JP2019025770A - 印刷方法、印刷装置および印刷システム - Google Patents

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繁美 若林
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Abstract

【課題】浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷において、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する印刷方法を提供する。【解決手段】酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体1に吐出する吐出工程と、油性インクが吐出された記録媒体1に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理工程と、を有する。【選択図】図2

Description

本発明は、印刷方法、印刷装置および印刷システムに関する。
オフィスユースのインクジェットプリンターの開発が進められている。オフィスユースのプリンターでは、普通紙など記録媒体に高画質で高速印刷することが可能であり、なおかつ、印刷後に製本等のフィニッシャー対応が可能であることが求められている。このため、このプリンターで使用するインクに必要とされる特性として、普通紙に対して高速で高い印字濃度が確保できることと、両面印刷を可能とするために裏抜けが抑制されていること、さらには、高速印刷後に、コックリングやカール等の紙変形が発生しないことが求められている。そして、インクとして水性媒質を配合した水系インクを使用した場合、普通紙高速印刷後にコックリングやカール等の紙変形が発生する場合があるため、紙変形が発生しにくい、油性媒質を配合した油性インクの開発も進められている(例えば、特許文献1、2参照)。
特開2012−12432号公報 特開2013−177597号公報
しかしながら、油性媒質が用いられている油性インクで普通紙等の浸透性記録媒体に印刷すると、油性媒質が記録媒体内に浸透するので、印刷直後に比べて印刷濃度(発色性)が経時変化(低下)する場合があり、発色の安定性が低下する場合がある。さらに、印刷の発色の安定性の低下に加えて、印刷直後の発色性が十分ではなかったり、記録媒体の裏面までインクが達して裏抜けやブリードが発生する場合がある。このように、油性媒質を用いた油性インクでは、印刷の発色性において課題を有している。
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷において、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する印刷方法を提供することにある。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
[適用例1]
本発明に係る印刷方法の一態様は、
酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出工程と、
前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理工程と、
を有することを特徴とする。
上記適用例によれば、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを印刷後に、印刷物をオゾンガスに暴露することにより、オゾンガスやオゾンガスの分解により発生した活性酸素によって油性インクの増粘性が高まり、インクの酸化重合等による固定化が促進されて、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制される。このため、浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷において、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する印刷方法を提供することができる。
[適用例2]
上記適用例において、
前記酸化重合性溶媒が、乾性油脂肪酸とアルコールのエステル、半乾性油脂肪酸とアルコールのエステル、アリル化合物、乾性油、不飽和脂肪酸、不飽和アルコールおよび不飽和炭化水素から選択される1種以上であることができる。
上記適用例によれば、酸化重合性溶媒が乾性油脂肪酸とアルコールのエステル、半乾性油脂肪酸とアルコールのエステル、アリル化合物、乾性油、不飽和脂肪酸、不飽和アルコールおよび不飽和炭化水素から選択される1種以上であることにより、より普通紙等の浸透性記録媒体に対するインクの浸透性が抑制される。このため、より印字の発色が長期に亘って安定化する。
[適用例3]
上記適用例において、
前記油性インクが、さらに、金属錯体および脂肪酸金属塩から選択される少なくとも1種を含むことができる。
上記適用例によれば、インク中の金属錯体又は脂肪酸金属塩が、インク中に含まれる酸化重合性溶媒の酸化重合を促進する酸化剤として作用し、インクが記録媒体内部への浸透が進む前に、記録媒体表面でインクが早期に硬化(乾燥)する。これにより、印字の発色が長期に亘って安定化すると共に、印刷直後の発色性も向上する。
[適用例4]
上記適用例において、
前記オゾン処理工程を、前記吐出工程から3時間以内に行うことができる。
上記適用例によれば、オゾン処理工程を吐出工程から3時間以内に行うことにより、インクが記録媒体内部への浸透が進む前に、記録媒体表面でインクが固定化する。これにより、浸透性記録媒体に対するインクの浸透性が抑制されるため、印字の発色が長期に亘って安定化する。
[適用例5]
上記適用例において、
前記オゾン処理工程と前記吐出工程とを同時に行うことができる。
上記適用例によれば、オゾン処理工程と吐出工程とを同時に行うことにより、インクの記録媒体への付着と同時にインクが固定化する。これにより、浸透性記録媒体に対するインクの浸透性が抑制されるため、印字の発色が長期に亘って安定化する。
[適用例6]
上記適用例において、
前記オゾン処理工程は、10ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行うことができる。
上記適用例によれば、オゾン処理工程を10ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行うことにより、インクの固定化を効率良く行うことができ、処理時間の短縮が可能となる。
[適用例7]
上記適用例において、
前記記録媒体が普通紙であることができる。
上記適用例によれば、記録媒体が普通紙である場合においても、インクの浸透性が抑制されて、印字の発色が長期に亘って安定化する。
[適用例8]
本発明に係る印刷装置の一態様は、
酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出部と、
前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理部と、
を備えることを特徴とする。
上記適用例によれば、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを印刷後に、印刷物をオゾンガスに暴露することにより、オゾンガスやオゾンガスの分解により発生した活性酸素によって油性インクの増粘性が高まり、インクの酸化重合等による固定化が促進されて、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制される。このため、浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷を行う印刷装置において、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する。
[適用例9]
本発明に係る印刷システムの一態様は、
酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出部を備える印刷装置と、
前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理部を備える処理装置と、
を備えることを特徴とする。
上記適用例によれば、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを印刷後に、印刷物をオゾンガスに暴露することにより、オゾンガスやオゾンガスの分解により発生した活性酸素によって油性インクの増粘性が高まり、インクの酸化重合等による固定化が促進されて、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制される。このため、浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷を行う印刷システムにおいて、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する。
本発明の一実施形態に係る印刷装置の構成を模式的に示す図。 本発明の一実施形態に係る印刷装置の構成を模式的に示す図。 本発明の一実施形態に係る印刷システムを模式的に示す図。 本発明の一実施形態に係る印刷システムを模式的に示す図。 推定されるオゾンによる酸化重合性溶媒の酸化重合反応の促進について説明する図。
以下に本発明の幾つかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
本実施形態に係る印刷方法は、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出工程と、前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理工程と、を有することを特徴とする。
以下、本実施形態に係る印刷方法、印刷装置および印刷システムについて、この印刷方法、印刷システム、油性インク(以下、「インク」ともいう。)、記録媒体の各構成、印刷方法の順に説明する。
1.各構成
1.1.装置構成
1.1.1.印刷装置
まず、本発明の一実施形態に係る印刷方法が実施される印刷装置の一例について、図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態に係る印刷装置の一例としては、例えば、図1、2に示すような、インクジェット式の記録ヘッドを有するプリンターが挙げられるが、本実施形態に係る印刷方法に使用できる印刷装置は、以下の態様に限定されるものではない。
図1、2は、本実施形態に係る「印刷装置」としての一例であるプリンター100の構成を模式的に示す図である。図1に示すように、プリンター(印刷装置)100は、搬送手段20と、画像形成手段30と、オゾン処理部40と、制御部50と、検出器群60と、を含んで構成されている。さらに、オゾン処理部40は、オゾンガス発生手段41と、オゾンガス吹付手段42と、オゾンガス排出手段44と、オゾンガス濃度測定手段46と、オゾンガス濃度調整手段48と、を含んで構成されている。
図1に示すように、プリンター100は、コンピューター(PC)10に電気的に接続されている。コンピューター10にはプリンタードライバーがインストールされており、プリンター100に画像を記録させるため、当該画像に応じた印刷データをプリンター100に出力する。外部装置であるコンピューター10から印刷データを受信したプリンター100は、制御部50によって各手段が制御され、印刷データに従い、記録媒体上に画像を記録する。
図2に示すように、搬送手段20は、記録媒体1を所定の方向(図中矢印で示した。以下、「搬送方向」という)に搬送させるためのものである。搬送手段20としては、例えば、図2に示す一対の搬送ローラー22、22が挙げられる。搬送手段20は、記録媒体1を搬送方向に移動させる搬送機構であり、搬送ローラー22、22は、互いに外周を接し合って回転可能に構成されている。搬送ローラー22、22は、制御部50によって制御されるモーター(図示せず)からの動力によって回転駆動される。そして、記録媒体1を搬送ローラー22、22の間に挟持した状態で搬送ローラー22、22を回転駆動することによって、記録媒体1を搬送路2に沿って搬送する。
図2において、搬送手段20は、記録媒体1の搬送方向において、画像形成手段30やオゾン処理部40よりも上流側に設けられているが、これに限定されず、記録媒体1が搬送できる限り、設けられる位置や個数は任意である。また、搬送手段20は、各種のプラテンなどの支持手段を備えていてもよい。プリンター100が搬送手段20としてプラテンを備える場合には、プラテンは記録媒体1において画像を記録する面と反対側の面から記録媒体1を支持するように設けられる。なお、搬送手段20は、これらの搬送ローラー22、22やプラテンによる構成に限定するものではなく、例えば、搬送ベルトなどによって構成しても良い。
画像形成手段30は、記録媒体1の表面にインク組成物の液滴を付着させて、画像を形成する手段である。画像形成手段30は、記録媒体1に対してインク組成物を噴射(吐出)するノズルを備えたインクジェット式記録ヘッド(吐出部)32を備える。図2に示すように、画像形成手段30は、オゾン処理部40の上流側に設けられる。インクジェット式記録ヘッド32は、記録媒体1と対向する面に複数のノズル(図示せず)を備え、インクジェット式記録ヘッド32が記録媒体1と対向する領域が印字領域(記録部)となる。
ここで、インク組成物をインクジェット式記録ヘッド32のノズルから吐出させる方式としては、例えば、ノズルとノズルの前方に置いた加速電極の間に強電界を印加し、ノズルから液滴状のインクを連続的に吐出させ、インクの液滴が偏向電極間を飛翔する間に記録情報信号を偏向電極に与えて記録する方式又はインクの液滴を偏向することなく記録情報信号に対応して吐出させる方式(静電吸引方式)、小型ポンプでインクに圧力を加え、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることにより、強制的にインクの液滴を吐出させる方式、インクに圧電素子で圧力と記録情報信号を同時に加え、インクの液滴を吐出・記録させる方式(ピエゾ方式)、インクを記録情報信号にしたがって微小電極で加熱発泡させ、インクの液滴を吐出・記録させる方式(サーマルジェット方式)等が挙げられる。
インクジェット式記録ヘッド32としては、いわゆるシリアル型の記録ヘッドやライン型の記録ヘッドのいずれも使用可能である。ここで、シリアル型の記録ヘッドは、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつインク組成物を噴射させる走査(パス)を、複数回行うことによって画像の記録を行うものである。ライン型の記録ヘッドは、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつインク組成物を噴射させる走査(パス)を1回行うことにより画像の記録を行うものである。ライン型の記録ヘッドの具体例には、記録ヘッドが記録媒体の幅よりも広く形成され、記録ヘッドが移動せずに記録媒体上に液滴を噴射するものが挙げられる。
オゾン処理部40は、インク組成物が吐出されることによって表面に画像が形成された記録媒体1に対して、オゾンガスを用いたオゾン処理を行う手段である。図1に示すように、オゾン処理部40は、オゾンガス発生手段41と、オゾンガス吹付手段42と、オゾンガス排出手段44と、オゾンガス濃度測定手段46と、オゾンガス濃度調整手段48と、を含んで構成され、これらの手段は制御部50によって制御される。図2に示すように、オゾン処理部40は、記録媒体1の搬送方向において、画像形成手段30の下流側に設けられる。
オゾンガス発生手段41は、オゾンガスを発生する手段であり、図示しないガス供給管によってオゾンガス吹付手段42に接続されて、オゾンガス吹付手段42にオゾンガスを含むガスを供給する。オゾンガスを発生する手段としては、公知の手段を用いることができ、例えば、電源と、酸素濃縮部と、一対のコロナ放電電極(いずれも図示せず)を有する構成とし、コロナ放電法により濃縮酸素からオゾンガスを発生させる方法等が挙げられる。なお、オゾンガス発生手段41において発生されるガスは、オゾンガスに限られず、オゾン以外の酸素同位体ガスを発生するものであっても良い。また、オゾンガス中には、オゾンガスの他に、オゾンガスの分解によって生成する活性酸素等の、酸化重合性溶媒の酸化重合反応を促進する反応性ガスや、その他の不活性ガスが含まれていてもよい。これらの物質のオゾンガス中における組成は、後述するオゾンガス濃度調整手段48によって調整される。オゾンガス濃度の調整は、例えば、電圧、酸素ガス濃度、酸素ガスの流量等を調整することによって行われる。
オゾンガス吹付手段42は、画像形成手段30によって画像が形成された印字面に対してオゾンガスを吹き付けることにより、記録媒体1の印字面をオゾンガスに暴露させてオゾン処理を行う。これにより、記録媒体1表面に付着されたインク組成物の記録媒体1に対する浸透を抑制する。オゾンガス吹付手段42は、記録媒体1と対向する面に、例えば、オゾンガスを吹き付けるためのノズル孔を備えて構成される。例えば、オゾンガス吹付手段42は、記録媒体1の幅方向(記録媒体1の表面において、記録媒体1の搬送方向と交差する方向)に延びるライン形状に構成され、記録媒体1の幅方向の全域にオゾンガスを吹き付けるように、記録媒体1の幅方向に沿って複数配列されていてもよい。また、オゾンガス吹付手段42を記録媒体1の搬送方向に沿って複数設けたり、記録媒体1の搬送方向に沿って複数設けたりしてもよい。なお、図2に示すように、オゾンガス吹付手段42によってオゾンガスが吹き付けられる領域がオゾンガス暴露部となる。
オゾンガス排出手段44は、印字面において、オゾンガス吹付手段42により吹き付けられたオゾンガスのうち、未反応で滞留する余剰ガスを吸引、排気する手段である。オゾンガス排出手段44によって吸引されたオゾンガスは、図示しない排出管を通ってプリンター100の外部に排出される。このように、オゾンガス排出手段44によって余剰ガスを吸引、排気しながらオゾンガスを吹き付けることによって、オゾンガス吹付手段42から吹き付けられるオゾンガスの量を適切な量とすることができる。また、必要に応じて、オゾンガス排出手段44によってオゾンガスを分解してから排気する。オゾンガス排出手段44の設置位置は、特に限定されるものではないが、例えば図2の例では、排気管43によってオゾンガス吹付手段42と接続されており、排気管43を通じて余剰ガスを吸引し、プリンター100の外部に排気する。
オゾンガス濃度測定手段46は、オゾンガス吹付手段42に対向する印字面付近に設置され、印字面付近のオゾンガスの濃度を測定する手段である。これにより、印字面に吹き付けられたオゾンガスの濃度が適正な範囲か否かを判断する。
オゾンガス濃度調整手段48は、オゾンガス発生手段41と、オゾンガス吹付手段42と、オゾンガス排出手段44と、オゾンガス濃度測定手段46と通信可能に接続され、オゾンガス濃度測定手段46で計測されたオゾンガス濃度が予め設定されたオゾンガス濃度に漸近するように、オゾンガス発生手段41と、オゾンガス吹付手段42と、オゾンガス排出手段44を制御する。
制御部50は、プリンター100全体の制御を行う。制御部50は、インターフェイス(I/F)52と、CPU54と、メモリー56と、制御回路58と、を含んで構成され、CPU54を中心としたマイクロプロセッサーとして構成されている。
インターフェイス52は、外部装置であるコンピューター10との間でデータの送受信を行う。CPU54は、プリンター100全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー56は、CPU54のプログラムを格納する領域や作業領域などを確保するためのものであり、RAM、EEPROMなどの記憶素子を有する。制御回路58は、各ユニットを制御するための回路を備える。CPU54は、メモリー56に格納されているプログラムに従って、制御回路58を介して各手段を制御する。
プリンター100内の状況は検出器群60によって監視されており、検出器群60は、検出結果をCPU54に出力する。検出器群60は、例えば、ロータリー式エンコーダー(図示せず)、記録媒体検出センサー(図示せず)等が含まれる。ロータリー式エンコーダーは、搬送手段20の搬送ローラー22(図2参照)の回転量を検出し、ロータリー式エンコーダーの検出結果に基づいて、記録媒体1の搬送量を検出することができる。記録媒体検出センサーは、記録媒体の先端の位置を検出する。制御部50は、検出器群60から出力された検出結果に基づいて、各手段を制御する。
なお、図2に示すように、プリンター100において印刷される記録媒体1は、プリンター100に接続された供給部70によって供給される。供給部70は、記録が行われる記録媒体1を収容する収容部であり、搬送路2において記録部の上流側に位置する。また、プリンター100によって印刷され、オゾン処理された記録媒体は、プリンター100に接続された排紙部80に供給される。排紙部80は、記録とオゾン処理が行われた記録媒体1を収容する収容部であり、搬送路2において記録部およびオゾンガス暴露部の下流側に位置する。供給部70および排紙部80は、プリンター100の制御部50によって駆動制御される。
本実施形態に係る印刷装置は、印刷後の記録媒体1を乾燥するための乾燥手段等の他の手段を備えていてもよい。乾燥手段は、ヒーター等の加熱手段や、送風手段が挙げられる。乾燥手段を設ける場合には、画像形成手段30と、オゾン処理部40との間や、オゾン処理部40の搬送方向下流側に設けることができる。
1.1.2.印刷システム
上述のプリンター100は、本発明の一実施形態に係る印刷方法が実施される印刷装置の一例であるが、本発明の一実施形態に係る印刷方法が実施されるのは、画像形成手段(吐出部)30と、オゾン処理部40とを1つの装置に設ける上記のプリンター100に限られない。本発明の一実施形態に係る印刷方法を実施する他の例としては、図3、4に示すように、画像形成手段(吐出部)30を備えたプリンター(印刷装置)200と、オゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理部400とを備える処理装置500を備える印刷システムが挙げられる。図3、4において、図1、2に示すプリンター100と同様の手段については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図3、4に示すように、本発明の一実施形態に係る印刷システムは、画像形成手段30を備えるプリンター200と、オゾン処理部400を備える処理装置500とが、別体として設けられている。図3、4に示すように、プリンター200は、搬送手段20と、画像形成手段30と、制御部50と、検出器群60と、を含んで構成されている。処理装置500は、オゾン処理部400と、制御部450と、を含んで構成されている。さらに、オゾン処理部400は、オゾンガス発生手段441と、オゾンガス吹付手段442と、オゾンガス排出手段444と、オゾンガス濃度測定手段446と、オゾンガス濃度調整手段448と、を含んで構成されている。
図4に示すように、オゾン処理部400を備える処理装置500は、プリンター200の搬送方向下流側に配置される。処理装置500の動作は、制御部450によって制御される。処理装置500のオゾン処理部400は、上記と同様に公知のオゾンガス発生装置を用いることができる。
なお、図4に示すように、プリンター200において印刷される記録媒体1は、プリンター200に接続された供給部70によって供給される。また、プリンター200に供給された記録媒体1は、プリンター200において印刷され、処理装置500に搬送される。処理装置500において、記録媒体1の印字面はオゾン処理部400によってオゾン処理され、排紙部80に供給される。
1.2.油性インク
次に、本実施形態に係る印刷方法で用いられる油性インクについて説明する。本実施形態において、プリンター100、200は、様々な色のインクを記録媒体に記録する(画像を形成する)ことによって印刷することができる。印刷方法としては、例えば、CMYK(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)の4色のインクを用いて印刷したり、白色のインクを用いて記録媒体に優れた隠蔽性を付与する下地の画像を印刷したりすることが挙げられる。
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒を含有することを特徴とする。以下、本実施形態で用いられる油性インクに含まれる成分および含まれ得る成分ついて詳細に説明する。
なお、本明細書において、「油性インク」とは、溶媒成分として、有機溶剤等の溶剤を主要な成分として、水を主要な成分としない組成物である。インク組成物(100質量%)中の水の含有量は、その組成物100質量%に対して5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましく、0.5質量%以下が特に好ましい。インク組成物(100質量%)における有機溶剤等の溶剤の含有量は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。また、限られるものではないが、組成物の調製において主な溶媒成分として意図的に水を添加せず不純物として不可避的に水分を含んでしまう場合は、許容される組成物としてもよい。
以下、本実施形態では、油性インクをインクジェット記録用の油性インクジェットインク組成物(以下、単にインクとも呼ぶ。)として用いる例を挙げ、油性インクジェットインク組成物に含まれる成分、および含まれ得る成分について説明する。
なお、本実施形態において、油性インクとしてカラーインク組成物(例えば、白色、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックインク組成物等)であってもよいし、色材を含まないクリアインクであっても構わない。
1.2.1.酸化重合性溶媒
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒を含有する。ここで、本明細書における「酸化重合性溶媒」とは、常温常圧で液体の媒質であり、オゾン処理工程におけるオゾン処理により増粘及び/又は酸化重合して、記録媒体中または記録媒体表面で固定化される媒質をさす。
酸化重合性溶媒の増粘による固定化は、オゾン処理により油性媒質の極性が上がり、媒質の粘度が上昇することによって記録媒体への浸透性が抑制されることにより起こる。一方、酸化重合性溶媒の酸化重合による固定化は、インク中の油性媒質が、空気やオゾンガス中のオゾン・活性酸素と接触して酸化反応を起こして重合し、硬化(乾燥)することより起こる。このような性質を有する酸化重合性溶媒としては、分子中に共役二重結合を有する油性媒質が挙げられ、例えば、アリル化合物、半乾性油、乾性油、不飽和脂肪酸、不飽和アルコール、不飽和炭化水素、乾性油脂肪酸または半乾性油脂肪酸とアルコールのエステル等が挙げられる。
<アリル化合物>
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒としてアリル化合物を含有する。アリル化合物は分子構造中に二重結合を有するため、α炭素位にて架橋反応が生じやすい。このため、油性インクがアリル化合物を含むことにより、オゾン処理による酸化重合が促進され、インクが早期に固定化される。これにより、インクの浸透性が抑制されて、印字の発色が長期に亘って安定化する。また、インクが金属錯体および脂肪酸金属塩から選択される少なくとも1種を含む場合には、インク中の金属錯体又は脂肪酸金属塩が、酸化重合性溶媒の酸化重合を促進する酸化剤として作用するため、インクが記録媒体内部への浸透が進む前に、記録媒体表面でインクが早期に硬化(乾燥)する。これにより、印字の発色が長期に亘って安定化すると共に、印刷直後の発色性も向上する。
図5を用いて、推定されるオゾンによる酸化重合性溶媒の酸化重合反応の促進について説明する。図5の(a)は、出発物質であるアリル化合物の1例であるペンタエリスリトールトリアリルエーテルである。インク中に含まれるアリル化合物(a)は、オゾン(O)の分解によって発生した、反応性の高い一重項酸素()により、α炭素に酸素を介して水酸基が付加される(図5の(b))。これにより、アリル化合物(a)の極性が上がり、インクが増粘し、インクの浸透性が抑制される。さらに、インク中に金属錯体又は脂肪酸金属塩由来の金属(図5ではMn2+)が存在すると、Mn2+の触媒作用により(b)の酸化が促進され、(b)の水酸基が外れて(b)はラジカルとなる(図5の(c))。一方、アリル化合物(a)のα炭素から水素が引き抜かれてラジカル化した化合物(d)は、(c)と重合して、(a)の二量体が生成し(図5の(e))、同様の重合反応が進んで(a)は多量体となる。このように、インク中に金属錯体又は脂肪酸金属塩が存在する場合には、インクの増粘に留まらず、多量体となることでインクの早期の硬化(乾燥)が可能となる。
アリル化合物としては、特に制限なく用いることができるが、アリルアルコールやアリルエーテルが挙げられる。
アリルアルコールとしては、2−プロペン−1−オールが挙げられる。
アリルエーテルとしては、たとえば、下記式(1)、(3)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2019025770
Figure 2019025770
(式(1)中、R、Rは、各々独立して炭素数1以上3以下のアルキル鎖を表し、Xnは水素、水酸基、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数1以上3以下のアルキロール基、又は式(2)で表されるアリルアルコキシアルキル基を表す。mは1〜3の整数を表し、nは、m+n=4を満たす整数を表す。式(2)中、R、Rは、各々独立して炭素数1以上3以下のアルキル鎖を表す。)
〜Rにおける「炭素数1以上3以下のアルキル鎖」としては、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル鎖、エチル鎖、n−プロピル鎖、イソプロピル鎖が挙げられる。また、Xnにおける「炭素数1以上6以下のアルキル基」としては、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基等が挙げられる。「炭素数1以上3以下のアルキロール基」としては、例えば、メチロール基、エチロール基、プロピロール基が挙げられる。
Figure 2019025770
式(3)中、Rはメチル基または−OCHCHCHを表し、R、Rは、各々独立して−(CHCHCHRを表し、nは1以上20以下の整数を表し、RはH、炭素数1以上8以下のアルキル基、又は炭素数6以上8以下のアリール基を表す。
における「炭素数1以上8以下のアルキル基」としては、直鎖状または分岐状のアルキル基であることができ、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、ジメチルヘキシル基等が挙げられる。「炭素数6以上8以下」のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基が挙げられる。
式(1)、(3)で表される化合物は、分子内に二重結合を多く含むため、反応性が高く、インクの酸化重合が促進されてインクの硬化が促進され、インクが記録媒体表面で固定化される。
アリル化合物としては、上記式(1)、(3)で表される化合物の中でも、下記式(4)〜(6)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2019025770
Figure 2019025770
Figure 2019025770
上記式(4)〜(6)で表される化合物の市販品としては、例えば、ネオアリルP−30、ネオアリルT−20、ネオアリルP−40(いずれも株式会社大阪ソーダ製)を使用することができる。
上記アリルエーテルとしては、その他、下記式(7)で表される化合物も挙げられる。
Figure 2019025770
(式(7)中、R、R10は、各々独立して水素またはメチル基を表し、R11は水素またはアリル基を表す。pは1〜4の整数を表し、qおよびrは、q+r≦3を満たす整数を表す。)
式(7)中、アリル基とは、−CHCHCHである。
上記アリルエーテルは、分子の末端に不飽和炭化水素であるアリル基が導入されているため、反応性が高い。このため、本実施形態に係るインクジェット記録用油性インク組成物は、油性媒質として、上記式(7)で表されるアリルエーテルを含有することにより、普通紙等の浸透性記録媒体に印刷したときに、記録(印刷)前は低粘度であっても、記録後のインクは迅速に硬化して高粘度となり、インク中に含まれる油性媒質が記録媒体中で固定化される。これにより、式(7)で表されるアリルエーテルを含有する油性インクは、インクの浸透性が抑制され、普通紙等の浸透性記録媒体に対する印刷において、印刷直後の印刷濃度を維持することができる。
上記式(7)で表されるアリルエーテルを構成するアルキレングリコールの例としては、例えば、pが1の場合、メチレングリコール、エチレングリコール、直鎖型又は分岐型のプロピレングリコールが挙げられる。
上記式(7)において、式(7)中、R、R10は、各々独立して水素またはメチル基を表し、R11は水素またはアリル基を表し、pは1〜4の整数を表し、qおよびrは、q+r≦3を満たす整数、つまり、0、1、2または3を表す。このため、上記式(7)で表されるアリルエーテルを構成するアルキレングリコールの例としては、pが2、3、4の場合、ジメチレングリコール、ジエチレングリコール、直鎖型又は分岐型のジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、直鎖型又は分岐型のトリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、テトラエチレングリコール、直鎖型又は分岐型のテトラプロピレングリコールが挙げられる。
したがって、上記式(7)で表されるアリルエーテルの例としては、例えば、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジアリルエーテル、テトラエチレングリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールアリルメチルエーテル、ジエチレングリコールアリルブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノアリルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル、ジプロピレングリコールジアリルエーテル等が挙げられる。
上記式(7)で表されるアリルエーテルの中でも、特に、上記式(7)で表されるアリルエーテルはジアリルエーテルであることが好ましい。上記式(7)で表されるアリルエーテルがジアリルエーテルであることにより、インクの粘度を低く抑制することができるとともに、普通紙等の浸透性記録媒体に対する印刷において、印刷直後の印刷濃度を更に維持することができる。
また、上記式(7)で表されるアリルエーテルを構成するアルキレングリコールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびテトラエチレングリコールから選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。アルキレングリコールが、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の何れかであることにより、インクを低粘度とすることができ、安定なインクジェット記録を実現することが可能となる。
また、上記式(7)で表されるアリルエーテルを構成するアルキレングリコールの沸点は、240℃以上であることが好ましい。この場合には、印刷中に発生するVOCの量を大幅に低減することが可能となる。
このようなアルキレングリコールの例としては、例えば、ジエチレングリコール(沸点:244℃)、トリエチレングリコール(沸点:285℃)、テトラエチレングリコール(沸点;328℃)が挙げられる。
上記のアリル化合物の含有量は、油性媒質に対して30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましい。アリル化合物の含有量が、油性媒質に対して30質量%以上であることにより、浸透性記録媒体に対する印刷において、より印刷直後の印刷濃度を維持することが可能となる。
なお、本実施形態において、油性インク中における油性媒質の含有量の上限値は、吐出安定性、及び得られた画像の発色性等の観点から、インク組成物の全質量(100質量%)に対して、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。
また、上記アリル化合物は、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。
<乾性油>
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒として乾性油を用いることもできる。乾性油は粘度が高いため、インクジェット記録用のインクに多く用いると吐出性に問題が生じるが、二重結合を多く有することにより、インクの酸化重合が促進される。このため、本実施形態で用いられる油性インクにおいて補助的に用いることにより、記録後のインクは迅速に硬化し、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制される。このため、浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷において、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する。
ここで、乾性油とは、ヨウ素価が130以上の油をさし、例えば、亜麻仁油、桐油、芥子油、紫蘇油、胡桃油、荏油、紅花油、向日葵油等が挙げられる。これらの乾性油は、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。
乾性油を含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、0.05質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、15質量%以上15質量%以下とすることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下とすることがより好ましい。
<半乾性油>
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒として半乾性油を用いることもできる。ここで、半乾性油とは、ヨウ素価が100以上130未満の油をさし、例えば、コーン油、綿実油、胡麻油、大豆油等が挙げられる。これらの半乾性油は、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。
半乾性油を含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、0.05質量%以上10質量%以下とすることが好ましい。
<不飽和炭化水素>
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒として、不飽和炭化水素を使用することができる。不飽和炭化水素としては、常温で液体であり、低粘度でインクジェット記録用のインクに多く用いても吐出性に問題が生じない化合物であり、さらには不飽和の数が多いことが好ましく、例えば、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,5,9−デカトリエン等が挙げられる。
不飽和炭化水素を含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、05質量%以上90質量%以下とすることが好ましく、10質量%以上80質量%以下とすることがより好ましく、20質量%以上70質量%以下とすることがより好ましい。
<不飽和脂肪酸>
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒として、不飽和脂肪酸を使用することができる。不飽和脂肪酸も、油性インクにおいて補助的に用いることが好ましい。不飽和脂肪酸としては、モノ不飽和脂肪酸であるクロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸、ジ不飽和脂肪酸である、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸、トリ不飽和脂肪酸である、リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、ミード酸、ジホモ-γ-リノレン酸、エイコサトリエン酸、テトラ不飽和脂肪酸であるステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサテトラエン酸、アドレン酸、ペンタ不飽和脂肪酸であるボセオペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、オズボンド酸、イワシ酸、テトラコサペンタエン酸、ヘキサ不飽和脂肪酸であるドコサヘキサエン酸ニシン酸が挙げられる。これらの中でも、本実施形態で用いられる油性インクに適した酸化重合性溶媒としては、上記の乾性油や半乾性油に含まれる不飽和脂肪酸であることが好ましく、例えば、リノール酸やリノレン酸等が挙げられる。
不飽和脂肪酸を含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、1質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、3質量%以上15質量%以下とすることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下とすることがより好ましい。
<不飽和アルコール>
本実施形態で用いられる油性インクは、酸化重合性溶媒として、不飽和アルコールを使用することができる。不飽和アルコールも、油性インクにおいて補助的に用いることが好ましい。不飽和アルコールとしては、上記のアリルアルコールの他に、cis−2−ブテン−1−オール、trans−2−ブテン−1−オール、3−ブテン−2−オール、2−プロピン−1−オール、2,6−ノナジエン−1−オール、3,7−デカジエン−1−オール、4,8−ジメチル−3,7−ノナジエン−2−オール等が挙げられる。
不飽和アルコールを含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、1質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、3質量%以上15質量%以下とすることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下とすることがより好ましい。
<乾性油脂肪酸または半乾性油脂肪酸とアルコールのエステル>
乾性油脂肪酸または半乾性油脂肪酸とアルコールのエステルは、低粘度であり、インクジェット記録用のインクに多く用いても吐出性に問題が生じない。また、二重結合を多く有することにより、インクの酸化重合が促進される。このため、本実施形態において、油性インクの油性媒質として用いることにより、記録前は低粘度であっても、印刷後のインクは迅速に硬化して高粘度となり、早期に固定化される。これにより、インクの浸透性が抑制され、普通紙等の浸透性記録媒体に対する印刷において、印刷直後の印刷濃度を維持することができる。
乾性油脂肪酸または半乾性油脂肪酸とアルコールのエステルとしては、特に制限なく用いることができる。上記エステルの原料となる乾性油脂肪酸または半乾性油脂肪酸は、乾性油または半乾性油を加水分解して得られるものである。乾性油または半乾性油としては、上述のものを使用することができる。これらの乾性油または半乾性油の加水分解法としては、公知の方法によって製造することができる。
上記エステルの製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造可能であるが、例えば、特開2005−53871号公報、特開2009−203343号公報、特開2011−99009号公報に記載されている方法で製造することができる。
上記のエステルとしては、例えば、大豆油脂肪酸メチル、大豆油脂肪酸イソブチル、亜麻仁油脂肪酸メチル、亜麻仁油脂肪酸ブチル、亜麻仁油脂肪酸プロピル、亜麻仁油脂肪酸2−エチルヘキシル、桐油脂肪酸メチル、トール油脂肪酸メチル、トール油脂肪酸イソブチル等が挙げられる。
上記エステルを含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、1質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、3質量%以上15質量%以下とすることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下とすることがより好ましい。
1.2.2.その他の油性媒質
本実施形態において、油性インクは、油性媒質として、上記酸化重合性溶媒以外の油性媒質を含むことができる。その他の油性媒質としては、分子中に共役二重結合を有しない油性媒質が挙げられ、例えば、各種公知の植物油及び/又は石油系溶剤のいずれも使用することが可能であり、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤のいずれも使用が可能である。
<非極性有機溶剤>
本実施形態において、油性インクで使用される非極性有機溶剤としては、例えば、石油系溶剤である炭化水素溶剤、フッ素系溶剤、シリコン系溶剤等が挙げられる。炭化水素溶剤としては、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素溶剤等を好ましく挙げることができる。脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素系溶剤としては、市販されているものを用いてもよく、例えば、日本石油株式会社製 テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、日石ナフテゾールL、日石ナフテゾールM、日石ナフテゾールH、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、日石アイソゾール300、日石アイソゾール400、AF−4、AF−5、AF−6、AF−7、エクソンモービル株式会社製 Isopar(アイソパー)G、IsoparH、IsoparL、IsoparM、ExxsolD40、ExxsolD80、ExxsolD100、ExxsolD130、ExxsolD140等を好ましく挙げることができる。芳香族炭化水素溶剤としては、日本石油株式会社製 日石クリーンソルG(アルキルベンゼン)、エクソンモービル株式会社製 ソルベッソ200等が挙げられる。
<極性有機溶剤>
本実施形態において、油性インクで使用される極性有機溶剤としては、例えば、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、脂肪酸系溶剤、エーテル系溶剤等が挙げられる。本実施形態では、油性媒質として極性有機溶剤を含むことにより、印刷後のインクの硬化が促進されて記録媒体中で油性媒質が迅速に固定化され、より印刷の発色性の低下と裏抜けを抑制することができる。
エステル系溶剤としては、1分子中の炭素数が5以上、好ましくは1分子中の炭素数が9以上、より好ましくは1分子中の炭素数が12以上32以下の高級脂肪酸エステル類が挙げられ、例えば、イソノナン酸イソデシル、イソノナン酸イソトリデシル、イソノナン酸イソノニル、ラウリル酸メチル、ラウリル酸イソプロピル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソオクチル、パルミチン酸ヘキシル、パルミチン酸イソステアリル、イソパルミチン酸イソオクチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル、リノール酸エチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸イソオクチル、イソステアリン酸イソプロピル、ピバリン酸2−オクチルドデシル、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、モノカプリル酸プロピレングリコール、トリ2−エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリ2−エチルヘキサン酸グリセリル等が挙げられる。
また、環状エステルとして、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、σ−バレロラクトン、及びε−カプロラクトン等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、フッ化アルコール等が挙げられる。特に、アルコール系溶剤としては、1分子中の炭素数が12以上の脂肪族高級アルコール類が好ましく、例えば、ヘキシルデカノール、ヘキサデカノール、イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。
また、多価アルコール類としては、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、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、アセトアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等が挙げられる。
脂肪酸系溶剤としては、1分子中の炭素数が4以上、好ましくは1分子中の炭素数が9以上22以下の脂肪酸類が挙げられ、例えば、イソノナン酸、イソミリスチン酸、ヘキサデカン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、イソステアリン酸等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、例えば、ジ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、プロピレングリコールジブチルエーテル等のグリコールエーテル類の他、グリコールエーテル類のアセタート等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
アミン類を配合してもよく、例えば、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、N,N−ジメチル−2−アミノエタノール、N,N−ジエチル−2−アミノエタノール等のヒドロキシルアミン等が挙げられる。
上記溶剤を含有する場合には、その含有量は、インクジェット記録用のインクとして用いる場合には、インクの吐出性の観点より、油性インクの全質量に対して、1質量%以上20質量%以下とすることが好ましく、3質量%以上15質量%以下とすることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下とすることがより好ましい。
1.2.3.色材
本実施形態において、油性インクは、色材を含有してもよい。色材としては、従来の油性インクに通常用いられている油性染料や有色無機顔料または有色有機顔料等の顔料を用いることができる。これらの色材は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
顔料を用いる場合には、記録液中での顔料分散体の平均粒子径が20nm以上200nm以下であり、色相が、黒、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルーまたはオレンジであれば、特に制限なく、従来公知の無機顔料および有機顔料を使用することができる。
このような顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ;ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料;カーボンブラック等の無機顔料等が挙げられる。
より詳細には、本実施形態において、油性インクをマゼンタまたはレッドインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド194、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントバイオレット19、等が挙げられる。
本実施形態において、油性インクをオレンジまたはイエローインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー1 28、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180等が挙げられる。
本実施形態において、油性インクをグリーンまたはシアンインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36等が挙げられる。
本実施形態において、油性インクをブラックインクとする場合の顔料としては、例えば、カーボンブラック等が挙げられる。
本実施形態において、油性インクをホワイトインクとする場合の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントホワイト6、C.I.ピグメントホワイト18、C.I.ピグメントホワイト21等が挙げられる。
市販品としては、黒色の顔料としては、例えば、三菱化学製カーボンブラックMA11、MA100、MA220、MA600a、#40、#44が好ましく挙げられる。また、黒色以外の顔料としては、例えば、大日本インキ製 SYMULERBrilliant Carmine 6B、SYMULER Red、FASTOGENSuper Magenta、SYMULER Fast Yellow、FASTOGEN Blue 4RO−2、FASTOGEN Green、FASTOGEN SuperViolet等が挙げられる。これらの顔料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。
本実施形態において、油性インク中における顔料の含有量は、用途や印刷特性によって適宜選択することができるが、優れた隠蔽性および色再現性が得られるため、インクの総質量(100質量%)に対して、0.01質量%以上20質量%以下の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上15質量%以下、特に好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
顔料の平均粒子径は、上記したように、20nm以上200nm以下であることが好ましい。平均粒子径が20nm以上であると、発色性がより良好になるためインクジェット記録液として使用しやすくなる。他方、平均粒子径が200nm以下であると、インクジェット方式で使用しやすくなる。また、上記平均粒径は、油性インクをインクジェットインクとして用いる場合には、保存安定性、吐出安定性、および沈降性に優れるため、50nm以上150nm以下であることがより好ましい。
ここで、本明細書における「平均粒子径」とは、インクに対して光散乱法により得られた球換算50%平均粒子径(d50)のことをいう。「光散乱法による球換算50%平均粒子径(d50)」は、以下のようにして得られる値である。油性媒質中の粒子に光を照射し、当該油性媒質の前方・側方・後方に配置されたディテクターによって、発生する回折散乱光を測定する。前記測定値を利用して、本来は不定形である粒子を球形であるものと仮定し、当該粒子の体積と等しい球に換算された粒子集団の全体積を100%として累積カーブを求め、その際の累積値が50%となる点を上記50%平均粒子径(d50)とする。
色材として顔料を用いる場合には、油性インク中における顔料の分散安定性を向上させる観点から、通常の油性インクジェットインク組成物において用いられる任意の分散剤を用いることができる。本発明で使用できる顔料分散剤としては、顔料を溶剤中に安定して分散させるものであれば特に限定されないが、例えば、日本ルーブリゾール製ソルスパース5000、ソルスパース13940、ソルスパース11200、ソルスパース21000、ソルスパース28000等が挙げられる。
本実施形態の油性インクにおいて、分散剤の含有量は、分散すべき顔料によって適宜選択することができるが、油性インクジェットインク組成物中の顔料の含有量100質量部に対して、好ましくは5質量部以上200質量部以下、より好ましくは30質量部以上120質量部以下である。
本実施形態において、油性インクに用いられる染料の市販品としては、例えば、オリエント化学製vaLifast Black 3810、elixa Black846、OIL BLACK HBB、OIL BLACK No.5等が好ましく挙げられる。また黒色以外の染料ではOIL BLUE 2N、elixa Orange−240、VALIFAST BLUE 1603 、elixa Green−502、VALIFAST ORANGE 1201、OIL GREEN 530、elixa Green−540、OIL YELLOW GG−S、elixa Yellow−129、VALIFAST YELLOW 1101等が挙げられる。これらの染料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせて使用することも可能である。
本実施形態で用いられる油性インク中における染料の含有量は、用途や印刷特性によって適宜選択することができるが、印刷の発色性が高く、高画質が得られるため、インクの総質量(100質量%)に対して、0.01質量%以上20質量%以下の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上15質量%以下であり、特に好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
1.2.4.金属錯体、脂肪酸金属塩
本実施形態において、油性インクは、金属錯体および脂肪酸金属塩から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。本実施形態の油性インクにおいて、金属錯体や脂肪酸金属塩はドライヤー(硬化促進剤)とも呼ばれ、上記油性媒質中に含まれる酸化重合性溶媒の酸化重合を促進する酸化剤として作用する。このため、本実施形態において、油性インクを用いて紙等の記録媒体に記録すると、記録後のインクは迅速に硬化し、インクが記録媒体内部への浸透が進む前に、記録媒体表面でインクが早期に硬化(乾燥)される。これにより、普通紙等の浸透性記録媒体に対する印刷において、印刷直後の印刷濃度を維持する。また、インクの裏抜けを抑制することができ、印刷直後の発色性も向上する。
本実施形態において、金属錯体や脂肪酸金属塩に含まれる金属が、Co(コバルト)、Mn(マンガン)、Pb(鉛)、Zr(ジルコニウム)、Ca(カルシウム)、Ba(バリウム)、K(カリウム)およびFe(鉄)から選択される少なくとも1種であることができる。本実施形態において、金属錯体や脂肪酸金属塩は有機酸金属塩であり、有機酸金属塩の原料となる有機酸としては、従来からドライヤーの一般的原料として用いられている有機酸を特に制限なく使用することができる。具体的には、例えば、プロピオン酸、オクチル酸、ナフテン酸、ネオデカン酸、桐油酸、亜麻仁油酸、大豆油酸、樹脂酸等の有機酸を使用することができるが、優れた乾燥促進効果が得られる点から、炭素原子数3〜12の脂肪族モノカルボン酸を用いることが好ましく、オクチル酸、ナフテン酸、ネオデカン酸を用いることがより好ましい。これらは、単独で用いてもよく、又は2種以上を併用しても良い。
これらの金属の中でも、Co(コバルト)、Mn(マンガン)、Fe(鉄)が好ましく用いられる。
本実施形態で用いる有機酸金属塩として、例えば、式(A)
(OMR) 式(A)
(式中、Mはコバルト原子又はマンガン原子を表し、Rは有機酸基を表し、分子中の3つのRは同一でもよく又は異なっていてもよい。)
で表される有機酸金属塩が挙げられる。
上記式(A)中、有機酸基Rは、例えば、プロピオン酸、オクチル酸、ナフテン酸、ネオデカン酸、桐油酸、亜麻仁油酸、大豆油酸、樹脂酸等の有機酸のカルボキシレート基であり、好ましくは炭素原子数3〜12の脂肪族モノカルボン酸のカルボキシレート基であり、より好ましくはオクチル酸、ナフテン酸、ネオデカン酸のカルボキシレート基である。
上記したように、本実施形態において、金属石鹸、金属錯体としてコバルトドライヤーやマンガンドライヤーが挙げられるが、使用環境の点から、マンガンドライヤーを用いることが好ましい。なお、マンガンはコバルトよりも活性が劣るため、マンガンドライヤーを用いる場合には、マンガンドライヤーを活性化するリガンドと共に用いることが好ましい。リガンドとしては、例えば、2,2‘−ビピリジン、2‐(アミノメチル)ピリジン、2‐ヒドロキシメチルピリジン等が挙げられる。リガンドは、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。
マンガンドライヤーとしては、ネオデカン酸マンガンを用いることが好ましく、市販品としては、例えば、DIC株式会社製、DICNATE Mn6.5% SBが挙げられる。
その他のドライヤーとして用いる有機酸金属塩としては、有機酸コバルトホウ素金属塩および有機酸マンガンホウ素金属塩が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、また併用してもよいが、併用する場合、均一硬化が難しいとされる厚膜での塗膜の乾燥性に優れるので、その併用が好ましい。更に、有機酸コバルトホウ素金属塩および有機酸マンガンホウ素金属塩と、有機酸マンガン金属塩を併用する場合、同様に厚膜での塗膜の乾燥性に優れるので、その併用が好ましい。また、有機酸コバルトホウ素金属塩と有機酸マンガン金属塩とを併用する場合、乾燥促進効果に優れる低価格のドライヤーが得られるので、その併用が特に好ましい。
本実施形態で使用する有機酸金属塩の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造可能であるが、例えば、特公昭63−63551号公報に記載されている方法で製造することができる。
また、これらの有機酸金属塩は、油性インクに添加する前に、予め有機溶媒で希釈しておくことが、取扱容易性と均一混合性の点から好ましい。希釈有機溶媒としては、上記有機酸金属塩を均一に溶解でき、且つ有機酸金属塩に対して不活性であればなんら制限されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;プロピルエーテル、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ブチルカルビトール等のエーテル系溶剤を使用でき、これらは単独で使用してもよく、又は2種以上を併用しても良い。
1.2.5.その他の成分
本実施形態において、油性インクには、更に通常のインクに含まれるその他の添加剤を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、界面活性剤、バインダー樹脂等が挙げられる。
<酸化防止剤>
酸化防止剤としては、例えば、BHA(2,3−ブチル−4−オキシアニソール)、BHT(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール)等が挙げられる。
<紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物等が挙げられる。
<バインダー樹脂>
本実施形態において、油性インクには、インクの粘度を調整する目的でバインダー樹脂を添加してもよい。バインダー樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ロジン変性樹脂、フェノール樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル酢酸、ビニル共重合体樹脂、セルロースアセテートブチレート等の繊維系樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体樹脂等が挙げられる。これらのバインダー樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
1.2.6.油性インクの製造方法
本実施形態において、油性インクは、公知の慣用方法によって製造することができる。色材として顔料を用いる場合には、最初に、顔料、分散剤、および有機溶剤(一部分)を混合した後、ボールミル、ビーズミル、超音波、またはジェットミル等で顔料分散液を調製し、所望のインク特性を有するように調整する。続いて、有機溶媒(残量)、およびその他の添加剤(例えば、界面活性剤やバインダー樹脂)を撹拌下に加え、必要に応じて遠心分離処理やフィルターでろ過することにより、油性インクを得ることができる。
1.2.7.油性インクの物性
本実施形態において、油性インクは、記録品質とインクジェット用インク組成物としての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上50mN/m以下であることが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、同様の観点から、本実施形態において、油性インクの20℃における粘度は、2mPa・s以上30mPa・s以下であることが好ましく、2mPa・s以上20mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica株式会社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取ることにより測定することができる。
1.3.記録媒体
本実施形態において、印刷対象となる記録媒体は特に制限されるものではなく、インク吸収性の高い綿、絹、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン等の布地や、上質紙、コピー用紙や再生紙などの普通紙、インク吸収能を有するインク受容層を設けたインクジェット専用紙、コピー用紙だけでなく、低吸収性あるいは非吸収性の記録媒体にも用いることができる。中でも、後述する本実施形態に係る印刷方法によれば、油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うことにより、記録媒体上の油性インクが早期に固化されてインクの浸透が抑制されるため、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持することができる。
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に塗料を塗布して塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク吸収層を有していないプラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、本明細書中において、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体を、単に「プラスチックメディア」ともいう。
本明細書における「インク低吸収性または非吸収性の記録媒体」とは、インク組成物を全く吸収しない、またはほとんど吸収しない性質を有する記録媒体を指す。定量的には、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体とは、「ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である記録媒体」を指す。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。これに対して、インク吸収性の記録媒体とは、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体に該当しない記録媒体のことを指す。
1.4.印刷方法
本実施形態に係る印刷方法は、上記の印刷装置又は印刷システムを用いて、記録媒体に対して上記の油性インクを用いて記録を行うものであり、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出工程と、前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理工程と、を有することを特徴とする。以下、各工程について説明する。
1.4.1.吐出工程
本実施形態に係る印刷方法において、吐出工程は、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する工程である。すなわち、図2において、記録媒体1に、インクジェット式記録ヘッド32から上記油性インクを吐出して付着させる工程である。これにより、記録媒体1に油性インクが付着されて画像が形成される。
本発明において「画像」とは、ドット群から形成される記録パターンを示し、テキスト印字、ベタ画像も含める。なお、「ベタ画像」とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録し、通常、記録媒体の記録領域がインクで覆われ記録媒体の地が見えていないような画像であるべき画像パターンを意味する。
油性インクの記録媒体表面への最大付着量は、好ましくは5mg/inch以上15mg/inch以下である。油性インクの記録媒体表面への最大付着量が前記範囲内にあると、記録速度も速くできる点で好ましい。
なお、吐出工程の後、記録媒体に付着させた油性インクを乾燥させる乾燥工程を備えていてもよい。この場合には、記録媒体表面に付着させた油性インクに触れた際に、べたつきが感じられない程度まで乾燥を行うことが好ましい。油性インクの乾燥工程は、自然乾燥で行ってもよいが、加熱を伴う乾燥であることが好ましい。油性インクの加熱方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ヒートプレス法、常圧スチーム法、高圧スチーム法、及びサーモフィックス法が挙げられる。また、加熱の熱源としては、例えば赤外線(ランプ)が挙げられる。
1.4.2.オゾン処理工程
本実施形態に係る印刷方法において、オゾン処理工程は、油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行う工程である。すなわち、図2において、記録媒体1に、インクジェット式記録ヘッド32からオゾンガスを吹き付けて、印刷物をオゾンガスに暴露することにより、オゾンガス中に含まれるオゾンガスや活性酸素により、インクの酸化重合等による固定化を促進させる工程である。これにより、油性インクが早期に固定化し、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制される。
このオゾン処理工程は、吐出工程から3時間以内に行うことが好ましい。オゾン処理工程を吐出工程から3時間以内に行う場合には、インクが記録媒体内部への浸透が進む前に、記録媒体表面でインクが固定化する。これにより、浸透性記録媒体に対するインクの浸透性が抑制されるため、印字の発色が長期に亘って安定化する。
また、オゾン処理工程と吐出工程とを同時に行ってもよい。オゾン処理工程と吐出工程とを同時に行う場合には、インクの記録媒体への付着と同時にインクが固定化する。これにより、浸透性記録媒体に対するインクの浸透性が抑制されるため、印字の発色が長期に亘って安定化する。
なお、オゾン処理工程は、10ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行うことが好ましく、25ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行うことがより好ましく、50ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行うことがさらに好ましい。オゾン処理工程を10ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行うことにより、インクの固定化を効率良く行うことができ、処理時間の短縮が可能となる。
以上示したように、本実施形態に係る印刷方法では、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを印刷後に、印刷物をオゾンガスに暴露することにより、オゾンガスやオゾンガスの分解により発生した活性酸素によって油性インクの増粘性が高まり、インクの酸化重合等による固定化が促進されて、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制される。このため、浸透性記録媒体に対する油性インクを用いた印刷において、得られた印刷物の印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する印刷方法を提供することができる。また、インクが金属錯体および脂肪酸金属塩から選択される少なくとも1種を含む場合には、インク中に含まれる酸化重合性溶媒の酸化重合が促進されて、インクが記録媒体内部への浸透が進む前に、記録媒体表面でインクが早期に硬化(乾燥)する。これにより、印字の発色が長期に亘って安定化すると共に、印刷直後の発色性も向上する。さらには、印刷の裏抜け等も防止される。
2.実施例
以下、本発明を実験例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに何ら限定されるものではない。
2.1.油性インクの調製
下記表1に記載の組成(質量%)となるように、各油性インクを調製した。
(実施例1)
三菱化学製カーボンブラック#2350 400g、日本ルーブリゾール株式会社製、分散剤 Solsperse 13940、溶媒(2,6−ノナジエン−1−オール 1000g、1,8−ノナジエン 7000g、亜麻仁油脂肪酸メチルエステル 1400g)をジャケット付ステンレス製10L反応容器に充填し、水冷しながら株式会社井上製作所製ディゾルバーにて1時間撹拌し、混合液を製造した。当該混合液をアシザワ・ファインテック社製のメディア分散機(ナノ・ゲッター、φ0.03mmジルコニアビーズ90%充填)で、循環運転にて3時間分散処理を施した。その後、酸化剤(ネオデカン酸マンガン 100g)を添加して撹拌し、日立工機株式会社製 冷却遠心分離機(CR7N)を用いて加速度11,000Gにて10分間遠心分離操作を実施し、その後目開き3μmのフィルターでろ過して実施例1の油性インクを得た。
(実施例2)
実施例1の溶媒を、大豆油脂肪酸メチルエステル 900g、亜麻仁油 500g、4,8−ジメチル−3,7−ノナジエン−2−オール 1000g、1,9−デカンジエン 7000gに変更し、他は実施例1と同様にして、実施例2のインクを得た。
(実施例3)
実施例1の溶媒を、大豆油脂肪酸メチルエステル 900g、桐油 500g、3,7−デカジエン−1−オール 1000g、1,5,9−デカトリエン 7000gに変更し、他は実施例1と同様にして、実施例3のインクを得た。
(実施例4)
実施例1の溶媒を、リノレン酸 1400g、2,6−ノナジエン−1−オール 1000g、1,9−デカジエン 7000g、酸化剤をヘキサン酸マンガン 100gに其々変更し、他は実施例1と同様にして、実施例4のインクを得た。
(実施例5)
実施例1の溶媒を、リノール酸 1400g、4,8−ジメチル−3,7−ノナジエン−2−オール 1000g、1,5,9−デカトリエン 7000g、酸化剤をヘキサン酸マンガン 100gに其々変更し、他は実施例1と同様にして、実施例5のインクを得た。
(実施例6)
実施例1の溶媒を、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル 8000g、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル 1400gに変更し、他は実施例1と同様にして、実施例6のインクを得た。
(実施例7)
実施例1の溶媒を、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル 8000g、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル 1400gに、酸化剤をOMG Borchers社製、Borchi(登録商標)OXY−Coat1410(鉄錯体) 1gに其々変更し、他は実施例1と同様にして、実施例7のインクを得た。
(実施例8)
実施例1の溶媒を、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル 8000g、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル 1400gに、酸化剤をネオデカン酸カルシウム 100gに其々変更し、他は実施例1と同様にして、実施例8のインクを得た。
(実施例9)
実施例1の溶媒を、リノレン酸 1400g、2,6−ノナジエン−1−オール 1000g、1,9−デカジエン 7000gに、酸化剤をネオデカン酸カルシウム 100gに其々変更し、他は実施例1と同様にして、実施例9のインクを得た。
(実施例10)
実施例1の溶媒を、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル 8000g、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル 1500gに変更し、分散処理後、酸化剤を添加せずに遠心分離操作を実施する他は実施例1と同様にして、実施例10のインクを得た。
(比較例1)
実施例1の溶媒を、JXTGエネルギー株式会社製、AF−6 7500g、パルミチン酸イソプロピル 1000g、ヘキサデシルアルコール 1000gに変更し、分散処理後、酸化剤を添加せずに遠心分離操作を実施する他は実施例1と同様にして、比較例1のインクを得た。
(比較例2)
実施例1で使用したインクと同じ組成のインクを用いた。
Figure 2019025770
2.2.評価試験
2.2.1.印刷条件
セイコーエプソン株式会社製インクジェットプリンター LX−7000F改造機に、オゾンガス処理のフィニッシャー部を接続した。フィニッシャー部にはオゾンガス発生部、オゾンガス排出部、オゾンガス濃度計測部、オゾンガス濃度調整部を装着した。オゾンガス発生手段を、印字面に対向して印字面にオゾンガスを吹付する位置に配置した。オゾンガス濃度測定部を、オゾンガス発生手段に対向する印字面付近に設置し、印字面付近のオゾンガスの濃度を測定した。オゾンガス濃度調整部は、オゾンガス発生手段、オゾンガス濃度計測部と通信可能に接続され、オゾンガス濃度計測部で計測されたオゾンガス濃度が予め設定されたオゾンガス濃度に漸近するように、オゾンガス発生手段を制御した。印字面付近で未反応で滞留するオゾンガスは、オゾンガス排出手段に吸引することにより無害化し、フィニッシャー部の機外に排出した。LX−7000F改造機のインクカートリッジに、上記で得たインクを充填し、普通紙(富士ゼロックス株式会社製 コピー用紙 P A4サイズ)に、50mm×50mmの矩形ベタパターンの印字を実施した。印刷速度はA4 70枚/分相当に設定した。オゾンガス濃度は10ppmとした。なお、比較例2ではオゾンガスの暴露は行わなかった。
2.2.2.評価条件
上記で得た各インクについて、オゾンガス吹付有りとオゾンガス吹付無しの印刷を実施し、それぞれについて印字濃度(吹付有り:OD(O)、吹付無し:OD(air))を印字濃度測定器(X−Rite社製ILS)で計測した。オゾンガス吹付有りの印字物は、印字後600時間経過後の印字濃度(OD(600))を計測した。これらのデータを基に、普通紙OD、普通紙OD安定性を以下の基準で評価した。
2.2.2.1.普通紙OD安定性の評価
(評価基準)
5:OD(600)/OD(O)が1.1以上
4:OD(600)/OD(O)が1.05以上1.1未満
3:OD(600)/OD(O)が1.0以上1.05未満
2:OD(600)/OD(O)が0.9以上1.0未満
1:OD(600)/OD(O)が0.9未満
2.2.2.2.普通紙ODの評価
(評価基準)
3:OD(O)/OD(air)が1.1以上
2:OD(O)/OD(air)が1.0超過1.1未満
1:OD(O)/OD(air)が1.0以下
2.3.評価結果
実施例1〜10および比較例1、2の評価結果を表1の下の段に示す。まず、比較例1について、酸化重合性溶媒を含有していないため、インクが記録媒体に浸透してしまい、普通紙ODが低く、普通紙OD安定性も得られなかった。比較例2では、オゾン処理を行わなかったため、インクの酸化重合が促進されず、やはり、普通紙ODが低く、普通紙OD安定性も得られなかった。
これらに対し、実施例では、普通紙ODが高く、普通紙ODの安定性も得られた。特に、酸化重合性溶媒として不飽和脂肪酸エステルやアリルエーテルを含有する場合には、普通紙ODも普通紙ODの安定性も高い傾向にあった。また、インク中に金属を含む方が普通紙ODも普通紙OD安定性も高い傾向にあり、中でも金属としてマンガンを含有する方が高い結果となった。
以上により、本実施例における印刷方法では、酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出工程と、前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理工程と、を有することにより、浸透性記録媒体に対するインクの浸透が抑制され、印刷直後の印刷濃度を維持し、印字の発色が長期に亘って安定化する印刷方法を提供することができた。また、インクが金属錯体および脂肪酸金属塩から選択される少なくとも1種を含む場合には、印字の発色が長期に亘って安定化すると共に、印刷直後の発色性も向上した。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…記録媒体、2…搬送路、10…コンピューター、20…搬送手段、22…搬送ローラー、30…吐出部、32…インクジェット式記録ヘッド、40,400…オゾン処理部、41,441…オゾンガス発生手段、42,442…オゾンガス吹付手段、43,443…排気管、44,444…オゾンガス排出手段、46,446…オゾンガス濃度測定手段、48,448…オゾンガス濃度調整手段、50,450…制御部、52…インターフェイス(I/F)、54…CPU、56…メモリー、58…制御回路、60…検出器群、70…給紙部、80…排紙部、100,200…プリンター(印刷装置)、400…オゾン処理部、500…処理装置

Claims (9)

  1. 酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出工程と、
    前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理工程と、
    を有する、印刷方法。
  2. 前記酸化重合性溶媒が、乾性油脂肪酸とアルコールのエステル、半乾性油脂肪酸とアルコールのエステル、アリル化合物、乾性油、不飽和脂肪酸、不飽和アルコールおよび不飽和炭化水素から選択される1種以上である、請求項1に記載の印刷方法。
  3. 前記油性インクが、さらに、金属錯体および脂肪酸金属塩から選択される1種以上を含む、請求項1または請求項2に記載の印刷方法。
  4. 前記オゾン処理工程を、前記吐出工程から3時間以内に行う、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の印刷方法。
  5. 前記オゾン処理工程と前記吐出工程とを同時に行う、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の印刷方法。
  6. 前記オゾン処理工程は、10ppm以上のオゾン濃度を有する雰囲気下で行う、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の印刷方法。
  7. 前記記録媒体が普通紙である、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の印刷方法。
  8. 酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出部と、
    前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理部と、
    を備える印刷装置。
  9. 酸化重合性溶媒を含有する油性インクを記録媒体に吐出する吐出部を備える印刷装置と、
    前記油性インクが吐出された記録媒体に対してオゾンガスを用いたオゾン処理を行うオゾン処理部を備える処理装置と、
    を備える印刷システム。
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