JP2015074184A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録用メディアの該塗工層を有する面上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有するインクジェット用インクを吐出させて画像を形成する画像形成工程と、前記画像形成工程における画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに熱定着させる定着工程と、を含み、前記水溶性有機溶剤が、下記構造式(I)で表される化合物を少なくとも含有する画像形成方法である。
<構造式(I)>
【選択図】なし
Description
例えば、商業印刷用又は出版印刷用コート紙のようなコート層材料に炭酸カルシウムやカオリン等のフィラーを用いたコート紙を記録用メディアとして使用すると、画像が激しく滲んだり、濃度が発現しなくなったりする。これは、コート紙の場合、インクジェット専用紙のように短時間に多量のインクを吸収できるように設計されていないため、インクの吸収が間に合わず滲んだり、コート層にインクが染み込んだとしても、インクの着色剤がコート層中のカオリンのような隠蔽性の高いフィラーにより隠蔽されたりすることが原因である。従ってこの種の用紙はインクジェット記録に全く適さないと考えられてきた。
また、印字直後の印字面の乾燥性や定着性を改良するため、印字面の乾燥補助手段として加熱ローラを用いることが提案されている(特許文献2参照)。
また、顔料が残って耐擦性が低下した紙表面を保護するため、UVニスで保護層を設けることが提案されている(特許文献3参照)。
前記画像形成工程における画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに熱定着させる定着工程と、を含み、
前記水溶性有機溶剤が、下記構造式(I)で表される化合物を少なくとも含有する。
<構造式(I)>
本発明の画像形成方法は、画像形成工程と、定着工程とを含み、後処理工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の画像形成装置は、画像形成手段と、定着手段とを有し、後処理手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
(1)印刷用紙など塗工層を持つ吸インク性が悪いコート紙等は、ベタ画像のビーディング(隣り合ったドットが引き付けあったりして画像にブツブツ感が出るような現象)や色間のカラーブリードを起こす現象。
(2)ベタ画像のビーディングや色間のカラーブリードが大幅に改良される場合に生じる画像光沢度が低下する現象。
前記画像形成工程は、支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録用メディアの該塗工層を有する面上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有するインクジェット用インクを吐出させて画像を形成する工程であり、画像形成手段により行われる。
本発明で用いるインクジェット用インク(以下、「インク」と称することもある)は、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有し、水分散性樹脂を含有することが好ましく、必要に応じてその他の成分を含有する。
前記水溶性有機溶剤として、前記構造式(I)で示される化合物、及び、一般的に湿潤剤等に用いられる下記に示す溶剤が使用される。前記構造式(I)で示される化合物をインクに含有させて、画像形成中又は画像形成直後に100℃〜150℃に加熱することで、前記構造式(I)の化合物の熱分解生じる。この熱分解で発生する炭酸ガス(CO2)で、インク中に含有するアニオン性化合物(顔料分散体又は水分散性樹脂)が凝集乃至増粘するため、ビーディング及びカラーブリードが抑制される。
温度23℃、相対湿度80%環境中の平衡水分量が30質量%以上である多価アルコールを湿潤剤として含有することができる。これらの中でも、平衡水分量及び沸点が高いものが好ましい。
その具体例としては、ジエチレングリコール(bp245℃、43質量%)、トリエチレングリコール(bp285℃、39質量%)、テトラエチレングリコール(bp324〜330℃、37質量%)、1,3−ブタンジオール(bp203〜204℃、35質量%)、グリセリン(bp290℃、49質量%)、ジグリセリン(bp270℃/20hPa、38質量%)、1,2,3−ブタントリオール(bp175℃/33hPa、38質量%)、1,2,4−ブタントリオール(bp190〜191℃/24hPa、41質量%)等が挙げられる。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、グリセリン、1,3−ブタンジオールが好ましい。
前記多価アルコールの含有量は、インク全量に対して、2質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜40質量%がより好ましい。前記含有量が、2質量%未満であると、インクの保湿効果がなくなることがあり、50質量%を超えると、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。
前記多価アルコールを水溶性有機溶剤全体の50質量%以上用いると、吐出安定性確保やインク吐出装置の維持装置での廃インク固着防止に寄与するので好ましい。
平衡水分量(%)
=〔有機溶剤に吸収した水分量/(有機溶剤+有機溶剤に吸収した水分量)〕×100
これら中でも、2−メチル−1,3−ブタンジオール(bp214℃)、3−メチル−1,3−ブタンジオール(bp203℃)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(bp250℃)、2−エチル−1,3−へキサンジオール(bp243.2℃)が好ましい。
前記アルキルアルカンジオールの含有量は、インク全量に対して、2質量%〜40質量%が好ましく、5質量%〜30質量%がより好ましい。前記含有量が、2質量%未満では、記録用メディアへの浸透性効果がなく、画像品質向上効果も見られず、更に、汎用印刷用紙に対する乾燥性向上効果もなくなり、40質量%を超えると、インク粘度が上昇し吐出安定性が厳しくなることがある。
その例としては、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。
前記多価アルコール類としては、例えば、ジプロピレングリコール(bp232℃)、1,5−ペンタンジオール(bp242℃)、プロピレングリコール(bp187℃)、2−メチル−2,4−ペンタンジオール(bp197℃)、エチレングリコール(bp196〜198℃)、トリプロピレングリコール(bp267℃)、ヘキシレングリコール(bp197℃)、ポリエチレングリコール(粘調液体〜固体)、ポリプロピレングリコール(bp187℃)、1,6−ヘキサンジオール(bp253〜260℃)、1,2,6−ヘキサントリオール(bp178℃)、トリメチロールエタン(固体、mp199〜201℃)、トリメチロールプロパン(固体、mp61℃)などが挙げられる。
前記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(bp237℃)、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。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、2−ピロリドン(bp250℃、mp25.5℃、47質量%〜48質量%)、N−メチル−2−ピロリドン(bp202℃)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(bp226℃)、ε−カプロラクタム(bp270℃)、γ−ブチロラクトン(bp204℃〜205℃)などが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン(bp170℃)、ジエタノールアミン(bp268℃)、トリエタノールアミン(bp360℃)、N,N−ジメチルモノエタノールアミン(bp139℃)、N−メチルジエタノールアミン(bp243℃)、N−メチルエタノールアミン(bp159℃)、N−フェニルエタノールアミン(bp282℃〜287℃)、3−アミノプロピルジエチルアミン(bp169℃)などが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド(bp139℃)、スルホラン(bp285℃)、チオジグリコール(bp282℃)などが挙げられる。
具体的には、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などが挙げられる。
ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖{例えば、糖アルコール〔一般式:HOCH2(CHOH)nCH2OH(ただし、nは2〜5の整数を表す)で表される。〕}、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。
これらの中でも、糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。
着色剤固形分が高いのに水溶性有機溶剤の配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらすことがある。
着色剤が、顔料である場合の特に好ましい形態としては、以下の第1〜第3の形態が挙げられる。
(1)第1形態では、着色剤は、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性を示す顔料〔以下、「自己分散性顔料」ということもある〕を含有する。
ただし、前記一般式(I)中、Rは炭素数6〜30、好ましくは12〜24、更に好ましくは18〜22のアルキル基を表し、nは20〜100の整数を表す。また、数平均分子量は5,000〜20,000である。
前記一般式(I)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体としては、Rの炭素数が異なるアルキル基がランダムに高分子鎖中に導入されたものを用いてもよい。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。なお、前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、などが挙げられる。前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
前記黒色用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)等の金属類、酸化チタン等の金属酸化物類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
次亜ハロゲン酸又はその塩の少なくともいずれかを用いて湿式酸化処理する方法などにより行われる。これらの中でも、顔料の表面にカルボキシル基が結合され、水中に分散している形態が特に好ましい。このように顔料が表面改質され、カルボキシル基が結合していると、分散安定性が向上し、高品位な印字品質が得られると共に、印字後の記録用メディアの耐水性がより向上する。
また、第1形態の自己分散性顔料を含有するインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドノズル付近のインク水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず、簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行える。
前記自己分散性顔料の体積平均粒径は、インク中において0.01μm〜0.16μmが好ましい。
アニオン性親水基としては、例えば、−COOM、−SO3M、−PO3HM、−PO3M2、−SO2NH2、−SO2NHCOR(ただし、Mは、水素原子、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)等が挙げられる。これらの中でも、−COOM、−SO3Mがカラー顔料表面に結合されたものを用いることが好ましい。
また、前記親水基中における「M」は、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムが挙げられる。有機アンモニウムとしては、例えば、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げられる。
アニオン性に帯電したカラー顔料を得る方法としては、例えば、カラー顔料を次亜塩素酸ソーダで酸化処理して、カラー顔料表面に−COONaを導入する方法、スルホン化による方法、ジアゾニウム塩を反応させる方法が挙げられる。
<構造式A1>
上記した親水基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合する場合の具体例としては、例えば、−C2H4COOM(ただし、Mは、アルカリ金属、又は第4級アンモニウムを表す)、−PhSO3M(ただし、Phはフェニル基を表す。Mは、アルカリ金属、又は第4級アンモニウムを表す)、−C5H10NH3 +等が挙げられる。
前記高分子分散安定化剤は、顔料分散剤によって、水中で均一に微分散した顔料分散体の分散状態を安定に保つために有効な材料である。前記一般式(I)で表される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、水溶性ポリウレタン樹脂及び水溶性ポリエステル樹脂は、常温では固体であり、冷水に殆ど溶けないものである。しかし、これらを、その酸価に対し当量以上(好ましくは、酸価の1.0〜1.5倍)のアルカリ溶液又はアルカリ水溶液で溶解して用いると分散安定化剤としての効果が発現する。
また、前記共重合体や樹脂をアルカリ溶液又はアルカリ水溶液で溶解するには加熱撹拌すればよい。しかし、前記α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体におけるオレフィン鎖が長い場合は比較的溶け難く、不溶物が残る場合があるが、適当なフィルター等で不溶物を除いて用いれば、分散安定化剤としての効果は損なわれない。
前記一般式(I)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体としては、適宜合成したものを使用してもよいし市販品を使用してもよい。市販品としては、T−YP112、T−YP115、T−YP114、T−YP116(いずれも星光PMC社製)などが挙げられる。
前記水溶性ポリウレタン樹脂としては、適宜合成したものを使用してもよいし市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、タケラックW−5025、タケラックW−6010、タケラックW−5661(三井武田ケミカル社製)などが挙げられる。
前記水溶性ポリエステル樹脂としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記市販品としては、例えば、ニチゴポリエスターW−0030、ニチゴポリエスターW−0005S30WO、ニチゴポリエスターWR−961(日本合成化学工業社製)、ペスレジンA−210、ペスレジンA−520(高松油脂社製)などが挙げられる。
前記高分子分散安定化剤の重量平均分子量は、5,000〜20,000が好ましい。前記重量平均分子量が、5,000未満であると、顔料分散体の分散安定性が低下することがあり、20,000を超えると、アルカリ溶液の溶解性が劣ったり、粘度が高くなってしまうことがある。
前記高分子分散安定化剤の含有量は、固形分換算で、顔料100質量部に対して、1質量部〜100質量部が好ましく、5質量部〜50質量部がより好ましい。前記含有量が、1質量部未満であると、分散安定化の効果がなくなることがあり、100質量部を超えると、インク粘度が高くなってノズルからの吐出性を悪化させ易くなったり、経済性が劣ることがある。
前記アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えば、NH4、Na、Ca塩等)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えば、NH4、Na、Ca塩等)、ジアルキルサクシネートスルホン酸Na塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(例えば、NH4、Na塩等)、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート塩、オレイン酸塩などが挙げられる。これらの中でも、ジオクチルスルホコハク酸Na塩、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルスルホン酸NH4塩が特に好ましい。
これらの中でも、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−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテルが特に好ましい。
前記顔料分散体の体積平均粒子径は、インク中において150nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。前記体積平均粒子径が150nmを超えると、急激に吐出安定性が低下し、ノズル詰まりやインクの曲がりが発生し易くなる。一方、前記体積平均粒子径が100nm以下であれば、吐出安定性が向上し更に画像の彩度も向上する。
前記キナクリドンとしては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ48、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット42などが挙げられる。
前記モノアゾイエローとしては、例えば、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー151などが挙げられる。
前記ジスアゾイエローとしては、例えば、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17などが挙げられる。
前記複素環式イエローとしては、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。
その他の適切な着色顔料としては、The Color Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
前記無機顔料粒子と色材である有機顔料又はカーボンブラックとの質量比は、3:1〜1:3が好ましく、3:2〜1:2がより好ましく。色材が少ないと発色性や着色力が低下することがあり、色材が多くなると透明性や色調が悪くなることがある。
このような無機顔料粒子を有機顔料又はカーボンブラックで被覆した色材粒子としては、戸田工業社製のシリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料などが、一次平均粒径が小さい点で、好適に用いることができる。
前記着色剤のインク中の含有量は、固形分で、2質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜12質量%がより好ましい。前記含有量が、2質量%未満であると、インクの発色性及び画像濃度が低くなってしまうことがあり、15質量%を超えると、インクが増粘して吐出性が悪くなってしまうことがあるし、経済的にも好ましくない。
前記界面活性剤としては、着色剤の種類や湿潤剤の組み合わせによって分散安定性を損なわず、表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましく、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種が好適である。これらの中でも、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が特に好ましい。
これら界面活性剤は、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
前記アニオン系フッ素系界面活性剤としては、例えば、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などが挙げられる。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、などが挙げられる。前記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。
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いため好ましく、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が、特に下記一般式(1)で表されるフッ素系界面活性剤が好ましい。
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。
(1)アニオン系フッ素系界面活性剤
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学株式会社などから容易に入手できる。
前記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、などが挙げられる。
前記水としては、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。
前記水分散性樹脂としては、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えたものが、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像記録に有用である。その例としては縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、スチレン-アクリル樹脂及びフッ素系樹脂などが挙げられる。
前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、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。
前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
これらの中でも、特にアニオン性の水分散性樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂微粒子が好ましい。
また、前記水分散性樹脂を2種類以上併用することは全く問題ない。
前記水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用しても、コポリマーとして使用してもよく、複合系樹脂として使用してもよい。また、単相構造型及びコアシェル型、パワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、及びpH調整剤などを添加した水中で反応させて樹脂エマルジョンを得るため、容易に水分散性樹脂を得ることができ、樹脂構成を容易に替えられるため目的の性質を作りやすい。
前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、4−t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記ビニルシアノ化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えばアリルスルホン酸その塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
前記水分散性樹脂の平均粒径は、分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インク化した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径(D50)は50nm以上が好ましい。また、粒径が数十μmになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくても、粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために平均粒子径(D50)は200nm以下がより好ましく、150nm以下が更に好ましい。
前記水分散性樹脂のインク中の含有量は、固形分で、2質量%〜30質量%が好ましく、5質量%〜25質量%がより好ましい。
その他の成分としては特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えば浸透剤、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、などが挙げられる。
インクには、浸透性と水への溶解性を両立させるため、浸透剤として炭素数8〜11の非湿潤剤性ポリオール化合物又はグリコールエーテル化合物を少なくとも1種含有させることが好ましい。ここで、非湿潤剤性とは、25℃の水中において0.2〜5.0質量%の間の溶解度を有することを意味する。
浸透剤としては、下記一般式(12)で表される1,3−ジオール化合物が好ましく、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[溶解度:4.2%(25℃)]、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール[溶解度:2.0%(25℃)]が特に好ましい。
その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ジ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フェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられる。
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを7〜11に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
pHが7未満又は11を超えるとインクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記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。
前記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。
前記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、
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。
前記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。
前記防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウムなどが挙げられる。
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などが挙げられる。
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などが挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、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)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記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−テトラオキサスピロ[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。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。
前記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。
前記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。
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。
前記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。
本発明で用いられるインクは、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤及び水、更に必要に応じてその他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して製造する。この攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等により行うことができ、攪拌混合は通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。
前記インクの物性としては、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、粘度、表面張力は以下の範囲であることが好ましい。
前記インクの25℃での粘度は、5mPa・s〜25mPa・sが好ましい。インク粘度を5mPa・s以上とすることにより、印字濃度や文字品位を向上させる効果が得られる。また、インク粘度を25mPa・s以下に抑えることにより、吐出性を確保できる。
ここで、前記粘度は、例えば、粘度計(RE−550L、東機産業社製)を使用して、25℃で測定することができる。
前記インクの表面張力は、25℃で30mN/m以下が好ましく、28mN/m以下がより好ましい。前記表面張力を30mN/m以下にすると、浸透性がよくなり、ビーディングが低減するので、普通紙印字での乾燥性が良好となる。また、前処理層に濡れ易くなるので、発色性がよくなり白ポチも改良される。一方、表面張力が30mN/mを超えると、記録用メディア上でのインクのレベリングが起こり難く、乾燥時間の長時間化(乾燥性が悪くなる)を招くことがある。
前記記録用メディアは、支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有するものである。
前記記録用メディアとしては、特に制限はなく、種々のものを用いることができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ただし、画像品質(画像濃度、彩度、ビーディング、カラーブリード)に優れ、かつ光沢性が高く、更にスミア定着性にも優れた画像を形成するためには、吸液特性が一定範囲内の一般印刷用紙を用いる必要があり、具体的には、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録用メディアへの転移量が1mL/m2〜15mL/m2、好ましくは2mL/m2〜13mL/m2である印刷用紙を用いる。接触時間100msでの前処理液、インク及び純水の転移量が少なすぎると、ビーディングやカラーブリードが発生しやすくなるし、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、ベタ画像が上がらないことがある。
また、この吸液特性が一定範囲内の一般印刷用紙としては、支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有するものが好適である。
前記画像形成は、インクに刺激(エネルギー)を印加し、記録用メディア塗工層を有する面上に、インクを飛翔させて印刷用紙に画像を形成するものであり、公知の種々のインクジェット記録方法を適用でき、例えば、ヘッドを走査する方式のインクジェット記録方法や、ライン化されたヘッドを用い、印刷用紙に画像記録を行うインクジェット記録方法が挙げられる。
画像形成工程におけるインク飛翔手段である記録ヘッドの駆動方式には特に限定はなく、PZT等を用いた圧電素子アクチュエータ、熱エネルギーを作用させる方式、静電気力を利用したアクチュエータ等を利用したオンディマンド型のヘッドを用いることもできるし、連続噴射型の荷電制御タイプのヘッドで記録することもできる。
前記定着工程は、前記画像形成工程における画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに定着させる工程であり、前記定着手段により行われる。
前記定着は、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、ロールヒーター、ドラムヒーターや熱風等により行うことができる。
前記後処理工程は、画像形成後の記録用メディア上に、水分散性樹脂を少なくとも含有する後処理液を付与する工程であり、後処理手段により行われる。
前記後処理液は、水分散性樹脂及び水を含有し、水溶性有機溶剤、浸透剤、界面活性剤、を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記水分散性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。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。
前記水溶性有機溶剤、浸透剤、及び界面活性剤としては、前記インクと同様なものを用いることができる。
前記その他の成分としては、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、などが挙げられる。
本発明では、必要に応じて後処理液を付着させた記録用メディアを加熱乾燥する工程を設けてもよい。加熱乾燥は、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、ロールヒーター、ドラムヒーターや熱風により行うことができる。
また、画像形成表面を平滑化及び画像定着するため、加熱手段により100℃〜150℃に加熱して熱定着させる定着工程を設けてもよい。これにより、画像記録物の光沢性及び定着性が向上する。前記熱定着手段としては、例えば、加熱された鏡面を持つローラやドラムヒーター等が好適に用いられ、画像形成表面にロールヒーター、ドラムヒーターの鏡面部(平滑部)を接触させることができる。加熱温度については、前記保護層に使用する熱可塑性樹脂の軟化点以上が好ましい。しかし、画像品質、安全性及び経済性を考えると100℃〜150℃に加熱された定着ローラが好ましい。
図1は、画像形成方法の全体構成を示す概略図であり、画像形成中ヒートローラーで熱定着を行う態様である。図1中1は記録用メディア、2はインクジェットヘッドによるインク吐出、3はヒートローラー、4は画像形成部分、5は搬送ベルト、6は乾燥手段(不図示)による乾燥をそれぞれ表す。
−水溶性高分子化合物水溶液Aの調製−
下記(1)〜(3)からなる組成の材料を撹拌機で加熱撹拌して、(1)の共重合体を溶解し、微量の不溶物を平均孔径5μmのフィルターで濾過して、水溶性高分子化合物水溶液Aを調製した。
<組成>
(1)下記一般式(I)で表されるα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体(星光PMC社製、T−YP112、R:炭素数18〜22のアルキル基、n:30〜100の整数、酸価190mgKOH/g、重量平均分子量:10万)・・・10.0質量部
なお、上記(1)の共重合体は炭素数20〜24のオレフィンを用いて合成しており、得られる共重合体は、二重結合を形成する2つの炭素を除いた炭素数が18〜22のアルキル基(R)がランダムに高分子鎖に導入された共重合体である。
<一般式(I)>
(3)イオン交換水・・・72.66質量部
上記(1)の共重合体の重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフ分析)システムを用いて、以下のようにして測定した。
まず、テトラヒドロフラン(THF)に共重合体を溶解させた。
次いで、GPCカラムとしてKF−806L(THF用)を用い、分子量標準物質として、分子量が判っている三種類のポリスチレン(分子量1000、2400、8500)を測定し、検量線を作成した。
次いで、上記(1)の共重合体についてGPC測定し、得られたSEC(サイズ排除)クロマトグラム、微分分子量分布曲線と、分子量標準物質で得られた検量線を反映させたグラフから、重量平均分子量を算出した。
−表面処理ブラック顔料分散液の調製−
CTAB比表面積150m2/g、DBP吸油量100mL/100gのカーボンブラック90gを、2.5規定の硫酸ナトリウム水溶液3,000mLに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行った。この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム水溶液で中和し、限外濾過を行った。
得られたカーボンブラックを水洗し、乾燥させて、固形分30質量%となるよう純水中に分散させ、充分に撹拌してブラック顔料分散液を得た。
得られたブラック顔料分散液における顔料分散体の体積平均粒子径を、粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPA−EX150)により測定したところ、103nmであった。
<マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製>
−ポリマー溶液Aの調製−
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のフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、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4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、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、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18.0gの混合溶液を、2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18.0g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364.0gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液Aを800g得た。
ポリマー溶液Aを28gと、顔料のC.I.ピグメントレッド122を42g、1モル/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20.0g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータでメチルエチルケトンと水を留去し、更に粗大粒子を除くため、この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、顔料濃度15質量%、固形分濃度20質量%のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液を得た。
得られた分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、127nmであった。
−シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
調製例3における顔料を、フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)に代えた以外は、調製例3と同様にして、シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液を得た。得られた分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、93nmであった。
−イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
調製例3における顔料を、モノアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー74)に代えた以外は、調製例3と同様にして、イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液を得た。得られた分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、76nmであった。
−カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製−
調製例3における顔料を、カーボンブラック(デグサ社製、FW100)に変えた点以外は、調製例3と同様にして、カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液を得た。得られた分散液におけるポリマー微粒子の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、104nmであった。
−イエロー顔料界面活性剤分散液の調製−
(1)モノアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー74、大日精化工業社製)・・・30.0質量部
(2)ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテル(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬社製、ノイゲンEA−177、HLB値=15.7)・・・10.0質量部
(3)イオン交換水・・・60.0質量部
上記界面活性剤(2)をイオン交換水(3)に溶解し、顔料(1)を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機(ダイノーミルKDL A型、WAB社製)に直径0.5mmのジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。次に、一次顔料分散体に水溶性高分子化合物水溶液として、水溶性ポリウレタン樹脂(タケラックW−5661、三井武田ケミカル社製、有効成分35.2質量%、酸価40mgKOH/g、分子量18,000)を4.26質量部添加し、充分に撹拌してイエロー顔料界面活性剤分散液を得た。得られた分散液における顔料分散体の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、62nmであった。
−マゼンタ顔料界面活性剤分散液の調製−
(1)キナクリドン顔料(C.I.ピグメントレッド122、大日精化工業社製)・・・
30.0質量部
(2)ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル(ノニオン系界面活性剤、竹本油脂社製、RT−100、HLB値=18.5)・・・10.0質量部
(3)イオン交換水・・・60.0質量部
上記界面活性剤(2)をイオン交換水(3)に溶解し、顔料(1)を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機(ダイノーミルKDL A型、WAB社製)に直径0.5mmのジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。次に、一次顔料分散体に水溶性スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体(JC−05、星光PMC社製、有効成分21質量%、酸価170mgKOH/g、重量平均分子量16,000)7.14質量部を添加し、充分に撹拌してマゼンタ顔料界面活性剤分散液を得た。得られた分散液における顔料分散体の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、83nmであった。
−シアン顔料界面活性剤分散液の調製−
(1)フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3、大日精化工業社製)・・・30.0質量部
(2)ポリオキシエチレンスチレンフェニルエーテル(ノニオン系界面活性剤、第一工業製薬社製、ノイゲンEA−177、HLB値=15.7)・・・10.0質量部
(3)イオン交換水・・・60.0質量部
上記界面活性剤(2)をイオン交換水(3)に溶解し、顔料(1)を混合して充分に湿潤したところで、湿式分散機(ダイノーミルKDL A型、WAB社製)に直径0.5mmジルコニアビーズを充填し、2,000rpmで2時間分散を行い、一次顔料分散体を得た。次に、一次顔料分散体に前記調製例1の水溶性高分子化合物水溶液Aを7.51質量部と、水溶性ポリエステル樹脂(ニチゴポリエスターW−0030、日本合成化学工業社製、有効成分29.9質量%、酸価100mgKOH/g、重量平均分子量7,000)を2.51質量部添加し、充分に撹拌してシアン顔料界面活性剤分散液を得た。得られた分散液における顔料分散体の体積平均粒子径を調製例2と同様にして測定したところ、78nmであった。
<インクジェットインクの作製>
まず、下記表1〜表5に示すように、水溶性有機溶剤〔構造式(I)の化合物、アルキルアルカンジオール、多価アルコール〕、浸透剤、界面活性剤、防カビ剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合した。また、混合液によっては水分散性樹脂を添加して1時間撹拌し、顔料分散液、消泡剤、及びpH調整剤を添加し、1時間攪拌した。この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、製造例1〜24のインクジェットインクを作製した。
−水分散性樹脂−
*アクリル−シリコーン樹脂エマルジョン:日信化学工業社製、シャリーヌFE-230N、固形分30質量%
*スチレン−アクリル樹脂エマルジョン:日信化学工業社製、ビニフラン2586、固形分45質量%、最低造膜温度(MFT)0℃以下
*ポリウレタンエマルジョン:DIC社製、ハイドランAPX−101H、固形分45質量%、平均粒子径160nm、最低造膜温度(MFT)=20℃
−水溶性有機溶剤−
*構造式(I)で表される化合物
*KF−643:ポリエーテル変性シリコーン化合物(信越化学工業社製、成分100質量%)
*ゾニールFS−300:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(DuPont社製、成分40質量%)
*ソフタノールEP−7025:ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(日本触媒社製、成分100質量%)
−防カビ剤−
*Proxel GXL:1,2−ベンゾチアゾリン−3−オンを主成分とした防カビ剤 (アビシア社製、成分20質量%、ジプロピレングリコール含有)
−消泡剤−
*KM−72F:自己乳化型シリコーン消泡剤(信越シリコーン社製、成分100質量%)
インクの粘度は、粘度計(RE−550L、東機産業社製)を使用して、25℃で測定した。
インクのpHは、pHメーター計(HM−30R型、TOA−DKK社製)を使用して、25℃で測定した。
インクの静的表面張力は、全自動表面張力計(CBVP−Z、協和界面科学社製)を使用して、25℃で測定した。
−後処理液の作製−
まず、下記表7に示すように、水分散性樹脂、湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、防カビ剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合した。また、混合液に消泡剤、及びpH調整剤を添加し、1時間攪拌した。この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、製造例A1〜A6の後処理液を作製した。
*ルミフロンFE4500:旭硝子社製、フッ素樹脂エマルジョン、固形分52質量%、
最低造膜温度(MFT)=28℃、ガラス転移温度(Tg)18〜23℃
*ポリゾールROY6312:アクリル−シリコーン樹脂エマルジョン、昭和電工株式会社製、固形分40質量%、最低造膜温度(MFT)=20℃、ガラス転移温度(Tg)8℃)
*ハイドランHW−930:DIC社製、ポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョン、固形分50質量%、最低造膜温度(MFT)=0℃以下、軟化温度115〜120℃
*ボンコート9455:DIC社製、スチレン−アクリル樹脂エマルジョン、固形分40質量%、最低造膜温度(MFT)=38〜46℃、ガラス転移温度(Tg)29℃
*ボンコートBC−280:DIC社製、アクリル樹脂エマルジョン、固形分50質量%、最低造膜温度(MFT)=0℃〜3℃、ガラス転移温度(Tg)2℃
*ビニブラン2580:日信化学工業社製、アクリル樹脂エマルジョン、固形分45質量%、最低造膜温度(MFT)=100℃以上、ガラス転移温度(Tg)100℃
*ビニブラン2586:日信化学工業社製、スチレン−アクリル樹脂エマルジョン、固形分45質量%、最低造膜温度(MFT)=0℃以下、ガラス転移温度(Tg)−33℃
*(F−1)−e式の化合物:
C4F9−CH2CH(OH)CH2O−(CH2CH2O)25−C12H25
<画像形成工程及び定着工程>
23℃±0.5℃、50%±5%RHに調整された環境条件下、インクジェット記録装置(IPSiO GXe−5500、株式会社リコー製)を用い、インク吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録用メディアに同じ付着量のインクが付くように設定した。
次に、前記インクジェット記録装置の印字モードを「光沢紙_きれい」に設定し、画像を形成した。また、前記インクジェット記録装置を改造し、印字中に搬送ベルト下側より温度制御が可能なヒーターローラー設け、更に排紙側近傍に温度制御可能な熱風乾燥を設け、画像形成中及び画像形成直後に加熱定着可能な装置で定着工程まで実施した。
表8〜表10に記載の各実施例及び比較例の欄に示す条件で、後処理液をロールコート法又はインクジェットヘッドを用いた飛翔吐出法により画像形成部へ付着させ加熱乾燥した。ロールコート法による場合は、記録用メディアに全面塗布しており、塗布乾燥後のdry付着量を求めた。また、飛翔吐出法の場合は、画像形成部のみに後処理液を飛翔吐出したが、吐出量と樹脂固形分の割合から1m2当たりの乾燥付着量に換算して表10に示した。更に、一部の例では熱定着ローラで平滑に定着させた。
*OKトップコート+ :王子製紙社製、オフセット印刷用紙、グレードA2
*OK金藤+ :王子製紙社製、オフセット印刷用紙、グレードA1
*SA金藤+ :王子製紙社製、オフセット印刷用紙、グレードA0
*オーロラコート :日本製紙社製、オフセット印刷用紙、グレードA2
*スーパーMIダル :日本製紙社製、オフセット印刷用紙、グレードA2
*リコービジネスコートグロス100:株式会社リコー製、ジェルジェット用紙、グレードA2
*スペースDX :日本製紙社製、グラビア印刷用紙
*ミラーコートプラチナ:王子製紙社製、オフセット印刷用紙、キャストコート紙
判定は評価基準に基づき各色ごとに行った。そして、各画像品質結果は、最も多い判定結果を記載した。また、同数の判定結果となった場合は、よい方を判定結果に記載した。
各記録用メディアに対し、Microsoft Word2000(Microsoft社製)で作成した64point文字「黒四角」のあるBlack、Yellow、Magenta、及びCyan単色チャートを打ち出した。更に、実施例によっては後処理工程を実施した。
印字面の「黒四角」部をX−Rite939(X−Rite社製)で測色し、下記評価基準により判定した。印字モードは、インクジェット記録装置添付のドライバで「光沢紙−きれい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。なお、「黒四角」とは、四角を黒く塗り潰した文字(符号)であるが、使用できないため止むを得ず「黒四角」と表現したものである。
〔評価基準1〕・・・「光沢紙−きれいモード」
◎:Black 2.0以上
Yellow 1.25以上
Magenta 2.0以上
Cyan 2.0以上
○:Black 1.9以上、2.0未満
Yellow 1.2以上、1.25未満
Magenta 1.9以上、2.0未満
Cyan 1.9以上、2.0未満
△:Black 1.8以上、1.9未満
Yellow 1.15以上、1.2未満
Magenta 1.8以上、1.9未満
Cyan 1.8以上、1.9未満
×:Black 1.8未満
Yellow 1.15未満
Magenta 1.8未満
Cyan 1.8未満
各記録用メディアに対し、画像濃度と同様にCyan、Magenta、Greenのベタ画像を印字し、ベタ画像の濃度ムラ(ビーディング)を観察し、下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
◎:全くなし
○:僅かにあり
△:かなりあり
×:激しくあり
各記録用メディアに対して、画像濃度と同様にしてBlack、Yellow、Magenta、及びCyan単色ベタチャート隣接させを打ち出した。また、Yellow、Magenta、及びCyan単色ベタチャートの中心に黒文字「A」を打ち出した時のカラーブリードを観察し、下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
◎:全く色滲みなし
○:僅かに色滲みあり
△:かなり色滲みあり
×:激しく色滲みあり
画像濃度の場合と同様にして、各記録用メディアにチャートを打ち出した。
次いで、温度23℃±2℃、湿度50%±15%RHの環境下で24時間乾燥させ、印字面の「黒四角」部をCM−1型クロックメーター(クロックメーターC−1(手動式)、株式会社大栄科学精器製作所製)に両面テープで取り付けたJIS L0803 綿3号を印字部位に当てるように5往復させた後、綿布へのインク付着汚れをX−Rite939(X−Rite社製)で測定し、綿布の地肌色を差し引いて汚れ部の濃度を下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
◎:0.05未満
○:0.05以上、0.1未満
△:0.1以上、0.15未満(実使用可能レベル)
×:0.15以上
画像濃度の場合と同様にして、各記録用メディアにチャートを打ち出し、後処理工程を実施した。
印字面の「黒四角」部について、光沢度計(BYK Gardener社製、4501)を用いて60度光沢度を測定し、下記評価基準により判定した。印字モードはプリンタ添付のドライバで「光沢紙−きれい」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
◎:50°以上
○:30°以上50°未満
△:15°以上30°未満
×:15°未満
<1> 支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録用メディアの該塗工層を有する面上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有するインクジェット用インクを吐出させて画像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程における画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに熱定着させる定着工程と、を含み、
前記水溶性有機溶剤が、下記構造式(I)で表される化合物を少なくとも含有することを特徴とする画像形成方法である。
<構造式(I)>
<3> インクジェット用インクが、更にアニオン性の水分散性樹脂を含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<4> アニオン性の水分散性樹脂が、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びアクリル−シリコーン樹脂の群から選択される少なくとも1種である前記<3>に記載の画像形成方法である。
<5> 画像形成後の記録用メディア上に、水分散性樹脂及び水を少なくとも含有する後処理液を付与する後処理工程を含む前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<6> 水分散性樹脂が、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂及びフッ素樹脂から選択される少なくとも1種である前記<5>に記載の画像形成方法である。
<7> 後処理液の乾燥付着量が、0.5g/m2〜10g/m2である前記<5>から<6>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<8> 後処理液を付与させた記録用メディアを、100℃〜150℃に加熱し、前記後処理液を記録用メディアに熱定着する前記<5>から<7>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<9> 支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録用メディアの該塗工層を有する面上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有するインクジェット用インクを吐出させて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段による画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに熱定着させる定着手段と、を有し、
前記水溶性有機溶剤が、下記構造式(I)で表される化合物を少なくとも含有することを特徴とする画像形成装置である。
<構造式(I)>
2 インク吐出
3 ヒートローラー
4 画像形成部分
5 搬送ベルト
6 乾燥手段による乾燥
Claims (10)
- 支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録用メディアの該塗工層を有する面上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有するインクジェット用インクを吐出させて画像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程における画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに熱定着させる定着工程と、を含み、
前記水溶性有機溶剤が、下記構造式(I)で表される化合物を少なくとも含有することを特徴とする画像形成方法。
<構造式(I)>
- 着色剤が、アニオン性の自己分散性顔料及びアニオン性樹脂により被覆された顔料から選択される少なくとも1種の顔料である請求項1に記載の画像形成方法。
- インクジェット用インクが、更にアニオン性の水分散性樹脂を含有する請求項1から2のいずれかに記載の画像形成方法。
- アニオン性の水分散性樹脂が、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びアクリル−シリコーン樹脂の群から選択される少なくとも1種である請求項3に記載の画像形成方法。
- 画像形成後の記録用メディア上に、水分散性樹脂及び水を少なくとも含有する後処理液を付与する後処理工程を含む請求項1から4のいずれかに記載の画像形成方法。
- 水分散性樹脂が、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂及びフッ素樹脂から選択される少なくとも1種である請求項5に記載の画像形成方法。
- 後処理液の乾燥付着量が、0.5g/m2〜10g/m2である請求項5から6のいずれかに記載の画像形成方法。
- 後処理液を付与させた記録用メディアを、100℃〜150℃に加熱し、前記後処理液を記録用メディアに熱定着する請求項5から7のいずれかに記載の画像形成方法。
- 支持体の少なくとも一方の面上に塗工層を有する記録用メディアの該塗工層を有する面上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を含有するインクジェット用インクを吐出させて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段による画像形成中及び画像形成後の少なくともいずれかに、前記画像を100℃〜150℃に加熱し、前記画像を前記記録用メディアに熱定着させる定着手段と、を有し、
前記水溶性有機溶剤が、下記構造式(I)で表される化合物を少なくとも含有することを特徴とする画像形成装置。
<構造式(I)>
- 画像形成後の記録用メディア上に、水分散性樹脂及び水を少なくとも含有する後処理液を付与する後処理手段を有する請求項9に記載の画像形成装置。
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