JP2016013688A - 画像記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 中間転写体に液体組成物を付与する液体組成物付与工程と、前記液体組成物が付与された中間転写体にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、前記中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、を有する画像記録方法において、前記インクが、色材と、第1の樹脂粒子と、を含有し、前記液体組成物が、反応剤と、式(1)で表わされる貯蔵弾性率の関係を満足する第2の樹脂粒子と、を含有し、前記中間画像形成工程における、前記中間転写体への前記第2の樹脂粒子の付与量が、0.5g/m2以上5.0g/m2以下であることを特徴とする画像記録方法。
【選択図】 図1
Description
式(1):E1’≦0.1MPa、E2’≧1.0MPa
(転写工程における転写前の中間画像の温度をTa、転写工程における転写前の記録媒体の温度をTbとしたとき、E1’は、Taにおける貯蔵弾性率を表わし、E2’は{(Ta+Tb)×0.5}における貯蔵弾性率を表す。)
(転写工程における転写前の中間画像の温度をTa、転写工程における転写前の記録媒体の温度をTbとしたとき、E1’は、Taにおける貯蔵弾性率を表わし、E2’は{(Ta+Tb)×0.5}における貯蔵弾性率を表す。)
中間画像形成工程に先立って、中間転写体に液体組成物を付与する液体組成物付与工程を有する。液体組成物の中間転写体への付与手段としては、ローラーコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法などの塗布方式や、インクジェット方式などが挙げられる。特に、塗布方式を用いることが好ましい。
本発明において、中間転写体は、液体組成物やインクを保持し、中間画像が記録される基材となる。中間転写体は、例えば、それ自体をハンドリングして必要な力を伝達するための支持部材と、中間画像が記録される表層部材とを備えるものが挙げられる。尚、支持部材と表層部材は一体となっていてもよい。
本発明において、液体組成物は、インクで記録した画像に影響を及ぼさないために、無色、乳白色、又は白色であることが好ましい。そのため、可視光の波長域である400nm乃至800nmの波長域における最大吸光度と最小吸光度の比(最大吸光度/最小吸光度)が1.0以上2.0以下であることが好ましい。これは、可視光の波長域において、吸光度のピークを実質的に有さないか、有していてもピークの強度が極めて小さいことを意味する。更に、本発明において、液体組成物は色材を含有しないことが好ましい。吸光度は、非希釈の液体組成物を用いて、日立ダブルビーム分光光度計U−2900(日立ハイテクノロジーズ製)によって測定すればよい。尚、このとき、液体組成物を希釈して吸光度を測定してもよい。これは、液体組成物の最大吸光度と最小吸光度の値は共に希釈倍率に比例するため、最大吸光度と最小吸光度の比(最大吸光度/最小吸光度)の値は希釈倍率に依存しないからである。
本発明において、液体組成物は、インクの成分(色材や樹脂など)を析出・凝集させるような反応剤を含有する。反応剤としては、従来公知の化合物を用いることができるが、中でも、多価金属イオン、有機酸及びカチオンポリマーから選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、多価金属イオン及び有機酸から選択される少なくとも1種を用いると、インクの成分を析出・凝集させる速度が速く、より好ましい。また、複数の種類の反応剤を液体組成物に含有させることも好ましい。
本発明において、液体組成物は、下記式(1)で表わされる貯蔵弾性率の関係を満足する第2の樹脂粒子を含有する。
式(1):E1’≦0.1MPa、E2’≧1.0MPa
(転写工程における転写前の中間画像の温度をTa、転写工程における転写前の記録媒体の温度をTbとしたとき、E1’は、Taにおける貯蔵弾性率を表わし、E2’は{(Ta+Tb)×0.5}における貯蔵弾性率を表す。)
本発明において、液体組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、従来公知の化合物を用いることができるが、中でも、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。本発明において、フッ素系界面活性剤はフルオロアルキル基を有する界面活性剤を意味し、シリコーン系界面活性剤はジメチルシロキサン基を有する界面活性剤を意味する。また、複数の界面活性剤を併用してもよい。
本発明において、液体組成物は、水、又は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク又は液体組成物の全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、従来、一般的に用いられているものを何れも用いることができる。例えば、アルコール類、グリコール類、アルキレン基の炭素原子数が2乃至6のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。水は脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。水の含有量(質量%)は、インク又は液体組成物の全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
本発明の液体組成物は、上記の成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体など、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。更に、本発明の液体組成物は、必要に応じて、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、滑り剤、無機粒子、及び樹脂などの種々の添加剤を含有してもよい。これらの材料の含有量(質量%)は、液体組成物全質量を基準として、1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
本発明において、液体組成物付与工程後、かつ、中間画像形成工程に先立って、中間転写体に付与した液体組成物を乾燥する液体組成物乾燥工程を有してもよい。液体組成物乾燥工程で液体組成物の膜厚を薄くすることにより、中間画像形成工程において付与されるインク滴が液体組成物上で移動する中間画像の画質低下を引き起こしにくくなる。したがって、液体組成物乾燥工程において、中間転写体上の液体組成物を乾燥し、過剰な液体を除去することが好ましい。液体を除去する方法としては、加熱する方法や、低湿空気を送風する方法や、減圧する方法や、自然乾燥法や、またこれらを組み合わせた方法などが挙げられる。また、はじめから過剰な液体成分を含まない液体組成物を中間転写体上に付与することも同様に好ましい。
本発明において、中間画像形成工程では、インクを中間転写体に付与する。インクの中間転写体への付与手段としては、インクジェット方式を用いることが好ましい。特に、インクに熱エネルギーを作用させて記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる方式がより好ましい。
式(2):E3’≦0.1MPa、E4’≧1.0MPa
(転写工程における転写前の中間画像の温度をTa、転写工程における転写前の記録媒体の温度をTbとしたとき、E3’は、Taにおける貯蔵弾性率を表わし、E4’は{(Ta+Tb)×0.5}における貯蔵弾性率を表す。)
<インク>
(色材)
本発明において、インクは色材を含有する。色材としては顔料及び染料が挙げられる。顔料及び染料は従来公知のものを何れも使用することができる。本発明においては、画像の耐水性の観点から、顔料を用いることが好ましい。色材の含有量(質量%)としては、インク全質量を基準として、0.5質量%以上15.0質量%以下が好ましく、更には1.0質量%以上10.0質量%以下とするのがより好ましい。
本発明において、インクは第1の樹脂粒子を含有する。第1の樹脂粒子は、中間画像の強度を向上させ転写効率を高める効果の他に、最終画像の耐擦過性や耐水性を高める効果がある。また、中間画像形成工程において、インク滴が所定の位置から移動する画像変形を抑制する効果もある。
本発明のインクは、水、又は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を用いることができる。水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インクの全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、従来、一般的に用いられているものを何れも用いることができる。例えば、アルコール類、グリコール類、アルキレン基の炭素原子数が2乃至6のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。水は脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。水の含有量(質量%)は、インクの全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
本発明のインクは、上記の成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、尿素、エチレン尿素などの尿素誘導体など、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。更に、本発明のインクは、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び樹脂などの種々の添加剤を含有してもよい。
本発明において、中間画像形成工程後、かつ、転写工程に先立って、中間転写体に形成された中間画像から液体を除去する液体除去工程を有してもよい。中間画像に過剰な液体が含有されていると、転写工程において、過剰な液体が溢れ出るなどして、得られる画像の画質低下を引き起こす。したがって、液体除去工程によって、中間画像から過剰な液体を除去することが好ましい。液体を除去する方法としては、加熱する方法や、低湿空気を送風する方法や、減圧する方法や、自然乾燥法や、またこれらを組み合わせた方法などが挙げられる。
本発明において、転写工程では、中間転写体に記録された中間画像に記録媒体を接触させることで中間画像と記録媒体を密着させ、次いで中間転写体から中間画像を剥離して、記録媒体に画像を記録する。
本発明において、記録媒体としては、一般的な印刷に用いられる紙(キャストコート紙、アートコート紙、マットコート紙、エンボス紙、非塗工紙、上質紙、普通紙、再生紙など)だけでなく、布、プラスチック、フィルムなども広く包含される。本発明の画像記録方法に用いる記録媒体は、所望のサイズに予めカットされたものであってもよい。また、ロール状に巻かれたシートを用い、画像記録後に所望のサイズにカットされるものであってもよい。
本発明において、転写工程の後に、中間画像が転写された記録媒体を定着ローラーで加圧する定着工程を有してもよい。また、定着ローラーは加熱しておくことが好ましい。加熱した定着ローラーで加圧することで、画像の堅牢性を高めることができる。また、定着ローラーの圧力、温度、表面形状を調整することで、画像部だけでなく中間転写体から記録媒体上に転写した液体組成物が存在する非画像部の平滑性を制御し、光沢性を制御することができる。
本発明において、転写工程の後に、中間転写体の表面をクリーニングするクリーニング工程を有してもよい。中間転写体をクリーニングする方法としては、従来用いられている方法を何れも使用することができる。具体的には、洗浄液をシャワー状にして中間転写体に付与する方法、濡らしたモルトンローラを中間転写体に当接させて払拭する方法、洗浄液面に中間転写体を接触させる方法、ワイパーブレードで中間転写体の残留物を払拭する方法、各種エネルギーを中間転写体に付与する方法、及び、これらの方法を複数組み合わせた方法などが挙げられる。
<樹脂粒子分散体P1の調製>
エチルメタクリレート18部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)2部、n−ヘキサデカン2部を混合し、0.5時間攪拌した。この混合物を、乳化剤であるNIKKOL BC20(日光ケミカルズ製)の6%水溶液78部に滴下して、1.0時間攪拌した。次に超音波照射機で超音波を5.0時間照射した。続いて、窒素雰囲気下で85℃、3時間重合反応を行い、室温冷却後にろ過して、樹脂の含有量が20.0質量%である樹脂粒子分散体P1を調製した。P1に含まれる樹脂粒子の最低造膜温度は110℃であり、平均粒径は0.2μmであった。
以下の表1に記載の樹脂粒子分散体を用意し、それぞれ樹脂粒子分散体P2〜P7とした。P4は表に記載の平均粒径、融点となるようにポリエチレンを合成したものである。それぞれの分散体に含まれる樹脂の含有量、樹脂粒子の平均粒径、融点及びイオン性を表1に記載した。
<顔料分散体の調製>
カーボンブラック(製品名:モナク1100、キャボット製)10部、樹脂水溶液(スチレン−アクリル酸エチル−アクリル酸共重合体、酸価150、重量平均分子量8,000、樹脂の含有量が20.0質量%の水溶液を水酸化カリウム水溶液で中和したもの)15部、純水75部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを200部充填し、水冷しつつ、5時間分散処理を行った。この分散液を遠心分離して、粗大粒子を除去した後、顔料の含有量が10.0質量%の顔料分散体を得た。
上記で得られた樹脂粒子分散体P1、顔料分散体及び表2に記載の各成分を混合した。これを十分撹拌して分散した後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルターにて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。尚、表中の「AE100」は川研ファインケミカル製の界面活性剤アセチレノールE100である。
表3に記載の各成分を混合し、これを十分撹拌して分散し、各液体組成物を調製した。尚、表中の「PAA」は、日東紡製のポリアリルアミン(PAA−01、固形分含有量15質量%)であり、「NMO」はN−メチルモルホリンN−オキシドであり、「F444」はDIC製のフッ素系界面活性剤であり、「BYK349」はビックケミー製のシリコーン系界面活性剤である。
中間転写体の支持部材としてアルミニウム合金上にシリコーン系ゴムを設置した円筒形のドラムを用いた。更に、以下の方法で加水分解性有機ケイ素化合物を原料とするシロキサン化合物表面層を支持部材の表面に設けた。先ず、グリシドキシプロピルトリエトキシシランとメチルトリエトキシシランとをモル比1:1で混合し、塩酸を触媒として水溶媒中で24時間以上加熱還流を行い、加水分解性縮合物溶液を得た。次いで、加水分解性縮合物溶液をメチルイソブチルケトンにより10〜20質量%に希釈、光カチオン重合開始剤SP150(アデカ製)を固形分に対して5質量%添加してコーティング溶液を得た。プラズマ処理を行った支持部材の表面に、このコーティング溶液を塗布した。更に、UVランプによる表面露光をし、150℃にて2時間の加熱を行い、中間転写体を得た。得られた中間転写体の表面層の膜厚は約0.5μmであった。
<中間画像の画質の評価>
上記で得られたインク及び液体組成物をインクカートリッジに充填し、表4及び5の組合せで図1の画像記録装置に装着した。先ず、上記で得られた液体組成物を、塗布ローラーを用いて、中間転写体に、樹脂粒子の付与量が表4及び5の値となるように塗布した(例えば、実施例1の場合、液体組成物1が樹脂粒子分散体(樹脂粒子の含有量が40質量%)を47.0質量%含むため、液体組成物の付与量は2.7g/m2となる。)。
A:視認上問題なく、光学顕微鏡で観察しても問題ない
B:視認上問題ないが光学顕微鏡で観察すると多少の形状差が確認される
C:視認上で形状差が確認できる
次いで、液体除去手段により中間画像に対して25℃の風を60秒間あてた。更に、加熱機構によって中間転写体を加熱して中間画像の温度を表4及び5に示すTaとなるように調整し、少なくとも1秒間維持した。次いで、中間画像を形成した中間転写体と表4及び5に示すTbに調整した記録媒体を速度2.0m/秒で搬送しながら、25℃の加圧ローラーを用いて圧力1.5MPaで転写し、加圧ローラー通過直後に剥離した。加圧ローラーによって圧力を付与した時間が接触−剥離時間に相当し、加圧ローラーによって圧力が付与される距離が20mmであるため、接触−剥離時間は10ミリ秒である。この一連の工程を25回繰り返した後、中間転写体の表面に残存している中間画像の割合、即ち、転写残存率(%)を算出した。具体的に、転写残存率は、中間転写体を支持部材から外し、表面を画像で取り込み、中間画像が記録された面積に占める、転写されずに中間転写体に残存した中間画像の面積の割合を算出することで得た。そして、この転写残存率から、転写効率を評価した。評価基準は以下の通りである。本発明においては下記の評価基準において、AとBを好ましいレベルとし、CとDを許容できないレベルとした。評価結果を表6に示す。
A:転写残存率が3%未満であった
B:転写残存率が3%以上5%未満であった
C:転写残存率が5%以上10%未満であった
D:転写残存率が10%以上であった。
最終画像の画質は、吐出パターンを反転した鏡像と最終画像の形状の差を評価した。評価基準は以下の通りである。本発明においては下記の評価基準において、AとBが許容できるレベルとし、Cは許容できないレベルとした。評価結果を表6に示す。
A:目視及び光学顕微鏡で観察しても目立った形状差は確認されなかった
B:目視で観察しても目立った形状差は確認されなかったが、光学顕微鏡で観察すると多少の形状差が確認された
C:目視でも目立った形状差が確認された。
Claims (9)
- 中間転写体に液体組成物を付与する液体組成物付与工程と、前記液体組成物が付与された中間転写体にインクを付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、前記中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、を有する画像記録方法において、
前記インクが、色材と、第1の樹脂粒子と、を含有し、
前記液体組成物が、反応剤と、下記式(1)で表わされる貯蔵弾性率の関係を満足する第2の樹脂粒子と、を含有し、
前記中間画像形成工程における、前記中間転写体への前記第2の樹脂粒子の付与量が、0.5g/m2以上5.0g/m2以下であることを特徴とする画像記録方法。
式(1):E1’≦0.1MPa、E2’≧1.0MPa
(転写工程における転写前の中間画像の温度をTa、転写工程における転写前の記録媒体の温度をTbとしたとき、E1’は、Taにおける貯蔵弾性率を表わし、E2’は{(Ta+Tb)×0.5}における貯蔵弾性率を表す。) - 前記第2の樹脂粒子の平均粒径が、0.03μm以上1.0μm以下である請求項1に記載の画像記録方法。
- 前記反応剤が、多価金属イオン及び有機酸から選択される少なくとも1種である請求項1又は2に記載の画像記録方法。
- 前記液体組成物が、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤から選択される少なくとも1種を含有する請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記中間転写体上に付与される、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤の合計の付与量が、0.1g/m2以上1.0g/m2以下である請求項4に記載の画像記録方法。
- 前記中間転写体上に付与される、前記第2の樹脂粒子の付与量(g/m2)が、前記第1の樹脂粒子の付与量(g/m2)に対して、0.15倍以上2.80倍以下である請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記第2の樹脂粒子が、ノニオン性樹脂粒子である請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記転写工程において、中間画像を介して中間転写体と記録媒体が接触し、剥離するまでの時間が、1ミリ秒以上100ミリ秒以下である請求項1乃至7の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記記録媒体の算術表面粗さRaが、1μm以上5μm以下である請求項1乃至8の何れか1項に記載の画像記録方法。
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