JP5680353B2 - 水性インク組成物、インクジェット記録方法及びインクジェット印画物 - Google Patents
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Description
一方、インクジェット方式は、安価な装置で、且つ必要とされる画像部のみにインクを吐出し記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率良く使用でき、ランニングコストが安いという利点を有し、さらに、騒音が少なく、画像記録方式として優れている。
<1> (成分A)水溶性基を有し、かつ下記一般式(1´)で表される構造を含む高分子化合物、(成分B)色材、(成分C)水、及び(成分D)2−ピロリドン、2−メチルプロパンジオール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びγ−ブチロラクトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む水混和性有機溶剤を含有し、(成分C):(成分D)の質量比が、1:0.2〜1:5である、インクジェット記録用水性インク組成物。
<2> 前記(成分A)の水溶性基が、カルボン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、スルホン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、リン酸、リン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、ホスホン酸、ホスホン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、並びに4級アンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の基である、<1>に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
<3> 前記(成分C):(成分D)の質量比が、1:0.3〜1:0.6である、<1>又は<2>に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
<4> 前記一般式(1´)中のR a 及びR b が、メチル基である、<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
<5> 前記(成分A)が、後述の一般式(A´)で表される高分子化合物である<1>から<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
<6> 後述の一般式(A´)中のR a 及びR b が、メチル基である、<5>に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
<7> <1>〜<6>のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、前記記録媒体上に付与されたインク組成物を加熱乾燥する加熱乾燥工程と、前記加熱乾燥されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、を含むインクジェット記録方法。
<8> <7>に記載のインクジェット記録方法によって記録されたインクジェット印画物。
本発明のインク水性組成物は、(成分A)水溶性基を有し、かつ下記一般式(1)で表される基を2つ以上有する化合物、(成分B)色材、及び(成分C)水、を含有することを特徴とする。
なお、本明細書において「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明に用いられる水溶性基を有し、かつ下記一般式(1)で表される基を2つ以上有する化合物は、分子中に水溶性基を有し、かつ式(1)で表される基を2つ以上有する化合物であれば制限することなく使用できる。 本発明の(成分A)は、水溶性基を有することにより、水中に安定に溶解、又は、分散することが可能である。また、式(1)で表される基を2つ以上有する化合物を使用することで、インク組成物の架橋反応を進めることができる。
カルボン酸の金属塩からなる基の具体例としては、−COOLi、−COONa、−COOK、等が挙げられ、−COONa、−COOK等であることが好ましい。
カルボン酸のオニウム塩からなる基の具体例としては、カルボン酸のテトラアルキルアンモニウム塩、カルボン酸のトリアルキルアリールアンモニウム塩等が挙げられ、カルボン酸のテトラアルキルアンモニウム塩であることが好ましい。アンモニウム塩を形成するアルキル基としては炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、アリール基としてはフェニル基が好ましい。
スルホン酸の金属塩からなる基の具体例としては、−SO3Li、−SO3Na、−SO3K、等が挙げられ、−SO3Na、−SO3Kであることが好ましい。
4級アンモニウムイオンとしては、トリアルキルアンモニウム構造を有していることが好ましく、前記アルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、1〜5であることがさらに好ましい。具体的にはトリメチルアンモニウム構造又はトリエチルアンモニウム構造を有していることが好ましい。
4級アンモニウム塩の具体例としては、−N+(CH3)3Cl−、−N+(C2H5)3Cl−、−N+(C4H9)3Cl−等が挙げられ、−N+(CH3)3Cl−又は−N+(C2H5)3Cl−等であることが好ましい。
また、Rdは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基を表す。Rdは水素原子または炭素数1〜2のアルキル基、即ち、メチル基、又は、エチル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。なお、Rdは置換基を有していても、置換基を有していなくてもよいが、置換基を有していないことが好ましい。
M1はアルカリ金属またはオニウムイオンを表し、アルカリ金属であることが好ましい。M1として具体的には、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子、アンモニウムイオン等が挙げられる。
M2は水素原子、アルカリ金属またはオニウムイオンを表し、水素原子であることが好ましい。M2として具体的には、水素原子、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子、アンモニウムイオン等が挙げられる。
Aとしては−COOM1、又は−SO3M1であり、M1がアルカリ金属であることが好ましく、−COOM1であり、M1がアルカリ金属であることがより好ましい。
一般式(A´)におけるRa、Rb、Rc、Z及びXは、一般式(1´)における定義と好ましい範囲も含めて同様である。
一般式(A´)におけるRcy、Zy、Ry及びAは、一般式(2)における定義と好ましい範囲も含めて同様である。
Rxが炭素数1〜10のアルキル基である場合の具体例としては、−CH3、−C2H5、−CH(CH3)2、−CH2C(CH3)3、−C6H13、シクロヘキシル基、−C2H4−OCO−C2H5、−C2H4−O−C5H11、−C2H4−CONH−C2H5、−C4H8−OCONH−C6H13、等を挙げることができる。
本発明のインク組成物は、(成分B)色材を含有する。
本発明に用いることができる色材としては、特に制限はなく、顔料、水溶性染料、分散染料等の公知の色材から任意に選択して使用することができる。この中でも、色材としては、耐候性に優れ、色再現性に富む点から、顔料を含むことがより好ましい。
顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の有機顔料及び無機顔料などが挙げられ、また、染料で染色した樹脂粒子、市販の顔料分散体や表面処理された顔料(例えば、顔料を分散媒として水、液状有機化合物や不溶性の樹脂等に分散させたもの、及び、樹脂や顔料誘導体等で顔料表面を処理したもの等)も挙げられる。なお、前記顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年、朝倉書店発行)、橋本勲著「有機顔料ハンドブック」(2006年、カラーオフィス発行)、W. Herbst, K. Hunger編「Industrial Organic Pigments」(1992年、Wiley−VHC発行)、特開2002−12607号公報、特開2002−188025号公報、特開2003−26978号公報、特開2003−342503号公報、特開2009−235370号公報に記載のものが挙げられる。
前記黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、10、65、73、74、75、97、98、111、116、130、167、205等のモノアゾ顔料、61、62、100、168、169、183、191、206、209、212等のモノアゾレーキ顔料、12、13、14、16、17、55、63、77、81、83、106、124、126、127、152、155、170、172、174、176、214、219等のジスアゾ顔料、24、99、108、193、199等のアントラキノン顔料、60等のモノアゾピラゾロン顔料、93、95、128、166等の縮合アゾ顔料、109、110、139、173、185等のイソインドリン顔料、120、151、154、175、180、181、194等のベンズイミダゾロン顔料、117、129、150、153等のアゾメチン金属錯体顔料、138等のキノフタロン顔料、213等のキノキサリン顔料が好ましい。
前記緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン 1、4等の染付けレーキ顔料、7、36等のフタロシアニン顔料、8等のアゾメチン金属錯体顔料が好ましい。
前記橙色顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ 1等のモノアゾ顔料、2、3、5等のβ−ナフトール顔料、4、24、38、74等のナフトールAS顔料、13、34等のピラゾロン顔料、36、60、62、64、72等のベンズイミダゾロン顔料、15、16等のジスアゾ顔料、17、46等のβ−ナフトールレーキ顔料、19等のナフタレンスルホン酸レーキ顔料、43等のペリノン顔料、48、49等のキナクリドン顔料、51等のアントラキノン系顔料、61等のイソインドリノン顔料、66等のイソインドリン系顔料、68等のアゾメチン金属錯体顔料、71、73、81等のジケトピロロピロール顔料が好ましい。
前記紫色顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット 1、2、3、27等の染付けレーキ顔料、13、17、25、50等のナフトールAS顔料、5:1等のアントラキノンレーキ顔料、19等のキナクリドン顔料、23、37等のジオキサジン顔料、29等のペリレン顔料、32等のベンズイミダゾロン顔料、38等のチオインジゴ顔料が好ましい。
前記黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック 1等のインダジン顔料、7であるカーボンブラック、10であるグラファイト、11であるマグネタイト、20等のアントラキノン顔料、31、32等のペリレン顔料が好ましい。
前記白色顔料としては、C.I.ピグメントホワイト 4である酸化亜鉛、6である酸化チタン、7である硫化亜鉛、12である酸化ジルコニウム(ジルコニウムホワイト)、18である炭酸カルシウム、19である酸化アルミニウム・酸化ケイ素(カオリンクレー)、21又は22である硫酸バリウム、23である水酸化アルミニウム(アルミナホワイト)、27である酸化ケイ素、28であるケイ酸カルシウムが好ましい。
白色顔料に使用される無機粒子は単体でもよいし、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等の酸化物や有機金属化合物、有機化合物との複合粒子であってもよい。
中でも前記酸化チタンは、他の白色顔料と比べて比重が小さい、屈折率が大きい、隠蔽力や着色力が大きい、酸やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れていることから、好適に使用される。なお、前記酸化チタンに加えて他の白色顔料(上述した白色顔料以外のものであってもよい。)を併用してもよい。
なお、本発明においては、粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)等の市販の粒径測定装置を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
本発明に用いることができる水溶性染料としては、例えば酸性染料や直接染料が挙げられる。酸性染料、直接染料は、可溶化基として、酸性基をもつ構造となっている。酸性基としては、スルホン酸基およびその塩、カルボン酸基およびその塩、リン酸基およびその塩が挙げられる。酸性基の数はひとつでも複数でもよく、組み合わせでもよい。水溶性染料が含有する発色団の化学構造としては、アゾ系、フタロシアニン系、トリフェニルメタン系、キサンテン系、ピラゾロン系、ニトロ系、スチルベン系、キノリン系、メチン系、チアゾール系、キノンイミン系、インジゴイド系、ローダミン系、アントラキノン系、アンスラキノン系のものなどが挙げられる。
以下に限定されるものではないが、好ましい油溶性染料の具体例としては、例えば、C.I.アシッドイエロー19、C.I.アシッドレッド37、C.I.アシッドブルー62、C.I.アシッドオレンジ10、C.I.アシッドブルー83、C.I.アシッドブラック01、C.I.ダイレクトイエロー44、C.I.ダイレクトイエロー142、C.I.ダイレクトイエロー12、C.I.ダイレクトブルー15、C.I.ダイレクトブルー25、C.I.ダイレクトブルー249、C.I.ダイレクトレッド81、C.I.ダイレクトレッド9、C.I.ダイレクトレッド31、C.I.ダイレクトブラック154、C.I.ダイレクトブラック17等が挙げられる。
また、本発明においては、分散染料を用いることもできる。
分散染料の好ましい具体例としては、C.I.ディスパースイエロー 5,42,54,64,79,82,83,93,99、100,119,122,124,126,160,184:1,186,198,199,201,204,224及び237;C.I.ディスパーズオレンジ 13,29,31:1,33,49,54,55,66,73,118,119及び163;C.I.ディスパーズレッド 54,60,72,73,86,88,91,92,93,111,126,127,134,135,143,145,152,153,154,159,164,167:1,177,181,204,206,207,221,239,240,258,277,278,283,311,323,343,348,356及び362;C.I.ディスパーズバイオレット 33;C.I.ディスパーズブルー 56,60,73,87,113,128,143,148,154,158,165,165:1,165:2,176,183,185,197,198,201,214,224,225,257,266,267,287,354,358,365及び368;並びにC.I.ディスパーズグリーン 6:1及び9等が挙げられる。
色材として顔料を用いる場合には、顔料粒子を調製する際に、必要に応じて顔料分散剤を用いてもよく、用いることのできる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
極性基としては、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、燐酸基、硼酸基、水酸基が挙げられるが、好ましくはスルホン酸基、カルボン酸基であり、更に好ましくは、スルホン酸基である。
ビーズミル分散を行う際に使用するビーズは、好ましくは0.01〜3.0mm、より好ましくは0.05〜1.5mm、更に好ましくは0.1〜1.0mmの体積平均径を有するものを用いることにより、安定性に優れた顔料分散物を得ることができる。
本発明のインク組成物は、主たる溶媒として水を含有する。
水としては、不純物を含まないイオン交換水、蒸留水などを用いることが好ましい。
本発明のインク組成物における水の含有量は、10〜97質量%であることが好ましく、また、のインク組成物の場合には、30〜95質量%であることが好ましく、35〜93質量%であることがより好ましい。
本発明のインク組成物には、必須成分である(成分A)〜(成分C)に加えて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、公知の添加剤を併用することができる。以下、インク組成物に使用しうる添加剤について説明する。
本発明の水性インク組成物は、主たる溶剤として水を含有するが、目的に応じて、溶媒中に、さらに、水混和性有機溶剤を併用することが好ましい。
ここで水混和性有機溶剤とは、25℃の水に対する溶解度が10質量%以上である有機溶剤をいう。
・アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、
・多価アルコール類(例えば、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、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、2−メチルプロパンジオール等)、
・多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、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エチルエーテル、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ブチルエーテル、プロピ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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、
・アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、
・アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、
・複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン等)、
・スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、
・スルホン類(例えば、スルホラン等)、
・その他(尿素、アセトニトリル、アセトン等)
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加することができる。好ましく使用される界面活性剤としては、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。特にアニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。
本発明のインク組成物には、ラテックスを添加することができる。本発明に用いうるラテックスとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、シリコン−アクリル共重合体およびアクリル変性フッ素授脂等のラテックスが挙げられる。ラテックスは、乳化剤を用いてポリマー粒子を分散させたものであっても、また乳化剤を用いないで分散させた所謂ソープフリーラテックスであってもよい。乳化剤としては界面活性剤が多く用いられるが、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー(例えば、可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)を用いることも好ましい。
本発明のインク組成物には、(成分A)と異なる水性ポリマーを添加することができる。
水性ポリマーの好ましい例としては、天然高分子が挙げられ、その具体例としては、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、若しくはアルブミンなどのたんぱく質類、アラビアゴム、若しくはトラガントゴムなどの天然ゴム類、サボニンなどのグルコシド類、アルギン酸及びアルギン酸プロピレングリコールエステル、アルギン酸トリエタノールアミン、若しくはアルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸誘導体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、若しくはエチルヒドロキシルセルロースなどのセルロース誘導体が挙げられる。
本発明の水性インク組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で重合開始剤を含有しても良い。重合開始剤は水溶性であることが好ましく、水溶性の程度としては、25℃において蒸留水に0.5質量%以上溶解することが好ましく、1質量%以上溶解することが好ましく、3質量%以上溶解することが特に好ましい。
また、α−アミノケトン類及びアシルフォスフィンオキシド類からなる群より選択される重合開始剤を用いることが好ましい。
本発明においては、公知の増感色素を併用することができ、活性エネルギー線照射時の硬化性向上の観点から増感色素を併用することが好ましい。溶解性としては蒸留水に対して室温において、0.5質量%以上溶解するものが好ましく、1質量%以上溶解するものがより好ましく。3質量%以上溶解するものが特に好ましい。
本発明の水性インク組成物は、重合性化合物を含有しても良い。重合性化合物は、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する水溶性の化合物であれば、どのようなものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態を持つものが含まれる。特定重合性化合物は1種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で2種以上を併用してもよい。好ましくは2種以上併用して用いることが、反応性、物性などの性能を制御する上で好ましい。
さらに、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーの少なくとも3種の重合性化合物を併用する態様が、安全性を維持しつつ、更に、感度、滲み、記録媒体との密着性をより改善することができるという観点から好ましい。
本発明に係るインク組成物の調製方法としては、特に制限はなく、各成分を、ボールミル、遠心ミル、遊星ボールミルなどの容器駆動媒体ミル、サンドミルなどの高速回転ミル、撹拌槽型ミルなどの媒体撹拌ミル、ディスパーなどの簡単な分散機により撹拌、混合し、分散させることにより調製することができる。各成分の添加順序については任意である。好ましくは、前記の式(1)で表されるアゾ顔料、高分子分散剤及び有機溶媒をプレミックスした後に分散処理し、得られた分散物を樹脂(例えばアニオン性樹脂)と有機溶剤とともに混合する。この場合、添加時や添加後、スリーワンモーター、マグネチックスターラー、ディスパー、ホモジナイザーなどの簡単な撹拌機にて均一に混合する。ラインミキサーなどの混合機を用いて混合してもよい。また、分散粒子をより微細化するために、ビーズミルや高圧噴射ミルなどの分散機を用いて混合してもよい。また、顔料や高分子分散剤の種類によっては、顔料分散前のプレミックス時にアニオン性樹脂を添加するようにしてもよい。
本発明のインクジェット記録方法は、前記インク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、前記インク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程とを含むことを特徴とする。これらの工程を行うことで、記録媒体上に定着したインク組成物による画像が形成される。
以下、本発明のインクジェット記録方法における、インク付与工程について説明する。本発明におけるインク付与工程は、前記インク組成物を記録媒体上に付与する工程であれば限定されない。
インク供給系は、例えば、本発明のインク組成物を含む元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、好ましくは1〜100pl、より好ましくは8〜30plのマルチサイズドットを、好ましくは320×320〜4,000×4,000dpi、より好ましくは400×400〜1,600×1,600dpi、さらに好ましくは720×720dpiの解像度で吐出できるよう駆動することができる。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
温度コントロールの方法としては、特に制約はないが、例えば、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク組成物の流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。温度センサーは、インク供給タンク及びインクジェットヘッドのノズル付近に設けることができる。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体を外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断若しくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンタ立上げ時間を短縮するため、あるいは熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
以下、本発明のインクジェット記録方法における、照射工程について説明する。本発明における照射工程は、前記記録媒体上に付与されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する工程であれば限定されない。本発明のインク組成物に活性エネルギー線を照射することで、インク組成物中の化合物の架橋反応が進行し、画像を定着させ、印画物の耐溶剤性等を向上させることが可能となる。この照射工程により、(成分A)の架橋反応が起こり、インク組成物中に下記一般式(5)の架橋構造が形成される。
更に、UV光は、露光面照度が、例えば、10mW/cm2〜2,000mW/cm2、好ましくは、20mW/cm2〜1,000mW/cm2で照射されることが適当である。
照射条件並びに基本的な照射方法は、特開昭60−132767号公報に開示されている。具体的には、インクの吐出装置を含むヘッドユニットの両側に光源を設け、いわゆるシャトル方式でヘッドユニットと光源を走査する方式や、駆動を伴わない別光源によって行われ、駆動を伴わない別光源によって行われる方式が好ましい。活性放射線の照射は、インク着弾、熱定着後、一定時間(例えば、0.01秒間〜60秒間、好ましくは、0.01秒間〜30秒間、より好ましくは、0.01秒間〜15秒間)をおいて行われることになる。
記録媒体上に吐出されたインク組成物は、加熱手段により(成分C)および必要に応じて併用される水混和性有機溶剤が蒸発されることにより定着されることが好ましい。吐出された本発明のインク組成物に熱を加え、定着する工程について説明する。
加熱手段としては、(成分C)および必要に応じて併用される水混和性有機溶剤を乾燥させることができればよく、限定されないが、ヒートドラム、温風、赤外線ランプ、熱オーブン、ヒート版加熱などを使用することができる。
加熱温度は、インク組成物中に存在する(成分C)および必要に応じて併用される水混和性有機溶剤が蒸発し、かつ(成分A)および、必要に応じて添加されるポリマーバインダーの皮膜を形成することができれば特に制限はないが、40℃以上であればその効果が得られ、40℃〜150℃程度が好ましく、より好ましくは、40℃〜80℃程度である。温度が100℃を超えてくると、記録媒体が変形等を生じ搬送に不具合を生じたりする場合がある。
なお、乾燥/加熱時間は、インク組成物中に存在する(成分C)および必要に応じて併用される水混和性有機溶剤が蒸発し、かつ樹脂剤の皮膜を形成することができれば特に制限はなく、用いるインク組成物の組成・印刷速度を加味して適宜設定することができる。
加熱により定着された前記溶剤型インク組成物は、必要に応じ、UV光を照射して、さらに光定着することができる。印刷物の強度、耐水性、耐溶剤性を向上するためにUV光による定着をすることが好ましい。
本発明のインクジェット印画物は、本発明のインクジェット記録方法によって記録されたことを特徴とする。本発明のインクジェット印画物は、本発明のインクジェット記録方法によって記録された印画物であることから、記録された画像の耐溶剤性及び基材への密着性に優れた印画物となる。
攪拌機、冷却管を備えた500mlの三口フラスコにメチルエチルケトン44gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここにメチルエチルケトン25gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.43g、ベンジルメタクリレート30g、メタクリル酸5g、及びメチルメタクリレート15gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン1gにジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.21gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液は大過剰量のヘキサンに2回再沈殿し、析出した樹脂を乾燥し、ポリマー分散剤D−1を43g得た。
得られた樹脂の組成は、1H−NMRで確認し、GPCより求めた重量平均分子量(Mw)は42,000であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.4mgKOH/gであった。
(樹脂被覆シアン顔料分散物)
ピグメント・ブルー15:3(フタロシアニンブルーA220、大日精化(株)製)10部と、上記ポリマー分散剤D−1を5部と、メチルエチルケトン42部と、1mol/L NaOH水溶液5.5部と、イオン交換水87.2部とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて2〜6時間分散した。
得られた分散物を減圧下、55℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去することにより、顔料濃度が10.2質量%の樹脂被覆シアン顔料の分散物A(着色粒子)を得た。
上記樹脂被覆シアン顔料分散物の調製において、顔料として用いたフタロシアニンブルーA220の代わりに、Chromophthal Jet Magenta DMQ(ピグメント・レッド122、チバ・ジャパン社製)を用いた以外は上記と同様にして樹脂被覆マゼンタ顔料の分散物B(着色粒子)を得た。
上記樹脂被覆シアン顔料分散物の調製において、顔料として用いたフタロシアニンブルーA220の代わりに、Irgalite Yellow GS(ピグメント・イエロー74、チバ・ジャパン社製)を用いた以外は上記と同様にして樹脂被覆イエロー顔料の分散物C(着色粒子)を得た。
上記樹脂被覆シアン顔料分散物の調製において、顔料として用いたフタロシアニンブルーA220の代わりに、顔料分散体CAB−O−JETTM 200(カーボンブラック、CABOT社製)を用いた以外は上記と同様にして樹脂被覆ブラック顔料の分散物D(着色粒子)を得た。
・2−ピロリドン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・2−メチルプロパンジオール(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・γ−ブチロラクトン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・イルガキュア 2959 (BASFジャパン製)
・ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(Mn 700, シグマ・アルドリッチ社製)
<インク組成物の調製>
得られた色材分散物A〜Dを用い、下記の表1〜表2に示す組成の実施例1〜13、及び比較例1のインク組成物を、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて2,500回転/分にて撹拌して、それぞれ調製した。得られたインク組成物は、プラスチック製のディスポーザブルシリンジに詰め、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の孔径5μmフィルタ(ミリポア社製のMillex−SV、直径25mm)にて濾過して完成インクとした。なお、表1〜表2における配合量の各数値は、質量部を表す。
得られた各インク組成物を上記インクジェットプリンタに装填し、ポリ塩化ビニルシート(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)に画像を形成し、以下の各評価用の印画物を得た。
得られた各インク組成物及び印刷物を使用し、以下の評価を行った。評価結果を表1〜表2に示す。
基材との密着性評価方法としてクロスハッチテスト(JIS K 5600−5−6)を行った。上記インクジェット画像記録方法に従い、画像部の平均膜厚が12μmのベタ画像を描画した。
その後、各々の印刷物に対して、クロスハッチテストを実施した。なお、評価は、JIS K5600−5−6に従い、0〜5の6段階評価とした。ここで、評価0がカットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがないことを意味する。
上記インクジェット画像記録方法に従い、平均膜厚が12μmのベタ画像の描画を行った後、印刷物の表面をイソプロピルアルコールを含浸した綿棒にてこすり、以下の基準で評価した。
A:10回以上こすっても、画像に変化が認められなかった。
B:5〜9回のこすりで、画像の濃度が低下した。
C:2〜4回のこすりで、画像の濃度が低下した。
D:1回こすっただけで、画像の濃度が著しく低下した。
上記インクジェットプリンタを用いて、ヘッドから30分間吐出し、停止後、5分間経過した後に記録媒体(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)上にベタ画像及び細線を記録して得られた画像(5cm×5cm)を観察した。観察した画像を下記の評価基準に従って目視により評価した。
A:抜けの発生等によるドット欠けの発生が認められず、良好な画像が得られた。
B:抜けの発生等によるドット欠けの発生がわずかに認められたが、実用上支障を来さない程度であった。
C:抜けの発生等によるドット欠けの発生があり、実用に耐えない画像であった。
D:吐出ができなかった。
得られたインク組成物を容器に密封し、60℃で2週間経時させたのち、上記の吐出性評価と同様の評価を実施し、同様の基準で評価した。
Claims (8)
- (成分A)水溶性基を有し、かつ下記一般式(1´)で表される構造を含む高分子化合物、
(成分B)色材、
(成分C)水、及び
(成分D)2−ピロリドン、2−メチルプロパンジオール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びγ−ブチロラクトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む水混和性有機溶剤
を含有し、(成分C):(成分D)の質量比が、1:0.2〜1:5である、インクジェット記録用水性インク組成物。
[一般式(1´)中、Ra及びRbは各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基を表し、Ra及びRbは互いに結合してシクロヘキセン環を形成してもよい。R c は水素原子又はメチル基を表す。Zは−COO−、又は−CONR d −を表し、R d は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Xは2価の有機基を表す。] - 前記(成分A)の水溶性基が、カルボン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、スルホン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、リン酸、リン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、ホスホン酸、ホスホン酸のアルカリ金属塩及びオニウム塩、並びに4級アンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の基である、請求項1に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
- 前記(成分C):(成分D)の質量比が、1:0.3〜1:0.6である、請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
- 前記一般式(1´)中のR a 及びR b が、メチル基である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
- 前記(成分A)が、下記一般式(A´)で表される高分子化合物である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
(前記一般式(A´)中、R cx は水素原子又はメチル基を表す。Z x は−COO−、−CONR dx −又は単結合を表し、R dx は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。R x は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基を表す。R cy は水素原子又はメチル基を表す。Z y は−COO−、−CONR dy −又は単結合を表し、R dy は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。R y は単結合又は2価の有機基を表す。Aは、−COOM 1 、−SO 3 M 1 、−P(O)(OM 2 ) 2 又は−OP(O)(OM 2 ) 2 で表される水溶性基を表し、M 1 はアルカリ金属又はオニウムイオンを表し、M 2 は水素原子、アルカリ金属又はオニウムイオンを表す。R a 及びR b は各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基を表し、R a 及びR b は互いに結合してシクロヘキセン環を形成してもよい。R c は水素原子又はメチル基を表す。Zは−COO−、又は−CONR d −を表し、R d は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Xは2価の有機基を表す。a、b及びcは高分子化合物における共重合モル比を表し、a、b及びcの総和は100である。) - 前記一般式(A´)中のR a 及びR b が、メチル基である、請求項5に記載のインクジェット記録用水性インク組成物。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性インク組成物を記録媒体上に付与するインク付与工程と、
前記記録媒体上に付与されたインク組成物を加熱乾燥する加熱乾燥工程と、
前記加熱乾燥されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する照射工程と、
を含むインクジェット記録方法。 - 請求項7に記載のインクジェット記録方法によって記録されたインクジェット印画物。
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