JP2011212940A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェット法により記録媒体上にインク組成物を付与するインク付与工程、および前記インク組成物を付与した記録媒体上に、体積平均粒子径1μm以上30μm以下かつガラス転移温度Tgが100℃以上のポリマー粒子と、不揮発性溶媒とを有する分散液を付与する分散液付与工程、を備えた画像形成方法を用いる。
【選択図】なし
Description
ここで、特許文献1には、積み重ねられた印刷物同士が密着してインクが他の印刷物の裏面に付着する現象を抑制する技術として、紙面上に粉体粒子を含む液体を付着させることが開示されている。
また、特許文献2には、画像を被覆する樹脂皮膜からなる保護層を形成する記録物の製造方法が開示されている。
しかしながら、上記各技術では、インクジェット画像を定着処理する際に生じる前記定着オフセットを低減することは何ら検討されていない。さらに、上記各技術では、形成した画像の光沢性を向上することは何ら検討されていない。また、上記各技術では、印刷した記録媒体の他方の面に印刷を行なうときに、他方の面に対して印刷された文字等の解像度を示す指標である両面印刷性については何ら検討されておらず、実用上極めて不十分である。
項1.インクジェット法により記録媒体上にインク組成物を付与するインク付与工程、および前記インク組成物を付与した記録媒体上に、体積平均粒子径1μm以上30μm以下かつガラス転移温度Tgが100℃以上のポリマー粒子と、不揮発性溶媒とを有する分散液を付与する分散液付与工程、を備えた画像形成方法。
項2.前記ポリマー粒子が架橋ポリマー粒子であることを特徴とする項1に記載の画像形成方法。
項3.前記ポリマー粒子のTgが100℃以上180℃以下であることを特徴とする項1または2に記載の画像形成方法。
項4.前記分散液付与工程が、Tgが100℃以上のポリマー粒子の分散液を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを前記記録媒体に押圧する工程であることを特徴とする項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
項5.前記ポリマー粒子がポリメチル(メタ)アクリレートまたはポリスチレンであることを特徴とする項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
項6.記録媒体の搬送速度が200mm/s以上であることを特徴とする項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成方法。
項7.前記インク付与工程におけるインク付与方法がシングルパス方式であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
項8.前記インク付与工程が、記録媒体に前記インク組成物と接触することで凝集体を形成することができる処理液を付与する処理液付与工程を有する項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成方法。
本発明における分散液は、不揮発性溶媒と、体積平均粒子径1μm以上30μm以下かつTgが100℃以上のポリマー粒子とを有する。
(ポリマー粒子)
本発明における分散液は、1μm以上30μm以下かつTgが100℃以上のポリマー粒子を有する。
1)30℃から−50℃に50℃/分で冷却する過程、
2)−50℃から140℃に20℃/分で昇温する過程、
3)140℃から−50℃に50℃/分で冷却する過程、
4)−50℃から140℃に20℃/分で昇温する過程を行い測定する。
前記4)の−50℃から140℃の昇温過程でのDSCのピークトップの値を測定しTgとする。
計算Tgは下記の式(S)で計算する。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi) (S)
ここで、計算対象となるポリマーはi=1からnまでのn種のモノマー成分が共重合しているとする。Xiはi番目のモノマーの重量分率(ΣXi=1)、Tgiはi番目のモノマーの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度)である。ただしΣはi=1からnまでの和をとる。尚、各モノマーの単独重合体ガラス転移温度の値(Tgi)はPolymer Handbook(3rd Edition)(J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley−Interscience、1989))の値を採用する。
本発明における分散液は、不揮発性溶媒を含む。本発明における不揮発性溶媒とは、1気圧において150℃以下で沸騰しない溶媒をいう。このような溶媒としてはジメチルシリコーンオイル、フッ素オイル、フロロシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル又はフッ素系オイル;流動パラフィン等が挙げられる。
本発明における分散液は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、分散剤、乳化剤、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
<インク付与工程>
本発明におけるインク付与工程は、インクジェット法により記録媒体上にインク組成物を付与するインク付与工程である。
インクジェット法は、特に制限はなく、公知の方式、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法、及び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))方式等のいずれであってもよい。尚、前記インクジェット法には、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。
尚、前記インクジェット法により記録を行う際に使用するインクノズル等につい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。
本発明におけるインクジェット法は、記録媒体上にインク組成物を付与するものである。
記録媒体には、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。
本発明で使用するインク組成物は、色材及び水を含有するものであれば限定的でなく、公知又は市販のものを使用することができる。
色材としては、公知の染料、顔料等を特に制限なく用いることができる。中でも、インク着色性の観点から、水に殆ど不溶であるか、又は難溶である色材であることが好ましい。具体的には例えば、各種顔料、分散染料、油溶性染料、J会合体を形成する色素等を挙げることができ、顔料であることがより好ましい。本発明においては、水不溶性の顔料自体または分散剤で表面処理された顔料自体を色材とすることができる。
オレンジ又はイエロー用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメント・オレンジ31、C.I.ピグメント・オレンジ43、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー13、C.I.ピグメント・イエロー14、C.I.ピグメント・イエロー15、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・イエロー93、C.I.ピグメント・イエロー94、C.I.ピグメント・イエロー128、C.I.ピグメント・イエロー138、C.I.ピグメント・イエロー151、C.I.ピグメント・イエロー155、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185等が挙げられる。
ポリマー分散剤の酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、100mgKOH/g以下が好ましい。更には、酸価は、25mgKOH/g〜100mgKOH/gがより好ましく、30mgKOH/g〜90mgKOH/gが特に好ましい。
本発明におけるインク組成物は必要に応じてポリマー微粒子を含有することが好ましい。これにより、画像の耐擦過性等をより向上させることができる。
インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
(有機溶媒)
必要に応じて上記水に加えて水溶性有機溶媒を含有していてもよい。このような水溶性有機溶媒としては、吐出性の観点から、アルキレンオキシアルコールが好ましい。更にはアルキレンオキシアルコールの少なくとも1種とアルキレンオキシエーテルの少なくとも1種とを含む2種以上の水溶性有機溶媒を含有する場合が特に好ましい。
また、上記の水溶性有機溶媒に加え、必要に応じて、乾燥防止、浸透促進、粘度調整などを図る目的で、他の有機溶媒を含有してもよい。
インク組成物は、上記の成分に加え、必要に応じて、その他の添加剤を含むことができる。その他の添加剤としては、例えば、活性エネルギー線により重合する重合性化合物、重合開始剤、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、ワックス、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、インクを調製後に直接添加してもよく、インクの調製時に添加してもよい。
本発明における分散液付与工程は、インク組成物を付与した記録媒体上に、前述の体積平均粒子径1μm以上30μm以下かつTgが100℃以上のポリマー粒子と、不揮発性溶媒とを有する分散液を付与することを特徴とする。
本発明における分散液付与工程には、加熱ローラの前後に画像記録の定着工程を備えていてもよい。通常、定着工程には定着部材である定着ローラを用いる必要があるが、本発明では、加熱ローラが、ポリマー粒子付与のローラとしての役割以外にも定着ローラとしての役割も果たすことができるため、別個の定着ローラを必要とせずに、画像記録の定着及びポリマー粒子の付与を同時に行うことも可能であり、設備の小型化が図れる。なお、さらに別個の定着ローラ等の定着部材を使用して定着する方法も本発明の態様に含まれる。
本発明の画像形成工程には、インク付与工程と分散液付与工程の間に又は分散液付与工程の後に、インク乾燥ゾーン等の装置を設けて、乾燥工程を行ってもよい。
本発明の画像形成方法は、記録媒体にインク組成物と接触することで凝集体を形成することができる処理液を付与する処理液付与工程を備えていてもよい。
酸性化合物の処理液中における含有量としては、凝集効果の観点から、処理液の全質量に対して、5〜95質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましく、更に好ましくは15〜50質量%である。
中でも、2価以上のカチオン性有機化合物が好ましい。
体積平均粒径は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)によって測定した。測定は、20質量%のポリマー粒子水分散物100μlに対してイオン交換水10mlを加えて測定用サンプル液を調製し、これを25℃に調温して行なった。
30℃→−50℃ (50℃/分で冷却)
−50℃→140℃ (20℃/分で昇温)
140℃→−50℃ (50℃/分で冷却)
−50℃→140℃ (20℃/分で昇温)
下記の組成となるように、シアンインクC1を調製した。
・シアン顔料(ピグメント・ブルー15:3) : 4質量%
・アクリル系ポリマー分散剤(酸価65.2mgKOH/g、重量平均分子量44600) : 2質量%
・アクリル系ポリマー微粒子(重量平均分子量66000) : 4質量%
・サンニックスGP250 :10質量%
(三洋化成工業社製、有機溶剤)
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル :10質量%
(和光純薬社製、有機溶剤)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製、界面活性剤) : 1質量%
・マイクロクリスタリンワックス : 2質量%
(日本精蝋(株)製HI−MIC1090)
上記成分にイオン交換水を加えて100質量%となるように調整した。
前記シアンインク(C)の組成中のシアン顔料を、顔料の量が同量になるようにマゼンタ顔料(ピグメント・レッド122)に変更したこと以外は、シアンインク(C)と同様の組成とした。
前記シアンインク(C)の組成中のシアン顔料を、顔料の量が同量になるようにイエロー顔料(ピグメント・イエロー74)に変更したこと以外は、シアンインク(C)と同様の組成とした。
前記シアンインク(C)の組成中のシアン顔料を、顔料の量が同量になるようにブラック顔料(カーボンブラック)に変更したこと以外は、シアンインク(C)と同様の組成とした。
下記組成となるように各成分を混合し、処理液を調製した。
・マロン酸(2価のカルボン酸、和光純薬工業(株)製) :15.0質量%
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル(和光純薬工業(株)製):20.0質量%
・N−オレオイル−N−メチルタウリンナトリウム(界面活性剤) :1.0質量%
上記成分にイオン交換水を加えて100質量%となるように調整した。
(ウェブ部材1の調製)
・シリコーンオイル KF−96−100cs :85.0質量%
(信越化学工業(株)製、不揮発性溶媒)
・架橋ポリメチルメタクリレート粒子(アクリル系) :15.0質量%
(製品名:MX−501、綜研化学(株)製、、体積平均粒子径5μm、Tg>140℃、ポリマー粒子)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、ポリマー粒子分散液1を作製した。ポリマー粒子分散液1を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材1を作製した。不織布は、ポリアミドとポリエステルの混合材料で、重さ30g/m2、厚さ0.1mmのものを使用した(ウェブ部材2〜5の不織布も同じ)。
ポリマー粒子のTgは140℃以下では観測されなかった。
・シリコーンオイル KF−96−100cs :85.0質量%
(信越化学工業(株)製、不揮発性溶媒)
・架橋ポリスチレン粒子 :15.0質量%
(体積平均粒子径5μm、Tg>140℃、ポリマー粒子)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、ポリマー粒子分散液2を作製した。ポリマー粒子分散液2を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材2を作製した。
ポリマー粒子のTgは140℃以下では観測されなかった。
上記架橋ポリスチレン粒子は、公知の合成方法で合成できる。
・シリコーンオイル KF−96−100cs :85.0質量%
(信越化学工業(株)製、不揮発性溶媒)
・架橋アクリル酸エステル粒子(アクリル系) :15.0質量%
(体積平均粒子径5μm、Tg100℃、ポリマー粒子)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、ポリマー粒子分散液3を作製した。ポリマー粒子分散液3を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材3を作製した。
上記架橋アクリル酸エステル粒子は、公知の方法で合成できる。
・シリコーンオイル KF−96−100cs :85.0質量%
(信越化学工業(株)製、不揮発性溶媒)
・エチレン−酢酸ビニル粒子 :15.0質量%
(製品名:ケミパールV200、三井化学(株)製、体積平均粒子径7μm、Tg85℃、ポリマー粒子)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、ポリマー粒子分散液4を作製した。ポリマー粒子分散液4を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材4を作製した。
・シリコーンオイル KF−96−100cs :85.0質量%
(信越化学工業(株)製、不揮発性溶媒)
・架橋ウレタン粒子 :15.0質量%
(製品名:C−800透明、根上工業(株)製、体積平均粒子径6μm、Tg−13℃、ポリマー粒子)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、ポリマー粒子分散液5を作製した。ポリマー粒子分散液5を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材5を作製した。
以下に示すように、上記組成のインクを用いて画像を記録すると共に、下記評価を行なった。評価結果は、下記表1に示す。
GELJET GX5000プリンターヘッド(リコー社製のフルラインヘッド)を用意し、これに繋がる貯留タンクを上記で得たシアンインク(C)、マゼンタインク(M)、イエローインク(Y)、ブラックインク(K)に詰め替えた。記録媒体として坪量104g/m2のNシルバーダイヤ(日本製紙(株)製)を、500mm/秒で所定の直線方向に移動可能な搬送ベルト上に固定し、これに上記で得た反応液をワイヤーバーコーターで約1.5μm(マロン酸0.34g/m2相当)の厚みとなるように塗布し、塗布直後に50℃で2秒間乾燥させた(図2)。
なお、図2の加熱ローラ(定着ローラ)は、内部にハロゲンランプが内装されたSUS製の円筒体の芯金の表面がシリコーン樹脂で被覆されたものを使用した。
上記画像記録で作製したブルーのベタ画像を100枚連続で印字した。その後100枚を重ねた状態で、6時間室温で放置した。6時間放置した記録媒体の、ベタ画像を有する面と反対側の面(ベタ画像を有さない面)に、ベタ画像の形成と同様の方法で、8、9、10ポイントの「鷹」の文字を印字し、「鷹」の文字の解像度を目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
A:8ポイントの鷹文字がはっきり視認できる。
B:9ポイントの鷹文字がはっきりと視認できる。
C:10ポイントの鷹文字がはっきりと視認できる。
※Cは実用上問題のあるレベルであった。
両面印刷性と同様にベタ画像を作製し、表面光沢度合いを目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:紙のもともとの光沢に対して違和感なし
B:紙のもともとの光沢に対して画像の光沢度が高く違和感あり
※Bは実用上問題があるレベルであった。
インク吐出条件にて、シアンインク(C)とマゼンタインク(M)の代わりに、イエローインク(Y)とマゼンタインク(M)を用いてライン方式で吐出し、レッドのベタ画像を形成した以外は、両面印刷性と同様にベタ画像を作製した。形成したベタ画像の定着ローラへの転写による剥がれ度合いを目視で観察し、下記の評価項目にしたがって評価した。
<評価基準>
A:印字画像の全面で画像の転写や剥がれが全くみられなかった。
B:印字画像の全面の内、極一部で画像の転写による画像抜けが見られた。
C:印字画像の全面の内、明らかに目視で分かる画像抜けが見られた。
※Cは実用上問題のあるレベルであった。
2.送出ローラ
3.ウェブ押圧ローラ
4.巻取ローラ
5.ウェブ部材
6.加圧ローラ
10.搬送ベルト
11.記録媒体
12.処理液塗布部
13.処理液塗布用バー
14.加熱乾燥部
15.乾燥機
16.インクジェット記録部
17.インクジェットのノズル
Claims (8)
- インクジェット法により記録媒体上にインク組成物を付与するインク付与工程、
および前記インク組成物を付与した記録媒体上に、体積平均粒子径1μm以上30μm以下かつガラス転移温度Tgが100℃以上のポリマー粒子と、不揮発性溶媒とを有する分散液を付与する分散液付与工程、
を備えた画像形成方法。 - 前記ポリマー粒子が架橋ポリマー粒子であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記ポリマー粒子のTgが100℃以上180℃以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記分散液付与工程が、Tgが100℃以上のポリマー粒子の分散液を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを前記記録媒体に押圧する工程であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記ポリマー粒子がポリメチル(メタ)アクリレートまたはポリスチレンであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 記録媒体の搬送速度が200mm/s以上であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記インク付与工程におけるインク付与方法がシングルパス方式であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記インク付与工程が、記録媒体に前記インク組成物と接触することで凝集体を形成することができる処理液を付与する処理液付与工程を有する請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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