JP2018192786A - インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のインクジェット記録方法は、第1インクを記録媒体に付与する第1の記録工程と、第2インクを、第1インクを付与した領域の少なくとも一部に重なるように記録媒体に付与する第2の記録工程とを有するインクジェット記録方法である。
(1)主走査方向に直交する方向に配列された第1インク及び第2インクの吐出口列を有する記録ヘッドを用いる。記録媒体の単位領域に第1インクを付与した後、記録媒体を搬送することなく、前記単位領域に第2インクを付与する方法
(2)主走査方向に直交する方向に配列された第1インク及び第2インクの吐出口列を有する記録ヘッドを用いる。第1インクは副走査方向の上流側の吐出口列の一部分を、第2インクは副走査方向の下流側の吐出口列の一部分を使用し、記録媒体を搬送しながら、単位領域に第1インク及び第2インクを付与する方法
(3)副走査方向の上流側に第1インクの吐出口列、下流側に第2インクの吐出口列を有する記録ヘッドを用いる。第1インクは上流側の吐出口列の一部分を、第2インクは下流側の吐出口列の一部分を使用し、記録媒体を搬送しながら、少なくとも記録媒体の搬送時間分の時間差を空けて、第1インク及び第2インクを付与する方法
<第1インク>
第1インクは、銀粒子を含有する水性インクである。以下、第1インクを構成する成分について説明する。
銀粒子は、銀原子で構成されている。銀粒子は、銀原子以外にも、他の金属原子、酸素原子、硫黄原子、炭素原子などを含んで構成されていてもよいが、銀粒子中の銀原子の割合(%)は、50.0質量%以上であることが好ましい。
銀粒子の体積基準の累積50%粒径とは、粒径積算曲線において、測定された銀粒子の総体積を基準として小粒径側から積算して50%となった粒子の直径のことである。銀粒子の体積基準の累積50%粒径(nm)は、200nm以下であることが好ましい。D50が200nm以下であると、銀粒子の粒径が小さいため、近くの銀粒子と凝集しやすい。これにより、銀層中の凝集している銀粒子の割合が多くなるため、画像の光沢性がさらに向上する。銀粒子の体積基準の累積50%粒径(nm)は、1nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上100nm以下であることがさらに好ましい。D50は動的光散乱法で測定する。
銀粒子の分散方法としては、分散剤として界面活性剤を用いる界面活性剤分散タイプ、分散剤として樹脂を用いる樹脂分散タイプなどが挙げられる。勿論、第1インクにおいては、分散方法が異なる銀粒子を併用することも可能である。
なかでも、界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤から選択される少なくとも1種であることが好ましい。アニオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であることが好ましく、ノニオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであることが好ましい。
第1インクは、銀粒子の分散剤として用い得る界面活性剤とは別に、さらに界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを用いることができる。なかでも、界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤であることが好ましい。ノニオン性界面活性剤としては、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。なかでも、ノニオン性界面活性剤は、グリフィン法によるHLB値が10以上であることが好ましい。HLB値が10より小さいと、疎水性が高いため、第1インク中で溶けにくくなる。ここで、グリフィン法によるHLB値は、界面活性剤のエチレンオキサイド基の式量と界面活性剤の分子量から、HLB値=20×(界面活性剤のエチレンオキサイド基の式量)/(界面活性剤の分子量)の式より算出される。HLB値は、界面活性剤(化合物)の親水性や親油性の程度を、0から20の範囲で示すものである。HLB値が低いほど化合物の親油性(疎水性)が高いことを示す。一方、HLB値が高いほど化合物の親水性が高いことを示す。
第1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含有する。水としては脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。水溶性有機溶剤としては特に限定されるものではなく、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、及び含窒素化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。通常「水溶性有機溶剤」とは液体を指すものであるが、本発明においては、温度25℃で固体であるものも水溶性有機溶剤に含めることとする。これらの水溶性有機溶剤の1種又は2種以上をインクに含有させることができる。
インクには、必要に応じて、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、及びキレート剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
第1インクの温度25℃における粘度(mPa・s)は、1mPa・s以上5mPa・s以下であることが好ましく、1mPa・s以上3mPa・s以下であることがさらに好ましい。また、インクの温度25℃における表面張力(mN/m)は、10mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m以上60mN/m以下であることがより好ましく、30mN/m以上40mN/m以下であることがさらに好ましい。インクの表面張力は、インク中の界面活性剤の種類や含有量を適宜決定することで、調整できる。
第2インクは、染料を含有する水性インクである。以下、第2インクを構成する成分について説明する。
染料としては、小角X線散乱法により測定される、分子間距離d値が、5.9nm以上であるとともに、ピーク面積が、C.I.アシッドレッド249のピーク面積に対する比率で、1.1倍以上である染料を用いる。小角X線散乱法により分子間距離d値、及びピーク面積を求める場合、溶液中の分子密度を一定にするために、染料の含有量を一定にした、染料が5.0質量%を含有する液体を用いた。液体中の染料の含有量が多いと、液体中での染料間の距離が近いことで、凝集しやすくなる場合があるため、染料の含有量が5.0質量%と低い値である液体を測定することとした。
第2インクは、水性媒体として水を含有する水性インクである。水性媒体には、さらに水溶性有機溶剤を含有させることができる。水としては脱イオン水(イオン交換水)を用いることが好ましい。水溶性有機溶剤としては特に限定されるものではなく、アルコール類、グリコール類、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、及び含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。また、これらの水溶性有機溶剤の1種又は2種以上をインクに含有させることができる。
第2インクには、前記成分の他に、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタンなどの常温(温度25℃)で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。また、インクには、必要に応じて、界面活性剤、樹脂、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、及びキレート剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
第2インクの温度25℃における粘度(mPa・s)は、1mPa・s以上5mPa・s以下であることが好ましく、1mPa・s以上3mPa・s以下であることがさらに好ましい。また、第2インクの温度25℃における表面張力(mN/m)は、10mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m以上60mN/m以下であることがより好ましく、30mN/m以上40mN/m以下であることがさらに好ましい。第2インクの表面張力は、第2インク中の界面活性剤の種類や含有量を適宜決定することで、調整できる。
国際公開第2008/049519号公報の実施例2の調製方法の記載に準じて、銀粒子の分散液A(銀粒子の含有量が20.0%、樹脂の含有量が2.0%)を得た。さらに、特開2004−285106号公報の実施例2−2の調製方法の記載に準じて、銀粒子の分散液B(銀粒子の含有量が20.0%、界面活性剤の含有量が2.0%)を得た。
表1に記載の各成分を混合して、十分撹拌した後、ポアサイズ1.2μmのフィルターにて加圧ろ過を行い、第1インクを得た。アセチレノールE100は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤である。アセチレノールE100は、グリフィン法により求められるHLB値が13である。表中、化合物1は染料であり、「染料の準備」に詳細な構造を記載している。
(染料の準備)
下記の化合物を準備した。構造式は、遊離酸型で示す。
化合物1:国際公開第2007/091631号公報の記載に準じて合成した、下記式(1)で表される化合物のナトリウム塩
化合物2:特開2003−231834号公報の記載に準じて合成した、下記式(2)で表される化合物のリチウム塩
化合物3:特開2006−143989号公報の記載に準じて合成した、下記式(3)で表される化合物のリチウム塩
化合物4:C.I.ダイレクトブルー199
化合物5:C.I.ダイレクトイエロー132
化合物6:C.I.アシッドレッド289
化合物7:特開2003−321627号公報の記載に準じて合成した、下記式(4)で表される化合物のナトリウム塩
化合物8:国際公開第2012/081640号公報の記載に準じて合成した、下記式(5)で表される化合物のリチウム塩(80モル%)とナトリウム塩(20モル%)の混合物
化合物9:国際公開第2012/014954号公報の記載に準じて合成した、下記式(6)で表される化合物のリチウム塩(80モル%)とナトリウム塩(20モル%)の混合物
比較化合物1:国際公開第2006/082669号公報の記載に準じて合成した、下記式(7)で表される化合物のカリウム塩
比較化合物2:C.I.アシッドブルー9
比較化合物3:特開平10−306221号公報の記載に準じて合成した、下記式(8)で表される化合物のナトリウム塩
比較化合物4:特開2005−139427号公報の記載に準じて合成した、下記式(9)で表される化合物のリチウム塩
比較化合物5:C.I.アシッドレッド249
上記の染料を5.0質量%含有する各液体を用いて、小角X線散乱法により散乱角プロファイルを測定した。散乱角プロファイルの測定条件は以下に示す通りである。
・装置:小角X線散乱装置 Nano Viewer リガク製
・X線源:Cu
・出力:45kV−60mA
・カメラ長:446mm
・第1スリットのサイズ:0.20mm
・第2スリットのサイズ:0.10mm
・第3スリットのサイズ:0.25mm
・照射時間:120min
・ビームストッパー:2.0mmφ
・測定法:透過法
・検出器:PILATUS
表3に記載の各成分を混合して、十分撹拌した後、ポアサイズ1.2μmのフィルターにて加圧ろ過を行い、第2インクを得た。アセチレノールE100は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤である。
表4に記載の第1インク及び第2インクを、それぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置(PIXUS MG3630、キヤノン製)にセットした。記録ヘッドとしては、主走査方向に直交する方向に配列された第1インク及び第2インクの吐出口列を有する記録ヘッドを用いた。本実施例において、第1インクは、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、約11.2ngのインク滴を2滴付与する条件で記録した画像を記録デューティが100%であると定義する。第2インクは、1/600インチ×1/600インチの単位領域に、約5.7ngのインク滴を2滴付与する条件で記録した画像を記録デューティが100%であると定義する。前記インクジェット記録装置を用いて、第1インクは副走査方向の上流側の吐出口列の半分を、第2インクは副走査方向の下流側の吐出口列の半分を使用して、記録した。記録媒体のどの単位領域でも、第1インク及び第2インクを一定の時間差で付与するために、便宜上、双方向ではなく、片方向で画像を記録するように装置の設定を調整した。上流側の吐出口列から第1インクを付与した後、キャリッジをホームポジションに戻す間に、記録媒体を第1インクの付与した領域分搬送した。そして、第1インクを付与した領域と重なるように、下流側の吐出口列から第2インクを付与した。キャリッジがホームポジションに戻る時間を調整することで、第1インク及び第2インクの付与時間差を調整した。上記方法で、第1インクを表4に記載の記録デューティで付与した後、表4に記載の付与時間差で、第2インクを表4に記載の記録デューティで付与した。前記記録媒体は、光沢紙(キヤノン写真用紙・光沢 プロ [プラチナグレード];キヤノン製)を用いた。本発明においては、下記の評価の評価基準で、AAA、AA、A又はBを許容できるレベルとし、Cを許容できないレベルとした。評価結果は、表4に記載する。
積分球型測色計CM−2600d(コニカミノルタ製)を用いて、正反射光を含むSCI方式で、以下のように測定し、発色性の評価を行った。銀粒子を含有する第1インクのみを用いて記録デューティ100%で記録した画像のL*、a0 *及びb0 *、銀粒子を含有するインク及び染料を含有するインクを用いて各インクを記録デューティ100%で記録した画像のL1 *、a1 *及びb1 *を測定した。これらの値を用いて、色差ΔELab={(L1 *−L* 0)2+(a1 *−a* 0)2+(b1 *−b* 0)2}1/2の式からΔELabを算出した。L*、a*及びb*は、CIE(国際照明委員会)により規定されたL*a*b*表示系の値である。ΔELabが12以上であると、銀色ではなく使用した染料の色調が認識できる画像となる。
AAA:ΔELabが40以上だった
AA:ΔELabが25以上40未満だった
A:ΔELabが20以上25未満だった
B:ΔELabが12以上20未満だった
C:ΔELabが12未満だった。
得られた画像について、表面反射アナライザーRA−532H(キヤノン製)を用いて20°鏡面光沢度を測定し、下記評価基準にしたがって、評価した。20°鏡面光沢度が100以上の場合、目視による光沢感が認識できた。
A:画像の光沢度が100以上だった
C:画像の光沢度が100未満だった。
Claims (9)
- 第1インクを記録媒体に付与する第1の記録工程と、
第2インクを、前記第1インクを付与した領域の少なくとも一部に重なるように前記記録媒体に付与する第2の記録工程とを有するインクジェット記録方法であって、
前記第1インクが、銀粒子を含有する水性インクであり、
前記第2インクが、染料を含有する水性インクであり、
前記第1インク及び前記第2インクを前記記録媒体に付与する時間差が、1秒以上7,200秒以下であり、
小角X線散乱法により測定される、前記染料の分子間距離d値が、5.9nm以上であるとともに、ピーク面積が、C.I.アシッドレッド249のピーク面積に対する比率で、1.1倍以上であることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記染料の前記d値が、6.1nm以上である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記染料の前記ピーク面積が、C.I.アシッドレッド249のピーク面積に対する比率で、2.4倍以上である請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記染料の前記ピーク面積が、C.I.アシッドレッド249のピーク面積に対する比率で、3.4倍以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記染料が、C.I.ダイレクトブルー199、C.I.ダイレクトイエロー132、C.I.アシッドレッド289、下記式(1)で表される化合物、下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、下記式(4)で表される化合物、下記式(5)で表される化合物、及び下記式(6)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
(一般式(1)中、破線で表される環A、B、C、及びDはそれぞれ独立に、芳香環、又は含窒素芳香環である。Rはアミノ基、又は炭素数1以上4以下のアルコキシ基であり、Mはそれぞれ独立に、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である。lは0以上2以下であり、mは1以上3以下であり、nは1以上3以下であり、かつ、l、m及びnの合計は2又は3である。)
(一般式(2)中、R1は、それぞれ独立に、炭素数1以上8以下のアルキル基であり、前記アルキル基は、アニオン性基、スルホンアミド基、ヒドロキシ基、又はこれらのうち少なくとも2つを組み合わせた基で置換されていてもよく、pは3又は4である。)
(一般式(3)中、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、Mはそれぞれ独立に、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である。)
(一般式(4)中、R6及びR7は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アシルアミノ基、アルコキシ基、スルホン酸基、カルボン酸基、又はウレイド基である。Mはそれぞれ独立に、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である。m及びnは、それぞれ独立に、1又は2である。)
(一般式(5)中、R8は、炭素数1以上4以下のアルキル基;カルボン酸基で置換された炭素数1以上4以下のアルキル基;フェニル基;スルホン酸基で置換されたフェニル基;又はカルボン酸基であり、R9は、シアノ基;カルバモイル基;又はカルボン酸基であり、R10及びR11は、それぞれ独立に、水素原子;炭素数1以上4以下のアルキル基;ハロゲン原子;炭素数1以上4以下のアルコキシ基;又はスルホン酸基であり、R12及びR14は、それぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキルチオ基;又はヒドロキシ基、スルホン酸基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1種の基で置換された炭素数1以上4以下のアルキルチオ基であり、R13及びR15は、それぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキルカルボニルアミノ基であり、R16及びR17は、それぞれ独立に、水素原子;カルボン酸基;スルホン酸基;アセチルアミノ基;ハロゲン原子;炭素数1以上4以下のアルキル基;炭素数1乃至4のアルコキシ基;又はヒドロキシ基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、スルホン酸基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1種の基で置換された炭素数1以上4以下のアルコキシ基であり、R18、R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子;カルボン酸基;スルホン酸基;ヒドロキシ基;アセチルアミノ基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;スルファモイル基;炭素数1以上4以下のアルキル基;炭素数1以上4以下のアルコキシ基;ヒドロキシ基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、スルホン酸基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1種の基で置換された炭素数1以上4以下のアルコキシ基;炭素数1乃至4のアルキルスルホニル基;又はヒドロキシ基、スルホン酸基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1種の基で置換された炭素数1以上4以下のアルキルスルホニル基;スルホン酸基;ハロゲン原子である。)
(一般式(6)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、アニオン性基で置換されていてもよい、炭素数1以上4以下のアルキル基又はアリール基である。R23は、シアノ基又はアニオン性基で置換されていてもよいアリール基である。Mはそれぞれ独立に、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である。) - 前記第1インクが、3価以上6価以下の多価アルコールを含有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 前記多価アルコールが、5価又は6価の糖アルコールである請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 前記記録媒体の単位面積あたりの前記染料の付与量(g/m2)が、前記銀粒子の付与量(g/m2)に対する比率(倍)で、0.2倍以上0.7倍以下である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
- 第1インクを付与した後に、第2インクを付与する手段を備えたインクジェット記録装置であって、
前記第1インクが、銀粒子を含有する水性インクであり、
前記第2インクが、染料を含有する水性インクであり、
前記第1インク及び前記第2インクを前記記録媒体に付与する時間差が、1秒以上7,200秒以下であり、
小角X線散乱法により測定される、前記染料の分子間距離d値が、5.9nm以上であるとともに、ピーク面積が、C.I.アシッドレッド249のピーク面積に対する比率で、1.1倍以上であることを特徴とするインクジェット記録装置。
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