JPWO2013157271A1 - インクジェットインクセット、及びこれを用いた画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び色材を含み、温度によりゾルゲル相転移するカラーインクと、光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤を含み、温度によりゾルゲル相転移するクリアインクと、を有するインクジェットインクセットである。前記クリアインクの25℃における粘度η(CL)は、前記カラーインクの25℃における粘度η(CO)の1/2未満であり、前記クリアインクの粘度η(CL)は、1?103mPa・s以上である。高い画像品質と、表面の光沢性とを併せ持った印刷画像を形成可能なインクジェットインクセットが提供される。
Description
本発明は、インクジェットインクセット、及びこれを用いた画像形成方法に関する。
インクジェット記録方式は、簡易かつ安価に画像を形成できることから、各種印刷分野で用いられている。インクジェット記録方式の一つに、インクジェットインクの液滴を記録媒体に着弾させた後、紫外線を照射してインクを硬化させ、画像を形成する紫外線硬化型インクジェット方式がある。紫外線硬化型インクジェット方式は、インク吸収性のない記録媒体にも、高い耐擦過性及び密着性を有する画像を形成できるため、近年注目されつつある。
しかし、従来の紫外線硬化型のインクジェットシステムによる画像形成方法では、ライン記録ヘッドを用いたシングルパス記録方式や、高速シリアル方式といった高速記録の際に、隣り合うドット同士の合一を抑制できず、画質が劣るという問題があった。隣り合うドットの合一を防ぐ方法の一つに、ゲル化剤を、紫外線硬化型インクジェットインクに添加する技術が提案されている(例えば特許文献1及び2参照)。
各種プリンタにより形成された印刷画像の耐久性を高めるため、ゲル化剤を含むオーバーコート組成物を、印刷画像上に塗布する技術が提案されている(特許文献3)。
さらに、印刷画像の耐擦性を向上させ、印刷物を重ねた際の裏移りを防止するために、ゾルゲル相転移可能なクリアインクを、印刷画像上に塗布する技術も提案されている(特許文献4)。当該技術では、クリアインクからなる膜の厚みを均一にするため、クリアインク着弾後の記録媒体を加熱し、クリアインクを平滑化させてから硬化工程を行う。
一般に、インクのレベリング性が高いと、記録媒体に着弾したインク液滴同士が合一しやすい。一方で、インク液滴同士の合一を抑制すると、レベリング性が低くなりやすい。そのため、特許文献1や特許文献2に記載の、ゲル化剤を含むインクジェットインクは、隣り合うドットの合一が防げるものの、形成された画像表面に細かな凹凸が生じやすく、印刷画像の光沢が十分でない。また、形成された画像表面に、画像濃度によって段差が生じやすいという問題もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い画像品質と、表面の光沢性とを併せ持った印刷画像を形成可能なインクジェットインクセットを提供することを目的とする。
本発明の第1は、以下に示すインクジェットインクセットに関する。
[1]光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び色材を含み、温度によりゾルゲル相転移するカラーインクと、光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤を含み、温度によりゾルゲル相転移するクリアインクと、を有するインクジェットインクセットであり、前記クリアインクの25℃における粘度η(CL)が、前記カラーインクの25℃における粘度η(CO)の1/2未満であり、前記クリアインクの粘度η(CL)が1×103mPa・s以上である、インクジェットインクセット。
[1]光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び色材を含み、温度によりゾルゲル相転移するカラーインクと、光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤を含み、温度によりゾルゲル相転移するクリアインクと、を有するインクジェットインクセットであり、前記クリアインクの25℃における粘度η(CL)が、前記カラーインクの25℃における粘度η(CO)の1/2未満であり、前記クリアインクの粘度η(CL)が1×103mPa・s以上である、インクジェットインクセット。
[2]前記カラーインクの25℃における粘度η(CO)が、2×103mPa・sより高く、かつ5×104mPa・s以下である、[1]に記載のインクジェットインクセット。
[3]前記クリアインクに含まれるゲル化剤量が、前記カラーインクに含まれるゲル化剤量より少ない、[1]に記載のインクジェットインクセット。
[3]前記クリアインクに含まれるゲル化剤量が、前記カラーインクに含まれるゲル化剤量より少ない、[1]に記載のインクジェットインクセット。
本発明の第2は、以下に示す画像形成方法に関する。
[4]前述の[1]に記載のインクジェットインクセットにおける、前記カラーインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程と、前記インクジェットインクセットにおける前記クリアインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程と、前記記録媒体上に着弾した前記カラーインクの液滴及び前記クリアインクの液滴に、活性光線を照射し、各液滴を硬化させる、画像形成方法。
[4]前述の[1]に記載のインクジェットインクセットにおける、前記カラーインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程と、前記インクジェットインクセットにおける前記クリアインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程と、前記記録媒体上に着弾した前記カラーインクの液滴及び前記クリアインクの液滴に、活性光線を照射し、各液滴を硬化させる、画像形成方法。
本発明のインクジェットインクセットのカラーインクは、記録媒体に着弾後、インク液滴同士が合一し難い。そのため、高精細な画像を形成できる。一方、本発明のインクジェットインクセットのクリアインクはレベリングしやすい。そのため、光沢性の高い膜を形成できる。つまり、本発明のインクジェットインクセットによれば、高い画像品質と光沢性とを併せ持った印刷画像が形成できる。
1.インクジェットインクセット
本発明のインクジェットインクセットには、カラーインクとクリアインクとが含まれる。カラーインクは、単色のみあってもよく、また複数色(例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等)のセットであってもよい。
本発明のインクジェットインクセットには、カラーインクとクリアインクとが含まれる。カラーインクは、単色のみあってもよく、また複数色(例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等)のセットであってもよい。
・カラーインクについて
カラーインクは、温度によりゾルゲル相転移するインクである。
カラーインクには、光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び色材が含まれ、必要に応じて、その他の添加剤が含まれる。
カラーインクは、温度によりゾルゲル相転移するインクである。
カラーインクには、光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び色材が含まれ、必要に応じて、その他の添加剤が含まれる。
(光重合性化合物)
光重合性化合物は、活性光線を照射されることにより架橋又は重合する化合物である。活性光線は、例えば電子線、紫外線、α線、γ線、およびエックス線等であり、好ましくは紫外線である。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物であり得る。好ましくはラジカル重合性化合物である。
光重合性化合物は、活性光線を照射されることにより架橋又は重合する化合物である。活性光線は、例えば電子線、紫外線、α線、γ線、およびエックス線等であり、好ましくは紫外線である。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物であり得る。好ましくはラジカル重合性化合物である。
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物(モノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの混合物)である。カラーインク中にラジカル重合性化合物が一種のみが含まれていてもよく、二種以上が含まれていてもよい。
ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例には、不飽和カルボン酸とその塩、不飽和カルボン酸エステル化合物、不飽和カルボン酸ウレタン化合物、不飽和カルボン酸アミド化合物およびその無水物、アクリロニトリル、スチレン、不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等が挙げられる。不飽和カルボン酸の例には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等が含まれる。
なかでも、ラジカル重合性化合物は、不飽和カルボン酸エステル化合物であることが好ましく、(メタ)アクリレート化合物であることがより好ましい。(メタ)アクリレート化合物は、後述するモノマーだけでなく、オリゴマー、モノマーとオリゴマーの混合物、変性物、重合性官能基を有するオリゴマーなどであってよい。ここで、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」、「メタクリレート」の双方又はいずれかをいい、「(メタ)アクリル」は「アクリル」、「メタクリル」の双方又はいずれかをいう。
(メタ)アクリレート化合物の例には、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミルスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチル−フタル酸、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の単官能モノマー;
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の二官能モノマー;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能モノマー等が含まれる。
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の二官能モノマー;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能モノマー等が含まれる。
なかでも、感光性などの観点から、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート等が好ましい。
(メタ)アクリレート化合物は、変性物であってもよく、その例には、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート化合物;カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性(メタ)アクリレート化合物;およびカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のカプロラクタム変性(メタ)アクリレート化合物等が含まれる。なかでも、感光性が高く、低温下でゲル化する際に、後述のカードハウス構造が形成しやすい等の観点から、エチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート化合物が好ましい。また、エチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート化合物は、高温下で他のインク成分に対して溶解しやすく、硬化収縮も少ないことから、印刷物のカールも起こりにくい。
エチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート化合物の例には、Sartomer社製の4EO変性ヘキサンジオールジアクリレートCD561(分子量358)、3EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートSR454(分子量429)、6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートSR499(分子量560)、4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートSR494(分子量528);新中村化学社製のポリエチレングリコールジアクリレートNKエステルA−400(分子量508)、ポリエチレングリコールジアクリレートNKエステルA−600(分子量742)、ポリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル9G(分子量536)、ポリエチレングリコールジメタクリレートNKエステル14G(分子量770);大阪有機化学社製のテトラエチレングリコールジアクリレートV#335HP(分子量302);Cognis社製の3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレートPhotomer 4072(分子量471);新中村化学社製の1,10−デカンジオールジメタクリレート NKエステルDOD−N(分子量310)、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート NKエステルA−DCP(分子量304)およびトリシクロデカンジメタノールジメタクリレート NKエステルDCP(分子量332)等が含まれる。
(メタ)アクリレート化合物は、重合性オリゴマーであってもよい。そのような重合性オリゴマーの例には、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、および直鎖(メタ)アクリルオリゴマー等が含まれる。
一方、カチオン重合性化合物は、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、およびオキセタン化合物等でありうる。カチオン重合性化合物は、カラーインク中に一種のみが含まれていてもよく、二種以上が含まれていてもよい。
エポキシ化合物は、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、または脂肪族エポキシド等であり、硬化性を高めるためには、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが好ましい。
芳香族エポキシドは、多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させて得られるジまたはポリグリシジルエーテルでありうる。反応させる多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体の例には、ビスフェノールAあるいはそのアルキレンオキサイド付加体等が含まれる。アルキレンオキサイド付加体におけるアルキレンオキサイドは、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等でありうる。
脂環式エポキシドは、シクロアルカン含有化合物を、過酸化水素や過酸等の酸化剤でエポキシ化して得られるシクロアルカンオキサイド含有化合物でありうる。シクロアルカンオキサイド含有化合物におけるシクロアルカンは、シクロヘキセンまたはシクロペンテンでありうる。
脂肪族エポキシドは、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させて得られるジまたはポリグリシジルエーテルでありうる。脂肪族多価アルコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール等が含まれる。アルキレンオキサイド付加体におけるアルキレンオキサイドは、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等でありうる。
ビニルエーテル化合物の例には、エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−o−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物;
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジまたはトリビニルエーテル化合物等が含まれる。これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性や密着性などを考慮すると、ジまたはトリビニルエーテル化合物が好ましい。
オキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物であり、その例には、特開2001−220526号公報、特開2001−310937号公報、特開2005−255821号公報に記載のオキセタン化合物等が含まれる。なかでも、特開2005−255821号公報の段落番号0089に記載の一般式(1)で表される化合物、同号公報の段落番号0092に記載の一般式(2)で表される化合物、段落番号0107の一般式(7)で表される化合物、段落番号0109の一般式(8)で表される化合物、段落番号0116の一般式(9)で表される化合物等が挙げられる。特開2005−255821号公報に記載された一般式(1)、(2)、(7)〜(9)を以下に示す。
光重合性化合物の含有量は、カラーインク全質量に対して1〜97質量%であることが好ましく、30〜95質量%であることがより好ましい。光重合性化合物の量が少な過ぎると、色材を十分に分散させることができず、インクジェット記録装置からのインクの吐出性が低下する。一方、光重合性化合物の量が過剰であると、相対的にゲル化剤や光重合開始剤の量が少なくなり、ゾルゲル相転移が十分に行われない可能性や、硬化が不十分となる可能性がある。
(光重合開始剤)
カラーインクには、光重合開始剤がさらに含まれる。
光重合開始剤は、分子内結合開裂型と分子内水素引き抜き型とがある。分子内結合開裂型の光重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)−ブタノン等のアセトフェノン系;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6-トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系;ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステル等が含まれる。
カラーインクには、光重合開始剤がさらに含まれる。
光重合開始剤は、分子内結合開裂型と分子内水素引き抜き型とがある。分子内結合開裂型の光重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)−ブタノン等のアセトフェノン系;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6-トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系;ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステル等が含まれる。
分子内水素引き抜き型の光重合開始剤の例には、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル-4-フェニルベンゾフェノン、4,4'-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチル-ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3'-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系;2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系;ミヒラーケトン、4,4'-ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系;10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアンスラキノン、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、トリアリルホスホニウム塩等が含まれる。
光重合開始剤が、アシルホスフィンオキシドやアシルホスフォナートであると、感度が良好となる。具体的には、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド等が好ましい。
カラーインクに含まれる光重合開始剤の含有量は、インク硬化時に照射する光や光重合性化合物の種類などにもよるが、インク全質量に対して0.1質量%〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜8質量%である。
カラーインクに含まれる光重合開始剤には、光酸発生剤が含まれていてもよい。光酸発生剤の例には、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が含まれる(有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版(1993年)、187〜192ページ参照)。
カラーインクには、必要に応じて光重合開始剤助剤や重合禁止剤などがさらに含まれていてもよい。光重合開始剤助剤は、第3級アミン化合物であってよく、芳香族第3級アミン化合物が好ましい。芳香族第3級アミン化合物の例には、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミンおよびN,N-ジメチルヘキシルアミン等が含まれる。なかでも、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステルが好ましい。カラーインクに、これらの化合物が、一種のみ含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
重合禁止剤の例には、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシム等が含まれる。
(ゲル化剤)
カラーインクに含まれるゲル化剤は、カラーインクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる機能を有する。そのようなゲル化剤は、少なくとも1)ゲル化温度よりも高い温度で、光重合性化合物や非重合性樹脂に溶解すること、2)ゲル化温度以下の温度で、インク中で結晶化すること、が必要である。
カラーインクに含まれるゲル化剤は、カラーインクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる機能を有する。そのようなゲル化剤は、少なくとも1)ゲル化温度よりも高い温度で、光重合性化合物や非重合性樹脂に溶解すること、2)ゲル化温度以下の温度で、インク中で結晶化すること、が必要である。
ゲル化剤がインク中で結晶化するときに、ゲル化剤の結晶化物である板状結晶が三次元的に囲む空間を形成し、前記空間に光重合性化合物を内包することが好ましい。このように、板状結晶が三次元的に囲む空間に光重合性化合物が内包された構造を「カードハウス構造」ということがある。カードハウス構造が形成されると、液体の光重合性化合物を保持することができ、インク液滴をピニングすることができる。それにより、液滴同士の合一を抑制することができる。カードハウス構造を形成するには、インク中で溶解している光重合性化合物とゲル化剤とが相溶していることが好ましい。これに対して、インク中で溶解している光重合性化合物とゲル化剤とが相分離していると、カードハウス構造を形成しにくい場合がある。
カラーインクのインク液滴をインクジェット記録装置から安定に吐出するためには、ゾル状のインク(高温時)において、光重合性化合物とゲル化剤との相溶性が良好であることが必要である。さらに、高速印刷時においても安定に液滴同士の合一を抑制するには、インク液滴が記録媒体に着弾後、速やかにゲル化剤が結晶化し、強固なカードハウス構造を形成することが必要である。
このようなゲル化剤の例には、
脂肪族ケトン化合物;
脂肪族エステル化合物;
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス;
キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウ、およびホホバエステル等の植物系ワックス;
ミツロウ、ラノリンおよび鯨ロウ等の動物系ワックス;
モンタンワックス、および水素化ワックス等の鉱物系ワックス;
硬化ヒマシ油または硬化ヒマシ油誘導体;
モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体またはポリエチレンワックス誘導体等の変性ワックス;
ベヘン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、およびエルカ酸等の高級脂肪酸;
ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の高級アルコール;
12-ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシステアリン酸;
12-ヒドロキシステアリン酸誘導体;ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、12-ヒドロキシステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド(例えば日本化成社製 ニッカアマイドシリーズ、伊藤製油社製 ITOWAXシリーズ、花王社製 FATTYAMIDシリーズ等);
N-ステアリルステアリン酸アミド、N-オレイルパルミチン酸アミド等のN-置換脂肪酸アミド;
N,N'-エチレンビスステアリルアミド、N,N'-エチレンビス-12-ヒドロキシステアリルアミド、およびN,N'-キシリレンビスステアリルアミド等の特殊脂肪酸アミド;
ドデシルアミン、テトラデシルアミンまたはオクタデシルアミンなどの高級アミン;
ステアリルステアリン酸、オレイルパルミチン酸、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル化合物(例えば日本エマルジョン社製 EMALLEXシリーズ、理研ビタミン社製 リケマールシリーズ、理研ビタミン社製 ポエムシリーズ等);
ショ糖ステアリン酸、ショ糖パルミチン酸等のショ糖脂肪酸のエステル(例えばリョートーシュガーエステルシリーズ 三菱化学フーズ社製);
ポリエチレンワックス、α−オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックス等の合成ワックス(Baker−Petrolite社製 UNILINシリーズ等);
ダイマー酸;
ダイマージオール(CRODA社製 PRIPORシリーズ等);
ステアリン酸イヌリン等の脂肪酸イヌリン;
パルミチン酸デキストリン、ミリスチン酸デキストリン等の脂肪酸デキストリン(千葉製粉社製 レオパールシリーズ等);
ベヘン酸エイコサン二酸グリセリル;
ベヘン酸エイコサンポリグリセリル(日清オイリオ社製 ノムコートシリーズ等);
N-ラウロイル-L-グルタミン酸ジブチルアミド、N-(2-エチルヘキサノイル)-L-グルタミン酸ジブチルアミド等のアミド化合物(味の素ファインテクノより入手可能);
1,3:2,4-ビス-O-ベンジリデン-D-グルシトール(ゲルオールD 新日本理化より入手可能)等のジベンジリデンソルビトール類;
特開2005−126507号公報、特開2005−255821号公報および特開2010−111790号公報に記載の低分子オイルゲル化剤;等が含まれる。
脂肪族ケトン化合物;
脂肪族エステル化合物;
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス;
キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウ、およびホホバエステル等の植物系ワックス;
ミツロウ、ラノリンおよび鯨ロウ等の動物系ワックス;
モンタンワックス、および水素化ワックス等の鉱物系ワックス;
硬化ヒマシ油または硬化ヒマシ油誘導体;
モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体またはポリエチレンワックス誘導体等の変性ワックス;
ベヘン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、およびエルカ酸等の高級脂肪酸;
ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の高級アルコール;
12-ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシステアリン酸;
12-ヒドロキシステアリン酸誘導体;ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、12-ヒドロキシステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド(例えば日本化成社製 ニッカアマイドシリーズ、伊藤製油社製 ITOWAXシリーズ、花王社製 FATTYAMIDシリーズ等);
N-ステアリルステアリン酸アミド、N-オレイルパルミチン酸アミド等のN-置換脂肪酸アミド;
N,N'-エチレンビスステアリルアミド、N,N'-エチレンビス-12-ヒドロキシステアリルアミド、およびN,N'-キシリレンビスステアリルアミド等の特殊脂肪酸アミド;
ドデシルアミン、テトラデシルアミンまたはオクタデシルアミンなどの高級アミン;
ステアリルステアリン酸、オレイルパルミチン酸、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル化合物(例えば日本エマルジョン社製 EMALLEXシリーズ、理研ビタミン社製 リケマールシリーズ、理研ビタミン社製 ポエムシリーズ等);
ショ糖ステアリン酸、ショ糖パルミチン酸等のショ糖脂肪酸のエステル(例えばリョートーシュガーエステルシリーズ 三菱化学フーズ社製);
ポリエチレンワックス、α−オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックス等の合成ワックス(Baker−Petrolite社製 UNILINシリーズ等);
ダイマー酸;
ダイマージオール(CRODA社製 PRIPORシリーズ等);
ステアリン酸イヌリン等の脂肪酸イヌリン;
パルミチン酸デキストリン、ミリスチン酸デキストリン等の脂肪酸デキストリン(千葉製粉社製 レオパールシリーズ等);
ベヘン酸エイコサン二酸グリセリル;
ベヘン酸エイコサンポリグリセリル(日清オイリオ社製 ノムコートシリーズ等);
N-ラウロイル-L-グルタミン酸ジブチルアミド、N-(2-エチルヘキサノイル)-L-グルタミン酸ジブチルアミド等のアミド化合物(味の素ファインテクノより入手可能);
1,3:2,4-ビス-O-ベンジリデン-D-グルシトール(ゲルオールD 新日本理化より入手可能)等のジベンジリデンソルビトール類;
特開2005−126507号公報、特開2005−255821号公報および特開2010−111790号公報に記載の低分子オイルゲル化剤;等が含まれる。
カラーインクには、ゲル化剤として、炭素数が12以上の直鎖アルキル基を含む化合物が含まれることが好ましい。ゲル化剤が、炭素数が12以上の直鎖アルキル基を含むことで、前述の「カードハウス構造」が形成されやすい。ゲル化剤の構造中には、分岐鎖を有していてもよい。
炭素数が12以上の直鎖アルキル基を含むゲル化剤の具体例には、炭素数が12以上の直鎖アルキル基を有する、脂肪族ケトン化合物、脂肪族エステル化合物、高級脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸アミド等が含まれる。
ただし、アルキル鎖の末端に−OH、−COOH等の極性基を有するゲル化剤は、ゾル状のインク中での安定性が悪く、析出したり、相分離したりすることがある。また、インクの硬化膜から、ゲル化剤が時間の経過とともに徐々にブリードアウトすることがある。そこで、ゲル化剤は、脂肪族ケトン化合物もしくは脂肪族エステル化合物であることが好ましい。つまり、下記一般式(G1)及び(G2)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(G1):R1−CO−R2
一般式(G2):R3−COO−R4
一般式(G1)及び(G2)中、R1〜R4は、それぞれ独立に、炭素数12以上の直鎖部分を有する炭化水素基を表す。R1〜R4は、分岐部分を有していてもよい。
一般式(G1):R1−CO−R2
一般式(G2):R3−COO−R4
一般式(G1)及び(G2)中、R1〜R4は、それぞれ独立に、炭素数12以上の直鎖部分を有する炭化水素基を表す。R1〜R4は、分岐部分を有していてもよい。
一般式(G1)において、R1及びR2で表される炭化水素基は、それぞれ独立に、炭素原子数が12以上25以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基であることが好ましい。R1及びR2で表される脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が12未満であると、十分な結晶性を有しないためゲル化剤として機能しないだけでなく、前述のカードハウス構造において、光重合性化合物を内包するための十分な空間を形成できないおそれがある。一方、脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が25を超えると、融点が高くなりすぎるため、インクの吐出温度を高くしなければ、インク中に溶解しなくなるおそれがある。
上記一般式(G1)で表される脂肪族ケトン化合物の例には、ジリグノセリルケトン(C24−C24)、ジベヘニルケトン(C22−C22、融点88℃)、ジステアリルケトン(C18−C18、融点84℃)、ジエイコシルケトン(C20−C20)、ジパルミチルケトン(C16−C16、融点80℃)、ジミリスチルケトン(C14−C14)、ジラウリルケトン(C12−C12、融点68℃)、ラウリルミリスチルケトン(C12−C14)、ラウリルパルミチルケトン(C12−C16)、ミリスチルパルミチルケトン(C14−C16)、ミリスチルステアリルケトン(C14−C18)、ミリスチルベヘニルケトン(C14−C22)、パルミチルステアリルケトン(C16−C18)、バルミチルベヘニルケトン(C16−C22)、ステアリルベヘニルケトン(C18−C22)等が含まれる。
一般式(G1)で表される化合物の市販品の例には、18−Pentatriacontanon(Alfa Aeser社製)、Hentriacontan−16−on(Alfa Aeser社製)、カオーワックスT1(花王株式会社製)等が含まれる。
カラーインクに含まれる脂肪族ケトン化合物は、一種類のみであってもよく、二種類以上の混合物であってもよい。
一般式(G2)おいて、R3及びR4で表される炭化水素基は、特に制限されないが、炭素原子数12以上26以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基であることが好ましい。R3及びR4で表される脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が12以上26以下であると、一般式(G1)で表される化合物と同様に、ゲル化剤に必要な結晶性を有しつつ、前述のカードハウス構造を形成でき、融点も高くなりすぎない。
式(2)で表される脂肪族エステル化合物の例には、ベヘニン酸ベヘニル(C21−C22、融点70℃)、イコサン酸イコシル(C19−C20)、ステアリン酸ステアリル(C17−C18、融点60℃)、ステアリン酸パルミチル(C17−C16)、ステアリン酸ラウリル(C17−C12)、パルミチン酸セチル(C15−C16、融点54℃)、パルミチン酸ステアリル(C15−C18)、ミリスチン酸ミリスチル(C13−C14、融点43℃)、ミリスチン酸セチル(C13−C16、融点50℃)、ミリスチン酸オクチルドデシル(C13−C20)、オレイン酸ステアリル(C17−C18)、エルカ酸ステアリル(C21−C18)、リノール酸ステアリル(C17−C18)、オレイン酸ベヘニル(C18−C22)、セロチン酸ミリシル(C25−C16)、モンタン酸ステアリル(C27−C18)、モンタン酸ベヘニル(C27−C22)、リノール酸アラキジル(C17−C20)、トリアコンタン酸パルミチル(C29−C16)等が含まれる。
式(2)で表される脂肪族エステル化合物の市販品の例には、ユニスターM−2222SL(日油株式会社製)、エキセパールSS(花王株式会社製、融点60℃)、EMALEX CC−18(日本エマルジョン株式会社製)、アムレプスPC(高級アルコール工業株式会社製)、エキセパール MY−M(花王株式会社製)、スパームアセチ(日油株式会社製)、EMALEX CC−10(日本エマルジョン株式会社製)等が含まれる。これらの市販品は、二種類以上の混合物であることが多いため、必要に応じて分離・精製してもよい。
カラーインクに含まれる脂肪族エステル化合物は、一種類のみであってもよく、二種類以上の混合物であってもよい。
カラーインクに含まれるゲル化剤の量は、カラーインク全量に対して0.5〜10.0質量%が好ましく、更に好ましくは1〜7質量%である。0.5質量%未満であると、インク液滴をゲル化(温度によるゾルゲル相転移)させることができない。一方、ゲル化剤の量が10質量%を超えると、ゲル化剤がインクに十分に溶解せず、インク液滴の吐出性が低下する。
(色材)
カラーインクには、色材がさらに含まれる。色材は、染料または顔料でありうる。インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料がより好ましい。
カラーインクには、色材がさらに含まれる。色材は、染料または顔料でありうる。インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、顔料がより好ましい。
染料は、油溶性染料等でありうる。油溶性染料は、以下の各種染料が挙げられる。マゼンタ染料の例には、MS Magenta VP、MS Magenta HM−1450、MS Magenta HSo−147(以上、三井東圧社製)、AIZENSOT Red−1、AIZEN SOT Red−2、AIZEN SOTRed−3、AIZEN SOT Pink−1、SPIRON Red GEH SPECIAL(以上、保土谷化学社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEX ROT5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Red B、KAYASET Red 130、KAYASET Red 802(以上、日本化薬社製)、PHLOXIN、ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成社製)、HSR−31、DIARESIN Red K(以上、三菱化成社製)、Oil Red(BASFジャパン社製)が含まれる。
シアン染料の例には、MS Cyan HM−1238、MS Cyan HSo−16、Cyan HSo−144、MS Cyan VPG(以上、三井東圧社製)、AIZEN SOT Blue−4(保土谷化学社製)、RESOLIN BR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES Blue GN、SIRIUS SUPRATURQ.Blue Z−BGL、SIRIUS SUPRA TURQ.Blue FB−LL 330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue FR、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL−5 200、Light Blue BGL−5 200(以上、日本化薬社製)、DAIWA Blue 7000、Oleosol Fast Blue GL(以上、ダイワ化成社製)、DIARESIN Blue P(三菱化成社製)、SUDAN Blue 670、NEOPEN Blue 808、ZAPON Blue 806(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
イエロー染料の例には、MS Yellow HSm−41、Yellow KX−7、Yellow EX−27(三井東圧)、AIZEN SOT Yellow−1、AIZEN SOT YelloW−3、AIZEN SOT Yellow−6(以上、保土谷化学社製)、MACROLEX Yellow 6G、MACROLEX FLUOR.Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Yellow SF−G、KAYASET Yellow2G、KAYASET Yellow A−G、KAYASET Yellow E−G(以上、日本化薬社製)、DAIWA Yellow 330HB(ダイワ化成社製)、HSY−68(三菱化成社製)、SUDAN Yellow 146、NEOPEN Yellow 075(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
ブラック染料の例には、MS Black VPC(三井東圧社製)、AIZEN SOT Black−1、AIZEN SOT Black−5(以上、保土谷化学社製)、RESORIN Black GSN 200%、RESOLIN BlackBS(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Black A−N(日本化薬社製)、DAIWA Black MSC(ダイワ化成社製)、HSB−202(三菱化成社製)、NEPTUNE Black X60、NEOPEN Black X58(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
顔料は、特に限定されないが、例えばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料または無機顔料でありうる。
赤あるいはマゼンタ顔料の例には、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、36等が含まれる。青またはシアン顔料の例には、Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、60等が含まれる。緑顔料の例には、Pigment Green 7、26、36、50が含まれる。黄顔料の例には、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94,95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193等が含まれる。黒顔料の例には、Pigment Black 7、28、26等が含まれる。
顔料の市販品の例には、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF−1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS−3、5187、5108、5197、5085N、SR−5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN−EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G−550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA−1103、セイカファストエロー10GH、A−3、2035、2054、2200、2270、2300、2400(B)、2500、2600、ZAY−260、2700(B)、2770、セイカファストレッド8040、C405(F)、CA120、LR−116、1531B、8060R、1547、ZAW−262、1537B、GY、4R−4016、3820、3891、ZA−215、セイカファストカーミン6B1476T−7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B−430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN−EP、4940、4973(大日精化工業製);
KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(大日本インキ化学製);
Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素製);
Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S(東洋インキ製)、
Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ製);
Novoperm P−HG、Hostaperm Pink E、Hostaperm Blue B2G(クラリアント製);
カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学製)などが挙げられる。
KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(大日本インキ化学製);
Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素製);
Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S(東洋インキ製)、
Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ製);
Novoperm P−HG、Hostaperm Pink E、Hostaperm Blue B2G(クラリアント製);
カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学製)などが挙げられる。
顔料の平均粒径は0.08〜0.5μmであることが好ましく、顔料の最大粒径は0.3〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.3〜3μmである。顔料の粒径を調整することによって、インクジェット記録ヘッドのノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することができる。
顔料または染料の含有量は、カラーインク全質量に対して0.1〜20質量%であることが好ましく、0.4〜10質量%であることがより好ましい。顔料または染料の含有量が少なすぎると、得られる画像の発色が十分ではなく、多すぎるとインクの粘度が高くなり、吐出性が低下する。
顔料の分散は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、およびペイントシェーカー等により行うことができる。顔料の分散は、顔料粒子の平均粒子径が、好ましくは0.08〜0.5μm、最大粒子径が好ましくは0.3〜10μm、より好ましくは0.3〜3μmとなるように行われることが好ましい。顔料の分散は、顔料、分散剤、および分散媒体の選定、分散条件、およびろ過条件等によって、調整される。
カラーインクには、顔料の分散性を高めるために、分散剤がさらに含まれていてもよい。分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテート等が含まれる。分散剤の市販品の例には、Avecia社のSolsperseシリーズや、味の素ファインテクノ社のPBシリーズ等が含まれる。
カラーインクには、必要に応じて分散助剤がさらに含まれていてもよい。分散助剤は、顔料に応じて選択されればよい。
分散剤および分散助剤の合計量は、顔料に対して1〜50質量%であることが好ましい。
カラーインクには、必要に応じて顔料を分散させるための分散媒体がさらに含まれていてもよい。分散媒体として溶剤がカラーインクに含まれてもよいが、形成された画像における溶剤の残留を抑制するためには、前述のような光重合性化合物(特に粘度の低いモノマー)が分散媒体であることが好ましい。
(その他の成分)
カラーインクには、必要に応じて他の成分がさらに含まれていてもよい。他の成分は、各種添加剤や他の樹脂等であってよい。添加剤の例には、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗菌剤、カラーインクの保存安定性を高めるための塩基性化合物等も含まれる。塩基性化合物の例には、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物、アミンなどの塩基性有機化合物などが含まれる。他の樹脂の例には、硬化膜の物性を調整するための樹脂などが含まれ、例えばポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、およびワックス類等が含まれる。
カラーインクには、必要に応じて他の成分がさらに含まれていてもよい。他の成分は、各種添加剤や他の樹脂等であってよい。添加剤の例には、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗菌剤、カラーインクの保存安定性を高めるための塩基性化合物等も含まれる。塩基性化合物の例には、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物、アミンなどの塩基性有機化合物などが含まれる。他の樹脂の例には、硬化膜の物性を調整するための樹脂などが含まれ、例えばポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、およびワックス類等が含まれる。
(カラーインクの粘度)
カラーインクは、前述のようにゲル化剤を含むため、温度により可逆的にゾルゲル相転移する。ゾルゲル相転移するカラーインクは、高温(例えば80℃程度)では液体(ゾル)であるため、インクジェット記録ヘッドからゾル状態で吐出することができる。高温下でカラーインクを吐出すると、インク液滴(ドット)が記録媒体に着弾した後、自然冷却されてゲル化する。これにより、隣り合うドット同士の合一を抑制し、画質を高めることができる。
カラーインクは、前述のようにゲル化剤を含むため、温度により可逆的にゾルゲル相転移する。ゾルゲル相転移するカラーインクは、高温(例えば80℃程度)では液体(ゾル)であるため、インクジェット記録ヘッドからゾル状態で吐出することができる。高温下でカラーインクを吐出すると、インク液滴(ドット)が記録媒体に着弾した後、自然冷却されてゲル化する。これにより、隣り合うドット同士の合一を抑制し、画質を高めることができる。
カラーインクの液滴の吐出性を高めるためには、高温下でのインクの粘度が一定以下であることが好ましい。具体的には、カラーインクの、80℃における粘度が3〜20mPa・sであることが好ましい。一方、隣り合うドットの合一を抑制するためには、着弾後の常温下におけるインクの粘度が一定以上であることが好ましい。具体的には、カラーインクの25℃における粘度η(CO)が2×103mPa・sより高いことが好ましい。また、カラーインクの25℃における粘度η(CO)は、5×104mPa・s以下であることが好ましい。
カラーインクのゲル化温度は、40℃以上70℃以下であることが好ましく、50℃以上65℃以下であることがより好ましい。吐出温度が80℃近傍である場合に、カラーインクのゲル化温度が70℃を超えると、吐出時にゲル化が生じやすいため吐出性が低くなり、ゲル化温度が40℃未満であると、記録媒体に着弾後、速やかにゲル化しないからである。ゲル化温度とは、ゾル状態にあるインクを冷却する過程において、ゲル化して流動性が低下するときの温度である。
カラーインクの80℃における粘度、25℃における粘度、及びゲル化温度は、レオメータにより、カラーインクの動的粘弾性の温度変化を測定して求められる。具体的には、カラーインクを100℃に加熱し、剪断速度11.7(1/s)、降温速度0.1℃/sの条件で20℃まで冷却したときの、粘度の温度変化曲線を得る。そして、80℃における粘度と25℃における粘度は、粘度の温度変化曲線において80℃、25℃における粘度をそれぞれ読み取ることにより求めることができる。ゲル化温度は、測定により得られた粘度曲線から求める。
レオメータは、Anton Paar社製 ストレス制御型レオメータ PhysicaMCRシリーズを用いることができる。コーンプレートの直径は75mm、コーン角は1.0°とすることができる。
(カラーインクの調製方法)
カラーインクは、光重合性化合物、ゲル化剤、光重合開始剤、及び色材を、加熱下、混合して得られる。好ましくは、一部の光重合性化合物に色材(特に顔料)を分散させた顔料分散液を用意し、顔料分散液と、他のインク成分と混合する。
得られたカラーインクは、所定のフィルターで濾過することが好ましい。
カラーインクは、光重合性化合物、ゲル化剤、光重合開始剤、及び色材を、加熱下、混合して得られる。好ましくは、一部の光重合性化合物に色材(特に顔料)を分散させた顔料分散液を用意し、顔料分散液と、他のインク成分と混合する。
得られたカラーインクは、所定のフィルターで濾過することが好ましい。
・クリアインクについて
クリアインクは、ゾルゲル相転移するインクである。クリアインクは、前述のカラーインクと重ねて塗布される。前述のカラーインクは、記録媒体に着弾後の粘度が高い。そのため、記録媒体に着弾後、カラーインクがレベリングし難い場合があり、表面に細かな凹凸が形成されやすい。そのため、形成された画像の光沢性が低くなる場合がある。
また、カラーインクで画像を形成する場合、画像の濃淡を、カラーインクの量で調整する。そのため、前述のカラーインクからなる画像は、濃淡の異なる領域で、画像の厚みが異なりやすい。つまり、形成画像に段差が生じやすい。
そこで、粘度の低いクリアインクを重ね、カラーインク表面の凹凸や段差を平坦化することで、印刷物の光沢性を高める。また、クリアインクを重ねることで、印刷物の耐擦過性も高める。
クリアインクは、ゾルゲル相転移するインクである。クリアインクは、前述のカラーインクと重ねて塗布される。前述のカラーインクは、記録媒体に着弾後の粘度が高い。そのため、記録媒体に着弾後、カラーインクがレベリングし難い場合があり、表面に細かな凹凸が形成されやすい。そのため、形成された画像の光沢性が低くなる場合がある。
また、カラーインクで画像を形成する場合、画像の濃淡を、カラーインクの量で調整する。そのため、前述のカラーインクからなる画像は、濃淡の異なる領域で、画像の厚みが異なりやすい。つまり、形成画像に段差が生じやすい。
そこで、粘度の低いクリアインクを重ね、カラーインク表面の凹凸や段差を平坦化することで、印刷物の光沢性を高める。また、クリアインクを重ねることで、印刷物の耐擦過性も高める。
クリアインクには、光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤が含まれ、必要に応じて他の成分が含まれる。光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤は、カラーインクに含まれるものと同様でありうる。
クリアインクに含まれる光重合性化合物量は、クリアインク全質量に対して1〜97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い。クリアインクに含まれる光重合性化合物の量が少ないと、クリアインクの硬化膜の強度や耐擦過性が低くなるおそれがある。一方、クリアインクに含まれる光重合性化合物の量が過剰であると、相対的にゲル化剤や、光重合性化合物の量が減少する。そのため、十分にゾルゲル相転移が行えない可能性や、インクの硬化が不十分となる可能性がある。
クリアインクに含まれる光重合開始剤の量は、クリアインク全質量に対して0.1〜10質量%であることが好ましく、2〜8質量%であることが好ましい。光重合開始剤の量が少ないと、インクの硬化が不十分となる。
クリアインクに含まれるゲル化剤の量は、カラーインクに含まれるゲル化剤の量より少ないことが好ましい。クリアインクの粘度を、カラーインクの粘度より低くし、クリアインクのレベリング性を高めるためである。ゲル化剤の量は、クリアインク全量に対して0.5〜10.0質量%であることが好ましく、1.0〜5.0質量%であることがより好ましい。ゲル化剤の量が少なすぎると、クリアインク液滴をゲル化(温度によるゾルゲル相転移)させることができない。一方、ゲル化剤の量が過剰であると、ゲル化剤がインク中に十分に溶解できず、インク液滴の吐出性が低下する。
クリアインクもゲル化剤を含むため、温度により可逆的にゾルゲル相転移する。ゾルゲル相転移するクリアインクは、高温(例えば80℃程度)では液体(ゾル)であるため、インクジェット記録ヘッドからゾル状態で吐出することができる。高温下でインクを吐出すると、インク液滴(ドット)が記録媒体に着弾した後、自然冷却されてゲル化する。これにより、目的の領域にのみ、クリアインクの硬化膜を形成することができる。
クリアインクの液滴の吐出性を高めるためには、高温下でのインクの粘度が一定以下であることが好ましい。具体的には、クリアインクの、80℃における粘度が3〜20mPa・sであることが好ましい。
記録媒体に着弾後のクリアインクは、前述のように、カラーインクからなる画像の表面の凹凸や段差を平坦化する必要がある。つまり、十分にレベリングして、平滑な表面を形成する必要がある。そこで、クリアインクの25℃における粘度が、カラーインクの25℃の粘度より低いことが求められる。具体的には、25℃におけるクリアインクの粘度η(CL)は、同一温度(25℃)におけるカラーインクの粘度η(CO)の1/2未満であり、より好ましくは1/3未満である。カラーインクが複数色のインクセットである場合には、全てのカラーインクの25℃における粘度η(CO)に対して、クリアインクの粘度η(CL)が1/2未満である。上記比が1/2未満であると、記録媒体に着弾後のクリアインクがレベリングしやすく、十分な表面光沢が得られやすい。上記クリアインクの25℃における粘度と、カラーインクの25℃における粘度との比は、例えばクリアインクに含まれるゲル化剤の量を、カラーインクに含まれるゲル化剤の量より少なくすること等で達成できる。
25℃におけるクリアインクの粘度η(CL)は、特に5×104mPa・s以下であることが好ましく、さらに好ましくは2×104mPa・s以下である。25℃におけるクリアインクの粘度η(CL)が5×104mPa・s以下であると、通常の画像形成条件において、クリアインクのレベリング性が十分となる。
一方、記録媒体に着弾したクリアインクの粘度が低すぎる場合にも、カラーインク表面の凹凸や段差等を十分に平滑化することが難しく、十分な光沢性が得られにくい。これは、クリアインクの粘度が低いことで、カラーインクからなる画像表面の凹凸や段差が、印刷画像表面にそのまま反映されてしまうためである。また、クリアインクの粘度が低すぎると、硬化前のカラーインクの塗膜と混ざりやすく、文字品質を低下させるおそれがある。そこで、クリアインクの25℃における粘度η(CL)は、1×103mPa・s以上であり、2×103mPa・s以上であることが好ましく、5×103mPa・sより高いことがより好ましい。
クリアインクのゲル化温度は、40℃以上70℃以下であることが好ましく、50℃以上65℃以下であることがより好ましい。吐出温度が80℃近傍である場合に、インクのゲル化温度が70℃を超えると、吐出時にゲル化が生じやすいため吐出性が低くなる。一方で、ゲル化温度が40℃未満であると、記録媒体に着弾後、ゲル化せず、クリアインクが、カラーインク表面の凹凸や段差を十分に平坦化することが難しい。ゲル化温度とは、ゾル状態にあるインクを冷却する過程において、ゲル化して流動性が低下するときの温度である。クリアインクのゲル化温度とカラーインクのゲル化温度との差は、10℃以内であることが好ましく、さらに好ましくは5℃以内である。クリアインクのゲル化温度とカラーインクのゲル化温度との差が大きいと、画像の鮮鋭性と光沢の両立が困難になる。
クリアインクの80℃における粘度、25℃における粘度及びゲル化温度は、前述のカラーインクと同様に測定される。
クリアインクは、光重合性化合物、ゲル化剤、及び光重合開始剤を加熱下、混合して得られる。得られたクリアインクは、所定のフィルターで濾過することが好ましい。
2.画像形成方法
本発明の画像形成方法は、前述のインクジェットインクセットのインクを、記録媒体に塗布して画像を形成する方法である。
具体的には、以下の3工程を含む。
(a)前述のカラーインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程
(b)前述のクリアインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程
(c)記録媒体上に着弾したカラーインクの液滴及びクリアインクの液滴に、活性光線を照射し、各液滴を硬化させる工程
本発明の画像形成方法は、前述のインクジェットインクセットのインクを、記録媒体に塗布して画像を形成する方法である。
具体的には、以下の3工程を含む。
(a)前述のカラーインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程
(b)前述のクリアインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程
(c)記録媒体上に着弾したカラーインクの液滴及びクリアインクの液滴に、活性光線を照射し、各液滴を硬化させる工程
本発明の画像形成方法において、(a)カラーインクを記録媒体に付着させる工程と、(b)クリアインクを記録媒体に付着させる工程は、いずれを先におこなってもよい。(b)クリアインクを付着させる工程を先に行ったとしても、クリアインクによって、カラーインクの液滴間の隙間が埋まり、形成画像の光沢感が高まる。ただし、(a)カラーインクを付着させる工程を先に行うと、より形成画像の光沢感が高まる。
上記(c)硬化工程は、1回のみ行ってもよく、また2回にわけて行ってもよい。例えば、(a)カラーインクを記録媒体に付着させる工程、(c−1)カラーインクの液滴を硬化させる工程、(b)クリアインクを記録媒体に付着する工程、(c−2)クリアインクの液滴を硬化させる工程の順に行い、カラーインクの液滴及びクリアインクの液滴を個別に硬化させてもよい。
また、(a)カラーインクを記録媒体に付着させる工程、(b)クリアインクを記録媒体に付着させる工程、(c)クリアインク及びカラーインクの液滴を硬化させる工程の順に行い、クリアインク及びカラーインクの液滴を、一括して硬化させてもよい。カラーインク及びクリアインクの液滴は、ゾルゲル相転移によりゲル化しており、クリアインク及びカラーインクの25℃における粘度が一定以上である。そのため、硬化前のカラーインクの塗膜と、硬化前のクリアインクの塗膜とが混ざりにくい。したがって、(a)工程と(b)工程との間に、(c)工程を行わなくとも、高品質な画像が得られる。(c)硬化工程を1回のみ行う場合には、露光光源が1つのみでよく、画像形成時間を短縮できるという利点がある。
・(1)工程について
上述のカラーインクの液滴を、インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド部から吐出する。カラーインクに複数色含まれる場合には、各色のインクを吐出し、画像を形成する。カラーインク液滴の吐出性を高めるためには、インクジェット記録ヘッド内のインクジェットインクの温度を、カラーインクのゲル化温度より10〜30℃高い温度に設定することが好ましい。インクジェット記録ヘッド内のインク温度が、ゲル化温度+10℃未満であると、インクジェット記録ヘッド内もしくはノズル表面でインクがゲル化して、インク液滴の吐出性が低下しやすい。一方、インクジェット記録ヘッド内のインクの温度が、ゲル化温度+30℃を超えると、インクが高温になりすぎるため、インク成分が劣化することがある。
上述のカラーインクの液滴を、インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド部から吐出する。カラーインクに複数色含まれる場合には、各色のインクを吐出し、画像を形成する。カラーインク液滴の吐出性を高めるためには、インクジェット記録ヘッド内のインクジェットインクの温度を、カラーインクのゲル化温度より10〜30℃高い温度に設定することが好ましい。インクジェット記録ヘッド内のインク温度が、ゲル化温度+10℃未満であると、インクジェット記録ヘッド内もしくはノズル表面でインクがゲル化して、インク液滴の吐出性が低下しやすい。一方、インクジェット記録ヘッド内のインクの温度が、ゲル化温度+30℃を超えると、インクが高温になりすぎるため、インク成分が劣化することがある。
カラーインクは、インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッドに接続したインク流路、またはインク流路に接続したインクタンク等で加熱する。
インクジェット記録ヘッドの各ノズルから吐出されるカラーインク1滴あたりの液滴量は、画像の解像度にもよるが、0.5〜10plであることが好ましく、高精細な画像を形成するためには、0.5〜4.0plであることがより好ましい。このような液滴量で高精細な画像を形成するには、着弾後のインクが合一しない。つまり、カラーインクが十分にゾルゲル相転移する必要がある。前述のカラーインクは、ゾルゲル相転移が速やかに行われる。したがって、このような液滴量でも高精細な画像を安定して形成できる。
記録媒体に着弾したカラーインクの液滴は冷却されてゾルゲル相転移により速やかにゲル化する。これにより、カラーインクの液滴が過剰に濡れ広がらずに、ピニングすることができる。さらに、液滴が速やかにゲル化するため、液滴中に酸素が入り込みにくく、光重合性化合物の硬化が酸素によって阻害されにくい。
記録媒体は、紙であってもよく、樹脂フィルムであってもよい。紙の例には、印刷用コート紙、印刷用コート紙Bなどが含まれる。また、樹脂フィルムの例には、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリプロピレンフィルム、塩化ビニルフィルムなどが含まれる。
ここで、インクジェット記録ヘッドからカラーインクの液滴を吐出することによって、記録媒体上にカラーインクの液滴が付着する。カラーインクの液滴が着弾する際の記録媒体の温度は、当該インクのゲル化温度よりも10〜20℃低い温度に設定されていることが好ましい。記録媒体の温度が低すぎると、カラーインクの液滴が過剰に迅速にゲル化してピニングしてしまう。一方で、記録媒体の温度が高すぎると、インク液滴がゲル化しにくくなり、インク液滴の隣り合うドット同士が混じりあうことがある。記録媒体の温度を適切に調整することで、インク液滴の隣り合うドット同士が混じり合わない程度の適度なレベリングと、適切なピニングとが実現される。
記録媒体の搬送速度は、30〜120m/sであることが好ましい。搬送速度が速いほど画像形成速度が速まるので好ましいが、搬送速度が速すぎると、画像品質が低下したり、カラーインクの光硬化(後述)が不十分になったりする。
・(2)工程について
上述のクリアインクの液滴を、インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド部から吐出する。クリアインク液滴の吐出性を高めるためにも、インクジェット記録ヘッド内のインクジェットインクの温度を、クリアインクのゲル化温度より10〜30℃高い温度に設定することが好ましい。インクジェット記録ヘッド内のインク温度が、ゲル化温度+10℃未満であると、インクジェット記録ヘッド内もしくはノズル表面でインクがゲル化して、インク液滴の吐出性が低下しやすい。一方、インクジェット記録ヘッド内のインクの温度が、ゲル化温度+30℃を超えると、クリアインクが高温になりすぎるため、クリアインク成分が劣化することがある。
上述のクリアインクの液滴を、インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド部から吐出する。クリアインク液滴の吐出性を高めるためにも、インクジェット記録ヘッド内のインクジェットインクの温度を、クリアインクのゲル化温度より10〜30℃高い温度に設定することが好ましい。インクジェット記録ヘッド内のインク温度が、ゲル化温度+10℃未満であると、インクジェット記録ヘッド内もしくはノズル表面でインクがゲル化して、インク液滴の吐出性が低下しやすい。一方、インクジェット記録ヘッド内のインクの温度が、ゲル化温度+30℃を超えると、クリアインクが高温になりすぎるため、クリアインク成分が劣化することがある。
インクジェット記録ヘッドの各ノズルから吐出されるクリアインク1滴あたりの液滴量は、クリアインクの粘度等にもよるが、0.5〜10plであることが好ましく、所望の領域のみに吐出するためには、0.5〜4.0plであることがより好ましい。このような量のクリアインクを塗布しても、本発明のクリアインクではゾルゲル相転移が行われるため、クリアインクが過剰に濡れ広がらず、所望の箇所にのみ吐出することができる。
記録媒体に着弾したクリアインクの液滴は冷却されてゾルゲル相転移によりにゲル化する。これにより、クリアインクの液滴が拡散せずに、ピニングすることができる。また、液滴が速やかにゲル化するため、液滴中に酸素が入り込みにくく、光重合性化合物の硬化が酸素によって阻害されにくい。
クリアインクを塗布する際の記録媒体の温度は、カラーインクの滴下時の温度と異なってもよいが、通常は同じ温度とする。本発明のインクジェットインクセットでは、クリアインク滴下時の記録媒体の温度を、カラーインク滴下時の記録媒体の温度と同じ温度としても、クリアインクが十分にレベリングする。
・(3)工程について
記録媒体に着弾したカラーインク液滴及びクリアインク液滴にLED光源から光を照射することで、カラーインク液滴及びクリアインク液滴に含有される光重合性化合物を架橋又は重合させて各インク液滴を硬化させる。前述のように、カラーインクの液滴及びクリアインクの液滴を一括して硬化させてもよく、またカラーインクの液滴及びクリアインクの液滴を、それぞれ個別に硬化させてもよい。
記録媒体に着弾したカラーインク液滴及びクリアインク液滴にLED光源から光を照射することで、カラーインク液滴及びクリアインク液滴に含有される光重合性化合物を架橋又は重合させて各インク液滴を硬化させる。前述のように、カラーインクの液滴及びクリアインクの液滴を一括して硬化させてもよく、またカラーインクの液滴及びクリアインクの液滴を、それぞれ個別に硬化させてもよい。
記録媒体に付着したカラーインク液滴、及びクリアインク液滴に照射する光は、LED光源からの紫外線であることが好ましい。具体例には、Phoseon Technology社製 395nm、水冷LED等が含まれる。カラーインク液滴及びクリアインク液滴を個別に硬化させる場合には、これらを同種の光源としてもよく、異なる光源としてもよい。一般的な紫外線の光源として、メタルハライドランプが挙げられるが、LEDを光源とすることで、光源の輻射熱によってカラーインクやクリアインクの液滴が溶ける;すなわち、インク液滴の硬化膜表面に硬化不良が生じることを抑制できる。
LED光源は、360〜410nmの紫外線を画像表面におけるピーク照度が0.5〜10W/cm2となるように設置され、1〜5W/cm2となるように設置することがより好ましい。画像に照射される光量は、500mJ/cm2未満となるようにする。輻射熱がインク液滴に照射されることを抑制するためである。
・インクジェット記録装置について
上記画像形成方法は、活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置により行うことができる。活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置には、ライン記録方式(シングルパス記録方式)のものと、シリアル記録方式のものと、がある。求められる画像の解像度や記録速度に応じて選択されればよいが、高速記録の観点では、ライン記録方式(シングルパス記録方式)が好ましい。
上記画像形成方法は、活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置により行うことができる。活性光線硬化型インクジェット方式のインクジェット記録装置には、ライン記録方式(シングルパス記録方式)のものと、シリアル記録方式のものと、がある。求められる画像の解像度や記録速度に応じて選択されればよいが、高速記録の観点では、ライン記録方式(シングルパス記録方式)が好ましい。
図1A、図1B、図2A、図2Bは、ライン記録方式のインクジェット記録装置の要部の構成の一例を示す図である。このうち、図1A及び図2Aは側面図であり、図1B及び図2Bは上面図である。図1A、図1B、図2A、図2Bに示されるように、インクジェット記録装置10は、複数のインクジェット記録ヘッド14を収容するヘッドキャリッジ16(16a、16b)と、ヘッドキャリッジ16に接続したインク流路30と、インク流路30を通じて供給するインクを貯留するインクタンク31と、記録媒体12の全幅を覆い、かつヘッドキャリッジ16の(記録媒体の搬送方向)下流側に配置された光照射部18(18a、18b)と、記録媒体12の下面に配置された温度制御部19と、を有する。
図1A及び図1Bのインクジェット記録装置10では、カラーインク用のヘッドキャリッジ16aと、カラーインク液滴硬化用の光照射部18a、クリアインク用のヘッドキャリッジ16b、クリアインク液滴硬化用の光照射部18bがこの順に配設されている。この装置では、カラーインクの液滴及びクリアインクの液滴を、それぞれ個別に硬化させることができる。
一方、図2A及び図2Bのインクジェット記録装置10は、クリアインク用のヘッドキャリッジ16bと、カラーインク用のヘッドキャリッジ16aと、光照射部18がこの順に配設されている。この装置では、記録媒体12に先にクリアインクを吐出し、このクリアインク上にカラーインクを吐出し、光照射部18でカラーインク及びクリアインクの液滴を一括露光する。
インクジェット記録装置10のヘッドキャリッジ16には、カラーインク用のヘッドキャリッジ16a、及びクリアインク用のヘッドキャリッジ16bが含まれる。カラーインク用のヘッドキャリッジ16aには、各色用のヘッドキャリッジが含まれる。ヘッドキャリッジ16は、例えば図1Bに示すように、記録媒体12の全幅を覆うように固定配置され、複数のインクジェット記録ヘッド14を収容する。
インクジェット記録ヘッド14にはカラーインクもしくはクリアインクが供給されるようになっている。たとえば、インクジェット記録装置10に着脱自在に装着された不図示のインクカートリッジ等から、直接又は不図示のインク供給手段によりインクが供給されるようになっていてもよい。
インクジェット記録ヘッド14は、各色ごとに、記録媒体12の搬送方向に複数配置される。記録媒体12の搬送方向に配置されるインクジェット記録ヘッド14の数は、インクジェット記録ヘッド14のノズル密度と、印刷画像の解像度によって設定される。例えば、液滴量2pl、ノズル密度360dpiのインクジェット記録ヘッド14を用いて1440dpiの解像度の画像を形成する場合には、記録媒体12の搬送方向に対して4つのインクジェット記録ヘッド14をずらして配置すればよい。また、液滴量6pl、ノズル密度360dpiのインクジェット記録ヘッド14を用いて720×720dpiの解像度の画像を形成する場合には、2つのインクジェット記録ヘッド14をずらして配置すればよい。dpiとは、2.54cm当たりのインク液滴(ドット)の数を表す。
インクタンク31は、ヘッドキャリッジ16に、インク流路30を介して接続されている。インク流路30は、インクタンク31中のインクをヘッドキャリッジ16に供給する経路である。インク液滴を安定して吐出するため、インクタンク31、インク流路30、ヘッドキャリッジ16及びインクジェット記録ヘッド14のインクを所定の温度に加熱して、ゲル状態を維持する。
光照射部18(18a、及び18b)は、記録媒体12の全幅を覆い、かつ記録媒体の搬送方向についてヘッドキャリッジ16の下流側に配置されている。光照射部18は、インクジェット記録ヘッド14により吐出されて、記録媒体12に着弾したインク液滴に光を照射し、液滴を硬化させる。
温度制御部19は、記録媒体12の下面に配置されており、記録媒体12を所定の温度に維持する。温度制御部19は、例えば図1Aに示すように、カラーインク用ヘッドキャリッジ16a側と、クリアインク用ヘッドキャリッジ16b側とで、分割されていてもよい。温度制御部19は、例えば各種ヒータ等でありうる。
以下、ライン記録方式のインクジェット記録装置10を用いた画像形成方法を説明する。図1A及び図1Bの記録装置では、記録媒体12を、インクジェット記録装置10のカラーインク用のヘッドキャリッジ16aと温度制御部19との間に搬送する。一方で、記録媒体12を、温度制御部19により所定の温度に調整する。次いで、カラーインク用のヘッドキャリッジ16aのインクジェット記録ヘッド14から高温のインク液滴を吐出して、記録媒体12上に付着(着弾)させる。その後、必要に応じて、光照射部18aにより、記録媒体12上に付着したカラーインクのインク液滴に光を照射して硬化させる。
さらに、記録媒体12に、クリアインク用のヘッドキャリッジ16bのインクジェット記録ヘッド14から高温のインク液滴を吐出して、記録媒体12上に付着(着弾)させる。その後、光照射部18bにより、記録媒体12上に付着したクリアインクのインク液滴に光を照射して硬化させる。
図2A及び図2Bの記録装置では、記録媒体12を、インクジェット記録装置10のクリアインク用のヘッドキャリッジ16bと温度制御部19との間に搬送する。一方で、記録媒体12を、温度制御部19により所定の温度に調整する。次いで、クリアインク用のヘッドキャリッジ16bのインクジェット記録ヘッド14から高温のインク液滴を吐出して、記録媒体12上に付着(着弾)させる。
さらに、記録媒体12を、カラーインク用のヘッドキャリッジ16aの下に搬送し、インクジェット記録ヘッド14から高温のインク液滴を吐出して、記録媒体12上に付着(着弾)させる。その後、光照射部18により、記録媒体12上に付着したクリアインク及びカラーインクのインク液滴に光を照射して硬化させる。
硬化後の総インク液滴膜厚は、1〜20μmであることが好ましい。「総インク液滴膜厚」とは、記録媒体に描画されたカラーインク及びクリアインクの硬化膜からなる厚みの最大値である。
図3は、シリアル記録方式のインクジェット記録装置20の要部の構成の一例を示す図である。図3に示されるように、インクジェット記録装置20は、記録媒体の全幅を覆うように固定配置されたヘッドキャリッジ16(16a及び16b)の代わりに、記録媒体の全幅よりも狭い幅であり、かつ複数のインクジェット記録ヘッド24を収容するヘッドキャリッジ26(26a及び26b)と、ヘッドキャリッジ26を記録媒体12の幅方向に可動させるためのガイド部27(27a及び27b)と、を有する以外は図1と同様に構成されうる。
シリアル記録方式のインクジェット記録装置20では、ヘッドキャリッジ26がガイド部27に沿って記録媒体12の幅方向に移動しながら、ヘッドキャリッジ26に収容されたインクジェット記録ヘッド24からインク液滴を吐出する。ヘッドキャリッジ26が記録媒体12の幅方向に移動しきった後(パス毎に)、記録媒体12を搬送方向に送る。これらの操作以外は、前述のライン記録方式のインクジェット記録装置10とほぼ同様にして画像を記録する。
図3に示す構成のインクジェット記録装置20では、カラーインク及びクリアインクの液滴を、光照射部28で一括して露光するが、必要に応じて、カラーインク用のヘッドキャリッジ26aとクリアインク用のヘッドキャリッジ26bとの間に、カラーインクの液滴を硬化させるための光照射部を配置してもよい。
以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、これらの記載によって本発明の範囲は限定して解釈されない。
[ラジカル重合型インクジェットインクセット(単色)]
ラジカル重合型シアンインク及びクリアインクの調製には、以下の成分を用いた。
・ゲル化剤
ルナックBA(花王社製)
FATTY AMID T(花王社製)
ステアリン酸アミド
カオーワックスT1(花王社製)
・光重合性化合物(モノマー)
NKエステルA−400(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、新中村化学社製)
SR494(4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、SARTOMER社製)
SR499(6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、SARTOMER社製)
・光重合性化合物(オリゴマー)
2官能のウレタンアクリレートオリゴマー(平均分子量:1400)
・光重合開始剤
TPO(フォスフィンオキサイド、DAROCURE TPO、チバ・ジャパン社製)
・重合禁止剤
Irgastab UV10(チバ・ジャパン社製)
・開始剤助剤
ITX(イソプロピルチオキサントン、Speedcure ITX、Lambson社製)
EDB(アミン助剤、Speedcure EDB、Lambson社製)
・界面活性剤
KF−352(ポリエーテル変性シリコン、信越化学工業社製)
ラジカル重合型シアンインク及びクリアインクの調製には、以下の成分を用いた。
・ゲル化剤
ルナックBA(花王社製)
FATTY AMID T(花王社製)
ステアリン酸アミド
カオーワックスT1(花王社製)
・光重合性化合物(モノマー)
NKエステルA−400(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、新中村化学社製)
SR494(4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、SARTOMER社製)
SR499(6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、SARTOMER社製)
・光重合性化合物(オリゴマー)
2官能のウレタンアクリレートオリゴマー(平均分子量:1400)
・光重合開始剤
TPO(フォスフィンオキサイド、DAROCURE TPO、チバ・ジャパン社製)
・重合禁止剤
Irgastab UV10(チバ・ジャパン社製)
・開始剤助剤
ITX(イソプロピルチオキサントン、Speedcure ITX、Lambson社製)
EDB(アミン助剤、Speedcure EDB、Lambson社製)
・界面活性剤
KF−352(ポリエーテル変性シリコン、信越化学工業社製)
(シアン顔料分散液1の調製)
以下に示す顔料分散剤、重合性モノマー、及び重合禁止剤をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱攪拌した。
顔料分散剤:アジスパーPB824(味の素ファインテクノ社製) 9部
重合性モノマー:APG−200(トリプロピレングリコールジアクリレート、新中村化学社製) 70部
重合禁止剤:Irgastab UV10(チバ・ジャパン社製) 0.02部
以下に示す顔料分散剤、重合性モノマー、及び重合禁止剤をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱攪拌した。
顔料分散剤:アジスパーPB824(味の素ファインテクノ社製) 9部
重合性モノマー:APG−200(トリプロピレングリコールジアクリレート、新中村化学社製) 70部
重合禁止剤:Irgastab UV10(チバ・ジャパン社製) 0.02部
上記混合液を室温まで冷却した後、これに下記シアン顔料1を21部加え、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓した。これをペイントシェーカーにて8時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去してシアン顔料分散液1を作製した。
シアン顔料1:Pigment Blue15:4
シアン顔料1:Pigment Blue15:4
<ラジカル重合型シアンインクCy1の調製>
下記表1に示す組成比で各成分を混合し、これを100℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、♯3000の金属メッシュフィルターで濾過した。これを冷却して、ラジカル重合型シアンインクCy1を調製した。
下記表1に示す組成比で各成分を混合し、これを100℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、♯3000の金属メッシュフィルターで濾過した。これを冷却して、ラジカル重合型シアンインクCy1を調製した。
<ラジカル重合型シアンインクCy2〜Cy5の調製>
下記表1に示す組成比で各成分を混合した以外は、実施例1と同様に、ラジカル重合型シアンインクCy2〜Cy5を調製した。
下記表1に示す組成比で各成分を混合した以外は、実施例1と同様に、ラジカル重合型シアンインクCy2〜Cy5を調製した。
<インク物性の測定>
上記ラジカル重合型シアンインクについて、以下の方法でゲル化温度、及び25℃における粘度を測定した。
上記ラジカル重合型シアンインクについて、以下の方法でゲル化温度、及び25℃における粘度を測定した。
・ゲル化温度
温度制御可能なストレス制御型レオメータ(PhysicaMCR300、Anton Paar社製)に直径75mm、コーン角1°のコーンプレート(CP75−1、Anton Paar社製)を取り付け、粘度を測定した。また、PhysicaMCR300に付属のペルチェ素子型温度制御装置(TEK150P/MC1)にて温度制御を行った。上記インクを測定装置にセットして100℃に加熱した。その後、降温速度0.1℃/sで25℃まで冷却しながら、シェアレート11.7/sにおける粘度を測定した。測定により得られた粘度曲線から、粘度が500mPa・sを示す温度をゲル化温度とした。算出されたゲル化温度を表1に示す。
温度制御可能なストレス制御型レオメータ(PhysicaMCR300、Anton Paar社製)に直径75mm、コーン角1°のコーンプレート(CP75−1、Anton Paar社製)を取り付け、粘度を測定した。また、PhysicaMCR300に付属のペルチェ素子型温度制御装置(TEK150P/MC1)にて温度制御を行った。上記インクを測定装置にセットして100℃に加熱した。その後、降温速度0.1℃/sで25℃まで冷却しながら、シェアレート11.7/sにおける粘度を測定した。測定により得られた粘度曲線から、粘度が500mPa・sを示す温度をゲル化温度とした。算出されたゲル化温度を表1に示す。
・25℃における粘度
上記レオメータにより、25℃における粘度を測定した。測定値を表1に示す。
上記レオメータにより、25℃における粘度を測定した。測定値を表1に示す。
<ラジカル重合型クリアインクCL1〜CL5の調製>
下記表2に示す組成比で各成分を混合し、これを100℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、♯3000の金属メッシュフィルターで濾過した。これを冷却して、ラジカル重合型クリアインクCL1〜CL5を調製した。シアンインクと同様に、ゲル化温度及び25℃における粘度を測定した。結果を表2に示す。
下記表2に示す組成比で各成分を混合し、これを100℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、♯3000の金属メッシュフィルターで濾過した。これを冷却して、ラジカル重合型クリアインクCL1〜CL5を調製した。シアンインクと同様に、ゲル化温度及び25℃における粘度を測定した。結果を表2に示す。
<実施例1〜10、及び比較例1〜10>
(インクジェット画像の形成)
図1または図2に示すピエゾ型インクジェット記録ヘッドを備えたラインヘッド方式のインクジェット記録装置のシアンインク用ヘッドキャリッジ16aにシアンインクを装填し、クリアインク用ヘッドキャリッジ16bにクリアインクを装填し、シアン単色の画像を形成した。
インクジェット記録装置のインク供給系は、インクタンク、供給パイプ、記録ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドからなるものとした。前室インクタンクから記録ヘッド部分まで断熱して、インクのゲル化温度+30℃に加温した。また、ピエゾヘッドにもヒーターを内蔵させ、記録ヘッド内のインク温度を上記温度に加熱した。ピエゾヘッドはノズル径24μmで、図1bに示すようにノズル解像度600dpiのヘッドを千鳥に配置して1200dpiのノズル列を形成した。
(インクジェット画像の形成)
図1または図2に示すピエゾ型インクジェット記録ヘッドを備えたラインヘッド方式のインクジェット記録装置のシアンインク用ヘッドキャリッジ16aにシアンインクを装填し、クリアインク用ヘッドキャリッジ16bにクリアインクを装填し、シアン単色の画像を形成した。
インクジェット記録装置のインク供給系は、インクタンク、供給パイプ、記録ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドからなるものとした。前室インクタンクから記録ヘッド部分まで断熱して、インクのゲル化温度+30℃に加温した。また、ピエゾヘッドにもヒーターを内蔵させ、記録ヘッド内のインク温度を上記温度に加熱した。ピエゾヘッドはノズル径24μmで、図1bに示すようにノズル解像度600dpiのヘッドを千鳥に配置して1200dpiのノズル列を形成した。
記録媒体は、下記の印刷用コート紙に記録とした。
・OKトップコート+ (米坪量104.7g/m2 王子製紙製)
・OKトップコートマットN (米坪量104.7g/m2 王子製紙製)
・OK金藤+ (米坪量127.9g/m2 王子製紙製)
・SA金藤+ (米坪量127.9g/m2 王子製紙製)
・OKトップコート+ (米坪量104.7g/m2 王子製紙製)
・OKトップコートマットN (米坪量104.7g/m2 王子製紙製)
・OK金藤+ (米坪量127.9g/m2 王子製紙製)
・SA金藤+ (米坪量127.9g/m2 王子製紙製)
記録媒体は搬送台に吸着させて搬送した。この時吸着台の温度を調節し、インク液滴着弾時、及びUV露光中の記録媒体表面の温度を一定とした。各実施例及び比較例における記録媒体の温度を表3に示す。
ヘッドからのシアンインクの1滴の液滴量が3.5pl、クリアインクの1滴の液滴量が4plとし、1200dpi×1200dpiの記録解像度とした。記録速度は800mm/sとした。dpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。シアンインク(Cy)及びクリアインク(CL)の印字順序を表3に示す。
シアンインク及びクリアインクをUV露光し、各インクを硬化させた。実施例1、2、4〜10、及び比較例2〜10では、カラーインク及びクリアインクの両方を記録媒体に吐出後、一括して露光を行った。実施例3では、シアンインク塗布直後、シアンインクのみを露光した。その後、クリアインクを塗布して、再度露光した。
露光は、LEDランプ(発光中心波長395nm、記録媒体とランプの距離2mm、最大出力7000mW/cm2)とした。また、上記の画像形成は、23℃、55%RHの環境下で行った。
<形成画像の評価>
形成した画像を、以下の方法で評価した。
形成した画像を、以下の方法で評価した。
(文字品質の評価)
シアンインクによりMS明朝体の5ポイント、7ポイントの「優」という文字をポジとネガ(白抜き文字)で印刷した。クリアインクは、文字画像を全て覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。得られた文字を目視で観察し、下記の基準で評価した。
◎:5ポイント文字のネガ、ポジ何れも細部の潰れなく再現出来ている
○:5ポイント文字のネガで多少の潰れが見られるが、十分に判読が可能であり、7ポイント文字は潰れなく再現出来ている
△:5ポイント文字のポジで細部の潰れが見られるが、十分に判読が可能であり、7ポイント文字は潰れなく再現出来ている
×:7ポイント文字のネガで細部が潰れている
××:7ポイントのポジでも細部が潰れている
シアンインクによりMS明朝体の5ポイント、7ポイントの「優」という文字をポジとネガ(白抜き文字)で印刷した。クリアインクは、文字画像を全て覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。得られた文字を目視で観察し、下記の基準で評価した。
◎:5ポイント文字のネガ、ポジ何れも細部の潰れなく再現出来ている
○:5ポイント文字のネガで多少の潰れが見られるが、十分に判読が可能であり、7ポイント文字は潰れなく再現出来ている
△:5ポイント文字のポジで細部の潰れが見られるが、十分に判読が可能であり、7ポイント文字は潰れなく再現出来ている
×:7ポイント文字のネガで細部が潰れている
××:7ポイントのポジでも細部が潰れている
(光沢感の評価)
シアンインクにより、2cm×2cmの面積でドット率を0%、10%、20%、30%、50%、70%、100%と変化させた濃度階調パッチを印刷した。得られた画像の目視評価を行い、下記の評価基準に従って光沢均質感の評価を行った。なおドット率とは出力データのピクセル濃度の事を指す。
クリアインクは、階調パッチ全てを覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。
◎:全てのドット率で均質感のある光沢が得られ、階調パッチの境界でも光沢の違いによる違和感もない
○:全てのドット率で均質感のある光沢が得られ、階調パッチの境界で僅かに光沢の不連続性が確認できる
△:階調パッチの境界で光沢の不連続性が気になる
×:一部のドット率の階調パッチでキラキラ感やマット感など、光沢が気になる部分がある
××:キラキラ感やマット感が顕著で光沢が不均質であり、実用に耐えない品質である
シアンインクにより、2cm×2cmの面積でドット率を0%、10%、20%、30%、50%、70%、100%と変化させた濃度階調パッチを印刷した。得られた画像の目視評価を行い、下記の評価基準に従って光沢均質感の評価を行った。なおドット率とは出力データのピクセル濃度の事を指す。
クリアインクは、階調パッチ全てを覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。
◎:全てのドット率で均質感のある光沢が得られ、階調パッチの境界でも光沢の違いによる違和感もない
○:全てのドット率で均質感のある光沢が得られ、階調パッチの境界で僅かに光沢の不連続性が確認できる
△:階調パッチの境界で光沢の不連続性が気になる
×:一部のドット率の階調パッチでキラキラ感やマット感など、光沢が気になる部分がある
××:キラキラ感やマット感が顕著で光沢が不均質であり、実用に耐えない品質である
(レリーフ感の評価)
自然画(財団法人・日本規格協会発行の高精細カラーデジタル標準画像データ「カフェテリア」)の画像をアドビ社フォトショップ7.0でグレースケールに変換した画像を印刷した。クリアインクは、画像領域の全てを覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。ここで、レリーフ感とは画像濃度差の異なる境界で発生する段差による凹凸感のことを指す。
◎:レリーフ感が全くなく、滑らかな画像である
○:僅かにレリーフ感があるが、全体的には違和感が少ない
△:部分的に凹凸を感じる部分がある
××:全体に凹凸が大きく、レリーフ感が顕著であり、実用に耐えない品質である
自然画(財団法人・日本規格協会発行の高精細カラーデジタル標準画像データ「カフェテリア」)の画像をアドビ社フォトショップ7.0でグレースケールに変換した画像を印刷した。クリアインクは、画像領域の全てを覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。ここで、レリーフ感とは画像濃度差の異なる境界で発生する段差による凹凸感のことを指す。
◎:レリーフ感が全くなく、滑らかな画像である
○:僅かにレリーフ感があるが、全体的には違和感が少ない
△:部分的に凹凸を感じる部分がある
××:全体に凹凸が大きく、レリーフ感が顕著であり、実用に耐えない品質である
(擦過性の評価)
5cm×5cmの画線率100%のシアンベタ画像を形成した。クリアインクは、画像を覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。次に、「JIS規格 K5701−1 6.2.3 耐摩擦性試験」に記載の方法に則り、適切な大きさに切り取った記録媒体を画像上に設置し、荷重をかけて擦り合わせた。その後、画像濃度低下の程度を目視観察し、下記の基準で評価した。
○:100回以上擦っても、画像の変化がまったく認められない
△:100回擦った段階で画像濃度の低下が認められるが、実用上許容範囲にある
×:50回未満の擦りで、明らかな画像濃度低下が認められ、実用に耐えない品質である
5cm×5cmの画線率100%のシアンベタ画像を形成した。クリアインクは、画像を覆う領域に、画線率100%でベタ印字した。次に、「JIS規格 K5701−1 6.2.3 耐摩擦性試験」に記載の方法に則り、適切な大きさに切り取った記録媒体を画像上に設置し、荷重をかけて擦り合わせた。その後、画像濃度低下の程度を目視観察し、下記の基準で評価した。
○:100回以上擦っても、画像の変化がまったく認められない
△:100回擦った段階で画像濃度の低下が認められるが、実用上許容範囲にある
×:50回未満の擦りで、明らかな画像濃度低下が認められ、実用に耐えない品質である
上記表3に示されるように、クリアインクの粘度を、カラーインクの粘度の1/2未満とした場合には、どのような画像形成条件でも、文字品質及び光沢感が良好であり、レリーフ感も抑制できた。さらに、耐擦過性も高かった(実施例1〜10)。
これに対し、クリアインクを塗布しなかった場合(比較例1)には、文字品質が良好であったものの、光沢感及びレリーフ感の評価が悪かった。また、耐擦過性も低かった。これは、印刷画像の表面に細かな凹凸や段差等が生じていたためである、と推察される。
また、カラーインクの粘度とクリアインクの粘度に差がない、もしくはクリアインクの粘度のほうが高い場合、比較例6及び7の画像形成条件では、文字品質が良好であったものの、光沢感やレリーフ感の評価が悪かった。これらの画像形成条件では、記録媒体に着弾後のカラーインクの液滴が、速やかにゾルゲル相転移し、カラーインク液滴同士の合一が抑制できた。一方で、記録媒体に着弾したクリアインクの粘度が高く、十分にレベリングできなかったため、画像表面に凹凸や段差が生じた、と推察される。
同様に、カラーインクの粘度とクリアインクの粘度に差がない、もしくはクリアインクの粘度のほうが高い場合、比較例3、5、及び9の画像形成条件では、光沢感やレリーフ感の評価が良好であったものの、文字品質が低かった。これらの画像形成条件では、記録媒体に着弾したクリアインクが十分にレベリングしたため、画像表面が平滑化された。一方で、画像形成時の記録媒体の温度に対して、カラーインクの粘度が低すぎたため、着弾したカラーインクの液滴のゾルゲル相転移が十分ではなかった。そのため、カラーインクの液滴同士が合一した、と推察される。
また、カラーインクの粘度より、クリアインクの粘度が高い場合、比較例8の画像形成条件では、文字品質、光沢感、及びレリーフ感のいずれの評価も低かった。比較例8の画像形成条件では、記録媒体に着弾したカラーインクのゾルゲル相転移が十分ではなく、液滴の合一が抑制できなかった。さらに記録媒体に着弾後のクリアインクの粘度が高すぎたため、十分にレベリングできなかった、と推察される。
また、比較例4及び10は、クリアインクの粘度が低すぎるため、クリアインクが、カラーインク表面の凹凸や段差を十分に平坦化することができず、光沢感やレリーフ感の評価が悪かった、と推察される。
[カチオン重合型インクジェットインクセット]
カチオン重合型シアンインク及びクリアインクの調製には、以下の成分を用いた。
・ゲル化剤
カオーワックスT1(花王社製)
・光重合性化合物(モノマー)
OXT221(オキセタン221、東亞合成社製)
セロキサイド2021P(脂環式エポキシ、ダイセル化学社製)
・光重合性化合物(オリゴマー)
エポキシアクリレートオリゴマー(平均分子量1800)
・光重合開始剤
CPI−100P(トリアリルスルホニウム塩のプロピレンカーボネート50%溶液、サンアプロ社製)
・増感剤
DEA(ジエトキシアントラセン、川崎化成工業社製)
・界面活性剤
X22−4272(信越化学工業社製)
カチオン重合型シアンインク及びクリアインクの調製には、以下の成分を用いた。
・ゲル化剤
カオーワックスT1(花王社製)
・光重合性化合物(モノマー)
OXT221(オキセタン221、東亞合成社製)
セロキサイド2021P(脂環式エポキシ、ダイセル化学社製)
・光重合性化合物(オリゴマー)
エポキシアクリレートオリゴマー(平均分子量1800)
・光重合開始剤
CPI−100P(トリアリルスルホニウム塩のプロピレンカーボネート50%溶液、サンアプロ社製)
・増感剤
DEA(ジエトキシアントラセン、川崎化成工業社製)
・界面活性剤
X22−4272(信越化学工業社製)
(シアン顔料分散液2の調製)
以下に示す顔料分散剤、及び重合性モノマーをステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱攪拌し、溶解させた。
顔料分散剤:アジスパーPB824(味の素ファインテクノ社製) 9部
重合性モノマー:OXT221(オキセタン221、東亞合成社製) 70部
以下に示す顔料分散剤、及び重合性モノマーをステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱攪拌し、溶解させた。
顔料分散剤:アジスパーPB824(味の素ファインテクノ社製) 9部
重合性モノマー:OXT221(オキセタン221、東亞合成社製) 70部
上記混合液を室温まで冷却した後、これに下記シアン顔料1を加え、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓した。これをペイントシェーカーにて8時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去してシアン顔料分散液2を作製した。
シアン顔料1:Pigment Blue15:4
シアン顔料1:Pigment Blue15:4
<カチオン重合性シアンインクCy6及びCy7の調製>
表4に示す各成分を混合し、100℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、#3000の金属メッシュフィルターでろ過して冷却して、カチオン重合性シアンインクCy6及びCy7を調製した。得られたインクについて、ラジカル重合型インクと同様に、ゲル化温度及び25℃における粘度を測定した。結果を表4に示す。
表4に示す各成分を混合し、100℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、#3000の金属メッシュフィルターでろ過して冷却して、カチオン重合性シアンインクCy6及びCy7を調製した。得られたインクについて、ラジカル重合型インクと同様に、ゲル化温度及び25℃における粘度を測定した。結果を表4に示す。
<カチオン重合性クリアインクCL6及びCL7の調製>
下記表5に示す組成比で各成分を混合し、これを65℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、♯3000の金属メッシュフィルターで濾過した。これを冷却して、カチオン重合型クリアインクCL6及びCL7を調製した。得られたインクについて、ラジカル重合型インクと同様に、ゲル化温度及び25℃における粘度を測定した。結果を表5に示す。
下記表5に示す組成比で各成分を混合し、これを65℃に加熱して攪拌した。得られた溶液の温度を保持したまま、♯3000の金属メッシュフィルターで濾過した。これを冷却して、カチオン重合型クリアインクCL6及びCL7を調製した。得られたインクについて、ラジカル重合型インクと同様に、ゲル化温度及び25℃における粘度を測定した。結果を表5に示す。
<実施例11、12、及び比較例11、12>
実施例1〜10と同様に、カチオン硬化型シアンインクCy6及びCy7、並びにカチオン硬化型クリアインクCL6及びCL7をインクジェット装置にセットし、画像の形成を行った。評価は、ラジカル硬化型インクジェットインクセット(単色)と同様に行った。結果を表6に示す。
実施例1〜10と同様に、カチオン硬化型シアンインクCy6及びCy7、並びにカチオン硬化型クリアインクCL6及びCL7をインクジェット装置にセットし、画像の形成を行った。評価は、ラジカル硬化型インクジェットインクセット(単色)と同様に行った。結果を表6に示す。
上記表6に示されるように、クリアインクの粘度を、カラーインクの粘度の1/2未満とした場合には、文字品質及び光沢感が良好であり、レリーフ感も抑制できた。(実施例11及び12)。
一方、クリアインクの粘度が、カラーインクの粘度より高い比較例11及び12では、インク着弾時の記録媒体の温度が高い場合(比較例11)、光沢感の評価は高かったものの、文字品質が低かった。一方、インク着弾時の記録媒体の温度が低い場合(比較例12)には、文字品質は良好であったものの、光沢感やレリーフ間の評価が悪かった。これらの例では、カラーインクの液滴の合一が抑制できる温度で画像形成を行うと、クリアインクが十分にレベリングできず、クリアインクが十分にレベリングできる条件で画像形成を行うと、カラーインクの液滴の合一が抑制できなかった、と推察される。
[ラジカル重合型インクジェットインクセット(カラー)]
(イエローインク:Y1、マゼンタインク:M1、ブラックインク:Bk1の調製)
下記表7に示す組成比で各成分を混合した以外は、ラジカル硬化型シアンインクと同様に、イエローインクY1、マゼンタインクM1、ブラックインクBk1を調製した。各顔料分散液は、シアン顔料をそれぞれ次の顔料に変えた以外はシアン顔料分散液と同様に調製した。
イエロー顔料:PigmentYellow150
マゼンタ顔料:PigmentViolet19
ブラック顔料:カーボンブラック
(イエローインク:Y1、マゼンタインク:M1、ブラックインク:Bk1の調製)
下記表7に示す組成比で各成分を混合した以外は、ラジカル硬化型シアンインクと同様に、イエローインクY1、マゼンタインクM1、ブラックインクBk1を調製した。各顔料分散液は、シアン顔料をそれぞれ次の顔料に変えた以外はシアン顔料分散液と同様に調製した。
イエロー顔料:PigmentYellow150
マゼンタ顔料:PigmentViolet19
ブラック顔料:カーボンブラック
<実施例13及び14>
カラーインクを、イエローインクY1、マゼンタインクM1、シアンインクCy2、及びブラックインクBk1とし、クリアインクをクリアインクCL2とした以外は、実施例1と同様に画像を形成した。評価は、ラジカル硬化型インクジェットインクセット(単色)と同様に行った。結果を表8に示す。
カラーインクを、イエローインクY1、マゼンタインクM1、シアンインクCy2、及びブラックインクBk1とし、クリアインクをクリアインクCL2とした以外は、実施例1と同様に画像を形成した。評価は、ラジカル硬化型インクジェットインクセット(単色)と同様に行った。結果を表8に示す。
上記表8に示されるように、全てのカラーインクの粘度に対して、クリアインクの粘度が1/2未満であるインクの組み合わせでは、記録媒体の種類に左右されることなく、良好な文字品質で画像形成が可能であった。さらに光沢感やレリーフ感にも優れた。また、耐擦過性も良好であった。
本出願は、同出願人により先にされた日本国特許出願、すなわち、特願2012-094857号(出願日2012年4月18日)に基づく優先権主張を伴うものであって、これらの明細書の内容を参照して本発明の一部としてここに組み込むものとする。
本出願は、同出願人により先にされた日本国特許出願、すなわち、特願2012-094857号(出願日2012年4月18日)に基づく優先権主張を伴うものであって、これらの明細書の内容を参照して本発明の一部としてここに組み込むものとする。
本発明のインクジェットインクセットには、吐出後の液滴が合一し難いカラーインクと、吐出後の液滴がレベリングしやすいクリアインクとが含まれる。したがって、形成される画像の文字品質が良好である一方で、光沢性に優れ、画像濃度によって凹凸が生じることがない。したがって、本発明は、光沢感や平滑性が必要とされる各種印刷物の作製に好適である。
10、20 インクジェット記録装置
12 記録媒体
14、24 インクジェット記録ヘッド
16、26 ヘッドキャリッジ
18、28 光照射部
19 温度制御部
27 ガイド部
12 記録媒体
14、24 インクジェット記録ヘッド
16、26 ヘッドキャリッジ
18、28 光照射部
19 温度制御部
27 ガイド部
Claims (4)
- 光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び色材を含み、温度によりゾルゲル相転移するカラーインクと、
光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤を含み、温度によりゾルゲル相転移するクリアインクと、
を有するインクジェットインクセットであり、
前記クリアインクの25℃における粘度η(CL)が、前記カラーインクの25℃における粘度η(CO)の1/2未満であり、
前記クリアインクの粘度η(CL)が1×103mPa・s以上である、インクジェットインクセット。 - 前記カラーインクの25℃における粘度η(CO)が、2×103mPa・sより高く、かつ5×104mPa・s以下である、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
- 前記クリアインクに含まれるゲル化剤量が、前記カラーインクに含まれるゲル化剤量より少ない、請求項1に記載のインクジェットインクセット。
- 請求項1に記載のインクジェットインクセットの前記カラーインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程と、
前記インクジェットインクセットの前記クリアインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に付着させる工程と、
前記記録媒体上に着弾した前記カラーインクの液滴及び前記クリアインクの液滴に、活性光線を照射し、各液滴を硬化させる工程と、を有する画像形成方法。
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