JP2016113533A - 顔料インキ及びそれを使用した画像形成方法 - Google Patents
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例えば記録媒体として最も汎用的な普通紙等の非塗工紙は、セルロースの水酸基が多数存在する親水性物質で、水になじみ易い性質がある。このような親水性の記録媒体に、水を液媒とする水性インクを用いた場合には、インクが記録媒体に浸透しやすいため、記録媒体の繊維に沿ってフェザリングと呼ばれるにじみが起こりやすく、色材が記録媒体の表面にとどまらないため、記録媒体表面の色材濃度が低くなり、鮮明な画像が得られず、更ににじみが大きくなると、色材が裏抜けするという問題が生じる。これは色材として染料を使用した際により顕著に生じ、そのため色材として顔料を使用し、記録媒体上にあらかじめ顔料と樹脂エマルジョンと凝集させる化合物を含ませた反応液を塗布し、記録媒体上でインクを凝集させる方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、疎水性の記録媒体にインクジェット法により着弾した水性インクは、水性インクの液滴が記録媒体表面上にとどまったままとなるため、色材が定着しにくく、異なる色の境界領域での不均一な色混じりが起こり、カラーブリードと呼ばれるにじみが生じやすいという問題が生じる。これに対し、顔料とアニオン性樹脂エマルジョンとを含むる水性インク組成物と、前記水性インク組成物と接触したときに凝集物を生じさせる反応剤及びカチオン性樹脂エマルジョンを含んでなる反応液とを組み合わせたインクセットを使用することで、記録媒体の吸収性に関わらず色滲みやカラーブリードの無い画像を印刷する方法が知られている(例えば特許文献2参照)。
本発明者らは、このアゾ化合物と顔料とを液媒に安定に分散させた顔料インクに紫外線を照射すると凝集が生じることを見出し、該顔料インキを使用して記録媒体上に画像を形成し紫外線を照射することで、色滲みやカラーブリードの無い画像が得られることを見出した。
本発明で使用する一般式(1)又は(2)で表される化合物は、前述の通り特許文献3に記載のアゾ化合物(以下本発明で使用するアゾ化合物Aと称す)である。例えば前記一般式(1)においてはnは1〜10の範囲が好ましく、2〜6の範囲がなお好ましい。また一般式(2)においてnは1〜10の範囲が好ましく、2〜6の範囲がなお好ましい。また前記一般式(3)においてmは1〜10の範囲が好ましく、1〜5の範囲がなお好ましい。またlは1〜10の範囲が好ましく3〜7の範囲がなお好ましい。
本発明の顔料インキは、上記一般式(1)又は(2)で表される化合物が安定に存在しうる手段があれば、溶媒は特に限定されることなく所望の用途に応じた溶媒を選択することができる。
例えば水性の顔料インキで使用される溶媒としては水が主であり、具体的にはイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また水性の顔料インキでは、水を単独で使用してもよいし、水と水溶性溶剤からなる混合溶媒でもよい。例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類;メタノール、エタノール、2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−ブタノール、2−メトキシエタノール、等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、およびこれらと同族のジオールなどのジオール類;ラウリン酸プロピレングリコールなどのグリコールエステル;ジエチレングリコールモノエチル、ジエチレングリコールモノブチル、ジエチレングリコールモノヘキシルの各エーテル、プロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコールエーテル、およびトリエチレングリコールエーテルを含むセロソルブなどのグリコールエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、およびこれらと同族のアルコールなどのアルコール類;あるいは、スルホラン;γ−ブチロラクトンなどのラクトン類;N−(2−ヒドロキシエチル)ピロリドンなどのラクタム類;グリセリンおよびその誘導体など、水溶性有機溶剤として知られる他の各種の溶剤などを挙げることができる。これらの水溶性有機溶剤は1種または2種以上混合して用いることができる。
これらの活性エネルギー線重合性化合物は単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの(メタ)アクリルオリゴマーは、重量平均分子量として約2000〜30000の範囲のものが適当である。
活性エネルギー線硬化性顔料インキ等に本発明の構成を取り入れた場合は光重合開始剤も併用することが好ましい。この場合光重合開始剤も公知のものでよく、具体的には、ベンゾインイソブチルエーテル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ベンジル、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が好適に用いられ、さらにこれら以外の分子開裂型のものとして、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オンおよび2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン等を併用しても良いし、さらに水素引き抜き型光重合開始剤である、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド等も併用できる。
これらの光重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。光重合開始剤の含有量は特に限定はないが、通常は2〜20質量%程度配合させる。
本発明で使用する顔料は、特に限定はなく顔料インクとして使用される有機顔料あるいは無機顔料を使用することができる。また未処理顔料、処理顔料のいずれでも適用することができる。また、プラスチックを被記録材とする印刷の場合ではイエローインク、シアンインク、マゼンタインク、ブラックインク等のほか、視認性を高める目的から白色インクも使用される。
また、マゼンタインクに使用される顔料の具体例としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、168、176、184、185、202、209、269等が挙げられる。
溶媒が有機溶媒や反応性のモノマー等の場合、前記顔料は溶媒に比較的容易に分散するが、必要に応じて分散剤を使用してもよく好ましい。また、液媒が水の場合には、顔料そのままで分散させることが困難なことから、分散剤を使用することが好ましい。これらの分散剤は、高分子分散剤や界面活性剤、顔料誘導体などの汎用の顔料分散剤を使用してもよいし、顔料表面に分散性付与基(親水性官能基および/またはその塩)を直接またはアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させ、汎用の顔料分散剤なしで水中に分散および/または溶解する自己分散型顔料を使用してもよい。
本発明で使用するアゾ化合物Aと、顔料とを、溶媒に安定に分散させる顔料インキを得る方法としては、公知の方法を使用することができる。
一般的には、顔料、顔料分散剤、液媒、その他添加剤を撹拌混合した後、各種分散機や練肉機、例えば、ビーズミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等を使用して分散練肉し、更に、残りの材料を添加混合し、適切な粘度に調整する方法、等が採用される。 また予め前記分散機を用いて高濃度の分散液(ミルベース)を作製後、更に液媒で所望の粘度に混合攪拌して、希釈することで調整できる。
本発明の顔料インキは、前述の通り、被記録媒体上に画像を形成する工程と、前記画像に300nm〜400nmの波長の光を照射する工程とにより、画像を得ることができる。
被記録媒体としては、本発明の効果を最大減に発揮できることから、アート紙やコート紙、上質紙、インクジェットインク用の吸収層を有するインクジェット専用紙などの各種印刷用紙や、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、軟質塩ビや硬質塩ビ等の塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリレート(PMMA)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等の疎水性樹脂からなる樹脂基材(プレート、シートおよびフィルムを含む)があげられる。
記録媒体の中でも、従来のオフセット印刷などに用いられるいわゆる塗工紙が好ましい。塗工紙は、セルロースを主体とした一般に表面処理されていない上質紙や中性紙等の表面にコート材を塗布してコート層を設けたものである。一般的な塗工紙は、吸液特性が低く、印刷品質上の問題が生じやすいが、本発明の顔料インキおよびそれを用いた画像形成方法では、色にじみやカラーブリードの無い良好な画像を得ることができる。特に、原紙と無機顔料を含むコート層とを有する塗工紙を用いることが好ましく、原紙とカオリン及び/又は重炭酸カルシウムを含むコート層とを有する塗工紙を用いることがより好ましい。具体的には、アート紙、コート紙、軽量コート紙又は微塗工紙がより好ましい。
アゾ化合物Aとして、東京化成工業(株)社製1,2,3,4,5,6‐O‐ヘキサ[11‐[4‐(4‐ヘキシルフェニルアゾ)フェノキシ]ウンデカノイル]‐D−マンニトール(化合物1)を使用した。構造式は以下の通りである。
(調製例1)
100mlのポリエチレン瓶に、顔料としてFastgen Blue TGR(DIC(株)社製フタロシアニン顔料)3g、ソルスパース11200 (ルーブリゾール(株)社製)6g、テトラデカン21g、0.5mmジルコニアビーズを180gを加えて、ペイントコンディショナーで120分分散し着色液体(A−1)を得た。
100mlのポリエチレン瓶に、顔料としてCinquasia Magenta L4400(BASF(株)社製キナクリドン顔料)3g、ソルスパース11200 (ルーブリゾール(株)社製)6g、テトラデカン21g、0.5mmジルコニアビーズを180gを加えて、ペイントコンディショナーで120分分散し着色液体(A−2)を得た。
(実施例1)
20mlのガラス瓶に、着色液体(A−1)1g、化合物1を0.5g、テトラデカン8.5gを加えて、超音波分散機にて60分分散し顔料インキ(J1)を得た。
20mlのガラス瓶に、着色液体(A−2)1g、化合物1を0.5g、テトラデカン8.5g加えて、超音波分散機にて60分分散し顔料インキ(J1)を得た。
20mlのガラス瓶に、着色液体(A−1)1g、テトラデカン9gを加えて、超音波分散機にて60分分散し顔料インキ(H1)を得た。
20mlのガラス瓶に、着色液体(A−2)1g、テトラデカン9gを加えて、超音波分散機にて60分分散し顔料インキ(H2)を得た。
実施例や比較例で得た顔料インキを、被記録媒体としてA2コート紙である「OKトップコート+(王子製紙(株)社製)」に膜厚約13μmとなるようにバーコーターで塗布し試験用塗膜を得た。これを2枚作成し、1枚にステージ移動装置を備えたGSユアサ(株)社製の紫外光照射メタルハライドランプ装置(365nmのピーク強度:900mW/cm2)にて、積算光量が5J/cm2となるように紫外線を照射し、一晩暗所静置した。もう1枚は紫外線を照射せずそのまま一晩暗所静置した。
各々の塗膜を、水を浸した綿棒で100g荷重にて擦り試験を行い、10回擦ったときに塗膜はがれのないものを合格(○)、塗膜剥れのあるものを不合格(×)とした。結果を以下の表に示す。
実施例や比較例で得た顔料インキを、光路長1cmの石英セル中に封入した。これを2本用意し、1本には、(株)ジャテック社製の紫外光照射LED装置(発光波長:365nm、ピーク強度:125mW/cm2)にて、積算光量が5J/cm2となるように紫外線照射した後一晩暗所静置した。もう1本は紫外線を照射せずそのまま一晩暗所静置した。
一晩静置後の顔料インキを目視で観察し、顔料の沈降が発生したものを合格(○)、顔料の沈降が発生していないものを不合格(×)とした。なお顔料の沈降が発生したものは、紫外線により凝集が発生しているものと判断できる。
結果を以下の表に示す。
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