JP2008000976A - インクジェット記録用インクセット及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも画像を形成するための少なくとも一種の記録液と、前記記録液と組成が異なる少なくとも一種の処理液とから構成されるインクセットであって、前記記録液が2官能以下の重合性化合物を含有し、かつ、前記処理液が3官能以上の重合性化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録用インクセット。
【選択図】なし
Description
また、水と共に反応性モノマーや着色剤等を含有するインク組成物と凝集物を生じさせる凝集剤を含有する凝集溶液とを用い、記録媒体上に前記凝集溶液を付着させた後に前記インク組成物を付着させることが記載されたものがある(例えば、特許文献5参照)。さらに、光重合開始剤を含有する反応液を全面付与した後にモノマー含有のインク組成物を付与し、紫外線照射を行なうことが記載されたものもある(例えば、特許文献6参照)。
また、インクジェット記録においては、高粘度のインク液を吐出することが難しく、インク液中に多官能の重合性化合物を含有させることが困難であり、従って逆に単官能等の重合性化合物を用いてインク液を構成しようとすると、形成された画像面の膜強度が不充分となりやすい。
<1> 少なくとも画像を形成するための少なくとも一種の記録液と、前記記録液と組成が異なる少なくとも一種の処理液とから構成されるインクセットであって、前記記録液が2官能以下の重合性化合物を含有し、かつ、前記処理液が3官能以上の重合性化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録用インクセットである。
<2> 前記2官能以下の重合性化合物の前記記録液中における含有量が50質量%以上である<1>に記載のインクジェット記録用インクセットである。
<4> 前記記録液が、着色剤を更に含む<1>〜<3>のいずれか一つに記載のインクジェット記録用インクセットである。
<6> <1>〜<5>のいずれか一つに記載のインクジェット記録用インクセットを用い、前記処理液を前記記録液の打滴前に、前記記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め被記録媒体に付与しておくことを特徴とするインクジェット記録方法である。
<8> 前記重なり部分における重なり率が10%以上90%以下である<7>に記載のインクジェット記録方法である。
<10> 前記記録液の打滴までの間は前記処理液を液体状に保持する<6>〜<9>のいずれか一つに記載のインクジェット記録方法である。
≪インクジェット記録用インクセット≫
本発明のインクジェット記録用インクセットは、少なくとも画像を形成するための少なくとも一種の記録液と、前記記録液と組成が異なる少なくとも一種の処理液とから構成される。
該記録液は、少なくとも2官能以下の重合性化合物を含んでなり、好ましくは着色剤を含んでなる。更に必要に応じて、重合開始剤、増感色素、共増感剤、その他成分を用いて構成することができる。
尚、第1の液滴a1及び液滴a2については、後述のインクジェット記録方法の説明で詳述する。
該処理液は、少なくとも3官能以上の重合性化合物を含んでなる。更に必要に応じて、重合開始剤、増感色素、共増感剤、その他成分を用いて構成することができる。
尚、本明細書中では、記録液又は処理液を、単に「インク組成物」ということがある。
本発明のインクセットは、前記記録液が2官能以下の重合性化合物を含有し、かつ、前記処理液が3官能以上の重合性化合物を含有して構成されたものである。
ここで、記録液中に含有する2官能以下の重合性化合物、及び、処理液中に含有される3官能以上の重合性化合物としては、以下に列挙する化合物の中から少なくとも1種を適宜選択することができる。
重合性化合物は反応速度や、インク物性、硬化膜物性等を調整する目的で1種または複数を混合して用いることができる。
本発明に用いうる単官能エポキシ化合物の例としては、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、1,2−ブチレンオキサイド、1,3−ブタジエンモノオキサイド、1,2−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、3−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。
これらのエポキシ化合物のなかでも、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが、硬化速度に優れるという観点から好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。
ビニルエーテル化合物としては、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性、被記録媒体との密着性、形成された画像の表面硬度などの観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。
本発明のインク組成物に使用しうるオキセタン環を有する化合物としては、その構造内にオキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、インク組成物の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となり、また、硬化後のインクの被記録媒体との高い密着性を得ることができる。
本発明で使用するオキセタン化合物のなかでも、インク組成物の粘度と粘着性の観点から、オキセタン環を1〜2個有する化合物を使用することが好ましい。
ラジカル重合性モノマーとしては、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、芳香族ビニル類、等が挙げられる。なお、本明細書において「アクリレート」、「メタクリレート」の双方或いはいずれかを指す場合「(メタ)アクリレート」と、「アクリル」、「メタクリル」の双方或いはいずれかを指す場合「(メタ)アクリル」と、それぞれ記載することがある。
単官能(メタ)アクリレートとしては、ヘキシル基(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、tert−オクチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトシキメチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、アルコキシメチル(メタ)アクリレート、アルコキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2Hパーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
4官能の(メタ)アクリレートの具体例として、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(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、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
5官能の(メタ)アクリレートの具体例として、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
6官能の(メタ)アクリレートの具体例として、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
本発明において記録液に含まれる2官能以下の重合性化合物の好ましい例について以下説明する。本発明において2官能以下の重合性化合物としては比較的安価に入手可能である点から、ラジカル系化合物が好ましい。
2官能以下の重合性化合物としては、単官能の重合性化合物と2官能の重合性化合物とが挙げられるが、これらのうち、形成される画像面の膜強度向上の観点からは、2官能の重合性化合物が好ましい。
前記2官能の重合性化合物としては、アクリレートが好ましく、具体的には1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、ブチルエチルプロパンジオールアクリレート、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジアクリレート、ポリエチレングルコールジアクリレート、オリゴエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、2−エチル−2−ブチル−ブタンジオールジアクリレートが好ましく、エチレングリコールジアクリレート、2−エチル−2−ブチル−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、1,10−デカンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、ブチルエチルプロパンジオールアクリレートがより好ましい。
なお、2官能以下の重合性化合物として2種以上の化合物を併用する場合には、ここにいう含有量は、各化合物の含有量の合計を意味する。
前記処理液に含まれる、前記3官能以上の重合性化合物の好ましい例について以下説明する。
前記3官能以上の重合性化合物としては、3官能、4官能、5官能及び6官能以上の重合性化合物が挙げられるが、膜強度向上の観点からは、4官能以上の重合性化合物が好ましい。
なお、3官能以上の重合性化合物として2種以上の化合物を併用する場合には、ここにいう含有量は、各化合物の含有量の合計を意味する。
上記重合性化合物のうち、前記記録液に含まれる2官能以下の重合性化合物が、2官能の重合性化合物と単官能の重合性化合物の混合物、若しくは2官能の重合性化合物のみから選択され、前記処理液に含まれる3官能以上の重合性化合物が、6官能の重合性化合物を少なくとも含有する組み合わせから選択される組み合わせが好ましく、前記記録液に含まれる2官能以下の重合性化合物が、2官能の重合性化合物と単官能の重合性化合物の混合物であり、前記処理液に含まれる3官能以上の重合性化合物が、6官能の重合性化合物を少なくとも含有する組み合わせから選択される組み合わせが特に好ましい。
記録液及び処理液は、着色剤の少なくとも一種を用いて好適に構成することができ、好ましくは少なくとも記録液に用いて構成される。なお、着色剤は、記録液以外に、処理液やその他の液体に含有してもよい。
〜油溶性染料〜
油溶性染料としては、特に制限はなく、任意のものを選択して使用することができる。以下、油溶性染料を色相別に例示する。
イエロー染料としては、例えば、カップリング成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類、ピラゾロン類、ピリドン類、開鎖型活性メチレン化合物類を有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料;カップリング成分として開鎖型活性メチレン化合物類を有するアゾメチン染料;ベンジリデン染料やモノメチンオキソノール染料等のようなメチン染料;ナフトキノン染料、アントラキノン染料等のようなキノン系染料などが挙げられ、その他の染料種として、キノフタロン染料、ニトロ・ニトロソ染料、アクリジン染料、アクリジノン染料等を挙げることができる。
着色剤として、複数の液の混合時に凝集が生じやすい点で、顔料を用いる態様も好ましい。顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用できるが、黒色顔料としては、カーボンブラック顔料等が好ましく挙げられる。また、一般には黒色、並びにシアン、マゼンタ、及びイエローの3原色の顔料が用いられるが、その他の色相、例えば、赤、緑、青、茶、白等の色相を有する顔料や金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料なども目的に応じて用いることができる。
本発明においては、2種類以上の有機顔料又は有機顔料の固溶体を組み合わせて用いることもできる。
着色剤の分散を行う際には、市販の分散剤を利用することができる。分散剤としては高分子分散剤が好ましく、高分子分散剤としては、efka社の4000シリーズ等の高分子分散剤、Zeneca社のSolsperseシリーズ、BYK−chemie社のdisperbykシリーズ等が挙げられる。また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤および分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。
本発明における記録液及び/又は処理液には、ラジカル重合、若しくは、カチオン重合の重合開始剤を含有することが好ましく、光重合開始剤を含有することが特に好ましい。
本発明における重合開始剤は光の作用、または、増感色素の電子励起状態との相互作用を経て、化学変化を生じ、ラジカル、酸および塩基のうちの少なくともいずれか1種を生成する化合物であり、中でも、露光という簡便な手段で重合開始させることができるという観点から前記光ラジカル発生剤、又は光酸発生剤であることが好ましい。
光重合開始剤は、照射される活性光線、例えば、400〜200nmの紫外線、遠紫外線、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームなどに感度を有するものを適宜選択して使用することができる。
前記(g)アジニウム塩化合物の例としては、特開昭63−138345号、特開昭63−142345号、特開昭63−142346号、特開昭63−143537号ならびに特公昭46−42363号各公報記載のN−O結合を有する化合物群を挙げることができる。
前記チタノセン化合物の具体例としては、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4−ジフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4−ジフルオロフェニ−1−イル、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピリ−1−イル)フェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ビス〔2,6−ジフルオロ−3−(メチルスルホンアミド)フェニル〕チタン、ビス(シクロペンタジエニル)ビス〔2,6−ジフルオロ−3−(N−ブチルビアロイル−アミノ)フェニル〕チタン等を挙げることができる。
インク組成物中の重合開始剤の含有量は、インク組成物の全固形分換算で、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
本発明においては、光重合開始剤の感度を向上させる目的で、増感色素を添加してもよい。好ましい増感色素の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン)。
式(X)中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立にアリール基を表し、−L3−による結合を介して連結している。ここでL3は−O−または−S−を表す。また、Wは一般式(IX)に示したものと同義である。
式(XI)中、A2は硫黄原子またはNR59を表し、L4は隣接するA2及び炭素原子と共同して色素の塩基性核を形成する非金属原子団を表し、R53、R54、R55、R56、R57及びR58はそれぞれ独立に一価の非金属原子団の基を表し、R59はアルキル基またはアリール基を表す。
式(XIII)中、R66は置換基を有してもよい芳香族環またはヘテロ環を表し、A5は酸素原子、硫黄原子または−NR67−を表す。R64、R65及びR67はそれぞれ独立に水素原子または一価の非金属原子団を表し、R67とR64、及びR65とR67はそれぞれ互いに脂肪族性または芳香族性の環を形成するため結合することができる。
さらに本発明における記録液及び/又は処理液には、感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合阻害を抑制する等の作用を有する公知の化合物を共増感剤として加えてもよい。
このような共増感剤の例としては、アミン類、例えばM.R.Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
また別の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)、特開平6−250387号公報記載のリン化合物(ジエチルホスファイト等)、特開平8−65779号公報記載のSi−H、Ge−H化合物等が挙げられる。
上記した成分以外に、公知の添加剤などを目的に応じて併用することができる。
〜貯蔵安定剤〜
本発明における記録液及び処理液(好ましくは記録液に)には、保存中における好ましくない重合を抑制する目的で、貯蔵安定剤を添加することができる。貯蔵安定剤は、重合性化合物と共存させて用いることが好ましく、また、含有する液滴又は液体あるいは共存の他成分に可溶性のものを用いることが好ましい。
導電性塩類は、導電性を向上させる固体の化合物である。本発明においては、保存時に析出する懸念が大きいために実質的に使用しないことが好ましいが、導電性塩類の溶解性を上げたり、液体成分に溶解性の高いものを用いたりすることで溶解性が良い場合には、適当量添加してもよい。
前記導電性塩類の例としては、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などが挙げられる。
本発明における記録液及び処理液は、公知の溶剤を含んでもよい。溶剤としては、液(インク)の極性や粘度、表面張力、着色材料の溶解性・分散性の向上、導電性の調整、及び印字性能の調整などの目的で使用できる。
なお、溶剤は、非水溶性の液体であって水性溶媒を含有しないことが、速乾性及び線幅の均一な高画質画像を記録する点で好ましいことから、中でも高沸点有機溶媒を用いた構成とするのが望ましい。
さらに、ポリマー、表面張力調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、pH調整剤等の公知の添加剤を併用することができる。
表面張力調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、pH調整剤に関しては、公知の化合物を適宜選択して用いればよいが、具体的には例えば、特開2001−181549号公報に記載されている添加剤などを用いることができる。
前記1組の化合物の反応例としては、酸/塩基反応、カルボン酸/アミド基含有化合物による水素結合反応、ボロン酸/ジオールに代表される架橋反応、カチオン/アニオンによる静電的相互作用による反応等が挙げられる。
(sp値)
sp値は、種々の溶剤、溶質に対して定義されるものであり、溶剤/溶剤間、溶剤/溶質間における溶けやすさを示す値である。この値は、溶剤と溶剤とが混ざり合う場合、溶剤に溶質が溶ける場合のエネルギーの変化から算出されるものであり、本発明で用いたsp値は、具体的には、東北大学 R.L.smithによるsp値計算プログラムにより計算して得られるものである。計算に際しては、25℃を基準とし、炭素原子を含まない化合物を除き、ポリマーやポリエチレン鎖等の構成単位については結合手を持つ飽和の繰り返し単位(例えばスチレンの場合は−CH2−CH(C6H5)−)とし、水(H2O)は47.8として計算される。
sp値が35以下であると、処理液は、例えば後述するように記録液(液滴a1、液滴a2・・・)との間の親和性が増大し、第1の液滴a1及び液滴a2を互いに重なり部分を有して付与したときの液滴同士の合一を抑止でき、画像の滲み及び画像中の細線などの線幅バラツキの発生を効果的に防止することができる。
sp値の調整は、前記重合性化合物などを用いて好適に調整が可能である。
本発明のインクジェット記録用インクセットに含まれる記録液と処理液とは、被記録媒体上に目的の大きさの記録液ドットを形成する観点から、処理液は界面活性剤を含有することが好ましく、下記の条件(A)、(B)、及び(C)の全てを満たすことが好ましい。
(A)処理液の表面張力は、インクジェット記録用インクセットに含まれるいずれかの記録液の表面張力よりも小さい。
(B)処理液に含まれる界面活性剤のうち少なくとも1種類は、
γs(0)−γs(飽和)>1mN/m
の関係を満たす。
(C)処理液の表面張力は、
γs<(γs(0)+γs(飽和)最大)/2
の関係を満たす。
本発明において、前述の通り、被記録媒体上に目的の大きさの記録液ドットを形成するためには、処理液の表面張力γsは、インクジェット記録用インクセットに含まれるいずれかの記録液の表面張力γkよりも小さくすることが好ましい。
さらに、着滴から露光までの間の記録液ドットの拡大をより効果的に防ぐ観点から、γs<γk−3(mN/m)がより好ましく、γs<γk−5(mN/m)が特に好ましい。
また、フルカラーの画像を印字する場合は、画像の鮮鋭性を向上させる観点から、処理液の表面張力γsは、少なくとも視感度の高い着色剤を含有する記録液の表面張力よりも小さくすることが好ましく、インクジェット記録用インクセットに含まれる全ての記録液の表面張力より小さいことがより好ましい。なお、ここで視感度の高い着色剤とは、マゼンタ、または、ブラック、または、シアンの色を呈する着色剤が挙げられる。
また、記録液の表面張力γkと処理液の表面張力γsとの値が上記の関係を満たしていても、両者の値が15mN/m未満であるとインクジェット打滴時に液滴の形成が困難になり不吐出が生じる場合がある。一方、50mN/mを超えると、インクジェットヘッドとの濡れ性が悪くなり不吐出の問題が生じる場合がある。したがって、吐出適正の観点から、記録液の表面張力γkと処理液の表面張力γsとは、15mN/m以上50mN/m以下が好ましく、18mN/m以上40mN/m以下がより好ましく、20mN/m以上38mN/m以下が特に好ましい。
ここで、前記表面張力は、一般的に用いられる表面張力計(例えば、協和界面科学(株)製、表面張力計CBVP−Z等)を用いて、ウィルヘルミー法で液温20℃、60%RHにて測定した値である。
本発明において、被記録媒体上に目的の大きさのインクドットを形成するためには、処理液は少なくとも1種類以上の界面活性剤を含有することが好ましい。なお、この場合は、処理液に含まれる界面活性剤のうち少なくとも1種類は、下記の条件(B)を満たすことが好ましい。
γs(0)−γs(飽和)>1mN/m …条件(B)
さらに、処理液の表面張力は、下記の条件(C)の関係を満たすことが好ましい。
γs<(γs(0)+γs(飽和)最大)/2 …条件(C)
例えば、処理液(例1)を構成する成分が、高沸点溶媒(フタル酸ジエチル、和光純薬工業(株)製)、重合開始剤(TPO−L、下記の開始剤−1)、フッ素系界面活性剤(メガファック F475、大日本インキ化学工業(株)製)、炭化水素系界面活性剤(スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム)とした場合、γs(0)、γs(飽和)1(フッ素系界面活性剤を添加した時)、γs(飽和)2(炭化水素系界面活性剤を添加した時)、γs(飽和)、および、γs(飽和)最大は、下記の通りとなる。
以上より、それらを纏めると下記のようになる。
γs(0)=36.7mN/m
γs(飽和)1=20.2mN/m(フッ素系界面活性剤を添加した時)
γs(飽和)2=30.5mN/m(炭化水素系界面活性剤を添加した時)
γs(飽和)最大=30.5mN/m
γs<(γs(0)+γs(飽和)最大)/2=33.6mN/m
の関係を満たすことが好ましい。
なお、前記条件(C)については、着滴から露光までの間のインク滴の拡大をより効果的に防ぐ観点から、処理液の表面張力としては、
γs<γs(0)−3×{γs(0)− γs(飽和)}/4
の関係を満たすことがより好ましく、
γs≦γs(飽和)
の関係を満たすことが特に好ましい。
本発明においては、前述の通り、被記録媒体上に目的の大きさのインクドットを形成するためには、処理液は少なくとも1種類の界面活性剤を含有することが好ましい。
本発明でいう界面活性剤は、ヘキサン、シクロヘキサン、p−キシレン、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ブチルカルビトール、シクロヘキサノン、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソプロパノール、メタノール、水、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質であり、好ましくは、ヘキサン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質であり、さらに好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質であり、特に好ましくは、イソボニルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートのうち少なくとも1種類の溶媒に対して強い表面活性を有する物質である。
−−手順−−
上記に列挙した溶媒から1種類の溶媒を選択し、該溶媒の表面張力γ(0)溶媒を測定する。前記γ(0)溶媒を求めた溶媒と同じ液に該化合物を添加し、該化合物の濃度を0.01質量%づつ増加させ、表面張力の変化が0.01mN/m以下になったときの溶液の表面張力γ(飽和)溶媒を測定する。前記γ(0)溶媒と前記γ(飽和)溶媒の関係が、
γ(0)溶媒 − γ(飽和)溶媒 > 1 mN/m
であれば、該化合物は該溶媒に対して強い表面活性を有する物質であると判断する。
本発明のインクジェット記録方法は、前述のインクジェット記録用インクセットを用い、前記処理液を前記記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め被記録媒体に付与しておくものである。ここで、前記記録液を少なくとも第1の液滴a1及び液滴a2にて、前記液滴a1と前記液滴a2とを重なり部分をもって打滴することで所望の画像を記録する態様が好ましい。
本発明において、第1の液滴a1及び液滴a2は、単一の記録液を用いてインク吐出口から、単一の記録液を用いて打滴される液滴a1、a2、a3、・・・axにおける液滴であって重なり合って打滴されるものを意味する。打滴が同時である液滴であってもよいし、先行打滴と後続打滴の関係である先行液滴と後続液滴であってもよく、先行液滴と後続液滴であることが好ましい。
塗布装置を用いて、処理液を被記録媒体上に塗布し、その後に液滴a1及び液滴a2(記録液)をインクジェットノズルにより打滴することによって、画像記録する態様は好適である。
また、インクジェットノズルは、特に制限はなく、公知のノズルから目的等に応じて適宜選択することができる。なお、インクジェット記録方式については後述する。
インクジェットノズルによって処理液を液滴b1、液滴b2、液滴b3、・・・液滴bxにて噴射し、その後に第1の液滴a1、液滴a2、液滴a3、・・・液滴ax(記録液)をインクジェットノズルにより打滴することによって、画像記録する態様は好適である。インクジェットノズルについては、前記同様である。
本発明においては、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式、等の公知の方式が好適である。
なお、インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
中でも、重なり率は、20%以上80%以下であるのが好ましく、30%以上70%以下であるのが好ましい。
また、処理液についても液滴サイズは記録液と同様の範囲が好ましい。
エネルギーの付与は、活性光の照射、又は加熱によって好適に行なうことができる。
硬化反応に必要なエネルギー量は、重合開始剤の種類や含有量などによって異なるが、一般には1〜500mJ/cm2程度である。
加熱は、非接触型の加熱手段を使用して行なうことができ、オーブン等の加熱炉内を通過させる加熱手段や、紫外光〜可視光〜赤外光等の全面露光による加熱手段等が好適である。加熱手段としての露光に好適な光源としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、タングステンランプ、カーボンアーク灯、水銀灯等が挙げられる。
すなわち、前記記録液の打滴までの間は前記処理液を液体状に保持するのが好ましい態様である。
好ましくは、前記「液体状」は、記録液を打滴するときの粘度(25℃)が100mPa以上10000mPa以下である状態である。粘度(25℃)は、前記増粘過程を経た後、10分経過後の処理液を掻き集め、25℃に保ってラボ用ハンディ型デジタル粘度計ビスコスティック(マルヤス工業(株)製)により測定されるものである。
本発明のインクジェット記録方法においては、被記録媒体として、浸透性の記録媒体、非浸透性の記録媒体、及び緩浸透性の記録媒体のいずれも使用することができる。中でも、本発明の効果がより顕著に奏される観点から、非浸透性ないし緩浸透性の記録媒体が好ましい。
非浸透性ないし緩浸透性の記録媒体としては、例えば、アート紙、合成樹脂、ゴム、樹脂コート紙、ガラス、金属、陶器、木材等が挙げられる。また、機能付加の目的で、これら材質を複数組み合わせて複合化した基材も使用できる。
<顔料分散物の調製>
PB15:3(IRGALITE BLUE GLO;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)16g、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDODA;ダイセル・サイテック(株)製)48g、及びBYK−168(ビックケミー社製)16gを混合し、スターラーで1時間攪拌した。攪拌後の混合物をアイガーミルにて分散し、顔料分散物P−1を得た。
ここで、分散条件は、直径0.65mmのジルコニアビーズを70%の充填率で充填し、周速を9m/sとし、分散時間1時間とした。
下記組成の成分を攪拌混合し溶解して、インクジェット記録用液体I−1を調製した。該液体I−1のsp値は20、表面張力は32mN/mであった。
〈組成〉
・上記の顔料分散物P−1 ・・・ 3.75g
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート(2官能の重合性化合物)・・・11.25g
(HDODA;ダイセル・サイテック(株)製)
下記組成の成分を攪拌混合し溶解して、インクジェット記録用インクの液体II−1を調製した。該液体II−1のsp値は20であり、表面張力は23mN/mであった。
〈組成〉
・1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(2官能の重合性化合物)・・・11.7g
(HDODA;ダイセル・サイテック(株)製)
・下記重合開始剤Irg907 ・・・ 1.5g
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
・下記増感色素ダロキュアITX ・・・ 0.75g
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
・下記共増感剤ダロキュアEDB ・・・ 0.75g
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
・メガファックF475 ・・・ 0.3g
(大日本インキ化学工業(株)製)
下記組成の成分を攪拌混合し溶解して、比較用インクジェット記録用液体I−0を調製した。該液体I−0のsp値は20であり、表面張力は32mN/mであった。
〈組成〉
・上記の顔料分散物P−1 ・・・3.75g
・1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(2官能の重合性化合物)・・・11.7g
(HDODA;ダイセル・サイテック(株)製)
・上記重合開始剤Irg907 ・・・ 1.5g
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
・上記増感色素ダロキュアITX ・・・0.75g
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
・上記共増感剤ダロキュアEDB ・・・0.75g
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
調製したインクジェット記録用液体I−1をインクジェットプリンタ(東芝テックヘッド(CA3)搭載冶具:打滴周波数:4.8KHz、ノズル数:318、ノズル密度150npi(ノズル パー インチ)ドロップサイズ6pl〜42plまで7段階に可変、のヘッドを2つ配列し、300npiにしたヘッドセットを4組搭載)に装填した。ヘッドは機体に固定して、ヘッドの直下を被記録媒体が移動可能な構造に構成すると共に、インクジェット記録用液体I−1が装填されたヘッドに対して被記録媒体の進行方向に15cm離した位置にメタルハライドランプを設置した実験機を作製した。被記録媒体の搬送はロール搬送とした。
このとき、被記録媒体としては、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ(株)製;以下、PETシートという。)を用いた。
った。
尚、上記で調製した各液について、「I−」の液をI液(記録液)、「II−」の液をII液(処理液)という。
−1.ライン品質の評価−
幅100μmで、点と点の間隔が84μmのライン状に描画された画像のラインの品質を、顕微鏡による50倍拡大写真を目視で判断し、下記評価基準にしたがって評価した。但し、比較インク液I−0は1液のみをライン状に打滴した。
〈評価基準〉
A :ドット形状が保持され、均質なライン形状が得られた。
B :各ドットの独立性がなく、隣接する液滴間の合一による線幅の乱れがところどころに認められた。
C :各ドットの独立性がなく、隣接する液滴間の合一による線幅の乱れが全体的に認められた。
均一描画された画像面について、手動型鉛筆引掻き試験機(井元製作所社製、鉛筆はMITSU−BISHI/uni鉛筆引掻き値試験用)を用いて、引っ掻いたときのインク硬化膜の破断の有無を観察して、鉛筆強度(膜強度)の評価を行った。
芯の種類としては、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6Hの14種類を用いた。
評価条件はJIS K 5600−5−4に基づいて行った。
評価基準は以下の通りである。
〈評価基準〉
A:5H以上で破断がなかった。
B:HB以上で破断がなかった。
C:HB以下で破断があった。
紫外線の照射直後、画像面(記録面)を指で触り、下記評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
A:ベタツキはなかった。
B:若干ベタツキが認められた。
C:著しくベタツキが認められた。
ライン状の画像が記録された被記録媒体について、紫外線照射後30分経過した後の画像を消しゴムで10往復擦ったときの変化を観察し、下記評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
A:擦過による濃度低下は全くなかった。
B:擦過による濃度低下が僅かに認められた。
C:擦過による濃度低下が著しく認められた。
PETシート上にライン状の画像を記録して、ウェザーメーター(アトラスC.I65)を用いてキセノン光(85,000Lux)を1週間照射し、照射前後の濃度をマイクロデンシトメーター(機種名:MICRO−PHOTOMETER MPM−No.172、メーカー名:ユニオン オプティカル(株)製)にて測定して色素残存率〔%〕を求め、下記評価基準にしたがって5段階評価した。なお、耐光性の評価はPETシート上の画像のみについて行った。
〈評価基準〉
A:色素残存率が90%以上であった。
B:色素残存率が89〜80%であった。
C:色素残存率が79〜70%であった。
D:色素残存率が69〜50%であった。
E:色素残存率が49%未満であった。
PETシート上にライン状の画像を記録して、オゾン濃度5.0ppm条件下に1週間保存し、保存前後での画像の濃度をマイクロデンシトメーター(機種名:MICRO−PHOTOMETER MPM−No.172、メーカー名:ユニオン オプティカル(株)製)にて測定して色素残存率(%)を求め、下記評価基準にしたがって5段階評価した。なお、耐オゾン性の評価はPETシート上の画像のみについて行った。
〈評価基準〉
A:色素残存率が90%以上であった。
B:色素残存率が89〜80%であった。
C:色素残存率が79〜70%であった。
D:色素残存率が69〜50%であった。
E:色素残存率が49%未満であった。
これに対し、比較インクI−0を用い、1液系とした比較例では、ライン品質に劣っていた。また、3官能以上の重合性化合物を含有しない処理液(液体II−1)を用いた比較例のインクセットでは、形成された画像面の鉛筆強度が不充分であった。
以上より、画像形成に関与しない処理液に3官能以上の重合性化合物を用い、その上に、2官能以下の重合性化合物を含む、画像形成に関与する記録液をインクジェットヘッドより供給することにより、鉛筆強度(膜強度)が充分で、ライン品質も良好な画像を形成できることがわかった。
また、記録液に3官能以上の重合性化合物を使用した系では、描画時に吐出不良を生じることがあり、ライン品質の点で劣っていた。
Claims (11)
- 少なくとも画像を形成するための少なくとも一種の記録液と、前記記録液と組成が異なる少なくとも一種の処理液とから構成されるインクセットであって、前記記録液が2官能以下の重合性化合物を含有し、かつ、前記処理液が3官能以上の重合性化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録用インクセット。
- 前記2官能以下の重合性化合物の前記記録液中における含有量が50質量%以上である請求項1に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記3官能以上の重合性化合物の前記処理液中における含有量が50質量%以上である請求項1又は2に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記記録液が、着色剤を更に含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 前記処理液は、着色剤を含有しない、又は着色剤の含有量が該処理液の全質量の1質量%未満である請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセット。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用インクセットを用い、前記処理液を前記記録液の打滴前に、前記記録液で形成される画像と同一もしくは該画像よりも広い範囲に予め被記録媒体に付与しておくことを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記記録液を少なくとも第1の液滴a1及び液滴a2にて、前記液滴a1と前記液滴a2とを重なり部分をもって打滴することで前記画像を形成する請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 前記重なり部分における重なり率が10%以上90%以下である請求項7に記載のインクジェット記録方法。
- 打滴された前記記録液の液滴サイズが、0.1ピコリットル以上100ピコリットル以下である請求項6〜8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録液の打滴までの間は、前記処理液を液体状に保持する請求項6〜9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録液の打滴後、エネルギーを前記画像に与えて前記重合性化合物を重合する請求項6〜10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
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