッジ2及び電子線照射手段4は固定され、記録媒体Pのみが、搬送されて、インク吐出及び硬化を行って画像形成を行う。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
《インクの調製》
〔インク1の調製:比較例〕
色材:C.I.ピグメントブルー15:3(平均粒径;100nm) 5質量部
パラフィンワックス(日本精蝋社製、155) 45質量部
ベヘン酸(和光純薬社製) 30質量部
オレイン酸アミド(花王社製、脂肪酸アマイドON) 20質量部
上記各添加物を順次混合し、150℃に加熱して攪拌した後、得られた液体を加熱下、フィルターでろ過し、冷却してインク1を調製した。
《インクの調製》
〔インク1の調製:比較例〕
色材:C.I.ピグメントブルー15:3(平均粒径;100nm) 5質量部
パラフィンワックス(日本精蝋社製、155) 45質量部
ベヘン酸(和光純薬社製) 30質量部
オレイン酸アミド(花王社製、脂肪酸アマイドON) 20質量部
上記各添加物を順次混合し、150℃に加熱して攪拌した後、得られた液体を加熱下、フィルターでろ過し、冷却してインク1を調製した。
〔インク2の調製:比較例〕
色材:C.I.ピグメントブルー15:3(平均粒径;100nm) 5質量部
オイルゲル化剤(例示化合物OG−12) 45質量部
ベヘン酸(和光純薬社製) 30質量部
オレイン酸アミド(花王社製、脂肪酸アマイドON) 20質量部
上記各添加物を順次混合し、80℃に加熱して攪拌した後、得られた液体を加熱下、フィルターでろ過し、冷却してインク2を調製した。
色材:C.I.ピグメントブルー15:3(平均粒径;100nm) 5質量部
オイルゲル化剤(例示化合物OG−12) 45質量部
ベヘン酸(和光純薬社製) 30質量部
オレイン酸アミド(花王社製、脂肪酸アマイドON) 20質量部
上記各添加物を順次混合し、80℃に加熱して攪拌した後、得られた液体を加熱下、フィルターでろ過し、冷却してインク2を調製した。
〔インク3の調製:比較例〕
〈シアン顔料分散物1の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3 20質量部
高分子分散剤(Zeneca社製 Solsperseシリーズ) 5質量部
ステアリルアクリレート 75質量部
上記各物質を混合した後、各顔料粒子の平均粒径が0.2〜0.3μmの範囲となるように、公知の分散装置を用い、分散条件を適宜調整して分散を行い、次いで加熱下でフィルター濾過を行ってシアン顔料分散物1を調製した。
〈シアン顔料分散物1の調製〉
C.I.ピグメントブルー15:3 20質量部
高分子分散剤(Zeneca社製 Solsperseシリーズ) 5質量部
ステアリルアクリレート 75質量部
上記各物質を混合した後、各顔料粒子の平均粒径が0.2〜0.3μmの範囲となるように、公知の分散装置を用い、分散条件を適宜調整して分散を行い、次いで加熱下でフィルター濾過を行ってシアン顔料分散物1を調製した。
〈インクの調製〉
シアン顔料分散物1 5質量部
電子線硬化型化合物1:ラウリルアクリレート(単官能) 10質量部
電子線硬化型化合物2:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能) 10質量部
電子線硬化型化合物3:カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(六官能) 45質量部
電子線硬化型化合物4:テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能)
30質量部
上記各物質を順次添加、混合した後、絶対ろ過精度2μmのフィルターを用いてろ過して、インク3を調製した。
シアン顔料分散物1 5質量部
電子線硬化型化合物1:ラウリルアクリレート(単官能) 10質量部
電子線硬化型化合物2:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能) 10質量部
電子線硬化型化合物3:カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(六官能) 45質量部
電子線硬化型化合物4:テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能)
30質量部
上記各物質を順次添加、混合した後、絶対ろ過精度2μmのフィルターを用いてろ過して、インク3を調製した。
〔インク4の調製:比較例〕
シアン顔料分散物1(前出) 5質量部
パラフィンワックス(日本精蝋社製、155) 45質量部
電子線硬化型化合物1:ラウリルアクリレート(単官能) 5.5質量部
電子線硬化型化合物2:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能) 5.5質量部
電子線硬化型化合物3:カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(六官能) 27質量部
電子線硬化型化合物4:テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能)
17質量部
上記各物質を順次添加、混合した後、絶対ろ過精度2μmのフィルターを用いてろ過して、インク4を調製した。
シアン顔料分散物1(前出) 5質量部
パラフィンワックス(日本精蝋社製、155) 45質量部
電子線硬化型化合物1:ラウリルアクリレート(単官能) 5.5質量部
電子線硬化型化合物2:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能) 5.5質量部
電子線硬化型化合物3:カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(六官能) 27質量部
電子線硬化型化合物4:テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能)
17質量部
上記各物質を順次添加、混合した後、絶対ろ過精度2μmのフィルターを用いてろ過して、インク4を調製した。
〔インク5の調製:本発明〕
シアン顔料分散物1(前出) 5質量部
オイルゲル化剤(例示化合物OG−3) 50質量部
電子線硬化型化合物1:ラウリルアクリレート(単官能) 5質量部
電子線硬化型化合物2:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能) 5質量部
電子線硬化型化合物3:カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(六官能) 17.5質量部
電子線硬化型化合物4:テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能)
12.5質量部
上記各物質を順次添加して、80℃に加熱して混合した後、絶対ろ過精度2μmのフィルターを用いてろ過して、インク5を調製した。
シアン顔料分散物1(前出) 5質量部
オイルゲル化剤(例示化合物OG−3) 50質量部
電子線硬化型化合物1:ラウリルアクリレート(単官能) 5質量部
電子線硬化型化合物2:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能) 5質量部
電子線硬化型化合物3:カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(六官能) 17.5質量部
電子線硬化型化合物4:テトラエチレングリコールジアクリレート(二官能)
12.5質量部
上記各物質を順次添加して、80℃に加熱して混合した後、絶対ろ過精度2μmのフィルターを用いてろ過して、インク5を調製した。
〔インク6〜11の調製:本発明〕
上記インク5の調製において、オイルゲル化剤の種類、添加量を表1に記載のように変更した以外は同様にして、インク6〜11を調製した。なお、オイルゲル化剤の添加量の変更に伴い、全量が100質量部となるように、電子線硬化型化合物1〜4を同一比率(1:1:5:3)で添加量の調整を行った。
上記インク5の調製において、オイルゲル化剤の種類、添加量を表1に記載のように変更した以外は同様にして、インク6〜11を調製した。なお、オイルゲル化剤の添加量の変更に伴い、全量が100質量部となるように、電子線硬化型化合物1〜4を同一比率(1:1:5:3)で添加量の調整を行った。
《各インクの物性値の測定》
〔インクの相転移温度の測定〕
融点測定機(アズワン社製 ATM−01)にゲル状の各インクの試験片を置き、昇温速度5℃/分以下で加熱し、試験片が溶融した温度を測定し、この操作を3回繰り返して平均値を求め、その平均値の小数点第一位を四捨五入して、これをインクの相転移温度とした。
〔インクの相転移温度の測定〕
融点測定機(アズワン社製 ATM−01)にゲル状の各インクの試験片を置き、昇温速度5℃/分以下で加熱し、試験片が溶融した温度を測定し、この操作を3回繰り返して平均値を求め、その平均値の小数点第一位を四捨五入して、これをインクの相転移温度とした。
〔インク粘度の測定〕
インク粘度を、上記方法で求めたインクの相転移温度+5℃で、レオメータMCR300(PaarPhysical社製)を用いて剪断速度1000秒-1の条件で測定した。
インク粘度を、上記方法で求めたインクの相転移温度+5℃で、レオメータMCR300(PaarPhysical社製)を用いて剪断速度1000秒-1の条件で測定した。
また、オイルゲル化剤を含有していないインクについては、25℃で測定した。
《インクジェット画像の形成》
ピエゾ型の記録ヘッドを備え、図2に記載の構成からなるラインヘッド方式のインクジェット記録装置に、上記調製した各インクを装填し、普通紙(XEROX社製 XEROX4024)とアート紙(三菱製紙社製 特菱アート両面N)の各記録媒体へ、シアンベタ画像を連続して印字して、画像1〜11を得た。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、記録ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、記録ゾヘッドからなり、前室タンクから記録ヘッド部分までを他と断熱して、相転移温度+20℃の加温を行った。記録ヘッドは、4plのマルチサイズドットを1440×1440dpiの解像度で吐出できるよう駆動して、各インクを連続吐出した。各インクが着弾した後、記録媒体の搬送方向におけるキャリッジの下流側に配置したランプユニットにより、インクが着弾した10秒後に、電子線照射装置として日新ハイボルテージ(株)製の「キュアトロン EBC−200−20−30」を用い、加速電圧150kV、電子線照射線量40kGyの条件で電子線を照射してインクを硬化した。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
ピエゾ型の記録ヘッドを備え、図2に記載の構成からなるラインヘッド方式のインクジェット記録装置に、上記調製した各インクを装填し、普通紙(XEROX社製 XEROX4024)とアート紙(三菱製紙社製 特菱アート両面N)の各記録媒体へ、シアンベタ画像を連続して印字して、画像1〜11を得た。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、記録ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、記録ゾヘッドからなり、前室タンクから記録ヘッド部分までを他と断熱して、相転移温度+20℃の加温を行った。記録ヘッドは、4plのマルチサイズドットを1440×1440dpiの解像度で吐出できるよう駆動して、各インクを連続吐出した。各インクが着弾した後、記録媒体の搬送方向におけるキャリッジの下流側に配置したランプユニットにより、インクが着弾した10秒後に、電子線照射装置として日新ハイボルテージ(株)製の「キュアトロン EBC−200−20−30」を用い、加速電圧150kV、電子線照射線量40kGyの条件で電子線を照射してインクを硬化した。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
《形成画像の評価》
上記方法に従って形成した画像について、下記の各評価を行った。
上記方法に従って形成した画像について、下記の各評価を行った。
〔裏抜け耐性の評価〕
記録媒体として普通紙を用いて印字した画像試料の裏面を目視観察し、下記の基準に従って裏抜け耐性の評価を行った。
記録媒体として普通紙を用いて印字した画像試料の裏面を目視観察し、下記の基準に従って裏抜け耐性の評価を行った。
○:裏面にインクの滲み、裏抜けが全く認められない
△:裏面にインクの滲み、裏抜けがやや認められるが、裏面印刷に際し許容される品質である
×:明らかな裏面へのインクの滲み、裏抜けが認められ、裏面印刷に対しては不適の品質である
〔画像擦過耐性の評価〕
各記録媒体(普通紙、アート紙)上に各色ベタ画像を印字した後、スクラッチ強度試験機 HEIDON−18(HEIDON社製)を用い、測定針は0.8mmRのサファイヤ針を用いて、スクラッチ強度の測定を行った。測定は、一定荷重で10cmの引掻き試験を3回行い、記録媒体まで傷が入った箇所が存在しない限度荷重をスクラッチ強度と定義し、その測定値より以下の基準で画像擦過性を評価した。
△:裏面にインクの滲み、裏抜けがやや認められるが、裏面印刷に際し許容される品質である
×:明らかな裏面へのインクの滲み、裏抜けが認められ、裏面印刷に対しては不適の品質である
〔画像擦過耐性の評価〕
各記録媒体(普通紙、アート紙)上に各色ベタ画像を印字した後、スクラッチ強度試験機 HEIDON−18(HEIDON社製)を用い、測定針は0.8mmRのサファイヤ針を用いて、スクラッチ強度の測定を行った。測定は、一定荷重で10cmの引掻き試験を3回行い、記録媒体まで傷が入った箇所が存在しない限度荷重をスクラッチ強度と定義し、その測定値より以下の基準で画像擦過性を評価した。
○:スクラッチ強度が200g以上である
△:スクラッチ強度が100〜200g未満である
×:スクラッチ強度が100g未満である
〔給紙適合性の評価〕
各記録媒体(普通紙、アート紙)上に上記の条件で連続50枚の画像出力を行った後、ジャミングの発生による停止の有無、搬送ローラへの異物の付着及び形成画像の剥がれについて観察を行い、下記の基準に従い給紙適合性の評価を行った。
△:スクラッチ強度が100〜200g未満である
×:スクラッチ強度が100g未満である
〔給紙適合性の評価〕
各記録媒体(普通紙、アート紙)上に上記の条件で連続50枚の画像出力を行った後、ジャミングの発生による停止の有無、搬送ローラへの異物の付着及び形成画像の剥がれについて観察を行い、下記の基準に従い給紙適合性の評価を行った。
○:連続出力を行っても、ジャミングの発生がなく、また、搬送ローラへの異物付着や形成画像の膜剥がれが全く発生しなかった
△:連続出力を行っても、ジャミングの発生、搬送ローラへの異物付着は認められなかったが、ごく一部の形成画像で軽微の膜剥がれが認められた
×:連続出力時に、数回のジャミングが発生し、更に搬送ローラへの異物付着や形成画像の膜剥がれが認められた
〔出射性の評価〕
上記各インクジェット画像形成時に、ノズル部のクリーニングを行い、下記の基準に従って出射性を評価した。
△:連続出力を行っても、ジャミングの発生、搬送ローラへの異物付着は認められなかったが、ごく一部の形成画像で軽微の膜剥がれが認められた
×:連続出力時に、数回のジャミングが発生し、更に搬送ローラへの異物付着や形成画像の膜剥がれが認められた
〔出射性の評価〕
上記各インクジェット画像形成時に、ノズル部のクリーニングを行い、下記の基準に従って出射性を評価した。
○:1回のクリーニングで、全てのノズルから良好に吐出する
△:1回のクリーニング後にノズル詰まりがあるが、2回目のクリーニングにより全てのノズルから良好に吐出する
×:2回目のクリーニング後でも、1個以上のノズルで詰まりが認められる
以上により得られた結果を、表1に示す。
△:1回のクリーニング後にノズル詰まりがあるが、2回目のクリーニングにより全てのノズルから良好に吐出する
×:2回目のクリーニング後でも、1個以上のノズルで詰まりが認められる
以上により得られた結果を、表1に示す。
表1の結果より明らかなように、オイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有する本発明のインクは、比較例に対し、普通紙に印字しても裏抜けが少なく、かつ形成した画像の擦過耐性に優れ、加えて、連続印字した際の給紙適合性、出射性が良好であることが分かる。更に、本発明のインクにおいて、インクの相転移温度が40〜80℃の範囲にあるインク、インク粘度が1〜10mPa・sにあるインク、インク中のオイルゲル化剤の含有率が0.1〜5質量%のインク、あるいは融点が40〜90℃の範囲にあるインクで、その効果がより発揮されていることが分かる。
実施例2
実施例1に記載のインクジェット画像の形成において、実施例1で調製したインク3(比較例)とインク5(本発明)を用いて、実施例1に記載のラインヘッド方式のインクジェット記録装置(方式1)と、図1に記載の構成からななるシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置(方式2)により、記録媒体上にインク液滴が着弾してから電子線照射までの時間を表2に記載の様に変更した以外は同様にして、画像14〜21を作成し、実施例1に記載の方法と同様にして、裏抜け耐性、画像擦過耐性、給紙適合性、出射性の評価と、下記の方法に従って筋ムラ耐性(バンディング耐性)の評価を行い、得られた結果を表2に示す。
実施例1に記載のインクジェット画像の形成において、実施例1で調製したインク3(比較例)とインク5(本発明)を用いて、実施例1に記載のラインヘッド方式のインクジェット記録装置(方式1)と、図1に記載の構成からななるシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置(方式2)により、記録媒体上にインク液滴が着弾してから電子線照射までの時間を表2に記載の様に変更した以外は同様にして、画像14〜21を作成し、実施例1に記載の方法と同様にして、裏抜け耐性、画像擦過耐性、給紙適合性、出射性の評価と、下記の方法に従って筋ムラ耐性(バンディング耐性)の評価を行い、得られた結果を表2に示す。
〔筋ムラ耐性の評価〕
連続して50枚の画像出力を行った後、最終サンプルのシアンベタ画像の筋ムラの発生状況を目視観察し、下記の基準に従って筋ムラ耐性の評価を行った。
連続して50枚の画像出力を行った後、最終サンプルのシアンベタ画像の筋ムラの発生状況を目視観察し、下記の基準に従って筋ムラ耐性の評価を行った。
○:全く筋の発生が認められない
△:ごく弱い筋が観察されるが、実用上許容の範囲にある
×:明らかな筋の発生が認められ、実用上問題となる品質である
以上により得られた結果を表2に示す。
△:ごく弱い筋が観察されるが、実用上許容の範囲にある
×:明らかな筋の発生が認められ、実用上問題となる品質である
以上により得られた結果を表2に示す。
表2の結果より明らかな様に、本発明のインクは、普通紙に印字しても裏抜けが少なく、かつ画像擦過耐性、給紙適合性、出射性に優れ、加えて筋ムラ耐性が良好であることが分かる。その中でも、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置を用いて印字すること、あるいは記録媒体上にインク液滴が着弾してから電子線照射までの時間を5秒とした水準が、より好ましい結果を示していることが分かる。
1 インクジェット記録装置
2 ヘッドキャリッジ
3 インクジェット記録ヘッド
31 インク吐出口
4 電子線照射手段
5 プラテン部
6 ガイド部材
7 蛇腹構造
P 記録媒体
2 ヘッドキャリッジ
3 インクジェット記録ヘッド
31 インク吐出口
4 電子線照射手段
5 プラテン部
6 ガイド部材
7 蛇腹構造
P 記録媒体
Claims (7)
- インクジェット記録で用いるインクジェット用インクであって、少なくともオイルゲル化剤と電子線硬化型組成物とを含有することを特徴とするインクジェット用インク。
- インクの相転移温度が、40℃以上、80℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インク。
- インクの相転移温度+5℃の温度におけるインク粘度が、1〜10mPa・sであることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット用インク。
- 前記オイルゲル化剤の含有量が、0.3〜15質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
- 前記オイルゲル化剤の融点が、40〜90℃であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット用インク。
- インクジェット記録ヘッドより、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インクを、記録媒体上に出射して記録を行うインクジェット記録方法であって、該インクジェット用インクが該記録媒体上に着弾した後、10秒以内に電子線を照射することを特徴とするインクジェット記録方法。
- インクジェット記録ヘッドより、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット用インクを、記録媒体上に出射して記録を行うインクジェット記録方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式であることを特徴とするインクジェット記録方法。
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