JP6825221B2 - 画像形成方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る画像形成方法の一態様は、
ジケトピロロピロール顔料と、SP値が13以下の溶剤と、を含有するインクジェットインク組成物を、下記式(1)を満たすピエゾインクジェットヘッドを有する装置を用いて吐出することを特徴とする。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100 ・・・(1)
上記適用例において、
さらに、前記ピエゾインクジェットヘッドを有する装置は下記式(2)を満たすことができる。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100≦0.18 ・・・(2)
上記適用例において、
前記溶剤のSP値が9以上であることができる。
上記適用例において、
前記インクジェットインク組成物は、前記溶剤を、前記インクジェットインク組成物全質量に対して0.1質量%以上10質量%以下含有することができる。
上記適用例において、
記録媒体が布帛であることができる。
上記適用例において、
前記インクジェットインク組成物が水性インク組成物であることができる。
上記適用例において、
前記ジケトピロロピロール顔料がピグメントレッド254又はピグメントレッド255
であることができる。
上記適用例において、
前記溶剤がSP値が9.5以上11.5以下である溶剤を含むことができる。
上記適用例において、
前記インクジェットインク組成物は、前記溶剤を、前記インクジェットインク組成物全質量に対して0.5質量%以上5質量%以下含有することができる。
上記適用例において、
前記インクジェットインク組成物において、前記ジケトピロロピロール顔料の固形分濃度が前記インクジェットインク組成物全質量に対して3質量%以上10質量%以下であることができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成方法は、ジケトピロロピロール顔料と、SP値が13以下の溶剤と、を含有するインクジェットインク組成物を、下記式(1)を満たすピエゾインクジェットヘッドを有する装置を用いて吐出することを特徴とする。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100 ・・・(1)
組成物の順に説明した上で、その工程を詳細に説明する。
本実施形態に係る画像形成方法に用いるインクジェット装置は、インクをノズルから吐出させる方式として、インクに圧電素子で圧力と記録情報信号を同時に加え、インクの液滴を吐出・記録させるピエゾ方式を採用したピエゾインクジェットヘッド(以下、単に「ヘッド」ともいう。)を有する。このようなインクジェット装置は、例えば、インク組成物を吐出するノズルと、このインク組成物に圧力を付与してノズルから吐出させる圧力室と、圧力室とノズルとを接続する接続部と、を備えるピエゾインクジェットヘッドを備えている。
録ヘッドを有する。ヘッドユニット230は、さらに、ヘッド100にインクを供給するインクカートリッジ231と、ヘッド100及びインクカートリッジ231を搭載した運搬部(キャリッジ)232とを備える。
図2は、プリンター200におけるヘッド100を模式的に示す分解斜視図であり、図1に示したプリンター200に搭載される状態とは上下を逆に示したものである。図3は、ヘッド100の要部の断面の模式図であり、インクの吐出動作の際のインク供給室40からノズル12までのインクの流れを、破線矢印で模式的に示してある。
m以上10μm以下である。
優れるインクジェット捺染物を提供できる。
間に収納している。カバー150の材質は、上述の筐体130の材質と同様である。上記筐体130は圧電素子32を覆うカバーとなっているが、カバー150は圧電素子32を外部環境から隔てる機能を有し、カバー150によって形成される空間に不活性ガス等が封入されたり、当該空間が減圧されてもよい。これにより、圧電素子32の圧電材料の劣化等を抑制することができる。この場合に、筐体130は、ヘッド100の支持体として機能してもよい。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100 ・・・(1)
ヘッド100が式(1)を満たすことにより、後述する疎水性の高いジケトピロロピロール顔料由来の異物の発生を抑制し、吐出エラーを低減させて吐出安定性に優れる画像形成方法を提供できる。また、式(1)を満たすヘッドを用いることにより、細線表現を良好とすることが可能となる。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100≦0.18 ・・・(2)
本実施形態では、上記式(2)を満たすことにより、キャビテーションの発生をより好適に抑えることができ、吐出エラーを低減させて吐出安定性に優れる画像形成方法を提供できる。なお、上記式(2)中、1打滴あたりの吐出量、インク圧力室の容積の定義は式(1)と同様である。
本発明の一実施形態に係る画像形成方法に用いられるインク組成物は、ジケトピロロピロール顔料と、SP値が13以下の溶剤と、を含有することを特徴とする。
本実施形態に係る画像方法に用いるインクは、顔料としてジケトピロロピロール顔料を含有する。ジケトピロロピロール顔料は疎水性の高い顔料であり、分散安定性に劣る傾向にあるが、捺染分野等において特に要求される発色性や耐擦性が確保された画像を得ることができる。
DPP Rubine TR」等として入手することができる。
」等として入手することができる。
メント オレンジ 1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38
、40、43、63等が挙げられる。
本実施形態で用いるインクは、樹脂を含有することが好ましい。樹脂を含有することにより、インクと布帛の密着性を向上できるので、記録される画像の耐擦性を向上すること
ができる。
はされず、例えば、スーパーフレックス 460、460s、840(商品名、第一工業製薬株式会社製)、レザミン D−1060、D−2020、D−4080、D−4200、D−6300、D−6455(商品名、大日精化工業株式会社製)、タケラック WS−6021、W−512−A−6(商品名、三井化学ポリウレタン株式会社製)、サンキュアー2710(商品名、LUBRIZOL社製)、などの市販品を用いてもよい。
非白色の布帛へ画像の記録を行う場合には、非白色の布帛上での画像の視認性を良くするために、酸化チタン等の白色系の顔料を含む白色インクを用いて記録が行われる。しかし、非白色の布帛は、布帛へインクが浸透した場合のインクの発色性や布帛の隠蔽性の低下が大きく、記録される画像の発色性、布帛の隠蔽性が不十分になる傾向がある。このため、非白色の布帛への画像の形成に用いるインクにより得られる画像の発色性、布帛の隠
蔽性を高めるという観点から、インク成分を凝集または増粘させる凝集剤を含むことが好ましい。
本実施形態で用いられるインクは、SP値が13以下の溶剤を含有する。ジケトピロロピロール顔料は疎水性が高いため、溶剤としてSP値が13以下の溶剤を用いることにより、ジケトピロロピロール顔料のインク中での分散性を高めて、ジケトピロロピロール顔料由来の異物の発生を抑制する。また、溶剤としてSP値が13以下の溶剤を用いることにより、インクがヘッドの動きに追随しやすくなり、吐出エラーを低減させて吐出安定性に優れるものとすることができる。
δ[(cal/cm3)0.5]]=(δd2+δp2+δh2)0.5
なお、上記の分散項δd、極性項δp、及び水素結合項δhは、ハンセンやその研究後継者らによって多く求められており、例えばPolymer Handbook(fourth edition)のVII−698〜711に掲載されている。また、多くの溶媒や樹脂に関するHansenの溶解度パラメーターが調べられており、例えば、Industrial Solvents Handbook(Wesley L.Archer著)にこれらの溶解度パラメーターが記載されている。
プロピレングリコールn−プロピルエーテル(SP値 9.8)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル(SP値 9.7)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値 9.6)、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル(SP値 10.9)、ジプロピレングリコールn−プロピルエーテル(SP値 9.5)、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(SP値 9.4)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(SP値 9.4)、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル(SP値 9.3)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値 10.5)、プロピレングリコールモノフェニルエーテル(SP値 9.4)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値 9.1)、トリプロピレングリコールn−ブチルエーテル(SP値 9.3)等が挙げられる。
本実施形態で用いられるインクは、水、上記溶剤以外の有機溶剤、界面活性剤、pH調製剤、防腐剤・防かび剤等を含有してもよい。
本実施形態で用いられるインクは水系インク組成物であることが好ましい。この場合、水は、インクの主となる媒体であり、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。インクに含まれる水の含有量としては、特に限定されるものではないが、インクの全質量に対して、例えば、50質量%以上であることができ、さらには60質量%以上95質量%以下であることができ、70質量%以上90質量%以下であることができる。
本実施形態において、インクは、SP値が13以下の溶剤に加えて、従来公知の各種水溶性有機溶剤を併用することができる。この併用する溶媒として好ましく用いられる水溶性有機溶剤の例としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、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、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、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール等)、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)、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。これらの他の溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
界面活性剤は、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
pH調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
防腐剤・防かび剤としては、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
、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジンチアゾリン−3−オン(ICI社のプロキセルCRL、プロキセルBND、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)等が挙げられる。
本実施形態で用いられるインクは、前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態で用いられるインクのpHは、画像品質とインクジェット用のインクとしての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上40mN/mであることが好ましく、25mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施形態に係る画像形成方法は、上述のインク組成物を布帛にインクジェット方式により付着させる工程を含むものである。これにより、インクに含まれる顔料等の成分が布帛上で凝集するので、発色性に優れた画像が得られる。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100 ・・・(1)
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100≦0.18 ・・・(2)
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
表1、2に記載の成分を混合し、マグネチックスターラーで2時間混合攪拌した後、さらに孔径5μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、実施例および比較例のインク組成物を得た。なお、表1、2に示す定着樹脂、界面活性剤および添加剤は以下の通りである。
・定着樹脂(商品名「タケラックWS−6021」、三井化学社製)
・界面活性剤(商品名「BYK−306」、BYK社製)
・添加剤(商品名「プロキセルCRL」、ICI社製)
上記で説明した図1〜図3に記載されているヘッドを備えるインクジェット捺染装置として、SC−F2000(セイコーエプソン株式会社製)の改造機を用意した。ヘッドとしては、比較例1以外は図3に示すヘッドH1を用い、比較例1ではH1よりも圧力室の容積が大きなヘッドH2を用いた。
布帛(haines社製ヘビーウェイト、綿100%、白色生地)に対して捺染記録試験を行った。布帛を上記プリンターにセットし、ヘッドからインクを吐出させて布帛へインクの付着を行った。なお、{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100を表1、2中の値となるように調整して付着させ、画像を記録した。付着させた後、布帛を排出し、170℃で1分間加熱して乾燥し、印捺物とした。
2.4.1.画像の発色濃度の評価
「2.3.捺染記録試験」で得られた印捺物の画像のC*値を、測色器(商品名「Gretag Macbeth Spectrolino」、X−RITE社製)で測定し、以下の評価基準で評価した。
(評価基準)
AA:Duty100%部のC*が80以上である。
A:Duty100%部のC*が70以上80未満である。
B:Duty100%部のC*が60以上70未満である。
C:Duty100%部のC*が60未満である。
ヘッドH1(ノズルピッチ300dpi)とヘッドH2(ノズルピッチ180dpi)との比較に当たり、印刷時間および単位面積当たりの吐出重量を合わせ、以下の条件で細線を印刷し、以下の評価基準で評価した。
<条件>
H1:600x600dpi、7ng/shot
H2:720x360dpi、10ng/shot
メディア:プリントスター社製ヘビーウェイトTシャツ(5.6オンス)
(評価基準)
A:0.05mmの細線をにじみなく表現できる。
B:0.1mmの細線をにじみなく表現できる。
C:0.1mmの細線がにじむ。
内層がポリエチレンフィルムで覆われたフレキシブルな容器(ここではインクパックを使用)に対し、空気が入らないようにインクを封入し、60℃5日放置し、以下の評価基準で評価した。
(評価基準)
AA:異物がまったく発生しない。
A:ごくわずかに異物が発生する。
B:わずかに異物が発生する。
C:異物が大量に発生する。
上記捺染記録試験に用いた装置の記録条件において、長時間使用を想定し、ヘッドからプラテン側方に設けたインク受けにインクの吐出を3分間連続吐出し、ノズルの不吐出検
査を行い、使用した全ノズル数に対する不吐出ノズル数を算出し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
AA:1%未満
A:1%以上3%未満
B:3%以上5%未満
C:5%以上10%未満
D:10%以上
「2.3.捺染記録試験」で得られた印捺物を洗濯堅牢性試験により評価した。洗濯堅牢性試験は、「AATCC61 2A、3A」に準じて行い、下記評価基準により評価した。なお、下記の「2A」とは、25℃で洗濯したことを示し、「3A」とは、60℃で洗濯したことを示す。Duty100%部は上記捺染記録試験にて作成した画像部であり、Duty50%部は、Duty100%部の半分の付着量としたこと以外は同様にして作成した画像部である。
(評価基準)
AA:3A条件において、Duty50%部で被膜の脱落なし
A:3A条件においてDuty50%部で被膜の脱落あり、Duty100%部では被膜の脱落無し。
B:3A条件においてDuty100%部でも被膜の脱落あり、2A条件においてDuty50%部でも被膜の脱落なし。
C:2A条件においてDuty50%部でも被膜の脱落あり。
各実施例及び比較例の評価結果を表1、2の下段に示す。
以下の溶剤を増やしたことにより、さらに、異物安定性が劣る結果となった。実施例14では、{(1打滴あたりの吐出量)/(インク圧力室の容積)}×100が本発明で好適とする範囲よりも大きな値であったため、キャビテーションが起こり、実施例1よりも吐出安定性が劣る結果となった。実施例15では、SP値13以下の溶剤としてSP値が9未満の溶剤を使用したことにより、インクがピエゾの動きには追随しやすくなるものの、インクがインクパック等のプラスチック製基材に吸収されてインクのバランスが崩れ、異物が発生した。
Claims (7)
- ジケトピロロピロール顔料と、SP値が13以下の溶剤と、を含有するインクジェットインク組成物を、下記式(2)を満たし、
ノズル孔、圧力室、及び前記圧力室から前記ノズル孔に連通する連通孔の容積の合計が4200pl以上6200pl以下であり、前記連通孔と前記ノズル孔の長さの和が500μm以上である、ピエゾインクジェットヘッドを有する装置を用いて吐出する、画像形成方法であり、
前記溶剤が、SP値が9.5以上11.5以下である溶剤を前記インクジェットインク組成物の全質量に対して、4質量%以上9質量%以下含有し、
前記SP値が9.5以上11.5以下である溶剤は、エチレングリコールモノメチルエーテル(SP値 11.4)、エチレングリコールモノブチルエーテル(SP値 9.8)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値 9.5)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値 10.0)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値 10.4)、プロピレングリコールn−プロピルエーテル(SP値 9.8)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル(SP値 9.7)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値 9.6)、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル(SP値 10.9)、ジプロピレングリコールn−プロピルエーテル(SP値 9.5)及びトリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値 10.5)から選択されるいずれかを含む、画像形成方法。
0.13≦{(1打滴あたりの吐出量)/(連通孔と、ノズル孔と、圧力室との容積
の合計)}×100≦0.18 ・・・(2) - 前記インクジェットインク組成物は、前記SP値が13以下の溶剤を、前記インクジェットインク組成物全質量に対して4質量%以上10質量%以下含有する、請求項1に記載の画像形成方法。
- 記録媒体が布帛である、請求項1又は請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットインク組成物が水性インク組成物である、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記ジケトピロロピロール顔料がピグメントレッド254又はピグメントレッド255である、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットインク組成物は、前記SP値が13以下の溶剤を、前記インクジェットインク組成物全質量に対して4質量%以上5質量%以下含有する、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットインク組成物において、前記ジケトピロロピロール顔料の固形分濃度が前記インクジェットインク組成物全質量に対して3質量%以上10質量%以下である、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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