JP6227584B2 - インクジェット用顔料分散体及びその製造方法、インクセット、並びに画像形成方法 - Google Patents

インクジェット用顔料分散体及びその製造方法、インクセット、並びに画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット用顔料分散体及びその製造方法、インクセット、並びに画像形成方法に関する。
インクジェット法による画像形成では、インクとして、液体中に顔料が分散されてなる顔料分散体が用いられている。
例えば、顔料としてC.I.(Colour Index)ピグメントオレンジ71を用いたインクジェット用のインクとして、C.I.ピグメントオレンジ71と、炭素数4以上の1,2−アルカンジオールと、特定のアルコール化合物と、を含有するインクジェット用のインクが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、顔料は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルターの着色にも用いられている。
例えば、赤色顔料とC.I.ピグメントオレンジ71とを樹脂に分散させてなる赤色樹脂組成物、及び、この赤色樹脂組成物を用いたカラーフィルターの製造方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2013−91704号公報 特開平11−310715号公報
ところで、インクジェット法による画像形成に用いられるインクジェット用顔料分散体(インク)としては、環境負荷低減及び作業性向上等の観点から、分散媒として水を含む水系の顔料分散体(インク)が用いられることがある。
しかし、顔料のうち、特に、C.I.ピグメントオレンジ71及びC.I.ピグメントオレンジ73は、いずれも水を含む媒体(以下、「水系媒体」ともいう)中に分散させることが難しい顔料である。水系媒体中への顔料の分散性は、水系媒体中に顔料を分散させて得られた顔料分散体の保存安定性及び吐出安定性と相関がある。
従って、C.I.ピグメントオレンジ71又はC.I.ピグメントオレンジ73と、水と、を含む顔料分散液(例えば、特許文献1に記載のインク)に対し、保存安定性及び吐出安定性を向上させることが望まれる。
ここで、「吐出安定性」とは、インクジェットヘッドから顔料分散体を安定的に吐出できる性質を指す。吐出安定性は、例えば、インクジェットヘッドから連続的に吐出できる性質である「連続吐出性」によって評価される。
また、上記特許文献2に記載の赤色樹脂組成物は、水系の組成物ではなく、水を含まず溶剤を含む、溶剤系の組成物である。更に、上記特許文献2に記載の赤色樹脂組成物は、赤色顔料を主たる顔料とする赤色の組成物である。従って、特許文献2では、C.I.ピグメントオレンジ71自体の水系媒体への分散性については全く注目されていない。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、保存安定性及び吐出安定性に優れたインクジェット用顔料分散体及びその製造方法、並びに上記インクジェット用顔料分散体を用いたインクセット及び画像形成方法を提供することである。
課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 下記式(A)で表される顔料(A)と、下記式(B)で表される顔料(B)と、水と、を含有し、顔料(B)に対する顔料(A)の含有質量比が1.0超であるインクジェット用顔料分散体。
式(A)において、2つのR及び2つのRは、2つのRが共にシアノ基を表しかつ2つのRが共に水素原子を表すか、又は、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にターシャリーブチル基を表す。
式(B)において、2つのR及び2つのRは、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に塩素原子を表すか、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に水素原子を表すか、又は、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にフェニル基を表す。
<2> 顔料(B)に対する顔料(A)の含有質量比が、1.1〜50である<1>に記載のインクジェット用顔料分散体。
<3> 更に、樹脂粒子を含有する<1>又は<2>に記載のインクジェット用顔料分散体。
<4> <1>〜<3>のいずれか1つに記載のインクジェット用顔料分散体を製造する方法であって、少なくとも顔料(A)と顔料(B)と水とを混合し、分散処理してインクジェット用顔料分散体を得る工程を有するインクジェット用顔料分散体の製造方法。
<5> インクジェット用顔料分散体を得る工程は、顔料(A)と顔料(B)とを混合して顔料混合物を得る段階と、少なくとも顔料混合物と水とを混合し、分散処理してインクジェット用顔料分散体を得る段階と、を含む<4>に記載のインクジェット用顔料分散体の製造方法。
<6> <1>〜<3>のいずれか1つに記載のインクジェット用顔料分散体であるインクと、インク中の成分を凝集させる酸を含有する処理液と、を含むインクセット。
<7> 記録媒体上に、<1>〜<3>のいずれか1つに記載のインクジェット用顔料分散体であるインクをインクジェット法によって付与して画像を形成するインク付与工程と、記録媒体上に、インク中の成分を凝集させる酸を含有する処理液を付与する処理液付与工程と、を有する画像形成方法。
本発明によれば、保存安定性及び吐出安定性に優れたインクジェット用顔料分散体及びその製造方法、並びに上記インクジェット用顔料分散体を用いたインクセット及び画像形成方法が提供される。
画像形成の実施に用いるインクジェット記録装置の構成例を示す概略構成図である。
以下、本発明のインクジェット用顔料分散体及びその製造方法、並びに、上記インクジェット用顔料分散体を用いたインクセット及び画像形成方法について詳細に説明する。
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、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及びメタクリル酸の両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの両方を包含する概念である。
〔インクジェット用顔料分散体〕
本発明のインクジェット用顔料分散体(以下、単に「顔料分散体」ともいう)は、下記式(A)で表される顔料(A)と、下記式(B)で表される顔料(B)と、水と、を含有し、顔料(B)に対する顔料(A)の含有質量比(以下、「含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕」ともいう)が1.0超である。
式(A)において、2つのR及び2つのRは、2つのRが共にシアノ基を表しかつ2つのRが共に水素原子を表すか、又は、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にターシャリーブチル基を表す。
式(B)において、2つのR及び2つのRは、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に塩素原子を表すか、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に水素原子を表すか、又は、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にフェニル基を表す。
顔料(A)において、2つのRが共にシアノ基を表しかつ2つのRが共に水素原子を表す態様の顔料は、C.I.(Colour Index)ピグメントオレンジ71(PO71)である。
顔料(A)において、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にターシャリーブチル基を表す態様の顔料は、C.I.ピグメントオレンジ73(PO73)である。
即ち、顔料(A)は、PO71又はPO73である。
顔料(B)において、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に塩素原子を表す態様の顔料は、C.I.ピグメントレッド254(以下、「PR254」ともいう)である。
顔料(B)において、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に水素原子を表す態様の顔料は、C.I.ピグメントレッド255(以下、「PR255」ともいう)である。
顔料(B)において、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にフェニル基を表す態様の顔料は、C.I.ピグメントレッド264(以下、「PR264」ともいう)である。
即ち、顔料(B)は、PR254、PR255、又はPR264である。
また、本発明のインクジェット用顔料分散体は、インクジェット用のインク(「インク組成物」とも称されることもある)として用いられるものである。
前述のとおり、顔料(A)(PO71又はPO73)は、水を含む媒体(水系媒体)中に分散させることが難しい顔料である。このため、顔料(A)と水とを含む顔料分散体に対し、保存安定性及び吐出安定性(インクジェットヘッドからの吐出安定性)を向上させることが望まれる。
この点に関し、本発明の顔料分散体は、顔料(A)に加えて顔料(B)を含むことにより、顔料(A)を含み顔料(B)を含まない顔料分散体と比較して、保存安定性及び吐出安定性が向上する。
なお、インクジェットヘッドからの吐出安定性は、インクジェットヘッドからの連続吐出性によって評価される(後述の実施例参照)。
本発明の顔料分散体により上記効果(保存安定性及び吐出安定性の向上)が奏される理由は、以下のように推測される。
顔料(A)及び顔料(B)は、式(A)及び式(B)から明らかなとおり、同一の骨格(詳細にはジケトピロロピロール(DPP)骨格)を有している。顔料(A)と顔料(B)との相違点は、DPP骨格に置換する置換基(R〜R)の種類である。即ち、顔料(A)と顔料(B)とは、似て非なる顔料ということができる。このため、本発明の顔料分散体では、顔料(A)に対して似て非なる顔料(B)が、顔料(A)に対するシナジストとして機能することにより、顔料(A)を含み顔料(B)を含まない場合と比較して、顔料(A)の水系媒体中への分散安定性が向上すると考えられる。本発明の顔料分散体によれば、この分散安定性の向上に起因して、保存安定性向上及び吐出安定性向上の効果が奏されると考えられる。
また、本発明の顔料分散体において、含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕が1.0超であることは、本発明の顔料分散体が、オレンジ色の色相を有する顔料分散体であることを意味している。
このオレンジ色の色相に関し、本発明者の検討の結果、オレンジ色顔料である顔料(A)と赤色顔料である顔料(B)とを含有する本発明の顔料分散体を用いて形成された画像では、顔料(A)を含むが顔料(B)を含まない顔料分散体を用いて形成された画像と比較して、むしろ、オレンジ色の色相の鮮やかさが向上するという予期せぬ効果が奏されることが明らかとなった。
以下、色相とは、特に断りがないかぎり、オレンジ色の色相を意味し、色相が向上するとは、特に断りがないかぎり、オレンジ色の色相の鮮やかさが向上することを意味する。
また、本発明の顔料分散体は、顔料(A)を1種のみ(即ち、PO71又はPO73)含有していてもよいし、2種(即ち、PO71及びPO73)含有していてもよい。
本発明の顔料分散体が顔料(A)を2種含有する場合、顔料(A)の含有量(含有質量)は、2種の顔料(A)の総含有量(総含有質量)を意味する。
また、本発明の顔料分散体は、顔料(B)を1種のみ(即ち、PR254、PR255、又はPR264)含有していてもよいし、2種以上(即ち、PR254、PR255、及びPR264からなる群から選択される2種以上)含有していてもよい。
本発明の顔料分散体が顔料(B)を2種以上含有する場合、顔料(B)の含有量(含有質量)は、2種以上の顔料(B)の総含有量(総含有質量)を意味する。
即ち、本明細書中における含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕は、少なくとも1種の顔料(B)の総含有質量に対する、少なくとも1種の顔料(A)の総含有質量の比を意味する。
また、後述する「顔料(A)及び顔料(B)の合計含有量」は、少なくとも1種の顔料(A)の総含有量と、少なくとも1種の顔料(B)の総含有量と、の合計を意味する。
本発明の効果がより効果的に奏される点から、本発明の顔料分散体は、顔料(A)を1種のみ含有することが好ましい。
含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕としては、保存安定性及び色相をより向上させる観点から、1.1以上が好ましく、1.5以上がより好ましく、2.0以上が特に好ましい。
含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕の上限には特に制限はないが、保存安定性、吐出安定性、及び色相をより向上させる観点から、含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕としては、50以下が好ましく、25以下がより好ましく、15以下が更に好ましく、10以下が更に好ましく、8.0以下が更に好ましく、6.0以下が特に好ましい。
含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕は、保存安定性、吐出安定性、及び色相をより向上させる観点から、1.1〜50が好ましく、1.1〜25がより好ましく、1.1〜10が特に好ましい。
本発明の顔料分散体は、画像の耐擦性をより向上させる観点から、樹脂粒子を含有することが好ましい。
また、一般的に、顔料分散体が樹脂粒子を含有する場合は、顔料分散体が樹脂粒子を含有しない場合と比較して、顔料の分散安定性が低く、顔料分散体の保存安定性及び吐出安定性が低い傾向となる。
しかし、本発明の顔料分散体は、上述したとおり、顔料(A)だけでなく顔料(B)も含有するため、更に樹脂粒子を含有する場合であっても、顔料分散体の保存安定性及び吐出安定性が高く維持される。言い換えれば、本発明の顔料分散体が更に樹脂粒子を含有する場合には、本発明の顔料分散体が樹脂粒子を含有しない場合と比較して、顔料(B)による改善効果(保存安定性及び吐出安定性の効果)がより顕著に奏される(即ち、顔料(B)による改善幅が大きくなる)。
ここで、樹脂粒子とは、樹脂からなる粒子を指す。
樹脂粒子は、樹脂からなる粒子である点で、顔料粒子の表面の少なくとも一部を被覆している樹脂分散剤とは異なる。
上記樹脂粒子は、この樹脂粒子の分散安定性をより向上させる観点より、カルボキシル基を有する自己分散性ポリマー粒子であることが好ましい。
カルボキシル基を有する自己分散性ポリマー粒子の好ましい態様については後述する。
以下、本発明の顔料分散体に含有され得る各成分について説明する。
<顔料>
本発明の顔料分散体は、顔料(A)及び顔料(B)を含有する。
顔料(A)は、前述のとおり、PO71又はPO73である。顔料(A)としては、顔料分散体の分散安定性及び顔料分散体の色相の観点から、PO71が特に好ましい。
顔料(B)は、前述のとおり、PR254、PR255、又はPR264である。顔料(B)としては、顔料分散体の分散安定性及び顔料分散体の色相の観点から、PR254が特に好ましい。
本発明の顔料分散体の特に好ましい態様は、顔料(A)がPO71であり、かつ、顔料(B)がPR254である態様である。
含有質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕は、前述のとおり1.0超であり、好ましい範囲も前述のとおりである。
本発明の顔料分散体中における顔料(A)及び顔料(B)の合計含有量は、画像濃度の観点から、顔料分散体の全量に対し、0.5質量%〜35質量%が好ましく、1質量%〜30質量%がより好ましく、1質量%〜20質量%が更に好ましく、2質量%〜10質量%が更に好ましく、2質量%〜6質量%が特に好ましい。
本発明の顔料分散体は、顔料(A)及び顔料(B)以外のその他の顔料を含有していてもよい。その他の顔料としては、特開2012−162655号公報、特開2013−47311号公報等に記載されている公知の顔料の中から、適宜選択して用いることができる。
但し、本発明の効果をより効果的に得る観点から、本発明の顔料分散体は、顔料(A)及び顔料(B)以外のその他の顔料を実質的に含有しないことが好ましい。含有する場合には、その他の顔料の含有量が、顔料分散体の全量に対し、2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることが更に好ましい。
<分散剤>
本発明の顔料分散体は、顔料(A)及び顔料(B)を分散させる分散剤を含有することが好ましい。
分散剤としては、樹脂分散剤が好ましい。
樹脂分散剤としては、水溶性樹脂からなる水溶性樹脂分散剤であってもよいし、非水溶性樹脂からなる非水溶性樹脂分散剤であってもよい。
本明細書中において、「水溶性」とは、水に一定濃度以上溶解できる性質を指す。「水溶性」としては、25℃の水100gに対して5g以上(より好ましくは10g以上)溶解する性質が好ましい。
本発明の顔料分散体が樹脂分散剤を含有する場合、樹脂分散剤は、顔料(A)及び顔料(B)からなる顔料粒子の表面の少なくとも一部を被覆していることが好ましい。
以下、顔料(A)及び顔料(B)からなる顔料粒子の表面の少なくとも一部が樹脂分散剤によって被覆されてなる粒子を、「樹脂被覆顔料粒子」ということがある。
顔料粒子の表面の少なくとも一部に対する樹脂分散剤の被覆は、特開2009−190379号公報に記載された方法等、従来公知の方法で行うことができる。
樹脂分散剤は、少なくとも1つの親水性構造単位と、少なくとも1つの疎水性構造単位と、を有することが好ましい。
ここで、親水性構造単位としては、少なくとも1つの親水性基を含む構造単位が好ましい。
親水性基としては、ノニオン性基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等を挙げられ、カルボキシル基が好ましい。なお、ノニオン性基としては、水酸基、(窒素原子が無置換の)アミド基、アルキレンオキシド重合体(例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等)に由来する基、糖アルコールに由来する基、等が挙げられる。
親水性構造単位と疎水性構造単位との含有質量比〔親水性構造単位:疎水性構造単位〕は、10:90〜40:60の範囲が好ましく、10:90〜30:70の範囲がより好ましく、10:90〜25:75の範囲が特に好ましい。
親水性構造単位としては、酸性基(例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等)を有する構造単位であることが好ましく、カルボキシル基を有する構造単位であることがより好ましい。
カルボキシル基を有する構成単位としては、(メタ)アクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸等に由来の構成単位が挙げられ、これらの中でも(メタ)アクリル酸及びβ−カルボキシエチルアクリレートに由来の構造単位が好ましく、(メタ)アクリル酸に由来の構造単位がさらに好ましい。
疎水性構造単位としては、(メタ)アクリルエステルに由来の構造単位及び芳香族基含有モノマーに由来の構造単位が挙げられる。
これらの中でも、疎水性構造単位としては、炭素数1〜炭素数20のアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、及びこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つに由来する構造単位が好ましく、ベンジル(メタ)アクリレートに由来する構造単位であることがさらに好ましい。
これらの疎水性構造単位は、樹脂分散剤中に、1種単独で含まれても、2種以上含まれてもよい。
樹脂分散剤としては、例えば、(メタ)アクリル酸−ベンジル(メタ)アクリレート共重合体、(メタ)アクリル酸−フェノキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、(メタ)アクリル酸−フェノキシエチル(メタ)アクリレート−炭素数1〜炭素数20のアルキル(メタ)アクリレート共重合体等を好適に用いることができる。
樹脂分散剤は、分散性の観点から、カルボキシル基を有する親水性構造単位を有することが好ましい。
樹脂分散剤の酸価としては、90mgKOH/g〜150mgKOH/gが好ましく、100mgKOH/g〜120mgKOH/gがより好ましい。
なお、酸価は、JIS規格(JISK0070、1992)記載の方法により測定される。
樹脂分散剤の重量平均分子量としては、1,000〜100,000が好ましく、より好ましくは3,000〜50,000であり、更に好ましくは5,000〜40,000である。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定される。GPCは、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標) Super Multipore HZ−H(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、条件としては、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、RI検出器を用いて行う。また、検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
本発明の顔料分散体が樹脂分散剤を含有する場合、顔料(p)と樹脂分散剤(s)との含有質量比〔p:s〕としては、10:1〜10:8の範囲が好ましく、10:1〜10:7の範囲がより好ましく、10:3〜10:7の範囲が更に好ましい。
分散状態での前述の樹脂被覆顔料粒子(顔料(A)及び顔料(B)からなる顔料粒子の表面の少なくとも一部が樹脂分散剤によって被覆されてなる粒子)の体積平均粒子径としては、10nm〜300nmが好ましく、50nm〜250nmがより好ましく、80nm〜200nmがさらに好ましい。体積平均粒子径が、200nm以下であると色再現性が良好になり、インクジェット法で打滴する際の打滴特性が良好になり、10nm以上であると耐光性が良好になる。
分散状態での樹脂被覆顔料粒子の体積平均粒子径は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法によって測定される。
<水>
本発明の顔料分散体は、水を含有する。
即ち、本発明の顔料分散体は、水系の組成物である。このため、水を含まず溶剤を含む溶剤系の組成物と比較して、環境負荷低減及び作業性向上等の点で有利である。
本発明の顔料分散体中における水の含有量には特に制限はないが、顔料分散体の全量に対し、好ましくは40質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは60質量%以上である。
本発明の顔料分散体中における水の含有量の上限は、顔料(A)及び顔料(B)等の量を考慮して適宜設定されるが、水の含有量は、顔料分散体の全量に対し、99質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下が特に好ましい。
<水溶性溶剤>
本発明の顔料分散体は、吐出安定性をより向上させる観点から、水溶性溶剤を含有することが好ましい。
水溶性溶剤としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。
水溶性溶剤としては、例えば、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール類;2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等のアルカンジオールなどの多価アルコール類;特開2011−42150号公報の段落0116に記載の、糖類や糖アルコール類、ヒアルロン酸類、炭素原子数1〜4のアルキルアルコール類、グリコールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン;等が挙げられる。
また、水溶性溶剤としては、下記構造式(I)で表される化合物も挙げられる。
構造式(I)中、l、m、及びnは、それぞれ独立に、0以上の整数を表し、かつl+m+n=0〜15を満たす。中でも、l+m+nは3〜12の範囲が好ましく、3〜10の範囲がより好ましい。構造式(I)中、AOは、エチレンオキシ基又はプロピレンオキシ基を表す。中でも、プロピレンオキシ基が好ましい。l+m+n≧2である場合、2以上のAOは、同一であっても異なっていてもよい。
構造式(I)で表される化合物としては、グリセリン、又はグリセリンのアルキレンオキシド付加物が好ましい。
以下、構造式(I)で表される化合物の例を示す。但し、本発明においては、これらに限定されるものではない。以下、括弧内の数字はSP値を表す。
・nCO(AO)−H
(AO=EO又はPO(EO:PO=1:1)、SP値=20.1)
・nCO(AO)10−H
(AO=EO又はPO(EO:PO=1:1)、SP値=18.8)
・HO(A'O)40−H
(A'O=EO又はPO(EO:PO=1:3)、SP値=18.7)
・HO(A''O)55−H
(A''O=EO又はPO(EO:PO=5:6)、SP値=18.8)
・HO(PO)−H(SP値=24.7)
・HO(PO)−H(SP値=21.2)
・1,2−ヘキサンジオール(SP値=27.4)
なお、EO、POは各々、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基を表す。
グリセリンのアルキレンオキシド付加物は、上市されている市販品を用いてもよい。例えば、ポリオキシプロピル化グリセリン(ポリプロピレングリコールとグリセリンとのエーテル)として、サンニックス(登録商標)GP−250(平均分子量250)、同GP−400(平均分子量400)、同GP−600(平均分子量600)〔以上、三洋化成工業(株)製〕、レオコン(登録商標)GP−250(平均分子量250),同GP−300(平均分子量300)、同GP−400(平均分子量400)、同GP−700(平均分子量700)〔以上、ライオン(株)製〕、ポリプロピレントリオールグリコール・トリオール型(平均分子量300、平均分子量700)〔以上、和光純薬工業(株)製〕などが挙げられる。
本発明の顔料分散体が水溶性溶剤を含有する場合、含有される水溶性溶剤は、1種のみであっても2種以上であってもよい。
本発明の顔料分散体中における水溶性溶剤の含有量(2種以上である場合には総含有量)は、顔料分散体の全量に対し、2質量%〜30質量%が好ましく、5質量%〜30質量%がより好ましく、8質量%〜30質量%が更に好ましく、10質量%〜25質量%が特に好ましい。
<樹脂粒子>
本発明の顔料分散体は、樹脂粒子(即ち、樹脂からなる粒子)を少なくとも1種含有することが好ましい。これにより、画像の耐擦性がより向上する。
特に、本発明の顔料分散体が樹脂粒子を含有し、かつ、この顔料分散体と後述する処理液とを用いて画像を形成した場合には、画像の耐擦性が更に向上する。
より詳細には、樹脂粒子は、記録媒体(特に、記録媒体における、処理液又はこれを乾燥させた領域)と接触した際に、顔料分散体中において分散不安定化して凝集し、増粘することにより顔料分散体を固定化する機能を有する。これにより、画像の耐擦性がより向上する。更に、顔料分散体の記録媒体への密着性等もより向上する。
なお、樹脂粒子は、樹脂からなる粒子である点で、前述した樹脂被覆顔料粒子と区別される。
また、前述したとおり、本発明の顔料分散体が樹脂粒子を含有する場合には、本発明の顔料分散体が樹脂粒子を含有しない場合と比較して、顔料(B)による改善効果(保存安定性及び吐出安定性の改善効果)がより顕著に奏される(即ち、顔料(B)による改善幅がより大きい)。
樹脂粒子としては、分散性の観点から、自己分散性ポリマー粒子が好ましい。
自己分散性ポリマー粒子とは、自己分散性ポリマーからなる粒子を指す。
自己分散性ポリマーとは、界面活性剤の不存在下、転相乳化法により分散状態としたとき、ポリマー自身の官能基(特に酸性基又はその塩)によって、水系媒体中で分散状態となりうる水不溶性ポリマーを指す。
ここで分散状態とは、水系媒体中に水不溶性ポリマーが液体状態で分散された乳化状態(エマルション)、及び、水系媒体中に水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態(サスペンション)の両方の状態を含むものである。
自己分散性ポリマーは、顔料分散体の記録媒体への定着性の観点から、水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態となりうる自己分散性ポリマーであることが好ましい。
自己分散性ポリマーの乳化又は分散状態、すなわち自己分散性ポリマーの水性分散物の調製方法としては、転相乳化法が挙げられる。転相乳化法としては、例えば、自己分散性ポリマーを溶媒(例えば、親水性有機溶剤等)中に溶解又は分散させた後、界面活性剤を添加せずにそのまま水中に投入し、自己分散性ポリマーが有する塩生成基(例えば、カルボキシル基等の酸性基)を中和した状態で、攪拌、混合し、溶媒を除去した後、乳化又は分散状態となった水性分散物を得る方法が挙げられる。
自己分散性ポリマー粒子としては、特開2010−64480号公報の段落0090〜0121、特開2011−068085号公報の段落0130〜0167、及び特開2011−62998号公報の段落0180〜0234に記載されている自己分散性ポリマー粒子の中から選択して用いることができる。
樹脂粒子(好ましくは自己分散性ポリマー粒子)を構成する樹脂(好ましくは自己分散性ポリマー)としては、
脂環式(メタ)アクリレートに由来する構造単位の少なくとも1種と、
炭素数1〜8の鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位の少なくとも1種と、
カルボキシル基含有モノマーに由来する構造単位の少なくとも1種と、
を含むポリマー(以下、「ポリマーB」ともいう)が好ましい。
脂環式(メタ)アクリレートとしては、以下の化合物が好ましい。
脂環式(メタ)アクリレートのうち、単環式(メタ)アクリレートとしては、シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロノニル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル基の炭素数が3〜10のシクロアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
脂環式(メタ)アクリレートのうち、2環式(メタ)アクリレートとしては、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
脂環式(メタ)アクリレートのうち、3環式(メタ)アクリレートとしては、アダマンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらのうち、2環式(メタ)アクリレート又は3環式の多環式(メタ)アクリレートが好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、又はジシクロペンタニル(メタ)アクリレートがより好ましい。
ポリマーBの全量に対する脂環式(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有量(2種以上である場合には総含有量)としては、20質量%〜90質量%が好ましく、40質量%〜80質量%がより好ましく、40質量%〜70質量%が更に好ましく、30質量%〜70質量%が特に好ましい。
炭素数1〜8の鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとして、より好ましくは炭素数1〜4の鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートであり、特に好ましくはメチル(メタ)アクリレート又はエチル(メタ)アクリレートである。ここで、鎖状アルキル基とは、直鎖又は分岐鎖を有するアルキル基のことをいう。
ポリマーBの全量に対する、炭素数1〜8の鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有量(2種以上である場合には総含有量)としては、10質量%〜80質量%が好ましく、20質量%〜70質量%がより好ましく、20質量%〜60質量%が特に好ましい。
カルボキシル基含有モノマーとして具体的には、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられ、(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
ポリマーBの全量に対するカルボキシル基含有モノマーに由来する構造単位の含有量(2種以上である場合には総含有量)としては、1質量%〜30質量%が好ましく、3質量%〜25質量%がより好ましく、5質量%〜20質量%が特に好ましい。
樹脂粒子(好ましくは自己分散性ポリマー粒子。以下同じ。)を構成する樹脂(好ましくは自己分散性ポリマー。以下同じ。)の重量平均分子量としては、3000〜20万が好ましく、10000〜20万がより好ましく、30000〜15万が更に好ましい。重量平均分子量を3000以上とすることで水溶性成分量を効果的に低減することができる。また、重量平均分子量を20万以下とすることで、自己分散安定性を高めることができる。
重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)により、前述の樹脂分散剤の重量平均分子量と同様の方法によって測定することできる。
樹脂粒子を構成する樹脂の酸価(KOHmg/g)としては、自己分散性などの観点から、20以上200以下が好ましく、22以上120以下がより好ましく、25以上100以下が更に好ましく、30以上80以下である。
以下、樹脂粒子を構成する樹脂の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、括弧内は共重合成分の質量比を表す。
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(20/72/8)
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(38/52/10)
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(20/62/10/8)
・メチルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(20/72/8)
樹脂粒子の体積平均粒子径としては、10nm〜400nmの範囲が好ましく、10nm〜200nmの範囲がより好ましく、10nm〜100nmの範囲がさらに好ましく、特に好ましくは10nm〜50nmの範囲である。
樹脂粒子の体積平均粒子径は、前述した分散状態での樹脂被覆顔料粒子の体積平均粒子径と同様の方法によって測定される。
本発明の顔料分散体が樹脂粒子(好ましくは自己分散性ポリマー粒子)を含有する場合、顔料分散体の全量に対する樹脂粒子の含有量(2種以上である場合には総含有量)は、1〜30質量%であることが好ましく、2〜20質量%であることがより好ましく、2〜10質量%であることが特に好ましい。
上記含有量が1質量%以上であると、画像の耐擦性がより向上する。
上記含有量が30質量%以下であると、インクの吐出性をより向上させることができ、また、低温環境下での析出物の発生を抑制する点でも有利である。
<界面活性剤>
本発明の顔料分散体は、必要に応じて、界面活性剤を少なくとも1種含有することができる。界面活性剤は、例えば表面張力調整剤として用いることができる。
界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部とを合わせ持つ構造を有する化合物を有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、及びベタイン系界面活性剤のいずれも使用することができる。さらに、上述した樹脂分散剤を界面活性剤としても用いてもよい。
界面活性剤としては、インクの打滴干渉抑制の観点から、ノニオン性界面活性剤が好ましく、中でもアセチレングリコール誘導体(アセチレングリコール系界面活性剤)がより好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール及び2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのアルキレンオキシド付加物等を挙げることができ、これから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの化合物の市販品としては例えば、日信化学工業社のオルフィン(登録商標)E1010などのEシリーズを挙げることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤以外の界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤が挙げられ、この中でアニオン系界面活性剤がより好ましい。アニオン系界面活性剤の例としては、CAPSTONE(登録商標) FS−63、同FS−61(Dupont社製)、フタージェント(登録商標)100、同110、同150(株式会社ネオス社製)、CHEMGUARD(登録商標) S−760P(Chemguard Inc.社製)等が挙げられる。
界面活性剤(表面張力調整剤)を顔料分散体に含有する場合、界面活性剤はインクジェット方式により顔料分散体の吐出を良好に行う観点から、顔料分散体の表面張力を20mN/m〜60mN/mに調整できる範囲の量を含有することが好ましく、表面張力の点からはより好ましくは20mN/m〜45mN/mであり、さらに好ましくは25mN/m〜40mN/mである。
ここで、顔料分散体の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学(株)製)を用い、液温25℃の条件下で測定された値を指す。
本発明の顔料分散体が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の具体的な量には特に限定はないが、顔料分散体の全量に対し、0.1質量%以上が好ましく、より好ましくは0.1質量%〜10質量%であり、さらに好ましくは0.2質量%〜3質量%である。
<尿素>
本発明の顔料分散体は、尿素を含有することができる。
尿素は、保湿機能が高いため、固体湿潤剤として、インクの望ましくない乾燥又は凝固を効果的に抑制することができる。
本発明の顔料分散体が尿素を含有する場合、尿素の含有量は、顔料分散体の全量に対し、1質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上15質量%以下がより好ましく、3質量%以上10質量%以下が更に好ましい。
<その他の成分>
本発明の顔料分散体は、上記成分に加えて必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、尿素以外の固体湿潤剤、コロイダルシリカ、消泡剤、無機塩、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
また、本発明の顔料分散体は、重合性化合物を少なくとも1種含む、活性エネルギー線(例えば紫外線)硬化型の顔料分散体であってもよい。
この場合、顔料分散体が(後述の処理液を用いる場合には、顔料分散体及び処理液の少なくとも一方が)、更に重合開始剤を含むことが好ましい。
重合性化合物としては、例えば、2011−184628号公報の段落0128〜0144、特開2011−178896号公報の段落0019〜0034、又は特開2015−25076の段落0065〜0086等に記載されている重合性化合物(例えば、2官能以上の(メタ)アクリルアミド化合物)が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、特開2011−184628号公報の段落0186〜0190、特開2011−178896号公報の段落0126〜0130、又は特開2015−25076の段落0041〜0064に記載されている公知の重合開始剤が挙げられる。
<顔料分散体の好ましい物性>
本発明の顔料分散体の物性には特に制限はないが、以下の物性であることが好ましい。
本発明の顔料分散体は、凝集速度及び組成物の分散安定性の観点から、25℃(±1℃)におけるpHが7.5以上であることが好ましい。
顔料分散体のpH(25℃±1℃)は、pH7.5〜13が好ましく、7.5〜10がより好ましい。
本発明の顔料分散体の粘度としては、凝集速度の観点から、0.5mPa・s〜10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s〜7mPa・sの範囲がより好ましい。
粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて30℃の条件下で測定されるものである。
本発明の顔料分散体の25℃(±1℃)における表面張力としては、60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m〜50mN/mであることがより好ましく、25mN/m〜45mN/mであることがさらに好ましい。顔料分散体の表面張力が範囲内であると、記録媒体におけるカールの発生が抑えられ有利である。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法によって測定されるものである。
〔インクジェット用顔料分散体の製造方法〕
上述した本発明のインクジェット用顔料分散体を製造する方法としては、以下の実施形態の製造方法が好適である。
即ち、本実施形態のインクジェット用顔料分散体の製造方法は、少なくとも顔料(A)と顔料(B)と水とを混合し、分散処理してインクジェット用顔料分散体を得る工程(以下、「第1工程」ともいう)を有する。
本実施形態の製造方法によれば、顔料(A)が水に分散された分散体と顔料(B)が水に分散された分散体とを別個に製造し、これらを混合して顔料分散体を得る方法と比較して、顔料(A)の分散性に優れる。このため、保存安定性及び吐出安定性に優れた顔料分散体を得ることができる。
顔料(A)及び顔料(B)については前述したとおりであり、これらの好ましい範囲も前述したとおりである。
第1工程の好ましい態様は、顔料(A)と顔料(B)とを混合して顔料混合物を得る段階と、少なくとも上記顔料混合物と水とを混合し、分散処理してインクジェット用顔料分散体を得る段階と、を含む態様である。
この態様によれば、顔料(A)が水に分散された分散体と顔料(B)が水に分散された分散体とを別個に製造し、これらを混合して顔料分散体を得る方法と比較して、顔料(A)の分散性に特に優れる。このため、保存安定性及び吐出安定性に特に優れた顔料分散体を得ることができる。
但し、第1工程の態様は上記好ましい態様には限定されず、水に対して顔料(A)及び顔料(B)を同時に又は別々に添加し、次いで分散処理する態様など、その他の態様であってもよい。
第1工程における混合及び分散処理は、公知の手法に従って行うことができる。
第1工程における混合及び分散処理は、例えば、二本ロール、三本ロール、ボールミル、ビーズミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸押出機、2軸押出機、等を用いて行うことができる。
なお、混合及び分散処理の詳細については、T.C. Patton著”Paint Flow and Pigment Dispersion”(1964年 John Wiley and Sons社刊)等に記載を参照することもできる。
また、第1工程では、少なくとも顔料(A)と顔料(B)と水とを混合するが、混合する対象物は、顔料(A)、顔料(B)、及び水のみには限定されない。第1工程では、顔料(A)、顔料(B)、及び水に加え、その他の成分を混合してもよい。
その他の成分としては、分散剤(好ましくは樹脂分散剤)が好ましい。分散剤の好ましい範囲は前述したとおりである。
また、本実施形態の製造方法は、第1工程以外の工程を有していてもよい。
第1工程以外の工程としては、第1工程で得られた顔料分散体(インクジェット用顔料分散体)に対し、更に、成分を添加する第2工程が挙げられる。
第2工程で添加する成分としては、前述した顔料分散体に含まれ得る各成分(例えば、水溶性溶剤、界面活性剤、尿素、樹脂粒子等)のうちの少なくとも1種が挙げられる。また、第2工程で添加する成分としては、水も挙げられる。
〔インクセット〕
本実施形態のインクセットは、上述した本発明のインクジェット用顔料分散体であるインクと、このインク中の成分を凝集させる酸(以下、「酸性化合物」ともいう)を含有する処理液と、を含む。
本実施形態のインクセットによれば、耐擦性に優れた画像を形成できる。
<処理液>
処理液は、酸性化合物を少なくとも1種含有する。
(酸性化合物)
酸性化合物としては、インクのpHを低下させ得る酸性物質が挙げられる。
酸性化合物としては、有機酸性化合物及び無機酸性化合物のいずれを用いてもよく、有機酸性化合物の少なくとも1種と無機酸性化合物の少なくとも1種とを併用してもよい。
−有機酸性化合物−
有機酸性化合物としては、酸性基を有する有機化合物が挙げられる。
酸性基としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、及びカルボキシル基等を挙げることができる。本実施形態において酸性基は、インクの凝集速度の観点から、リン酸基又はカルボキシル基であることが好ましく、カルボキシル基であることがより好ましい。
カルボキシル基を有する有機化合物(有機カルボン酸)は、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸(好ましくは、DL−リンゴ酸)、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸、4−メチルフタル酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩(例えば多価金属塩)等が好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
有機カルボン酸としては、インクの凝集速度の観点から、2価以上のカルボン酸(以下、多価カルボン酸ともいう。)が好ましく、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、酒石酸、4−メチルフタル酸、又はクエン酸がより好ましく、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、又はクエン酸が更に好ましい。
有機酸性化合物は、pKaが低いことが好ましい。
これにより、カルボキシル基等の弱酸性の官能基で分散安定化しているインク中の顔料やポリマー粒子などの粒子の表面電荷を、よりpKaの低い有機酸性化合物と接触させることにより減じ、分散安定性を低下させることができる。
処理液に含まれる有機酸性化合物は、pKaが低く、水に対する溶解度が高く、価数が2価以上であることが好ましく、インク中の粒子を分散安定化させている官能基(例えば、カルボキシル基等)のpKaよりも低いpH領域に高い緩衝能を有する2価又は3価の酸性物質であることがより好ましい。
−無機酸性化合物−
無機酸性化合物としては、リン酸、硝酸、亜硝酸、硫酸、塩酸などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。無機酸性化合物としては、画像部の光沢ムラの発生抑制とインクの凝集速度の観点から、リン酸が最も好ましい。
リン酸は、カルシウム塩(リン酸カルシウム)とした場合の水への溶解度(25℃)が0.0018g/水100gと小さい。したがって、処理液に含まれる無機酸性化合物がリン酸であると、カルシウム塩が溶解せず固定化され、画像部表面に発生する光沢ムラの発生を抑制する効果に優れる。
特に、記録媒体として炭酸カルシウムを含有するコート層を有する記録媒体を使用した場合、処理液に含まれる無機酸性化合物としてはリン酸が有利である。
処理液に含まれる酸性化合物の総量は、特に制限はないが、インクの凝集速度の観点から、処理液の全量に対し、5質量%〜40質量%であることが好ましく、10質量%〜30質量%であることがより好ましい。
酸性化合物として有機酸性化合物と無機酸性化合物とを併用する場合において、有機酸性化合物と無機酸性化合物との含有比は、凝集速度と光沢ムラ抑制の観点から、有機酸性化合物の含有量に対する無機酸性化合物の含有量が、5モル%〜50モル%であることが好ましく、10モル%〜40モル%であることがより好ましく、15モル%〜35モル%であることがさらに好ましい。
処理液は、酸性化合物の他に、必要に応じて、多価金属塩やカチオン性ポリマーなどの他の凝集成分を併用してもよい。
多価金属塩やカチオン性ポリマーについては、例えば、特開2011−042150号公報の段落0155〜0156に記載されている多価金属塩やカチオン性ポリマーを用いることができる。
(水溶性高分子化合物)
処理液は、水溶性高分子化合物を少なくとも一種含むことが好ましい。
水溶性高分子化合物としては特に限定はなく、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等の公知の水溶性高分子化合物を用いることができる。
また、水溶性高分子化合物としては、後述する特定高分子化合物や、特開2013−001854号公報の段落0026〜0080に記載された水溶性高分子化合物も好適である。
水溶性高分子化合物の重量平均分子量には特に限定はないが、例えば10000〜100000とすることができ、好ましくは20000〜80000であり、より好ましくは30000〜80000である。
また、処理液中における水溶性高分子化合物の含有量には特に限定はないが、処理液の全量に対し、0.1質量%〜10質量%が好ましく、0.1質量%〜4質量%がより好ましく、0.1質量%〜2質量%がさらに好ましく、0.1質量%〜1質量%が更に好ましい。
含有量が0.1質量%以上であれば、インク滴の広がりをより促進でき、含有量が10質量%以下であれば、処理液の増粘をより抑制できる。また、含有量が10質量%以下であれば、処理液中の泡に起因する処理液の塗布ムラをより抑制できる。
水溶性高分子化合物としては、イオン性基(好ましくはアニオン性基)を有する親水性の構造単位を含む高分子化合物(以下、「特定高分子化合物」ともいう。)が好ましい。これにより、記録媒体に付与されたインク滴の広がりをより促進することができ、画像のざらつきがさらに抑制される。
特定高分子化合物におけるイオン性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基、アミノ基、アンモニウム基、又はこれらの塩等が挙げられる。中でも、好ましくは、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、又はこれらの塩であり、より好ましくは、カルボキシル基、スルホン酸基、又はこれらの塩であり、さらに好ましくは、スルホン酸基又はその塩である。
イオン性基(好ましくはアニオン性基)を有する親水性の構造単位としては、イオン性基(好ましくはアニオン性基)を有する(メタ)アクリルアミド化合物に由来する構造単位が好ましい。
水溶性高分子化合物中におけるイオン性基(好ましくはアニオン性基)を有する親水性の構造単位の含有量としては、水溶性高分子化合物の全質量中、例えば10質量%〜100質量%とすることができ、10質量%〜90質量%であることが好ましく、10質量%〜70質量%であることがより好ましく、10質量%〜50質量%であることがさらに好ましく、20質量%〜40質量%であることが更に好ましい。
特定高分子化合物としては、上述のイオン性基(好ましくはアニオン性基、特に好ましくはスルホン酸基)を有する親水性の構造単位の少なくとも一種と、疎水性の構造単位の少なくとも一種と、を含むことがより好ましい。疎水性の構造単位を含むことにより、特定高分子化合物が処理液表面にさらに存在しやすくなるため、記録媒体に付与されたインク滴の広がりがより促進され、画像のざらつきがさらに抑制される。
疎水性の構造単位としては、(メタ)アクリル酸エステル(好ましくは、(メタ)アクリル酸の炭素原子数1〜4のアルキルエステル)に由来する構造単位が好ましい。
特定高分子化合物における疎水性の構造単位の含有量は、特定高分子化合物の全質量中、例えば10質量%〜90質量%とすることができ、30質量%〜90質量%であることが好ましく、50質量%〜90質量%であることがより好ましく、60質量%〜80質量%であることが更に好ましい。
(水)
処理液は水を含有することが好ましい。
水の含有量は、処理液の全質量に対して、好ましくは50質量%〜90質量%であり、より好ましくは60質量%〜80質量%である。
(水溶性溶剤)
処理液は、水溶性溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
水溶性溶剤として、具体的には、本発明の顔料分散体が含むことができる水溶性溶剤を、処理液においても同様に用いることができる。
中でも、カール抑制の観点から、ポリアルキレングリコール又はその誘導体であることが好ましく、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールから選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
水溶性溶剤の処理液における含有量としては、塗布性などの観点から、処理液全体に対して3質量%〜20質量%であることが好ましく、5質量%〜15質量%であることがより好ましい。
−界面活性剤−
処理液は、界面活性剤の少なくとも1種を含んでもよい。
界面活性剤は、表面張力調整剤として用いることができる。表面張力調整剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。中でも、インクの凝集速度の観点から、ノニオン性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、特開昭59−157636号公報の第37〜38頁及びリサーチディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げた化合物も挙げられる。また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載のフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤等も挙げられる。
処理液における界面活性剤の含有量としては特に制限はないが、処理液の表面張力が50mN/m以下となるような含有量であることが好ましく、20mN/m〜50mN/mとなるような含有量であることがより好ましく、30mN/m〜45mN/mとなるような含有量であることがさらに好ましい。
(その他の添加剤)
処理液は、必要に応じ、上記以外のその他の成分を含んでいてもよい。
処理液に含有され得るその他の成分としては、前述した顔料分散体に含有され得るその他の成分と同様である。
(処理液の物性)
処理液は、インクの凝集速度の観点から、25℃(±1℃)におけるpHが0.1〜0.5であることが好ましい。
処理液のpHが0.1以上であると、記録媒体のザラツキがより低減され、画像部の密着性がより向上する。
処理液のpHが0.5以下であると、凝集速度がより向上し、記録媒体上におけるインクによるドット(インクドット)の合一がより抑制され、画像のザラツキがより低減される。
処理液のpH(25℃±1℃)は、0.2〜0.4がより好ましい。
処理液の粘度としては、インクの凝集速度の観点から、0.5mPa・s〜10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s〜5mPa・sの範囲がより好ましい。粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて25℃の条件下で測定されるものである。
処理液の25℃(±1℃)における表面張力としては、60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m〜50mN/mであることがより好ましく、30mN/m〜45mN/mであることがさらに好ましい。処理液の表面張力が範囲内であると、記録媒体におけるカールの発生が抑えられ有利である。処理液の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法によって測定されるものである。
〔画像形成方法〕
本実施形態の画像形成方法は、記録媒体上に、上述した本発明のインクジェット用顔料分散体であるインクを、インクジェット法によって付与して画像を形成する付与工程と、上記記録媒体上に、上記インク中の成分を凝集させる酸を含有する処理液を付与する処理液付与工程と、を有する。
本実施形態の画像形成方法によれば、耐擦性に優れた画像を形成できる。
記録媒体としては、一般に市販されているものを使用することができ、例えば、王子製紙(株)製の「OKプリンス上質」、日本製紙(株)製の「しらおい(登録商標)」、日本製紙(株)製の「ニューNPI(登録商標)上質」等の上質紙(A)、王子製紙(株)製の「OKエバーライト(登録商標)コート」、日本製紙(株)製の「オーロラS」等の微塗工紙;王子製紙(株)製の「OKコートL」、日本製紙(株)製の「オーロラL」等の軽量コート紙(A3);王子製紙(株)製の「OKトップコート(登録商標)+」、日本製紙(株)製の「オーロラコート」等のコート紙(A2、B2);王子製紙(株)製の「OK金藤(登録商標)+」及び三菱製紙(株)製の「特菱アート」等のアート紙(A1);王子製紙(株)製の「ニューエイジ(登録商標)」、「OKトップコート(登録商標)マット」、日本製紙(株)の「ユーライト(登録商標)」、三菱製紙(株)の「ニューVマット」、中越パルプ工業(株)の「雷鳥マットコートN」等のマット紙(A2);日本大昭和板紙(株)製の「アイベスト(登録商標)」、北越紀州製紙(株)製の「パーフェクトW」、王子製紙(株)製の「ボンアイボリー(登録商標)+」、王子製紙(株)製の「OKプラウ」、日本大昭和板紙(株)製の「F1カード」、北越紀州製紙(株)製の「ノーバックW」、北越紀州製紙(株)製の「ハイラッキー(登録商標)」、王子製紙(株)の「OKエルカード」、三菱製紙(株)製の「パールデラックス(登録商標)」、王子製紙(株)製の「PCグリーン100」、北越紀州製紙(株)の「NewDV」、北越紀州製紙(株)製の「マリコート(登録商標)」、王子製紙(株)製の「UFコート」等の厚紙;等が挙げられる。
また、記録媒体としては、インクジェット記録用の各種写真専用紙を用いることも可能である。
<インク付与工程>
インク付与工程は、インク(前述の本発明の顔料分散体)を記録媒体にインクジェット法で付与する工程である。
本工程では、記録媒体上に選択的にインクを付与でき、所望の可視画像を形成できる。
インクジェット法による画像形成は、エネルギーを供与することにより、所望とする記録媒体上にインクを吐出し、着色画像を形成する。なお、本実施形態に好ましいインクジェット法として、特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105に記載の方法が適用できる。
インクジェット法には、特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等のいずれであってもよい。インクジェット法としては、特に、特開昭54−59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット法を有効に利用することができる。
インクジェットヘッドとしては、短尺のシリアルヘッドを用い、ヘッドを記録媒体の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式と、記録媒体の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式とがある。ライン方式では、記録素子の配列方向と交差する方向に記録媒体を走査させることで記録媒体の全面に画像記録を行なうことができ、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、キャリッジの移動と記録媒体との複雑な走査制御が不要になり、記録媒体だけが移動するので、シャトル方式に比べて記録速度の高速化が実現できる。本実施形態の画像形成方法は、これらのいずれにも適用可能であるが、一般にダミージェットを行なわないライン方式に適用した場合に、吐出精度及び画像の耐擦性の向上効果が大きい。
インクジェットヘッドから吐出されるインクの液滴量としては、高精細な画像を得る観点で、1pl(ピコリットル)〜10plが好ましく、1.5pl〜6plがより好ましい。また、画像のムラ、連続諧調のつながりを改良する観点で、異なる液適量を組み合わせて吐出することも有効であり、このような場合でも本実施形態は好適に使用できる。
<処理液付与工程>
本実施形態の画像形成方法では、処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程を有する。
処理液付与工程は、インク中の成分を凝集させる酸性化合物を含む処理液を記録媒体に付与し、処理液をインクと接触させて画像化する。この場合、インク中の樹脂粒子をはじめとする分散粒子が凝集し、記録媒体上に画像が固定化される。
なお、処理液の好ましい態様については前述した通りである。
処理液の付与は、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行なうことができる。塗布法としては、バーコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等を用いた公知の塗布方法によって行なうことができる。インクジェット法の詳細については、前述の通りである。
処理液付与工程は、インク付与工程の前又は後のいずれに設けてもよい。
本実施形態においては、処理液付与工程の後にインク付与工程を設けた態様が好ましい。
具体的には、記録媒体上に、インクを付与する前に、予めインク中の成分(上述の分散粒子)を凝集させるため処理液を付与しておき、記録媒体上に付与された処理液に接触するようにインクを付与して画像化する態様が好ましい。これにより、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い画像が得られる。
処理液の付与量としては、インクを凝集可能であれば特に制限はないが、好ましくは、凝集成分の付与量が0.1g/m以上となる量とすることができる。中でも、凝集成分の付与量が0.2g/m〜2.0g/mとなる量が好ましい。凝集成分の付与量が0.1g/m以上であると、インクの種々の使用形態に応じ良好な高速凝集性が保てる。また、凝集成分の付与量が2.0g/m以下であることは、付与した記録媒体の表面性に影響(光沢の変化等)を与えない点で好ましい。
また、本実施形態においては、処理液付与工程後にインク付与工程を設け、処理液を記録媒体上に付与した後、インクが付与されるまでの間に、記録媒体上の処理液を乾燥(好ましくは加熱乾燥)させることが好ましい。これにより、滲み防止及びインク着色性向上の効果が得られ、その結果、色濃度及び色相の良好な可視画像を記録できる。処理液の加熱乾燥の手段及び方法の好ましい態様は、後述する乾燥工程の好ましい態様における、画像の加熱乾燥の手段及び方法と同様である。
<乾燥工程>
本実施形態の画像形成方法は、インク付与工程及び処理液付与工程後の画像を乾燥させる乾燥工程を有することが好ましい。
上記乾燥としては、加熱乾燥が好ましい。
画像の加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
画像の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、記録媒体の画像形成面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、記録媒体の画像形成面に温風又は熱風をあてる方法、記録媒体の画像形成面又は画像形成面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、これらの複数を組み合わせた方法、等が挙げられる。
画像の加熱乾燥時の加熱温度は、60℃以上が好ましく、65℃以上がより好ましく、70℃以上が特に好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、例えば100℃が挙げられ、90℃が好ましい。
画像の加熱乾燥の時間には特に制限はないが、3秒〜60秒が好ましく、5秒〜30秒がより好ましく、5秒〜20秒が特に好ましい。
<インクジェット記録装置>
本実施形態の画像形成方法に用いることができる画像形成装置には、特に制限はなく、特開2010−83021号公報、特開2009−234221号公報、特開平10−175315号公報等に記載の公知の画像形成装置を用いることができる。
以下、本実施形態の画像形成方法に用いることができる画像形成装置の一例について、図1を参照して説明する。
次に、本実施形態の画像形成方法を実施するのに好適なインクジェット記録装置の一例を図1を参照して具体的に説明する。
図1は、インクジェット記録装置全体の構成例を示す概略構成図である。
図1に示すように、インクジェット記録装置は、記録媒体の搬送方向(図中の矢印方向)に向かって順次、処理液を塗布するローラ材として、アニロックスローラ20及びこれに当接する塗布ローラ22を備えた処理液付与部12と、付与された処理液を乾燥させる加熱手段(不図示)を備えた処理液乾燥ゾーン13と、各種インクを吐出するインク吐出部14と、吐出されたインクを乾燥させるインク乾燥ゾーン15とが配設されている。
このインクジェット記録装置に供給された記録媒体は、記録媒体が装填されたケースから記録媒体を給紙する給紙部から、搬送ローラによって、処理液付与部12、処理液乾燥ゾーン13、インク吐出部14、インク乾燥ゾーン15と順に送られて集積部に集積される。搬送は、搬送ローラによる方法のほか、ドラム状部材を用いたドラム搬送方式やベルト搬送方式、ステージを用いたステージ搬送方式などを採用してもよい。
複数配置された搬送ローラのうち、少なくとも1つのローラはモータ(不図示)の動力が伝達された駆動ローラとすることができる。モータで回転する駆動ローラを定速回転することにより、記録媒体は所定の方向に所定の搬送量で搬送されるようになっている。
処理液付与部12には、処理液が貯留された貯留皿に一部を浸漬させて配されたアニロックスローラ20と、アニロックスローラ20に当接された塗布ローラ22と、が設けられている。アニロックスローラ20は、記録媒体の記録面と対向配置された塗布ローラ22に予め定められた量の処理液を供給するためのローラ材である。アニロックスローラ20から適量が供給された塗布ローラ22によって記録媒体の上に処理液が均一に塗布されるようになっている。
塗布ローラ22は、対向ローラ24と対をなして記録媒体を搬送可能に構成されており、記録媒体は、塗布ローラ22と対向ローラ24との間を通って処理液乾燥ゾーン13に送られる。
処理液付与部12の記録媒体搬送方向の下流側には、処理液乾燥ゾーン13が配置されている。処理液乾燥ゾーン13は、ヒータ等の公知の加熱手段やドライヤ等の送風を利用した送風手段、あるいはこれらを組み合わせた手段を用いて構成することができる。加熱手段は、記録媒体の処理液付与面とは反対側(例えば、記録媒体を自動搬送する場合は記録媒体を載せて搬送する搬送機構の下方)にヒータ等の発熱体を設置する方法や、記録媒体の処理液付与面に温風又は熱風をあてる方法、赤外線ヒータを用いた加熱法などが挙げられ、これらの複数を組み合わせて加熱してもよい。
また、記録媒体の種類(材質、厚み等)や環境温度等によって、記録媒体の表面温度は変化するため、記録媒体の表面温度を計測する計測部と計測部で計測された記録媒体の表面温度の値を加熱制御部にフィードバックする制御機構を設けて温度制御しながら処理液を付与することが好ましい。記録媒体の表面温度を計測する計測部としては、接触又は非接触の温度計が好ましい。
また、溶媒除去ローラ等を用いて溶媒除去を行なってもよい。他の態様として、エアナイフで余剰な溶媒を記録媒体から取り除く方式も用いられる。
インク吐出部14は、処理液乾燥ゾーン13の記録媒体搬送方向下流側に配置されている。インク吐出部14には、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)、特色インク(A)、及び特色インク(B)の各色インクを貯留するインク貯留部の各々と繋がる記録用ヘッド(インク吐出用ヘッド)30K、30C、30M、30Y、30A、及び30Bが配置されている。不図示の各インク貯留部には、各色相に対応する顔料と樹脂粒子と水溶性溶剤と水とを含有するインクが貯留されており、画像の記録に際して必要に応じて各インク吐出用ヘッド30K、30C、30M、30Y、30A、及び30Bに供給されるようになっている。
本実施形態では、特色インク(A)及び特色インク(B)のいずれか一つとして、本発明の顔料分散体であるインク(オレンジインク)を用いる。即ち、本発明の顔料分散体であるインクは、インク吐出用ヘッド30A及び30Bのいずれか一方から吐出される。
本実施形態のインクジェット記録装置では、インク吐出用ヘッド30A及び30Bの他方は、省略されていてもよい。また、インク吐出用ヘッド30A及び30Bに加え、その他の特色インク吐出用ヘッドを備えていてもよい。
インク吐出用ヘッド30K、30C、30M、30Y、30A、及び30Bは、記録媒体の記録面と対向配置された吐出ノズルから、それぞれ画像に対応するインクを吐出する。これにより、記録媒体の記録面上に各色インクが付与され、カラー画像が記録される。
インク吐出用ヘッド30K、30C、30M、30Y、30A、及び30Bはいずれも、記録媒体上に記録される画像の最大記録幅(最大記録幅)にわたって多数の吐出口(ノズル)が配列されたフルラインヘッドとなっている。記録媒体の幅方向(記録媒体搬送面において搬送方向と直交する方向)に短尺のシャトルヘッドを往復走査しながら記録を行なうシリアル型のものに比べて、記録媒体に高速に画像記録を行なうことができる。本実施形態においては、シリアル型での記録、又は比較的高速記録が可能な方式、例えば1回の走査で1ラインを形成するシングルパス方式での記録のいずれを採用してもよいが、本実施形態の画像記録方法によればシングルパス方式でも再現性の高い高品位の画像が得られる。
ここでは、インク吐出用ヘッド30K、30C、30M、30Y、30A、及び30Bは、全て同一構造になっている。
処理液の付与量とインクの付与量とは、必要に応じて調節することが好ましい。例えば、記録媒体に応じて、処理液とインクとが混合してできる凝集物の粘弾性等の物性を調節する等のために、処理液の付与量を変えてもよい。
インク乾燥ゾーン15は、インク吐出部14の記録媒体搬送方向下流側に配置されている。インク乾燥ゾーン15は、処理液乾燥ゾーン13と同様に構成することができる。
また、インクジェット記録装置には、給紙部から集積部までの搬送路に、記録媒体に加熱処理を施す加熱手段を配置することもできる。例えば、処理液乾燥ゾーン13の上流側や、インク吐出部14とインク乾燥ゾーン15との間、などの所望の位置に加熱手段を配置することで、記録媒体を所望の温度に昇温させることにより、乾燥、定着を効果的に行なうようにすることが可能である。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」および「%」は質量基準である。
以下の実施例における、「樹脂被覆顔料粒子の分散液」及び「インク」は、いずれも「顔料分散体」の一態様である。
〔実施例1〕
<水溶性樹脂分散剤P−1の合成>
メタクリル酸(172部)と、メタクリル酸ベンジル(828部)と、イソプロパノール(375部)と、を混合することにより、モノマー供給組成物を調製した。また、2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(22.05部)と、イソプロパノール(187.5部)と、を混合することにより、開始剤供給組成物を調製した。
次に、イソプロパノール(187.5部)を、窒素雰囲気下、80℃に加温し、そこに、上記モノマー供給組成物及び上記開始剤供給組成物の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に4時間、80℃に保った後、25℃まで冷却した。
冷却後、溶媒を減圧除去することにより、重量平均分子量約30,000、酸価112mgKOH/gの水溶性樹脂分散剤P−1を得た。
<樹脂被覆顔料粒子の分散液の作製>
上記で得られた水溶性樹脂分散剤P−1(150部)に水酸化カリウム水溶液を加えることにより、pHが9であり水溶性樹脂分散剤濃度が25質量%である水溶性樹脂分散剤水溶液を得た。
また、表1に示す顔料(A)及び顔料(B)を、表1に示す質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕にて混合し、顔料混合物を得た。
上記水溶性樹脂分散剤水溶液(97.2部)と、上記顔料混合物(48.6部)と、水(78.2部)と、ジプロピレングリコール(100部)と、を混合し、ビーズミル(ビーズ径0.1mmφ、ジルコニアビーズ)で分散処理を行い、分散液全量に対する顔料(A)及び顔料(B)の合計含有量が12質量%である、樹脂被覆顔料粒子の分散液(顔料分散体)を得た。
得られた分散液中の樹脂被覆顔料粒子の体積平均粒子径を、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法によって測定した。結果を表1に示す。
<インクの作製>
下記組成の下記成分を混合し、インク(詳細には、オレンジインク)を得た。
なお、得られたインクも、顔料分散体の一態様である。
−インク(オレンジインク)の組成−
・上記で得られた樹脂被覆顔料粒子の分散液 … 30質量%
・サンニックスGP−250(水溶性溶剤) … 10.0質量%
・PG(プロピレングリコール;水溶性溶剤) … 10.0質量%
・オルフィンE1010(界面活性剤、日信化学工業(株)製)… 1.0質量%
・尿素 … 5.0質量%
・イオン交換水 … 全体で100質量%としたときの残量
<評価>
得られたインクを用い、以下の評価を行った。
評価結果を表1に示す。
(保存安定性の評価)
上記で得られたインクを30mlポリエチレン製ボトルに25g入れ、次いでこのポリエチレン製ボトルを、60℃に設定した恒温槽中で2週間保存した。
上記保存の前後においてインクの粘度を測定し、下記式に従ってΔ粘度を算出した。
Δ粘度 = (60℃2週間保存後のインクの粘度)−(保存前のインクの粘度)
粘度の測定は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて、インクの温度30℃の条件で行った。
得られたΔ粘度に基づき、以下の評価基準により、保存安定性を評価した。
Δ粘度が小さいほど、インクの保存安定性に優れ、好ましい。また、Δ粘度が大きいほど、インクの保存安定性に劣る。
下記評価基準において、A、B、Cであれば、実用上の許容範囲内である。
−保存安定性の評価基準−
A: Δ粘度 ≦ 0.3mPa・s
B: 0.3mPa・s < Δ粘度 ≦ 0.6mPa・s
C: 0.6mPa・s < Δ粘度 ≦ 1.0mPa・s
D: 1.0mPa・s < Δ粘度 ≦ 2.0mPa・s
E: 2.0mPa・s < Δ粘度
(連続吐出性の評価)
吐出安定性の評価として、以下に示す連続吐出性の評価を行った。
(株)リコー製のプリンターヘッド(GELJET(登録商標) GX5000)を用意した。
このプリンターヘッドを、図1に示すインクジェット記録装置と同様の構成を有するインクジェット記録装置に固定した。この固定の際のプリンターヘッドの配置は、このプリンターヘッドの96本のノズルが並ぶラインヘッドの方向が、ステージの移動方向と同一平面上で直交する方向に対して、75.7°傾斜する配置とした。
次いで、上記で得られたインクを、上記96本のノズルから、インク液滴量2pL、吐出周波数24kHzにて、45分間連続で吐出させた。なお、この吐出の開始時には、予め、96本の全ノズルからインクが吐出していることを確認しておいた。
45分間の連続吐出終了後に、最後まで吐出できたノズル数(45分連続吐出終了後の吐出ノズル数)を数えた。この吐出ノズル数を用い、下記式によりインク吐出率を算出し、下記の評価基準に従って、インクの連続吐出性の評価を行なった。
なお、実用上許容できるものは、A、B、及びCに分類されるものである。
インク吐出率(%)= (45分間連続吐出終了後の吐出ノズル数)/(全ノズル数)×100 ・・・ 式
上記式において、全ノズル数は96である。
−連続吐出性の評価基準−
A:45分間連続吐出終了後のインク吐出率が100%である。
B:45分間連続吐出終了後のインク吐出率が98%以上100%未満である。
C:45分間連続吐出終了後のインク吐出率が96%以上98%未満である。
D:45分間連続吐出終了後のインク吐出率が94%以上96%未満である。
E:45分間連続吐出終了後のインク吐出率が94%未満である。
(色相の鮮やかさの評価)
上記インク及び上記インクジェット記録装置を用い、吐出量を2.0pLに設定して、オレンジ色のベタ画像を、OKトップコート(登録商標)127gms(王子製紙社製)及びNPI(登録商標)フォームNEXT−IJ70(日本製紙社製)の各用紙に描画した。
得られたベタ画像を5人の評価者が目視で観察し、各評価者が下記評価点数に従って採点した。
次いで、5人の評価者による評価点数の平均点を求め、得られた平均点に基づき、下記評価基準に従って色相を評価した。
−評価点数−
5:ベタ画像が非常に鮮やかなオレンジ色の色相であり、濃度も十分に濃かった。
4:ベタ画像のオレンジ色の色相が鮮やかで、濃度も濃かった。
3:ベタ画像のオレンジ色の色相の鮮やさが劣り、濃度も薄いが、実用上許容できる範囲であった。
2:ベタ画像のオレンジ色の色相の鮮やさがなく、濃度も薄く、実用上、支障を来たす品質であった。
1:ベタ画像のオレンジ色の色相の鮮やさが全くなく、濃度もとても薄く、実用上、支障を来たす品質であった。
−色相の評価基準−
A:5人の評価者による評価点数の平均点が、4.5以上5.0以下であった。
B:5人の評価者による評価点数の平均点が、4.0以上4.5未満であった。
C:5人の評価者による評価点数の平均点が、3.5以上4.0未満であった。
D:5人の評価者による評価点数の平均点が、3.0以上3.5未満であった。
E:5人の評価者による評価点数の平均点が、3.0未満であった。
〔実施例2〜9、比較例1及び2〕
顔料(A)の種類、顔料(B)の種類、及び質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕の組み合わせを、下記表1に示す組み合わせに変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
実施例2〜9並びに比較例1及び2では、顔料(A)及び顔料(B)の合計量については、実施例1と同じ量とした。
特に、比較例1及び2では、顔料(B)を用いず、実施例1における顔料(A)及び顔料(B)の合計量と同じ量の顔料(A)を用いた。
結果を表1に示す。
表1に示すように、質量比〔顔料(A)/顔料(B)〕(即ち、インク中における顔料(B)に対する顔料(A)の含有質量比)が1.0超である実施例1〜9のインク(顔料分散体)は、保存安定性、及び連続吐出性(即ち吐出安定性。以下同じ。)に優れていた。
これに対し、比較例1のインクは、保存安定性及び連続吐出性に劣っており、比較例2のインクは、連続吐出性に劣っていた。
更に、実施例1〜9のインクによって形成された画像は、比較例1及び2のインクによって形成された画像と比較して、オレンジ色の色相の鮮やかさにも優れていた。
実施例1〜9のインクの中でも、量比〔顔料(A)/顔料(B)〕が1.1〜25の範囲に含まれる実施例2〜9のインクは、保存安定性及び連続吐出性に特に優れていた。
実施例2〜9のインクの中でも、量比〔顔料(A)/顔料(B)〕が1.1〜10の範囲に含まれる実施例3〜9のインクは、連続吐出性に特に優れていた。
〔実施例101〕
実施例4において、インクの組成を、以下の組成に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行った。結果を表2に示す。
−実施例101のインク(オレンジインク)の組成−
・実施例4における樹脂被覆顔料粒子の分散液 … 30質量%
・サンニックスGP−250(水溶性溶剤) … 5.0質量%
・PG(プロピレングリコール;水溶性溶剤) … 10.0質量%
・オルフィンE1010(界面活性剤、日信化学工業(株)製)… 1.0質量%
・尿素 … 5.0質量%
・下記の自己分散性ポリマー粒子B−01(樹脂粒子) … 8質量%
・イオン交換水 … 全体で100質量%としたときの残量
−自己分散性ポリマー粒子B−01の作製−
自己分散性ポリマー粒子B−01は、以下のようにして作製した。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン560.0gを仕込んで87℃まで昇温した。次いで反応容器内の還流状態を保ちながら(以下、反応終了まで還流状態を保った)、反応容器内のメチルエチルケトンに対し、メチルメタクリレート220.4g、イソボルニルメタクリレート301.6g、メタクリル酸58.0g、メチルエチルケトン108g、及び「V−601」(和光純薬工業(株)製の重合開始剤;ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート))2.32gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、1時間攪拌した後に、この1時間攪拌後の溶液に対し、下記工程(1)の操作を行った。
工程(1) … 「V−601」1.16g及びメチルエチルケトン6.4gからなる溶液を加え、2時間攪拌を行った。
続いて、上記工程(1)の操作を4回繰り返し、次いで、さらに「V−601」1.16g及びメチルエチルケトン6.4gからなる溶液を加えて3時間攪拌を続けた(ここまでの操作を、「反応」とする)。
反応終了後、溶液の温度を65℃に降温し、イソプロパノール163.0gを加えて放冷することにより、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸(=38/52/10[質量比])共重合体を含む重合溶液(固形分濃度41.0%)を得た。
上記共重合体は、重量平均分子量(Mw)が63000であり、酸価が65.1(mgKOH/g)であった。
次に、得られた重合溶液317.3g(固形分濃度41.0%)を秤量し、ここに、イソプロパノール46.4g、20%無水マレイン酸水溶液1.65g(水溶性酸性化合物、共重合体に対してマレイン酸として0.3%相当)、及び2モル/LのNaOH水溶液40.77gを加え、反応容器内の液体の温度を70℃に昇温した。
次に、70℃に昇温された溶液に対し、蒸留水380gを10ml/minの速度で滴下し、水分散化を行った(分散工程)。
その後、減圧下、反応容器内の液体の温度を70℃で1.5時間保つことにより、イソプロパノール、メチルエチルケトン、及び蒸留水を合計で287.0g留去した(溶剤除去工程)。得られた液体に対し、プロキセルGXL(S)(アーチ・ケミカルズ・ジャパン(株)製)を0.278g(ポリマー固形分に対してベンゾイソチアゾリン−3−オンとして440ppm)添加した。
得られた液体を、1μmのフィルターでろ過し、ろ液を回収することにより、固形分濃度26.5%の自己分散性ポリマー粒子B−01の水性分散物を得た。
得られた自己分散性ポリマー粒子B−01の水性分散物をイオン交換水で希釈することにより、固形分濃度25.0%の液を調製した。得られた固形分濃度25.0%の液の物性を測定した結果、pH7.8、電気伝導度461mS/m、粘度14.8mPa・sであった。
〔実施例102、比較例101〕
実施例101において、「実施例4における樹脂被覆顔料粒子の分散液」を、実施例102については実施例5における樹脂被覆顔料粒子の分散液に、比較例101については比較例1における樹脂被覆顔料粒子の分散液に、それぞれ変更したこと以外は実施例101と同様の操作を行った。
結果を表2に示す。
表1及び表2に示すように、樹脂粒子(自己分散性ポリマー粒子。以下同じ。)を含有し顔料(A)を含有し顔料(B)を含有しない比較例101のインク(表2参照)は、樹脂粒子を含有せず顔料(A)を含有し顔料(B)を含有しない比較例1のインク(表1参照)と比較して、保存安定性及び連続吐出性が更に低下していた。
これに対し、樹脂粒子、顔料(A)、及び顔料(B)を含有する実施例101のインク(表2参照)は、樹脂粒子を含有せず、顔料(A)及び顔料(B)を含有する実施例4のインク(表1参照)と同等の、保存安定性及び連続吐出性を示した。
同様に、樹脂粒子、顔料(A)、及び顔料(B)を含有する実施例102のインク(表2参照)は、樹脂粒子を含有せず、顔料(A)及び顔料(B)を含有する実施例5のインク(表1参照)と同等の、保存安定性及び連続吐出性を維持していた。
以上の結果より、インクが樹脂粒子を含有する場合には、インクが樹脂粒子を含有しない場合と比較して、顔料(B)による保存安定性及び連続吐出性の改善効果がより顕著となる(即ち、改善幅がより大きくなる)ことが確認された。
〔処理液を用いた画像形成の例〕
樹脂粒子を含有する実施例101及び102のインクと、インク中の成分を凝集させる酸を含有する処理液と、を用いて画像を形成することにより、処理液を用いずに画像を形成する場合と比較して、画像の耐擦性をより向上させることができる。
(処理液)
処理液としては、例えば、以下の組成の処理液を用いることができる。
以下の組成の処理液の物性は、例えば、粘度2.9mPa・s(25℃)、表面張力41.0mN/m(25℃)、pH0.7(25℃)である。
ここで、粘度、表面張力、及びpHは、それぞれ、VISCOMETER TV−22
(TOKI SANGYO CO.LTD製)、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学(株)製)、及びpHメーターWM−50EG(東亜DDK(株)製)を用いて測定する。
−処理液の組成−
・TPGmME(トリプロピレングリコールモノメチルエーテル) … 4.8質量%
・DEGmBE(ジエチレングリコールモノブチルエーテル) … 4.8質量%
・マロン酸 … 9.0質量%
・リンゴ酸 … 8.0質量%
・プロパントリカルボン酸 … 2.5質量%
・リン酸85質量%水溶液 … 6.0質量%
・下記水溶性ポリマー1 … 0.5質量%
・消泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製TSA−739(15%);エマルジョン型シリコーン消泡剤)
… シリコーンオイルの量として0.01質量%
・ベンゾトリアゾール … 1.0質量%
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
水溶性ポリマー1は、特開2013−001854の段落0200〜0204及び0229に従って合成できる。
(画像形成)
処理液を用いた画像形成方法の例を以下に示す。
実施例1における連続吐出性の評価と同様に、(株)リコー製GELJET(登録商標) GX5000プリンターヘッド(即ち、96本のノズルが並ぶラインヘッド)を用意し、このプリンターヘッドを、前述の図1に示すインクジェット記録装置と同様の構成のインクジェット記録装置に固定配置する。
記録媒体として、例えばOKトップコート(登録商標)(王子製紙(株)製)を準備し、下記の処理液付与工程、インク付与工程、及び乾燥工程を順次行い、記録媒体上に画像を形成(記録)する。
−処理液付与工程−
記録媒体としてのOKトップコート(登録商標)をインクジェット記録装置のステージ上に固定し、次いで記録媒体が固定されたステージを直線方向に500mm/秒で定速移動させながら、記録媒体に上記の処理液をワイヤーバーコーターで約1.5g/mとなるように塗布する。
処理液の付与が終了した箇所において、この箇所への処理液の付与終了時から1.5秒後に、ドライヤを用いて50℃の条件で処理液の乾燥を開始し、処理液の付与終了時から3.5秒後に乾燥を終了する。このときの乾燥時間は2秒となる。
−インク付与工程−
処理液の乾燥が終了した記録媒体を、ステージ速度50mm/秒で定速移動させながら、記録媒体の処理液が付与された面に対し、上記プリンターヘッドから実施例101又は102のインクをライン方式で吐出し、画像を形成する。インクの吐出は、処理液の乾燥終了から2秒以内に開始する。
インクの吐出条件は、例えば、インク液滴量3.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×1200dpi(dot per inch)とする。
−乾燥工程−
印画直後の画像を70℃で10秒間乾燥する。
以上により、耐擦性に特に優れた画像を形成することができる。
12・・・処理液付与部
13・・・処理液乾燥ゾーン
14・・・インク吐出部
15・・・インク乾燥ゾーン
30K、30C、30M、30Y、30A、30B・・・インク吐出用ヘッド

Claims (7)

  1. 下記式(A)で表される顔料(A)と、下記式(B)で表される顔料(B)と、水と、を含有し、
    前記顔料(B)に対する前記顔料(A)の含有質量比が1.0超であるインクジェット用顔料分散体。

    式(A)において、2つのR及び2つのRは、2つのRが共にシアノ基を表しかつ2つのRが共に水素原子を表すか、又は、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にターシャリーブチル基を表す。
    式(B)において、2つのR及び2つのRは、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に塩素原子を表すか、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共に水素原子を表すか、又は、2つのRが共に水素原子を表しかつ2つのRが共にフェニル基を表す。
  2. 前記顔料(B)に対する前記顔料(A)の含有質量比が、1.1〜50である請求項1に記載のインクジェット用顔料分散体。
  3. 更に、樹脂粒子を含有する請求項1又は請求項2に記載のインクジェット用顔料分散体。
  4. 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用顔料分散体を製造する方法であって、
    少なくとも前記顔料(A)と前記顔料(B)と水とを混合し、分散処理して前記インクジェット用顔料分散体を得る工程を有するインクジェット用顔料分散体の製造方法。
  5. 前記インクジェット用顔料分散体を得る工程は、
    前記顔料(A)と前記顔料(B)とを混合して顔料混合物を得る段階と、
    少なくとも前記顔料混合物と水とを混合し、分散処理して前記インクジェット用顔料分散体を得る段階と、
    を含む請求項4に記載のインクジェット用顔料分散体の製造方法。
  6. 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用顔料分散体であるインクと、
    前記インク中の成分を凝集させる酸を含有する処理液と、
    を含むインクセット。
  7. 記録媒体上に、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用顔料分散体であるインクをインクジェット法によって付与して画像を形成するインク付与工程と、
    前記記録媒体上に、前記インク中の成分を凝集させる酸を含有する処理液を付与する処理液付与工程と、
    を有する画像形成方法。
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