JP2023032078A - Inkjet image forming method and inkjet image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重合性成分に対して重合開始剤を極微量に含有する活性エネルギー線硬化性インクと、該インクとは異なる液体組成物とを用いた、インクジェット画像形成方法及びインクジェット画像形成装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inkjet image forming method and an inkjet image forming apparatus using an active energy ray-curable ink containing a very small amount of a polymerization initiator with respect to a polymerizable component, and a liquid composition different from the ink. .
従来、インクジェット方式の画像形成装置において、活性エネルギー線硬化性のインクを使用する技術が知られている。活性エネルギー線硬化性インク(以下、単に「インク」とも称する)を利用した画像形成方法として、記録媒体上に直接インクを付与した後、活性エネルギー線照射を行い、インクを造膜する直接描画方式(直描方式)の画像形成方法がある。直描方式の画像形成方法において、記録媒体上にインクを付与した直後に、活性エネルギー線照射によるインクの硬化を急激に進めてしまうと、記録媒体に対する密着性が十分に確保できず、高い堅牢性が得られない場合がある。一方で、記録媒体上にインクを付与してすぐにインクを増粘させなければ、ビーディングやブリードが発生し、画像品位の劣化が生じる。このトレードオフを解消するために、二段階の硬化システムが採用されることがある。すなわち、記録媒体上にインクを付与した直後に、インクを適度に増粘させる程度の一度目の活性エネルギー線照射による仮硬化を行い、その後にインクの硬化をさらに進行させる二度目の活性エネルギー線照射による本硬化を行う方法である。特許文献1では、仮硬化及び本硬化の各段階で照射する活性エネルギー線の積算光量を制御することで二段階の硬化を行い、一定の品質が確保された画像記録を実現し得る画像記録方法が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique of using an active energy ray-curable ink in an inkjet type image forming apparatus is known. As an image forming method using active energy ray-curable ink (hereinafter also simply referred to as "ink"), a direct drawing method in which the ink is applied directly onto a recording medium and then irradiated with an active energy ray to form an ink film. There is an image forming method (direct drawing method). In the direct-writing image forming method, if the ink is rapidly cured by irradiating the active energy ray immediately after applying the ink onto the recording medium, sufficient adhesion to the recording medium cannot be ensured, resulting in high robustness. It may not be possible to obtain sexuality. On the other hand, if the ink is not thickened immediately after being applied to the recording medium, beading and bleeding will occur, resulting in degradation of image quality. To overcome this trade-off, a two-stage curing system is sometimes employed. That is, immediately after the ink is applied onto the recording medium, temporary curing is performed by first irradiation with an active energy ray to the extent that the ink is appropriately thickened, and then a second actinic ray is applied to further advance the curing of the ink. This is a method of performing main curing by irradiation. In Patent Literature 1, an image recording method capable of performing two-stage curing by controlling the integrated light amount of active energy rays irradiated at each stage of temporary curing and main curing, thereby realizing image recording with a certain quality. is proposed.
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、仮硬化を実施する際、記録媒体上に付与されたインクの色やデューティーによらず、硬化の進行度を画像全面で均一に制御することが非常に難しい。例えば、形成した画像が、低デューティーのマゼンタ部と、高デューティーのブラック部を有している場合、同一の光源による仮硬化では、マゼンタ部が硬化しすぎる、もしくはブラック部が硬化不足になるという事態が生じてしまう。つまり、この手法では、仮硬化と本硬化を明確に切り分けて行うことが困難である。 However, in the method described in Patent Document 1, when temporary curing is performed, it is very difficult to uniformly control the progress of curing over the entire image regardless of the color or duty of the ink applied on the recording medium. difficult. For example, if the formed image has a low-duty magenta portion and a high-duty black portion, temporary curing with the same light source will cause the magenta portion to harden too much or the black portion to harden insufficiently. situation will occur. In other words, with this method, it is difficult to clearly separate temporary curing and main curing.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、活性エネルギー線硬化性インクを用いた直描方式の画像形成方法及び画像形成装置において、制御性良く仮硬化と本硬化とを切り分ける機構を設け、それにより、安定した画像の仮固定(画質品位)と高い堅牢性の両立を実現することである。 The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a mechanism for separating pre-curing and main curing with good controllability in a direct-drawing image forming method and image forming apparatus using an active energy ray-curable ink, thereby stably forming an image. It is to achieve both temporary fixation (image quality quality) and high robustness.
本発明は、記録媒体上に活性エネルギー線硬化性インクを付与し、第一の中間画像を形成する第一の工程と、前記第一の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する第二の工程と、前記第二の中間画像に対して重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、第三の中間画像を形成する第三の工程と、前記第三の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを硬化させて最終画像を形成する第四の工程と、を有し、前記活性エネルギー線硬化性インクが重合性成分と重合開始剤と色材とを含有し、インク中の該重合開始剤の含有量が、該重合性成分の含有量に対して0.030質量%以上0.100質量%以下であり、前記液体組成物における色材の含有量が1.00質量%以下であるインクジェット画像形成方法である。 The present invention comprises a first step of applying an active energy ray-curable ink onto a recording medium to form a first intermediate image, and irradiating the first intermediate image with an active energy ray to remove the ink. a second step of increasing the viscosity to form a second intermediate image; and a third step of applying a liquid composition containing a polymerization initiator to the second intermediate image to form a third intermediate image. and a fourth step of irradiating the third intermediate image with an active energy ray to cure the ink to form a final image, wherein the active energy ray-curable ink is polymerizable component, a polymerization initiator, and a coloring material, and the content of the polymerization initiator in the ink is 0.030% by mass or more and 0.100% by mass or less with respect to the content of the polymerizable component; In the inkjet image forming method, the content of the coloring material in the liquid composition is 1.00% by mass or less.
また本発明は、記録媒体上に活性エネルギー線硬化性インクを付与し、第一の中間画像の形成を行うインクジェットヘッドを備えたインク付与装置と、前記第一の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する第一の活性エネルギー線照射装置と、前記第二の中間画像に対して重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、第三の中間画像を形成する液体組成物付与装置と、前記第三の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを硬化させて最終画像を形成する第二の活性エネルギー線照射装置と、を備え、前記活性エネルギー線硬化性インクが重合性成分と重合開始剤と色材とを含有し、インク中の該重合開始剤の含有量が、該重合性成分の含有量に対して0.030質量%以上0.100質量%以下であり、前記液体組成物における色材の含有量が1.00質量%以下であるインクジェット画像形成装置である。 Further, the present invention provides an ink applying device equipped with an inkjet head for applying an active energy ray-curable ink onto a recording medium to form a first intermediate image, and A first active energy ray irradiation device for forming a second intermediate image by increasing the viscosity of the ink, and applying a liquid composition containing a polymerization initiator to the second intermediate image, a liquid composition applying device for forming a third intermediate image; and a second active energy ray irradiation device for irradiating the third intermediate image with an active energy ray to cure the ink and form a final image. , wherein the active energy ray-curable ink contains a polymerizable component, a polymerization initiator, and a coloring material, and the content of the polymerization initiator in the ink is 0 with respect to the content of the polymerizable component. 0.030% by mass or more and 0.100% by mass or less, and the content of the coloring material in the liquid composition is 1.00% by mass or less.
本発明によれば、活性エネルギー線硬化性インクを用いた直描方式の画像形成方法及び画像形成装置において、制御性良く仮硬化と本硬化とを切り分ける機構を設け、それにより、安定した画像の仮固定(画質品位)と高い堅牢性の両立を実現することができる。 According to the present invention, in an image forming method and an image forming apparatus of a direct writing system using an active energy ray-curable ink, a mechanism is provided to separate pre-curing and main curing with good controllability, thereby stably forming an image. Both temporary fixation (image quality) and high robustness can be achieved.
以下に、本発明に係るインクジェット画像形成方法及びインクジェット画像形成装置について、インクジェット記録装置を例示して詳しく説明する。ただし、構成、構造、材料、設定等は、発明を適用する各種条件に応じて適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を限定する趣旨ではない。本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクジェット画像形成方法を適用した直描型のインクジェット記録装置である。本発明のインクジェット画像形成方法は、以下の第一から第四の工程を少なくとも有する。そして、第一の工程で記録媒体上に付与される活性エネルギー線硬化性インク中の重合開始剤の含有量が極端に微量であること、及び第三の工程で前記インク上に付与される液体組成物が重合開始剤を含有することを特徴とする。
(第一の工程)
記録媒体上に活性エネルギー線硬化性インクを付与し、第一の中間画像を形成するインク付与工程。
(第二の工程)
前記第一の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する仮硬化工程。
(第三の工程)
前記第二の中間画像に対して重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、第三の中間画像を形成する液体組成物付与工程。
(第四の工程)
前記第三の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを硬化させて最終画像を形成する本硬化工程。
図1は、上記四つの工程を経て最終成果物である最終画像が得られるまでのフローを示す模式図である。
Hereinafter, the inkjet image forming method and the inkjet image forming apparatus according to the present invention will be described in detail by taking an inkjet recording apparatus as an example. However, the configuration, structure, materials, settings, etc. should be appropriately changed according to various conditions to which the invention is applied, and are not meant to limit the scope of the invention. The inkjet recording apparatus of the present invention is a direct drawing type inkjet recording apparatus to which the inkjet image forming method of the present invention is applied. The inkjet image forming method of the present invention has at least the following first to fourth steps. And the content of the polymerization initiator in the active energy ray-curable ink applied onto the recording medium in the first step is extremely small, and the liquid applied on the ink in the third step The composition is characterized by containing a polymerization initiator.
(First step)
an ink application step of applying an active energy ray-curable ink onto a recording medium to form a first intermediate image;
(Second step)
A temporary curing step of irradiating the first intermediate image with an active energy ray to thicken the ink to form a second intermediate image.
(Third step)
a liquid composition application step of applying a liquid composition containing a polymerization initiator to the second intermediate image to form a third intermediate image;
(Fourth step)
A main curing step of irradiating the third intermediate image with an active energy ray to cure the ink to form a final image.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a flow of obtaining a final image, which is a final product, through the above four steps.
図2は、本発明の一実施形態に係る直描型インクジェット記録装置100の構成を示す模式図である。この記録装置は、インクジェットヘッドを備えたインク付与装置101から記録媒体107上に直接、活性エネルギー線硬化性インクを付与することで記録物を作成するインクジェット記録装置である。本実施形態では、X方向、Y方向及びZ方向が、それぞれ、インクジェット記録装置100の全長方向、奥行き方向及び高さ方向を示している。本発明の直描型インクジェット記録装置100は、図2に示すように、以下の部材を有する。
・記録媒体107上に活性エネルギー線硬化性インクを付与し、第一の中間画像の形成を行うインクジェットヘッドを備えたインク付与装置101
・記録媒体107上に形成された第一の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する第一の活性エネルギー線照射装置102
・記録媒体107上に形成された第二の中間画像に対して重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、第三の中間画像を形成する液体組成物付与装置103
・記録媒体107上に形成された第三の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを硬化させて最終画像を形成する第二の活性エネルギー線照射装置104
・記録媒体107を搬送するための記録媒体搬送装置108
また、直描型インクジェット記録装置100は、必要に応じて下記の装置を有していてもよい。
・記録媒体107上に前処理液を付与する前処理液付与装置105
・加熱や送風により記録媒体107上に付与されたインクや液体組成物の乾燥を促進する乾燥装置106
当然のことではあるが、以上の部材はそれぞれ、用いられる記録媒体107に対応するだけのY方向長さを有している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a direct-write ink
An ink application device 101 having an inkjet head for applying active energy ray-curable ink onto a
A first active energy ray irradiation device 102 that irradiates the first intermediate image formed on the
A liquid composition application device 103 that applies a liquid composition containing a polymerization initiator to the second intermediate image formed on the
A second active energy
A recording
Further, the direct drawing type
A pretreatment
A
As a matter of course, each of the above members has a length in the Y direction corresponding to the
直描型インクジェット記録装置100において、記録媒体107はX方向に搬送される。搬送される記録媒体107上に、必要に応じて前処理液付与装置105によって前処理液が付与され、その後、インク付与装置101によってインクが順次付与される。なお、前処理液付与装置による前処理液の付与とインク付与装置によるインクの付与の順序は、この順に限定されるものではない。これにより、記録媒体107上に第一の中間画像が形成される。記録媒体107上に形成された第一の中間画像は、第一の活性エネルギー線照射装置102による活性エネルギー線照射を受けて増粘し、第二の中間画像となる。この時、前記インクが含有する重合開始剤の量を極端に微量にすることで、第一の活性エネルギー線照射を行っても、インク中の重合性成分の一部を未反応の状態で残し、インクを仮硬化の状態に制御することができる。その後、記録媒体107上に形成された第二の中間画像上に、液体組成物付与装置103により重合開始剤を含有する液体組成物が付与されることで、記録媒体107上に第三の中間画像が形成される。仮硬化状態のインクに対して追加の重合開始剤を供給し、活性エネルギー線を再照射することにより、未反応の重合性成分を反応させて、さらなる硬化を進められる状態を作ることが狙いである。そして、記録媒体107上に形成された第三の中間画像は、第二の活性エネルギー線照射装置104による活性エネルギー線照射を受けて硬化を進行させ、最終画像が得られる。この工程において、インク中の重合性成分の大部分が重合し、本硬化が完了した状態となる。また、本実施形態では、インク付与工程から本硬化工程の間の任意のタイミングで、乾燥装置106による乾燥促進を行ってもよい。乾燥装置によりインク及び液体組成物中の溶媒成分を揮発させた後に活性エネルギー線照射による硬化を行うことで、より堅牢性の高い画像を得ることが期待できる。
本実施形態に係る直描型インクジェット記録装置の各構成について以下に説明する。
In the direct drawing type
Each configuration of the direct drawing type ink jet recording apparatus according to the present embodiment will be described below.
<インク付与装置>
インク付与装置101は、第一の工程、即ち、記録媒体107上に、活性エネルギー線硬化性インクを付与し、前記記録媒体107上に、第一の中間画像を形成する工程を実施し得る装置である。なお、記録媒体107上に前処理液が付与される場合は、前処理液とインクとが混合され、前処理液とインクとによって第一の中間画像が形成される。
本実施形態では、インクを付与するインク付与装置として、インクジェットヘッドを用いる。インクジェットヘッドとしては、例えば電気-熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する形態、電気-機械変換体によってインクを吐出する形態、静電気を利用してインクを吐出する形態等が挙げられる。本実施形態では、公知のインクジェットヘッドを用いることができる。中でも高速で高密度の印刷を行う観点からは、電気-熱変換体を利用したものが好適に用いられる。描画は、画像信号を受けて、各位置に必要なインク量を付与することにより行われる。
本実施形態におけるインクジェットヘッドは、用いられる記録媒体107に対応するだけのY方向長さを有するラインヘッドであるが、装置構成に応じて記録媒体の搬送方向と直行する方向に走査するシリアルヘッドを用いてもよい。インクジェットヘッドは、その一つの面にノズルが開口したインク吐出面を有しており、インク吐出面は微小な隙間(数ミリ程度)を空けて記録媒体107の表面に対向することとなる。
インク付与装置101は、記録媒体107上に各色のカラーインクを付与するために、インクジェットヘッドを複数有していてもよい。例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを用いてそれぞれの色画像を形成する場合、インク付与装置は、上記4種類のインクを記録媒体107上にそれぞれ吐出する4つのインクジェットヘッドを有していてもよい。これらはX方向に並ぶように配置される。
<Ink application device>
The ink application device 101 is a device capable of performing the first step, that is, the step of applying active energy ray-curable ink onto the
In this embodiment, an inkjet head is used as an ink application device that applies ink. As an inkjet head, for example, an electro-thermal transducer causes film boiling in ink to form air bubbles to eject ink, an electro-mechanical transducer ejects ink, and an ink is ejected using static electricity. Examples include a form of discharging. In this embodiment, a known inkjet head can be used. Among them, from the viewpoint of performing high-speed and high-density printing, one using an electric-heat converter is preferably used. Drawing is performed by receiving an image signal and applying the required amount of ink to each position.
The inkjet head in this embodiment is a line head having a length in the Y direction corresponding to the
The ink applying device 101 may have a plurality of inkjet heads to apply each color ink onto the
[活性エネルギー線硬化性インク]
本実施形態の活性エネルギー線硬化性インクとしては、少なくとも、活性エネルギー線の照射により硬化する重合性成分と重合開始剤と色材とを含むインクを用いる。また、インク中の重合開始剤の含有量が、インク中の重合性成分に対して0.030質量%以上0.100質量%以下であることを特徴とする。
[Active energy ray-curable ink]
As the active energy ray-curable ink of this embodiment, an ink containing at least a polymerizable component that is cured by irradiation with an active energy ray, a polymerization initiator, and a coloring material is used. Also, the content of the polymerization initiator in the ink is 0.030% by mass or more and 0.100% by mass or less with respect to the polymerizable component in the ink.
(重合性成分)
活性エネルギー線の照射により硬化する重合性成分としては、特に限定されないが、エチレン性不飽和基を有する重合性成分であることが好ましい。重合性成分の例を以下の表1-1~1-4に示す。
(Polymerizable component)
Although the polymerizable component that is cured by irradiation with active energy rays is not particularly limited, it is preferably a polymerizable component having an ethylenically unsaturated group. Examples of polymerizable components are shown in Tables 1-1 to 1-4 below.
本発明において、インク中の重合性成分は、常温で液体であることが好ましい。活性エネルギー線硬化性の重合性成分は水に不溶のものが多いが、本発明に係るインクを水性のインクとする場合には、該重合性成分は、その構造中に親水性の結合基を有することが好ましい。親水性の結合基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、スルホン酸基及びこれらの塩、エーテル結合、アミド結合等が挙げられる。また、インクを水性インクとする場合には、重合性成分は耐加水分解性の観点から、(メタ)アクリルアミド構造を有することがさらに好ましい。(メタ)アクリルアミド構造を有する例としては、上記表における、M-12~M-22等がある。なお、重合性成分はさらに、後述する前処理液、液体組成物に含有されていてもよい。 In the present invention, the polymerizable component in the ink is preferably liquid at room temperature. Many active energy ray-curable polymerizable components are insoluble in water. It is preferable to have Hydrophilic binding groups include, for example, hydroxyl groups, carboxyl groups, phosphoric acid groups, sulfonic acid groups, salts thereof, ether bonds, amide bonds, and the like. Further, when the ink is a water-based ink, the polymerizable component more preferably has a (meth)acrylamide structure from the viewpoint of hydrolysis resistance. Examples having a (meth)acrylamide structure include M-12 to M-22 in the above table. In addition, the polymerizable component may be further contained in the pretreatment liquid and the liquid composition described below.
(重合開始剤)
上述したインクの重合性成分がラジカル重合性化合物であり、活性エネルギー線の照射によって硬化を進行させる場合には、活性エネルギー線の照射によってラジカルを生成する重合開始剤を添加する。そのような重合開始剤であれば、化合物の構造等に特に制限はない。重合開始剤の例を以下の表2に示す。
(Polymerization initiator)
When the polymerizable component of the ink described above is a radically polymerizable compound and curing is to proceed by irradiation with active energy rays, a polymerization initiator that generates radicals upon irradiation with active energy rays is added. As long as it is such a polymerization initiator, there are no particular restrictions on the structure and the like of the compound. Examples of polymerization initiators are shown in Table 2 below.
重合開始剤は水に不溶のものが多いが、本発明におけるインクを水性インクとする場合には、該重合開始剤は、その構造中に親水性の結合基を有することが好ましい。親水性の結合基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、スルホン酸基及びこれらの塩、エーテル結合、アミド結合等が挙げられる。燐酸基、スルホン酸基を有する例としては、表2における、PI-6~PI-7等がある。なお、重合開始剤として、PI-7のようなチオキサントン系重合開始剤等を用いる場合は、水素供与剤を添加することが好ましい。水素供与剤としては、例えば、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、2種類以上の重合開始剤を組み合わせて使用してもよい。
さらに、反応速度を向上させるために、光の吸収波長を広げる役割を有する増感剤を併用することも可能である。増感剤は、前記重合性成分と組み合わせて用いてもよい。かかる増感剤としては、α-ヒドロキシケトン、ベンジルケタール、アシルフォスフィン、チオキサントン等の骨格を有する化合物が挙げられる。
Many polymerization initiators are insoluble in water, but when the ink of the present invention is a water-based ink, the polymerization initiator preferably has a hydrophilic binding group in its structure. Hydrophilic binding groups include, for example, hydroxyl groups, carboxyl groups, phosphoric acid groups, sulfonic acid groups, salts thereof, ether bonds, amide bonds, and the like. Examples having a phosphoric acid group or a sulfonic acid group include PI-6 to PI-7 in Table 2. When a thioxanthone-based polymerization initiator such as PI-7 is used as the polymerization initiator, it is preferable to add a hydrogen donor. Examples of hydrogen donors include triethanolamine and monoethanolamine, but are not limited to these. Also, two or more polymerization initiators may be used in combination.
Furthermore, in order to improve the reaction rate, it is also possible to use a sensitizer that has the role of broadening the absorption wavelength of light. A sensitizer may be used in combination with the polymerizable component. Examples of such sensitizers include compounds having skeletons such as α-hydroxyketones, benzyl ketals, acylphosphine, thioxanthone and the like.
(色材)
インクにおける色材としては、一般的に染料や顔料、またこれらの分散体が好適に用いられる。
染料としては限定されるものではなく、一般的に使われる染料であれば問題なく用いることができる。例としては、C.Iダイレクトブルー6,8,22,34,70,71,76,78,86,142,199、C.Iアシッドブルー9,22,40,59,93,102,104,117,120,167,229、C.Iダイレクトレッド1,4,17,28,83,227、C.Iアシッドレッド1,4,8,13,14,15,18,21,26,35,37,249,257,289、C.Iダイレクトイエロー12,24,26,86,98,132,142、C.Iアシッドイエロー1,3,4,7,11,12,13,14,19,23,25,34,44,71、C.Iフードブラック1,2、C.Iアシッドブラック2,7,24,26,31,52,112,118等が挙げられる。
顔料としては限定されるものではなく、一般的に使われる顔料であれば問題なく用いることができる。例としては、C.Iピグメントブルー1,2,3,15:3,16,22、C.Iピグメントレッド5,7,12,48(Ca),48(Mn)57(Ca),112,122、C.Iピグメントイエロー1,2,3,13,16,83、カーボンブラック#2300,900,33,40,52、MA7,8、MCF88(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製)、RAVEN1255(商品名、コロンビア製)、REGAL330R、660R、MOGUL(いずれも商品名、キャボット製)、Color Black FW1、FW18、S170、S150、Printex35(いずれも商品名、デグッサ製)等が挙げられる。
(colorant)
Dyes, pigments, and dispersions thereof are generally preferably used as colorants in inks.
The dye is not particularly limited, and commonly used dyes can be used without any problem. For example, C.I. I Direct Blue 6, 8, 22, 34, 70, 71, 76, 78, 86, 142, 199, C.I.
The pigment is not particularly limited, and any commonly used pigment can be used without any problem. For example, C.I. Pigment Blue 1,2,3,15:3,16,22, C.I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn) 57 (Ca), 112, 122, C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 13, 16, 83, carbon black #2300, 900, 33, 40, 52, MA7, 8, MCF88 (all trade names, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), RAVEN1255 (trade name , Columbia), REGAL330R, 660R, MOGUL (all trade names, manufactured by Cabot), Color Black FW1, FW18, S170, S150, Printex35 (all trade names, manufactured by Degussa).
本発明のインクを水性インクとする場合、前記染料及び顔料を分散し得る分散樹脂としては、水溶性であり、重量平均分子量が1000~15000程度のものが好適に使用される。例としては、以下のモノマーからなるブロック共重合体あるいはランダム共重合体、またこれらの塩等が挙げられる:
・スチレン及びその誘導体
・ビニルナフタレン及びその誘導体
・α,β-エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル
・アクリル酸及びその誘導体
・マレイン酸及びその誘導体
・イタコン酸及びその誘導体
・フマル酸及びその誘導体。
When the ink of the present invention is a water-based ink, a dispersing resin capable of dispersing the dye and pigment is preferably water-soluble and has a weight-average molecular weight of about 1,000 to 15,000. Examples include block copolymers or random copolymers of the following monomers, salts thereof, and the like:
- styrene and its derivatives - vinylnaphthalene and its derivatives - aliphatic alcohol esters of α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acids - acrylic acid and its derivatives - maleic acid and its derivatives - itaconic acid and its derivatives - fumaric acid and its derivatives derivative.
また、分散樹脂を用いずに、活性エネルギー線硬化性樹脂を単独で用いることもできる。また本発明は、インク形態としての限定を受けず、自己分散タイプ、樹脂分散タイプ、マイクロカプセルタイプ等の使用も適宜可能である。 Moreover, an active energy ray-curable resin can be used alone without using a dispersion resin. In addition, the present invention is not subject to any limitation as to the form of the ink, and it is possible to appropriately use a self-dispersion type, a resin dispersion type, a microcapsule type, or the like.
(水及び水溶性有機溶剤)
インクは、インクジェット吐出性や乾燥性を制御するために、水及び/又は有機溶剤を含んでいてもよい。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。有機溶剤としては、沸点が高く蒸気圧の低い水溶性の有機溶剤が好ましい。例としては、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などの(ポリ)エチレングリコール、プロピレングリコールやジプロピレングリコールなどの(ポリ)プロピレングリコール、ブチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、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メチルエーテル、グリセリン等である。また、粘度や表面張力等を調整する成分として、エチルアルコールやイソプロピルアルコール等のアルコール類や各種界面活性剤を添加することもできる。なお、インクは、水を含む水性インクである場合、吐出性の観点から、インクの全質量中、水を50.0質量%以上含有することが好ましい。
(Water and water-soluble organic solvent)
The ink may contain water and/or an organic solvent in order to control the inkjet ejection property and drying property. The water is preferably deionized water such as by ion exchange. As the organic solvent, a water-soluble organic solvent having a high boiling point and a low vapor pressure is preferable. Examples include (poly)ethylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, (poly)propylene glycols such as propylene glycol and dipropylene glycol, butylene glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, glycerin and the like. Alcohols such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol, and various surfactants can also be added as components for adjusting viscosity, surface tension, and the like. When the ink is a water-based ink containing water, it preferably contains water in an amount of 50.0% by mass or more based on the total mass of the ink from the viewpoint of dischargeability.
インク中の各成分の配合比について、本実施形態では、重合開始剤の含有量が重合性成分に対して0.030質量%以上0.100質量%以下であることが特徴である。また、重合開始剤の含有量が重合性成分に対して0.050質量%以上0.080質量%以下であることが好ましい。なお、インク中の重合性成分の含有量は、インクの総量に対して3.00質量%以上であることが好ましく、10.0質量%以上であることがより好ましい。インク中の重合開始剤の含有量は、重合性成分の含有量に合わせて、上記範囲内で調整される。その他の成分に関しては、選択したインクジェット記録方式やヘッドの吐出力、ノズル径等から吐出可能な範囲で調整可能である。 Regarding the compounding ratio of each component in the ink, this embodiment is characterized in that the content of the polymerization initiator is 0.030% by mass or more and 0.100% by mass or less with respect to the polymerizable component. Moreover, it is preferable that the content of the polymerization initiator is 0.050% by mass or more and 0.080% by mass or less with respect to the polymerizable component. The content of the polymerizable component in the ink is preferably 3.00% by mass or more, more preferably 10.0% by mass or more, relative to the total amount of the ink. The content of the polymerization initiator in the ink is adjusted within the above range according to the content of the polymerizable component. The other components can be adjusted within the ejection range depending on the selected inkjet recording method, head ejection force, nozzle diameter, and the like.
<第一の活性エネルギー線照射装置>
第一の活性エネルギー線照射装置(以下、「第一の照射装置」とも略称する)は、前記第二の工程、具体的には、第一の中間画像に活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する工程を実施し得る装置である。第一の照射装置としては、インクの重合を進めることのできる活性エネルギー線を照射できる装置であれば、公知の照射装置を特に限定せずに用いることができる。例として、水銀ランプ、メタルハイドランプ、エキシマランプ、LED等が挙げられる。なお、第一の照射装置によって照射される活性エネルギー線を、「第一の活性エネルギー線」とも称する。
本発明では、インクを硬化するために、インク付与装置より後であって液体組成物付与装置より前の位置に、少なくとも一つ以上の第一の照射装置を配置する。第一の照射装置による活性エネルギー線照射を受けて、インク中の重合性成分は重合反応を進めることとなる。ここで、本発明においては、インク中の重合開始剤の量が極微量であるため、インク中の重合性成分の一部を意図的に未反応の状態で残し、インクを仮硬化した状態にすることができる。第一の照射装置によって照射されるエネルギー線の積算光量は特に限定されるものではないが、インクを十分に増粘させるために400mJ/cm2以上であることが好ましい。従来、活性エネルギー線硬化性インクを仮硬化するためには、仮硬化時に付与する活性エネルギー線の積算光量に制限(上限)を設けることが一般的であった。しかし、本発明は、第一の照射装置によって照射されるエネルギー線の積算光量に関して、基本的に制限がないことが特徴である。
<First active energy ray irradiation device>
A first active energy ray irradiation device (hereinafter also referred to as a “first irradiation device”) irradiates the second step, specifically, the first intermediate image with an active energy ray to irradiate the ink. An apparatus capable of carrying out the step of thickening to form a second intermediate image. As the first irradiation device, any known irradiation device can be used without particular limitation as long as it is a device capable of irradiating an active energy ray capable of promoting polymerization of ink. Examples include mercury lamps, metal hydride lamps, excimer lamps, and LEDs. In addition, the active energy ray irradiated by the first irradiation device is also referred to as "first active energy ray".
In the present invention, in order to cure the ink, at least one or more first irradiation devices are arranged after the ink applying device and before the liquid composition applying device. Upon receiving the active energy ray irradiation from the first irradiation device, the polymerizable component in the ink advances the polymerization reaction. Here, in the present invention, since the amount of the polymerization initiator in the ink is extremely small, a part of the polymerizable component in the ink is intentionally left in an unreacted state so that the ink is temporarily cured. can do. The integrated amount of energy rays irradiated by the first irradiation device is not particularly limited, but is preferably 400 mJ/cm 2 or more in order to sufficiently thicken the ink. Conventionally, in order to temporarily cure an active energy ray-curable ink, it was common to set a limit (upper limit) on the cumulative light amount of the active energy ray applied during temporary curing. However, the present invention is characterized in that there is basically no limit to the integrated amount of energy rays emitted by the first irradiation device.
<液体組成物付与装置>
液体組成物付与装置103は、前記第二の工程において記録媒体107上に形成された第二の中間画像上に、重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、前記記録媒体107上に、第三の中間画像を形成する第三の工程を実施し得る装置である。第二の中間画像に対して液体組成物が付与されることによって、仮硬化状態の活性エネルギー線硬化性インク(第二の中間画像)に追加の重合開始剤が供給され、第三の中間画像が形成される。
<Liquid composition application device>
The liquid composition application device 103 applies a liquid composition containing a polymerization initiator onto the second intermediate image formed on the
本実施形態では、液体組成物付与装置として、インクジェットヘッドを用いることが好ましい。インクジェットヘッドとしては、例えば電気-熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する形態、電気-機械変換体によってインクを吐出する形態、静電気を利用してインクを吐出する形態等が挙げられる。本実施形態では、公知のインクジェットヘッドを用いることができる。中でも高速で高密度の印刷を行う観点からは電気-熱変換体を利用したものが好適に用いられる。描画は、画像信号を受けて、各位置に必要な液体組成物量を付与することにより行われる。
本実施形態において液体組成物付与装置として用いられるインクジェットヘッドは、記録媒体107に対応するだけのY方向長さを有するラインヘッドであるが、装置構成に応じて記録媒体の搬送方向と直行する方向に走査するシリアルヘッドを用いてもよい。インクジェットヘッドは、その一つの面にノズルが開口した吐出面を有しており、吐出面は微小な隙間(数ミリ程度)を空けて記録媒体107の表面に対向することとなる。
In this embodiment, an inkjet head is preferably used as the liquid composition application device. As an inkjet head, for example, an electro-thermal transducer causes film boiling in ink to form air bubbles to eject ink, an electro-mechanical transducer ejects ink, and an ink is ejected using static electricity. Examples include a form of discharging. In this embodiment, a known inkjet head can be used. Among them, from the viewpoint of performing high-speed and high-density printing, one using an electro-thermal converter is preferably used. Drawing is performed by receiving an image signal and applying the required amount of liquid composition to each position.
The inkjet head used as the liquid composition applying device in this embodiment is a line head having a length in the Y direction corresponding to the
[液体組成物]
(重合開始剤)
本実施形態の液体組成物は、少なくとも重合開始剤を含む。液体組成物に含まれる重合開始剤は、基本的に、上述したインクにおいて用いることができるものから選定される。なお、液体組成物に含まれる重合開始剤は、インクに含まれるものと同じものを用いても、異なるものを用いてもよい。液体組成物中の重合開始剤の含有量は、前記インクに含まれる重合性成分及び任意に液体組成物中に含まれる重合性成分の総量の0.500質量%以上であることが好ましく、1.000質量%以上であることがより好ましい。これにより、第二の工程で仮硬化状態となった活性エネルギー線硬化性インクに対して、インクが十分に本硬化できるに足りる量の重合開始剤を第三の工程で供給できることとなる。
[Liquid composition]
(Polymerization initiator)
The liquid composition of this embodiment contains at least a polymerization initiator. The polymerization initiator contained in the liquid composition is basically selected from those that can be used in the ink described above. The polymerization initiator contained in the liquid composition may be the same as that contained in the ink, or may be different. The content of the polymerization initiator in the liquid composition is preferably 0.500% by mass or more of the total amount of the polymerizable components contained in the ink and optionally the polymerizable components contained in the liquid composition. It is more preferably at least 0.000% by mass. As a result, the actinic energy ray-curable ink, which has been temporarily cured in the second step, can be supplied in the third step with a sufficient amount of the polymerization initiator to fully cure the ink.
(色材)
液体組成物は、色材を含有しない、あるいは含有したとしても、その割合が非常に低い。具体的に、液体組成物中の色材の含有量は1.00質量%以下であり、液体組成物は色材を含有しないことが好ましい。
(colorant)
The liquid composition contains no colorant, or a very low proportion, if any. Specifically, the content of the coloring material in the liquid composition is 1.00% by mass or less, and the liquid composition preferably contains no coloring material.
液体組成物は、前記重合開始剤と任意に色材とを含む以外は、何ら制限を受けない。液体組成物は、インクと同様、重合性成分を含んでいてもよいし、インクジェット吐出性や乾燥性を制御するために水や有機溶剤を含んでもよく、さらに界面活性剤を含んでいてもよい。重合性成分としては、例えば、前記インク中の重合性成分として例示したものと同じものを挙げることができる。なお、液体組成物は、水を含む水性の液体組成物である場合、吐出性の観点から、液体組成物の全質量中、水を50.0質量%以上含有することが好ましい。水は、イオン交換等により脱イオンした水であることが好ましい。 The liquid composition is not limited except that it contains the polymerization initiator and optionally a colorant. The liquid composition, like the ink, may contain a polymerizable component, may contain water or an organic solvent for controlling the ink jetting property and drying property, and may further contain a surfactant. . Examples of the polymerizable component include those exemplified as the polymerizable component in the ink. When the liquid composition is a water-based liquid composition containing water, it preferably contains water in an amount of 50.0% by mass or more based on the total mass of the liquid composition, from the viewpoint of dischargeability. The water is preferably deionized water such as by ion exchange.
<第二の活性エネルギー線照射装置>
第二の活性エネルギー線照射装置(以下、「第二の照射装置」とも略称する)は、前記第四の工程、具体的には、前記第三の中間画像に活性エネルギー線を照射し、最終画像を形成する工程を実施し得る装置である。第二の照射装置としては、液体組成物を付与された仮硬化状態のインクの硬化をさらに進めることのできる活性エネルギー線を照射できる装置であれば、公知の照射装置を特に限定せずに用いることができる。例として、水銀ランプ、メタルハイドランプ、エキシマランプ、LED等が挙げられる。なお、第二の照射装置によって照射される活性エネルギー線を、「第二の活性エネルギー線」とも称する。
本発明では、液体組成物を付与された仮硬化状態のインクの硬化をさらに進めるために、液体組成物付与装置より後に、少なくとも一つ以上の第二の照射装置を配置する。第二の照射装置による活性エネルギー線照射により、液体組成物を付与された仮硬化状態のインクは完全に硬化され、本硬化状態に至る。
第二の照射装置による活性エネルギー線照射により、仮硬化状態のインクを本硬化させるにあたっては、照射する光の積算光量が200mJ/cm2以上であることが好ましく、2000mJ/cm2以上であることがより好ましい。
<Second active energy ray irradiation device>
A second active energy ray irradiation device (hereinafter also abbreviated as a “second irradiation device”) irradiates the fourth step, specifically, the third intermediate image with an active energy ray, and finally Apparatus capable of performing the step of forming an image. As the second irradiation device, any known irradiation device can be used without particular limitation as long as it can irradiate an active energy ray capable of further advancing the curing of the temporarily cured ink to which the liquid composition has been applied. be able to. Examples include mercury lamps, metal hydride lamps, excimer lamps, and LEDs. In addition, the active energy ray irradiated by the second irradiation device is also referred to as "second active energy ray".
In the present invention, at least one or more second irradiation devices are arranged after the liquid composition applying device in order to further promote the curing of the temporarily cured ink to which the liquid composition has been applied. The temporarily cured ink to which the liquid composition has been applied is completely cured by the irradiation of the active energy ray by the second irradiation device to reach the main cured state.
When the temporarily cured ink is fully cured by irradiation with active energy rays from the second irradiation device, the integrated light quantity of the irradiated light is preferably 200 mJ/cm 2 or more, and is 2000 mJ/cm 2 or more. is more preferred.
<前処理液付与装置>
本実施形態のインクジェット記録装置100は、記録媒体107上に前処理液を付与する前処理液付与装置105を有していてもよい。図2に示す前処理液付与装置105は、前処理液収容部105aと、前処理液収容部105a内の前処理液を記録媒体上に付与する前処理液付与部材105b、105cを有するグラビアオフセットローラとを備える。前処理液は、目的に応じて付与装置の構成及び含有成分を自由に選定することができる。例えば、記録媒体107上でのインク/又はインク組成物の一部の流動性を低下せしめて、画像形成時のブリーディングやビーディングの抑制を助ける目的で、インク中の色材成分を凝集せしめる多価金属イオン、カチオン性樹脂等のカチオン性成分や、有機酸等を含む前処理液を付与することが考えられる。また、別の例として、記録媒体107に対する画像の密着性を高める目的で、ウレタン樹脂エマルション等を含む前処理液を付与することが考えられる。
前処理液付与装置105は、前処理液を記録媒体上に付与できるいかなる装置であってもよく、従来知られている各種装置を適宜用いることができる。具体的には、グラビアオフセットローラ、インクジェットヘッド、ダイコーティング装置(ダイコータ)、ブレードコーティング装置(ブレードコータ)等が挙げられる。前処理液付与装置105による前処理液の付与は、記録媒体上でインクと混合(反応)することができれば、インクの付与前に行っても、インクの付与後に行ってもよい。好ましくは、インクの付与前に前処理液を付与する。
<Pretreatment liquid application device>
The
The pretreatment
<乾燥装置>
本実施形態のインクジェット記録装置100は、記録媒体107上に付与された前処理液、活性エネルギー線硬化性インク及び液体組成物の乾燥を促進することを目的とした乾燥装置106を有していてもよい。乾燥装置106は、インク付与装置より後で、かつ第二の活性エネルギー線照射装置の前の任意の位置に導入され、第一の工程から第四の工程後までの間の任意のタイミングで、前処理液、活性エネルギー線硬化性インク及び液体組成物の乾燥を促進する。乾燥装置106により、前処理液、インク及び液体組成物に含まれる溶剤成分を揮発させたうえで、活性エネルギー線照射による硬化を行うことにより、より堅牢性の高い最終画像を得ることが期待できる。前処理液、インク及び液体組成物のすべてに含まれる溶剤成分を同時に揮発させられるように、乾燥装置は、液体組成物付与装置の後に配置されることが好ましい。乾燥装置106は、前処理液、インク及び液体組成物の乾燥を促進できるいかなる装置であってもよく、従来知られている各種装置を適宜用いることができる。
<Drying device>
The
<記録媒体及び記録媒体搬送装置>
本実施形態において、記録媒体107は特に限定されず、公知の記録媒体をいずれも用いることができる。記録媒体としては、ロール状に巻回された長尺物、あるいは所定の寸法に裁断された枚葉のものが挙げられる。材質としては、紙、プラスチックフィルム、木板、段ボール、金属フィルム等が挙げられる。また、図2において、記録媒体107を搬送するための記録媒体搬送装置108は、記録媒体繰り出しローラ108a、記録媒体巻き取りローラ108f及び記録媒体搬送ローラ108b~108eによって構成されている。ただし、記録媒体を搬送できればよく、特にこの構成に限定されるものではない。
<Recording medium and recording medium conveying device>
In this embodiment, the
上記のような装置構成及びプロセスで画像形成を行うことによって、記録媒体上に形成された第一の中間画像は、第一の活性エネルギー線照射により確実に仮硬化される。これにより、ビーディングやブリード等が抑制された、高い品位の画像を形成することができる。その後、仮硬化された第二の中間画像上に重合開始剤を含む液体組成物を付与し、第二の活性エネルギー線照射を行うことで、第三の中間画像を本硬化し、高い堅牢性を発現することができる。このようにして、活性エネルギー線硬化性インクを用いた直描型のインクジェット画像形成方法及びインクジェット画像形成装置において、制御性の良い仮硬化機構を設けることで、画像の仮固定(画像品位)と本硬化後の高い堅牢性を両立することができる。 The first intermediate image formed on the recording medium is reliably pre-cured by the first actinic energy ray irradiation by forming an image with the apparatus configuration and process as described above. As a result, it is possible to form a high-quality image in which beading, bleeding, and the like are suppressed. After that, a liquid composition containing a polymerization initiator is applied onto the temporarily cured second intermediate image, and a second active energy ray irradiation is performed to fully cure the third intermediate image, resulting in high fastness. can be expressed. In this manner, in a direct-writing type inkjet image forming method and an inkjet image forming apparatus using an active energy ray-curable ink, provision of a temporary curing mechanism with good controllability enables temporary fixing of an image (image quality). It is possible to achieve both high robustness after main curing.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。以下で特に断らない限り、「部」は質量部を表し、「%」は質量%を表す。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. The present invention is by no means limited by the following examples, as long as the gist thereof is not exceeded. Unless otherwise specified below, "parts" represent parts by mass and "%" represents mass%.
(顔料分散体の調製)
水性インクとして顔料を用いる場合、以下の原料の混合物を分散処理して得られる顔料分散体を、遠心分離機にかけて粗大粒子を除去して、顔料濃度を10.0%とした顔料分散体を使用した。
・顔料(マゼンタ:ピグメントレッド122、ブラック:カーボンブラック):10.0%
・以下の樹脂を含む樹脂水溶液(顔料分散剤):15.0%
樹脂:スチレン-アクリル酸-アクリル酸エチル共重合体
(酸価150、重量平均分子量8000、固形分20%の水溶液、中和剤KOH)
・イオン交換水:75.0%
(Preparation of pigment dispersion)
When a pigment is used as a water-based ink, a pigment dispersion obtained by dispersing a mixture of the following raw materials is centrifuged to remove coarse particles, and a pigment dispersion having a pigment concentration of 10.0% is used. bottom.
・Pigments (magenta: pigment red 122, black: carbon black): 10.0%
・Aqueous resin solution containing the following resins (pigment dispersant): 15.0%
Resin: styrene-acrylic acid-ethyl acrylate copolymer (acid value 150, weight average molecular weight 8000, solid content 20% aqueous solution, neutralizer KOH)
・Ion-exchanged water: 75.0%
非水性インクとして顔料を用いる場合、下記成分を攪拌混合してミルベースを得た。
・顔料(マゼンタ:ピグメントレッド122、ブラック:カーボンブラック):30.0%
・SR9003(プロポキシ化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(ネオペンチルグリコールプロピレンオキサイド2モル付加物をジアクリレート化した化合物)、商品名、SARTOMER社製):49.0%
・SOLSPERSE32000(分散剤、商品名、Noveon社製):20.0%
・FIRSTCURE ST-1(重合禁止剤、商品名、Chem First社製):1.00%
When a pigment was used as the non-aqueous ink, the following components were stirred and mixed to obtain a millbase.
・Pigments (magenta: pigment red 122, black: carbon black): 30.0%
SR9003 (propoxylated (2) neopentyl glycol diacrylate (a compound obtained by diacrylated a 2 mol adduct of neopentyl glycol propylene oxide), trade name, manufactured by SARTOMER): 49.0%
・SOLSPERSE32000 (dispersant, trade name, manufactured by Noveon): 20.0%
・ FIRSTCURE ST-1 (polymerization inhibitor, trade name, manufactured by Chem First): 1.00%
(インク及び液体組成物の調製)
下記に示す組成で、インクとしてインク1~8、液体組成物として液体組成物1~5を調製した。詳細な組成は表3及び表4に示す。なお、表中、数値の単位は部である。また、水性の各インク及び液体組成物において、水の含有量は、該インク及び液体組成物に含まれる全成分の総量が100部となるように調整した量とした。
(組成)
・顔料分散体:前記の水性または非水性の顔料分散体のいずれか(表3及び表4では顔料分散体ではなく顔料自体の質量を記載)
・重合性成分(前記表1-2~1-4より):M-13、M-18、M-23、M-24
・重合開始剤(前記表2より):PI-1、PI-6
・界面活性剤:BYK-307(商品名、BYK-Chemie社)
・溶媒:水
(Preparation of ink and liquid composition)
Inks 1 to 8 and liquid compositions 1 to 5 were prepared with the following compositions. Detailed compositions are shown in Tables 3 and 4. In the table, the units of numerical values are parts. In each water-based ink and liquid composition, the water content was adjusted so that the total amount of all components contained in the ink and liquid composition was 100 parts.
(composition)
Pigment dispersion: any of the above aqueous or non-aqueous pigment dispersions (Tables 3 and 4 describe the mass of the pigment itself, not the pigment dispersion)
-Polymerizable components (from Tables 1-2 to 1-4 above): M-13, M-18, M-23, M-24
- Polymerization initiator (from Table 2 above): PI-1, PI-6
・Surfactant: BYK-307 (trade name, BYK-Chemie)
・Solvent: Water
[実施例1~8、比較例1~5]
(画像の形成)
本実施例及び比較例では、直描型インクジェット記録装置を用いて、マゼンタ及びブラックインクにより、図3に示すようなベタ部と細線部とチェックパターン部とが並んだ画像を形成した。記録媒体は、搬送速度300mm/secで搬送した。本直描型インクジェット記録装置は、液体組成物を付与してから第二の活性エネルギー照射を行うまでの間に、1秒間、60℃の温風を付与する乾燥装置を有する。記録媒体としては、易接着PETフィルム(商品名:HL92W-100μ、東洋紡株式会社製)を用意した。
まず、記録媒体上に、インク付与装置により、上記組成のブラック及びマゼンタインク1~8のいずれかを付与し、第一の中間画像を形成した。水性インクを使用する場合は、インク付与装置として、電気-熱変換素子を用いオンデマンド方式にてインク吐出を行うタイプのインクジェットヘッド(ノズル列密度1200dpi)を使用した。そして、周波数14.173kHzで駆動させて、インクを4ng/1200dpiで付与した。油系インクを使用する場合は、インク付与装置として、IJ-DESK-Hオンデマンドインクジェット塗布装置(商品名、株式会社ビーエムティー製)に搭載されたヘッドを使用し、同量のインクを付与した。インクの付与量は、付与前後の記録媒体の質量を測定することで算出した。
次いで、記録媒体上の第一の中間画像に、第一の活性エネルギー線照射装置としてUV-LED照射装置(商品名:UV-LED Unijet、波長395nm、ウシオ電機株式会社製)を用いて活性エネルギー線を照射し、第一の中間画像を増粘して第二の中間画像を得た。この時、照射する活性エネルギー線のピーク照度は2000mW/cm2であり、積算光量は、実施例及び比較例毎に個別に設定した。
次いで、記録媒体上の第二の中間画像上に、液体組成物付与装置により上記組成の液体組成物1~5のいずれかを付与し、第三の中間画像を形成した。なお、液体組成物中に顔料が含まれる場合、インクとその上に付与される液体組成物の色(ブラックまたはマゼンタ)が同じになるように、液体組成物を付与した。本実施例及び比較例で使用する液体組成物付与装置は、インク付与装置と同様の基準で選定した。また、液体組成物の付与量はインクと同量とした。
次いで、第三の中間画像に、第二の活性エネルギー線照射装置としてUV-LED照射装置(商品名、UV-LED Unijet、波長395nm、ウシオ電機株式会社製)を用いて活性エネルギー線を照射し、第三の中間画像を本硬化して、最終画像を得た。この時、照射する活性エネルギー線のピーク照度及び積算光量はそれぞれ、2000mW/cm2、2000mJ/cm2とした。
[Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 5]
(Formation of image)
In this example and comparative example, an image in which a solid portion, a thin line portion and a check pattern portion as shown in FIG. The recording medium was transported at a transport speed of 300 mm/sec. This direct drawing type ink jet recording apparatus has a drying device that applies warm air at 60° C. for 1 second after applying the liquid composition and before performing the second activation energy irradiation. As a recording medium, an easily adhesive PET film (trade name: HL92W-100μ, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was prepared.
First, any one of the black and magenta inks 1 to 8 having the composition described above was applied onto the recording medium by an ink applying device to form a first intermediate image. When water-based ink was used, an ink-jet head (nozzle row density: 1200 dpi) of a type that ejects ink by an on-demand system using an electro-thermal conversion element was used as the ink application device. Ink was applied at 4 ng/1200 dpi by driving at a frequency of 14.173 kHz. When using an oil-based ink, the same amount of ink was applied using a head mounted on an IJ-DESK-H on-demand inkjet coating device (trade name, manufactured by BMT Co., Ltd.) as an ink applying device. . The amount of ink applied was calculated by measuring the mass of the recording medium before and after application.
Next, the first intermediate image on the recording medium is irradiated with activation energy using a UV-LED irradiation device (trade name: UV-LED Unijet, wavelength 395 nm, manufactured by Ushio Inc.) as a first active energy ray irradiation device. A second intermediate image was obtained by exposing the line and thickening the first intermediate image. At this time, the peak illuminance of the irradiated active energy rays was 2000 mW/cm 2 , and the integrated amount of light was individually set for each example and comparative example.
Next, on the second intermediate image on the recording medium, any one of liquid compositions 1 to 5 having the composition described above was applied by a liquid composition applying device to form a third intermediate image. When the liquid composition contained a pigment, the liquid composition was applied so that the ink and the liquid composition applied thereon had the same color (black or magenta). The liquid composition applicator used in the present examples and comparative examples was selected based on the same criteria as the ink applicator. Also, the amount of the liquid composition applied was the same as that of the ink.
Next, the third intermediate image is irradiated with active energy rays using a UV-LED irradiation device (trade name: UV-LED Unijet, wavelength: 395 nm, manufactured by Ushio Inc.) as a second active energy irradiation device. , the third intermediate image was main cured to obtain the final image. At this time, the peak illuminance and integrated light quantity of the irradiated active energy rays were set to 2000 mW/cm 2 and 2000 mJ/cm 2 , respectively.
(画像品位・堅牢性の評価)
各実施例及び比較例において形成した画像の画像品位及び堅牢性の評価を実施した。画像品位に関しては、図3における画像品位評価部を、顕微鏡を用いて観察し、細線部・チェックパターン部からそれぞれビーディング・ブリードの良し悪しをA~Cの3段階で相対評価した。堅牢性に関しては、図3における堅牢性評価部に対して、学振試験機を用いた面擦過試験を行い、画像の欠損度合いをA~Cの3段階で相対評価した。面擦過試験の条件は、乾いたカナキン3号で500g、150往復擦過するものとした。下記表5に、実施例1~8及び比較例1~5において用いた活性エネルギー線硬化性インク及び液体組成物、インク及び液体組成物中に含まれる重合性成分の総量に対する液体組成物中の重合開始剤の含有量、第一の活性エネルギー線照射における積算光量、最終画像における画像品位及び堅牢性の評価結果をまとめた。
(Evaluation of image quality and robustness)
Image quality and fastness of images formed in each example and comparative example were evaluated. Regarding the image quality, the image quality evaluation portion in FIG. 3 was observed using a microscope, and the quality of beading/bleed was evaluated on a three-grade scale from A to C based on the thin line portion and check pattern portion. As for fastness, a surface scratching test was performed using a Gakushin tester on the fastness evaluation portion shown in FIG. The condition of the surface rubbing test was to rub 500 g of dry Kanakin No. 3 back and forth 150 times. Table 5 below shows the active energy ray-curable inks and liquid compositions used in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5, and the total amount of polymerizable components contained in the inks and liquid compositions. The content of the polymerization initiator, the integrated amount of light in the first actinic energy ray irradiation, and the image quality and fastness evaluation results of the final image are summarized.
実施例1及び2では、インク中に含まれる重合開始剤の量が適度に調節されていた。また、第一の活性エネルギー線照射における積算光量も十分に高く、その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量も適量であった。これにより、マゼンタ・ブラックインク共に適当な粘度に仮硬化することができ、また、液体組成物付与後の本硬化も理想的に実施することができ、画像品位を保ちつつ、最終画像の高い堅牢性も実現することができた。
実施例3は、水性のインク及び液体組成物を用いた他の実施例とは異なり、非水性のインク及び液体組成物を用いた実施例である。本実施例についても実施例1及び2と同様、マゼンタインク・ブラックインク共に適度に仮硬化され、その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量も適量であった。これにより、マゼンタ・ブラックインク共に適当な粘度に仮硬化することができ、また、液体組成物付与後の本硬化も理想的に実施することができ、画像品位を保ちつつ、最終画像の高い堅牢性も実現することができた。
In Examples 1 and 2, the amount of polymerization initiator contained in the ink was moderately adjusted. In addition, the integrated amount of light in the first actinic energy ray irradiation was sufficiently high, and the amount of the polymerization initiator supplied to the ink by applying the liquid composition thereafter was also appropriate. As a result, both the magenta and black inks can be temporarily cured to an appropriate viscosity, and the final curing after application of the liquid composition can be ideally performed, and the final image can be highly durable while maintaining image quality. I was able to achieve sexuality.
Example 3 is an example using a non-aqueous ink and liquid composition, unlike the other examples using an aqueous ink and liquid composition. In this example, as in Examples 1 and 2, both the magenta ink and the black ink were appropriately pre-cured, and the amount of the polymerization initiator supplied to the ink by the subsequent application of the liquid composition was also appropriate. As a result, both the magenta and black inks can be temporarily cured to an appropriate viscosity, and the final curing after application of the liquid composition can be ideally performed, and the final image can be highly durable while maintaining image quality. I was able to achieve sexuality.
実施例4では、インク中に含まれる重合開始剤の量が、本発明を実施するための最低限の量であった。第一の活性エネルギー線照射における積算光量は十分に高く、その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量は適量であった。これにより、マゼンタ・ブラックインク共に最低限画像品位を保てる程度に仮硬化された。また、液体組成物付与後の本硬化に関しては理想的に実施することができ、最終画像の高い堅牢性を実現することができた。
実施例5では、インク中に含まれる重合開始剤の量が、本発明を実施するための上限量であった。第一の活性エネルギー線照射における積算光量は十分に高く、その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量は適量であった。これにより、マゼンタ・ブラックインク共に十分に画像品位を保てるレベルに仮硬化された。また、液体組成物付与後の本硬化に関しては十分に実施することができ、実施例1には劣るものの、最終画像の高い堅牢性を実現することができた。
In Example 4, the amount of polymerization initiator contained in the ink was the minimum amount for practicing the present invention. The integrated amount of light in the first actinic energy ray irradiation was sufficiently high, and the amount of the polymerization initiator supplied to the ink by applying the liquid composition thereafter was appropriate. As a result, both the magenta and black inks were temporarily cured to such an extent that the minimum image quality could be maintained. Further, the main curing after application of the liquid composition could be ideally carried out, and high fastness of the final image could be realized.
In Example 5, the amount of polymerization initiator contained in the ink was the upper limit for practicing the present invention. The integrated amount of light in the first actinic energy ray irradiation was sufficiently high, and the amount of the polymerization initiator supplied to the ink by applying the liquid composition thereafter was appropriate. As a result, both the magenta and black inks were provisionally cured to a level at which image quality can be sufficiently maintained. In addition, the main curing after application of the liquid composition could be carried out satisfactorily, and although inferior to Example 1, high fastness of the final image could be realized.
実施例6では、インク中に含まれる重合開始剤の量が適度に調節されており、また、第一の活性エネルギー線照射における積算光量も十分に高かった。その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量は、本発明を実施する上で好ましい範囲内の量であった。これにより、マゼンタ・ブラックインク共に適当な粘度に仮硬化することができ、画像品位を保つことができた。液体組成物付与後の本硬化に関しては、実施例1には劣るものの、十分に高い堅牢性を発現することができた。
実施例7では、インク中に含まれる重合開始剤の量が適度に調節されており、第一の活性エネルギー線照射における積算光量も十分に高かった。また、その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量も適量であった。一方で、液体組成物中に色材が微量に含まれていることから、マゼンタ・ブラックインク共に適当な粘度に仮硬化すること自体はできたが、最終画像の画像品位は実施例1と比較すると劣っていた。液体組成物付与後の本硬化に関しては理想的に実施することができ、最終画像の高い堅牢性を実現することができた。
実施例8では、インク中に含まれる重合開始剤の量が適度に調節されており、また、その後に液体組成物の付与によってインクに供給される重合開始剤の量も適量であった。一方で、第一の活性エネルギー線照射における積算光量は、他の実施例と比較して低く設定した。これにより、マゼンタ・ブラックインク共に最低限画像品位を保てる程度に仮硬化することができ、また、液体組成物付与後の本硬化に関しては理想的に実施され、最終画像の高い堅牢性を実現することができた。
In Example 6, the amount of the polymerization initiator contained in the ink was appropriately adjusted, and the integrated amount of light in the first active energy ray irradiation was sufficiently high. The amount of polymerization initiator supplied to the ink by subsequent application of the liquid composition was within the preferred range for carrying out the present invention. As a result, both the magenta and black inks could be pre-cured to have appropriate viscosities, and image quality could be maintained. Regarding the main curing after application of the liquid composition, although inferior to Example 1, sufficiently high fastness was able to be exhibited.
In Example 7, the amount of the polymerization initiator contained in the ink was appropriately adjusted, and the integrated amount of light in the first active energy ray irradiation was sufficiently high. Also, the amount of the polymerization initiator supplied to the ink by the subsequent application of the liquid composition was also appropriate. On the other hand, since the liquid composition contained a small amount of coloring material, both the magenta and black inks could be pre-cured to an appropriate viscosity. Then it was inferior. The main curing after application of the liquid composition could be ideally carried out, and high fastness of the final image could be realized.
In Example 8, the amount of the polymerization initiator contained in the ink was appropriately adjusted, and the amount of the polymerization initiator supplied to the ink by the subsequent application of the liquid composition was also appropriate. On the other hand, the integrated amount of light in the first active energy ray irradiation was set lower than in other examples. As a result, both magenta and black inks can be temporarily cured to the extent that the image quality can be maintained at a minimum, and the main curing after application of the liquid composition is ideally performed, realizing high durability of the final image. I was able to
比較例1では、インク中に含まれる重合開始剤の量が本発明で規定する下限量よりも少なかった。そのため、第一の活性エネルギー線照射によってマゼンタ・ブラックインク共に最低限画像品位を保てる程度の粘度に仮硬化することができず、画像品位が損なわれた。
比較例2では、インク中に含まれる重合開始剤の量が本発明で規定する上限量を超えていた。そのため、第一の活性エネルギー線照射の段階で、硬化しやすいマゼンタインクが硬化されすぎてしまい、最終画像における堅牢性を十分に担保することができなかった。
比較例3では、液体組成物中に、本発明で規定するよりも多い量で色材が含まれていた。そのため、マゼンタ・ブラックインク共に適当な粘度に仮硬化すること自体はできたが、最終画像における画像品位が著しく劣化した。
In Comparative Example 1, the amount of the polymerization initiator contained in the ink was less than the lower limit amount specified in the present invention. As a result, both the magenta and black inks could not be pre-cured to a viscosity at which the minimum image quality could be maintained by the first actinic energy ray irradiation, and the image quality was impaired.
In Comparative Example 2, the amount of the polymerization initiator contained in the ink exceeded the upper limit amount specified in the present invention. Therefore, at the stage of the first actinic energy ray irradiation, the easily curable magenta ink was excessively cured, and the fastness of the final image could not be sufficiently ensured.
In Comparative Example 3, the liquid composition contained a coloring material in an amount larger than that specified in the present invention. As a result, both the magenta and black inks could be pre-cured to a suitable viscosity, but the image quality of the final image was remarkably deteriorated.
比較例4及び5は、液体組成物は用いずに、仮硬化時に照射する活性エネルギー線の積算光量を調節することで、画像を仮硬化させることを狙った例である。比較例4では、第一の活性エネルギー線照射により、硬化しやすいマゼンタインクは適度な粘度に仮硬化されたものの、硬化しにくいブラックインクはほとんど増粘せず、画像品位を十分に担保することができなかった。また、比較例5では、第一の活性エネルギー線照射により、硬化しにくいブラックインクは適度な粘度に仮硬化されたものの、硬化しやすいマゼンタインクは硬化されすぎてしまい、最終画像における堅牢性を十分に担保することができなかった。 Comparative Examples 4 and 5 are examples in which the image is temporarily cured by adjusting the cumulative amount of light of the active energy ray irradiated at the time of temporary curing without using the liquid composition. In Comparative Example 4, the magenta ink, which is easy to cure, was temporarily cured to an appropriate viscosity by the first irradiation of the active energy beam, but the black ink, which is difficult to cure, hardly increased in viscosity, and the image quality was sufficiently ensured. I couldn't do it. Further, in Comparative Example 5, the hard-to-cure black ink was temporarily cured to an appropriate viscosity by the first active energy ray irradiation, but the easy-to-cure magenta ink was over-cured, resulting in poor fastness in the final image. could not secure enough.
100 直描型インクジェット記録装置
101 インク付与装置
102 第一の活性エネルギー線照射装置
103 液体組成物付与装置
104 第二の活性エネルギー線照射装置
107 記録媒体
100 Direct-drawing inkjet recording device 101 Ink applying device 102 First active energy ray irradiation device 103 Liquid
Claims (14)
前記第一の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する第二の工程と、
前記第二の中間画像に対して重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、第三の中間画像を形成する第三の工程と、
前記第三の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを硬化させて最終画像を形成する第四の工程と、
を有し、
前記活性エネルギー線硬化性インクが重合性成分と重合開始剤と色材とを含有し、インク中の該重合開始剤の含有量が、該重合性成分の含有量に対して0.030質量%以上0.100質量%以下であり、
前記液体組成物における色材の含有量が1.00質量%以下であるインクジェット画像形成方法。 a first step of applying an active energy ray-curable ink onto a recording medium to form a first intermediate image;
a second step of irradiating the first intermediate image with an active energy ray to thicken the ink to form a second intermediate image;
a third step of applying a liquid composition containing a polymerization initiator to the second intermediate image to form a third intermediate image;
a fourth step of irradiating the third intermediate image with an active energy ray to cure the ink to form a final image;
has
The active energy ray-curable ink contains a polymerizable component, a polymerization initiator, and a coloring material, and the content of the polymerization initiator in the ink is 0.030% by mass with respect to the content of the polymerizable component. 0.100% by mass or less,
An inkjet image forming method, wherein the content of the coloring material in the liquid composition is 1.00% by mass or less.
前記第一の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを増粘させて第二の中間画像を形成する第一の活性エネルギー線照射装置と、
前記第二の中間画像に対して重合開始剤を含有する液体組成物を付与し、第三の中間画像を形成する液体組成物付与装置と、
前記第三の中間画像に対して活性エネルギー線を照射し、インクを硬化させて最終画像を形成する第二の活性エネルギー線照射装置と、
を備え、
前記活性エネルギー線硬化性インクが重合性成分と重合開始剤と色材とを含有し、インク中の該重合開始剤の含有量が、該重合性成分の含有量に対して0.030質量%以上0.100質量%以下であり、
前記液体組成物における色材の含有量が1.00質量%以下であるインクジェット画像形成装置。 an ink application device having an inkjet head for applying active energy ray-curable ink onto a recording medium to form a first intermediate image;
a first active energy ray irradiation device for irradiating the first intermediate image with an active energy ray to thicken the ink to form a second intermediate image;
a liquid composition applying device for applying a liquid composition containing a polymerization initiator to the second intermediate image to form a third intermediate image;
a second active energy ray irradiation device for irradiating the third intermediate image with an active energy ray to cure the ink to form a final image;
with
The active energy ray-curable ink contains a polymerizable component, a polymerization initiator, and a coloring material, and the content of the polymerization initiator in the ink is 0.030% by mass with respect to the content of the polymerizable component. 0.100% by mass or less,
An inkjet image forming apparatus, wherein the content of the coloring material in the liquid composition is 1.00% by mass or less.
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