JP2023067770A - インクジェットインクセット、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 - Google Patents

インクジェットインクセット、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 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、隠蔽性向上と、画像の滲みの発生を抑制できるインクジェットインクセットを提供することを目的とする。【解決手段】布帛にインクを付着させて画像を形成するために用いられる、インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットであって、前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有するインクジェットインクセットである。【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェットインクセット、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。
インクジェット記録方法は、容易にカラー画像の記録が可能であり、しかもランニングコストが低いなどの理由から、近年、急速に普及してきている。しかし、この方法は、インクと記録媒体との組み合わせによっては文字滲みに代表される画像欠陥が発生しやすく、画像品質が大きく低下するという問題を有する。そこで、カチオン性化合物などを含む前処理液を用いて、記録媒体に前処理を施す技術が知られていた。例えば、特許文献1には、そのような前処理液として、水溶性多価金属塩及び特定の樹脂エマルションなどを含むインクジェット捺染用前処理液が提案されている。
本発明は、隠蔽性向上と、画像の滲みの発生を抑制できるインクジェットインクセットを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明のインクジェットインクセットは以下に記載するとおりのものである。
布帛にインクを付着させて画像を形成するために用いられる、インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットであって、
前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェットインクセットである。
本発明によると、隠蔽性向上と、画像の滲みの発生を抑制できるインクジェットインクセットを提供することができる。
図1は、本発明のインクジェット画像形成装置の一例を示す概略斜視図である。 図2は、本発明のインクジェット画像形成装置の収容手段の一例を示す概略斜視図である。 図3は、前処理液を付与した布帛に白色インクをベタ印刷したベタ画像を示す図である。 図4は、図3の白色インクのベタ画像にカラーインクでチャートを形成した画像を示す図である。
従来、布帛にインクを付着させて画像を形成するために用いられる、インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットにおいては、少なくとも、水、アニオン性化合物を凝集させる化合物を含んだ前処理液によって布帛を前処理した後、白色インク又はカラーインクをインクジェット方式で吐出して画像形成を行っていた。
しかしながら、従来技術では、インクによる布帛の隠蔽性が不十分であり、画像の滲みが発生するという問題があった。
なお、本発明において「隠蔽性」とは、前記インクによって記録媒体としての布帛を覆うことを意味し、前記インクとして白色インクを使用する場合は「白色隠蔽性」を意味し、前記インクとしてカラーインクを使用する場合は「カラー発色性」を意味する。
また、本発明において「画像の滲み」とは、隣接するドット間での前記インク滴の合一により生じる「ビーディング」(画像濃度ムラ)、及び2色以上のカラーインクにより形成された画像における色の境界部において、一方あるいは双方のカラーインクが混ざり合うことにより生じる「カラーブリード」の両方を含む。
また、本発明者らは、従来技術では、布帛が濃色である場合、前処理液で前処理された濃色布帛に、白色インクによって画像を形成した場合には、白色隠蔽性が劣る、ビーディング等の画像欠陥が発生するなどの問題があることを見出した。また、本発明らは、布帛が淡色である場合、前処理液で前処理された淡色に、カラーインクによって画像を形成した場合には、カラー発色性が劣る、カラーブリード及びビーディングが発生するなどの問題があることも見出した。更に、本発明らは、白色インク層上にカラーインクによって画像を形成した場合には、カラーブリード及びビーディングが発生するなどの問題があることも見出した。
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物に加えて、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤を添加した前処理液によって濃色布帛を前処理した後、白色インクをインクジェット方式で吐出して画像形成することで白色隠蔽性が著しく向上することが確認された。更に、白色画像部のビーディングも良好となることが確認された。
なお、本発明においては白色隠蔽性の評価はハンター白色度を用いて行う。
また、前記前処理液によって淡色布帛を前処理した後、カラーインクをインクジェット方式で吐出し画像形成することで、カラー発色性が向上し、カラーブリード及びビーディングも良好となることが確認された。
更に、前記前処理液によって布帛を前処理した後、白色インクをインクジェット方式で吐出して画像形成することで白色インク層を形成し、該白色インク層上にカラーインクをインクジェット方式で吐出して画像形成した場合には、カラーブリード及びビーディングが良好となることが確認された。
そのメカニズムは明確になっていないが、前処理液にエマルション状態のサイズ剤を添加することで、前処理した布帛表面が多少撥水性を持つために、インクが布帛に留まることによって隠蔽性が向上し、また、インクの浸透が抑えられることで滲みも抑制する、特にビーディングの発生を抑制できると推定される。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更が可能であり、そのような変更を伴うインクジェットインクセット、インクジェット画像形成方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
(インクジェットインクセット)
本発明のインクジェットインクセットは、布帛にインクを付着させて画像を形成するために用いられるものであり、インクと前処理液とからなる。
本発明において、「インクジェットインクセット」とは、前記インクと前記前処理液がそれぞれ独立した状態で存在していればよい。例えば、前記インクジェットインクセットは、前記インクを収容しているインク収容手段及び前記前処理液を収容している前処理液収容手段が一体化した状態で製造、販売等されている場合に限られない。例えば、前記インクセットは、前記インク収容手段及び前記前処理液収容手段が独立して製造、販売等されていたとしても、前記インク及び前記前処理液が併用されることを前提としている場合、あるいは、前記インク及び前記前処理液が併用されることを実質的に誘導している場合などは、本発明のインクセットに含まれる。
[前処理液]
本発明のインクジェットインクセットにおける記録媒体(布帛)の表面を処理するための前処理液は、水と、インク中に含まれる樹脂及び色材の水分散性粒子等のアニオン性化合物を凝集させることができる化合物と、少なくとも1種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
<アニオン性化合物を凝集させる化合物>
前記アニオン性化合物を凝集させることができる化合物は、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、カチオン性化合物が好ましく、無機金属塩、有機酸金属塩、有機酸アンモニウム塩、カチオンポリマー、カチオン系界面活性剤がより好ましく、水に溶解する無機金属塩、有機酸金属塩、有機酸アンモニウム塩、及びカチオンポリマーからなる群より選択される少なくとも一種が特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記前処理液に、前記アニオン性化合物を凝集させる化合物を用いることで、インク中に含まれる顔料粒子及び樹脂粒子を凝集させる効果により、滲み(ビーディング及びカラーブリード)及び文字つぶれが少ない印刷画質が得られる。
前記無機金属塩、有機酸金属塩、及び有機酸アンモニウム塩が、カルシウム塩、マグネシウム塩、ニッケル塩、及びアルミニウム塩から選ばれる少なくとも1つであるとき、特に水分散性粒子の凝集効果が優れており、インク中に含まれる顔料粒子及び樹脂粒子等のアニオン性化合物を凝集させる効果により、滲み(ビーディング及びカラーブリード)及び文字つぶれが少ない印刷画質が得られる。さらに優れた貯蔵安定性の観点からも好適である。
-無機金属塩-
前記の無機金属塩としては、特に制限はなく、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸マンガン、硫酸ニッケル、硫酸鉄(II)、硫酸銅(II)、硫酸亜鉛、硝酸鉄(II)、硝酸鉄(III)、硝酸コバルト、硝酸ストロンチウム、硝酸銅(II)、硝酸ニッケル(II)、硝酸鉛(II)、硝酸マンガン(II)、塩化ニッケル(II)、塩化カルシウム、塩化スズ(II)、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化マグネシウムなどが挙げられる。また、水溶性1価アルカリ金属塩化合物としては、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-有機酸金属塩-
前記の有機酸金属塩としては、特に制限はなく、例えば、L-アスパラギン酸ナトリウム、L-アスパラギン酸マグネシウム、アスコルビン酸カルシウム、L-アスコルビン酸ナトリウム、琥珀酸ナトリウム、琥珀酸二ナトリウム、琥珀酸二アンモニウム、クエン酸アルミニウム、クエン酸カリウム、クエン酸カルシウム、クエン酸三アンモニウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸二アンモニウム、クエン酸二ナトリウム、乳酸亜鉛、乳酸アルミニウム、乳酸アンモニウム、乳酸カリウム、乳酸カルシウム、乳酸ナトリウム、乳酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酒石酸カリウム、酒石酸カルシウム、DL-酒石酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-有機酸アンモニウム塩-
前記有機酸アンモニウム塩としては、特に制限はなく、例えば、酢酸アンモニウム、プロピオン酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、琥珀酸アンモニウム(琥珀酸二アンモニウム)、マロン酸ジアンモニウム、クエン酸水素二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム及びL-グルタミン酸アンモニウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-カチオンポリマー-
前記カチオンポリマーとしては、特に制限はないが、第4級アンモニウム塩型のカチオン性高分子化合物が好ましく、例えば、ジアルキルアリルアンモニウムクロライド重合物、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級アンモニウム塩重合物、変性ポリビニルアルコールジアルキルアンモニウム塩重合物、ジアルキルジアリルアンモニウム塩重合物などが挙げられる。また、その他のカチオンポリマーとしては、例えば、カチオン性特殊変性ポリアミン化合物、カチオン性ポリアミドポリアミン化合物、カチオン性尿素-ホルマリン樹脂化合物、カチオン性ポリアクリルアミド化合物、カチオン性アルキルケテンダイマー、カチオン性ジシアンジアミド化合物、カチオン性ジシアンジアミド-ホルマリン縮合化合物、カチオン性ジシアンジアミド-ポリアミン縮合化合物、カチオン性ポリビニルホルムアミド化合物、カチオン性ポリビニルピリジン化合物、カチオン性ポリアルキレンポリアミン化合物、カチオン性エポキシポリアミド化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。特に好ましくは、下記一般式(1)~(3)のいずれかで表される化合物である。
Figure 2023067770000001
[一般式(1)中、R10はそれぞれ独立してメチル基又はエチル基を示し、Yはハロゲンイオンを示す。また、nは整数を示す。]
Figure 2023067770000002
[一般式(2)中、Yはハロゲンイオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、及び酢酸イオンのいずれかの陰イオンを示し、R11は、H又はCHを示し、R12、R13、及びR14はそれぞれ独立してH又はアルキル基を示す。また、nは整数を示す。]
Figure 2023067770000003
[一般式(3)中、Rはメチル基又はエチル基を示し、Yはハロゲンイオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び酢酸イオンのいずれかの陰イオンを示す。また、nは整数を示す。]
-カチオン系界面活性剤-
前記カチオン系界面活性剤としては、特に制限はなく、例えば、塩化ベンザルコニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化デカリニウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記アニオン性化合物を凝集させる化合物の含有量としては、特に制限はないが、前記前処理液の全量に対して、0.1質量%以上30質量%以下が好ましく、更に好ましくは1質量%以上20質量%以下である。前記アニオン性化合物を凝集させる化合物の含有量が、30質量%を超える場合には、有機酸塩化合物が十分に溶解せずに析出することがあり、0.1質量%未満である場合には印刷画質向上効果が小さくなることがある。
<エマルション状態のサイズ剤>
前記サイズ剤は製紙分野で使用されているが、インクジェットインク用の前処理液において用いられるサイズ剤はエマルション状態であることが必要である。
前記エマルション状態のサイズ剤としては、特に制限はないが、ロジン系サイズ剤、下記一般式(I)で表される化合物、ポリアクリルアミド系樹脂、及び脂肪酸アミド系樹脂化合物からなる群より選択される少なくとも一種が特に好ましい。
Figure 2023067770000004
[一般式(I)中、R及びRはそれぞれ独立してアルキル基を示す。]
-ロジン系サイズ剤-
前記ロジン系サイズ剤としては、特に制限はないが、マレイン化ロジン化合物及びアクリル化ロジン化合物からなる群より選択される少なくとも一種が、インクの記録媒体への浸透を抑制する点で好ましい。
前記ロジン系サイズ剤としては、抄紙に使用されているロジンサイズ剤を用いることができ、例として下記のものが挙げられる。荒川化学工業社製サイズ剤では、「サイズパインN-771」、「サイズパインN-775」、「サイズパインN-795」、「サイズパインN-1000F」、「サイズパインN-811」、「サイズパインN-817」、「サイズパインN-880」、「サイズパインNT-78」、「ポリマロン351T」、「ポリマロン360」、「ポリマロン1383」などが挙げられ、星光PMC社製サイズ剤では、「AL1203」、「AL1309」、「CC1401」、「CC1404」などが挙げられ、ハリマ化成社製サイズ剤では、「ハーサイズNES-500」、「ハーサイズNES- 687」、「ハーサイズNES-745」、「ハーサイズNES-748」、「NeuR oz-CF50」、「NeuRoz-ES50」などが挙げられる。
-一般式(I)で表される化合物-
前記一般式(I)で表される化合物のR及びRは、それぞれ独立して炭素数12~22のアルキル鎖を示し、炭素数16以上であると更に好ましい効果が望める。一般式(I)で表される化合物としては、抄紙に使用されているアルキルケテンダイマーサイズ剤を使用することができ、例として下記のものが挙げられる。荒川化学工業社製サイズ剤では、「サイズパインK-287」、「サイズパインK-903-20」、「サイズパインK-931」、「サイズパインK-924」、「サイズパインK-921」などが挙げられ、星光PMC社製サイズ剤では、「AD1602」、「AD1606」、「AD1608」、「AD1612」、「AD1614」、「AD1638」、「AD1640」などが挙げられる。
-一ポリアクリルアミド系樹脂-
前記ポリアクリルアミド系樹脂としては、抄紙に使用されているポリアクリルアミド系サイズ剤を用いることができ、例として下記のものが挙げられる。荒川化学工業社製サイズ剤では、「ポリストロン372」、「ポリストロン379」、「ポリストロン387-20」、「ポリストロン1228」、「ポリストロン1250」、「ポリストロン1254」、「ポリストロン1259」、「ポリストロン1262」、「ポリストロン1265」、「ポリストロン1267」、「ポリストロン1276」、「ポリストロン1280」、「ポリストロン1415」、「ポリストロン1430」、「ポリストロン1810」、「ポリストロン1812」、「ポリストロン2806」、「ポリストロン1510F」、「ポリストロン1570F」などが挙げられ、ハリマ化成社製サイズ剤では、「ハーマイドEX-200シリーズ」、「ハーマイドEX-400シリーズ」、「ハーマイドRB-200シリーズ」、「ハーマイドRB-400シリーズ」、「ハーマイドKSシリーズ」などが挙げられる。
-脂肪酸アミド系樹脂化合物-
前記脂肪酸アミド系樹脂化合物抄紙に使用されている脂肪酸アミド系サイズ剤としては、例として下記のものが挙げられる。荒川化学工業社製サイズ剤では、「サイズパインDL-15」、「サイズパインDL-FA20」などが挙げられる。
前記エマルション状態のサイズ剤の前処理液中の固形分含有量は、特に制限はないが、前記前処理液の全量に対して、0.5質量%以上5質量%以下が好ましく、更に好ましくは1質量%以上3質量%以下である。前記エマルション状態のサイズ剤の含有量が、5質量%を超える場合には、効果も充分飽和しており経済的メリットがない。また、0.5質量%未満である場合にはハンター白色度(白色隠蔽性)向上及び画像部のビーディング(濃度ムラ)抑制効果が小さくなることがある。
<水>
前記前処理液中に含まれる前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などを用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記前処理液における水の含有量としては、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、前記アニオン性化合物を凝集させる化合物の溶解及び適切な粘度を保持できる点から、前記前処理液の全量に対して、40質量%以上90質量%以下が好ましく、50質量%以上85質量%以下がより好ましい。
<樹脂粒子>
記録媒体(以下「基材」ともいう)とインクとの接着性を考慮すると、前記前処理液に更に樹脂粒子を含有することが好ましい。前記樹脂粒子は、前記アニオン性化合物を凝集させる化合物としてのカチオン性高分子化合物と共存することから、ノニオン性水分散樹脂粒子であることが好ましく、前記カチオン性高分子化合物との共存下における樹脂粒子の長期的な保存安定性のためには、一般的に用いられている電荷反発型エマルションではなく、立体障害で分散したノニオン性水分散樹脂粒子であることが好適である。
-ノニオン性水分散樹脂粒子-
前記ノニオン性水分散樹脂粒子としては、特に制限はないが、ガラス転移温度(Tg)が-30℃以上80℃以下であるとき、画像が適度な柔軟性を有するものとなり、ラミネート強度と耐擦過性のバランスに優れたものとなるため好適である。前記ノニオン性水分散樹脂粒子とは、電荷を利用せずとも分散可能な水分散樹脂粒子である。
前記ノニオン性水分散樹脂粒子とは、液体組成物から遠心分離により固形分を単離後、熱分解GC-MS(例えば、島津製作所製GC-17Aなど)により、カルボキシル基、スルホ基等の酸性官能基、あるいはアミノ基等の塩基性官能基を含有するモノマーが検出されない樹脂微粒子を指す。
前記ノニオン性水分散樹脂粒子の化学構造に特に限定はなく、ノニオン性で水分散可能な樹脂粒子であればどのようなものでも使用することができるが、ポリオレフィン樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、スチレンブタジエン樹脂、及びこれらの樹脂の共重合体から選ばれる少なくとも1つであるとき、様々な基材に対する強固な密着性が得られるため好ましく、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン-酢酸ビニル-塩化ビニル共重合樹脂、塩素化オレフィン樹脂であることが更に好ましい。
前記ノニオン性水分散樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)としては、特に制限はないが、-30℃以上80℃以下であることが好ましく、また、-25℃以上70℃以下であることがより好ましい。
前記ノニオン性水分散樹脂粒子のTgが、-30℃以上であれば樹脂皮膜が十分強靭なものとなり、前記前処理液により形成された前処理層がより堅牢なものとなり、80℃以下であれば樹脂の成膜性が向上し、充分な柔軟性も担保されるため基材密着性が強固なものとなり好ましい。
前記ノニオン性水分散樹脂粒子の含有量は、特に制限はないが、前記前処理液の全量に対して、固形分として0.5質量%以上20質量%以下が好ましい。
前記ノニオン性水分散樹脂粒子の含有量が、0.5質量%以上であれば樹脂が充分に基材を被覆することができるため密着性が向上し、20質量%以下であれば膜厚が厚くなりすぎないため密着性の低下の恐れが無い。
本発明における前記前処理液の媒体は、水性媒体であるが、必要に応じて水以外のものを添加しても良く、そのようなものとして例えば、有機溶剤、界面活性剤、その他微量添加剤などが挙げられる。
<有機溶剤>
本発明における前記前処理液に使用する有機溶剤としては、特に制限されず、例えば、水溶性有機溶剤を用いることができる。前記水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類等のエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
水溶性有機溶剤の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫化合物;プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。
前記有機溶剤は、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。
前記有機溶剤の前記前処理液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、前記前処理液の乾燥性及び吐出信頼性の点から、前記前処理液の全量に対して、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましく、10質量%以上25質量%以下が更に好ましい。
また、前記前処理液が前記有機溶剤として、1,2-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオールのうちいずれかを含有する場合、樹脂の造膜性が向上し、更に耐擦過性が向上するので好ましい。
<界面活性剤>
前記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。これらは、1種単独で使用してもよく、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。これらの中でも、前記シリコーン系界面活性剤は、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などが挙げられる。
前記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、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、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などが挙げられる。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などが挙げられる。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などが挙げられる。これらの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、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)などが挙げられる。
前記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。
前記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。
前記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。
前記その他の微量添加剤としては、例えば、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤などを含有してよい。
<消泡剤>
前記消泡剤としては、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>
前記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>
前記防錆剤としては、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、1,2,3-ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
<前処理液の製造>
前記前処理液は、前記アニオン性化合物を凝集させる化合物、前記エマルション状態のサイズ剤、及び必要に応じて添加する前記樹脂粒子、及び前記その他の成分を前記水中に分散又は溶解し、撹拌し混合することにより製造することができる。この撹拌及び混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機などを用いて行うことができる。
[インク]
本発明のインクジェットインクセットにおけるインクは、特に制限はないが、アニオン性化合物、有機溶剤、及び水を含有することが好ましく、前記有機溶剤を少なくとも1種を含有することがより好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
従来技術では、上述した通り、布帛に印刷した場合、インクによる隠蔽性の低下、特に白色インクによるハンター白色度(白色隠蔽性)の低下や印刷画像のビーディング及びカラーブリードが生じるという課題があった。
本発明においては、前記有機溶剤、前記水、及び前記アニオン性化合物(アニオン性樹脂粒子及びアニオン性顔料分散体の少なくともいずれか)が凝集乃至増粘する。その結果、隠蔽性を向上し、印刷画像のビーディング及びカラーブリードの発生を抑制することができる。
<有機溶剤>
前記インクに使用する有機溶剤としては、特に制限はないが、温度23℃、相対湿度80%環境中の平衡水分量が30質量%以上である多価アルコールを湿潤剤として含有することができる。これらの中でも、前記有機溶剤は、平衡水分量及び沸点が高いものが好ましい。
温度23℃、相対湿度80%環境下での平衡水分量が30質量%以上である多価アルコールとしては、例えば、ジエチレングリコール(bp245℃、平衡水分量43質量%)、トリエチレングリコール(bp285℃、平衡水分量39質量%)、テトラエチレングリコール(bp324℃~330℃、平衡水分量37質量%)、1,3-ブタンジオール(bp203℃~204℃、平衡水分量35質量%)、グリセリン(bp290℃、平衡水分量49質量%)、ジグリセリン(bp270℃/20hPa、平衡水分量38質量%)、1,2,3-ブタントリオール(bp175℃/33hPa、平衡水分量38質量%)、1,2,4-ブタントリオール(bp190℃~191℃/24hPa、平衡水分量41質量%)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、グリセリン、1,3-ブタンジオールが好ましい。
前記平衡水分量(%)は、塩化カリウム/塩化ナトリウム飽和水溶液(塩化カリウムと塩化ナトリウムを6:4(質量比)で混合した飽和水溶液)を用いデシケーター内の温湿度を温度23℃±1℃、相対湿度80%±3%に保ち、このデシケーター内に各有機溶剤を1gずつ秤量したシャーレを保管し、平衡する水分量を測定し、下記式により算出したものである。
平衡水分量(%)=〔有機溶剤が吸収した水分量/(有機溶剤+有機溶剤が吸収した水分量)〕×100
上記温度23℃、相対湿度80%環境下での平衡水分量が30質量%以上である多価アルコール以外の有機溶剤としては、例えば、2-メチル-1,3-ブタンジオール(bp214℃)、3-メチル-1,3-ブタンジオール(bp203℃)、ジプロピレングリコール(bp232℃)、1,5-ペンタンジオール(bp242℃)、プロピレングリコール(bp187℃)、2-メチル-2,4-ペンタンジオール(bp197℃)、エチレングリコール(bp196℃~198℃)、トリプロピレングリコール(bp267℃)、ヘキシレングリコール(bp197℃)、ポリエチレングリコール(粘調液体~固体)、ポリプロピレングリコール(bp187℃)、1,6-ヘキサンジオール(bp253℃~260℃)、1,2,6-ヘキサントリオール(bp178℃)、トリメチロールエタン(固体、mp199℃~201℃)、トリメチロールプロパン(固体、mp61℃)などが挙げられる。
前記有機溶剤の合計含有量は、特に制限はないが、前記インクの全量に対して、10質量%以上75質量%以下が好ましく、15質量%以上50質量%以下がより好ましい。
前記有機溶剤の合計含有量が、10質量%以上であると、インクの保湿効果が良好となり、75質量%以下であると、記録媒体上での乾燥性が良好であり、更に普通紙上の文字品位が良好である。
前記有機溶剤は、カラーブリード及びビーディング抑制にも関係するが、吐出安定性確保やインク吐出装置の維持装置での廃インク固着防止に寄与するので、適切な範囲で使用するのが好ましい。
更に、上記以外の有機溶剤としては、溶解度パラメーター(SP値)が9(cal/cm1/2以上11.8(cal/cm1/2以下の有機溶剤を含有させることが好ましい。
前記溶解度パラメーター(SP値)が9(cal/cm1/2以上11.8(cal/cm1/2以下の有機溶剤としては、例えば、3-エチル-3-オキセタンメタノール(SP値:11.31(cal/cm1/2)、3-メチル-3-オキセタンメタノール(SP値:11.79(cal/cm1/2)、β-メトキシ-N、N-ジメチルプロピオンアミド(SP値:9.19(cal/c1/2)、β-ブトキシ-N、N-ジメチルプロピオンアミド(SP値:9.03(cal/cm1/2)、1,2-ヘキサンジオール(SP値:11.8(cal/cm1/2)、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール(SP値:11.07(cal/cm1/2)、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール(SP値:11.19(cal/cm1/2)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(SP値:10.14(J/cm1/2)、3-メトキシ-1-ブタノール(SP値:9.64(cal/cm1/2)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(SP値:9.64(cal/cm1/2)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(SP値:11.8(cal/cm1/2)、メチルプロピレントリグリコール(SP値:9.43(cal/cm1/2)、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル(SP値:9.86(cal/cm1/2)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:10.34(cal/cm1/2)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:10.12(cal/cm1/2)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(SP値:9.82(cal/cm1/2)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:10.19(cal/cm1/2)、プロピレングリコールモノブチルエーテル(SP値:9.69(cal/cm1/2)、3-メトキシ-1-ブタノール(SP値:10.65(cal/cm1/2)、3-メトキシ-1-プロパノール(SP値:10.41(cal/cm1/2)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:9.84(cal/cm1/2)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(SP値:11.80(cal/cm1/2)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記溶解度パラメーター(SP値)が9(cal/cm1/2以上11.8(cal/cm1/2以下の有機溶剤の含有量は、特に制限はないが、発色性、カラーブリード、及びビーディング抑制の点から、インク全量に対して、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましい。
<アニオン性化合物>
前記アニオン性化合物を含む材料としては、アニオン性樹脂粒子(アニオン性樹脂エマルション)及びアニオン性顔料分散体の少なくともいずれかが用いられることが好ましい。
<<アニオン性樹脂粒子>>
前記アニオン性樹脂粒子としては、アニオン性を有していれば特に制限はないが、アニオン性を有する水分散性樹脂粒子が好ましい。
-水分散性樹脂粒子-
水分散性樹脂粒子の材料の樹脂としては、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ耐溶剤性、高耐水性、高耐候性を備えたものが、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像記録に有用であり、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂が好ましい。
その他の縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、アクリル-シリコーン樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
これらの中でも、インクの定着性を考慮するとポリウレタン樹脂微粒子が好ましい。また、前記水分散性樹脂粒子を2種類以上併用してもよい。
水分散性樹脂粒子としては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を持つもの、樹脂自身は分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ樹脂により分散性を付与したものが使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化及び懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルションが最適である。
不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、及びpH調整剤などを添加した水中で反応させて樹脂エマルションを得るため、容易に水分散性樹脂を得ることができ、樹脂構成を替えやすく、目的の性質を作りやすい。
水分散性樹脂粒子は、強アルカリ性、強酸性下では分散破壊や加水分解などの分子鎖の断裂が引き起こされるため、pHは4~12が好ましく、特に水分散性着色剤との混和性の点から、7~11がより好ましく、8~10.5が更に好ましい。
水分散性樹脂粒子は、水分散性着色剤を記録媒体に定着させる働きを有し、常温以上で被膜化して着色剤の定着性を向上させる機能を有する。そのため、水分散性樹脂粒子の最低造膜温度(MFT)は100℃以下であることが好ましい。
また、水分散性樹脂粒子のガラス転移温度が-40℃以下になると、樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印刷物にタックが生じるため、ガラス転移温度は-30℃以上であることが好ましい。水分散性樹脂粒子のインク中の含有量は、特に制限はないが、インクの全量に対して、固形分で、0.5質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上15質量%以下がより好ましい。
インクを製造する際には、ポリウレタン樹脂粒子は分散液の形で使用されるが、インク中のポリウレタン樹脂粒子の含有率とは、インク中における固形分であるポリウレタン樹脂粒子の含有率である。
<着色剤>
本発明におけるインクは、着色剤を含有しないクリアインクとすることも可能であるが、着色剤を含有することが好ましく、白色インク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクなどを用いることができる。前記インクセットが白色インクを有する場合、記録媒体が濃色であっても、該白色インクによって画像を形成した場合には白色隠蔽性に優れる。また、前記インクセットがシアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク等のカラーインクを有する場合は、カラー印刷画像のビーディング及びカラーブリードの発生を抑制できる。更に、前記インクセットが、白色インクと前記カラーインクの両方を有する場合は、白色隠蔽性に優れる白色インクによる画像上に、前記カラーインクによる画像を印刷しても、ビーディング及びカラーブリードの発生を抑制できる。
本発明において、「白色インク」とは、記録媒体の前記前処理液が付与された領域に対して付与されることで、白色画像を形成する液体組成物である。なお、本発明において、「白色」とは、社会通念上、白及びホワイトなどと称される色であり、微量着色されているものも含む。
前記インクセットは、前記白色インクを、1種単独で有していてもよく、2種以上を有していてもよい。
また、本発明において、「カラーインク」とは、記録媒体の前記前処理液が付与された領域、又は記録媒体の前記前処理液が付与された領域上に前記白色インクが付与された領域に対して付与されることで、カラー画像を形成する液体組成物である。
なお、本発明において、「カラー」とは、前記「白色」に含まれない色を表し、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどを含む。
前記インクセットは、前記カラーインクを、1種単独で有していてもよく、2種以上を有していてもよい。
着色剤としては、アニオン性を有していれば特に制限はないが、アニオン性を有する顔料が好ましい。
アニオン性を有する顔料としては、界面活性剤で顔料を分散した界面活性剤分散、樹脂で顔料を分散した樹脂分散、顔料の表面を樹脂で被覆した樹脂被覆分散及び顔料表面に親水基を設けた自己分散顔料などがあるが、水分散性のものが好ましい。これらの中でも、樹脂被覆顔料又は自己分散顔料であって、顔料表面に少なくとも一つの親水基を有するものが好ましい。
このような親水基としては、-COOM、-SOM、-POHM、-PO、-CONM、-SONM、-NH-C-COOM、-NH-C-SOM、-NH-C-POHM、-NH-C-PO、-NH-C-CONM、-NH-C-SONMなどが挙げられる。これらの親水基は公知の方法で導入することができる。
また、カウンターイオンMは四級アンモニウムイオンが好ましい。その具体例としては、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニウムイオン、ベンジルトリエチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオンなどが挙げられる。これらの中でも、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニウムイオンが好ましく、テトラブチルアンモニウムイオンが特に好ましい。
上記顔料を用いたインクは、特に経時保存安定性が高く、水分蒸発時の粘度上昇が抑制される。これは、水の含有率が高いインクから水分が蒸発し、有機溶剤の含有率が高くなった際にも、四級アンモニウムイオンを有する親水基により、顔料の分散が安定に保てるためであると推測される。
前記親水基を有する顔料以外の着色剤としては、ポリマー微粒子に顔料を含有させたポリマーエマルションが好ましい。顔料はポリマー微粒子中に封入されていても、ポリマー微粒子の表面に吸着されていてもよい。この場合、全ての顔料が封入又は吸着されている必要はなく、一部がエマルション中に分散していてもよい。ポリマー微粒子用のポリマーとしてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマーなどが挙げられるが、特に好ましいのは、ビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーである。その具体例としては、特開2000-53897号公報、特開2001-139849号公報に開示されたものが挙げられる。
また、一般的な有機顔料、又は無機顔料の粒子を有機顔料若しくはカーボンブラックで被覆した複合顔料を用いることもできる。前記複合顔料は、無機顔料の粒子の存在下で有機顔料を析出させる方法や、無機顔料と有機顔料を機械的に混合摩砕するメカノケミカル法などにより作製することができる。更に必要に応じて、ポリシロキサン、アルキルシランから生成されるオルガノシラン化合物の層を、無機顔料と有機顔料の中間に設けることにより両者の接着性を向上させることもできる。
前記無機顔料粒子と、着色剤の有機顔料若しくはカーボンブラックの質量比は、3:1~1:3が好ましく、3:2~1:2がより好ましい。着色剤の含有量が上記の範囲であると発色性や着色力が低下することなく、透明性や色調が悪くなることがない。
上記複合顔料としては、戸田工業株式会社製のシリカ/カーボンブラック複合材料、シリカ/フタロシアニンPB15:3複合材料、シリカ/ジスアゾイエロー複合材料、シリカ/キナクリドンPR122複合材料などが、一次平均粒径が小さいので好適である。
ここで、20nmの一次粒子径を有する無機顔料粒子を等量の有機顔料で被覆した場合、この顔料の一次粒子径は、25nm程度になる。これに適当な分散剤を用いて一次粒子まで分散できれば、分散粒子径が25nmの非常に微細な顔料分散インクを作製することができる。前記複合顔料は、表面の有機顔料が分散に寄与するだけでなく、厚み約2.5nmの有機顔料の薄層を通して中心にある無機顔料の性質も現れてくるため、両者を同時に分散安定化できる顔料分散剤の選択も重要である。
前記無機顔料としては、例えば、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、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが好ましい。
前記カーボンブラックとしては、例えば、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チャンネルブラック、ファーネスブラック、ガスブラック、ランプブラックなどが挙げられる。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などが好ましい。なお、前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などが挙げられる。前記多環式顔料としては、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が挙げられる。
前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
前記有機顔料としては、例えば、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、408、109、110、117、120、128、139、150、151、155、153、180、183、185、213;C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51;C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219;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(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などが挙げられる。
前記顔料のBET比表面積は、特に制限はないが、10m/g以上1,500m/g以下が好ましく、20m/g以上600m/g以下がより好ましく、50m/g以上300m/g以下が更に好ましい。
所望のBET比表面積のものの利用が容易ではない場合には、前記顔料を比較的小さい粒径にするため、一般的なサイズ減少又は粉砕処理(例えば、ボールミル粉砕、ジェットミル粉砕、超音波処理)を行えばよい。
前記着色剤の累積50%体積粒子径D50は、インク中において、50nm以上350nm以下が好ましい。
前記着色剤の含有量は、特に制限はないが、固形分で、前記インクの全量に対して、1質量%以上15質量%以下が好ましく、1.5質量%以上10質量%以下がより好ましい。前記着色剤の含有量が1質量%以上であれば、インクの発色性及び画像濃度がよくなり、15質量%以下であれば、インクが増粘して吐出性が悪くなることはなく、更に経済的にも好ましい。
なお、本発明では、色調調整の目的で染料を併用しても構わないが、耐候性を劣化させない範囲内で使用する必要がある。
前記着色剤と前記水溶性有機溶剤との質量比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響があり、更にインク吐出装置の維持装置での廃インク固着防止にも影響がある。
前記着色剤の固形分が高いのに前記水溶性有機溶剤の配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらすことがある。
<水>
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。
前記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、前記インクの全量に対して、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。
<界面活性剤>
前記インクは、更に界面活性剤を含有することが好ましい。
前記インクが界面活性剤を含有すると、前記インクの静的表面張力及び動的表面張力を制御することができる。前記界面活性剤としては、特に制限はないが、炭化水素系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ポリエーテル変性シロキサン化合物、アセチレングリコール界面活性剤、及びアセチレンアルコール界面活性剤が好ましく、ポリエーテル変性シロキサン化合物、アセチレングリコール界面活性剤、及びアセチレンアルコール界面活性剤の少なくともいずれか一つを用いることが更に好ましい。これにより、ヘッドノズルプレート撥インク膜に濡れ難いインクとなり、インクのノズル付着による吐出不良を防ぎ、吐出安定性が向上する。また、特に問題になりやすいノズル撥インク膜面にインクが付着し難く、吐出不良が生じ難いインクとなる。
ポリエーテル変性シロキサン化合物の中でも、下記一般式(IV)から一般式(VII)のいずれかで示されるものが好ましく、特に、水分散性着色剤の種類や有機溶剤の組合せによって分散安定性を損なわず、動的表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましい。
これらの界面活性剤は、1種を単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
Figure 2023067770000005
[一般式(IV)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、mは0~23の整数を表し、nは1~10の整数を表し、aは1~23の整数を表し、bは0~23の整数を表す。]
Figure 2023067770000006
[一般式(V)中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、mは1~8の整数を表し、c及びdはそれぞれ独立して1~10の整数を表す。]
Figure 2023067770000007
[一般式(VI)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、eは1~8の整数を表す。]
Figure 2023067770000008
[一般式(VII)中、Rは、下記一般式(C)のポリエーテル基を表し、fは1~8の整数を表す。]
Figure 2023067770000009
[一般式(C)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、gは0~23の整数を表し、hは0~23の整数を表し、g及びhが同時に0となる場合は除かれる。]
上記一般式(IV)で示される化合物としては、以下の式(7)~式(14)のいずれかで示される化合物などが挙げられる。
Figure 2023067770000010
Figure 2023067770000011
Figure 2023067770000012
Figure 2023067770000013
Figure 2023067770000014
Figure 2023067770000015
Figure 2023067770000016
Figure 2023067770000017
上記一般式(V)で示される化合物としては、下記の式(15)で表される化合物などが挙げられる。
Figure 2023067770000018
上記一般式(VI)で示される化合物としては、下記の式(16)で表される化合物などが挙げられる。
Figure 2023067770000019
上記一般式(VII)で示される化合物としては、下記の式(17)から式(19)のいずれかで表される化合物などが挙げられる。
Figure 2023067770000020
Figure 2023067770000021
Figure 2023067770000022
更に、上記化合物と同等の効果を示す市販品のポリエーテル変性シロキサン化合物としては、例えば、デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル株式会社製のDOWSIL 71 Additive、DOWSIL 74 Additive、DOWSIL 57 Additive、DOWSIL 8029 Additive、DOWSIL 8054 Additive、DOWSIL 8211 Additive、DOWSIL 8019 Additive、DOWSIL 8526 Additive、DOWSIL FZ-2123、DOWSIL FZ-2191;モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のTSF4440、TSF4441、TSF4445、TSF4446、TSF4450、TSF4452、TSF4460;日信化学工業株式会社製のシルフェイス(登録商標) SAG002、シルフェイス(登録商標) SAG003、シルフェイス(登録商標) SAG005、シルフェイス(登録商標) SAG503A、シルフェイス(登録商標) SAG008、シルフェイス(登録商標) SJM003;エボニック社製のTEGO(登録商標) WetKL245、TEGO(登録商標) Wet250、TEGO(登録商標) Wet260、TEGO(登録商標) Wet265、TEGO(登録商標) Wet270、TEGO(登録商標) Wet280;ビックケミー・ジャパン社製のBYK-345、BYK-347、BYK-348、BYK-375、BYK-377などが挙げられる。
アセチレングリコール界面活性剤又はアセチレンアルコール界面活性剤としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、サーフィノール104、サーフィノール104E、サーフィノール420、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノールSE、サーフィノールSEF、サーフィノールPSA-336、サーフィノールDF110D、サーフィノールDF58、オルフィンE1004、オルフィンE1010、オルフィンE1020、オルフィンPD-001、オルフィンPD-002W、オルフィンPD-004、オルフィンPD-005、オルフィンEXP.4001、オルフィンEXP.4200、オルフィンEXP.4123、オルフィンEXP.4300(いずれも、日信化学工業株式会社製)などが挙げられる。
更に必要に応じて、上記ポリエーテル変性シロキサン化合物、アセチレングリコール界面活性剤、及びアセチレンアルコール界面活性剤以外のフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などを併用してもよい。
前記界面活性剤の含有量は、特に制限はないが、前記インクの全量に対して、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上3質量%以下がより好ましい。前記界面活性剤の含有量が0.001質量%以上であれば、界面活性剤の良好な添加効果が得られる。しかし、前記界面活性剤の含有量が5質量を超えると添加効果が飽和するため増量しても意味がない。
<その他の成分>
前記インクのその他の成分としては、更に必要に応じて、公知の種々の添加剤を加えてもよく、例えば、抑泡剤(消泡剤)、pH調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤などが挙げられる。
-抑泡剤-
前記抑泡剤は、インクに微量添加することによって、その発泡を抑えるために用いられる。ここで、発泡とは液体が薄い膜になって空気を包むことである。この泡の生成にはインクの表面張力や粘度等の特性が関与する。即ち、水のように表面張力が高い液体は、液体の表面積をできるだけ小さくしようとする力が働くため発泡し難い。これに対し、高粘度で高浸透性のインクは、表面張力が低いために発泡し易く、溶液の粘性により生成した泡が維持されやすく消泡し難い。
通常、抑泡剤は、泡膜の表面張力を局部的に低下させて泡を破壊するか、発泡液に不溶な抑泡剤を発泡液表面に点在させることにより泡を破壊する。インクに界面活性剤として表面張力を低下させる働きの極めて強いポリエーテル変性シロキサン化合物界面活性剤を用いた場合には、前者の機構による抑泡剤を用いても泡膜の表面張力を局部的に低下させることができない。そこで、後者の発泡液に不溶な抑泡剤を用いるが、この場合、溶液に不溶な抑泡剤によりインクの安定性が低下する。
これに対して、下記一般式(IX)で表される抑泡剤は、表面張力を低下させる働きがポリエーテル変性シロキサン化合物界面活性剤ほど強くないものの、該界面活性剤に対する相溶性が高い。このため、抑泡剤が効率的に泡膜に取り込まれ、前記界面活性剤と抑泡剤との表面張力の違いにより泡膜の表面が局部的に不均衡な状態となり、泡が破壊すると考えられる。
Figure 2023067770000023

[一般式(IX)中、R及びRは、それぞれ独立に炭素原子3~6個を有するアルキル基、R及びR10は、それぞれ独立に炭素原子1~2個を有するアルキル基を表し、nは1~6の整数を表す。]
上記一般式(IX)で表される化合物としては、例えば、2,4,7,9-テトラメチルデカン-4,7-ジオール、2,5,8,11-テトラメチルドデカン-5,8-ジオールなどが挙げられる。抑泡効果とインクへの相溶性が高いことから、2,5,8,11-テトラメチルドデカン-5,8-ジオールが特に好ましい。
前記抑泡剤のインク中の含有率は、特に制限はないが、インクの全量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましい。前記抑泡剤の含有量が0.01質量%であれば、泡抑効果が得られ、10質量%以下であれば、抑泡効果が頭打ちになるが、粘度、粒径等のインク物性に悪影響が出るようなことはない。
-pH調整剤-
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを7~11に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩などが挙げられる。
pHが7~11の範囲を外れると、インクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2-アミノ-2-エチル-1,3プロパンジオールなどが挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。
前記ホスホニウム水酸化物としては、例えば、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、強塩基性化合物を用いることが好ましく、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを用いることがより好ましい。また、pH調整剤として、2-アミノ-2-エチル-1,3プロパンジオールを用いることも好ましい。
-防腐防黴剤-
前記防腐防黴剤としては、特に制限はないが、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2-ピリジンチオール-1-オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンなどが挙げられる。
-キレート試薬-
前記キレート試薬としては、特に制限はないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウムなどが挙げられる。
-防錆剤-
前記防錆剤としては、特に制限はないが、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどが挙げられる。
-酸化防止剤-
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。
-紫外線吸収剤-
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。
<インクの製造>
本発明におけるインクは、前記アニオン性化合物、前記有機溶剤、前記水、及び必要に応じて添加する前記着色剤、及び前記その他の成分を水性媒体中に分散又は溶解し、撹拌し混合する撹拌混合工程及び得られた混合物を40℃以上70℃未満で6時間以上加温する工程により製造することができる。この撹拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機等により行うことができ、撹拌混合は通常の撹拌羽を用いた撹拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。
<インク物性>
本発明におけ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る。
しかし、25℃におけるインクの静的表面張力が20mN/m以上であり、且つ最大泡圧法によるバブルライフタイム15msec時の25℃における動的表面張力が40mN/m以下であると、記録媒体に対し十分な濡れ性を確保することができるにも関わらず、インクジェットヘッドのノズルプレートに濡れ難くなり、吐出安定性も確保でき、極めて安定なインクとなるので好ましい。
前記インクの25℃における静的表面張力は、自動表面張力計(例えば、DY-300、協和界面科学株式会社製)を用いてプレート法(Wilhelmy法)により測定することができる。なお、このときの温度25℃は、記録媒体の温度ではなく、前記インク自体の温度である。
また、前記インクの最大泡圧法によるバブルライフタイム15msec時の25℃における動的表面張力は、ポータブル動的表面張力計(例えば、SITA DynoTester、SITA社製)を用いて測定することができる。
また、インクの25℃での粘度は、5mPa・s以上25mPa・s以下が好ましく、6mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましい。前記粘度が5mPa・s以上であれば画像濃度や文字品位の向上効果が得られる。前記粘度が25mPa・s以下であれば、インク吐出性を確保することができる。
上記粘度は、例えば、粘度計(RE-85L、東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
また、インク保存安定性を確保するには、pH8~10が好ましく、pH8.5~10がより好ましい。
<インク収容容器>
本発明におけるインクは、インクカートリッジ等の容器中に収容して使用してもよい。インク収容容器は、例えば、アルミラミネートフィルム又はアルミ蒸着されたフィルムで作製されたインクパック、カーボンブラック等が練り込まれたプラスチック容器(インクカートリッジ)などが挙げられる。
<記録媒体>
本発明のインクジェットインクセットは、テキスタイル用布帛に対して非常に良好な画像形成が可能である。
また、本発明のインクジェットインクセットは、テキスタイル用布帛以外にも使用することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布帛、フィルム、OHPシート、汎用印刷用紙などにも使用可能である。
以下では布帛について説明する。
<<布帛>>
布帛は、繊維を含み、繊維を織物、編物、不織布などの形態にしたものを表す。
布帛を構成する繊維としては、合成繊維を含み、必要に応じて、合成繊維以外のその他繊維を含んでもよい。布帛を構成する繊維として合成繊維を用いる理由について以下に説明する。
一般に、ポリエステル繊維などの合成繊維は、綿繊維などの天然繊維と異なり、繊維内における空隙が少ない。このため、合成繊維を含む布帛に対してインクを付与することで画像を形成する場合、インクに含まれる水溶性有機溶剤が繊維内に吸収され難く、画像内に残留しやすくなる。画像内に水溶性有機溶剤が残留すると、画像の堅牢性が低下する。また、画像の堅牢性を維持するためにインクに含まれる水溶性有機溶剤の含有量を減らすと、インクのデキャップ性が低下する。
一方、本発明においては、前処理液が付与された領域に対してインクが付与されるため、布帛を構成する繊維が合成繊維であったとしても、インクに含まれる水溶性有機溶剤が前処理液中のアニオン性化合物を凝集させることができる化合物に吸収され、画像内における水溶性有機溶剤の残留が抑制され、結果として画像の堅牢性が向上する。
合成繊維としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、及びポリイミドなどの繊維が挙げられ、これらの中でもポリエステル繊維であることが好ましい。
また、繊維としては、生分解性ポリエステル組成物を含む繊維を用いてもよい。生分解性ポリエステル組成物は、例えば、生分解性脂肪族-芳香族ポリエステル又はポリ乳酸などを含有し、必要に応じて、有機フィラー又は無機フィラーなど含有してもよい。生分解性脂肪族-芳香族ポリエステルとしては、例えば、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、ポリブチレンセバケートテレフタレート(PBSeT)などを挙げることができる。有機フィラーとしては、天然澱粉、可塑化澱粉、変性澱粉、天然繊維、木粉などを挙げることができる。無機フィラーとしては、タルク粉、モンモリロナイト、カオリン、チョーク、炭酸カルシウム、グラファイト、石膏、導電性カーボンブラック、塩化カルシウム、酸化鉄、ドロマイト、シリカ、珪灰石、二酸化チタン、ケイ酸塩、雲母、ガラス繊維、鉱物繊維などを挙げることができる。
本発明のインクジェットインクセットは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
(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)
本発明のインクジェット画像形成方法は、インクを用いて記録媒体に画像を形成する前に、該記録媒体の少なくとも画像を形成する領域に、少なくとも水、アニオン性化合物を凝集させる化合物、及び少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤を含む前処理液を付着させる工程1(以下、「前処理液付与工程」と称することがある)と、前処理液付与工程で得られた記録媒体の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット方式でインクを付与する工程2(以下、「インク付与工程」と称することがある)とを含む。
また、本発明のインクジェット画像形成方法は、白色インクで画像形成されたインク上に、インクジェット方式でカラーインクを付与する工程3(以下、「白色インク上のカラーインク付与工程」と称することがある)を含んでもよく、更に前記工程1又は前記工程3の後に布帛を加熱乾燥させる工程4(以下、「加熱乾燥工程」と称することがある)を含んでもよい。
本発明のインクジェット画像形成装置は、前処理液収容手段と、インク収容手段と、前処理液付与手段と、インク付与手段と、を有し、更に必要に応じて、加熱乾燥手段等のその他の手段を有する。
本発明のインクジェット画像形成方法は、本発明のインクジェット画像形成装置により好適に行われる。以下に、本発明のインクジェット画像形成方法の説明と併せて、本発明のインクジェット画像形成装置について説明する。
なお、本発明のインクジェット画像形成方法及び本発明のインクジェット画像形成装置で使用する前記前処理液及び前記インクは、本発明のインクセットに記載のものであるため、詳細な説明は省略する。また、本発明のインクジェット画像形成方法で使用する記録媒体は、前記布帛が好ましい。
<前処理液収容手段>
前記前処理液収容手段は、前処理液を収容する手段である。
前記前処理液収容手段が収容する前処理液は、本発明のインクセットに含まれる前処理液である。
<インク収容手段>
前記インク収容手段は、インクを収容する手段である。
前記インク収容手段が収容するインクは、本発明のインクセットに含まれる前記白色インク又は前記カラーインクである。したがって、前記インクジェット画像形成装置における前記インク収容手段の数は、1つであってもよく、複数であってもよい。
<<インクカートリッジ>>
前記前処理液収容手段及び前記インク収容手段として、インクカートリッジを使用することもできる。前記インクカートリッジは、本発明のインクセットを収容してなるものであり、前記インクセットと、容器と、を有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記インクカートリッジは、インク交換などの作業において、インクに直接触れる必要がなく、手指や着衣の汚れなどの心配がなく、またインクへのごみ等の異物混入を防止できる点で有利である。
前記インクカートリッジは、前記インクセットを、一体的に収容していてもよく、前記前処理液、前記白色インク、及び前記カラーインクを、それぞれ独立に収容していてもよい。また、前記インクセットが、前記前処理液と、前記白色インクと、複数の前記カラーインクを有する場合、前記インクカートリッジは、前記前処理液、前記白色インク、及び前記複数のカラーインクを一体的に収容していてもよく、それぞれ独立に収容していてもよい。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものなどが好ましい。
前記インクカートリッジの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜用いて製造することができる。
前記インクカートリッジは、例えば、前記インク袋等の容器に収容されたインクセットを、更にカートリッジケース(例えば、プラスチック製のケース)内に収容し、前記インクジェット画像形成装置に着脱可能に装着して用いられるようになっていることが好ましい。これにより、インクの補充や交換を簡素化でき作業性を向上させることができる。
<工程1:前処理液付与工程及び前処理液付与手段>
前記工程1としての前処理液付与工程は、記録媒体の少なくとも画像を形成する領域に前記前処理液を付与する工程である。
前記前処理液付与手段は、記録媒体の少なくとも画像を形成する領域に前記前処理液を付与する手段である。
前記前処理液付与工程は、前記前処理液付与手段によって好適に行われる。
本実施形態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ける前処理液付与方法としては、記録媒体の表面に前記前処理液を吐出ヘッドを用いて均一に付与する方法が挙げられ、インクジェット法が好ましい。
また、前記前処理液の付与方法としては、記録媒体の表面に前記前処理液を均一に塗布できる方法であれば、特に制限はなく、例えば、ブレードコート法、スプレーコート法、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、ダイコート法なども挙げられる。
この前処理液付与工程は、表面が充分乾燥されている記録媒体に対して行ってもよく、乾燥中の記録媒体に対して行ってもよい。なお、前記前処理液を付与した記録媒体に対し、必要に応じて乾燥工程を設けることができる。この場合、ロールヒーター、ドラムヒーターや温風により印刷用紙を乾燥することができる。
この前処理液付与工程における前記前処理液の記録媒体へのウエット付着量は、特に制限はなく、記録媒体の種類によって大きく異なるが、0.1g/m~500g/mの範囲を達成するものであることが好ましく、より好ましくは1.0g/m~400.0g/mの範囲を達成するものである。前記前処理液の記録媒体へのウエット付着量が0.1g/m未満と少ないと画像品質(ハンター白色度、画像濃度、彩度、ビーディング、及びカラーブリード)の向上が殆ど見られないことがあり、500g/mを超えると前処理液の乾燥性悪くなり、経済的にも好ましくない。
<工程2:インク付与工程及びインク付与手段>
前記工程2としてのインク付与工程は、前記工程1で得られた記録媒体の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット法により、方式で前記インクを付与する工程である。
前記インク付与手段は、記録媒体の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット方式で前記インクを付与する手段である。
前記インク付与工程は、前記インク付与手段により好適に行われる。
前記インク付与工程及び前記インク付与手段において記録媒体に付与するインクとしては、白色インクであってもよく、カラーインクであってもよい。
前記インク付与工程及び前記インク付与手段における前記インクの記録媒体へのウエット付着量は、特に制限はなく、記録媒体で大きく異なる。
前記インクが白色インクである場合は、画像品質向上と乾燥性向上の観点から、前記インクの記録媒体へのウエット付着量は、1g/m以上500g/m以下であることが好ましく、5g/m以上400g/m以下であることがより好ましい。また、前記インクが白色インクであり、前記記録媒体として前記布帛を用いる場合は、前記インクの記録媒体へのウエット付着量は、50g/m以上500g/m以下であることが好ましく、100g/m以上400g/m以下であることがより好ましく、150g/m以上300g/m以下であることが更に好ましい。
前記インクがカラーインクである場合は、画像品質向上と乾燥性向上の観点から、前記インクの記録媒体へのウエット付着量は、1g/m以上50g/m以下であることが好ましく、5g/m以上30g/m以下であることがより好ましい。また、前記インクがカラーインクであり、前記記録媒体として前記布帛を用いる場合は、前記インクの記録媒体へのウエット付着量は、5g/m以上50g/m以下であることが好ましく、10g/m以上30g/m以下であることが更に好ましい。
<工程3:白色インク上のカラーインク付与工程>
前記工程3としての白色インク上のカラーインク付与工程は、前記工程2の後に行われる工程であり、前記工程2で用いるインクが白色インクの場合は、該白色インク上にインクジェット方式でカラーインクを付与する工程である。
前記白色インク上のカラーインク付与工程では、前記白色インクは、前記インク付与手段により好適に行われる。この場合のインク付与手段を、記録媒体の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット方式で前記白色インクを付与する「白色インク付与手段」と称することがある。
この実施態様においては、前記インクジェット画像形成装置は、更に、カラーインクを付与する「カラーインク付与手段」を有することが好ましい。これにより、前記白色インク付与手段によって付与された白色インク上にインクジェット方式で前記カラーインクが付与される。前記カラーインク付与手段の実施形態としては、前記インク付与手段による前記前処理液が付与された領域にインクを付与することに代えて、前記白色インク上にカラーインクを付与すること以外は、前記インク付与手段と同様である。
前記白色インク上のカラーインク付与工程における前記カラーインクの記録媒体へのウエット付着量は、特に制限はなく、前記工程2におけるカラーインクのウエット付着量と同様の付着量を適用することができる。
<工程4:加熱乾燥工程及び加熱乾燥手段>
前記工程4としての加熱乾燥工程は、印刷前、印刷中、印刷後などに行うことができるが、前記工程2の後に行われ、前記インクを付与した記録媒体を加熱乾燥させる工程であることが好ましい。また、前記インクジェット画像形成方法が前記工程3を含む場合は、前記加熱乾燥工程は前記工程3の後に行われることが好ましい。
前記加熱乾燥手段は、前記インク付与手段により前記インクを付与した記録媒体を加熱乾燥させる手段である。
前記加熱乾燥工程は、前記加熱乾燥手段により好適に行われる。
前記加熱乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、記録媒体の画像面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。前記加熱乾燥手段の具体例としては、赤外線乾燥装置、マイクロ波乾燥装置、ロールヒーター、ドラムヒーター、温風などが挙げられる。
前記インクジェット画像形成装置は、前記前処理液又は前記インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、後処理装置と称される装置などを含むことができる。また、前インクジェット画像形成において、記前処理液は、前記ヘッドからの吐出だけでなく、前処理装置と称される装置を用いて付与することもできる。
また、前記インクジェット画像形成方法及び前記インクジェット画像形成装置は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、前記インクジェット画像形成装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、このインクジェット画像形成装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅のインクジェット画像形成装置や、例えば、ロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
次に、図1及び図2を参照して、本発明のインクジェット画像形成装置について具体的に説明するが、本発明は、これに限られるものではない。
図1は、本発明のインクジェット画像形成装置の一例を示す概略斜視図である。図2は、本発明のインクジェット画像形成装置の収容手段(前処理液収容手段、白色インク収容手段、又はカラーインク収容手段)の一例を示す概略斜視図である。
図1に示すインクジェット画像形成装置400は、シリアル型のインクジェット吐出ヘッドを有するインクジェット画像形成装置である。インクジェット画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。前処理液用の前処理液収容手段410p、白色インク用の白色インク収容手段410w、ブラックインク用のブラックインク収容手段410k、シアンインク用のシアンインク収容手段410cにおける収容部411は、例えば、アルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。収容部411は、例えば、プラスチック製の収容容器ケース414内に収容される。これにより各収容手段410は、インクカートリッジとして用いられる。
一方、インクジェット画像形成装置400の本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側には、カートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、各収容手段410(p、w、k、及びc)が着脱自在に装着される。これにより、各供給チューブ436を介して、各収容手段410(p、w、k、及びc)の排出口413とインクジェット吐出ヘッド434とが連通し、インクジェット吐出ヘッド434から記録媒体へ前処理液及び各インクを吐出可能となる。
なお、図1に示すインクジェット画像形成装置400では、前処理液をインクジェット吐出方式で記録媒体に付与するが、前処理液の付与方法としてはこれに限られず、前述の付与方法を用いることができる。
本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷等は、いずれも同義語とする。
記録媒体、メディア、被印刷物、基材は、いずれも同義語とする。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
また、以下の記載においては特に明記しない限り、「部」は「質量部」を示し、「%」は「質量%」を示す。
(調製例1)
-表面改質ブラック顔料分散体の調製-
Cabot Corporation社製Black Pearls(登録商標)1000(BET比表面積343m/g、ジブチルフタレート吸収量(DBPA)105mL/100gのカーボンブラック)100g、スルファニル酸100ミリモル、及びイオン交換高純水1Lを、室温でSilversonミキサー(6,000rpm)により混合した。
次に、得られたスラリーに硝酸100ミリモルを添加し、更に30分間後に10mLのイオン交換高純水に溶解させた亜硝酸ナトリウム(100ミリモル)をゆっくり添加した。更に撹拌しながら60℃に加温し、1時間反応させてカーボンブラックにスルファニル酸が付加した改質顔料を得た。
次に、10%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整し、30分間後に改質顔料分散体を得た。次いでこの分散体とイオン交換高純水を用いて透析膜による限外濾過を行い、更に超音波分散を行って顔料固形分を20%含む [表面改質ブラック顔料分散体]を得た。
得られた[表面改質ブラック顔料分散体]の顔料の表面処理レベルは0.75mmol /gであり、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は120nmであった。
(調製例2)
-表面改質マゼンタ顔料分散体の調製-
SENSIENT社製顔料分散体SMART Magenta 3122BA(Pigment Red 122表面処理分散体、顔料固形分14.5%)1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。
次に、10%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液でpHを9に調整し、30分間後に改質顔料分散体を得た。少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラエチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む該改質顔料分散体とイオン交換高純水 を用いて透析膜により限外濾過を行い、更に超音波分散を行って顔料固形分を20%含む[表面改質マゼンタ顔料分散体]を得た。
得られた[表面改質マゼンタ顔料分散体]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は104nmであった。
(調製例3)
-表面改質シアン顔料分散体の調製-
SENSIENT社製顔料分散体SMART Cyan 3154BA(Pigment Blue 15:4表面処理分散体、顔料固形分14.5%)1kgを0.1NのHCl水溶液で酸析した。
次に、40%ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpHを9に調整し、30分間後に改質顔料分散体を得た。少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸ベンジルトリメチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む該改質顔料分散体とイオン交換高純水を用いて透析膜により限外濾過を行い、更に超音波分散を行って顔料固形分を20%含む[表面改質シアン顔料分散体]を得た。
得られた[表面改質シアン顔料分散体]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は116nmであった。
(調製例4)
-表面改質イエロー顔料分散体の調製-
SENSIENT社製の顔料分散体SMART Yellow 3074BA(Pigment Yellow 74表面処理分散体、顔料固形分14.5%)1kgを、10%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液(メタノール溶液)でpH9に調整し、30分間後に改質顔料分散体を得た。少なくとも1つのアミノ安息香酸基又はアミノ安息香酸テトラブチルアンモニウム塩と結合した顔料を含む該改質顔料分散体とイオン交換高純水を用いて透析膜により限外濾過を行い、更に超音波分散を行って顔料固形分を20%含む[表面改質イエロー顔料分散体]を得た。
得られた[表面改質イエロー顔料分散体]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は145nmであった。
(調製例5)
-ポリマー溶液Aの調製-
機械式撹拌機、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時間撹拌した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間撹拌した。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%の[ポリマー溶液A]を800g得た。
(調製例6)
-マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
前記[ポリマー溶液A]を28gと、C.I.ピグメントレッド122を42g、1mo l/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を十分に撹拌した後、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、充分に撹拌した後、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%含有、固形分20%の[マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は127nmであった。
(調製例7)
-シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例6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6と同様にして、[シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は93nmであった。
(調製例8)
-イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液の調製-
調製例6において、顔料としてのC.I.ピグメントレッド122をビスアゾイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー155)に変更した以外は、調製例6と同様にして、[イエロー顔料含有ポリマー微粒子分散液]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は76nmであった。
(調製例9)
-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6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6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]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)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は104nmであった。
(調製例10)
-ポリマー分散ホワイト顔料分散液の調製-
DISPERBYK-2081(BYKジャパン社製)コポリマー溶液を55.6gと、酸化チタン(TIT ONE R-25、堺化学工業株式会社製を517g、β-メトキシ-N,N-ジメチル-プロピオンアミドを50g、及びイオン交換水377.4gを十分に撹拌した後、ビーズミル( ダイノーミル)投入し、累積50%体積粒子径D50が300nm以下になるまで分散を行った。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、ホワイト顔料50%含有の[ポリマー分散ホワイト顔料分散液]を得た。
得られた[ポリマー分散ホワイト顔料分散液]における顔料粒子について、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)で測定したところ、累積50%体積粒子径D50は283nmであった。
(調製例11)
-樹脂粒子の調製例-
<アクリル-シリコーンポリマー微粒子の調製>
機械式撹拌機、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、イオン交換水350gに、8.0gのラテムルS-180(花王株式会社製、反応性陰イオン性界面活性剤)を加えて混合し、65℃に昇温した。
次に、反応開始剤のt-ブチルパーオキソベンゾエート3.0g、イソアスコルビン酸ナトリウム1.0gを加え、5分間後にメタクリル酸メチル45g、メタクリル酸-2-エチルヘキシル160g、アクリル酸5g、メタクリル酸ブチル45g、メタクリル酸シクロヘキシル30g、ビニルトリエトキシシラン15g、ラテムルS-180 8.0g、及びイオン交換水340gの混合物を、3時間かけて滴下した。
次いで、80℃で2時間加熱熟成した後、常温まで冷却し、水酸化ナトリウムでpHを7~8に調整した。
次いで、エバポレータによりエタノールを留去し、水分調節をして、固形分40%の[アクリル-シリコーンポリマー微粒子]730gを得た。分散体中のポリマー微粒子の累積50%体積粒子径D50を、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUP A-EX150)で測定したところ、125nmであった。
<インクの製造>
各インクの製造は以下の手順で行った。
(インク1)
撹拌機を備えた容器に、2-エチル-1,3-ヘキサンジオールを2.00部、グリセリンを27.00部、3-メチル-1,3-ブタンジオールを5.00部及び2,5,8,11-テトラメチルドデカン-5,8-ジオールを0.50部、シルフェイス(登録商標) SAG503A 0.40部を入れ、30分間混合撹拌した。
次いで、防腐防黴剤(アビシア社製、Proxel GXL)0.05部、2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール0.20部、調製例6の[マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液]を26.67部、ポリウレタンディスパ―ジョン タケラックW-6 110 35.93部及び全体が100部となる量の高純水を加え、60分間混合撹拌した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、[インク1]を得た。
(インク2)
撹拌機を備えた容器に、2-エチル-1,3-ヘキサンジオールを2.00部、グリセリンを27.50部、3-メチル-1,3-ブタンジオールを5.00部及び2,5,8,11-テトラメチルドデカン-5,8-ジオールを0.50部、シルフェイス(登録商標) SAG50 3A 0.40部を入れ、30分間混合撹拌した。
次いで、防腐防黴剤(アビシア社製、Proxel GXL)0.05部、2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール0.20部、調製例7の[シアン顔料含有ポリマー微粒子分散液]を26.67部、ポリウレタンディスパ―ジョン タケラックW-6110 35.93部及び全体が100部となる量の高純水を加え、60分間混合撹拌した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、[インク2]を得た。
(インク3~15)
インク1及びインク2と同様にして、表1-1~表1-3に示すインク3~15の各欄に示す有機溶剤、界面活性剤、及び消泡剤を混合撹拌し、次いで、防腐防黴剤、pH調整剤、及び着色剤(顔料分散体)を混合撹拌し、更に水分散性ポリウレタン樹脂又は樹脂粒子を混合撹拌した。得られた混合物を平均孔径1.2μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子及びごみを除去して、[インク3]~[インク15]を得た。
[インク1]~[インク15]の組成を表1-1~表1-3に示す。
なお、表1-1~表1-3中の略号などの詳細は次のとおりである。
-樹脂-
・スーパーフレックス300:ポリウレタンディスパージョン、固形分33.0%、ガラス転移温度(Tg)=-42℃、第一工業製薬株式会社製
・タケラック W-6110:ポリウレタンディスパージョン、固形分33.4%、ガラス転移温度(Tg)=-20℃、三井化学株式会社製
-界面活性剤-
・シルフェイス(登録商標) SAG503A:ポリエーテル変性シロキサン化合物、日信化学工業株式会社製、有効成分100%
・サーフィノール104E、日信化学工業株式会社製、有効成分50%
・ユニダイン DSN403N:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル、ダイキン工業株式会社製、有効成分100%
-その他-
・Proxel GXL:1,2-benzisothiazolin-3-oneを主成分とした防腐防黴剤(アビシア社製、成分20%、ジプロピレングリコール含有)
Figure 2023067770000024
Figure 2023067770000025
Figure 2023067770000026
次に、得られたインク1~15について、以下のようにして、物性を測定した。結果を表2に示した。
<インクの粘度>
インクの粘度は、粘度計(RE-85L、東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定した。
<インクのpH>
インクのpHは、pHメーター(HM-30R型、TOA-DKK社製)を用いて、25℃で測定した。
<インクの静的表面張力>
インクの静的表面張力は、自動表面張力計(DY-300、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃で測定した。
Figure 2023067770000027
<前処理液の調製>
各前処理液の製造は、以下の手順で行った。
(前処理液1)
ガラスビーカーに乳酸アンモニウムを7.5部秤量し、高純水50.00部投入後5分間撹拌した。次いで、1,2-プロパンジオール5.00部とオルフィンEXP.4300を0.1部及びProxel GXL 0.05部と1,2,3-ベンゾトリアゾール0.1部を投入後、15分間混合撹拌した。次いで、脂肪酸アミド系樹脂_サイズパインDL-15(荒川化学工業社製)を6.67部添加し、更に、高純水を添加して合計100部とし、10分間混合撹拌した。
この混合物をナイロンメッシュの#200メッシュを用いて濾過し、不溶物等のごみを除去して、[前処理液1]を作製した。
(前処理液2)
ガラスビーカーに乳酸アンモニウムを7.5部秤量し、高純水50.00部投入後5分間撹拌した。次いで、1,2-プロパンジオール5.00部とオルフィンEXP.4300を0.1部及びProxel GXL 0.05部と1,2,3-ベンゾトリアゾール0.1部を投入後、15分間混合撹拌した。次いで、ロジン系サイズ剤であるサイズパインN-811(荒川化学工業社製)を2.00部添加し、更に、高純水を添加して合計100部とし、10分間混合撹拌した。
この混合物をナイロンメッシュの#200メッシュを用いて濾過し、不溶物等のごみを除去して、[前処理液2]を作製した。
(前処理液3~18)
前記前処理液1の作製において、各成分を表3-1~表3-3に記載の処方で配合したこと以外は、[前処理液1]の作製と同様にして、[前処理液3]~[前処理液18]を作製した。
前処理液1~18の組成を表3-1~表3-3に示す。
なお、表3-1~表3-3中の略号などの詳細は次のとおりである。
-カチオンポリマー
・シャロールDC-902P:ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド(一般式(3)で表される化合物)、固形分51.0%、第一工業製薬株式会社製
・DK6810:ポリアミン樹脂 固形分55.0%、星光PMC株式会社製
-ノニオン系樹脂粒子-
・タケラックW-635:ポリウレタンエマルション、固形分35%、ガラス転移温度(Tg)70℃、三井化学株式会社製
・SUMIKAFLEX850HQ:エチレン-塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体、固形分50%、住友化学株式会社製
・SUMIKAFLEX951HQ:エチレン-酢酸ビニル-バーサチック酸ビニル共重合体、固形分55%、住友化学株式会社製
-界面活性剤-
・オルフィンEXP.4300、日信化学工業株式会社製、有効成分60%
-サイズ剤-
・ロジン系サイズ剤_マレイン化ロジン化合物:サイズパインN-811、固形分50%、エマルション状態、荒川化学工業株式会社製
・ロジン系サイズ剤_アクリル化ロジン化合物:ポリマロン351T、固形分10%、エマルション状態、荒川化学工業株式会社製
・ロジン系サイズ剤:AL1309、固形分50%、エマルション状態、星光PMC株式会社製
・ロジン系サイズ剤:ハーサイズNES-745、固形分50%、エマルション状態、ハリマ化成株式会社製
・一般式(I)化合物_アルキルケテンダイマー化合物:サイズパインK-931、固形分30%、エマルション状態、荒川化学工業株式会社製
・一般式(I)化合物_アルキルケテンダイマー化合物:AD1608、固形分25%、エマルション状態、星光PMC株式会社製
・一般式(I)化合物_アルキルケテンダイマー化合物:AD1614、固形分30%エマルション状態、星光PMC株式会社製
・脂肪酸アミド系樹脂:サイズパインDL-15、固形分15%、エマルション状態、荒川化学工業株式会社製
・ポリアクリルアミド系樹脂:ポリストロン1250、固形分20%、エマルション状態、荒川化学工業株式会社製
・スチレンアクリレート系サイズ剤 SE2202、固形分20%、エマルション状態、星光PMC株式会社製
-WAX-
・AQUACER531:変性ポリエチレンワックス、有効成分45%、BYKジャパン株式会社製
-その他-
・Proxel GXL:1,2-benzisothiazolin-3-oneを主成分とした防腐防黴剤(アビシア社製、成分20%、ジプロピレングリコール含有)
Figure 2023067770000028
Figure 2023067770000029
Figure 2023067770000030
[実施例・比較例]
表4に示す、布帛、前処理液、及びインクの組合せを用い、下記に示す画像形成方法により布帛に画像を形成した。
<布帛>
布帛としては次のものを用いた。
・00300-ACT:淡色ポリエステルTシャツ、 Glimmer 00300- ACT White(トムス株式会社製)
・00300-ACT:濃色ポリエステルTシャツ、 Glimmer 00300- ACT Black(トムス株式会社製)
/00085-CVT:濃色綿Tシャツ、Printstar 00085-CVT Black(トムス株式会社製)
<画像形成方法>
23℃±0.5℃、50%±5%RHに調整された環境条件下、インクジェット印刷装置[Direct to Garment Printer RICOH Ri 600 0、株式会社リコー製]を用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録媒体(布帛)に同じ付着量のインクが付着するように設定した。
先ず、布帛に表4に記載された前処理液を、表4に記載された付与方法で、表4に記載された付着量となるように付与した後、淡色ポリエステルTシャツ及び濃色ポリエステルTシャツは、130℃オーブンで90秒間乾燥し、濃色綿Tシャツは165℃オーブンで90秒間乾燥して記録媒体に前処理を行った。
(実施例1~3)
前記で調製したカラーインクをインクジェット印刷装置[Direct to Gar ment Printer RICOH Ri 6000]にインク充填し、前処理を行った布帛に、カラーインクを用いて、図4に示したチャートをフォトショップ(登録商標)で色補正なしにデータ化した画像を、表4に記載された付着量で600dpi×600dpiで印刷した。
(実施例4~6及び10~12)
前記で調製した白色インクをインクジェット印刷装置[Direct to Garm ent Printer RICOH Ri 6000]にインク充填し、前処理を行った布帛に、白色インクを用いて、表4に示す付着量で図3に示すようなベタ画像を印刷した。
(実施例7~9、13~18、20、及び21)
前記で調製した白色インク及びカラーインクをインクジェット印刷装置[Direct to Garment Printer RICOH Ri 6000]にインク充填し、前処理を行った布帛に、表4に記載された付着量で白色インクを図3の様にベタ印刷し、連続(白色インク印字約17秒後)でカラーインクを図4に示したチャートをフォトショップ(登録商標)で色補正なしにデータ化した画像を600dpi×600dpiで印刷を行った。
(実施例19)
実施例2において、用いる布帛を、綿ブロードから下記組成の均一混合物からなる生分解性ポリエステル繊維により形成された布帛に変更した以外は実施例2と同様にして実施例19の印刷物を作製した。
-生分解性ポリエステル繊維の組成-
・ポリブチレンアジペートテレフタレート:84.1部
・ポリ乳酸:10.0部
・タルク粉:1.6部
・ADR4370(BASF社製):0.3部
・ステアラミド:0.5部
・テトラヒドロフラン:15ppm(組成物全体に対して)
・シクロペンタノン:10ppm(組成物全体に対して)
(比較例1)
前記で調製したカラーインクをインクジェット印刷装置[Direct to Gar ment Printer RICOH Ri 6000]にインク充填し、前処理をしていない布帛に、表4に記載された付着量でカラーインクを図4に示したチャートをフォトショップ(登録商標)で色補正なしにデータ化した画像を600dpi×600dpiで印刷を行った。
(比較例2及び5)
前記で調製した白色インク及びカラーインクをインクジェット印刷装置[Direct to Garment Printer RICOH Ri 6000]にインク充填し、表4に記載された前処理をしていない布帛に、表4に記載された付着量で白色インクを図3の様にベタ印刷し、連続(白色インク印字約17秒後)でカラーインクを図4に示したチャートをフォトショップ(登録商標)で色補正なしにデータ化した画像を600dpi×600dpiで印刷を行った。
(比較例3、4、6、及び7)
前記で調製した白色インク及びカラーインクをインクジェット印刷装置[Direct to Garment Printer RICOH Ri 6000]にインク充填し、表4に記載された前処理を行った布帛に、表4に記載された付着量で白色インクを図3の様にベタ印刷し、連続(白色インク印字約17秒後)でカラーインクを図4に示したチャートをフォトショップ(登録商標)で色補正なしにデータ化した画像を600dpi×600dpiで印刷を行った。
-印刷後の乾燥-
印刷後の布帛を、布帛の種類に応じて以下のようにして乾燥した。
・淡色ポリエステルTシャツ : 130℃オーブンで3分間乾燥した。
・濃色ポリエステルTシャツ : 130℃オーブンで3分間乾燥した。
・濃色綿Tシャツ : 165℃オーブンで2分間乾燥した。
次に、得られた各画像について、以下のようにして、ハンター白色度、カラーブリード、及びビーディングを評価した。結果を表4に示した。
<ハンター白色度>
得られた各画像を分光測色計(X-rite exact、X-rite社製)を用いて、白色ベタ部の画像濃度を測定し、下記計算式(1)でハンター白色度(W)を算出した。
W=100-{(100-L)*2+(a*2+b*2)}1/2 (1)
(但し、式中L、a、bはそれぞれL値(明度)、a値(赤色度)、b値(黄色度)を表す。)
画像濃度を測定する場合は、評価サンプルを色上質紙 中厚口 黒紙(北越コーポレーション株式会社製)を5枚重ねた上に置き測定した。
また、ハンター白色度は以下の基準で評価した。C以上が実使用可能なレベルである。
[評価基準]
A:ハンター白色度 85以上
B:ハンター白色度 80以上 85未満
C:ハンター白色度 75以上 80未満
D:ハンター白色度 70以上 75未満
E:ハンター白色度 70未満
<カラーブリード>
各実施例又は比較例に記載の印刷条件で、各実施例又は比較例で使用した布帛上に、各実施例又は比較例に記載のインクセットをベタ画像で印刷した。カラーブリード評価なので、評価するインクと異なる色のインクを隣接部に同時にベタ画像を印刷した。例えば、評価インクがブラックの場合は、隣接部にイエローインクを印刷し、評価インクがシアンの場合は、隣接部にマゼンタインクを印刷してカラーブリード(色境界滲み)の発生を目視により観察した。なお、C以上が実使用可能なレベルである。
[評価基準]
A:全く色境界滲みなし
B:極僅かに色境界滲みあり
C:僅かに色境界滲みあり(実用上問題なし)
D:色境界滲みあり
E:激しく色境界滲みあり
<ビーディング>
各実施例又は比較例に記載の印刷条件で、各実施例又は比較例で使用した布帛上に、各実施例又は比較例に記載のインクセットをベタ画像で印刷した。ベタ画像部のビーディング(濃度ムラ)を観察し、下記評価基準により評価した。なお、B以上が実使用可能なレベルである。
[評価基準]
A:全く濃度ムラなし
B:僅か濃度ムラあり
C:濃度ムラあり
D:激しく濃度ムラあり
Figure 2023067770000031
※実施例1~3及び比較例1のハンター白色度については、元々布帛が白色であり評価する意味がないので、未評価とした。
※実施例4~6、実施例10~12については、前処理された布帛に白色インクのみの印刷でありカラーブリードは評価できないので、カラーブリードは未評価とした。
本発明は下記(1)のインクジェットインクセットに係るものであるが、下記(2)~(11)を実施の形態として含む。
(1)布帛にインクを付着させて画像を形成するために用いられる、インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットであって、
前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェットインクセットである。
(2)前記サイズ剤が、ロジン系サイズ剤、下記一般式(I)で表される化合物、ポリアクリルアミド系樹脂、又は脂肪酸アミド系樹脂である、上記(1)に記載のインクジェットインクセットである。
Figure 2023067770000032
[一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して炭素数12~22のアルキル鎖を示す。]
(3)前記ロジン系サイズ剤が、マレイン化ロジン化合物及びアクリル化ロジン化合物からなる群より選択される少なくとも一種である、上記(1)又は(2)に記載のインクジェットインクセットである。
(4)前記インクが、アニオン性化合物を含む、上記(1)乃至(3)のいずれか1項に記載のインクジェットインクセットである。
(5)前記アニオン性化合物を凝集させる化合物が、無機金属塩、有機酸金属塩、有機酸アンモニウム塩及びカチオンポリマーからなる群より選択される少なくとも一種である、上記(1)乃至(4)のいずれか1項に記載のインクジェットインクセットである。
(6)前記前処理液が、更に、ノニオン性水分散樹脂粒子を含む、上記(1)乃至(5)のいずれか1項に記載のインクジェットインクセットである。
(7)前記インクが白色インクを含む、上記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載のインクジェットインクセットである。
(8)インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットを用いて布帛に画像を形成する画像形成方法であって、下記の工程1及び工程2を含み、
工程1:布帛の少なくとも画像を形成する領域に前記前処理液を付与する工程
工程2:工程1で得られた布帛の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット法により、前記インクを付与する工程
前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類の、エマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェット画像形成方法である。
(9)前記工程2において布帛に付与するインクが白色インクである、上記(8)に記載のインクジェット画像形成方法である。
(10)更に下記工程3を含む、上記(9)に記載のインクジェット画像形成方法である。
工程3:白色インク上にインクジェット方式でカラーインクを付与する工程
(11)更に下記工程4を含む、上記(8)乃至(10)のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法である。
工程4:前記インクを付与した布帛を加熱乾燥させる工程
(12)前処理液を収容する前処理液収容手段と、
インクを収容するインク収容手段と、
布帛の少なくとも画像を形成する領域に前記前処理液を付与する前処理液付与手段と、
前記布帛の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット方式で前記インクを付与するインク付与手段と、
を有し、
前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェット画像形成装置である。
前記(1)から(7)のいずれかに記載のインクジェットインクセット、前記(8)から(11)のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法、及び前記(12)に記載のインクジェット画像形成装置は、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
特開2008-266853号公報

Claims (12)

  1. 布帛にインクを付着させて画像を形成するために用いられる、インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットであって、
    前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェットインクセット。
  2. 前記サイズ剤が、ロジン系サイズ剤、下記一般式(I)で表される化合物、ポリアクリルアミド系樹脂、又は脂肪酸アミド系樹脂である、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
    Figure 2023067770000033
    [一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して炭素数12~22のアルキル鎖を示す。]
  3. 前記ロジン系サイズ剤が、マレイン化ロジン化合物及びアクリル化ロジン化合物からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項2に記載のインクジェットインクセット。
  4. 前記インクが、アニオン性化合物を含む、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
  5. 前記アニオン性化合物を凝集させる化合物が、無機金属塩、有機酸金属塩、有機酸アンモニウム塩及びカチオンポリマーからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
  6. 前記前処理液が、更に、ノニオン性水分散樹脂粒子を含む、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
  7. 前記インクが白色インクを含む、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
  8. インクと前処理液とからなるインクジェットインクセットを用いて布帛に画像を形成する画像形成方法であって、下記の工程1及び工程2を含み、
    工程1:布帛の少なくとも画像を形成する領域に前記前処理液を付与する工程
    工程2:工程1で得られた布帛の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット方式で前記インクを付与する工程
    前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェット画像形成方法。
  9. 前記工程2において布帛に付与するインクが白色インクである、請求項8に記載のインクジェット画像形成方法。
  10. 更に下記工程3を含む、請求項9に記載のインクジェット画像形成方法。
    工程3:白色インク上にインクジェット方式でカラーインクを付与する工程
  11. 更に下記工程4を含む、請求項8乃至10のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
    工程4:前記インクを付与した布帛を加熱乾燥させる工程
  12. 前処理液を収容する前処理液収容手段と、
    インクを収容するインク収容手段と、
    布帛の少なくとも画像を形成する領域に前記前処理液を付与する前処理液付与手段と、
    前記布帛の前記前処理液が付与された領域に、インクジェット方式で前記インクを付与するインク付与手段と、
    を有し、
    前記前処理液は、水と、アニオン性化合物を凝集させる化合物と、少なくとも一種類のエマルション状態のサイズ剤と、を含有することを特徴とするインクジェット画像形成装置。

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