JP2021102337A - 処理液、インクセット、インクジェット印刷装置およびインクジェット印刷方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1)金属イオンと、オルガノポリシロキサンとを含む処理液であって、
前記処理液中、前記金属イオンの含有量が0.5g/L以上50g/L以下であり、
前記オルガノポリシロキサンの重量平均分子量が5000以上500000以下である
ことを特徴とする処理液。
本発明の処理液に含まれる金属イオンとしては、公知のものより適宜選択でき、たとえば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン等が挙げられる。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。
前記金属塩としては、公知のものより適宜選択でき、たとえば、カルボン酸塩(酢酸、乳酸など)、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩が好適である。なお、金属塩は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。これらの中でも水への溶解性及び水溶性有機溶媒への溶解性が良好なカルボン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物が好ましい。
本発明における金属塩としては、溶解性に優れ、また、布帛への浸透を良好にする点から、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸マグネシウム、塩化ナトリウムが好ましい。
本発明の処理液に含まれるオルガノポリシロキサンとしては特に制限はなく、例えば、ジメチルポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンや、ポリエーテル変性オルガノポリシロキサン、アミノ変性オルガノポリシロキサン、ヒドロキシ変性オルガノポリシロキサン、エポキシ変性オルガノポリシロキサン、フェニル変性オルガノポリシロキサン等の変性オルガノポリシロキサンが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、ジメチルポリシロキサンおよび/またはアミノ変性オルガノポリシロキサンが布帛への印字物の風合いおよび堅牢性向上の観点から好適である。
重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)により以下の条件で測定される。
・装置:GPC−8020(東ソー株式会社製)
・カラム:TSK G2000HXL及びG4000HXL(東ソー株式会社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分間
動的表面張力は、界面活性剤の種類や添加量により制御することが可能である。
最大泡圧法とは、測定する液体に浸漬させたプローブの先端部分から気泡を放出させ、泡を放出するために必要な最大圧力から表面張力を求める方法である。
気泡の半径がプローブ先端の半径に等しくなるとき、最大圧力を示し、このときのインクの動的表面張力σは次式で表される。
(ここで、rはプローブ先端の半径、ΔPは気泡にかかる最大圧力と最小値との差である)
有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤は、インクに用いる材料と同様の材料を使用でき、その他、公知の処理液に用いられる材料を使用できる。
凝集剤の種類は特に限定されず、水溶性カチオンポリマー、酸、多価金属塩等が挙げられる。
本発明の処理液に用いる界面活性剤としては、オルガノポリシロキサンとの組合せにおいて風合い及び堅牢性向上に寄与するシリコーン系界面活性剤が好ましい。シリコーン系界面活性剤としては、例えば下記のインクで用いられるシリコーン系界面活性剤が挙げられる。また、界面活性剤として上述のように前記一般式(1)で示される化合物も好ましい。
本発明の処理液において、界面活性剤の含有量は0.05〜2.00質量%が好ましく、0.06〜1.90質量%がさらに好ましい。
<インク>
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、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、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、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ベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;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ベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
インクにおける水の含有量は、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、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、混晶を使用してもよい。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、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、クロムイエローに加え、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カーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、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、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性のよいものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプラック、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、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いるとよい。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、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、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いてもよい。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。前記樹脂粒子としては、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。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
本発明では、画像の堅牢性および柔軟な風合いを高めるという観点から、前記インクがウレタン樹脂を含むことが好ましく、ポリエステル系のウレタン樹脂を含むことがさらに好ましい。以下ウレタン樹脂について説明する。
前記ウレタン樹脂は、ポリマーポリオール部分に由来するソフトセグメントだけでなく、ポリアミンや短鎖ポリオール部分に由来するハードセグメントを有していてもよい。前記ソフトセグメントは該ソフトセグメント部分同士で、前記ハードセグメントは該ハードセグメント部分同士で相互作用する構造をとることにより、弾性や強靭さに優れるウレタン樹脂を形成でき、堅牢性に優れた画像を得ることができる。
前記ウレタン樹脂の製造方法については、従来一般的に用いられている方法を用いることができ、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、無溶剤下又は有機溶剤存在下で、ポリマーポリオール類と、必要に応じて短鎖ポリオール、アニオン性基を有する多価アルコールと、ポリイソシアネートとを反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー乃至同有機溶剤溶液を製造する。
次いで、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー乃至有機溶剤溶液に水を投入し分散させた後、ポリアミンと反応さて鎖伸長反応を行い、必要に応じて系内の有機溶剤を除去することによって得ることができる。
これらの中でもポリエステルからなる布帛への堅牢性向上に寄与するポリエステル系のポリマーポリオールが好ましい。
これらの中でも、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環式ポリイソシアネート化合物が好ましく、脂環式ポリイソシアネート化合物がより好ましく、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが特に好ましい。
前記化学架橋を導入する方法としては、例えば、3官能以上のポリマーポリオール、短鎖ポリオール、ポリイソシアネート、ポリアミンを用いることなどが挙げられる。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えてもよい。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤に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。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
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、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及び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が、起泡性が小さいので特に好ましい。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等が挙げられる。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等が挙げられる。前記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としては、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等が挙げられる。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等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
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フェニルエーテル、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アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
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、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、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の塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
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、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及び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、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
一般式(F-2)
CnF2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)a−Y
上記一般式(F-2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1でmは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CmF2m+1でmは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。nは1〜6の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、DIC株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
後処理液は、透明な層を形成することが可能であれば、特に限定されない。後処理液は、有機溶剤、水、樹脂、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等、必要に応じて選択し、混合して得られる。また、後処理液は、記録媒体に形成された記録領域の全域に塗布してもよいし、インク像が形成された領域のみに塗布してもよい。
記録に用いる記録媒体としては、特に限定されないが、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙等が挙げられる。
また本発明のインクジェット印刷方法は、記録媒体に対して処理液を付与する工程とインクを吐出する工程とを有するインクジェット印刷方法において、前記処理液を付与する工程が、本発明の処理液を付与する工程であることを特徴とする。
なお、本発明のインクジェット印刷装置およびインクジェット印刷方法では、例えば記録媒体に処理液が付与された後に、好ましくはその場所にインクが吐出される。
本発明のインク記録物は、記録媒体上に、本発明のインクを用いて形成された画像を有してなる。
インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録して記録物とすることができる。
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有してもよい。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
また、特に記載が無い場合、調製、評価は、室温25℃、相対湿度60%の条件下で行った。
1)オルガノポリシロキサン粒子分散液1
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン4部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン1を得た。
このオルガノポリシロキサン1のGPCによる重量平均分子量(Mw)は88000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液1を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン7部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン2を得た。
このオルガノポリシロキサン2のGPCによる重量平均分子量(Mw)は20000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン2の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液2を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン9部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン3を得た。
このオルガノポリシロキサン3のGPCによる重量平均分子量(Mw)は17000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン3の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液3を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン12部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン4を得た。
このオルガノポリシロキサン4のGPCによる重量平均分子量(Mw)は5000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン4の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液4を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン2部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン5を得た。
このオルガノポリシロキサン5のGPCによる重量平均分子量(Mw)は200000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン5の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液5を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン1.8部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン6を得た。
このオルガノポリシロキサン6のGPCによる重量平均分子量(Mw)は220000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン6の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液6を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン0.9部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン7を得た。
このオルガノポリシロキサン7のGPCによる重量平均分子量(Mw)は500000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン7の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液7を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルメチルジメトキシシラン20部、ヘキサメチルジシロキサン4部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン8を得た。
このオルガノポリシロキサン8のGPCによる重量平均分子量(Mw)は98000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン8の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液8を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン15部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン9を得た。
このオルガノポリシロキサン9のGPCによる重量平均分子量(Mw)は4200であった。
次いで、オルガノポリシロキサン9の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液9を調製した。
窒素雰囲気下、攪拌装置、温度計および還流冷却管付きの反応容器にオクタメチルシクロテトラシロキサン500部、ヘキサメチルジシロキサン0.8部、水酸化カリウム0.4部を投入して120℃で3時間加熱した。これを中和後、120℃で3時間にわたり加熱・減圧し、次いで濾過することにより、オイル状のオルガノポリシロキサン10を得た。
このオルガノポリシロキサン10のGPCによる重量平均分子量(Mw)は540000であった。
次いで、オルガノポリシロキサン10の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液10を調製した。
オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(7)ラウリルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス707)20部、ポリオキシエチレン(15)セチルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス115)20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液11を調製した。
オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(12)セチルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス112)20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液12を調製した。
オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル20部、ポリオキシエチレン(12)ステアリルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス612)20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液13を調製した。
オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(7)ラウリルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス707)20部、ポリオキシエチレン(12)セチルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス112)20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液14を調製した。
オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(7)ラウリルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス707)20部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬(株)製)20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液15を調製した。
オルガノポリシロキサン1の400部、ポリオキシエチレン(12)セチルエーテル(日本エマルション(株)製:エマレックス112)20部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬(株)製)20部およびイオン交換水40部の混合液を、ホモミキサーを用いて乳化した後、イオン交換水520部を加えてオルガノポリシロキサン粒子分散液16を調製した。
表1に示す処方で材料を混合し、一時間撹拌した後、1.2μmセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、各種処理液を得た。表1の部数は質量部を表し、全体を100質量部とした。なお25℃における寿命時間150m秒における表面張力を上記の方法にしたがい測定し、表1に示した。また表1に、処理液の金属イオンの含有量およびオルガノポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)を示した。金属イオンは、上記のICP発光分光分析により測定した。重量平均分子量(Mw)は、上記記載のように測定した。
ラボランスクリュー管瓶No.3(アズワン製)に処理液5gを入れ、60℃に設定した恒温槽に1週間保管し、保管前後の処理液の外観から以下の基準で評価した。△以上が実用可能なレベルである。
○:全く濃淡分離が認められない。
△:わずかに濃淡分離が確認される。
×:下層と上層で相分離する。
・ソルフィットMMB:3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(株式会社クラレ)
・サーフィノール465:アセチレン系界面活性剤(日信化学工業社製)
・BYK348:シリコーン系界面活性剤(ビックケミー社製)
・AD01:Envirogem AD01(消泡剤)(AIR PRODUCT社製)
・プロキセルLV:Benzisothiazolin-3-one溶液(ロンザジャパン社製)
得られた処理液の寿命時間150m秒における動的表面張力は表1に示すとおりである。
以下の処方混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で7時間循環分散して顔料分散液1(顔料濃度:15質量%)を得た。下記の部数は質量部を表し、全体を100質量部とした。
・カーボンブラック顔料(商品名:Monarch800、キャボット社製)
・・・15部
・アニオン性界面活性剤(商品名:パイオニンA−51−B、竹本油脂株式会社製)
・・・3部
・イオン交換水 ・・・残部
以下の手順により樹脂粒子分散液1を得た。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した1Lの四つ口フラスコに、ジオールとして1,6−ヘキサンジオールと、ジカルボン酸としてアジピン酸を、COOH/OH=1.05の割合で仕込み、300ppmのチタンテトライソプロポキシドを添加し、窒素気流下で水を流出させながら反応させ、最終的に230℃に昇温後、3時間反応させた。その後、0.6kPaの真空度で4時間反応させ、ポリオール1を得た(酸価15)。
続いて、攪拌機、温度計、及び還流管を備えた300mLのセパラブルフラスコに、ポリオール1 50部、イソホロンジイソシアネート22部、ジメチロールプロピオン酸4.5部、及びモレキュラーシーブにより脱水処理したメチルエチルケトン51部を仕込み、窒素気流下にて70℃まで昇温した後、2−エチルヘキサン酸スズを200ppm加え、系内のイソシアネート濃度を測定しながら70℃にて3時間〜10時間反応させた。次いで、系内の温度を40℃まで下げ、トリエチルアミン5.1部を添加した後300ppmの速度で攪拌しながらイオン交換水154部を添加し、1時間攪拌した後、ジエチレントリアミン2.2部を加え、1時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、エバポレーターにて溶媒を留去し、固形分30%になるように調整することで樹脂粒子分散液1を得た。
まず、攪拌機、温度計、及び還流管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、T5651(ポリカーボネートジオール、旭化成製)50部、ジメチロールプロピオン酸6.5部、イソホロンジイソシアネート32部、モレキュラーシーブにより脱水処理したメチルエチルケトン59部を仕込み、窒素気流下にて70℃まで昇温した後、2−エチルヘキサン酸スズを200ppm加え、系内のイソシアネート濃度を測定しながら70℃にて3時間〜10時間反応させた。次いで、系内の温度を40℃まで下げ、トリエチルアミン7.4部を添加した後300rpmの速度で攪拌しながらイオン交換水178部を添加し、1時間攪拌した後、ジエチレントリアミン3.2部を加え、3時間〜6時間攪拌した。その後、室温まで冷却し、エバポレーターにて溶媒を留去し、イオン交換水により固形分30%になるように調整することで樹脂粒子分散液2を得た。
・グリセリン:20.0部
・ソルフィットMMB:10部
・BYK348:0.5部
・AD01:0.1部
・プロキセルLV:0.5部
・顔料分散液1:30.0部
・樹脂粒子分散液1:20.0部
・イオン交換水:残部
インク1の樹脂粒子分散液1を樹脂粒子分散液2に置き換えた以外はインク1と同様の方法により、インク2を得た。
A4サイズに切り出したポリエステルトロピカル(色染社製)を、前記各種処理液を充填したインクジェットプリンターRi100を用い、付着量1.0mg/cm2の付着量で前処理した。次いで、前記インクを充填したインクジェットプリンターRi6000(株式会社リコー製)に、前記前処理を行ったポリエステルトロピカル(色染社製)をセットし上記インク1またはインク2を用いて、前処理を行った箇所に2.0mg/cm2でべた画像を形成し、160℃に設定した熱風循環型恒温槽にて10分間乾燥させ、摩擦堅牢性及び風合いを評価した。処理液およびインクの組合せを表2に示す。
JIS L0849 II型にて、乾摩擦堅牢性を評価した。
C以上が実用可能なレベルである。
[評価基準]
A:4.5級以上
B:4.0級
C:3.5級
D:3.0級以下
JIS L1069 E法に基づき、一片9cmに切り出したべた画像を用いて、風合い(剛軟度)を評価した。
C以上が実用可能なレベルである。
〔評価基準〕
A:30g未満
B:30g以上40g未満
C:40g以上50g未満
D:50g以上
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
Claims (10)
- 金属イオンと、オルガノポリシロキサンとを含む処理液であって、
前記処理液中、前記金属イオンの含有量が0.5g/L以上50g/L以下であり、
前記オルガノポリシロキサンの重量平均分子量が5000以上500000以下である
ことを特徴とする処理液。 - 前記オルガノポリシロキサンがジメチルポリシロキサンおよび/またはアミノ変性オルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする請求項1に記載の処理液。
- 前記オルガノポリシロキサンが粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の処理液。
- 前記処理液の寿命時間150msにおける表面張力が20mN/m以上50mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の処理液。
- 前記処理液がシリコーン系界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の処理液。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の処理液とインクとを含むインクセット。
- 前記インクが、ポリエステル系のウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項7に記載のインクセット。
- 記録媒体に対して処理液を付与する手段とインクを吐出する吐出手段とを有するインクジェット印刷装置において、前記処理液を付与する手段が、請求項1〜6のいずれかに記載の処理液を付与する手段であるインクジェット印刷装置。
- 記録媒体に対して処理液を付与する工程とインクを吐出する工程とを有するインクジェット印刷方法において、前記処理液を付与する工程は、請求項1〜6のいずれかに記載の処理液を付与する工程であるインクジェット印刷方法。
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