JP2006169387A - インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法 - Google Patents

インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006169387A
JP2006169387A JP2004364256A JP2004364256A JP2006169387A JP 2006169387 A JP2006169387 A JP 2006169387A JP 2004364256 A JP2004364256 A JP 2004364256A JP 2004364256 A JP2004364256 A JP 2004364256A JP 2006169387 A JP2006169387 A JP 2006169387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
ink composition
coating agent
charged particles
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004364256A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyosuke Kasai
清資 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2004364256A priority Critical patent/JP2006169387A/ja
Publication of JP2006169387A publication Critical patent/JP2006169387A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

【課題】 平均粒子直径0.8〜2μmの粒子径分布の狭いインク粒子(荷電粒子)の作成を可能にし、さらには色材が被覆剤で十分に覆われ、インク粒子への荷電付与において、インク粒子1個あたり表面に十分な荷電付与を可能とし、かつ経時で荷電の変化がない安定したインク組成物の製造方法を提供すること。
【解決手段】 色材および被覆剤を溶融混練する工程、乾式粉砕する工程、および分散媒中で湿式分散する工程を順次含み、少なくとも前記色材および被覆剤を含む荷電粒子を含有するインク組成物を製造する方法であって、前記溶融混練する工程が、溶剤の存在下で行われることを特徴とするインク組成物の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明はインク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法に関する。
画像データ信号に基づき、紙などの被記録媒体に画像を形成する画像記録方法として、電子写真方式、昇華型および溶融型熱転写方式、インクジェット方式などがある。電子写真方式は、感光体ドラム上に帯電および露光により静電潜像を形成するプロセスを必要とし、システムが複雑となり高価な装置となる。熱転写方式は、装置は安価であるが、インクリボンを用いるため、ランニングコストが高くかつ廃材が出る。一方インクジェット方式は、安価な装置で、且つ必要とされる画像部のみにインクを吐出し被記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率良く使用でき、ランニングコストが安い。さらに、騒音が少なく、画像記録方式として優れている。
インクジェット記録方式には、例えば、発熱体の熱により発生する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式や、圧電素子によって発生される機械的な圧力パルスによりインク滴を飛翔させる方式、また、静電界を利用して荷電粒子を含有するインク滴を飛翔させる方式(特許文献1、2参照)がある。蒸気や機械的圧力でインク滴を飛翔させる方式は、インク滴の飛翔方向を制御できず、インクノズルの歪みや空気の対流により、被印刷媒体上の望ましい位置へ、インク滴を正確に着弾させることが困難である。
一方、静電界を利用する方式は、インク滴の飛翔方向を静電界により制御するため、望ましい位置へインク滴を正確に着弾させることが可能であり、高画質の画像形成物(印刷物)を作成でき優れている。
静電界を利用するインクジェット記録に用いられるインク組成物としては、分散媒および、色材を少なくとも含む荷電粒子を含有するインク組成物が用いられる(特許文献3、4参照)。色材を含有するインク組成物は、色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨の4色のインクを作成することができ、さらに金や銀の特色インクを作成することができる。したがって、カラーの画像形成物(印刷物)を作成することができるため有用である。
インクジェット用インクは、一般的に、分散媒に不溶な樹脂により色材が被覆された色材樹脂複合物を、溶融混練後粉砕する等の手段により形成した後、該色材樹脂複合物に分散剤を含んだ分散媒中で微粒子状に分散し(湿式分散)、さらに荷電を与えることにより形成することができる。
高速かつ高画質を維持し、カラーの画像形成物(印刷物)を安定に出力させるためには、インク粒子が速い電気泳動速度で吐出部先端で濃縮される必要があり、そのためにはインク粒子に十分な荷電を付与する必要があることが確認されている。しかし、電子写真システムにて一般に使用される0.5μm以下のトナー粒子から成る液体現像剤等では本インクジェットシステムにおいては不適であり、粒子直径を画質低下しない程度(0.8〜2.0μm)に大きくして、インク粒子1個あたりの荷電量を増やすことが必要である。また、ランニング時蓄積する、小粒子径のインク粒子の増加を防ぐために、粒子径分布を狭くすることも必要であり、さらには、粒子の表面電荷密度を高いレベルで発現させるためには、色材依存性を解消することが必要であり、そのために色材が被覆剤で十分に覆われることが重要であるが、これら要求性能は現状における粒子形成技術では満足できるレベルではないという問題がある。
特許第3315334号公報 米国特許第6158844号明細書 特開平8−291267号公報 米国特許第5952048号明細書
本発明の目的は、平均粒子直径0.8〜2μmの粒子径分布の狭いインク粒子(荷電粒子)の作成を可能にし、さらには色材が被覆剤で十分に覆われ、インク粒子1個あたり表面に十分な荷電付与を可能とし、かつ経時で荷電の変化がない安定したインク組成物の製造方法を提供することである。
即ち、本発明は下記の通りである。
(1)色材および被覆剤を溶融混練する工程、乾式粉砕する工程、および分散媒中で湿式分散する工程を順次含み、少なくとも前記色材および被覆剤を含む荷電粒子を含有するインク組成物を製造する方法であって、前記溶融混練する工程が、溶剤の存在下で行われることを特徴とするインク組成物の製造方法。
(2)前記溶剤の溶解パラメーター(SP値)と前記被覆剤の溶解パラメーター(SP値)との差が2(MPa)1/2以上であることを特徴とする前記(1)に記載のインク組成物の製造方法。
(3)前記溶剤の沸点が溶融混練温度以上であり、かつ融点が溶融混練温度未満であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のインク組成物の製造方法。
(4)少なくとも色材および被覆剤を含む荷電粒子が機械的メディア分散方法により作成され、遠心沈降法(CAPA700/堀場製作所製)での体積平均粒子直径の1/5以下に相当する粒子直径の粒子が1%以下であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のインク組成物の製造方法。
(5)静電界を利用したインクジェット記録方式で、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法によって得られるインク組成物をインク滴として飛翔させるインクジェット記録方法。
本発明によれば、色材および被覆剤を溶剤の存在下で溶融混練するので、被覆剤の流動性が向上するとともに、色材表面との相互作用も向上する。これにより、溶融混練時、色材と被覆剤が均一に複合化されるとともに、色材が被覆剤で十分に覆われ、色材依存性が解消される。また、好ましい平均粒子径および粒子径分布を有する荷電粒子を調製することができる。
したがって本発明によれば、インクジェット記録方式でインク滴を飛翔させるインクジェット記録において、吐出部での荷電粒子の電気泳動速度が十分速く、荷電粒子の濃縮が十分起こるため、滲みがない、良好な品質の画像を得ることができる。また、ランニングをおこなっても、安定した描画が長期にわたっても可能である。
以下に本発明について詳細に述べる。
まず、本発明で得られるインク組成物の各構成成分について述べる。
[分散媒]
本発明において、色材および被覆剤を含む荷電粒子は、湿式分散工程において分散媒中に分散される。ここで分散媒は、高い電気抵抗率、具体的には1010Ωcm以上を有する誘電性の液体であることが好ましい。仮に電気抵抗率の低い分散媒を使用すると、隣接す
る記録電極間で電気的導通を生じさせるため、本方法には不向きである。また、誘電性液体の比誘電率は5以下が好ましく、より好ましくは4以下、更に好ましくは3.5以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用されるため好ましい。
本発明に用いる分散媒としては、直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、およびこれらの炭化水素のハロゲン置換体、シリコーンオイル等がある。例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーC、アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM(アイソパー:エクソン社の商品名)、シェルゾール70、シェルゾール71(シェルゾール:シェルオイル社の商品名)、アムスコOMS、アムスコ460溶剤(アムスコ:スピリッツ社の商品名)、KF−96L(信越シリコーン社の商品名)等を単独または混合して用いることができる。インク組成物全体に対する分散媒の含有量は、20〜99質量%の範囲内であることが好ましい。20質量%以上において、良好に色材を含有する粒子を分散媒に分散することができ、また、99質量%以下において、色材の含有量を充足することができる。
[色材]
本発明に用いる色材としては、公知の染料および顔料を使用することができ、用途や目的に応じて選択することができる。例えば、記録された画像記録物(印刷物)の色調の観点からは、顔料を用いることが好ましい(例えば、技術情報協会発行 「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」 2001年12月25日 第1刷参照。以下「非特許文献1」とも称する)。色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨(ブラック)の4色のインクを作成することができる。特に、オフセット印刷用インクやプルーフに用いられる顔料を使用するとオフセット印刷物と同様な色調が得られるので好ましい。
イエローインク用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、 C.I.ピグメントイエロー74等のモノアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー12、 C.I.ピグメントイエロー17等のジスアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー180等の非ベンジジン系のアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー100等のアゾレーキ顔料、 C.I.ピグメントイエロー95等の縮合アゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー115等の酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントイエロー18等の塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー等のアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT等のイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー等のキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー等のきイソインドリン顔料、 C.I.ピグメントイエロー153等のニトロソ顔料、 C.I.ピグメントイエロー117等の金属錯塩アゾメチン顔料、C.I.ピグメントイエロー139等のイソインドリノン顔料などが挙げられる。
マゼンタインク用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド3等のモノアゾ系顔料、 C.I.ピグメントレッド38等のジスアゾ顔料、 C.I.ピグメントレッド53:1等やC.I.ピグメントレッド57:1等のアゾレーキ顔料、 C.I.ピグメントレッド144等の縮合アゾ顔料、 C.I.ピグメントレッド174等の酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントレッド81等の塩基性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントレッド177等のアントラキノン系顔料、 C.I.ピグメントレッド88等のチオインジゴ顔料、 C.I.ピグメントレッド194等のペリノン顔料、 C.I.ピグメントレッド149等のペリレン顔料、 C.I.ピグメントレッド122等のキナクリドン顔料、 C.I.ピグメントレッド180等のイソインドリノン顔料、 C.I.ピグメントレッド83等のアリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
シアンインク用の顔料としては、例えば、C.Iピグメントブルー25等のジスアゾ系顔料、 C.I.ピグメントブルー15等のフタロシアニン顔料、 C.I.ピグメントブルー24等の酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントブルー1等の塩基性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントブルー60等のアントラキノン系顔料、 C.I.ピグメントブルー18等のアルカリブルー顔料等が挙げられる。
墨インク用の顔料としては、例えば、アニリンブラック系顔料等の有機顔料や酸化鉄顔料、およびファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料類等が挙げられる。
更にマイクロリス−A,−K,−Tなどのマイクロリス顔料に代表される加工顔料も好適に使用できる。その具体例としてはマイクロリスイエロー4G−A,マイクロリスレッドBP−K,マイクロリスブルー4G−T,マイクロリスブラックC−Tなどが挙げられる。
また、白インク用の顔料として炭酸カルシウムや酸化チタン顔料を、銀インク用としてアルミニウム粉を、金インク用として銅合金を用いる等、必要に応じて各種の顔料を使用することができる。
顔料は、基本的には一色につき一種類の顔料を使うことが、インク製造の簡便性の点で好ましいが、色相調整として例えば、墨インク用に、カーボンブラックにフタロシアニンを混合するなど、場合によっては2種以上併用することも好ましい。また、ロジン処理等、公知の方法により顔料を表面処理した後使用してもよい(前述の非特許文献1)。
インク組成物全体に対する顔料の含有量は、0.1〜50質量%の範囲内であることが好ましい。0.1質量%以上において、顔料量が充足し、印刷物において充分良好な発色が得られ、また、50質量%以下において、色材を含有する粒子を分散媒に良好に分散させることができる。さらに好ましくは、1〜30質量%である。
[被覆剤]
本発明において、顔料等の色材は、被覆剤により被覆された状態で分散(粒子化)する。被覆剤で被覆することにより、色材が持つ荷電を遮蔽し望ましい荷電特性を付与することができる。また、被印刷媒体へインクジェット記録した後、ヒートローラ等の加熱手段により定着することが好ましいが、この際被覆剤が熱により溶融し、効率良く定着できる。
本発明で用いることができる被覆剤としては、例えば、エポキシ樹脂、スチレンアクリル樹脂、ロジン類、ロジン変性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニールアルコールのアセタール変性物、ポリカーボネート等を挙げられる。これらの内、粒子形成の容易さの観点から、質量平均分子量が2,000〜1000,000の範囲内であり、かつ多分散度(質量平均分子量/数平均分子量)が、1.0〜5.0の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、定着の容易さの観点から、軟化点、ガラス転移点または、融点のいずれか1つ(好ましくはガラス転移点)が20℃〜120℃の範囲内にあるポリマーが好ましい。
被覆剤の質量平均分子量は、2,000〜100,000が好ましく、より好ましくは3,000〜80,000、さらに好ましくは4,000〜60,000である。また、同様に、軟化点、ガラス転移点または、融点のいずれか1つは、25〜100℃が好ましく、より好ましくは30〜90℃、さらに好ましくは35〜80℃である。
本発明において、被覆剤として特に好適に使用されるポリマーは、下記一般式(1)〜(4)で示される構成単位のいずれか1つを少なくとも含有するポリマーである。
Figure 2006169387
式中、X11は、酸素原子または−N(R13)−を示す。R11は、水素原子またはメチル基を示し、R12は、炭素数1から30個の炭化水素基を示し、R13は、水素原子または炭素数1から30の炭化水素基を示す。R21は、水素原子または炭素数1から20の炭化水素基を示す。R31、R32およびR41は、それぞれ、炭素数1から20個の2価の炭化水素基を示す。尚、R12、R21、R31、R32、R41の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン置換基を含んでいても良い。
一般式(1)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、および、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
一般式(2)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレン、4−メチルスチレン等が挙げられる。
一般式(3)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するジカルボン酸または酸無水物とジオールとを公知の方法で脱水縮合することにより得られる。用いられるジカルボン酸としては、コハク酸無水物、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−フェニレンジ酢酸、ジグリコール酸等が挙げられる。また、用いられるジオールとしては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、ジエチレングリコール等が挙げられる。
一般式(4)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するヒドロキシ基を有するカルボン酸をまたは公知の方法で脱水縮合するかまたは、対応するヒドロキシ基を有するカルボン酸の環状エステルを公知の方法で開環重合することにより得られる。用いられるヒドロキシ基を有するカルボン酸またはその環状エステルとしては、6−ヒドロキシヘキサン酸、11−ヒドロキシウンデカン酸、ヒドロシキ安息香酸、ε−カプロラクトン等が挙げられる。
一般式(1)〜(4)で示される構成単位のいずれか1つを少なくとも含有するポリマーは、一般式(1)〜(4)で示される構成単位のホモポリマーであってもよく、他の構成成分との共重合体(コポリマー)であっても良い。また、これらのポリマーは、被覆剤として単独で使用しても良く、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
インク組成物全体に対する被覆剤の含有量は、0.1〜40質量%の範囲内であることが好ましい。0.1質量%以上において、被覆剤の量が充足し、充分な定着性が得られるとともに、40質量%以下において、色材と被覆剤を含有する粒子を良好に形成することができる。
[分散剤]
本発明において好ましくは、色材と被覆剤とを含む混合物を分散媒中に分散(粒子化)するが、粒子直径を制御し、かつ粒子の沈降を抑制するために分散剤を使用することがさらに好ましい。
好適な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステルや、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリエチレングリコール脂肪酸エステルに代表される界面活性剤が挙げられる。また、例えば、スチレンとマレイン酸のコポリマー、およびそのアミン変性物、スチレンと(メタ)アクリル化合物のコポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリエチレンと(メタ)アクリル化合物のコポリマー、ロジン、BYK−160、162、164、182(ビックケミー社製のポリウレタン系ポリマー)、EFKA−401、402(EFKA社製のアクリル系ポリマー)、ソルスパース17000,24000(ゼネカ社製のポリエステル系ポリマー)等が挙げられる。本発明においては、インク組成物の長期間保存安定性の観点から、質量平均分子量が1,000〜1000,000の範囲内であり、かつ多分散度(質量平均分子量/数平均分子量)が、1.0〜7.0の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、グラフトポリマーまたはブロックポリマーを用いることが最も好ましい。
本発明において特に好適に用いられるポリマーは、下記一般式(5)および(6)で示される構成単位の少なくともいずれか一方からなる重合体成分と、下記一般式(7)で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合体成分とを少なくとも含有するグラフトポリマーである。
Figure 2006169387
式中、X51は、酸素原子または−N(R53)−を示す。R51は、水素原子またはメチル基を示し、R52は、炭素数1から10個の炭化水素基を示し、R53は、水素原子または炭素数1から10の炭化水素基を示す。R61は、水素原子、炭素数1から20の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、または、炭素数1から20個のアルコキシ基を示す。X71は、酸素原子または−N(R73)−を示す。R71は、水素原子またはメチル基を示し、R72は、炭素数4から30個の炭化水素基を示し、R73は、水素原子または炭素数1から30の炭化水素基を示す。尚、R52、R72の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン置換基を含んでいても良い。
上記グラフトポリマーは、一般式(7)に対応するラジカル重合性モノマーを、好ましくは連鎖移動剤の存在下重合し、得られたポリマーの末端に重合性官能基を導入し、さらに、一般式(5)または(6)に対応するラジカル重合性モノマーと共重合することにより得ることができる。
一般式(5)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル
酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルの(メタ)アクリル酸エステル類、および、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
一般式(6)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、4−メチルスチレン、クロロスチレン、メトキシスチレン等が上げられる。
また、一般式(7)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、等が挙げられる。
これらのグラフトポリマーの具体例としては、下記の構造式で示されるポリマーが挙げられる。
Figure 2006169387
Figure 2006169387
一般式(5)および(6)で示される構成単位のいずれか1つを少なくとも含有する重合体成分と、一般式(7)で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合成分とを含有するグラフトポリマーは、一般式(5)および/または(6)、並びに一般式(7)で示される構成単位のみを有していてもよいし、他の構成成分を含有していても良い。グラフト鎖を含有する重合体成分と、その他の重合体成分との好ましい組成比(質量比)は、10:90〜90:10である。この範囲において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得やすく、好ましい。これらのポリマーは、分散剤として単独で使用しても良く、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
インク組成物全体に対する分散剤の含有量は、0.01〜30質量%の範囲内であることが好ましい。この範囲内において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得ることができる。
[荷電調整剤]
本発明においては、色材と被覆剤とを含む混合物を、分散剤を用いて分散媒中に分散(粒子化)することが好ましく、粒子の荷電量を制御するために荷電調整剤を併用することがさらに好ましい。
好適な分散剤としては、ナフテン酸ジルコニウム塩、オクテン酸ジルコニウム塩等の有機カルボン酸の金属塩、ステアリン酸テトラメチルアンモニム塩等の有機カルボン酸のアンモニム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸マグネシウム塩等の有機スルホン酸の金属塩、トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等の有機スルホン酸のアンモニウム塩、スチレンと無水マレイン酸のコポリマーをアミンで変性したカルボン酸基を含有するポリマー等の側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、メタクリル酸ステアリルとメタクリル酸のテトラメチルアンモニウム塩の共重合体等の側鎖にカルボン酸アニオン基を有するポリマー、スチレンとビニルピリジンの共重合体等の側鎖に窒素原子を有するポリマー、メタクリル酸ブチルとN−(2−メタクリロイルオキシエチル)−N,N,N−トリメチルアンモニウムトシラート塩との共重合体等の側鎖にアンモニウム基を有するポリマー等が挙げられる。粒子に付与される荷電は、正荷電であっても負荷電であっても良い。インク組成物全体に対する分散剤の含有量は、0.0001〜10質量%の範囲内であることが好ましい。この範囲内において、インク組成物の電気伝導度を、10nS/m〜300nS/mの範囲内に容易に調整できる。更に、荷電粒子の電気伝導度を、インク組成物の電気伝導度の50%以上に容易に調整できる。
[その他の成分]
本発明においては、さらに、腐敗防止のために防腐剤や、表面張力を制御するための界面活性剤等を目的に応じて含有することができる。
[荷電粒子を含有するインク組成物の作成]
以上の成分を用い、色材、被覆剤、および必要に応じてその他の成分を分散(粒子化)することにより、本発明の荷電粒子を含有するインク組成物を作成することができる。荷電粒子は、色材および被覆剤を溶融混練する工程、乾式粉砕する工程、および分散媒中で湿式分散する工程を順次行うことにより作成される。
溶融混練工程は、溶剤の存在下で行われる。
溶剤は、溶剤の溶解パラメーター(SP値)と被覆剤の溶解パラメーター(SP値)との差が2(MPa)1/2以上であるように選択されるのが好ましい。ここでSP値は、実験的に実測し求める方法と計算により求める方法が知られており、本発明で利用した方法は計算によるものである。計算により求める方法としては、一般にSmall、Fedors、Hoy等の方法が良く知られているが、本発明においては、中でも実用的であるFedors[Polym. Eng. Sci.,14,147(1974)]による方法を用いた。
なお、前記SP値の差は、好ましくは2.5(MPa)1/2以上、より好ましくは3.0(MPa)1/2以上、さらに好ましくは3.5〜15(MPa)1/2である。
溶剤の具体例として、C8以上の炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アミド系溶剤、アミン系溶剤等が挙げられる。
例えば、C8以上の炭化水素系溶剤としてn−オクタン、n−デカン、アイソパー類等、芳香族炭化水素系溶剤としてキノリン、ピリジン等、アルコール系溶剤として1,3−ブタンジオール、シクロヘキサノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等、エーテル系溶剤として、1,4−ジオキサン、1,3,5−トリオキサン等、ケトン系溶剤として、アセトフェノン、シクロブタンジオン等、エステル系溶剤として酢酸n−ヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオラクトン等、アミド系溶剤としてN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ピロリドン等、アミン系溶剤としてモルホリン、ピペリジン、トリエチルアミン等が挙げられる。
また、溶剤の沸点が溶融混練温度以上であり、かつ融点が溶融混練温度未満であることが好ましい。溶剤の沸点が溶融混練温度以上であることにより工程時に溶剤の蒸発の恐れがなくなる。また融点が溶融混練温度未満であることにより溶剤の流動性が発現する。
溶剤の添加量は、混練物(色材および被覆剤)全量に対し、2〜30質量%が適量であり、好ましくは3〜25質量%、さらに好ましくは5〜20質量%である。
溶融混練工程に用いられる装置としては、例えば、ニーダー、ディゾルバー、ミキサー、高速ディスパーザー、サンドミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ビーズミル(前述の非特許文献1)等が挙げられる。
本発明において溶融混練された色材と被覆剤は、次いで乾式粉砕された後、分散媒中で湿式分散される。
ここで乾式粉砕工程に用いられる装置としては、トリオブレンダー、サンプルミル等の樹脂粉砕装置が一般に利用できる。
また湿式分散工程においてはジルコニア、ガラス等のビーズを用いるメディア分散装置としてペイントシェーカー、ダイノミル等の装置が一般に利用できる。
このような方法で製造されたインク中の荷電粒子のうち、小粒子径の荷電粒子の割合が小さいと、例えば、インクジェット記録装置に使用した場合、ランニング時にインク中への蓄積が少なく、十分な描画性が得られる。その割合としては、体積平均粒子直径の1/5以下に相当する直径の荷電粒子の含有率が1%以下であることが望ましい。より好ましくは、0.5%以下、さらに好ましくは0.2%以下である。
体積平均粒子直径は、インクの状態で遠心沈降法(CAPA700/堀場製作所製)によって測定することができる。
[インクジェット記録装置]
本発明では、以上記述したインク組成物を、例えばインクジェット記録方式により、被記録媒体へ記録する。本発明においては、静電界を利用したインクジェット記録方式を用いることが好ましい。静電界を利用するインクジェット記録方式は、制御電極と被記録媒体背面の背面電極間に電圧を印加することにより、インク組成物の荷電粒子を静電力によって吐出位置に濃縮し、吐出位置から被記録媒体へ飛翔させる方式である。制御電極と背面電極間に印加する電圧は、例えば荷電粒子が正の場合、制御電極が正極であり背面電極が負極となる。背面電極へ電圧を印加する代わりに被記録媒体に帯電を行っても同様の効果が得られる。
インクを飛翔させる方式として、例えば、注射針のようなニードル状の先端からインクを飛翔させる方式があり、本発明のインク組成物を用いて記録することができる。ただし、荷電粒子を濃縮・吐出した後の荷電粒子の補給が難しく安定に長期間の記録を行うことが難しい。荷電粒子を強制的に供給するため、インクを循環させる場合には、注射針先端からインクを溢れさせる方法になるため、吐出位置である注射針先端のメニスカス形状が安定せず、安定な記録を行うことが困難であり、短期間の記録に適している。
一方、吐出開口部からインク組成物を溢れさせることなく、インク組成物を循環させる方法が好ましく用いられる。例えば、吐出開口を有するインク室内にインクが循環されており、吐出開口周縁に形成された制御電極に電圧を印加することによって、吐出開口中に存在しており先端が被記録媒体側に向いたインクガイドの先端から、濃縮されたインク滴が飛翔する方法では、インクの循環による荷電粒子の補給と、吐出位置のメニスカス安定性を両立することができるため、長期間安定に記録を行うことができる。さらに本方式ではインクが外気と接する部分が吐出開口部だけと非常に少ないため、溶媒の蒸発を抑え、インク物性が安定化するため、本発明において好適に使用することができる。
本発明のインク組成物を適用するに適したインクジェット記録装置の構成例を以下に示す。
まずは、図1に示す被記録媒体に片面4色印刷を行う装置の概要について説明する。図1に示されるインクジェット記録装置1は、フルカラー画像形成を行うための4色分の吐出ヘッド2C、2M、2Yおよび2Kから構成される吐出ヘッド2にインクを供給し、さらに吐出ヘッド2からインクを回収するインク循環系3、図示されないコンピュータ、RIP等の外部機器からの出力により吐出ヘッド2を駆動させるヘッドドライバ4、位置制御手段5を備える。またインクジェット記録装置1は、3つのローラ6A、6B、6Cに張架された搬送ベルト7、搬送ベルト7の幅方向の位置を検知可能な光学センサなどで構成された搬送ベルト位置検知手段8、被記録媒体Pを搬送ベルト上に保持するための静電吸着手段9、画像形成終了後に被記録媒体Pを搬送ベルト7から剥離するための除電手段10および力学的手段11を備える。搬送ベルト7の上流、下流には、被記録媒体Pを図示されないストッカーから搬送ベルト7に供給するフィードローラ12およびガイド13、剥離後の被記録媒体Pへインクを定着させると共に図示されない排紙ストッカーに搬送する定着手段14およびガイド15が配置されている。またインクジェット印刷装置1の内部には、搬送ベルト7を挟んで吐出ヘッド2に対向する位置には、被記録媒体位置検出手段16を有し、さらにインク組成物から発生する溶媒蒸気を回収するための排出ファン17および溶媒蒸気吸着材18からなる溶媒回収部が配置され、装置内部の蒸気は該回収部を通って装置外部に排出される。
フィードローラ12は公知のローラが使用でき、被記録媒体に対するフィード能力が高まるように配置される。また被記録媒体P上には垢・紙粉等が付着していることがあるため、それらの除去を行うことが望ましい。フィードローラによって供給された被記録媒体Pは、ガイド13を経て、搬送ベルト7に搬送される。搬送ベルト7の裏面(好ましくは金属裏面)はローラ6Aを介して設置されている。搬送された被記録媒体は、静電吸着手段9により搬送ベルト上に静電吸着される。図1では、負の高圧電源に接続されたスコロトロン帯電器により静電吸着がなされる。静電吸着手段9により、被記録媒体Pが搬送ベルト7上に浮き無く静電吸着されると共に、被記録媒体表面を均一帯電する。ここでは静電吸着手段を被記録媒体の帯電手段としても利用しているが、別途設けてもよい。帯電された被記録媒体Pは、搬送ベルト7によって吐出ヘッド部まで搬送され、帯電電位をバイアスとして記録信号電圧を重畳することにより静電インクジェット画像形成がなされる。画像形成された被記録媒体Pは、除電手段10により除電され、力学的手段11により搬送ベルト7により剥離されて定着部へ搬送される。剥離された被記録媒体Pは、画像定着手段14に送られ、定着がなされる。定着された被記録媒体Pは、ガイド15を通って図示されない排紙ストッカーに排紙される。また、該装置は、インク組成物から発生する溶媒蒸気の回収手段を有する。回収手段は溶媒蒸気吸収材18からなり、排気ファン17により機内の溶媒蒸気を含む気体が吸着材に導入され、蒸気が吸着回収された後、機外に排気される。該装置は、上記例に限定されず、ローラ、帯電器等の構成デバイスの数、形状、相対配置、帯電極性等は任意に選べる。また上記システムでは4色描画について記述しているが、淡色インクや特色インクと組み合わせて、より多色のシステムとしてもよい。
上記インクジェット印刷方法に使用されるインクジェット記録装置は、吐出ヘッド2、インク循環系3からなり、インク循環系3は、さらにインクタンク、インク循環装置、インク濃度制御装置、インク温度管理装置等を有し、インクタンク内には撹拌装置を含んでいてもよい。
吐出ヘッド2としては、シングルチャンネルヘッド、マルチチャンネルヘッド、またはフルラインヘッドを使うことができ、搬送ベルト7の回転により主走査を行う。
本発明で好適に使用されるインクジェットヘッドは、インク流路内での荷電粒子を電気泳動させて開口付近のインク濃度を増加させ、吐出を行うインクジェット方法であり、主に被記録媒体または被記録媒体背面に配置された対向電極に起因する静電吸引力によりインク滴の吐出を行うものである。従って、被記録媒体または対向電極がヘッドに対向していない場合や、ヘッドと対向する位置にあっても被記録媒体または対向電極に電圧が印加されていない場合には、誤って吐出電極に電圧が印加された場合や振動が与えられた場合でもインク滴の吐出は起こらず、装置内を汚すことはない。
上記インクジェット装置に好適に使用される吐出ヘッドを図2および図3に示す。図2および図3に示すように、インクジェットヘッド70は、一方向のインク流Qが形成されるインク流路72の上壁を構成する電気絶縁性の基板74と、インクを被記録媒体Pへ向けて吐出する複数の吐出部76とを有する。吐出部76には、いずれもインク流路72から飛翔するインク滴Gを被記録媒体Pへ向けて案内するインクガイド部78が設けられ、基板74には、インクガイド部78がそれぞれ挿通する開口75が形成されており、インクガイド部78と開口75の内壁面との間にはインクメニスカス42が形成されている。インクガイド部78と被記録媒体Pとのギャップdは200μm〜1000μm程度であることが好ましい。また、インクガイド部78は、下端側で支持棒部40に固定されている。
基板74は、2つの吐出電極を所定間隔で離して電気的に絶縁している絶縁層44と、絶縁層44の上側に形成された第1吐出電極46と、第1吐出電極46を覆う絶縁層48と、絶縁層48の上側に形成されたガード電極50と、ガード電極50を覆う絶縁層52とを有する。また、基板74は、絶縁層44の下側に形成された第2吐出電極56と、第2吐出電極56を覆う絶縁層58とを有する。ガード電極50は、第1吐出電極46や第2吐出電極56に印加された電圧によって隣接する吐出部に電界上の影響が生じることを防止するために設けられる。
更に、インクジェットヘッド70には、インク流路72の底面を構成すると共に、第1吐出電極46および第2吐出電極56に印加されたパルス状の吐出電圧によって定常的に生じる誘導電圧により、インク流路72内の正に帯電したインク粒子(荷電粒子)Rを上方へ向けて(すなわち被記録媒体側に向けて)泳動させる浮遊導電板62が電気的浮遊状態で設けられている。また、浮遊導電板62の表面には、電気絶縁性である被覆膜64が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することを防止する。絶縁性被覆膜の電気抵抗は、1012Ω・cm以上が好ましく、より望ましくは1013Ω・cm以上である。また、絶縁性被覆膜はインクに対して耐腐食性であることが望ましく、これにより、浮遊導電板62がインクに腐食されることが防止される。また、浮遊導電板62は下方から絶縁部材66で覆われており、このような構成により、浮遊導電板62は完全に電気的絶縁状態にされている。
浮遊導電板62は、ヘッド1ユニットにつき1個以上である(例えば、C、M、Y、Kの4つのヘッドがあった場合、浮遊導電板数は最低各1個ずつ有し、CとMのヘッドユニット間で共通の浮遊導電板とすることはない)。
図3に示すように、インクジェットヘッド70からインクを飛翔させて被記録媒体Pに記録するには、インク流路72内のインクを循環させることによりインク流Qを発生させた状態にし、ガード電極50に所定の電圧(例えば+100V)を印加する。更に、インクガイド部78に案内されて開口75から飛翔したインク滴G中の正の荷電粒子Rが被記録媒体Pにまで引きつけられるような飛翔電界が、第1吐出電極46および第2吐出電極56と、被記録媒体Pとの間に形成されるように、第1吐出電極46、第2吐出電極56および被記録媒体Pに正電圧を印加する(ギャップdが500μmである場合に、1kV〜3.0kV程度の電位差を形成することを目安とする)。
この状態で、画像信号に応じて第1吐出電極46および第2吐出電極56にパルス電圧を印加すると、荷電粒子濃度が高められたインク滴Gが開口75から吐出する(例えば、初期の荷電粒子濃度が3〜15%である場合、インク滴Gの荷電粒子濃度が30%以上になる)。
その際、第1吐出電極46と第2吐出電極56の両者にパルス電圧が印加された場合にのみインク滴Gが吐出するように、第1吐出電極46と第2吐出電極56とに印加する電圧値を調整しておく。
このように、パルス状の正電圧を印加すると、開口75からインク滴Gがインクガイド部78に案内されて飛翔し、被記録媒体Pに付着すると共に、浮遊導電板62には、第1吐出電極46および第2吐出電極56に印加された正電圧により正の誘導電圧が発生する。第1吐出電極46および第2吐出電極56に印加される電圧がパルス状であっても、この誘導電圧はほぼ定常的な電圧である。従って、浮遊導電板62およびガード電極50と、被記録媒体Pとの間に形成される電界によって、インク流路72内で正に帯電している荷電粒子Rは上方へ移動する力を受け、基板74の近傍で荷電粒子Rの濃度が高くなる。図3に示すように、使用する吐出部(すなわちインク滴を吐出させるチャンネル)の個数が多い場合、吐出に必要な荷電粒子数が多くなるが、使用する第1吐出電極46および第2吐出電極56の枚数が多くなるため、浮遊導電板62に誘起される誘導電圧は高くなり、被記録媒体側へ移動する荷電粒子Rの個数も増大する。
上記では、着色粒子が正荷電に帯電している例について説明したが、着色粒子は負荷電に帯電されていてもよい。その場合には、上記の帯電極性は、すべて逆極性となる。
なお、本発明においては、被記録媒体へのインク吐出後、適切な加熱手段によりインクを定着することが好ましい。用いられる加熱手段としては、ヒートローラー、ヒートブロック、ベルト加熱等の接触式加熱装置、およびドライヤー、赤外線ランプ、可視光線ランプ、紫外線ランプ、温風式オーブン等の非接触式加熱装置を用いることができる。これらの加熱装置は、インクジェット記録装置と連続し、一体となっていることが好ましい。定着時の被記録媒体の温度は、定着の容易さから、40℃〜200℃の範囲内であることが好ましい。また、定着の時間は、1マイクロ秒〜20秒の範囲内であることが好ましい。
[インク組成物の補充]
静電界を利用したインクジェット記録方式では、インク組成物中の荷電粒子が濃縮されて吐出する。従って、長時間インク組成物の吐出を行うと、インク組成物中の荷電粒子が減量し、インク組成物の電気伝導度が低下する。また、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度との割合が変化する。さらに、吐出の際、直径の小さな荷電粒子よりも大きな荷電粒子が優先して吐出する傾向にあるため、荷電粒子の平均直径が小さくなる。また、インク組成物中の固形物の含有量が変化するため、粘度も変化する。
これらの物性値の変化により、結果として、吐出不良を起こしたり、記録された画像の光学濃度の低下やインクのにじみが発生する。このため、当初インクタンクへ仕込んだインク組成物よりも、高濃度(固形分濃度の高い)のインク組成物を補充することにより、荷電粒子の減量を防止し、インク組成物の電気伝導度や、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度の割合を一定の範囲に留めることができる。また、平均粒子直径や粘度を維持することができる。さらに、インク組成物の物性値を一定の範囲内に保つことにより、インク吐出が長時間安定して均一に行われる。この際の補充は、例えば、使用しているインク液の電気伝導度や光学濃度等の物性値を検出し、不足量を算出して、機械的または人力で成されることが好ましい。また、画像データを基に使用するインク組成物の量を算出し、機械的または人力で成されてもよい。
[被記録媒体]
本発明においては、用途に応じて様々な被記録媒体を用いることができる。例えば、紙、プラスチックフイルム、金属、および、プラスチックまたは金属がラミネートまたは蒸着された紙、金属がラミネートまたは蒸着されたプラスチックフィルム等を用いれば、例えばインクジェット記録することにより、直接印刷物を得ることができる。また、アルミなどの金属を粗面化した支持体等を用いれば、オフセット印刷版を得ることができる。さらに、プラスチック支持体等を用いれば、フレキソ印刷版や液晶画面用のカラーフィルターを得ることができる。被記録媒体の形状は、シート状のように平面的であっても、円筒形状のように立体的であってもよい。また、シリコンウエハーや配線基板を被記録媒体として用いれば、半導体やプリント配線基板の製造に適用できる。
以上記述した、インク組成物、インクジェット記録装置、インク組成物の補充を組み合わせることにより、インクにじみがなく、かつ画像濃度の高い高画質の画像記録物を、長時間に渡って安定して得ることができる。
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
[実施例1]
<使用した材料>
本実施例1においては、下記の材料を使用した。
・シアン顔料(色材) フタロシアニン顔料 C.I.Pigment Blue(15:3)(東洋インキ製造(株)製、LIONOL BLUE FG−7350)
・被覆剤 [AP−1]
・分散剤 [BZ−2]
・荷電調整剤 [CT−1]
・分散媒 アイソパーG(エクソン社(株)製)
被覆剤[AP−1]、分散剤[BZ−2]、荷電調整剤[CT−1]の構造を以下に示す。
Figure 2006169387
Figure 2006169387
被覆剤[AP−1]は、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ステアリルおよびメタクリル酸2−(N,N−ジエチルアミノ)エチルを公知の重合開始剤を用いてラジカル重合することにより得た。質量平均分子量は、20,000であり、多分散度(質量平均分子量/数平均分子量)は、2.7であった。ガラス転移点(ミッドポイント)は45℃であった。
分散剤[BZ−2]は、メタクリル酸ステアリルを、2−メルカプトエタノール存在下ラジカル重合させ、さらに、メタクリル酸無水物と反応させることにより末端にメタクリロイル基を有するメタクリル酸ステアリルのポリマー(質量平均分子量は7,600であった)を得た後、これをスチレンとラジカル重合させることにより得た。質量平均分子量は、110,000であった。
荷電調整剤[CT−1]は、1−オクタデセンと無水マレイン酸のコポリマーに、1−ヘキサデシルアミンを反応させることにより得た。質量平均分子量は、17,000であった。
<インク組成物[EC−1]の作成>
n−オクタン3g、シアン顔料10g、被覆剤[AP−1]20gを、入江商会(株)製卓上型ニーダーPBV−0.1に入れ、ヒーター温度を100℃に設定し2時間溶融混練した。得られた混合物30gをトリオサイエンス(株)製トリオブレンダーにて粗粉砕し、さらに協立理工(株)製SK−M10型サンプルミルにて微粉砕した。得られた微粉砕物30gを、分散剤[BZ−2]7.5g、アイソパーG75g、および直径約3.0mmのガラスビーズと共に、東洋精機製作所(株)製ペイントシェーカーにて予備分散した。ガラスビーズを除去した後、直径約0.6mmのジルコニアセラミックビーズと共に、シンマルエンタープライゼズ(株)製TypeKDLダイノミルにて、内温を25℃に保ちながら5時間、引き続き45℃で5時間、2,000rpmの回転数で分散(粒子化)した。得られた分散液からジルコニアセラミックビーズを除去し、アイソパーG316gと荷電調整剤[CT−1]0.6gを加え、インク組成物[EC−1]を得た。
<インクジェット記録>
図1〜3に示すインクジェット記録装置に、実施例1のインク組成物[EC−1]をインクタンクに充填した。ここでは吐出ヘッドとして図2に示すタイプの150dpi(チャンネル密度50dpiの3列千鳥配置)、833チャンネルヘッドを使用し、また定着手段として1kWのヒータを内蔵したシリコンゴム性ヒートローラを使用した。インク温度管理手段として投げ込みヒータと攪拌羽をインクタンク内に設け、インク温度は30℃に設定し、攪拌羽を30rpmで回転しながらサーモスタットで温度コントロールした。ここで攪拌羽は沈澱・凝集防止用の攪拌手段としても使用した。またインク流路を一部透明とし、それを挟んでLED発光素子と光検知素子を配置し、その出力シグナルによりインクの希釈液(アイソパーG)あるいは濃縮インク(上記インク組成物の固形分濃度を2倍に調整したもの)投入による濃度管理を行った。被記録媒体としてオフセット印刷用微コート紙を使用した。エアーポンプ吸引により被記録媒体表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを画像形成位置まで被記録媒体に近づけ、記録すべき画像データを画像データ演算制御部に伝送し、搬送ベルトの回転により被記録媒体を搬送させながら吐出ヘッドを逐次移動しながらインク組成物を吐出して2400dpiの描画解像力で画像を形成した。搬送ベルトとして、金属ベルトとポリイミドフィルムを張り合わせたものを使用し、このベルトの片端付近に搬送方向に沿ってライン状のマーカーを配置し、これを搬送ベルト位置検知手段で光学的に読みとり、位置制御手段を駆動して画像形成を行った。この際、光学的ギャップ検出装置による出力により吐出ヘッドと記録媒体の距離は0.5mmに保った。また吐出の際には被記録媒体の表面電位を−1.5kVとしておき、吐出をおこなう際には+500Vのパルス電圧を印加し(パルス巾50μsec)、15kHzの駆動周波数で画像形成を行った。
得られたグレースケール画像記録物(印刷物)は、筋ムラ、インクのにじみがなく極めて鮮明な画像であった。画像形成不良等は全く見られず、また外気温の変化、記録時間の増加によってもドット径変化等による画像劣化は全く見られず、良好な画像形成が可能であった。
<混練物均一性>
構成素材の溶融混練後、複合物の表面状態を目視にて評価した。
<粒子径>
遠心沈降法(測定装置CAPA700堀場製作所製)により体積平均粒子径を測定した。
<色材被覆性>
得られたインク組成物における荷電粒子のSEM写真から、表面の状態を目視評価した。
<描画性>
先のインクジェット記録により得られた画像を、顕微鏡により観察し、滲み具合を目視評価した。
[比較例1]
実施例1において、添加溶剤であるn−オクタンを加えず、その他の使用素材、インク作成処方、評価方法は実施例1と同様にして検討を実施した。
実施例1および比較例1の結果を下記表1に示す。
Figure 2006169387
*1 |被覆剤SP値−添加溶剤SP値|
*2 体積平均粒子直径の1/5以下に相当する粒子直径の粒子の割合
混練物均一性
○:均一
△:やや不均一
×:不均一
色材被覆性
○:完全に被覆されている(表面がなめらか)
△:一部色材が露出(表面に少し凹凸が見られる)
×:色材がほとんど露出(表面が凹凸)
描画性
○:滲みなし
△:若干滲み発生
×:滲み発生
実施例1では溶剤を添加することで、溶融混練時の被覆剤流動性および顔料と被覆剤の相互作用が向上し、顔料と被覆剤が十分均一に混合することで、均一性の高い混練物が得られ、この混練物を用い、分散したインク粒子は、粒度分布が狭く、色材が完全に被覆されているため、インク粒子における色材由来の悪影響(粘度上昇、詰まり、インク粒子荷電低下等)がなく、インクジェット描画においても、十分な描画性を示した。
一方、比較例1では、溶剤を添加していないため、混練時に、十分に顔料と被覆剤の複合化がおこなわれず、混練物の状態も不均一で、粉体状のものが残存していることが観察された。この混練物を用い、分散したインク粒子は、色材が完全に被覆されていないため、インク粒子における色材由来の悪影響(粘度上昇、詰まり、インク粒子荷電低下等)があり、粒度分布が広く、インクジェット描画において十分な描画性が得られなかった。
[実施例2〜7]
溶剤として下記表2に示すものを用いたこと以外は、実施例1同様な方法にて、表2に示す条件にてインク組成物を作成し、各種評価を実施した。結果を表2に示す。
Figure 2006169387
実施例1−7では溶剤を添加することで、溶融混練時の被覆剤流動性および顔料と被覆剤の相互作用が向上し、顔料と被覆剤が十分均一に混合することで、均一性の高い混練物が得られ、この混練物を用い、分散したインク粒子は、粒度分布が狭く、色材が完全に被覆されているため、インク粒子における色材由来の悪影響(粘度上昇、詰まり、インク粒子荷電低下等)がなく、インクジェット描画においても、十分な描画性を示した。
本発明に用いるインクジェット印刷装置の一例を模式的に示す全体構成図である。 本発明のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である(判りやすくするために、各吐出部でのガード電極のエッジは描いていない)。 図2に示す、インクジェットヘッドの吐出部の使用数が多いときの荷電粒子の分布状態を示す側面断面図である(図2の矢視X−Xに相当)。
符号の説明
G 飛翔したインク滴
P 被記録媒体
Q インク流
R 荷電粒子
1 インクジェット記録装置
2、2Y、2M、2C、2K 吐出ヘッド
3 インク循環系
4 ヘッドドライバ
5 位置制御手段
6A、6B、6C 搬送ベルト張架ローラ
7 搬送ベルト
8 搬送ベルト位置検知手段
9 静電吸着手段
10 除電手段
11 力学的手段
12 フィードローラ
13 ガイド
14 画像定着手段
15 ガイド
16 被記録媒体位置検知手段
17 排出ファン
18 溶媒蒸気吸着材
38 インクガイド
40 支持棒部
42 インクメニスカス
44 絶縁層
46 第1吐出電極
48 絶縁層
50 ガード電極
52 絶縁層
56 第2吐出電極
58 絶縁層
62 浮遊導電板
64 被覆膜
66 絶縁部材
70 インクジェットヘッド
72 インク流路
74 基板
75、75A、75B 開口
76、76A、76B 吐出部
78 吐出部

Claims (5)

  1. 色材および被覆剤を溶融混練する工程、乾式粉砕する工程、および分散媒中で湿式分散する工程を順次含み、少なくとも前記色材および被覆剤を含む荷電粒子を含有するインク組成物を製造する方法であって、前記溶融混練する工程が、溶剤の存在下で行われることを特徴とするインク組成物の製造方法。
  2. 前記溶剤の溶解パラメーター(SP値)と前記被覆剤の溶解パラメーター(SP値)との差が2(MPa)1/2以上であることを特徴とする請求項1に記載のインク組成物の製造方法。
  3. 前記溶剤の沸点が溶融混練温度以上であり、かつ融点が溶融混練温度未満であることを特徴とする請求項1または2に記載のインク組成物の製造方法。
  4. 少なくとも色材および被覆剤を含む荷電粒子が機械的メディア分散方法により作成され、遠心沈降法(CAPA700/堀場製作所製)での体積平均粒子直径の1/5以下に相当する粒子直径の粒子が1%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインク組成物の製造方法。
  5. 静電界を利用したインクジェット記録方式で、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法によって得られるインク組成物をインク滴として飛翔させるインクジェット記録方法。
JP2004364256A 2004-12-16 2004-12-16 インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法 Pending JP2006169387A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004364256A JP2006169387A (ja) 2004-12-16 2004-12-16 インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004364256A JP2006169387A (ja) 2004-12-16 2004-12-16 インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006169387A true JP2006169387A (ja) 2006-06-29

Family

ID=36670484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004364256A Pending JP2006169387A (ja) 2004-12-16 2004-12-16 インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006169387A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006152165A (ja) インク組成物の製造方法
JP4388782B2 (ja) インクジェット記録方法
JP2005068293A (ja) インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2005103958A (ja) インクジェット記録方法
JP2005015770A (ja) インクジェット記録用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006152109A (ja) インク組成物およびインクジェット記録方法
JP4654023B2 (ja) インクジェット記録方法
JP2005344072A (ja) 粒子、粒子の製造方法およびインク組成物
JP2006316226A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006169387A (ja) インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法
JP2006083324A (ja) インク組成物の製造方法
JP2006206789A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006152163A (ja) インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006233001A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006249246A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006307111A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006321849A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006225553A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006182897A (ja) インクジェット記録用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2005082680A (ja) インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006002078A (ja) インク組成物の製造方法およびインクジェット記録方法
JP2006199820A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2005255869A (ja) インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006225554A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2006335820A (ja) 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060327

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061124