JP2009006485A - インクジェット記録方法、および記録装置、記録物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】体積平均粒子径が40〜100nmカーボンブラックを含有する黒色インクと、シアン、マゼンタ、イエローの各顔料を含む各カラーインクよりなる記録用インクを用い、記録用メディアに前記黒色インクと前記カラーインクを併用してコンポジットブラックの黒色画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記記録用メディアが、23℃50%RHにて動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の転移量が2〜35ml/m2、かつ接触時間400msにおける純水の転移量が3〜40ml/m2であることを特徴とするインクジェット記録用インク−記録用メディアセットを用いて画像を記録する。
【選択図】図1
Description
(2)「前記記録用インクが、樹脂微粒子を含み、前記樹脂微粒子の体積平均粒径が、10〜300nmであることを特徴とする前記第(1)項に記載のインクジェット記録方」、
(3)「前記カーボンブラックの含有量(C)と前記樹脂微粒子の含有量(D)との含有量質量比(C)/(D)が、1/0.05〜1/2の範囲であることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載のインクジェット記録方法」、
(4)「前記樹脂微粒子が、アクリル系、メタアクリル系、スチレン系、ウレタン系、アクリルアミド系、ポリエステル系、ブタジエン系あるいはこれらの混合系であることを特徴とする前記第(2)項又は第(3)項に記載のインクジェット記録方法」、
(5)「前記カーボンブラックが、水不溶性ビニルポリマーによって被覆されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(6)「前記カーボンブラックが、表面に親水基を有し、前記親水基が、−COOM、−COOH、−SO3M、−SO3H、−PO3HM、−PO3M2、−PO3H2、−SO2NH2、−SO2NHCOR(ただし、式中のMは、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表す。Rは、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表す)の中から選ばれるいずれかの官能基であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(7)「前記カーボンブラックが、界面活性剤によって分散されたものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(8)「前記カーボンブラックが、表面にグラフトポリマー基を有することを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(9)「前記記録用インクが、表面にアニオン性基もしくはカチオン性基を有する高分子系分散剤を含むか、または前記カーボンブラックの表面がアニオン性基もしくはカチオン性基を有する化合物によって直接的或いは間接的に被覆されたものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(10)「前記水溶性有機溶剤が、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン及びN−ヒドロキシエチル−2−ピロリドンから選択される少なくとも1種であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(9)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(11)「前記記録用インクの25℃における粘度が、5〜20mPa・sである前記第(1)項乃至第(10)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(12)「前記記録用メディアの塗工層の固形分付着量が、0.5〜20.0g/m2、坪量が、50〜250g/m2であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(11)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(13)「前記記録用メディアへのインク付着量が1.5g/m2〜15g/m2であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(12)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法」、
(14)「前記第(1)項乃至第(13)項のいずれかに記載のインクジェット記録方法で印字され、ベタ印字部の画像濃度が2.0以上で、且つ60°における光沢度が50以上であることを特徴とするインクジェット記録物」、
(15)「前記第(14)項に記載のインクジェット記録物を得るためのインクジェット記録装置であって、前記記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置」、
(16)「前記刺激が、熱(温度)、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記第(15)項に記載のインクジェット記録装置」、
(17)「記録媒体の記録面を反転させて両面印刷可能とする反転手段を有する前記第(15)項または第(16)項に記載のインクジェット記録装置」、
(18)「前記記録用インクを飛翔させるヘッドが、インク吐出面に撥水加工処理を施したノズルプレートを有することを特徴とする前記第(15)項乃至第(17)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(19)「前記撥水加工が、PTFE-Ni共析加工、フッ素樹脂加工、シリコン樹脂加工から選ばれるいずれかの手段によることを特徴とする前記第(18)項に記載のインクジェット記録装置」、
(20)「無端状の搬送ベルトと、該搬送ベルト表面を帯電させて記録媒体を保持しながら搬送する搬送手段を有する前記第(15)項乃至第(19)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(21)「前記ヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充される前記第(18)項乃至第(20)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」により達成される。
前記記録用メディアは、支持体と、該支持体の少なくとも一方の面に塗工層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記接触時間100msでの前記インク及び純水の転移量が少なすぎると、ビーディングが発生しやすくなることがあり、多すぎると、記録後のインクドット径が所望の径よりも小さくなりすぎることがある。
動的走査吸液計で測定した接触時間400msにおける本発明の前記インクの前記記録用メディアへの転移量は、3〜50ml/m2であり、4〜40ml/m2が好ましい。
また、純水の前記記録用メディアへの転移量は、3〜40ml/m2が好ましく、4〜35ml/m2がより好ましい。
前記接触時間400msでの転移量が少なすぎると、乾燥性が不十分であるため、拍車痕が発生しやすくなることがあり、多すぎると、ブリードが発生しやすく、乾燥後の画像部の光沢が低くなりやすくなることがある。
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木材繊維主体の紙、木材繊維及び合成繊維を主体とした不織布のようなシート状物質などが挙げられる。
(1)離解は、古紙をパルパーにて機械力と薬品で処理して繊維状にほぐし、印刷インキを繊維より剥離する。
(2)除塵は、古紙に含まれる異物(プラスチックなど)及びゴミをスクリーン、クリーナー等により除去する。
(3)脱墨は、繊維より界面活性剤を用いて剥離された印刷インキをフローテーション法、又は洗浄法で系外に除去する。
(4)漂白は、酸化作用や還元作用を用いて、繊維の白色度を高める。
前記古紙パルプを混合する場合、全パルプ中の古紙パルプの混合比率は、記録後のカール対策から40%以下が好ましい。
前記塗工層は、顔料及びバインダー(結着剤)を含有してなり、更に必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有してなる。
前記無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クロライトなどが挙げられる。これらの中でも、カオリンは光沢発現性に優れており、オフセット印刷用の用紙に近い風合いとすることができる点から特に好ましい。
前記カオリンには、デラミネーテッドカオリン、焼成カオリン、表面改質等によるエンジニアードカオリン等があるが、光沢発現性を考慮すると、粒子径が2μm以下の割合が80質量%以上の粒子径分布を有するカオリンが、カオリン全体の50質量%以上を占めていることが好ましい。
前記カオリンの添加量は、前記塗工層の全顔料100質量部に対し50質量部以上が好ましい。前記添加量が50質量部未満であると、光沢度において十分な効果が得られないことがある。前記添加量の上限は特に制限はないが、カオリンの流動性、特に高せん断力下での増粘性を考慮すると、塗工適性の点から、90質量部以下がより好ましい。
前記有機顔料の添加量は、前記塗工層の全顔料100質量部に対し2〜20質量部が好ましい。前記有機顔料は、光沢発現性に優れていることと、その比重が無機顔料と比べて小さいことから、嵩高く、高光沢で、表面被覆性の良好な塗工層を得ることができる。前記添加量が2質量部未満であると、前記効果がなく、20質量部を超えると、塗工液の流動性が悪化し、塗工操業性の低下に繋がることと、コスト面からも経済的ではない。
前記有機顔料には、その形態において、密実型、中空型、ドーナツ型等があるが、光沢発現性、表面被覆性及び塗工液の流動性のバランスを鑑み、平均粒子径は0.2〜3.0μmが好ましく、より好ましくは空隙率40%以上の中空型が採用される。
前記水性樹脂としては、水溶性樹脂及び水分散性樹脂の少なくともいずれかが好適に用いられる。前記水溶性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物;ポリウレタン;ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、四級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウムの共重合体等のポリビニルピロリドンの変性物;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等セルロース;カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物;ポリエステル、ポリアクリル酸(エステル)、メラミン樹脂、又はこれらの変性物、ポリエステルとポリウレタンの共重合体等の合成樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリルアミド、酸化澱粉、燐酸エステル化澱粉、自家変性澱粉、カチオン化澱粉、又は各種変性澱粉、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、インク吸収性の観点から、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンの共重合体、などが特に好ましい。
前記水性樹脂の添加量は、前記顔料100質量部に対し、2〜100質量部が好ましく、3〜50質量部がより好ましい。前記水性樹脂の添加量は前記記録用メディアの吸液特性が所望の範囲に入るように決定される。
これらの中でも、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ポリアリルアミン塩酸塩等の低分子量のカチオン性有機化合物と他の比較的高分子量のカチオン性有機化合物、例えば、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド)等とを組み合わせて使用するのが好ましい。併用することにより、単独使用の場合よりも画像濃度を向上させ、フェザリングが更に低減される。
ここで、前記コロイド滴定法によるカチオン当量の測定に当たっては、カチオン性有機化合物を固形分で0.1質量%となるように蒸留水で希釈し、pH調整は行わないものとする。
前記多価アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビトール、ショ糖などが挙げられる。また、エチレンオキサイド付加物については、水溶性を維持できる範囲で、エチレンオキサイドの一部をプロピレンオキサイドあるいはブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドに置換したものも有効である。置換率は50%以下が好ましい。前記非イオン活性剤のHLB(親水性/親油性比)は4〜15が好ましく、7〜13がより好ましい。
前記塗工層液の付着量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、固形分で、0.5〜20g/m2が好ましく、1〜15g/m2がより好ましい。0.5g/m2未満であるとインクを十分吸収することができないためインクがあふれて文字滲みが生じてしまう。逆に20g/m2を超えると紙の風合いが損なわれ、折り曲げづらくなったり、筆記具で書き加えづらくなるなどの不具合が生じてしまう。
前記含浸又は塗布の後、必要に応じて乾燥させてもよく、この場合の乾燥の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100〜250℃程度が好ましい。
−黒色インク−
本発明に用いるカーボンブラックの種類としては、公知のカーボンブラックの製造方法で製造されたものであり、チャンネル法、オイルファーネス法、ファーネス法、アセチレンブラック法、サーマルブラック法等で製造されたものを用いることができる。
本発明で用いられるカチオン性モノマーとしては、下記に例示するモノマーの4級化された化合物である。下記モノマーを4級化するには、塩化メチル、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、エピクロルヒドリンなどを用いて常法により処理を行えばよい。モノマーとしては、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート:[CH2=C(CH3)−CONH−CH2CH2N(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート:[CH2=CH−CONH−CH2CH2N(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノアクリルアミド:[CH2=CH−CON(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノメタアクリルアミド:[CH2=C(CH3)−CON(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド:[CH2=CH−CONH−C3H6N(CH3)2]、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド:[CH2=C(CH3)−CONH−C3H6N(CH3)2]などが挙げられる。
アクリル酸アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
本発明に用いるシアン、マゼンタ、イエローの各顔料を含む各カラーインクとしては、色材を含有させたポリマー微粒子の水分散物が好適に用いられる。
前記水溶性有機溶剤としては、溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる点から、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン及びN−ヒドロキシエチル−2−ピロリドンが好適であるが、本発明の目的および効果を損なわない範囲であれば、これに限定されるものではなく、また、これらの水溶性有機溶剤は必要に応じて1種単独で使用してもよいし、2種以上併用して使用してもよい。
添加量が少なすぎると、ノズルが乾燥しやすくなり液滴の吐出不良が発生することがある。一方、添加量が多すぎると、インク粘度が高くなって適正な粘度範囲を超えてしまうことがある。
また、前記記録用インクを構成する黒色インク中の固形分(A)と水溶性有機溶剤(B)との含有量質量比が、(A)/(B)=1/8〜1/15であることが好ましく、更に好ましくは、前記黒色インク中の固形分と水溶性有機溶剤との含有量質量比を満たした上で、カラーインク中のシアン、マゼンタ、イエローの各固形分(E)と水溶性有機溶剤(F)との含有量質量比が、(E)/(F)=1/1.5〜1/3である。この組み合わせを満たさない場合は、画像品位の低下を招き、また、ノズルが乾燥しやすくなり液滴の吐出不良が発生したり、インク粘度が高くなって適正な粘度範囲を超えてしまうことがある。ここで、本発明におけるインク中の固形分量とは、主として水不溶の着色剤と樹脂微粒子を意味する。
更に、浸透性の向上を目的として、その余の炭素数7〜11のジオール化合物を用いることができる。炭素数が7未満であると、十分な浸透性が得られず、両面印刷時に記録媒体を汚したり、記録媒体上でのインクの広がりが不十分で画素の埋まりが悪くなるため、文字品位や画像濃度の低下が生じることがあり、11を超えると保存安定性が低下することがある。
前記界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤から選ばれる一種を単独、又は二種以上を混合して用いることができる。特に好ましく用いられるのはノニオン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤である。
また、本発明における記録用インクは、樹脂微粒子を含むものであることが好ましく、該樹脂微粒子は、カラーインク、黒色インクのいずれに含有させてもよく、さらに、他の例えば有機溶媒や界面活性剤に添加して用いてもよい。
前記樹脂微粒子は、ラジカル重合、乳化重合、分散重合、シード重合、懸濁重合などによって重合されたポリマーが水性媒体に分散したもので、粒径は10〜300nmが好ましく、50〜200nmがより好ましい。
該pH調製剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物;水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、等が挙げられる。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記記録用インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で
形成されたインク袋などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
インクカートリッジ(200)は、図1に示すように、インク注入口(242)からインク袋(241)内に充填され、排気した後、該インク注入口(242)は融着により閉じられる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口(243)に装置本体の針を刺して装置に供給される。
インク袋(241)は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。このインク袋(241)は、図2に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース(244)内に収容され、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
本発明のインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有してなる。
本発明のインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、刺激発生工程、制御工程等を含む。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
前記インク飛翔工程は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録する工程である。
前記インク飛翔手段は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
また、インクジェットノズルのノズル径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmが好ましい。
また、インクジェットヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充されるように構成することが好ましい。
無端状の搬送ベルトと、該搬送ベルト表面を帯電させて記録媒体を保持しながら搬送する搬送手段を有することが好ましい。この場合、帯電ローラに±1.2kV〜±2.6kVのACバイアスを加えて搬送ベルトを帯電させることが特に好ましい。
記録ヘッド(134)を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを記録用インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
そして、サブタンク(135)内の記録用インクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ(201)から所要量の記録用インクがサブタンク(135)に補給される。
エッチングで残された部分が加圧液室(2b)の隔壁(2d)となる。また、このヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて、これを流体抵抗部(2a)とした。
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部(5f)に駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)を印加することによって、駆動部(5f)に積層方向の変位が生起し、振動板(60)を介して加圧液室(2b)が加圧されて圧力が上昇し、ノズル(3a)からインク滴が吐出される。その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室(2b)内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室(2b)内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室(1b)に流入し、共通液室(1b)からインク流入口(6c)を経て流体抵抗部(2a)を通り、加圧液室(2b)内に充填される。
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)4.0g及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。次にスチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50%のポリマー溶液800gを得た。
攪拌装置、滴下装置、温度センサー、および上部に窒素導入装置を有する環流装置を取り付けた反応容器を有する自動重合反応装置(重合試験機DSL−2AS型、轟産業株式会社製)の反応容器にMEK550部を仕込み、攪拌しながら反応容器内を窒素置換した。反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら80℃に昇温させた後、滴下装置よりメタクリル酸2−ヒドロキシエチル75.0部、メタクリル酸77.0部、スチレン80.0部、メタクリル酸ブチル150.0部、アクリル酸ブチル98.0部、メタクリル酸メチル20.0部および「パーブチル(登録商標)O」(有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂株式会社製)40.0部の混合液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに同温度で15時間反応を継続させて、酸価100、重量平均分子量21,000、Tg(計算値)31℃のアニオン性基含有スチレン−アクリル系共重合体AのMEK溶液を得た。反応終了後、MEKの一部を減圧留去し、不揮発分を50%に調整した共重合体A溶液を得た。
合成例1で作成したポリマー溶液28gとカーボンブラック(MONARCH880/Cabot社製)26g、1mol/Lの水酸化カリウム溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、イオン交換水30gを十分に攪拌した後、三本ロールミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトンおよび水を留去し、固形分が20質量%の水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体を得た。
カーボンブラック(トーカブラック#7240/東海カーボン株式会社製)150gを濃度2mol/Lの過硫酸ナトリウム水溶液3L中に添加し、60℃の温度で10時間攪拌して酸化処理した。酸化したカーボンブラックは限外濾過を行い、残塩分を取り除いた。その後水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8に調整し、余剰の塩類除去するためさらに限外濾過を行い、得られた水溶液に精製水を加えて固形分を20%となるよう調整した。得られた分散体の体積平均粒径は70nmであった。
冷却用ジャケットを備えた混合槽に、カーボンブラック(#960/三菱化学株式会社製)1000gと、合成例2で得た共重合体A溶液800部、20%水酸化ナトリウム水溶液143部、MEK100部および水1957部を仕込み、攪拌、混合した。混合液を直径0.3mmのジルコニアビーズを充填した分散装置(SCミルSC100/32型、三井鉱山株式会社製)に通し、循環方式(分散装置より出た分散液を混合槽に戻す方式)により6時間分散した。分散装置の回転数は2,700回転/分とし、冷却用ジャケットには冷水を通して分散液温度が40℃以下に保たれるようにした。分散終了後、混合槽より分散原液を抜き採り、次いで水10,000部で混合槽および分散装置流路を洗浄し、分散原液と合わせて希釈分散液を得た。ガラス製蒸留装置に希釈分散液を入れ、MEKの全量と水の一部を留去した。室温まで放冷後、攪拌しながら10%塩酸を滴下してpH4.5に調整したのち、固形分をヌッチェ式濾過装置で濾過、水洗した。ケーキを容器に採り、20%水酸化カリウム水溶液200部を加えた後、ディスパ(TKホモディスパ20型、特殊機化工業株式会社製)にて分散し、さらに水を加えて不揮発分を調整して、不揮発分20%の、カーボンブラックが水酸化カリウムで中和されたカルボキシル基含有スチレン−アクリル系共重合体で被覆された複合粒子として水性媒体中に分散した水性顔料分散体を得た。
調製例1において、カーボンブラック(MONARCH880/Cabot社製)を銅フタロシアニン顔料に変更した以外は、調製例1と同様にして、青色のポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は93nmであった。
−ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製−
調製例1において、カーボンブラック(MONARCH880/Cabot社製)をC.I.ピグメントレッド122に変更した以外は、調製例1と同様にして、赤紫色のポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は127nmであった。
−モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製−
調製例1において、カーボンブラック(MONARCH880/Cabot社製)をC.I.ピグメントイエロー74に変更した以外は、調製例1と同様にして、黄色のポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は76nmであった。
−記録用メディア1の作製−
顔料としての粒子径2μm以下の割合が97質量%のクレー70質量部、平均粒子径1
.1μmの重質炭酸カルシウム30質量部、接着剤としてのガラス転移温度(Tg)が−5℃のスチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン8質量部、リン酸エステル化澱粉1質量部、及び助剤としてのステアリン酸カルシウム0.5質量部を加え、更に水を加えて固形分濃度60質量%の塗工液を調製した。
得られた塗工液を、上記作製した支持体に片面当り固形分付着量が8g/m2になるように、ブレードコーターを用いて両面に塗工し、熱風乾燥後、段スーパーカレンダー処理を行い、「記録用メディア1」を作製した。
−記録用メディア2の作製−
顔料としての粒子径2μm以下の割合が97質量%のクレー70質量部、平均粒子径1.1μmの重質炭酸カルシウム30質量部、接着剤としてのガラス転移温度(Tg)が−5℃のスチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン7質量部、リン酸エステル化澱粉0.7質量部、助剤としてのステアリン酸カルシウム0.5質量部を加え、更に水を加えて固形分濃度60質量%の塗工液を調製した。
得られた塗工液を、上記作製した支持体に片面当り固形分付着量が8g/m2になるように、ブレードコーターを用いて両面塗工し、熱風乾燥後、段スーパーカレンダー処理を行い、「記録用メディア2」を作製した。
下記処方のインク組成物を調製し、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行うことでインクを作製し、以下のようにして諸特性を評価した。
<インク組成(黒色インク組成物)>
・調製例1で得られた体積平均粒子径70nmの水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体・・・4.0質量%(固形分として)
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 28.0質量%
・グリセリン 13.0質量%
・2−ピロリドン 2.0質量%
・構造式(II)の界面活性剤 1.0質量%
・イオン交換水 45.0質量%
<インク組成(シアンインク組成物)>
・調製例1の銅フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体
15.0質量%(固形分として)
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 23.0質量%
・グリセリン 8.0質量%
・構造式(II)の界面活性剤 1.0質量%
・イオン交換水 53.0質量%
<インク組成(マゼンタインク組成物)>
・調製例1のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体
15.0質量%(固形分として)
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 23.0質量%
・グリセリン 8.0質量%
・構造式(II)の界面活性剤 1.0質量%
・イオン交換水 53.0質量%
<インク組成(イエローインク組成物)>
・調製例1のモノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体
15.0質量%(固形分として)
・3−メチル−1,3−ブタンジオール 23.0質量%
・グリセリン 8.0質量%
・構造式(II)の界面活性剤 1.0質量%
・イオン交換水 53.0質量%
<特性評価>
<インクの体積平均粒径>
調整したインクにおけるインクの体積平均粒径(D50%)は、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)を用いて測定した。
<画像濃度>
図3〜図7に示すインクジェットプリンタに、調整したインクを充填して、光沢メディアであるリコービジネスコートグロス100に解像度1200dpiでCYMKの4色を併用したコンポジットブラックのベタ印字を行った。印字乾燥後、画像濃度を反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)を用いて画像濃度を測定した。
このときの付着量は9.5g/m2であった。
<光沢度>
図3〜図7に示すインクジェットプリンタに、調整したインクを充填して光沢メディアであるリコービジネスコートグロス100(地肌60°光沢:21)に解像度1200dpiでCYMKの4色を併用したコンポジットブラックのベタ印字を行った。印字乾燥後、アトラス社製光沢度計Micro−Gross60°を用いて、60°光沢を測定した。
<画像品位>
図3〜図7に示すインクジェットプリンタに、調整したインクを充填して光沢メディアであるリコービジネスコートグロス100(地肌60°光沢:21)に解像度1200dpiでCYMKの4色を併用したコンポジットブラックのベタ印字を行った。印字乾燥後、画像品位を目視で判断した。
(判定基準)
◎:優れている
○:良好
△:若干劣る
×:劣る
実施例1のインク組成物の調製において、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の平均粒子径が70nmのものから50nmのものに変更した以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1のインク組成物の調製において、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の平均粒子径が70nmのものから90nmのものに変更した以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1のインク組成物の調製において、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体を、調製例2で得られた体積平均粒子径70nmのカーボンブラック分散体に変更した以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1のインク組成物の調製において、調製例1で得られた水分散体を、調製例3で得られた水分散体に変更した以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1のインク組成物の調製において、黒色インクにシリコーン変性アクリル樹脂微粒子を6.5質量%加えた以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の添加量を4.0質量%から5.0質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の添加量を4.0質量%から3.0質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、記録メディアを、日本製紙社製のオーロラコートに変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、記録メディアを、前記[記録用メディア1]に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、記録メディアを、前記[記録用メディア2]に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1のインク組成物の調製において、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の平均粒子径が70nmのものから20nmのものに変更した以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1のインク組成物の調製において、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の平均粒子径が70nmのものから150nmのものに変更した以外は、実施例1と同様にしてインクを作製し、評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、印字したメディアを光沢メディアであるリコービジネスコートグロス100から、フィルム基材(ルミラーU10、東レ社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、印字したメディアを光沢メディアであるリコービジネスコートグロス100から、光沢メディア(スーパーファイン専用紙、セイコーエプソン社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において印字する際に、Bkのみで構成されるブラックのベタ印字を行った以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の添加量を4.0質量%から6.0質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の添加量を4.0質量%から8.0質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において調整したインク組成物について、カーボンブラックを含有する水不溶性ビニルポリマー粒子の水分散体の添加量を4.0質量%から2.0質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして評価した。
2a 流体抵抗部
2b 加圧液室
2c 連通口
2d 隔壁
3a ノズル
5f 駆動部(可動部)
5g 支持部(非駆動部)
6a 凸部
6b ダイヤフラム部
6c インク流入口
40 ベース
10 フレーム
20 流路板
30 ノズルプレート
30 振動板
50 積層圧電素子
60 振動板
70 接着層
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
105 操作部
105 インクカートリッジ装填部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙積載部(圧板)
142 用紙
143 半月コロ(給紙コロ)
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 カウンタローラ
153 搬送ガイド
154 押さえ部材
155 先端加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
200 インクカートリッジ
201 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジ外装(ケース)
Claims (21)
- 少なくとも水と水溶性有機溶剤、界面活性剤、及びカーボンブラックを含有してなり、前記カーボンブラックの体積平均粒子径が40〜100nmである黒色インクと、シアン、マゼンタ、イエローの各顔料を含む各カラーインクよりなる記録用インクを用いて、記録用メディアに対して前記黒色インクと前記カラーインクを併用してコンポジットブラックの黒色画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記記録用インクを構成する黒色インク中の固形分(A)と水溶性有機溶剤(B)との含有量質量比が、(A)/(B)=1/8〜1/15であり、前記記録用メディアが、支持体と前記支持体の少なくとも一方の面に塗工層を有してなり、23℃50%RHにて動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の前記記録用メディアへの転移量が2〜35ml/m2、かつ接触時間400msにおける純水の前記記録メディアへの転移量が3〜40ml/m2であることを特徴とするインクジェット記録用インク−記録用メディアセットを用いて画像を記録するインクジェット記録方法。
- 前記記録用インクが、樹脂微粒子を含み、前記樹脂微粒子の体積平均粒径が、10〜300nm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記録方法。
- 前記カーボンブラックの含有量(C)と前記樹脂微粒子の含有量(D)との含有量質量比(C)/(D)が、1/0.05〜1/2の範囲であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記樹脂微粒子が、アクリル系、メタアクリル系、スチレン系、ウレタン系、アクリルアミド系、ポリエステル系、ブタジエン系あるいはこれらの混合系であることを特徴とする請求項2又は3に記載のインクジェット記録方法。
- 前記カーボンブラックが、水不溶性ビニルポリマーによって被覆されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記カーボンブラックが、表面に親水基を有し、前記親水基が、−COOM、−COOH、−SO3M、−SO3H、−PO3HM、−PO3M2、−PO3H2、−SO2NH2、−SO2NHCOR(ただし、式中のMは、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表す。Rは、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表す)の中から選ばれるいずれかの官能基であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記カーボンブラックが、界面活性剤によって分散されたものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記カーボンブラックが、表面にグラフトポリマー基を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録用インクが、表面にアニオン性基もしくはカチオン性基を有する高分子系分散剤を含むか、または前記カーボンブラックの表面がアニオン性基もしくはカチオン性基を有する化合物によって直接的或いは間接的に被覆されたものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記水溶性有機溶剤が、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン及びN−ヒドロキシエチル−2−ピロリドンから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録用インクの25℃における粘度が、5〜20mPa・sである請求項1乃至10のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録用メディアの塗工層の固形分付着量が、0.5〜20.0g/m2、坪量が、50〜250g/m2であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録用メディアへのインク付着量が1.5g/m2〜15g/m2であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1乃至13のいずれかに記載のインクジェット記録方法で印字され、ベタ印字部の画像濃度が2.0以上で、且つ60°における光沢度が50以上であることを特徴とするインクジェット記録物。
- 請求項14に記載のインクジェット記録物を得るためのインクジェット記録装置であって、前記記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を記録するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 前記刺激が、熱(温度)、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項15に記載のインクジェット記録装置。
- 記録媒体の記録面を反転させて両面印刷可能とする反転手段を有する請求項15または16に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録用インクを飛翔させるヘッドが、インク吐出面に撥水加工処理を施したノズルプレートを有することを特徴とする請求項15乃至17のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記撥水加工が、PTFE-Ni共析加工、フッ素樹脂加工、シリコン樹脂加工から選ばれるいずれかの手段によることを特徴とする請求項18に記載のインクジェット記録装置。
- 無端状の搬送ベルトと、該搬送ベルト表面を帯電させて記録媒体を保持しながら搬送する搬送手段を有する請求項15乃至19のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記ヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充される請求項18乃至20のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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