JP2010155442A - 前処理液を用いた画像形成方法、前処理液、インクジェット記録用インクとのセット、カートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)水及びインクジェット記録用インクの凝集剤を含む前処理液を用いて記録媒体表面を前処理した後、水及び顔料を含むインクジェット記録用インクを用いて、該記録媒体表面上に画像を形成する方法であって、前処理液及びインクジェット記録用インクの少なくとも一方に、フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含む画像形成方法。
(2)水、インクジェット記録用インクの凝集剤及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含む記録媒体の前処理液と、水、顔料及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むインクジェット記録用インク、とからなる記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
【選択図】図1
Description
このような前処理液でインクを凝集させる場合、インク中の色材のみを凝集させて記録媒体表面上に留めるのが理想であるが、実際には、色材だけでなくインク中の結着剤樹脂も凝集させてしまうため、樹脂の成膜機能が損なわれてしまう。その結果、記録媒体表面上のインクが粉体状となり、形成された画像の結着力が不足し、画像表面のこすれなどにより簡単に印字画像が欠損する(耐スミア性が低下する)という問題があった。
なお、特許文献2には、フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含有させたインクが記載されているが、前処理液に関する記載はない。
1) 水及びインクジェット記録用インクの凝集剤を含む前処理液を用いて記録媒体表面を前処理した後、水及び顔料を含むインクジェット記録用インクを用いて、該記録媒体表面上に画像を形成する方法であって、前処理液及びインクジェット記録用インクの少なくとも一方に、フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むことを特徴とする画像形成方法。
2) インクジェット記録用インクが、前処理液により凝集を起こす樹脂を含むことを特徴とする1)に記載の画像形成方法。
3) 前処理液により凝集を起こす樹脂がエーテル型ポリウレタン樹脂であることを特徴とする2)に記載の画像形成方法。
4) 水、インクジェット記録用インクの凝集剤及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むことを特徴とする記録媒体の前処理液。
5) 水、インクジェット記録用インクの凝集剤及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含む記録媒体の前処理液と、水、顔料及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むインクジェット記録用インクと、からなることを特徴とする記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
6) インクジェット記録用インクが、前処理液により凝集を起こす樹脂を含むことを特徴とする5)に記載の記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
7) 前処理液により凝集を起こす樹脂がエーテル型ポリウレタン樹脂であることを特徴とする6)に記載の記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
8) 4)に記載の記録媒体の前処理液を容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
9) 5)〜7)のいずれかに記載の、記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセットを構成する記録媒体の前処理液及びインクジェット記録用インクを容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
10) 8)又は9)に記載のカートリッジを搭載したインクジェット記録装置。
11) 10)に記載のインクジェット記録装置で印字された画像形成物。
本発明の画像形成方法は、水及びインクジェット記録用インク(以下、単に「インク」ともいう)の凝集剤を含む前処理液を用いて記録媒体表面を前処理した後、水及び顔料を含むインクジェット記録用インクを用いて、該記録媒体表面上に画像を形成するに際し、前処理液及びインクジェット記録用インクの少なくとも一方に、フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体(以下、交互共重合体Aという)を含むことを特徴とする。
前述したように、従来は凝集剤を含む前処理液を用いてインクを凝集させると耐スミア性が低下するという問題があった。これに対し、本発明で用いる交互共重合体Aは凝集剤に対して非常に安定であるため、耐スミア性の低下を防止できる。
交互共重合体Aが凝集剤に対して安定である理由は定かでないが、交互共重合体Aは極性を有するビニルエーテル部位(水への分散安定性を持たせる部位)が、非極性部位であるフルオロエチレンに交互に挟まれているため、極性を有する部分が凝集剤のイオンと接触しにくいことが原因ではないかと考えられる。これに対し、フルオロエチレン/ビニルエステル樹脂やフッ素化アルキル樹脂などの他のフッ素樹脂の場合には、交互構造がないか又は不十分であり、極性を有する部分が凝集剤のイオンと接触しやすいため凝集しやすいのではないかと考えられる。
フルオロエチレン単位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、−CF2CF2−、−CF2CF(CF2)−、−CF2CFCl−などが挙げられる。
ビニルエーテル単位にも特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、下記構造式で表されるものなどが挙げられる。
交互共重合体Aのインク中の添加量は、0.05〜30重量%程度、好ましくは0.5〜20重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
なお、交互共重合体Aは水系樹脂であり、インク中に分散させたもの(樹脂エマルジョン)を用いてもよく、インクに可溶なものを用いてもよい。
他の樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、珪素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂(スチレンブタジエン樹脂やスチレンアクリル樹脂)、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。更に、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどの天然高分子化合物を用いてもよい。また、これらの樹脂のモノマーからなるホモポリマーだけでなく、複数種のモノマーからなるコポリマーを用いてもよい。また、エマルジョンの種類としては、単相構造型、コアシェル型、パワーフィード型のいずれも使用できる。
上記樹脂は、平均粒子径D50が500nm以下であれば、インクジェットノズルに詰まりにくいため好ましい。
自己乳化型のポリウレタン樹脂は、ジイソシアネート化合物と、ポリエーテルジオール類、ポリエステルジオール類、ポリカーボネートジオール類などのジオール化合物と、カルボン酸基、スルホン酸基などの酸基含有ジオール化合物とを反応させて得られ、エステル型ポリウレタン樹脂、エーテル型ポリウレタン樹脂、カーボネート型ポリウレタン樹脂などがある。中でも、凝集性が高く画像濃度向上効果が高いことから、エーテル型ポリウレタン樹脂が好ましく、特にアニオン性で自己乳化型のエーテル型ポリウレタン樹脂が好ましい。
上記ジオール化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルジオール、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペート、ポリ−3−メチルペンチルアジペート、ポリエチレン/ブチレンアジペート、ポリネオペンチル/ヘキシルアジペート等のポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等のポリラクトンジオール、ポリカーボネートジオールが挙げられる。インクの保存安定性の観点からは、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系のジオール化合物が好ましく、更にポリエーテル系又はポリカーボネート系が好ましく、更に好ましくはポリエーテル系が好ましい。
上記酸基含有ジオール化合物としては、例えば、ジメチロール酢酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸などが挙げられる。特にジメチロールブタン酸が好ましい。
また、ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、吐出安定性の観点から30000以下、特に20000以下が好ましい。分子量が大きくなると粘度が高くなり吐出し難くなる。一方、10000以下では凝集剤によるポリウレタン樹脂の凝集効果が小さくなる傾向にある。
ポリウレタン樹脂の市販品としては、三井化学社製のタケッラクW5661、W5024、W−615、W−6010、W−6020、W−6061、W−511等のWシリーズ、WS−6021、WS−5000、WS−5100、WS−4000等のWSシリーズ、大日本インキ社製のハイドランHWシリーズ、APシリーズ、VONDICシリーズなどが挙げられる。
凝集剤としては、水溶性金属塩、長鎖アルキルイソシアネート変成ポリエチレンイミン、酸などが挙げられる。
水溶性金属塩は、水に溶解してイオン状態になり、顔料分散体の表面電荷を破壊して凝集させる働きがある。水溶性金属塩を構成する陰イオンとしては、クエン酸、酒石酸、酢酸、乳酸、シュウ酸、フマル酸、サリチル酸、安息香酸等の有機酸イオンやCl、NO3、I、Br、ClO3等の無機イオンが挙げられ、陽イオンとしては、Li、Na、K等のアルカリ金属イオン、Ca、Cu、Ni、Mg、Zn、Ba等の2価金属イオン、Al、Fe、Cr等の3価金属イオンが挙げられる。
特にCaやMgの塩は凝集効果が大きく、CaCl2やMgCl2が好ましい。
長鎖アルキルイソシアネートの例としては、ヘキシルイソシアネート、ヘプチルイソシアネート、オクチルイソシアネート、デシルイソシアネート、ウンデシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、トリデシルイソシアネート、ペンタデシルイソシアネート、ヘキサデシルイソシアネート、ヘプタデシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、ドコサニルイソシアネート、ノナデシルイソシアネート、エイコシルイソシアネートが挙げられる。特にC18のオクタデシルイソシアネートを用いた場合には、最も高画像濃度で耐スミア性に優れる。市販品としては、日本触媒社製RP−18Wが挙げられる。
酸としては、クエン酸、酒石酸、酢酸、乳酸、シュウ酸、フマル酸、サリチル酸、安息香酸等の有機酸や硫酸アルミニウム等の無機酸が挙げられるが、中でも乳酸が好ましい。
交互共重合体Aの前処理液中の添加量は、凝集剤100重量部に対し、1〜500重量部、好ましくは10〜100重量部である。
前処理液には必要に応じて、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、pH調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤等の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤は顔料分散体やインクの添加剤と共通しているので、詳細については後述する。
前処理液による記録媒体表面の処理方法は、インクジェット方式、スプレー、ロールコート、ワイヤ−バーなどの公知の方法を利用できる。
黒色顔料としてはカーボンブラックが好ましい。その例としてはケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラック等が挙げられる。また、カーボンブラック表面を酸化処理やアルカリ処理したものも好ましい。樹脂で被覆したり、グラフト処理やカプセル化処理したカーボンブラックも使用可能である。
マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
シアン顔料としては、ピグメントブルー1、2、3、15、15:3、15:4、16、22、60、バットブルー4、60等が挙げられる。
イエロー顔料としては、ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、120、128、129、138、150、151、154、155、180等が挙げられる。
なお、イエロー顔料としてピグメントイエロー74、マゼンタ顔料としてピグメントレッド122、ピグメントバイオレット19、シアン顔料としてピグメントブルー15を用いることにより、色調、耐光性が優れ、バランスの取れたインクを得ることができる。
顔料分散体中、或いは顔料インク中における顔料濃度は、それぞれ0.1〜50重量%が好ましく、0.1〜30重量%が特に好ましい。
顔料を分散させるための分散剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等の種々の界面活性剤を使用することができる。
アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸及びその塩、N−アシルメチルタウリン塩、アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン塩酸、ジエチルスルホ琥珀酸塩及びジエチルヘキシルスルホ琥珀酸ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、例えば、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ−4−ビニルピリジン誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン及びその他イミダゾリン誘導体等が挙げられる。
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びポリオキシアリルキルアルキルエーテル等のエーテル系;
ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート及びポリオキシエチレンステアレート等のエステル系;
2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール及び3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール等のアセチレングリコール系
またカーボンブラックとしては、BET表面積100〜400m2/gで、一次粒子径10〜30nmのものが、印字画像の濃度が高く安定しており特に好ましい。
分散剤の添加量は顔料の種類により適宜選択する必要があるが、顔料1重量部に対し、0.005〜5重量部が好ましい。顔料がカーボンブラックの場合には、顔料1重量部に対し0.01〜2重量部でも実用上問題のない均一な分散が得られるが、最も好ましいのは顔料1重量部に対し0.02〜0.5重量部である。0.01〜2重量部の範囲であると、顔料の分散性が向上すると共に顔料分散体やインクの経時安定性が向上する傾向にある。特に0.02〜0.5重量部の範囲では、顔料分散体及びインクの経時安定性が最も向上する。
湿潤剤の例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他の湿潤剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、などが挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、などが挙げられる。
アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、などが挙げられる。
アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、などが挙げられる。
含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、などが挙げられる。
上記湿潤剤の中でも、保存安定性、吐出安定性の点から、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。
インク中の湿潤剤の含有量は20〜35重量%程度であるが、22.5〜32.5重量%がより好ましい。この範囲であれば、インクの乾燥性、保存試験、信頼性試験などの結果が非常に良好である。含有量が20重量%未満では、ノズル面上でインクが乾燥し易くなって吐出不良が生じることがあり、35重量%を超えると、紙面上での乾燥性に劣るため普通紙上の文字品位が低下することがある。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素が置換した炭素数が2〜16のものが好ましく、4〜16のものがより好ましい。フッ素置換炭素数が2未満では、フッ素の効果が得られないことがあり、16を超えると、インク保存性などの問題が生じることがある。
フッ素系界面活性剤の例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物、などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少なく、特に好ましい。
パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばDuPont社製のFS−300、ネオス社製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のPF−151Nなどが挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、適宜合成したものを用いても市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー社、信越シリコーン社、東レ・ダウコーニング・シリコーン社などから容易に入手できる。
界面活性剤のインク中の含有量は、0.01〜3.0重量%が好ましく、0.5〜2重量%がより好ましい。含有量が0.01重量%未満では、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、3.0重量%を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが特に好ましい。
浸透剤のインク中の含有量は、0.1〜4.0重量%が好ましい。含有量が0.1重量%未満では、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、4.0重量%を超えると着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール等が挙げられる。
アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
アンモニウムの水酸化物としては、例えば、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などが挙げられる。
アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)としては、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトライキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス[メチレン−3−(3′,5′−ジ−tert−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、などが挙げられる。
前記リン系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイトなどが挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2′−ヒドロキシ−5′−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−4′−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリチレート、p−tert−ブチルフェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレートなどが挙げられる。
前記シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−2−シアノ−3,3′−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、ブチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレートなどが挙げられる。
ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば、ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−n−ブチルアミンニッケル(II)、2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−2−エチルヘキシルアミンニッケル(II)、2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)トリエタノールアミンニッケル(II)などが挙げられる。
インク中の顔料の濃度はインク全量に対して1〜20重量%が好ましい。1重量%未満では画像濃度が低いため印字の鮮明さに欠け、20重量%より多いとインクの粘度が高くなる傾向があるばかりでなく、ノズルの目詰まりが発生しやすくなる。
水溶性有機溶剤の含有量は、インク全量に対して50重量%以下、好ましくは5〜40重量%、更に好ましくは10〜35重量%である。
また、インクには顔料分散体への添加剤で説明した材料と同様の添加剤を必要に応じて配合することが出来る。
また、本発明の前処理液とインクジェット記録用インクを同一の容器にそれぞれ収容してカートリッジとしてもよい。
そして、これらのカートリッジを搭載したインクジェット記録装置を用いて記録媒体(例えば印刷用紙)に印字し、画像形成物を得ることができる。
印字する方法としては連続噴射型やオンデマンド型があり、オンデマンド型としては、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
図1のインクジェット記録装置(1)は、前処理液及びインクを収納したカートリッジ(20)が搭載され、このカートリッジ(20)から前処理液及びインクが、キャリッジ(18)に搭載された記録ヘッド(インクジェットヘッド)に供給される。ここで、カートリッジ(20)は前処理液用と色毎のインク用が分離された状態で取り付けられている。
記録ヘッドは、主走査モータ(26)の駆動により、キャリッジ(18)を介して主走査方向に移動する。すなわち、主走査モータ(26)が駆動すると、タイミングベルト(23)が走行し、タイミングベルト(23)に固定されたキャリッジ(18)がガイドシャフト(21)(22)にガイドされて移動する。一方、記録媒体は、副走査モータ(17)の駆動により、副走査方向に間欠的に送られる。このようにして記録ヘッドの主走査及び記録媒体の副走査を行いながら、記録媒体に対し、記録ヘッドから前処理液を吐出した後、記録ヘッドからインクを吐出することで、記録媒体表面上に画像を形成する。
後者の配置の場合、前処理液の吐出ノズルが主走査方向の前後に設けられているため、記録ヘッドがキャリッジ上を往復する往路、復路いずれにおいても印字が可能である。すなわち、往路、復路のいずれにおいても前処理液を先に付着させて、その上からインクを付着させること、あるいは、その逆が可能であり、記録ヘッドの移動方向の違いによる画像濃度差が生じない。
上記インクジェット記録装置は、カートリッジを取り替えることにより前処理液とインクの補充が可能である。また、このカートリッジは記録ヘッドと一体化されたものであってもよい。
実施例及び比較例では、顔料分散体を作成し、これを用いてインクを作成した。また、それぞれ前処理液を作成した。なお、例中の「部」及び「%」は重量基準である。
<顔料分散体1の作成>
下記処方の材料をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製KDL型バッチ式)により、0.3mmジルコニアビーズを用いて周速10m/s、液温10℃で5分間分散した。次いで、遠心分離機(久保田商事社製Model−3600)により粗大粒子を分離し、平均粒子径約120nm、標準偏差51.2nmのカーボンブラック顔料分散体1を得た。
(顔料分散体処方)
・カーボンブラック(degussa社製:ガスブラック、NIPEX150−IQ)
20部
・ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(10%水溶液) 30部
・蒸留水 50部
<インク1の作成>
下記処方の材料を30分間混合攪拌し、インク1を作成した。
(インク処方)
・顔料分散体1(顔料濃度20%) 40.0部
・グリセリン 5.5部
・1,3−ブタンジオール 16.5部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・フッ素系界面活性剤(固形分40%) 2.5部
(DuPont社製:Zonyl FS−300)
・フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体(固形分50%) 6.0部
(旭硝子社製:ルミフロンFE4300、平均粒子径150nm、
MFT30℃以下)
・蒸留水 27.5部
<前処理液1の作成>
下記処方の材料を混合攪拌し、前処理液1を作成した。
(前処理液処方)
・塩化カルシウム水溶液(濃度20%) 40.0部
・グリセリン 5.5部
・1,3−ブタンジオール 16.5部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・フッ素系界面活性剤(固形分40%) 2.5部
(DuPont社製、Zonyl FS−300)
・フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体(固形分50%) 3.0部
(旭硝子社製、ルミフロンFE4300:平均粒子径150nm、
MFT30℃以下)
・蒸留水 30.5部
<前処理液2の作成>
実施例1の前処理液1における塩化カルシウム水溶液を、オクタデシルイソシアネート変成ポリエチレンイミン(日本触媒社製:RP−18W、固形分18%)44.0部に変え、蒸留水を26.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液2を作成した。
なお、実施例1で作成したインク1をインク2として用いた。
<前処理液3の作成>
実施例1の前処理液1における塩化カルシウム水溶液を、乳酸水溶液(固形分30%)に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液3を作成した。
なお、実施例1で作成したインク1をインク3として用いた。
<インク4の作成>
下記処方の材料を30分間混合攪拌し、インク4を作成した。
(インク処方)
・顔料分散体1(顔料濃度20%) 40.0部
・グリセリン 5.5部
・1,3−ブタンジオール 16.5部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・フッ素系界面活性剤(固形分40%) 2.5部
(DuPont社製:Zonyl FS−300)
・フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体(固形分50%) 6.0部
(旭硝子社製:ルミフロンFE4300、平均粒子径150nm、
MFT30℃以下)
・蒸留水 24.8部
・アクリルシリコーン樹脂(固形分37%) 2.7部
(昭和高分子社製:ポリゾール6312)
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液4として用いた。
<インク5の作成>
実施例4のインク4におけるアクリルシリコーン樹脂を、スチレン−ブタジエン樹脂(日本A&L社製:SR−113、固形分48%)2.0部に変え、蒸留水を25.5部に変えた点以外は、実施例4と同様にしてインク5を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液5として用いた。
<インク6の作成>
実施例4のインク4におけるアクリルシリコーン樹脂を、スチレン−アクリル樹脂(星光PMC社製:T−YP198、固形分20%)5.0部に変え、蒸留水を22.5部に変えた点以外は、実施例4と同様にしてインク6を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液6として用いた。
<インク7の作成>
実施例4のインク4におけるアクリルシリコーン樹脂を、α−オレフィン−無水マレイン酸樹脂(星光PMC社製:T−YP115、固形分23%)4.4部に変え、蒸留水を23.1部に変えた点以外は、実施例4と同様にしてインク7を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液7として用いた。
<インク8の作成>
実施例4のインク4におけるアクリルシリコーン樹脂を、エステル型ポリウレタン樹脂(大日本インキ社製:APX−101H、固形分45%)2.2部に変え、蒸留水を25.3部に変えた点以外は、実施例4と同様にしてインク8を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液8として用いた。
<インク9の作成>
実施例4のインク4におけるアクリルシリコーン樹脂を、カーボネート型ポリウレタン樹脂(大日精化社製:D−6300、固形分30%)3.3部に変え、蒸留水を24.2部に変えた点以外は、実施例4と同様にしてインク9を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液9として用いた。
<エーテル型ポリウレタン樹脂1の作成>
温度計、窒素ガス導入管、撹拌装置及び還流冷却管を備えた四つ口フラスコに下記処方の原料を入れ、80℃で3時間反応させた後、ジブチル錫ジラウレート0.01部を加えて更に80℃で5時間反応させた。
反応混合物を放冷した後、エチレンジアミン1部を加えて1時間反応させ、酸価が70KOHmg/mg、数平均分子量が15,000のエーテル型ポリウレタン樹脂1の溶液を得た。その後、蒸留水で固形分20%になるように調整した。
(原料処方)
・メチルエチルケトン 90部
・ジメチロールプロピオン酸 13部
・ポリラクトンジオール 52部
・イソホロンジイソシアネート 35部
<インク10の作成>
実施例4のインク4におけるアクリルシリコーン樹脂を、上記エーテル型ポリウレタン樹脂1(固形分20%)5部に変え、蒸留水を22.5部に変えた点以外は、実施例4と同様にしてインク10を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液10として用いた。
<インク11の作成>
実施例10のエーテル型ポリウレタン樹脂1における原料の比率を調整し、酸価80KOHmg/mgのエーテル型ポリウレタン樹脂2を作成して用いた点以外は、実施例10と同様にしてインク11を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液11として用いた。
<インク12の作成>
実施例10のエーテル型ポリウレタン樹脂1における原料の比率を調整し、酸価90KOHmg/mgのエーテル型ポリウレタン樹脂3を作成して用いた点以外は、実施例10と同様にしてインク12を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液12として用いた。
<インク13の作成>
実施例10のエーテル型ポリウレタン樹脂1における原料の比率を調整し、酸価100KOHmg/mgのエーテル型ポリウレタン樹脂4を作成して用いた点以外は、実施例10と同様にしてインク13を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液13として用いた。
<インク14の作成>
実施例10のエーテル型ポリウレタン樹脂1における原料の比率を調整し、酸価40KOHmg/mgのエーテル型ポリウレタン樹脂5を作成して用いた点以外は、実施例10と同様にしてインク14を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液14として用いた。
<インク15の作成>
実施例10のエーテル型ポリウレタン樹脂1における原料の比率を調整し、酸価50KOHmg/mgのエーテル型ポリウレタン樹脂6を作成して用いた点以外は、実施例10と同様にしてインク15を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液15として用いた。
<インク16の作成>
実施例1のインク1における顔料分散体1を、顔料分散体2(カルボキシル基グラフト処理カーボンブラック分散体、キャボット社製:CAB−O−JET300、固形分15%)53.3部に変え、蒸留水を14.2部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク16を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液16として用いた。
<前処理液17の作成>
実施例1の前処理液1においてフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を添加せず、蒸留水を33.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液17を作成した。
なお、実施例1で作成したインク1をインク17として用いた。
<インク18の作成>
実施例1のインク1においてフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を添加せず、蒸留水を33.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク18を作成した。
なお、実施例1で作成した前処理液1を前処理液18として用いた。
<前処理液19の作成>
実施例1の前処理液1における塩化カルシウム水溶液を、オクタデシルイソシアネート変成ポリエチレンイミン(日本触媒社製:RP−18W、固形分18%)44.0部に変え、フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を添加せず、蒸留水を26.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液19を作成した
なお、実施例1で作成したインク1をインク19として用いた。
実施例1の(顔料分散体処方)のカーボンブラックに代えてピグメントレッド122(大日本インキ社製、FASTOGEN SUPER MAGENTA RG)を用い、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩(10%水溶液)に代えてポリオキシエチレン(n=40)−β−ナフチルエーテル(10%水溶液)を用いた点以外は、実施例1と同様にして顔料分散体3を作成し、これを用いて実施例20のインクを作成した。
<インク20の作成>
実施例1のインク1においてフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を添加せず、蒸留水を33.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク20を作成した。
<前処理液20の作成>
実施例1の前処理液1においてフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を添加せず、蒸留水を33.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液20を作成した。
<インク21の作成>
実施例1のインク1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、フルオロエチレン/ビニルエステル共重合体(大日本インキ社製:フルオネートFEM500、固形分40%調整品)7.5部に変え、蒸留水を26.0部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク21を作成した。
<前処理液21の作成>
実施例1の前処理液1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、フルオロエチレン/ビニルエステル共重合体(大日本インキ社製:フルオネートFEM500、固形分40%調整品)3.8部に変え、蒸留水を29.7部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液21を作成した。
<インク22の作成>
実施例1のインク1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、フッ素化アクリル樹脂(大日本インキ社製:アクアフランTE−5A、固形分40%調整品)7.5部に変え、蒸留水を26.0部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク22を作成した。
<前処理液22の作成>
実施例1の前処理液1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、フッ素化アクリル樹脂(大日本インキ社製:アクアフランTE−5A、固形分40%調整品)3.8部に変え、蒸留水を29.7部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液22を作成した。
<インク23の作成>
実施例1のインク1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、スチレンブタジエン樹脂(日本A&L社製:SR−113、固形分48%)6.3部に変え、蒸留水を27.2部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク23を作成した。
<前処理液23の作成>
実施例1の前処理液1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、スチレンブタジエン樹脂(日本A&L社製:SR−113、固形分48%)3.1部に変え、蒸留水を30.4部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液23を作成した。
<インク24の作成>
実施例1のインク1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、エステル型ポリウレタン樹脂(大日本インキ社製:APX−101H、固形分45%)6.7部に変え、蒸留水を26.8部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク24を作成した。
<前処理液24の作成>
実施例1の前処理液1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、エステル型ポリウレタン樹脂(大日本インキ社製:APX−101H、固形分45%)3.3部に変え、蒸留水を30.2部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液24を作成した。
<インク25の作成>
実施例1のインク1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、スチレン−アクリル樹脂(星光PMC社製:T−YP198、固形分20%)15.0部に変え、蒸留水を18.5部に変えた点以外は、実施例1と同様にしてインク25を作成した。
<前処理液25の作成>
実施例1の前処理液1におけるフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を、スチレン−アクリル樹脂(星光PMC社製:T−YP198、固形分20%)7.5部に変え、蒸留水を26.0部に変えた点以外は、実施例1と同様にして前処理液25を作成した。
<インク26の作成>
実施例20で作成した分散体3を用いた点以外は、比較例1と同様にしてインク26を作成した。
なお、比較例1で作成した前処理液1を前処理液26として用いた。
(1)画像濃度
ゼロックス社製PPC用紙4024(非平滑紙)に1枚印字し、印字画像をXrite濃度計で測定した。数値が大きい方が良好である。
(2)耐スミア性
ゼロックス社製PPC用紙4024(非平滑紙)に、5cm×5cmの画像を印字し、印字画像表面を、クロックメーター(アトラス社製)にセットされた綿布で5往復こすり、綿布に転写されたインクの画像濃度をXrite濃度計で測定した。数値が小さい方が良好である。
また、画像濃度についても、実施例の方が概ね比較例よりも優れており、凝集樹脂を含まない実施例1〜3及び16よりも、凝集樹脂を含む実施例4〜15の方が優れている。なお、実施例16の画像濃度が比較例と同等程度であるのは、顔料分散体1に代えて顔料分散体2(カルボキシル基グラフト処理カーボンブラック分散体)を用いたことが一つの理由である。
17 副走査モーター
18 キャリッジ
20 カートリッジ
26 主走査モーター
Claims (11)
- 水及びインクジェット記録用インクの凝集剤を含む前処理液を用いて記録媒体表面を前処理した後、水及び顔料を含むインクジェット記録用インクを用いて、該記録媒体表面上に画像を形成する方法であって、前処理液及びインクジェット記録用インクの少なくとも一方に、フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むことを特徴とする画像形成方法。
- インクジェット記録用インクが、前処理液により凝集を起こす樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前処理液により凝集を起こす樹脂がエーテル型ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成方法。
- 水、インクジェット記録用インクの凝集剤及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むことを特徴とする記録媒体の前処理液。
- 水、インクジェット記録用インクの凝集剤及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含む記録媒体の前処理液と、水、顔料及びフルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体を含むインクジェット記録用インクと、からなることを特徴とする記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
- インクジェット記録用インクが、前処理液により凝集を起こす樹脂を含むことを特徴とする請求項5に記載の記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
- 前処理液により凝集を起こす樹脂がエーテル型ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項6に記載の記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセット。
- 請求項4に記載の記録媒体の前処理液を容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
- 請求項5〜7のいずれかに記載の、記録媒体の前処理液とインクジェット記録用インクのセットを構成する記録媒体の前処理液及びインクジェット記録用インクを容器中に収容したことを特徴とするカートリッジ。
- 請求項8又は9に記載のカートリッジを搭載したインクジェット記録装置。
- 請求項10に記載のインクジェット記録装置で印字された画像形成物。
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