JP2022047492A - インク、画像形成方法、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、インクを塗布した後の記録用メディアの用紙波打ちとブロッキングを抑制しつつ、良好な画像濃度を実現することを目的とする。【解決手段】水溶性有機溶剤、顔料、及び樹脂粒子を含むインクであって、前記水溶性有機溶剤のSP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であり、前記樹脂粒子のTgが80℃以上であり、前記顔料のメジアン径(D50)と前記樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とするインク。【選択図】なし
Description
本発明はインク、画像形成方法、及び画像形成装置に関する。
インクジェット記録方式を用いたインクジェットプリンタは、小型で価格が安くカラー化が容易であることから急速に普及している。近年では高画質なインク記録物を高速で記録することが求められており、この要求に答えるためにインクジェット記録方式に用いられるインクは様々な特性を満たしていなければならない。
従来は染料インクが多く用いられていたが、染料インクは耐候性に課題があり普通紙の画像濃度も十分ではなかった。そこで、近年顔料インクが広く用いられるようになっている。顔料インクは顔料粒子が紙の表面に留まるため画像濃度が高いがその反面、耐擦過性が十分とは言えない。また水性インクの場合、記録用メディアとして紙を使用すると紙のセルロース繊維が水性インク中の水分によって膨潤するため、記録物がカールや波打ちしてしまうという課題があった。特に、インクを付与する画像部は紙のセルロース繊維が膨潤し、非画像部はセルロース繊維が膨潤しないことによる用紙波打ちが発生することがあった。
用紙波打ちが発生すると搬送時に用紙が浮いてしまい搬送不良を引き起こすことがある。これらの課題を解決するために従来様々な手段が用いられているが解決には至っていない。
用紙波打ちが発生すると搬送時に用紙が浮いてしまい搬送不良を引き起こすことがある。これらの課題を解決するために従来様々な手段が用いられているが解決には至っていない。
特許文献1では、特定の有機溶剤とポリウレタン樹脂粒子とを含むインクによって、耐擦過性と耐ブロッキング性、ノズルメンテナンス性に優れたインクを提供している。しかし、画像濃度と耐擦過性と耐ブロッキング性とをより高い水準で満足するためにはさらなる検討が必要である。
本発明は、インクを塗布した後の記録媒体(以下「記録用メディア」ともいう)の用紙波打ちとブロッキングとを抑制しつつ、良好な画像濃度を実現することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。
水溶性有機溶剤、顔料、及び樹脂粒子を含むインクであって、
前記水溶性有機溶剤のSP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であり、
前記樹脂粒子のTgが80℃以上であり、
前記顔料のメジアン径(D50)と前記樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とするインク。
水溶性有機溶剤、顔料、及び樹脂粒子を含むインクであって、
前記水溶性有機溶剤のSP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であり、
前記樹脂粒子のTgが80℃以上であり、
前記顔料のメジアン径(D50)と前記樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とするインク。
本発明のインクを用いることにより、印字後の記録用メディアの用紙波打ちとブロッキングとを抑制しつつ、良好な画像濃度を得ることができる。
以下に好ましい実施の形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
<有機溶剤>
本発明に使用する水溶性有機溶剤(以下、「有機溶剤」ともいう。)は、溶解性パラメーター(SP値)が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であることを特徴とする。インク中に含まれる有機溶剤は1種類に限定されず、複数用いることもできる。
本発明における有機溶剤のSP値とは、インクに含まれる有機溶剤が1種の場合には、その有機溶剤のSP値をいい、インクに含まれる有機溶剤が複数種の場合には下記で定義する「混合SP値」をいう。
混合SP値の算出方法は、インク中に有機溶剤S1~有機溶剤Snが含まれるとき、下記の計算式によって求められる。
インク中の有機溶剤の混合SP値(cal/cm3)1/2
=[有機溶剤S1のSP値×有機溶剤S1のモル分率]+[有機溶剤S2のSP値×有機溶剤S2のモル分率]+・・・+[有機溶剤SnのSP値×有機溶剤Snのモル分率]
SP値が10(cal/cm3)1/2未満であるとインク中の色材の安定性が損なわれ、経時安定性に劣ることがあり、14(cal/cm3)1/2より大きいとインクが紙に着弾したときに紙のセルロース繊維を膨潤しやすくなり、用紙波打ちが悪化することがある。
本発明に使用する水溶性有機溶剤(以下、「有機溶剤」ともいう。)は、溶解性パラメーター(SP値)が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であることを特徴とする。インク中に含まれる有機溶剤は1種類に限定されず、複数用いることもできる。
本発明における有機溶剤のSP値とは、インクに含まれる有機溶剤が1種の場合には、その有機溶剤のSP値をいい、インクに含まれる有機溶剤が複数種の場合には下記で定義する「混合SP値」をいう。
混合SP値の算出方法は、インク中に有機溶剤S1~有機溶剤Snが含まれるとき、下記の計算式によって求められる。
インク中の有機溶剤の混合SP値(cal/cm3)1/2
=[有機溶剤S1のSP値×有機溶剤S1のモル分率]+[有機溶剤S2のSP値×有機溶剤S2のモル分率]+・・・+[有機溶剤SnのSP値×有機溶剤Snのモル分率]
SP値が10(cal/cm3)1/2未満であるとインク中の色材の安定性が損なわれ、経時安定性に劣ることがあり、14(cal/cm3)1/2より大きいとインクが紙に着弾したときに紙のセルロース繊維を膨潤しやすくなり、用紙波打ちが悪化することがある。
本発明に使用する有機溶剤としてはインク中の混合SP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下あれば特に制限されず、例えば以下の有機溶剤を用いることができる。
具体例としては、例えば、エチレングリコール(SP値:14.2(cal/cm3)1/2、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(SP値:13.7(cal/cm3)1/2)、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm3)1/2)、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(SP値:9.9(cal/cm3)1/2)、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(SP値:11.2((cal/cm3)1/2)、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。
具体例としては、例えば、エチレングリコール(SP値:14.2(cal/cm3)1/2、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(SP値:13.7(cal/cm3)1/2)、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm3)1/2)、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(SP値:9.9(cal/cm3)1/2)、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(SP値:11.2((cal/cm3)1/2)、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。
溶解性パラメーター(SP値)は、ヒルデブラント(Hildebrand)によって導入された正則溶液論により定義された値であり、二成分系溶液の溶解度の目安となる。また、本発明で記載したSP値は、Fedors法で算出した値である。また、正則溶液理論における凝集エネルギー密度の平方根で示され、単位は(cal/cm3)1/2である。一般的には、普及されている簡易ソフトで算出できる。
本発明で使用する混合SP値は、インク中の各有機溶剤のモル分率に基づいて算出できる。混合SP値の計算に用いる有機溶剤は水を含まず、インク全体に対して5質量%以上含まれるものを対象とする。
本発明で使用する混合SP値は、インク中の各有機溶剤のモル分率に基づいて算出できる。混合SP値の計算に用いる有機溶剤は水を含まず、インク全体に対して5質量%以上含まれるものを対象とする。
有機溶剤のインク中における含有量は、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60質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
<浸透剤>
炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
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。
炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
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。
炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物は、記録媒体として紙を用いた場合に、インクの浸透性を向上させることができる。
<水>
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%以上60質量%以下がより好ましい。
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%以上60質量%以下がより好ましい。
<色材>
色材としては、顔料が使用可能である。
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種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、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、キノフラロン顔料など)、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、溶媒と親和性の良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、ランプブラック、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、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。
色材としては、顔料が使用可能である。
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種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、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、キノフラロン顔料など)、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、溶媒と親和性の良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、ランプブラック、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、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。
インク中の色材の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
顔料をインク中に分散させるには、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、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
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し水中に分散可能とした自己分散顔料等が使用できる。
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、水中に分散可能なものを用いることができる。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。
竹本油脂株式会社製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し水中に分散可能とした自己分散顔料等が使用できる。
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、水中に分散可能なものを用いることができる。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。
竹本油脂株式会社製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。
<顔料分散体>
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良い。
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。
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良い。
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。
<樹脂粒子>
インク中に含有する樹脂粒子の種類としては、樹脂粒子のTgが80℃以上であることを特徴とする。Tgが80℃より低いと、印字物が重なったときにブロッキングにより画像剥がれが生じることがある。
また、複数の樹脂粒子を用いることもでき、その場合は1つの樹脂のTgが80℃以上であればよく、目的に応じて適宜選択することができる。樹脂粒子を構成する樹脂としては、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良い。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。Tgが80℃以上の樹脂エマルションと、ウレタン樹脂エマルションを用いると、印字物のブロッキングを抑制することと耐擦過性を高い水準で両立することができるので好ましい。
インク中に含有する樹脂粒子の種類としては、樹脂粒子のTgが80℃以上であることを特徴とする。Tgが80℃より低いと、印字物が重なったときにブロッキングにより画像剥がれが生じることがある。
また、複数の樹脂粒子を用いることもでき、その場合は1つの樹脂のTgが80℃以上であればよく、目的に応じて適宜選択することができる。樹脂粒子を構成する樹脂としては、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良い。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。Tgが80℃以上の樹脂エマルションと、ウレタン樹脂エマルションを用いると、印字物のブロッキングを抑制することと耐擦過性を高い水準で両立することができるので好ましい。
樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な画像硬度を得る点から、顔料のメジアン径(D50)と樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とする。
前記メジアン径(D50)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。
前記メジアン径(D50)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。
樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着性、インクの保存安定性の点から、インク全量に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
<添加剤>
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良い。
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良い。
<界面活性剤>
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。
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。
前記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るが、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などが挙げられ、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ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤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。
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、日本エマルション株式会社、共栄社化学株式会社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。
(但し、一般式(S-1)式中、m、n、a、及びbは整数を表わす。 R及びR’はアルキル基、アルキレン基を表わす。)
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(日本エマルション株式会社)、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。
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、日本エマルション株式会社、共栄社化学株式会社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(日本エマルション株式会社)、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。
前記フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が2~16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素数が4~16である化合物がより好ましい。
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。
上記一般式(F-1)で表される化合物において、水溶性を付与するためにmは0~10の整数が好ましく、nは0~40の整数が好ましい。
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CnF2n+1でnは1~6の整数、又はCH2CH(OH)CH2-CnF2n+1でnは4~6の整数、又はCpH2p+1でpは1~19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、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR(いずれも、DuPont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-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。
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CnF2n+1でnは1~6の整数、又はCH2CH(OH)CH2-CnF2n+1でnは4~6の整数、又はCpH2p+1でpは1~19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、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR(いずれも、DuPont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-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。
インク中における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましい。
<消泡剤>
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。
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>
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>
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。
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>
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。
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。
インクの物性としては、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、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
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(東機産業株式会社製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。
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(東機産業株式会社製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。
<記録媒体>
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、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/m2以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、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/m2以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
<記録物>
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。
以下、本発明に係る画像形成方法、画像形成装置、画像形成システム、及び連続紙の製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、画像形成システムとは、本発明を構成する各手段が複数の装置に分散して又は跨って存在する場合において、これら複数の装置全体を含む概念として定義する。例えば、以降にて説明する第一のインク付与手段と加圧手段が別の装置に存在する場合を含む概念である。また、連続紙とは、画像形成の際の搬送方向に連続する記録媒体である。
前記連続紙としては、例えば、ロール状に丸められたロール紙や、所定間隔毎に折り曲げられた連帳紙等が挙げられる。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
図1は、本発明の画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置例を示す模式図である。本発明が適用されるインクジェット記録装置300は、記録媒体搬送部301と、記録媒体203に前処理液を付与する前処理工程部302、前処理液が付与された記録媒体203を乾燥させる前処理後乾燥部303と画像形成工程部304、画像形成工程後の記録媒体に後処理液を付与する後処理工程部305、後処理液が付与された記録媒体203を乾燥させる後処理後乾燥部306、巻き取り前乾燥部315にて構成されている。
記録媒体搬送部301は、給紙装置307、複数の搬送ローラ、巻き取り装置308で構成されている。記録媒体203はロール状に巻かれた連続紙(ロール紙)であり、記録媒体203は搬送ローラによって給紙装置から巻き出され、プラテン上を搬送されて巻き取り装置308によって巻き取られる。
記録媒体搬送部301から搬送された記録媒体203は、図1の前処理工程部302にて前処理液が塗布される。インクジェットでは、インクジェット専用紙以外のメディアに画像形成を行うと、滲み、濃度、色調や裏写りなどの品質問題や、耐水性、耐候性といった画像堅牢性に関わる問題が発生しており、この問題の解決手段として、記録媒体に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布して画像品質向上を図る技術を行っている。
前記前処理工程としては、印刷用紙表面に上記の前処理液を均一に塗布する塗布方法を用いればよく、特に制限はない。このような塗布方法として、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Uコンマコート法、AKKUコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、4本乃至5本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法などが挙げられる。
また、前処理部には、塗布工程の後に前処理後乾燥部303を設けてもよい。前記前処理後乾燥部303は、例えば、ヒートローラー311,312を有する。この装置によれば、前処理液を塗布された連続紙は搬送ローラにより、ヒートローラーに搬送される。ヒートローラーは50℃以上100℃以下の高温に熱せられており、前処理液を塗布された連続紙は、ヒートローラーからの接触伝熱により、水分が蒸発し、乾燥される。
画像形成工程部304は、フルライン型のヘッドであり記録媒体搬送方向上流側よりブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)に対応可能な4つの記録ヘッド304K、304C、304M、304Yを配設して構成されている。例えば、ブラック(K)の記録ヘッド304Kは、図2に示すように搬送方向と直行する方向に短い4つのヘッドユニット304K-1、304K-2、304K-3、304K-4を千鳥状に配列させることで印刷領域幅を確保している。図3はヘッドユニット304K-1の拡大図である。図3に示すように304K-1のノズル面309には多数の印字ノズル310がヘッドユニット304の長手方向に沿って配列されてノズル列を構成している。本実施形態ではノズル列は1列であるが複数列設けることもできる。なお、他の記録ヘッド304C、304M、304Yも同様の構成であり、4つの記録ヘッド304K、304C、304M、304Yは同じピッチを保持して搬送方向に配列されている。これにより、1回の記録動作で印刷領域幅全体への画像形成が可能となる。なお、インクの種類もK、C、M、及びYに限らずライトシアンなどのフォトインク等を適用することもできる。
画像形成工程後の記録媒体は、後処理工程部305にて後処理液が付与される。後述するこの後処理液は、記録用メディア上に透明な保護層を形成し得る成分を含有する。
画像形成工程後の記録媒体は、後処理工程部305にて後処理液が付与される。後述するこの後処理液は、記録用メディア上に透明な保護層を形成し得る成分を含有する。
本実施形態における後処理工程では、記録用メディアの画像形成領域の特定の部分のみに付与する。塗布量は画像を形成するインクの色に応じて、最適な量を塗布することが好ましい。さらに好ましくは記録媒体の種類や解像度に応じて塗布量、塗布方法を変えるとよい。
この後処理液を付与する方法としては、特に制限はなく後処理液の種類によって各種方法が適宜選択されるが、前記前処理液の塗布方法と同様の方法又は上記のインクジェット用インクを飛翔させる方法と同様の方法のいずれかを好適に用いることができる。これらの中でも、装置構成や後処理液の保存安定性の点からインクジェット用インクを飛翔させる方法と同様の方法が特に好ましい。この後処理工程は、形成された画像表面に乾燥付着量が0.5g/m2以上10g/m2以下となるように透明な樹脂を含む後処理液を付与して保護層を形成する工程である。
前記後処理後乾燥部306は、例えば、図1に示すようなヒートローラー313、314からなる。この装置によれば、後処理液を塗布された連続紙は搬送ローラにより、ヒートローラーに搬送される。ヒートローラーは高温に熱せられており、後処理液を塗布された連続紙は、ヒートローラーからの接触伝熱により、水分が蒸発し、乾燥される。乾燥手段としてはこれに限らず、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、温風などを適用することもでき、単体の装置を用いるのではなく、例えば、ヒートローラーと温風装置を組み合わせるなどをしてもよい。
本発明はインクを記録用メディアに印字後、乾燥時間が10秒以内で前記記録用メディアの印字領域の温度が90~110℃になることが好ましい。
印字領域の温度が90℃以上であることにより印字物の乾燥が十分となり擦過性が良好となる。また、110℃以下であることにより、印字物の乾燥が過剰にされて画像面が脆くなることがなく、擦過性が悪化することがない。また、前記印字物の乾燥は10秒以内に行われることが印字物の生産性を高める点で好ましい。
本発明はインクを記録用メディアに印字後、乾燥時間が10秒以内で前記記録用メディアの印字領域の温度が90~110℃になることが好ましい。
印字領域の温度が90℃以上であることにより印字物の乾燥が十分となり擦過性が良好となる。また、110℃以下であることにより、印字物の乾燥が過剰にされて画像面が脆くなることがなく、擦過性が悪化することがない。また、前記印字物の乾燥は10秒以内に行われることが印字物の生産性を高める点で好ましい。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
[インクおよび無色のインク]
(調製例1)
-マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
<ポリマー溶液Aの調製>
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液Aを800g得た。
(調製例1)
-マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
<ポリマー溶液Aの調製>
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液Aを800g得た。
<マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製>
ポリマー溶液Aを28gと、C.I.ピグメントレッド122を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、更に粗大粒子を除くためにこの分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、顔料15質量%含有、固形分20質量%のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液M」ともいう。)を得た。
得られたマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子のメジアン径(D50)を測定したところ108nmであった。なお、メジアン径(D50)の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)を用いた。
ポリマー溶液Aを28gと、C.I.ピグメントレッド122を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、更に粗大粒子を除くためにこの分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、顔料15質量%含有、固形分20質量%のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液M」ともいう。)を得た。
得られたマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子のメジアン径(D50)を測定したところ108nmであった。なお、メジアン径(D50)の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)を用いた。
(調製例2)
-シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例1において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をフタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)に変更した以外は、調製例1と同様にして、シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液C」ともいう。)を調製した。
得られたシアン顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は93nmであった。
-シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例1において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をフタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)に変更した以外は、調製例1と同様にして、シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液C」ともいう。)を調製した。
得られたシアン顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は93nmであった。
(調製例3)
-イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例1において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をモノアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー74)に変更した以外は、調製例1と同様にして、イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液Y」ともいう。)を調製した。
得られたイエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は90nmであった。
-イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例1において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をモノアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー74)に変更した以外は、調製例1と同様にして、イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液Y」ともいう。)を調製した。
得られたイエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は90nmであった。
(調製例4)
-カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例1において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をカーボンブラック(デグサ社製、FW100)に変更した以外は、調製例1と同様にして、カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液K」ともいう。)を調製した。
得られたカーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は104nmであった。
-カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例1において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をカーボンブラック(デグサ社製、FW100)に変更した以外は、調製例1と同様にして、カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液(以下、「顔料分散液K」ともいう。)を調製した。
得られたカーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したメジアン径(D50)は104nmであった。
-スチレン樹脂粒子Aの調製-
スチレンモノマー、KH2PO4、メタノール、エタノールは富士フイルム和光純薬株式会社製の試薬特級を用いた。KOHは富士フイルム和光純薬株式会社製の試薬一級を、NaPSS(パラスチレンスルホン酸ナトリウム)は富士フイルム和光純薬株式会社製の試薬を用いた。水はイオン交換処理した後、蒸留した純水を用いた。
合成はN2ガス導入管、温度計、還流冷却機、攪拌装置を付した1L容器の4つ口セパラブルフラスコで行った。水/メタノール混合溶媒(反応液全体で800gとなるように調整、メタノール濃度は溶媒の0~40%)とモノマー2mol/L(Stモノマーは166.64g)、1mol/L、KOH水溶液3.19g(4×10-3mol/L)とKH2PO4 0.44g(4×10-3mol/L)を混合した。これをウォーターバス中で反応温度を65℃に上昇させ、N2ガスでパージしながら、約40分間、回転数300rpmで攪拌した。そこへ20gの水に溶解させたK2S2O8 0.65g(3×10-3mol/L)とNaPSS 1.65g(10×10-3mol/L)を添加し、引き続き65℃、300rpmで24時間反応させた。モノマー仕込み量に対する反応溶液中のポリマー質量が90%以上となった時を合成完了とした。得られたスチレン樹脂粒子AのTgは80℃、樹脂粒子のメジアン径(D50)は98nmであった。
スチレンモノマー、KH2PO4、メタノール、エタノールは富士フイルム和光純薬株式会社製の試薬特級を用いた。KOHは富士フイルム和光純薬株式会社製の試薬一級を、NaPSS(パラスチレンスルホン酸ナトリウム)は富士フイルム和光純薬株式会社製の試薬を用いた。水はイオン交換処理した後、蒸留した純水を用いた。
合成はN2ガス導入管、温度計、還流冷却機、攪拌装置を付した1L容器の4つ口セパラブルフラスコで行った。水/メタノール混合溶媒(反応液全体で800gとなるように調整、メタノール濃度は溶媒の0~40%)とモノマー2mol/L(Stモノマーは166.64g)、1mol/L、KOH水溶液3.19g(4×10-3mol/L)とKH2PO4 0.44g(4×10-3mol/L)を混合した。これをウォーターバス中で反応温度を65℃に上昇させ、N2ガスでパージしながら、約40分間、回転数300rpmで攪拌した。そこへ20gの水に溶解させたK2S2O8 0.65g(3×10-3mol/L)とNaPSS 1.65g(10×10-3mol/L)を添加し、引き続き65℃、300rpmで24時間反応させた。モノマー仕込み量に対する反応溶液中のポリマー質量が90%以上となった時を合成完了とした。得られたスチレン樹脂粒子AのTgは80℃、樹脂粒子のメジアン径(D50)は98nmであった。
-スチレンアクリル樹脂粒子Bの調製-
攪拌機、還流冷却機および温度計を備えたセパラブルフラスコに脱イオン水250g、リビングラジカル重合性を有する化合物として付加-解裂型連鎖移動剤(RAFT剤)である[1-(O-エチルザンチル)エチル]ベンゼン1.04gとエチルアクリレート1.69gを仕込み、液中の溶存酸素を除去するため、1時間30分窒素バブリングを実施した。バブリング終了後、攪拌機にて攪拌しながら70℃に昇温した。内温が70℃に達したところで、水溶性ラジカル開始剤として10%過硫酸ナトリウム水溶液を5g添加した。20分後、エチルアクリレート32.06gとメタクリル酸11.25gの混合液を3時間で滴下し終えるように滴下した。滴下終了後、4時間70℃で熟成し、水性分散体(1)の重合を完了した。攪拌機、還流冷却機および温度計を備えたセパラブルフラスコに脱イオン水203.4gと水性分散体(1)14.8gを仕込み、全体が均一になるまで攪拌した。攪拌下、25%アンモニア水0.65gを添加し、無色透明の水性樹脂水溶液を得た。ここに、ケミパールW400(低分子量ポリオレフィン系エマルション、固形分40%、三井化学株式会社製)を25g添加し、全体が均一になるまで攪拌した。さらに、攪拌下、スチレンを22.5g加え、攪拌しながら、系内の溶存酸素を除去するために、1時間30分窒素バブリングした。バブリング終了後、70℃に昇温した。内温が70℃に達したところで、水溶性ラジカル開始剤として、4,4‘-アゾビス(4-シアノペンタン酸)10%水溶液0.32gを添加し、6時間後、重合を完了した。得られた水分散性スチレンアクリル樹脂粒子BのTgは65℃、メジアン径(D50)は100nmであった。
攪拌機、還流冷却機および温度計を備えたセパラブルフラスコに脱イオン水250g、リビングラジカル重合性を有する化合物として付加-解裂型連鎖移動剤(RAFT剤)である[1-(O-エチルザンチル)エチル]ベンゼン1.04gとエチルアクリレート1.69gを仕込み、液中の溶存酸素を除去するため、1時間30分窒素バブリングを実施した。バブリング終了後、攪拌機にて攪拌しながら70℃に昇温した。内温が70℃に達したところで、水溶性ラジカル開始剤として10%過硫酸ナトリウム水溶液を5g添加した。20分後、エチルアクリレート32.06gとメタクリル酸11.25gの混合液を3時間で滴下し終えるように滴下した。滴下終了後、4時間70℃で熟成し、水性分散体(1)の重合を完了した。攪拌機、還流冷却機および温度計を備えたセパラブルフラスコに脱イオン水203.4gと水性分散体(1)14.8gを仕込み、全体が均一になるまで攪拌した。攪拌下、25%アンモニア水0.65gを添加し、無色透明の水性樹脂水溶液を得た。ここに、ケミパールW400(低分子量ポリオレフィン系エマルション、固形分40%、三井化学株式会社製)を25g添加し、全体が均一になるまで攪拌した。さらに、攪拌下、スチレンを22.5g加え、攪拌しながら、系内の溶存酸素を除去するために、1時間30分窒素バブリングした。バブリング終了後、70℃に昇温した。内温が70℃に達したところで、水溶性ラジカル開始剤として、4,4‘-アゾビス(4-シアノペンタン酸)10%水溶液0.32gを添加し、6時間後、重合を完了した。得られた水分散性スチレンアクリル樹脂粒子BのTgは65℃、メジアン径(D50)は100nmであった。
-スチレンアクリル樹脂粒子Cの調製-
オレフィン系重合体(1)として、プロピレン―ブテン―エチレン三元共重合体(ベストプラスト750、デグサジャパン製)1000g、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックス(ハイワックスNP0555A、三井化学株式会社製)100gおよびオレイン酸カリウム40g(KSソープ、花王株式会社製)とを混合し、2軸スクリュー押出機(池貝鉄工製、PCM-300、L/D=40)のホッパーより3000g/時間の速度で供給し、同押出機のベント部に設けた供給口より、水酸化カリウムの17%水溶液を120g/時間の割合(全体当たり4%)で連続的に供給し、過熱温度200℃で連続的に押し出した。押し出された樹脂混合物は、同押出機に設置したジャケット付きスタティックミキサーで90℃まで冷却され、さらに80℃の温水中に投入され、収率99%、固形分濃度40%、pH12のオレフィン系重合体の水性分散体(2)を得た。攪拌機、還流冷却機および温度計を備えたセパラブルフラスコに脱イオン水217.3gとアニオン性分散剤であるドデシルスルホン酸ナトリウム2.3gを仕込み、全体が均一になるまで攪拌した。攪拌下、25%アンモニア水0.65g添加し、オレフィン系重合体の水性分散体(2)を25g添加し、全体が均一になるまで攪拌した。更に、攪拌下、スチレン10.2gとブチルアクリレート12.4gの混合溶液を加え、攪拌しながら、系内の溶存酸素を除去するために、1時間30分窒素バブリングした。バブリング終了後、70℃に昇温した。内温が70℃に達したところで、水溶性ラジカル開始剤として、4,4‘-アゾビス(4-シアノペンタン酸)10%水溶液0.32gを添加し、6時間後、重合を完了した。この水分散性スチレンアクリル樹脂粒子CのTgは90℃、メジアン径(D50)は120nmであった。
オレフィン系重合体(1)として、プロピレン―ブテン―エチレン三元共重合体(ベストプラスト750、デグサジャパン製)1000g、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックス(ハイワックスNP0555A、三井化学株式会社製)100gおよびオレイン酸カリウム40g(KSソープ、花王株式会社製)とを混合し、2軸スクリュー押出機(池貝鉄工製、PCM-300、L/D=40)のホッパーより3000g/時間の速度で供給し、同押出機のベント部に設けた供給口より、水酸化カリウムの17%水溶液を120g/時間の割合(全体当たり4%)で連続的に供給し、過熱温度200℃で連続的に押し出した。押し出された樹脂混合物は、同押出機に設置したジャケット付きスタティックミキサーで90℃まで冷却され、さらに80℃の温水中に投入され、収率99%、固形分濃度40%、pH12のオレフィン系重合体の水性分散体(2)を得た。攪拌機、還流冷却機および温度計を備えたセパラブルフラスコに脱イオン水217.3gとアニオン性分散剤であるドデシルスルホン酸ナトリウム2.3gを仕込み、全体が均一になるまで攪拌した。攪拌下、25%アンモニア水0.65g添加し、オレフィン系重合体の水性分散体(2)を25g添加し、全体が均一になるまで攪拌した。更に、攪拌下、スチレン10.2gとブチルアクリレート12.4gの混合溶液を加え、攪拌しながら、系内の溶存酸素を除去するために、1時間30分窒素バブリングした。バブリング終了後、70℃に昇温した。内温が70℃に達したところで、水溶性ラジカル開始剤として、4,4‘-アゾビス(4-シアノペンタン酸)10%水溶液0.32gを添加し、6時間後、重合を完了した。この水分散性スチレンアクリル樹脂粒子CのTgは90℃、メジアン径(D50)は120nmであった。
-ウレタン樹脂D-
ウレタン樹脂Dとして下記の市販品を用いた。
タケラックW6020(Tg:90℃,D50:80nm、三井化学株式会社製)
ウレタン樹脂Dとして下記の市販品を用いた。
タケラックW6020(Tg:90℃,D50:80nm、三井化学株式会社製)
-ウレタン樹脂E-
ウレタン樹脂Eとして下記の市販品を用いた。
タケラックW6061(Tg:25℃,D50:100nm、三井化学株式会社製)
ウレタン樹脂Eとして下記の市販品を用いた。
タケラックW6061(Tg:25℃,D50:100nm、三井化学株式会社製)
-インクの作製-
実施例および比較例の各インクの作製は、以下の手順で行った。
まず、下記表1に示した処方に従って、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合する。この混合液に対して顔料分散液を添加し、1時間攪拌する。この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去する。
このようにして、実施例1~8および比較例1~6の各インクを作製した。
実施例1~8および比較例1~6のインクの処方を下記表1に示す。
実施例および比較例の各インクの作製は、以下の手順で行った。
まず、下記表1に示した処方に従って、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合する。この混合液に対して顔料分散液を添加し、1時間攪拌する。この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去する。
このようにして、実施例1~8および比較例1~6の各インクを作製した。
実施例1~8および比較例1~6のインクの処方を下記表1に示す。
表1における商品名で示した化合物の化合物名及び各化合物の製造会社名を以下に示す。
・M100:N-ジメチル-β-エトキシプロピオンアミド(SP値:9.19(cal/cm3)1/2、出光興産株式会社製)
・B100:N,N-ジメチル-β-ブトキシプロピオンアミド(SP値:9.03(cal/cm3)1/2、光興産株式会社製)]
・3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン(SP値:11.31(cal/cm3)1/2、宇部興産株式会社製)
・1,2-プロパンジオール(SP値:13.5(cal/cm3)1/2、株式会社ADEKA製)
・1,2-ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm3)1/2、神港有機化学工業株式会社製)
・グリセリン(SP値:16.38(cal/cm3)1/2、富士フイルム和光純薬株式会社製)
・TEGO Wet 270:ポリエーテル変性シロキサン界面活性剤(エボニック社製)
・サーフィノール465:ノニオン性界面活性剤:Air Product and Chemicals,Inc社製
・M100:N-ジメチル-β-エトキシプロピオンアミド(SP値:9.19(cal/cm3)1/2、出光興産株式会社製)
・B100:N,N-ジメチル-β-ブトキシプロピオンアミド(SP値:9.03(cal/cm3)1/2、光興産株式会社製)]
・3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン(SP値:11.31(cal/cm3)1/2、宇部興産株式会社製)
・1,2-プロパンジオール(SP値:13.5(cal/cm3)1/2、株式会社ADEKA製)
・1,2-ブタンジオール(SP値:12.8(cal/cm3)1/2、神港有機化学工業株式会社製)
・グリセリン(SP値:16.38(cal/cm3)1/2、富士フイルム和光純薬株式会社製)
・TEGO Wet 270:ポリエーテル変性シロキサン界面活性剤(エボニック社製)
・サーフィノール465:ノニオン性界面活性剤:Air Product and Chemicals,Inc社製
[画像の形成]
インクジェットプリンティングシステム(RICOH Pro VC60000、株式会社リコー製)を用いて、記録媒体の両面に画像を記録し、画像の評価を行った。前記記録媒体としてはLumi Art Gloss 90gsm又は200gsm(Stora Enso社製、紙幅520.7mm)のロール紙をセットし、1,200dpiの解像度にてベタ画像を記録した。巻き取り装置は、Rewinding module RW6(Hunkeler社製)を用いて「ブロッキング」を評価した。巻取り後の紙を裁断し、用紙波打ち、画像濃度、耐擦過性を以下の基準で評価した。
インクジェットプリンティングシステム(RICOH Pro VC60000、株式会社リコー製)を用いて、記録媒体の両面に画像を記録し、画像の評価を行った。前記記録媒体としてはLumi Art Gloss 90gsm又は200gsm(Stora Enso社製、紙幅520.7mm)のロール紙をセットし、1,200dpiの解像度にてベタ画像を記録した。巻き取り装置は、Rewinding module RW6(Hunkeler社製)を用いて「ブロッキング」を評価した。巻取り後の紙を裁断し、用紙波打ち、画像濃度、耐擦過性を以下の基準で評価した。
<用紙波打ち>
〔評価基準〕
◎:印字物にうねりが見られない。
〇:印字物の一部にうねりが見られる。
×:印字物の全体にうねりが見られる。
〔評価基準〕
◎:印字物にうねりが見られない。
〇:印字物の一部にうねりが見られる。
×:印字物の全体にうねりが見られる。
<耐ブロッキング性>
目視にて、記録画像同士の張り付き具合と画像の転写(オフセット)の様子を確認し、下記評価基準に基づいて、「ブロッキング」を評価した。
〔評価基準〕
○:画像の転写がない
△:引き剥がす際に軽度の張り付きを感じるが、画像の転写がない
×:画像の転写がある
目視にて、記録画像同士の張り付き具合と画像の転写(オフセット)の様子を確認し、下記評価基準に基づいて、「ブロッキング」を評価した。
〔評価基準〕
○:画像の転写がない
△:引き剥がす際に軽度の張り付きを感じるが、画像の転写がない
×:画像の転写がある
<コート紙の画像濃度>
乾燥後の印刷物について、反射型カラー分光測色濃度計(X-Rite社製)を用いて画像濃度を測定し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○:Black : 1.6以上
Yellow : 1.3以上
Magenta: 1.4以上
Cyan : 1.6以上
△:Black : 1.3以上、1.6未満
Yellow : 1.0以上、1.3未満
Magenta: 1.1以上、1.4未満
Cyan : 1.3以上、1.6未満
×:Black : 1.3未満
Yellow : 1.0未満
Magenta: 1.1未満
Cyan : 1.3未満
乾燥後の印刷物について、反射型カラー分光測色濃度計(X-Rite社製)を用いて画像濃度を測定し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○:Black : 1.6以上
Yellow : 1.3以上
Magenta: 1.4以上
Cyan : 1.6以上
△:Black : 1.3以上、1.6未満
Yellow : 1.0以上、1.3未満
Magenta: 1.1以上、1.4未満
Cyan : 1.3以上、1.6未満
×:Black : 1.3未満
Yellow : 1.0未満
Magenta: 1.1未満
Cyan : 1.3未満
<耐擦過性>
得られた画像について、1.2mm四方に切った紙(Lumi Art Gloss 90gsm)を用いて画像を20回擦り、反射型カラー分光測色濃度計(X-Rite社製)を用いて紙へのインク付着汚れを測定し、擦った紙の地肌色を差し引いた濃度を算出し、下記評価基準に基づいて、「耐擦過性」を評価した。
〔評価基準〕
◎:転写濃度が0.05未満
〇:転写濃度が0.05以上0.10未満
△:転写濃度が0.10以上0.25未満
×:転写濃度が0.25以上
得られた画像について、1.2mm四方に切った紙(Lumi Art Gloss 90gsm)を用いて画像を20回擦り、反射型カラー分光測色濃度計(X-Rite社製)を用いて紙へのインク付着汚れを測定し、擦った紙の地肌色を差し引いた濃度を算出し、下記評価基準に基づいて、「耐擦過性」を評価した。
〔評価基準〕
◎:転写濃度が0.05未満
〇:転写濃度が0.05以上0.10未満
△:転写濃度が0.10以上0.25未満
×:転写濃度が0.25以上
―インクの経時安定性―
実施例および比較例の各インクを作製後、粘度を測定して初期粘度とした。その後、70℃の恒温槽に2週間静置してから取り出し、再度粘度を測定して保存後粘度とした。
前記の初期粘度に対する保存後粘度の変化率を以下の計算式に基づいて算出し、下記の評価基準で評価した。
変化率(%)=[(保存後粘度-初期粘度)/初期粘度]×100
インクの粘度は、粘度計(RE-550L、東機産業株式会社製)を用いて25℃で測定した。
〔評価基準〕
○:粘度変化率が5%未満
△:粘度変化率が5%以上10%未満
×:粘度変化率が10%以上
実施例および比較例の各インクを作製後、粘度を測定して初期粘度とした。その後、70℃の恒温槽に2週間静置してから取り出し、再度粘度を測定して保存後粘度とした。
前記の初期粘度に対する保存後粘度の変化率を以下の計算式に基づいて算出し、下記の評価基準で評価した。
変化率(%)=[(保存後粘度-初期粘度)/初期粘度]×100
インクの粘度は、粘度計(RE-550L、東機産業株式会社製)を用いて25℃で測定した。
〔評価基準〕
○:粘度変化率が5%未満
△:粘度変化率が5%以上10%未満
×:粘度変化率が10%以上
本発明は、下記(1)のインクに係るものであるが、下記(2)~(6)を実施の形態として含む。
(1)水溶性有機溶剤、顔料、及び樹脂粒子を含むインクであって、
前記水溶性有機溶剤のSP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であり、
前記樹脂粒子のTgが80℃以上であり、
前記顔料のメジアン径(D50)と前記樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とするインク。
(2)前記樹脂粒子がアクリル樹脂粒子である、上記(1)に記載のインク。
(3)上記(1)又は(2)に記載のインクを記録媒体に対して吐出して画像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程の後に、前記インクを吐出した画像領域を乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記画像の形成から、形成された前記画像の乾燥完了までにかかる時間が10秒以内であり、
前記乾燥工程において画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥することを特徴とする画像形成方法。
(4)前記乾燥工程において、インクの吐出後、10秒以内に前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する、上記(3)に記載の画像形成方法。
(5)上記(1)又は(2)に記載のインクを記録媒体に対して吐出して画像を形成するインク付与手段と、
前記インクを吐出した画像領域を乾燥する乾燥手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記乾燥手段は、前記画像の形成から、形成された画像の乾燥完了までにかかる時間が10秒以内であり、かつ、前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する乾燥手段である、画像形成装置。
(6)前記乾燥手段は、インクの吐出後、10秒以内に前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する乾燥手段である、上記(5)に記載の画像形成装置。
(1)水溶性有機溶剤、顔料、及び樹脂粒子を含むインクであって、
前記水溶性有機溶剤のSP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であり、
前記樹脂粒子のTgが80℃以上であり、
前記顔料のメジアン径(D50)と前記樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とするインク。
(2)前記樹脂粒子がアクリル樹脂粒子である、上記(1)に記載のインク。
(3)上記(1)又は(2)に記載のインクを記録媒体に対して吐出して画像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程の後に、前記インクを吐出した画像領域を乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記画像の形成から、形成された前記画像の乾燥完了までにかかる時間が10秒以内であり、
前記乾燥工程において画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥することを特徴とする画像形成方法。
(4)前記乾燥工程において、インクの吐出後、10秒以内に前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する、上記(3)に記載の画像形成方法。
(5)上記(1)又は(2)に記載のインクを記録媒体に対して吐出して画像を形成するインク付与手段と、
前記インクを吐出した画像領域を乾燥する乾燥手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記乾燥手段は、前記画像の形成から、形成された画像の乾燥完了までにかかる時間が10秒以内であり、かつ、前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する乾燥手段である、画像形成装置。
(6)前記乾燥手段は、インクの吐出後、10秒以内に前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する乾燥手段である、上記(5)に記載の画像形成装置。
203 記録媒体
300 インクジェット画像形成装置
301 記録媒体搬送部
302 前処理工程部
303 前処理後乾燥部
304 画像形成工程部
304K、304C、304M、304Y 記録ヘッド
304K-1、304K-2、304K-3、304K-4 ヘッドユニット
305 後処理工程部
306 後処理後乾燥部
307 給紙装置
308 巻き取り装置
309 ヘッドユニットのノズル面
310 印字ノズル
311、312、313、314 ヒートローラー
315 巻き取り前乾燥部
300 インクジェット画像形成装置
301 記録媒体搬送部
302 前処理工程部
303 前処理後乾燥部
304 画像形成工程部
304K、304C、304M、304Y 記録ヘッド
304K-1、304K-2、304K-3、304K-4 ヘッドユニット
305 後処理工程部
306 後処理後乾燥部
307 給紙装置
308 巻き取り装置
309 ヘッドユニットのノズル面
310 印字ノズル
311、312、313、314 ヒートローラー
315 巻き取り前乾燥部
Claims (6)
- 水溶性有機溶剤、顔料、及び樹脂粒子を含むインクであって、
前記水溶性有機溶剤のSP値が10(cal/cm3)1/2以上14(cal/cm3)1/2以下であり、
前記樹脂粒子のTgが80℃以上であり、
前記顔料のメジアン径(D50)と前記樹脂粒子のメジアン径(D50)との差が10nm以下であることを特徴とするインク。 - 前記樹脂粒子がアクリル樹脂粒子である、請求項1に記載のインク。
- 請求項1又は2に記載のインクを記録媒体に対して吐出して画像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程の後に、前記インクを吐出した画像領域を乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記画像の形成から、形成された前記画像の乾燥完了までにかかる時間が10秒以内であり、
前記乾燥工程において画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥することを特徴とする画像形成方法。 - 前記乾燥工程において、インクの吐出後、10秒以内に前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する、請求項3に記載の画像形成方法。
- 請求項1又は2に記載のインクを記録媒体に対して吐出して画像を形成するインク付与手段と、
前記インクを吐出した画像領域を乾燥する乾燥手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記乾燥手段は、前記画像の形成から、形成された画像の乾燥完了までにかかる時間が10秒以内であり、かつ、前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する乾燥手段である、画像形成装置。 - 前記乾燥手段は、インクの吐出後、10秒以内に前記画像領域が90℃以上110℃以下になるように乾燥する乾燥手段である、請求項5に記載の画像形成装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020152886 | 2020-09-11 | ||
JP2020152886 | 2020-09-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022047492A true JP2022047492A (ja) | 2022-03-24 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021107763A Pending JP2022047492A (ja) | 2020-09-11 | 2021-06-29 | インク、画像形成方法、及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022047492A (ja) |
-
2021
- 2021-06-29 JP JP2021107763A patent/JP2022047492A/ja active Pending
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