JP2013040273A - インク組成物、画像形成方法、及び印画物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)下記一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物、及び(B)色材を含有し、前記(A)高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%含むインクジェット記録用インク組成物。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2には、カルボキシル基を有する高分子化合物にアクリルアミド基を有するエポキシ化合物を反応させた不飽和基含有カルボン酸化合物と、有機溶剤または反応性単量体を含む希釈剤とを有するソルダーレジスト用樹脂組成物が提案されている。
また、特許文献2に記載されたソルダーレジスト用樹脂組成物は、得られた画像の耐水性、耐溶剤性に優れるインク組成物は得られず、また、特許文献2に記載のソルダーレジスト用樹脂組成物をインクジェット記録用インクに適用したときには、吐出性が不十分であり、特許文献2に記載のソルダーレジスト用樹脂組成物は希アルカリ水溶液で現像が可能なソルダーレジストに適する樹脂組成物を提供するにとどまるものであった。
また、本発明は、該インク組成物を用いた画像形成方法、および印画物を提供することを課題とする。
<1> (A)下記一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物、及び(B)色材を含有し、前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%であるインク組成物。
<7> 前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物の重量平均分子量が、2000〜200000である<1>〜<6>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<9> 前記(C)有機溶剤の含有量が、インク組成物の総質量に対して5〜95質量%である<8>に記載のインク組成物。
<10> 前記(C)有機溶剤の含有量が、インク組成物の総質量に対して40〜90質量%である<8>又は<9>に記載のインク組成物。
<12> 前記(D)水の含有量が、インク組成物の総質量に対して5〜95質量%である<11>に記載のインク組成物。
<13> 前記(D)水の含有量が、インク組成物の総質量に対して40〜90質量%である<11>又は<12>に記載のインク組成物。
<15> <1>〜<14>のいずれか1項に記載のインク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、付与したインク組成物を加熱乾燥する工程と、加熱乾燥したインク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、を含む画像形成方法。
<17> 記録媒体上に、<1>〜<14>のいずれか1項に記載のインク組成物により形成されたか、或いは、<15>又は<16>に記載の画像形成方法によって記録された画像を有する印画物。
さらに、前記高分子化合物が有する一般式(I)で表される部分構造は芳香環を含んでおり、これによって色材の分散性が向上し、また、前記した高分子化合物の含有量を、インク組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%含むことによって、(B)色材の分散安定性に優れたインク組成物となるので、インクジェット記録で吐出したときに、色材の凝集等によるインクジェットノズルや配管部の詰まりがなく、安定な吐出性を実現できたものと考えられる。
また、本発明によれば、該インク組成物を用いた画像形成方法、および印画物を提供することができる。
以下に、本発明のインク組成物を構成する各成分について、詳細に説明する。
本発明のインク組成物は、(A)下記一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物(以下、適宜「特定高分子化合物」と称する。)、及び(B)色材を含有し、特定高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%であることを特徴とする。
本発明のインク組成物は、(A)下記一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物(特定高分子化合物)を含む。
また、一般式(I)において、R2が複数存在する場合は、複数存在するR2は同じでも異なっていてもよい。
xは0〜4の整数を表し、好ましくは0〜2の整数である。また、yは1〜3の整数を表し、好ましくは1〜2の整数である。
1≦x+y≦5であるが、好ましくは、1≦x+y≦3である。
(2+n)価の連結基としては、炭素数1〜10の連結基であることが好ましい。炭素数1〜10の(2+n)価の連結基としては、炭素数1〜10のアルカンまたはシクロアルカンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物から水素原子を(2+n)個除いた残基等が挙げられる。(2+n)価の連結基で表されるアルカン残基は、直鎖であっても分岐していてもよい。具体的には、メタン、エタン、プロパン、2−メチルプロパン、ブタン、2−メチルブタン、ペンタン、シクロヘキサン等のアルカンまたはシクロアルカンから水素原子を(2+n)個除いた残基が挙げられるが、これらに制限されるものではない。Xの炭素数は3〜7であることが好ましく、炭素数3〜5であることが最も好ましい。また、これらのアルカン残基、及びシクロアルカン残基中には、エーテル結合、アミド結合、芳香環、水酸基、カルボキシル基等が存在していてもよい。
なお、下記のスキームは一般式(II)におけるLが単結合のエポキシ化合物を用いた例であるが、Lが2価の連結基である場合でも同様である。
下記のスキームでXは、一般式(II)におけるXを表す。
下記に記載のポリマーが有するカルボキシル基の構造のうち、特に好ましくはアクリル酸、またはメタクリル酸構造を含むポリマーである。
なお、上記スキームにおけるn、および下記に記載のポリマーが有するカルボキシル基におけるnは繰り返し単位の繰り返し数を示す。また下記のポリマーが有するカルボキシル基において、(b−6)、および(b−11)は、主鎖構造がポリウレタン構造である。下記構造の中では、(b−1)、(b−2)、(b−3)、(b−4)が好ましく、(b−1)、(b−2)が特に好ましい。
一般式(I)で表されるアクリルアミド基を部分構造として有するエポキシ化合物は、エポキシ環と一般式(I)で表されるアクリルアミド基とを有していればどのような化合物でもよいが、好ましい化合物として下記に示す化合物が挙げられる。特に好ましくは、下記のうち(m−1)〜(m−3)である。ただし、本発明においては、これらの化合物に限定されるものではない。
本発明における「水溶性又は水分散性」とは、特定高分子化合物の1gを、25℃の水、30ml以下で溶解或いは目視で確認できない状態に均一分散しうることを指し、20ml以下の水で溶解或いは分散できることがより好ましく、10ml以下の水で溶解或いは分散できることが特に好ましい。
式(12)中、R2a及びR2bは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。R2a及びR2bは互いに結合して4〜6員環を形成していてもよい。)
イオン性水溶性基としては、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、ホスホン酸基、及びこれらの塩からなる群から選ばれる基であることがより好ましく、カルボキシル基、スルホ基、及びこれらの塩からなる群から選ばれる基であることがさらに好ましく、カルボキシル基及びこの塩であることが特に好ましい。
好ましく、アリール基としてはフェニル基が好ましい。
4級アンモニウムイオンとしては、トリアルキルアンモニウム構造を有していることが好ましく、前記アルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、1〜5であることがさらに好ましい。具体的にはトリメチルアンモニウム構造又はトリエチルアンモニウム構造を有していることが好ましい。
4級アンモニウム塩の具体例としては、−N+(CH3)3Cl−、−N+(C2H5)3Cl−、−N+(C4H9)3Cl−等が挙げられ、−N+(CH3)3Cl−又は−N+(C2H5)3Cl−等であることが好ましい。
炭素数6〜20のアリーレン基又は炭素数7〜20のアラルキレン基であることが好ましい。これらの基は置換基を有していても、置換基を有していなくてもよい。また、これらの基の中には、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合が存在していてもよい。一般式(AP−C1)において、Xap2は単結合であることが好ましい。
ここで、L172、L173、L174、L182、L183、L184、L192、L193、及びL194は同一であっても異なっていてもよい。
本発明のインク組成物に含まれる前記(A)特定高分子化合物は1種のみであっても2種以上を併用してもよい。
本発明においては、(A)特定高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%であるが、0.5〜15質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることが特に好ましい。この範囲とすることによって、耐水性、吐出性が特に良好となる。
なお、カルボキシル基を有するポリマーに、エポキシ基を有する(メタ)アクリルアミド化合物を付加させる反応は定量的に進行させることができ、仕込み通りにポリマーに(メタ)アクリルアミド基を導入できるが、実際に導入できたかどうかは、1H-NMR測定等により確認することができる。
本発明のインク組成物は、(B)色材を含有する。
本発明に用いることができる色材としては、特に制限はなく、顔料、水溶性染料、分散染料等の公知の色材から任意に選択して使用することができる。この中でも、色材としては、耐候性に優れ、色再現性に富む点から、顔料を含むことがより好ましい。
顔料としては、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、公知の有機顔料及び無機顔料などが挙げられ、また、染料で染色した樹脂粒子、市販の顔料分散体や表面処理された顔料(例えば、顔料を分散媒として水、液状有機化合物や不溶性の樹脂等に分散させたもの、及び、樹脂や顔料誘導体等で顔料表面を処理したもの等)も挙げられる。なお、前記顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年、朝倉書店発行)、橋本勲著「有機顔料ハンドブック」(2006年、カラーオフィス発行)、W.Herbst,K.Hunger編「Industrial Organic Pigments」(1992年、Wiley−VHC発行)、特開2002−12607号公報、特開2002−188025号公報、特開2003−26978号公報、特開2003−342503号公報、特開2009−235370号公報に記載のものが挙げられる。
前記黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、10、65、73、74、75、97、98、111、116、130、167、205等のモノアゾ顔料、61、62、100、168、169、183、191、206、209、212等のモノアゾレーキ顔料、12、13、14、16、17、55、63、77、81、83、106、124、126、127、152、155、170、172、174、176、214、219等のジスアゾ顔料、24、99、108、193、199等のアントラキノン顔料、60等のモノアゾピラゾロン顔料、93、95、128、166等の縮合アゾ顔料、109、110、139、173、185等のイソインドリン顔料、120、151、154、175、180、181、194等のベンズイミダゾロン顔料、117、129、150、153等のアゾメチン金属錯体顔料、138等のキノフタロン顔料、213等のキノキサリン顔料が好ましい。
前記緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン1、4等の染付けレーキ顔料、7、36等のフタロシアニン顔料、8等のアゾメチン金属錯体顔料が好ましい。
前記橙色顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ1等のモノアゾ顔料、2、3、5等のβ−ナフトール顔料、4、24、38、74等のナフトールAS顔料、13、34等のピラゾロン顔料、36、60、62、64、72等のベンズイミダゾロン顔料、15、16等のジスアゾ顔料、17、46等のβ−ナフトールレーキ顔料、19等のナフタレンスルホン酸レーキ顔料、43等のペリノン顔料、48、49等のキナクリドン顔料、51等のアントラキノン系顔料、61等のイソインドリノン顔料、66等のイソインドリン系顔料、68等のアゾメチン金属錯体顔料、71、73、81等のジケトピロロピロール顔料が好ましい。
前記紫色顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット1、2、3、27等の染付けレーキ顔料、13、17、25、50等のナフトールAS顔料、5:1等のアントラキノンレーキ顔料、19等のキナクリドン顔料、23、37等のジオキサジン顔料、29等のペリレン顔料、32等のベンズイミダゾロン顔料、38等のチオインジゴ顔料が好ましい。
前記黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック1等のインダジン顔料、7であるカーボンブラック、10であるグラファイト、11であるマグネタイト、20等のアントラキノン顔料、31、32等のペリレン顔料が好ましい。
前記白色顔料としては、C.I.ピグメントホワイト4である酸化亜鉛、6である酸化チタン、7である硫化亜鉛、12である酸化ジルコニウム(ジルコニウムホワイト)、18である炭酸カルシウム、19である酸化アルミニウム・酸化ケイ素(カオリンクレー)、21又は22である硫酸バリウム、23である水酸化アルミニウム(アルミナホワイト)、27である酸化ケイ素、28であるケイ酸カルシウムが好ましい。
白色顔料に使用される無機粒子は単体でもよいし、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等の酸化物や有機金属化合物、有機化合物との複合粒子であってもよい。
中でも前記酸化チタンは、他の白色顔料と比べて比重が小さい、屈折率が大きい、隠蔽力や着色力が大きい、酸やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れていることから、好適に使用される。なお、前記酸化チタンに加えて他の白色顔料(上述した白色顔料以外のものであってもよい。)を併用してもよい。
なお、本発明においては、粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)等の市販の粒径測定装置を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
次に、本発明における(B)色材として好ましく使用される染料について述べる。
染料としては、従来公知の化合物(染料)から適宜選択して使用することができる。具体的には、特開2002−114930号公報の段落番号〔0023〕〜〔0089〕、特開2008−13646号公報の段落番号〔0136〕〜〔0140〕に記載の化合物などを挙げることができ、これらを本発明にも適用することができる。
また、本発明においては、(B)色材として、分散染料を用いることもできる。
分散染料の好ましい具体例としては、C.I.ディスパースイエロー 5、42、54、64、79、82、83、93、99、100、119、122、124、126、160、184:1、186、198、199、201、204、224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ 13、29、31:1、33、49、54、55、66、73、118、119及び163;C.I.ディスパーズレッド 54、60、72、73、86、88、91、92、93、111、126、127、134、135、143、145、152、153、154、159、164、167:1、177、181、204、206、207、221、239、240、258、277、278、283、311、323、343、348、356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット 33;C.I.ディスパーズブルー 56、60、73、87、113、128、143、148、154、158、165、165:1、165:2、176、183、185、197、198、201、214、224、225、257、266、267、287、354、358、365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン 6:1及び9等が挙げられる。
(B)色材のインク組成物中における含有量は、色材の物性(比重、着色力や色味等)、インク組成物を何色組み合わせて印刷物を作製するかといった条件により適宜選択することができるが、インク組成物全体の質量に対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.5〜20質量%であることがより好ましい。
色材として顔料を用いる場合には、顔料粒子を調製する際に、必要に応じて顔料分散剤を用いてもよく、用いることのできる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
極性基としては、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、燐酸基、硼酸基、水酸基が挙げられるが、好ましくはスルホン酸基、カルボン酸基であり、更に好ましくは、スルホン酸基である。
記載の顔料誘導体をミリングなどの処理で顔料粒子表面に吸着させる方法、特願2000−377068、同2001−1495、同2001−234966に記載の顔料を顔料誘導体と共に溶媒で溶解した後、貧溶媒中で晶析させる方法等を挙げることができ、いずれの方法でも容易に、表面に極性基を有する顔料粒子を得ることができる。
ビーズミル分散を行う際に使用するビーズは、好ましくは0.01〜3.0mm、より好ましくは0.05〜1.5mm、更に好ましくは0.1〜1.0mmの体積平均径を有するものを用いることにより、安定性に優れた顔料分散物を得ることができる。
本発明のインク組成物には、必須成分である特定高分子化合物、色材に加えて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、公知の添加剤を併用することができる。以下、インク組成物に使用しうる添加剤について説明する。
本発明のインク組成物は、目的に応じて、さらに、(C)有機溶剤を併用することも好ましい態様の1つとして挙げることができる。
本発明のインク組成物が水を含んでいる場合、有機溶剤は水溶性有機溶剤であることが望ましい。ここで水溶性有機溶剤とは、25℃の水に対する溶解度が10質量%以上である有機溶剤をいう。
本発明で用いることのできる水溶性有機溶剤としては、例えば、下記のものが挙げられる。
・多価アルコール類(例えば、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、ポ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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−メチルプロパンジオール等)、
・多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、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エチルエーテル、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ブチルエーテル、プロピ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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、
・アミン類(例えば、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、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、
・アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、
・複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、プロピオンカーボネート等)、
・スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、
・スルホン類(例えば、スルホラン等)、
・その他(尿素、アセトニトリル、アセトン等)
本発明のインク組成物は、(D)水を含有することも好ましい態様の1つとして挙げることができる。
水としては、不純物を含まないイオン交換水、蒸留水などを用いることが好ましい。
本発明のインク組成物における水の含有量は、5〜95質量%であることが好ましく、30〜95質量%であることがさらに好ましく、40〜90質量%であることが特に好ましい。
(A)特定高分子化合物、(B)色材に加えて、(C)有機溶剤、及び(D)水を含む場合、インク組成物中におけるそれぞれの含有量は、(A)特定高分子化合物:1〜50質量%、(B)色材:0.1〜30質量%、(C)有機溶剤と(D)水との合計:20〜98.9質量%であることが好ましく、(A)特定高分子化合物:2〜40質量%、(B)色材:0.5〜25質量%、(C)有機溶剤と(D)水との合計:35〜97.5質量%であることがさらに好ましく、(A)特定高分子化合物:3〜30質量%、(B)色材:0.5〜20質量%、(C)有機溶剤と(D)水との合計:50〜96.5質量%であることが特に好ましい。
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加することができる。好ましく使用される界面活性剤としては、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。特にアニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。
本発明のインク組成物には、ラテックスを添加することができる。本発明に用いうるラテックスとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、シリコン−アクリル共重合体およびアクリル変性フッ素授脂等のラテックスが挙げられる。ラテックスは、乳化剤を用いてポリマー粒子を分散させたものであっても、また乳化剤を用いないで分散させた所謂ソープフリーラテックスであってもよい。乳化剤としては界面活性剤が多く用いられるが、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー(例えば、可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)を用いることも好ましい。
本発明のインク組成物には、(A)特定高分子化合物とは構造が異なる水性ポリマーを添加することができる。
特定高分子化合物とは構造が異なる水性ポリマーの好ましい例としては、天然高分子が挙げられ、その具体例としては、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、若しくはアルブミンなどのたんぱく質類、アラビアゴム、もしくはトラガントゴムなどの天然ゴム類、サボニンなどのグルコシド類、アルギン酸及びアルギン酸プロピレングリコールエステル、アルギン酸トリエタノールアミン、若しくはアルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸誘導体、メチルセルロース、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、若しくはエチルヒドロキシルセルロースなどのセルロース誘導体が挙げられる。
本発明のインク組成物は、重合開始剤を含有することが好ましい。インク組成物が水を含有する場合、重合開始剤は水溶性であることが好ましく、水溶性の程度としては、25℃において蒸留水に0.5質量%以上溶解することが好ましく、1質量%以上溶解することが好ましく、3質量%以上溶解することが特に好ましい。水溶性開始剤としては、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン)(BASF社製Irgacure−2959)が好ましい。
また、α−アミノケトン類及びアシルフォスフィンオキシド類からなる群より選択される重合開始剤を用いることが好ましい。
またアシルフォスフィンオキシド類との併用も可能である。この場合水溶性の重合開始剤を用いることが好ましい。水溶性は25℃において蒸留水に0.5質量%以上溶解することが好ましく、1質量%以上溶解することが好ましく、3質量%以上溶解することが特に好ましい。
本発明においては、公知の増感色素を併用することができる。併用しうる公知の増感色素の例としては、ベンゾフェノン、チオキサントン等が挙げられ、特にイソプロピルチオキサントン、アントラキノン、3−アシルクマリン誘導体、ターフェニル、スチリルケトン、3−(アロイルメチレン)チアゾリン、ショウノウキノン、エオシン、ローダミン及びエリスロシンなどが好ましい態様として挙げられる。
本発明のインク組成物は、特定高分子化合物以外の重合性化合物を含有しても良い。重合性化合物は、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する化合物であれば、どのようなものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態を持つものが含まれる。特定重合性化合物は1種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で2種以上を併用してもよい。
本発明に係るインク組成物の調製方法としては、特に制限はなく、各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、撹拌槽型ミルなどの媒体撹拌ミル、ディスパーなどの簡単な分散機により撹拌、混合し、分散させることにより調製することができる。各成分の添加順序については任意である。また、分散粒子をより微細化するために、ビーズミルや高圧噴射ミルなどの分散機を用いて混合してもよい。また、顔料や高分子分散剤の種類によっては、顔料分散前のプレミックス時にアニオン性樹脂を添加するようにしてもよい。
本発明の画像形成方法は、前記インク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、付与した前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含むことを特徴とする。これらの工程を行うことで、記録媒体上に定着したインク組成物による画像が形成される。
以下、本発明の画像形成方法における、インク付与工程について説明する。本発明におけるインク付与工程は、前記インク組成物を記録媒体上に付与する工程であれば限定されない。
インク供給系は、例えば、本発明のインク組成物を含む元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルタ、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、好ましくは1〜100pl、より好ましくは8〜30plのマルチサイズドットを、好ましくは320×320〜4,000×4,000dpi、より好ましくは400×400〜1,600×1,600dpi、さらに好ましくは720×720dpiの解像度で吐出できるよう駆動することができる。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
温度コントロールの方法としては、特に制約はないが、例えば、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク組成物の流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。温度センサーは、インク供給タンク及びインクジェットヘッドのノズル付近に設けることができる。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体を外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断若しくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンタ立上げ時間を短縮するため、あるいは熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
以下、本発明の画像形成方法における、照射工程について説明する。本発明における照射工程は、前記記録媒体上に付与されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する工程であれば限定されない。本発明のインク組成物に活性エネルギー線を照射することで、インク組成物中の化合物の架橋反応が進行し、画像を定着させ、印画物の耐溶剤性等を向上させることが可能となる。
ましく、250〜390nmであることが更に好ましい。
更に、UV光は、露光面照度が、例えば、10mW/cm2〜2,000mW/cm2、好ましくは、20mW/cm2〜1,000mW/cm2で照射されることが適当である。
照射条件並びに基本的な照射方法は、特開昭60−132767号公報に開示されている。具体的には、インクの吐出装置を含むヘッドユニットの両側に光源を設け、いわゆるシャトル方式でヘッドユニットと光源を走査する方式や、駆動を伴わない別光源によって行われ、駆動を伴わない別光源によって行われる方式が好ましい。活性放射線の照射は、インク着弾、熱定着後、一定時間(例えば、0.01秒間〜60秒間、好ましくは、0.01秒間〜30秒間、より好ましくは、0.01秒間〜15秒間)をおいて行われることになる。
記録媒体上に吐出されたインク組成物は、加熱手段により必要に応じて併用される水及び有機溶剤が蒸発されることにより定着されることが好ましい。吐出された本発明のインク組成物に熱を加え、定着する工程について説明する。
加熱手段としては、必要に応じて併用される水及び有機溶剤を乾燥させることができればよく、限定されないが、ヒートドラム、温風、赤外線ランプ、熱オーブン、ヒート版加熱などを使用することができる。
加熱温度は、インク組成物中に必要に応じて併用される水及び有機溶剤が蒸発し、かつ特定高分子化合物、および、必要に応じて添加されるポリマーバインダーの皮膜を形成することができれば特に制限はないが、40℃以上であればその効果が得られ、40℃〜150℃程度が好ましく、より好ましくは、40℃〜80℃程度である。
なお、乾燥/加熱時間は、インク組成物中に必要に応じて併用される水及び有機溶剤が蒸発し、かつ樹脂剤の皮膜を形成することができれば特に制限はなく、用いるインク組成物の組成・印刷速度を加味して適宜設定することができる。
加熱により定着された前記溶剤型インク組成物は、必要に応じ、UV光を照射して、さらに光定着することができる。印刷物の強度、耐水性、耐溶剤性等を向上するためにUV光による定着をすることが好ましい。
本発明の印画物は、本発明の画像形成方法によって記録されたことを特徴とする。本発明の印画物は、本発明の画像形成方法によって記録された印画物であることから、記録された画像の耐溶剤性、耐水性及び基材への密着性に優れた印画物となる。
攪拌機、冷却管を備えた500mlの三口フラスコにメチルエチルケトン44gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン25gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.43g、ベンジルメタクリレート30g、メタクリル酸5g、及びメチルメタクリレート15gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン1gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.21gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥し、ポリマー分散剤D−1を43g得た。
得られた樹脂の組成は、1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は42,000であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.4mgKOH/gであった。
IRGALITE BLUE GLVO(シアン顔料、C.I.Pigment Blue 15:3、BASF・ジャパン社製)35部と、アジスパーPB821(ポリエステル系高分子分散剤、味の素(株)製)12.5部と、プロピレンカーボネート(4−メチル−2−オキソ−1,3−ジオキソラン、和光純薬工業社製)52.5部とを混合し、撹拌機で均一になるまで撹拌し、得られた予備分散液を、さらに縦型ビーズミル(アイメックス(株)製レディーミル)で0.1mmφジルコニアビーズを用いて3時間分散し、色材分散物Bを作製した。色材分散物Bにおける色材の体積平均粒子径を、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定すると、190nmであった。
・2−ピロリドン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・2−メチルプロパンジオール(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・プロピレンカーボネート(和光純薬工業社製)
比較例で用いた比較ポリマーは下記に示す(A−C)である。
・Irg-2959(重合開始剤 BASF(株)製、1−「4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン)
・特開2008−45047号公報の実施例に記載の変性ポリビニルアルコール(A)
なお、実施例及び比較例で使用する化合物のうち、製造元の記載のない化合物は、公知の方法、又は、公知の方法を応用し、合成した。
<インク組成物の調製>
得られた色材分散物A、及びBを用い、下記表1に記載の組成により、実施例1〜6、及び比較例1〜2のインク組成物を、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて10分間撹拌して、それぞれ調製した。
得られたインク組成物は、プラスチック製のディスポーザブルシリンジに詰め、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の孔径5μmのフィルタ(ミリポア社製のMillex−SV、直径25mm)にて濾過して完成インクとした。なお、表1の組成における各数値は、質量部を表す。
また、インク組成物の粘度を、VISCOMATE VM−10A−L(CMCマテリアルズ(株)製)を用い、25℃の条件下で測定したところ、実施例1〜13の粘度は5〜25mPa・sであった。
約2,000mJ/cm2の露光エネルギーで露光したものを用いた。また、印画物の保管は、印画面と基材面を重ね合わせた上に、重りによって均一な加重(1.5kg/cm2)を印画物全体にかけた状態を48時間(45℃恒温槽保管)で行った。48時間後、印画面と基材面を剥ぎ取り、目視によって下記基準に従い評価した。
得られた各インク組成物を上記インクジェットプリンタに装填し、ポリ塩化ビニルシート(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)に画像を形成し、以下の各評価用の印画物を得た。
得られた各インク組成物及び印画物を使用し、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
上記画像記録方法に従い、平均膜厚(乾燥前)が12μmのベタ画像の描画を行った後、印画物の表面を蒸留水を含浸した綿棒にて擦り、以下の基準で評価した。なお、評価ランクA、およびBは実用上問題のないレベルである。
A:10回以上擦っても、画像に変化が認められなかった。
B:5〜9回の擦りで、画像の濃度が低下した。
C:2〜4回の擦りで、画像の濃度が低下した。
D:1回擦っただけで、画像の濃度が著しく低下した。
上記画像記録方法に従い、平均膜厚(乾燥前)が12μmのベタ画像の描画を行った後、印画物の表面をイソプロピルアルコールを含浸した綿棒にて擦り、以下の基準で評価した。なお、評価ランクA、およびBは実用上問題のないレベルである。
A:10回以上擦っても、画像に変化が認められなかった。
B:5〜9回の擦りで、画像の濃度が低下した。
C:2〜4回の擦りで、画像の濃度が低下した。
D:1回擦っただけで、画像の濃度が著しく低下した。
上記インクジェットプリンタを用いて、標準印刷モードにて30分間吐出し、停止後、5分間経過した後に記録媒体(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)上に標準印刷モードにてベタ画像及び細線を記録して得られた画像(5cm×5cm)を観察した。観察した画像を下記の評価基準に従って目視により評価した。なお、評価ランクA、およびBは実用上問題のないレベルである。
B:抜けの発生等によるドット欠けの発生がわずかに認められたが、実用上支障を来さない程度であった。
C:抜けの発生等によるドット欠けの発生があり、実用に耐えない画像であった。
D:正常な吐出ができなかった。
Claims (17)
- (A)下記一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物、及び(B)色材を含有し、前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対して、0.1〜20質量%であるインク組成物。
(一般式(I)中、mは0〜10の整数を表し、xは0〜4の整数を表し、yは1〜3の整数を表し、1≦x+y≦5である。R1は水素原子又はメチル基を表し、R1が複数存在する場合は、複数存在するR1は同じでも異なっていてもよい。R2はアルキル基、アルコキシ基、アルキレン基、又はアルケニレン基を表し、R2が複数存在する場合は、複数存在するR2は同じでも異なっていてもよく、R2同士が互いに結合して環を形成していてもよい。*は隣接する部位との結合位置を表す。) - 前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物が、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を含む重合体である請求項1に記載のインク組成物。
(一般式(II)中、R1、R2、x、およびyは一般式(I)におけるR1、R2、x、およびyとそれぞれ同義である。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Xは(2+n)価の連結基を表す。mは0又は1を表し、nは1〜4の整数を表す。1≦x+y≦5である。) - 前記一般式(II)で表される繰り返し単位が、下記一般式(II−A)で表される繰り返し単位である請求項2に記載のインク組成物。
(一般式(II−A)中、R3は水素原子又はメチル基を表す。R1、R2、L、x、y、およびmは、一般式(II)におけるR1、R2、L、x、y、およびmとそれぞれ同義である。) - 前記一般式(II−A)で表される繰り返し単位が、下記一般式(II−B)で表される繰り返し単位である請求項3に記載のインク組成物。
(一般式(II−B)中、R1、R2、R3、x、y、およびmは、一般式(II)におけるR1、R2、R3、x、y、およびmとそれぞれ同義である。) - 前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対して、0.5質量%〜15質量%である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物における一般式(I)で表される部分構造中の(メタ)アクリルアミド基の含有量が、前記(A)高分子化合物の全質量に対して、0.1mmol/g〜4mmol/gである請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(A)一般式(I)で表される部分構造を側鎖に有する高分子化合物の重量平均分子量が、2000〜200000である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
- さらに、(C)有機溶剤を含有する請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(C)有機溶剤の含有量が、インク組成物の総質量に対して5〜95質量%である請求項8に記載のインク組成物。
- 前記(C)有機溶剤の含有量が、インク組成物の総質量に対して40〜90質量%である請求項8又は請求項9に記載のインク組成物。
- さらに、(D)水を含有する請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(D)水の含有量が、インク組成物の総質量に対して5〜95質量%である請求項11に記載のインク組成物。
- 前記(D)水の含有量が、インク組成物の総質量に対して40〜90質量%である請求項11又は請求項12に記載のインク組成物。
- インクジェット記録用である、請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のインク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、
付与したインク組成物を加熱乾燥する工程と、
加熱乾燥したインク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、を含む画像形成方法。 - 前記インク付与工程が、インクジェット法により前記インク組成物を記録媒体上に付与する工程である、請求項15に記載の画像形成方法。
- 記録媒体上に、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のインク組成物により形成されたか、或いは、請求項15又は請求項16に記載の画像形成方法によって記録された画像を有する印画物。
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