JP5679647B2 - 液体組成物、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
(前記一般式(1)中、R1は1価の有機基、R2は2価の有機基、R3は炭素数1乃至5の1価の有機基、Xはアルカリ金属、l及びmはそれぞれ独立に1以上の整数、nは0以上の整数を表し、mが(l+m+n)に対して占める割合(%)が、10%以上60%以下の範囲にあり、lが(l+m+n)に対して占める割合(%)が、10%以上60%以下の範囲にある。)
(1)硬化性物質
本発明で用いる硬化性物質は、下記式(1)で表される繰返し単位構造を有し、かつ、重量平均分子量が10,000以上100,000以下の範囲にある高分子化合物である。そして、該高分子化合物は、下記一般式(1)に示すように、高分子の主鎖骨格と、側鎖に機能性を有する特定の有機基を有することを特徴とする。
本発明の液体組成物は、さらに重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤は、光の授受により硬化性物質が重合を開始させる活性種を生成するものであればよいが、上記硬化性物質は、ラジカルの作用により著しく硬化反応が進行するため、光の授受によりラジカルを生成する開始剤を用いることが好ましい。本発明においては、重合開始剤として、下記一般式(2)で表される重合開始剤を用いることが特に好ましい。
本発明の液体組成物は溶媒として少なくとも水を含有する、水性の液体組成物である。液体組成物中における水の含有量は、用途や様式により異なるため一概には言えないが、全溶媒100質量部中に10.0質量部以上の範囲とすることが好ましい。特にインクジェット記録方式に適用する場合には、30.0質量部以上、さらには、50.0質量部以上がより好ましく、その上限は100.0質量部、すなわち溶媒が全て水であってもよい。
本発明の液体組成物は、後述するような色材を含有することなく、透明なまま用いることもできる。この場合には、色材を含有しないので実質的に無色透明の皮膜を得ることができる。色材を含有しない形態の液体組成物の用途は、以下のものが挙げられる。例えば、画像記録への種々の適性を記録媒体に付与するためのアンダーコート、又は通常のインクで形成した画像の表面保護、さらには装飾や光沢付与などを目的としたオーバーコートなどの用途に用いることができる。この場合、液体組成物は、酸化防止や退色防止などの用途に応じて、着色を目的としない無色の顔料や微粒子などを分散して含有することもできる。これらを添加することによって、アンダーコート、オーバーコートのいずれにおいても、記録物の画質、堅牢性、施工性(ハンドリング性)などの諸特性を向上することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明の液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に付与する工程、及び液体組成物が付与された記録媒体に活性エネルギー線を照射して液体組成物を硬化させる工程を有する。また、本発明のインクジェット記録装置は、上記で説明した本発明の液体組成物を記録媒体に付与するためのインクジェット方式の記録ヘッド、及び記録媒体に付与された液体組成物に対して活性エネルギー線を照射する手段を具備してなる。上述の通り、本発明の液体組成物は、インクジェット記録方式に適した硬化性物質を含有するものであるため、インクジェット記録方法や記録装置に適用した場合に優れた効果をもたらすものである。またその中でも熱エネルギーを利用した記録ヘッドから吐出させるための液体組成物として、極めて優れた効果をもたらすものである。また、本発明の液体組成物は、液体収容部を有するカートリッジ(液体カートリッジ)に収容される液体としても、またその液体カートリッジの充填用液体としても非常に有効である。
上述の特許文献2に記載の方法を参照し、各硬化性物質を以下のように合成した。先ず、主鎖構造の合成として、カルボン酸の塩の基及びその他の基となる、表1に示す各モノマーを共重合した。得られた主鎖構造のカルボキシル基の一部に対して、表1に示す架橋性基となるモノマーを反応させ、残ったカルボキシル基を、さらに表1に示す中和塩基により中和させることによりカルボン酸を塩型とし、表1に示す各種高分子化合物を得た。なお、表1には、架橋基比率M(m/(l+m+n))、カルボン酸塩の基比率L(l/(l+m+n))、及び、その他の基の比率N(n/(l+m+n))の値(ユニット数の比率)と、各硬化性物質の重量平均分子量を示した。
上記の各硬化性物質を用いて活性エネルギー線硬化型液体組成物を調製した。先ず、シアン顔料分散体を次のように調製した。顔料としてC.I.ピグメントブルー15:3を用い、分散剤としてスチレン/アクリル酸/エチルアクリレートのランダムポリマー(重量平均分子量=3,500、酸価=150mgKOH/g)を用いた。これらをビーズミルにて分散し、顔料固形分が10質量%で、P/B比(顔料とバインダーの質量比率)が3:1であるシアン顔料分散体を得た。また、顔料種をC.I.ピグメントイエロー13又はC.I.ピグメントレッド122に代えたこと以外はシアン顔料分散体を調製するのと同様にして、顔料固形分10質量%、P/B比=3:1のイエロー顔料分散体及びマゼンタ顔料分散体を調製した。
[画像の形成]
先ず、画像形成装置として、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出する、インクジェット方式の記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置PIXUS550i(キヤノン製)を用意した。なお、該記録装置は活性エネルギー線の照射が可能なように改造を施したものである。具体的には、記録ヘッド部に隣接する部分に、マイクロ波を用いて外部から無電極で水銀灯を励起するUVランプを搭載した。UVランプはDバルブを用いた。照射位置での強度は1,500mW/cm2であった。このインクジェット記録装置を用いて、下記(1)、(2)に記載する評価方法及び評価基準にしたがって評価した。評価結果を表3に示した。
〔吐出性能〕
・吐出速度のばらつき
実施例1〜10、16、参考例11〜15、並びに比較例1〜5の各液体組成物を、前記PIXUS550iで印字するヘッド駆動条件と同じ条件で吐出させ、各液体組成物の吐出速度のばらつきを判定した。吐出速度のばらつきの評価方法は、高速度カメラで撮影した液滴の吐出状態から、1つのノズルにおける吐出速度を10回測定し、その標準偏差を算出した。評価基準は以下の通りである。
A:標準偏差が、0.3未満。
B:標準偏差が、0.3以上0.7未満。
C:標準偏差が、0.7以上1.0未満。
D:標準偏差が、1.0以上。
吐出速度のばらつきの評価で使用した各液体組成物及び記録ヘッドを使用し、1つのノズルあたり、1.0×108回以上連続吐出した前後で、液滴の吐出速度を10回測定した。吐出速度の経時安定性の評価方法は、連続吐出前後の平均吐出速度の変化率を算出した。評価基準は以下の通りである。
A:連続吐出前後の平均吐出速度の変化率が±5%未満。
B:連続吐出前後の平均吐出速度の変化率が±5%以上±10%未満。
C:連続吐出前後の平均吐出速度の変化率が±10%以上±20%未満。
D:連続吐出前後の平均吐出速度の変化率が±20%以上。
各液体組成物を温度60℃で3ヶ月間保存した前後での、粘度の変化率を確認した。保存安定性の評価基準は以下の通りである。
A:粘度変化率が±1%以下。
B:粘度変化率が±1%を超えて±10%以下。
C:粘度変化率が±10%を超えて±20%以上。
D:粘度変化率が±20%を超えて±50%以下。
〔耐擦過性〕
実施例1〜10、16、参考例11〜15、並びに比較例1〜5、及び前記インクジェット記録装置を用いて、オフセット記録用紙OK金藤(三菱製紙製)に記録デューティを100%としたベタ画像を形成した。先述の照射条件で、記録後に紫外線を照射し塗工膜(画像)を得た。塗工膜形成の10分後に、前記塗工膜(画像)にシルボン紙を載せ、40g/cm2の荷重を載せた状態でシルボン紙を引っ張った。顔料を含有する液体組成物を用いた場合には、記録媒体の非記録部(白地部)及びシルボン紙に、記録部の擦れによって汚れが生じるか否かを目視で観察して評価を行った。顔料を含有しない液体組成物を用いた場合には、塗工膜(画像)に、シルボン紙の擦れによって傷(削れ)が生じるか否かを目視で観察して評価を行った。耐擦過性の評価基準は以下の通りである。
A:擦れによる汚れや傷が見られない領域がシルボン紙又は塗工膜の面積中90%以上。
B:擦れによる汚れや傷が見られない領域がシルボン紙又は塗工膜の面積中70%以上90%未満。
C:擦れによる汚れや傷が見られない領域がシルボン紙又は塗工膜の面積中20%以上70%未満。
D:擦れによる汚れが見られない領域がシルボン紙又は塗工膜の面積中20%未満。
塗工膜(画像)上に0.2mLの水を滴下し、1時間放置した。その後、顔料を含有する液体組成物を用いた場合には、画像のにじみが生じるか否かを目視で観察して評価を行った。顔料を含有しない液体組成物を用いた場合には、塗工膜(画像)の変化(膨潤)が生じるか否かを目視で観察して評価を行った。耐水性の評価基準は以下の通りである。
A:画像のにじみ又は塗工膜の変化が見られない領域がシルボン紙の面積中90%以上。
B:画像のにじみ又は塗工膜の変化が見られない領域がシルボン紙の面積中70%以上90%未満。
C:画像のにじみ又は塗工膜の変化が見られない領域がシルボン紙の面積中20%以上70%未満。
D:画像のにじみ又は塗工膜の変化が見られない領域がシルボン紙の面積中20%未満。
次に、シアン、マゼンタ、及びイエローの各インクで構成されるインクセットについて、2次色の画像における硬化膜特性の評価を行った。
Claims (8)
- 硬化性物質を少なくとも含有してなり、かつ、活性エネルギー線の照射により硬化するインクジェット用の水性の液体組成物であって、
前記硬化性物質が、下記一般式(1)で表される繰返し単位構造を有し、かつ、重量平均分子量が10,000以上100,000以下の範囲にある高分子化合物を含むことを特徴とする液体組成物。
(前記一般式(1)中、R1は1価の有機基、R2は2価の有機基、R3は炭素数1乃至5の1価の有機基、Xはアルカリ金属、l及びmはそれぞれ独立に1以上の整数、nは0以上の整数を表し、mが(l+m+n)に対して占める割合(%)が、10%以上60%以下の範囲にあり、lが(l+m+n)に対して占める割合(%)が、10%以上60%以下の範囲にある。) - 前記一般式(1)中のmが(l+m+n)に対して占める割合(%)が、20%以上50%以下の範囲にあり、
前記一般式(1)中のlが(l+m+n)に対して占める割合(%)が、20%以上50%以下の範囲にある請求項1に記載の液体組成物。 - 前記高分子化合物の酸価が、30mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である請求項1又は2に記載の液体組成物。
- 前記一般式(1)中のR3が、メチル基である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体組成物。
- さらに、色材を含有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体組成物。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に付与する工程、及び該液体組成物が付与された記録媒体に活性エネルギー線を照射して該液体組成物を硬化させる工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液体組成物を記録媒体に付与するためのインクジェット方式の記録ヘッド、及び該記録媒体に付与された液体組成物に対して活性エネルギー線を照射する手段を具備してなることを特徴とするインクジェット記録装置。
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