JP5714473B2 - インク組成物、画像形成方法及び印画物 - Google Patents
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Description
電子写真方式は、感光体ドラム上に帯電及び露光により静電潜像を形成するプロセスを必要とし、システムが複雑となり、結果的に製造コストが高価になるなどの問題がある。また熱転写方式は、装置は安価であるが、インクリボンを用いるため、ランニングコストが高く、かつ廃材が出るなどの問題がある。
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。
また、特許文献2及び特許文献3には、特定のマレイミド構造を有する活性エネルギー線重合性物質を含むインク組成物が記載されている。
また、特許文献2においては、耐溶剤性に関しては何ら検討がなされておらず、耐溶剤性については改良の余地がある。特許文献3においては、水性インクとしての使用や、耐ブロッキング性、耐水性についての検討はなされていない。
従って、耐ブロッキング性、耐水性及び耐溶剤性のいずれもが良好な画像を形成する水性インク組成物が切望されているが、未だ提供されていないのが現状である。
また、本発明は、耐水性、耐溶剤性及び耐ブロッキング性に優れた画像を形成できる画像記録方法、及び、耐水性、耐溶剤性及び耐ブロッキング性に優れた画像を有する印画物を提供することを課題とする。
<1> (a)下記一般式(2)で表される繰り返し単位と、パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種を有する繰り返し単位と、を有する高分子化合物、及び(b)水を含有するインク組成物であり、
前記パーフルオロアルキル基を有する繰り返し単位が、下記一般式(I)で表される単量体を重合して得られた繰り返し単位であり、
前記ジアルキルシロキサン構造を有する繰り返し単位が、下記一般式(A’)で表される単量体を重合して得られた繰り返し単位であり、
前記(a)高分子化合物は、前記一般式(2)で表される繰り返し単位を10質量%〜70質量%含み、前記パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種を有する繰り返し単位を5質量%〜25質量%含む高分子化合物である、インク組成物。
一般式(2)中、R a 及びR b は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R a 及びR b の少なくとも一方は、炭素数1〜4のアルキル基を表す。R a 及びR b は、互いに結合して4〜6員の脂環構造を形成してもよい。R c は、水素原子又はメチル基を表す。Zは、−COO−**を表し、**は、Xとの結合位置を表す。Xは、炭素数2〜6のアルキレン基を表す。
一般式(I)中、R 1 は水素原子又はメチル基を表す。R 2 及びR 3 は水素原子を表し、X 1 は−O−を表す。mは1〜8の整数を表し、nは2を表す。
一般式(A’)中、R 11 は、炭素数が2〜6の直鎖状のアルキレン基を表す。y 1 は3〜150の整数である。X 2 は、酸素原子を表す。Yは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。Rはメチル基又はn−ブチル基を表す。
ここで、一般式(A’)で表される単量体は、後記する一般式(A)で表される単量体の一態様であり、一般式(A)において、x 1 、x 2 、及びx 3 が、それぞれ、x 1 =0、x 2 =0、及びx 3 =1であり、R 11 が、炭素数が2〜6の直鎖状のアルキレン基を表し、y 1 が3〜150の整数であり、X 2 が、酸素原子を表し、Yが、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表し、Rが、メチル基又はn−ブチル基を表す単量体である。
<3> 前記一般式(I)で表される単量体が、下記群から選ばれる<1>又は<2>に記載のインク組成物
<4> 前記一般式(A’)で表される単量体が、下記群から選ばれる<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<7> 前記(a)高分子化合物が、前記一般式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位を10質量%〜70質量%含み、パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種を有する繰り返し単位を5質量%〜25質量%含む高分子化合物である<1>〜<6>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<7> 更に、前記(a)高分子化合物とは構造が異なる(c)水溶性高分子化合物を含有し、該(c)水溶性高分子化合物が(c’)架橋性化合物である<1>〜<7>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<10> 前記(a)高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対し、0.1質量%〜2質量%である<1>〜<9>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<12> 更に、(e)水溶性有機溶剤を含有する<1>〜<11>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<13> インクジェット記録用である<1>〜<12>のいずれか1項に記載のインク組成物。
<15> <1>〜<13>のいずれか1項に記載の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、記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる(b)水及び(e)水溶性有機溶剤の少なくとも一部を乾燥して除去するインク乾燥工程と、記録媒体上に付与され、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、を含む画像形成方法。
<16> 画像記録媒体上に、<1>〜<13>のいずれか1項に記載のインク組成物により形成されたか、或いは、<14>又は<15>に記載の画像形成方法によって記録された画像を有する印画物。
また、本発明によれば、耐水性、耐溶剤性及び耐ブロッキング性に優れた画像を形成できる画像記録方法、及び、耐水性、耐溶剤性及び耐ブロッキング性に優れた画像を有する印画物を提供することができる。
なお、本明細書において、組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
また、本発明のインク組成物において固形分量とは、25℃においてインク組成物中に含まれる成分のうち、溶剤を除く全ての成分の総質量に意味する。本明細書における固形分は、溶剤以外の低分子量成分などの液状の成分も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本発明のインク組成物は、以下に詳述する、(a)下記一般式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位と、パーフルオロアルキル構造及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種の繰り返し単位と、を有する高分子化合物、及び(b)水を含有するインク組成物の一態様である。
即ち、(a)高分子化合物は、表面エネルギーが低いパーフルオロアルキル基及び/又はジアルキルシロキサン構造を有することで、インクジェットノズル等により記録媒体上にインクが付与され、乾燥された段階において、インク滴表面と空気との界面に(a)高分子化合物が偏在化すると考えられる。更に、(a)高分子化合物は、酸素による重合阻害を受けにくい一般式(1)で表される部分構造を有していることから、活性ネネルギー線の照射により良好に硬化反応が進行する。このような作用により得られた硬化被膜は、(a)高分子化合物が有する分子構造に起因する撥水性及び撥油性の特徴と共に、耐水性及び耐溶剤性の特徴を示し、耐ブロッキング性にも優れたものとなると考えられる。
本発明のインク組成物は、下記一般式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位と、パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種と、を有する高分子化合物((a)高分子化合物)を含む。
以下、(a)高分子化合物について詳細に説明する。
(a)高分子化合物は、下記一般式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位を含む。
これらを考慮した一般式(1)で表される繰り返し単位の含有量は、(a)高分子化合物の質量に対し、5質量%〜95質量%であることが好ましく、15質量%〜95質量%であることがさらに好ましく、30質量%〜95質量%であることが特に好ましい。
また、一般式(1)で表される部分構造は、高分子反応を用いた方法により導入することもできる。そのような方法としては、例えば、1級アミノ基を有するプレポリマーに、対応する無水物を反応して得る方法や、プレポリマー中の官能基と反応し結合を形成する官能基と一般式(1)で表される部分構造とを有する化合物を、プレポリマーと反応させる方法などが挙げられる。
本発明における(a)高分子化合物は、パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種を、側鎖又は主鎖末端に有する。
(a)高分子化合物が有するパーフルオロアルキル基としては、炭素数1以上のパーフルオロアルキル基が好ましく、炭素数1〜16のパーフルオロアルキル基がより好ましい。
(a)高分子化合物が有するパーフルオロアルキル基は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
R4は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。R4として好ましくは、水素原子、メチル基又はブチル基である。
X1で表される2価の連結基としては、−O−がより好ましい。
本発明におけるジアルキルシロキサン構造とは、少なくとも1つのシロキサン結合(Si−O)を有し、且つ、該シロキサン結合におけるケイ素原子が2つのアルキル基と結合してなる構造を意味する。ジアルキルシロキサン構造は、シロキサン結合を少なくとも1つ有すればよいが、(a)高分子化合物の表面偏析出性の観点からは、3以上のシロキサン結合を有することがより好ましい。
(a)高分子化合物が有するジアルキルシロキサン構造は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
(a)高分子化合物に導入しうる親水性基について説明する。
(a)高分子化合物に導入しうる導入しうる親水性基としては、ノニオン性親水性基及びイオン性親水性が好適に挙げられる
一般式(3)中、Rcyは、水素原子又はメチル基を表す。
Ryが、アルキレン基、アリーレン基、及びアラルキレン基からなる群から選ばれる基である場合、これらの基は、置換基を有していても、置換基を有していなくてもよい。また、Ryで表されるアルキレン基、アリーレン基、及びアラルキレン基は、その構造中に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、又はウレタン結合が存在していてもよい。
一般式(3)において、Ryは単結合であることが好ましい。
一般式(3)における親水性基Aがイオン性親水性基である場合、一般式(3)で表される繰り返し単位の含有量は、(a)高分子化合物中、5質量%〜50質量%であることが好ましく、5質量%〜40質量%が更に好ましく、1質量%〜20質量%が特に好ましい。
一般式(3)における親水性基Aがノニオン性親水性基である場合、(a)高分子化合物中、20質量%〜95質量%であることが好ましく、30質量%〜80質量%が更に好ましく、30質量%〜70質量%が特に好ましい。
なお、他の繰り返し単位を形成するモノマーとしては、上記以外の公知のモノマーを、必要に応じて使用することもできる。
本発明のインク組成物は水を含有する。
(b)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、30〜95質量%であることが好ましく、50〜85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(a)高分子化合物、(b)水に加えて、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。
本発明のインク組成物には、(a)高分子化合物とは構造が異なる(c)水溶性高分子化合物を含有してもよい。以下、(a)高分子化合物とは構造が異なる(c)水溶性高分子化合物を単に(c)水溶性高分子化合物ともいう。
(c)水溶性高分子化合物は、更に共重合成分を含んでいてもよい。共重合成分としては、親水性基を有さないラジカル重合性モノマーにより得られる繰り返し単位が挙げられる。親水性基を有さないラジカル重合性モノマーの例としては、併用成分として後述する分子量100以上100,000未満の硬化性化合物に包含されるラジカル重合性モノマーのうち、親水性基を有さないものが挙げられる。
(c’)架橋性化合物としては、前記一般式(1)で表される部分構造を含む繰り返し単位を含み、パーフルオロアルキル構造及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種の繰り返し単位を含まない水溶性の高分子化合物であることが好ましい。特に好ましくは、前記一般式(2)で表される繰り返し単位と、前記一般式(3)で表される繰り返し単位を含み、パーフルオロアルキル構造及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種の繰り返し単位を含まない水溶性の高分子化合物である。
(c)水溶性高分子化合物の含有量を、上記範囲とすることで、硬化性や吐出性とインク硬化膜の平滑性が良い傾向となる。
本発明のインク組成物には、分子量100以上100,000未満の硬化性化合物(以下、単に「硬化性化合物」と称する場合がある。)を併用することもできる。該硬化性化合物には、(a)高分子化合物及び(c’)架橋性化合物は包含されない。
より具体的には、下記一般式(1−L)で表される化合物が挙げられる。
前記一般式(1)で表される部分構造を1つ有する単官能の化合物としては、例えば下記(4−7)〜(4−9)が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明のインク組成物は、着色剤を含有することが好ましい。
着色剤としては、染料及び顔料が挙げられ、耐熱性、耐光性、耐水性等の耐久性の観点からは、顔料であることが好ましい。
着色剤として用いられる顔料としては、一般に用いられる有機顔料、無機顔料、さらには、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いることができる。通常、市販されている顔料はいずれも使用でき、さらに、市販の顔料分散体や表面処理剤などで予め処理された顔料、例えば、顔料を分散媒としての不溶性の樹脂等に分散させたもの、あるいは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等も、本発明の効果を損なわない限りにおいて用いることができる。
これらの顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、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号公報に記載の顔料が挙げられる。
オレンジ色を呈する顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ66(イソインドリンオレンジ)の如きイソインドリン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ51(ジクロロピラントロンオレンジ)の如きアントラキノン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ2、C.I.ピグメントオレンジ3、C.I.ピグメントオレンジ5の如きΒ−ナフトール顔料、C.I.ピグメントオレンジ4、C.I.ピグメントオレンジ22、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ74等の如きナフトールAS顔料、C.I.ピグメントオレンジ61等の如きイソインドリノン顔料、C.I.ピグメントオレンジ43等の如きペリノン顔料、C.I.ピグメントオレンジ15、C.I.ピグメントオレンジ16等の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントオレンジ48、C.I.ピグメントオレンジ49等の如きキナクリドン顔料、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ62、C.I.ピグメントオレンジ60、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ72等の如きアセトロン顔料、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ34等の如きピラゾロン顔料、が挙げられる。
茶色を呈する顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラウン32等のナフトロン顔料などが挙げられる。
白色顔料としては、例えば、塩基性炭酸鉛(2PbCO3Pb(OH)2、いわゆる、シルバーホワイト)、酸化亜鉛(ZnO、いわゆる、ジンクホワイト)、酸化チタン(TiO2、いわゆる、チタンホワイト)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト)などが利用可能である。白色顔料に使用される無機粒子は単体でも良いし、例えば、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良い。
また、顔料の最大粒径は、3μm以下、好ましくは1μm以下がより好ましい。顔料の粒径は、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件の設定などにより調整することができる。また、本発明のインク組成物を、白色のインク組成物として調製する場合であれば、顔料分散物に含有される顔料の平均粒径は、充分な隠蔽性を与える観点から、0.05μm〜1.0μm程度であることが好ましく、さらに好ましくは0.1μm〜0.4μm程度である。白色の顔料分散物とする場合についても、顔料の最大粒径は、3μm以下、好ましくは1μm以下であることが好ましい。
着色剤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。
本発明のインク組成物は、主たる溶剤して水を含有するが、目的に応じて、溶剤中に、さらに、水溶性有機溶剤を併用することが好ましい。
ここで水溶性有機溶剤とは、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、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチレンウレア等)、
・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)
複素環類としては、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンウレア等が好ましく、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンが特に好ましい。
特に沸点の高い溶剤は好ましく用いることができ、常圧での沸点が120℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。
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。
また、本発明にはポリアルキルシロキサンを有するシリコーン系界面活性剤や、フッ化アルキル基を有するフッ素系界面活性剤も好ましく用いることができる。
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、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。また、増感度色素としては、非水溶性の重合開始剤を分散した光重合開始剤も用いることができる。
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、アゾ顔料、高分子分散剤及び有機溶剤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樹脂を添加するようにしてもよい。
本発明の画像形成方法は、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、前記付与し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、本発明の画像形成方法における、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(dot per inch)、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(1inch)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。
中でも、本発明のインク組成物は密着性に優れるため、記録媒体として非吸収性記録媒体に対して好適に使用することができ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等のプラスチック基材が好ましく、ポリ塩化ビニル樹脂基材がより好ましく、ポリ塩化ビニル樹脂シート又はフィルムがさらに好ましい。
以下、本発明の画像形成方法における、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、(a)高分子化合物が有する反応性基である一般式(1)表される部分構造による架橋反応が起こり、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。この反応は隣接する高分子化合物の粒子同士、或いは、(a)特定高分子と、所望により含まれる一般式(1)で示される部分構造を有する重合性化合物との間でも生起する。この架橋反応はラジカルを介在しない反応であるために酸素により架橋反応が阻害される懸念がないという特徴を有する。
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に開示されている照射条件及び照射方法を本発明においても同様に適用することができる。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。活性エネルギー線の照射は、インク着弾、加熱乾燥後、一定時間(例えば、0.01秒間〜120秒間、好ましくは、0.01秒間〜60秒間)をおいて行われることになる。
本発明の画像形成方法は、インク付与工程後であって照射工程前に、更に加熱乾燥工程を有することが好ましい。
加熱乾燥工程において、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、(b)水及び必要に応じて併用される水溶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。
加熱手段としては、(b)水及び必要に応じて併用される水溶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、40℃以上が好ましく、40℃〜150℃程度がより好ましく、40℃〜80℃程度が更に好ましい。なお、乾燥/加熱時間は、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。
本発明の印画物は、本発明のインク組成物を形成された画像、或いは、本発明の画像形成方法によって記録された画像を有することを特徴とする。本発明の印画物は、記録された画像の耐水性、耐溶剤性及び耐ブロッキング性に優れた印画物となる。
<ポリマー分散剤E−1の合成>
撹拌機、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E−1を43g得た。
得られたポリマー分散剤E−1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の分散物(C))
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E−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(C)を得た。
本実施例及び比較例に使用した各化合物の構造を以下に示す。
なお、化合物A−1〜A−4、化合物C−1、化合物D−1において、a、b、c及びdを用いて示される共重合比は質量基準である。
・2−ピロリドン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)
・フッ素系界面活性剤(商品名:ZONYL FSN、Aldrich社製)
〔インク組成物の調製〕
得られた顔料分散物〔分散物(C)〕と、上記の(a)高分子化合物、(c)水溶性高分子化合物、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び水を、下記表1に示す組成になるように、ミキサー(シルバーソン社製L4R)を用いて、2,500回転/分にて混合撹拌し、粗インク組成物をそれぞれ調製した。得られた各粗インク組成物は、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)にて濾過して完成品である実施例1〜6及び比較例1のインク組成物を得た。
得られた実施例及び比較例の各インク組成物を、RK PRINT COAT INSTRUMENTS社製 KハンドコーターのNo.2バーを用いて、8cm四方の塩化ビニルシート(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)に12μmの厚みで塗布した。さらに、60℃で3分間水分を乾燥した後、低圧水銀灯で1000mJ/cm2のエネルギーとなる条件で露光し、塩化ビニルシート上に硬化膜(ベタ画像)を有する印画物を得た。
得られた印画物を用いて、以下の評価を行った。評価結果は表1に示す。
得られた2枚の印画物における硬化膜を有する側の面が向き合うように、印画物同士を重ね合わせ、印画物と同サイズの鉄板を用いて、さらに1kg/cm2の圧力で30℃で1時間加圧した。その後、2枚の塗膜面を剥がした場合の状態を目視で観察し、以下の評価基準で評価した。評価結果は表1に示す。なお、A及びBが実用上問題の無いレベルである。
−評価基準−
A:塗膜にはがれがなく、剥がす際に音が生じない。
B:塗膜にはがれがないが、剥がす際に音が生じる。
C:塗膜にはがれはないが、塗膜に若干の転写が見られる。
D:塗膜に剥がれが生じる。
得られた印画物における硬化膜を有する側の表面を、イオン交換水を含浸した綿棒にてこすり、以下の評価基準で評価した。評価結果は表1に示す。なお、A及びBが実用上問題の無いレベルである。
−評価基準−
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。
得られた印画物における硬化膜を有する側の表面を、イソプロピルアルコールを含浸した綿棒にてこすり、以下の評価基準で評価した。評価結果は表1に示す。なお、A及びBが実用上問題の無いレベルである。
−評価基準−
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。
インクジェット記録装置として、市販のインクジェットプリンタ(ローランド ディー.ジー.社製SP−300V)を用意した。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、塩化ビニルシート(エイブリィ・デニソン社製、AVERY 400 GLOSS WHITE PERMANENT)にヘッドから、3分間吐出し、ベタ画像及び細線を記録した。吐出停止後、得られた画像を3分間放置した。その後、再び、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。評価結果は表1に示す。
−評価基準−
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。
なお、評価ランクA及びBが実用上問題のないレベルである。
下記表1中の「−」は含有しないことを表す。
Claims (16)
- (a)下記一般式(2)で表される繰り返し単位と、パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種を有する繰り返し単位と、を有する高分子化合物、及び(b)水を含有するインク組成物であり、
前記パーフルオロアルキル基を有する繰り返し単位が、下記一般式(I)で表される単量体を重合して得られた繰り返し単位であり、
前記ジアルキルシロキサン構造を有する繰り返し単位が、下記一般式(A’)で表される単量体を重合して得られた繰り返し単位であり、
前記(a)高分子化合物は、前記一般式(2)で表される繰り返し単位を10質量%〜70質量%含み、前記パーフルオロアルキル基及びジアルキルシロキサン構造から選択された少なくとも1種を有する繰り返し単位を5質量%〜25質量%含む高分子化合物である、インク組成物。
[一般式(2)中、R a 及びR b は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R a 及びR b の少なくとも一方は、炭素数1〜4のアルキル基を表す。R a 及びR b は、互いに結合して4〜6員の脂環構造を形成してもよい。R c は、水素原子又はメチル基を表す。Zは、−COO−**を表し、**は、Xとの結合位置を表す。Xは、炭素数2〜6のアルキレン基を表す。]
[一般式(I)中、R 1 は水素原子又はメチル基を表す。R 2 及びR 3 は水素原子を表し、X 1 は−O−を表す。mは1〜8の整数を表し、nは2を表す。]
[一般式(A’)中、R 11 は、炭素数が2〜6の直鎖状のアルキレン基を表す。y 1 は3〜150の整数である。X 2 は、酸素原子を表す。Yは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。Rは、メチル基又はn−ブチル基を表す。] - 前記一般式(A’)で表される単量体が、下記群から選ばれる請求項1に記載のインク組成物
- 前記一般式(I)で表される単量体が、下記群から選ばれる請求項1又は請求項2に記載のインク組成物
- 前記一般式(A’)で表される単量体が、下記群から選ばれる請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(a)高分子化合物が、親水性基を有する高分子化合物である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(a)高分子化合物が、アルコール性水酸基、アルキル置換カルバモイル基、カルボキシル基、スルホ基、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも一種の親水性基を有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、前記(a)高分子化合物とは構造が異なる(c)水溶性高分子化合物を含有する請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、前記(a)高分子化合物とは構造が異なる(c)水溶性高分子化合物を含有し、該(c)水溶性高分子化合物が(c’)架橋性化合物である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(a)高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対し、0.1質量%〜15質量%である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記(a)高分子化合物の含有量が、インク組成物の全質量に対し、0.1質量%〜2質量%である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、(d)着色剤を含有する請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、(e)水溶性有機溶剤を含有する請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載のインク組成物。
- インクジェット記録用である請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の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、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照射工程と、を含む画像形成方法。
- 請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の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、記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる(b)水及び(e)水溶性有機溶剤の少なくとも一部を乾燥して除去するインク乾燥工程と、記録媒体上に付与され、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、を含む画像形成方法。
- 画像記録媒体上に、請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のインク組成物により形成されたか、或いは、請求項14又は請求項15に記載の画像形成方法によって記録された画像を有する印画物。
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