JPWO2016195041A1 - 受像シート - Google Patents
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Abstract
Description
樹脂を含み、厚みが1μm以上である受像層と、
最外層として、樹脂、並びに、導電性粒子及び導電性ポリマーから選ばれる少なくとも1種の導電性材料を含み、受像層よりも厚みが小さい帯電防止層と、
を有する受像シート。
<2> 受像層及び帯電防止層が、樹脂として、それぞれ、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含み、オキサゾリン架橋剤、エポキシ架橋剤、カルボジイミド架橋剤、及びイソシアネート架橋剤から選ばれる少なくとも1種の架橋剤に由来する架橋構造を有する<1>に記載の受像シート。
<3> 帯電防止層が樹脂として少なくともポリオレフィン樹脂を含み、帯電防止層に含まれる樹脂のうちポリオレフィン樹脂の含有量が最も多い<1>又は<2>に記載の受像シート。
<4> 受像層及び帯電防止層を有する側の表面抵抗率が107〜1010Ω/sqである<1>〜<3>のいずれか1つに記載の受像シート。
<5> 受像層の厚みが1〜10μmであり、帯電防止層の厚みが0.01〜1μmである<1>〜<4>のいずれか1つに記載の受像シート。
<6> 支持体がポリエチレンテレフタレートフィルムである<1>〜<5>のいずれか1つに記載の受像シート。
<7> 帯電防止層が、導電性材料として、SnO2にSbをドーピングした針状粒子を含む<1>〜<6>のいずれか1つに記載の受像シート。
<8> 受像層は導電性材料を含まないか、又は、帯電防止層の単位体積当たりに含まれる導電性材料の含有量よりも受像層の単位体積当たりに含まれる導電性材料の含有量が少ない<1>〜<7>のいずれか1つに記載の受像シート。
<9> 電子写真用途である、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の受像シート。
<10> インクジェット印刷用途である、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の受像シート。
本実施形態の受像シートは、支持体の少なくとも一方の面(以下、「表面」又は「第1の面」という場合がある。)上に、支持体側から順に、樹脂を含み、厚みが1μm以上である受像層と、最外層として、樹脂、並びに、導電性粒子及び導電性ポリマーから選ばれる少なくとも1種の導電性材料を含み、受像層よりも厚みが小さい帯電防止層と、を有する。本実施形態の受像シートによれば、高速印刷した場合でも、画像の定着性に優れ、かつ、積み重なったシート同士の貼り付きが抑制される受像シートが提供される。
即ち、本発明の一実施形態によれば、高速印刷した場合でも、トナー画像の定着性に優れ、かつ、積み重なったシート同士の静電気による貼り付きが抑制される電子写真用受像シートが提供される。
また、本発明の他の一実施形態によれば、インクジェット方式によって高速印刷した場合において、特に水性インクを用いて印刷した場合においても、画像の定着性に優れ、かつ、積み重なったシート同士の静電気による貼り付きが抑制されるインクジェット用受像シートが提供される。
以下、各構成について具体的に説明する。
支持体は、紙、紙に樹脂を塗布またはラミネートした耐水性紙、布はく、樹脂フィルム等を使用することができる。
特に、樹脂フィルム、耐水性紙等の樹脂層を含む耐水性基材が支持体である場合、帯電し易く、集積性が低下する傾向にあるが、本実施形態における受像層と帯電防止層を設けることで帯電が効果的に抑制され、集積性を顕著に改善することができる。
また、本実施形態のインクジェット印刷用受像シートについても、支持体として、樹脂フィルムを好適に用いることができる。
樹脂フィルムを構成する具体的な材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類;ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル類、さらにポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げることができる。耐熱性及び透明性に優れていることから、ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「PETフィルム」と記す場合がある。)が好ましい。
例えば、支持体として樹脂フィルムを用いる場合、トナー画像の定着時の加熱により軟化した際にシワが発生し難い程度の厚みであることが好ましく、具体的には、50μm以上が好ましく、75μm以上がより好ましい。樹脂フィルムの厚みの上限は、柔軟性による高い搬送性を保持すること等を考慮して300μm以下が好ましく、250μm以下がより好ましい。
受像層は、支持体の少なくとも一方の面上に、少なくとも樹脂を含んで形成されており、1μm以上の厚みを有する
なお、本明細書における「受像層」とは、受像シートにおいて画像(トナー画像又はインクジェット画像を含む。)が形成される側において、支持体と帯電防止層との間に配置されている層を意味する。支持体と帯電防止層との間に配置されている受像層は、単層であってもよいし、2層以上が積層して構成されていてもよい。
また、受像層が2層以上で構成されている場合は、受像層を構成する層は、互いに組成が同じでもよいし、互いに組成が異なった層であってもよい。
受像層に含まれる樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましい。例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。受像層は、支持体と帯電防止層との密着の観点から、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましい。
受像層がポリオレフィンを主樹脂として含むことで、軟化温度が低く、トナーが埋め込まれやすい。さらに、受像層が副樹脂としてアクリル樹脂を含むことでトナー画像の密着力を向上させることができる。受像層がポリオレフィン樹脂とアクリル樹脂を含む場合、それらの樹脂の含有比率(即ち、ポリオレフィン樹脂:アクリル樹脂)は、1:1〜5:1であることが好ましく、1:1〜4:1であることがより好ましい。
ポリオレフィン樹脂としては、アローベース(登録商標)SE1013N、SA1200、SB1200,SE1200,SD1200(ユニチカ社)、ケミパール(登録商標)S120、S650、S80N,A100、V100(三井化学社)等が挙げられる。
アクリル樹脂としては、アクアブリッド(登録商標)AS563(ダイセルファインケム社)、ジュリマー(登録商標)ET−410(東亞合成化学社)、ボンロン(登録商標)PS002(三井化学社)等が挙げられる。
ウレタン樹脂としては、スーパーフレックス(登録商標)150HS,110、420(第一工業製薬社)、ハイドラン(登録商標)HW350(DIC社)、タケラック(登録商標)WS400,WS5100(三井化学社)等が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、ペスレジン(登録商標)A520、A615GW(高松油脂社)、バイロナール(登録商標)MD1200,MD1245(東洋紡社)、ファインテックス(登録商標)ES650,ES2200(DIC社)、プラスコートZ687,Z592(互応化学工業社)等が挙げられる。
耐水性の観点から、受像層は架橋剤に由来する架橋構造を有することが好ましく、特に、オキサゾリン架橋剤、エポキシ架橋剤、カルボジイミド架橋剤、及びイソシアネート架橋剤から選ばれる少なくとも1種の架橋剤に由来する架橋構造を有することが好ましい。
エポキシ架橋剤としては、デナコール(登録商標)EX614B,EX521(ナガセケムテックス社)等が挙げられる。
カルボジイミド架橋剤としては、カルボジライト(登録商標)V02,V02L2、SV02,V10(日清紡ケミカル社)等が挙げられる。
イソシアネート架橋剤としては、デュラネート(登録商標)WB40,WT20,WM44(旭化成ケミカルズ社)等が挙げられる。
受像層を形成するための塗布液(受像層形成用塗布液)に含まれる架橋剤の含有量は、樹脂の種類、架橋剤の種類等にもよるが、受像層の固形分全量に対して、通常は、1〜50質量%である。
受像層は、支持体への濡れ性を上げ、塗布液のレベリング性を向上させる等の目的で受像層形成用塗布液に含有させた、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などいずれのものでも構わないが、例えばフッ素系界面活性剤としてサーフロン(登録商標)S231W(AGCセイミケミカル社)、ナトリウム=1.2−{ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ナノフルオロヘキシルカルボニル)}エタンスルホナートやアニオン性界面活性剤としてスルホ琥珀酸塩類やアルキルスルホン酸塩類、ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを挙げることができる。
受像層は、必要に応じて、さらに着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、蛍光増白剤等公知の材料を、受像シートの特性(定着性及び集積性)を大きく損なわない範囲で含んでもよい。
本実施形態の受像シートにおける受像層の厚みは1μm以上である。受像層が1μm以上の厚みを有することで、例えば電子写真用受像シート又はインクジェット印刷用受像シートとした場合において、帯電防止層の上に転写されたトナー又は打滴されたインクが充分に受像層の内部まで埋め込まれ易く、トナー又はインクジェット画像の定着性を大きく高めることができる。
なお、支持体と帯電防止層との間で受像層が2層以上で構成されている場合は、受像層全体の厚みとしては、1μm以上であればよく、1〜10μmの範囲であることが好ましい。
なお、受像シートの各層の厚みは、厚さ方向の切断面を電子顕微鏡によって観察して測定することができる。
受像層の形成は、例えば、樹脂、架橋剤、界面活性剤等を、水、あるいは有機溶剤に分散又は溶解させて得られた受像層形成用塗布液を、支持体の少なくとも一方の面に塗布し、加熱乾燥することにより実施することができる。
受像層形成用塗布液は、受像層を形成するための樹脂等の種類によって調製すればよく、溶媒として、有機溶媒又は水を用いることができる。環境負荷の軽減等の観点から、溶媒として水を用いたエマルジョンが好ましい。
支持体に対する受像層形成用塗布液の塗布方法は特に限定されず、例えば、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、バーコーター等の公知の塗布方法を用いて、受像層形成用塗布液の塗布を行なうことができる。
帯電防止層は、樹脂、並びに、導電性粒子及び導電性ポリマーから選ばれる少なくとも1種の導電性材料を含み、受像シートの最外層として設けられている。
帯電防止層に含まれる樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましく、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。
帯電防止層は、受像層又はトナーとの密着の観点から、樹脂として、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましい。
また、帯電防止層における樹脂の含有量は、帯電防止性とトナーとの密着性の観点から、帯電防止層の全質量に対して、20〜95質量%であることが好ましく、25〜90質量%であることがより好ましく、30〜85質量%であることがさらに好ましい。帯電防止層は、複数種の樹脂を含んでもよく、複数種の樹脂を含む場合は樹脂の総含有量が上記範囲にあることが好ましい。
帯電防止層がポリオレフィン樹脂とアクリル樹脂を含む場合、それらの樹脂の含有比率(ポリオレフィン樹脂:アクリル樹脂)は、1:1〜10:1であることが好ましい。
例えば、ポリオレフィン樹脂としては、アローベース(登録商標)SE1013N、SA1200、SB1200,SE1200,SD1200(ユニチカ社)、ケミパール(登録商標)S120、S650、S80N,A100、V100(三井化学社)等が挙げられる。
アクリル樹脂としては、アクアブリッド(登録商標)AS563(ダイセルファインケム社)、ジュリマー(登録商標)ET−410(東亞合成化学社)、ボンロン(登録商標)PS002(三井化学社)等が挙げられる。
ウレタン樹脂としては、スーパーフレックス(登録商標)150HS,110、420(第一工業製薬社)、ハイドラン(登録商標)HW350(DIC社)、タケラック(登録商標)WS400,WS5100(三井化学社)等が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、ペスレジン(登録商標)A520、A615GW(高松油脂社)、バイロナール(登録商標)MD1200,MD1245(東洋紡社)、ファインテックス(登録商標)ES650,ES2200(DIC社)、プラスコートZ687,Z592(互応化学工業社)等が挙げられる。
帯電防止層は、樹脂、並びに、導電性粒子及び導電性ポリマーから選ばれる少なくとも1種の導電性材料を含む。
帯電防止層における導電性材料は、導電性粒子及び導電性ポリマーから選ばれる導電性材料を1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。例えば、2種以上の導電性粒子又は導電性ポリマーを併用してもよいし、導電性粒子と導電性ポリマーを併用してもよい。
帯電防止層において導電性材料として用いることができる導電性粒子としては、金属酸化物、異種元素含有金属酸化物、金属粉、金属繊維、カーボンファイバー等が挙げられる。導電性材料により被覆された粒子(以下、導電性材料被覆粒子という場合がある。)を用いることもできる。
また、金属酸化物に異種元素を含有させたものも好ましく、例えば、ZnOに対してAl、In等、TiOに対してNb、Ta等、SnO2に対して、Sb、Nb、ハロゲン元素等を含有させたものが好ましい。これらの中で、SbをドーピングしたSnO2が特に好ましい。
金属繊維の例としては、スチールファイバーを挙げることができる。
鱗片状の金属の例としては、銀箔を挙げることができる。
コア材料の例としては、金属酸化物、ウィスカー(例、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、又はルチル型酸化チタン)、無機繊維(例、グラスファイバー)、雲母片又は有機粒子を挙げることができる。
導電性の被覆材料としては、金属(例、Ag、Au、Al、Cr、Cd、Ti、Ni又はFe)、導電性金属酸化物及び炭素を挙げることができる。
被覆の方法は、導電性材料を、めっき、真空蒸着法、メカノケミカル法等によりコア粒子の表面に付着させる方法を挙げることができる。
有機粒子の表面に導電性材料を被覆する方法としては、めっき、有機材料のコア粒子の表面に導電性材料の被覆用粒子を付着させるメカノケミカル化等の方法を挙げることができる。
有機粒子を構成する有機材料の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、澱粉、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。これらの有機材料は単独でも、2種以上組み合わせて使用してもよい。
導電性材料被覆粒子の特に好ましい例としては、有機粒子の表面に金属めっきした導電性粒子を挙げることができる。ここで、金属としては、Au、Ni及びSnが好ましく、特に、Auが好ましい。
導電性材料被覆粒子における、有機粒子と導電性物質の質量比は、一般に1:20〜20:1の範囲であり、1:5〜5:1の範囲が好ましい。
帯電防止層において導電性材料として用いることができる導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマーなどが挙げられる。
導電性ポリマーとしては、市販品を用いることでき、例えば、Orgacon(登録商標)HBS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート)、アグファマテリアルズ社)などが挙げられる。
なお、導電性ポリマーは、粒子の形態で帯電防止層に含まれてしてもよい。
耐水性の観点から、帯電防止層は架橋剤に由来する架橋構造を有することが好ましく、特に、オキサゾリン架橋剤、エポキシ架橋剤、カルボジイミド架橋剤、及びイソシアネート架橋剤から選ばれる少なくとも1種の架橋剤に由来する架橋構造を有することが好ましい。
オキサゾリン架橋剤としては、エポクロス(登録商標)WS700,WS300,K2010E,K2020E、K2030E(日本触媒社)等が挙げられる。
エポキシ架橋剤としては、デナコール(登録商標)EX614B,EX521(ナガセケムテックス社)等が挙げられる。
カルボジイミド架橋剤としては、カルボジライト(登録商標)V02,V02L2、SV02,V10(日清紡ケミカル社)等が挙げられる。
イソシアネート架橋剤としては、デュラネート(登録商標)WB40,WT20,WM44(旭化成ケミカルズ社)等が挙げられる。
帯電防止層を形成するための塗布液(帯電防止層形成用塗布液)に含まれる架橋剤の含有量は、樹脂の種類、架橋剤の種類等にもよるが、帯電防止層の固形分全量に対して、通常は、1〜50質量%である。
帯電防止層は、受像層への濡れ性を上げ、塗布液のレベリング性を向上させる等の目的で帯電防止層形成用塗布液に含有させた、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などいずれのものでも構わないが、例えばフッ素系界面活性剤としてサーフロン(登録商標)S231W(AGCセイミケミカル社)、ナトリウム=1.2−{ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ナノフルオロヘキシルカルボニル)}エタンスルホナートやアニオン性界面活性剤としてスルホ琥珀酸塩類やアルキルスルホン酸塩類、ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを挙げることができる。
帯電防止層は、離型剤、フィラー等の添加剤を含んでもよい。
帯電防止層に含んでもよい離型剤は、例えば、シリコーン化合物、フッ素化合物、ワックス、及びマット剤から選択することができる。離型剤は、これらを1種単独であるいは2種以上を併用することができ、好ましくは、シリコーンオイル、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、シリコーン粒子、ポリエチレンワックス粒子等が挙げられる。
帯電防止層の厚みは、受像層の厚みより小さければ特に制限はないが、帯電を効果的に抑制する観点から、好ましくは0.01〜1μmの範囲であり、より好ましくは0.02〜0.5μmの範囲である。
帯電防止層の形成は、例えば、樹脂、導電性粒子及び導電性ポリマーから選択される少なくとも1種の導電性材料、架橋剤等を含む水分散液(即ち、帯電防止層形成用塗布液)を、例えば受像層上に塗布した後、加熱乾燥することにより実施することができる。
受像層形成用塗布液は、受像層を形成するための樹脂等の種類によって調製すればよく、溶媒として、有機溶媒又は水を用いることができる。環境負荷の軽減等の観点から、溶媒として水を用いたエマルジョンが好ましい。
帯電防止層形成用塗布液の塗布方法は特に限定されず、例えば、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、ワイヤーバーコーター、バーコーター等の公知の塗布方法で行なうことができる。
加熱乾燥は、例えば熱風乾燥機により、好ましくは90〜200℃で、0.1〜10分間、より好ましくは130〜200℃で0.5〜5分間乾燥する。
本実施形態の受像シートは、受像層及び帯電防止層を有する側の表面抵抗率(以下、「受像側表面抵抗率」という場合がある。)が107〜1010Ω/sqであることが好ましい。受像側表面抵抗率が107Ω/sq以上であれば、例えば電子写真方式で画像形成が可能であり、1010Ω/sq以下であれば、静電気の蓄積(帯電)を効果的に抑制することができる。かかる観点から、本実施形態の受像シートの受像側表面抵抗率は、107.1〜109.5Ω/sqであることがより好ましく、107.2〜108.8Ω/sqであることがさらに好ましい。
なお、支持体の両面にそれぞれ受像層及び帯電防止層が形成されている場合は、受像シートの両面とも表面抵抗率が107〜1010Ω/sqであることが好ましく、107.1〜109.5Ω/sqであることがより好ましく、107.2〜108.8Ω/sqであることがさらに好ましい。
また、本発明の受像シートは、裏面側に画像形成しない場合、図3に示すように裏面側の帯電を防止するための裏面側帯電防止層、裏面側を平滑にするための裏面側平坦化層を設けてもよい。
裏面側帯電防止層は、樹脂材料中に導電性粒子等が分散された層である。
導電性粒子としては、例えば、ZnO、TiO、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO3等の金属酸化物を挙げることがきる。これらは単独で使用してもよく、これらの複合酸化物を使用してもよい。また、金属酸化物は、異種元素をさらに含有するものが好ましく、例えば、ZnOに対してAl、In等、TiOに対してNb、Ta等、SnO2に対しては、Sb、Nb、ハロゲン元素等を含有(ドーピング)させたものが好ましい。これらの中で、SbをドーピングしたSnO2が特に好ましい。また、導電性粒子の粒径は、0.2μm以下が好ましい。
水溶性樹脂、水分散型樹脂及びエマルジョンが好ましい。
塗布は、例えば、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、ワイヤーバーコーター、バーコーター等の公知の塗布方法で行なうことができる。
乾燥は、熱風乾燥機により通常90〜200℃で、0.3〜10分間乾燥する。130〜200℃で0.5〜5分間乾燥することが好ましい。
裏面側帯電防止層の厚みは、一般に0.01〜2μmの範囲であることが好ましく、0.1〜1μmの範囲がより好ましい。
また、裏面側帯電防止層が形成される支持体の裏面(第2の面)は、支持体と裏面側帯電防止層との接着性をより向上させるために、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理等の表面処理を行なってもよい。
裏面側平坦化層は、裏面側帯電防止層に含まれる粒子等の脱落を防ぐとともに、平坦化を目的として設けられる。
裏面側平坦化層は、樹脂、界面活性剤等を含むことが好ましい。
裏面側平坦化層に含み得る樹脂としては、低密度ポリエチレン、低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;(メタ)アクリル酸/オレフィン共重合体(例、メタアクリル酸/エチレン共重合体);酢酸ビニル/オレフィン共重合体(例、酢酸ビニル/エチレン共重合体);アイオノマー(例、メタアクリル酸金属塩/エチレン共重合体(金属として、Zn、Na、K、Li、Ca、Mg;Na及びZnが好ましい));フッ素樹脂(例、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロオトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン);及びフッ素系アクリル樹脂(例、メタクリル酸のフルオロアルコールエステルの重合体)を挙げることができる。ポリオレフィンおよびオレフィン単位を含む共重合体((メタ)アクリル酸/オレフィン共重合体、酢酸ビニル/オレフィン共重合体及びアイオノマー)が好ましく、特にアイオノマーが好ましい。
これらの樹脂は水分散体として使用することが、生産性の点で好ましい。これらの樹脂の水分散体として使用する場合は、150℃以下の加熱温度で膜を形成することができるような、造膜性に優れた樹脂の分散体を使用することが好ましい。
裏面側平坦化層は、通常これらの樹脂等を含む塗布液を塗布乾燥することにより形成される。
マット剤に使用される材料としては、フッ素系樹脂、低分子量ポリオレフィン系樹脂(例、ポリエチレン系マット剤、パラフィン系又はマイクロクリスタリン系のワックスエマルジョン)、略球状のマット剤に使用される材料としては、ビーズ状プラスチックパウダー(材料例、架橋型PMMA、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン又はポリスチレン)、及び無機粒子(例、SiO2、Al2O3、タルク又はカオリン)を挙げることができる。
マット剤の含有量は、樹脂に対して0.1〜10質量%が好ましい。
界面活性剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などいずれのものでも構わないが、例えばフッ素系界面活性剤としてサーフロン(登録商標)S231W(AGCセイミケミカル社)、ナトリウム=1.2−{ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ナノフルオロヘキシルカルボニル)}エタンスルホナートやアニオン性界面活性剤としてスルホ琥珀酸塩類やアルキルスルホン酸塩類、ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを挙げることができる。
塗布は、例えば、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、バーコーター等の公知の塗布方法で行なうことができる。
樹脂として水分散物を使用する場合は、乾燥時に樹脂の造膜温度(通常80〜150℃程度)まで加熱する必要がある。加熱時間は10秒〜5分が一般的である。
インクジェット印刷用途に用いるインクとしては、インクジェット方式による印刷に適用できるものであれば特に限定されず、水性インク、溶剤系インクなどを用いることができる。
本実施形態の受像シートは、特に水性インクを用いて高速印刷した場合にも画像の定着性に優れ、かつ、積み重なったシート同士の静電気による貼り付きが抑制されることから、水性インクを用いた印刷に適用されるインクジェット印刷用受像シートとして好適に使用できる。
水性インクは、着色剤、樹脂粒子、水、及び水溶性高沸点有機溶剤を含む。
水性インクは、必要に応じ、上記以外の成分を含んでいてもよい。例えば、界面活性剤、コロイダルシリカ、尿素、水溶性高分子化合物、消泡剤、ワックス粒子などが挙げられる。
水性インクは、着色剤の少なくとも1種を含む。
水性インクに含まれる着色剤としては、特に制限されず、顔料、染料等から適宜選択できる。着色剤としては、顔料が好ましく、顔料の表面の少なくとも一部が樹脂(以下、「被覆樹脂」ともいう)によって被覆された構造を有する樹脂被覆顔料がより好ましい。これにより、水性インクの分散安定性が向上し、形成される画像の品質が向上する。
顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、有機顔料、又は無機顔料のいずれであってもよい。また、着色顔料としてカーボンブラック顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料及びイエロー顔料を用いてもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、水性インクの着色性の点で好ましい。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラックが挙げられる。
顔料の水性インク中における含有量としては、画像濃度の観点から、水性インク全量に対して、1質量%〜20質量%が好ましく、2質量%〜10質量%がより好ましい。
樹脂被覆顔料における被覆樹脂としては、分散剤が好ましく、ポリマー分散剤がより好ましい。ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
さらに、合成系の親水性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物が挙げられる。
具体的には、例えば、特開2005−41994号公報、特開2006−273891号公報、特開2009−084494号公報、特開2009−191134号公報等に記載の水不溶性樹脂が挙げられる。
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)を用いて行うことができる。
また、GPC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、示差屈折率(RI)検出器を用いて行うことができる。
検量線は、東ソー(株)の「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、及び「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製できる。
体積平均粒子径(二次粒子径)は、光散乱を用いた粒度分布測定装置(例えば、日機装(株)製のマイクロトラックUPA(登録商標)EX150)によって測定される値を採用する。
即ち、樹脂被覆顔料は、架橋剤によって架橋された樹脂により、顔料の表面の少なくとも一部が被覆されている樹脂被覆顔料であることが好ましい。
架橋剤によって架橋された樹脂により顔料の表面の少なくとも一部が被覆されている樹脂被覆顔料については、特開2012−162655号公報の、段落0029〜0048、段落0110〜0118、及び段落0121〜0129、並びに、特開2013−47311号公報の段落0035〜0071の記載を適宜参照できる。
架橋剤として、具体例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等が挙げられ、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、又はトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルが好ましい。
水性インクは、樹脂粒子を少なくとも1種含有する。これにより、画像を受像シート上に定着させやすい。
これらの樹脂は、変性された樹脂であってもよい。
樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテル、ポリアミド、不飽和ポリエステル、ポリオレフィン、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリビニル(例:塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、又はポリビニルブチラール等)、アルキド樹脂、ポリエステル(例:フタル酸樹脂等)、アミノ樹脂(例:メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等)などが挙げられる。
樹脂は、上記に例示された樹脂を構成する構造単位を2種以上含む共重合体であってもよく、2種以上の樹脂の混合物であってもよい。樹脂粒子自体が2種以上の樹脂の混合物からなるもののみならず、2種以上の樹脂が例えば、コア/シェルのように積層されてなる複合樹脂粒子であってもよい。
樹脂粒子は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水性インクは、例えば、樹脂粒子を含む水分散物、いわゆるラテックスの形態で樹脂粒子を含むことができる。
樹脂のガラス転移温度の上限は、250℃であることが好ましい。
樹脂のガラス転移温度は、好ましくは50℃以上230℃以下の範囲である。
ここで、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、ポリマー自身が有する官能基(特に、カルボキシ基等の酸性基又はその塩)によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーをいう。
ここで、分散状態とは、水性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(エマルジョン)、及び、水性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(サスペンジョン)の両方の状態を含むものである。
また、「水不溶性」とは、水100質量部(25℃)に対する溶解量が5.0質量部未満であることを指す。
カルボキシ基を有する自己分散性ポリマー粒子のより好ましい形態は、不飽和カルボン酸(好ましくは(メタ)アクリル酸)に由来する構造単位を含むポリマーで形成された粒子の形態である。
上記ポリマー中における、脂環族基を有する構造単位の含有量(2種以上存在する場合には総含有量)は、ポリマーの全量に対し、3質量%〜95質量%が好ましく、5質量%〜75質量%がより好ましく、10質量%〜50質量%が更に好ましい。
上記ポリマー中における、アルキル基を有する構造単位の含有量(2種以上存在する場合には総含有量)は、ポリマーの全量に対し、5質量%〜90質量%が好ましく、10質量%〜85質量%がより好ましく、20質量%〜80質量%が更に好ましく、30質量%〜75質量%が更に好ましく、40質量%〜75質量%が更に好ましい。
上記ポリマー中における不飽和カルボン酸(好ましくは(メタ)アクリル酸)に由来する構造単位の含有量(2種以上存在する場合には総含有量)は、ポリマーの全量に対し、2質量%〜30質量%が好ましく、5質量%〜20質量%がより好ましく、5質量%〜15質量%が更に好ましい。
いずれの形態においても、脂環族基を有する構造単位及び芳香族基を有する構造単位の総含有量は、ポリマーの全量に対し、3質量%〜95質量%が好ましく、5質量%〜75質量%がより好ましく、10質量%〜50質量%が更に好ましい。
脂環式(メタ)アクリレートとしては、単環式(メタ)アクリレート、2環式(メタ)アクリレート、及び3環式(メタ)アクリレートが挙げられる。
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原子数が3〜10のシクロアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
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。
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。
脂環式(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
脂環式(メタ)アクリレートのうち、定着性、耐ブロッキング性、及び自己分散性ポリマー粒子の分散安定性の観点から、2環式(メタ)アクリレート又は3環式以上の多環式(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。
芳香族基含有モノマーとしては、例えば、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマー(例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート)、スチレン系モノマーが挙げられる。
中でも、ポリマー鎖の親水性と疎水性のバランスとインク定着性の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、又はフェニル(メタ)アクリレートがより好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレート又はベンジル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
アルキル基含有モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシメチル(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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−、イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
中でも、アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、アルキル基の炭素原子数が1〜4であるアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、又はブチル(メタ)アクリレートがさらに好ましく、メチル(メタ)アクリレートが更に好ましい。
・P−1: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(70/20/10)
・P−2: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(48/42/10)
・P−3:メチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(65/25/10)
・P−4:イソプロピルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸 共重合体(50/40/10)
・P−5:ブ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(60/30/10)
重量平均分子量が3000以上であると、水溶性成分量を効果的に抑制することができる。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、既述のゲル透過クロマトグラフ(GPC)によって測定された値を採用する。
体積平均粒子径は、既述の方法により測定した値を採用する。
水性インク中における樹脂粒子の含有量が0.3質量%以上であると、画像の耐擦性をより向上させ、かつ、画像ムラをより抑制できる。
水性インク中における樹脂粒子の含有量が15.0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る。
水性インクは水を含む。水性インクに含まれる水の含有量には特に制限はないが、水の含有量は、水性インクの全量に対し、例えば50質量%以上とすることができる。
水性インクに含まれる水の含有量は、水性インクの全量に対して、50質量%以上80質量%以下が好ましく、より好ましくは50質量%以上75質量%以下であり、さらに好ましくは50質量%以上70質量%以下である。
水性インクは、水溶性高沸点溶剤の少なくとも1種を含む。
水性インクが水溶性高沸点溶剤を含むことにより、ヘッドからの吐出性及び保存安定性が確保される。
「水溶性」とは、水100質量部(25℃)に対する溶解量が5.0質量部以上であることを指す。
沸点が200℃以上であると、水性インクの吐出性及び保存安定性により優れる。一方、沸点が400℃以下であると、水性インクの粘度が高くなり過ぎず、吐出性により優れる。
沸点は、沸点測定器(タイタンテクノロジー社製、沸点測定器 DosaTherm 300)により求めることができる。
水溶性高沸点溶剤としては、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のほか、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。
これら溶剤は、1種又は2種以上を適宜選択して用いることができる。多価アルコール類は、乾燥防止剤や湿潤剤としても有用であり、例えば、特開2011−42150号公報の段落0117に記載の例も挙げられる。また、ポリオール化合物は、浸透剤として好ましく、脂肪族ジオールとしては、例えば、特開2011−42150号公報の段落0117に記載の例が挙げられる。
また、その他の水溶性高沸点溶剤としては、例えば、特開2011−46872号公報の段落0176〜0179に記載されている水溶性溶剤や、特開2013−18846号公報の段落0063〜0074に記載されている水溶性溶剤の中から、適宜選択できる。
上記総含有量が2質量%以上であることで、ヘッドからの吐出性及び保存安定性がより向上する。
水溶性高沸点溶剤の総含有量は、水性インクの総量に対し、3質量%〜20質量%であることがより好ましく、5質量%〜18質量%であることがさらに好ましい。
このような組成とすることで、吐出性及び保存安定性がより向上する。
水性インクが溶剤A及び溶剤Bを含む場合、溶剤Aの水性インク全量に対する含有量が1.0質量%〜10.0質量%であり、溶剤Bの水性インク全量に対する含有量(質量基準)が溶剤Aの水性インク全量に対する含有量(質量基準)の0.05倍〜20.0倍であることが好ましい。
溶剤Aは、下記構造式(I)で表される化合物から選択される少なくとも1種である。溶剤Aは、下記構造式(I)で表される化合物から選択される1種からなる(単一成分の)溶剤であってもよいし、下記構造式(I)で表される化合物から選択される2種以上からなる混合溶剤であってもよい。
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。
(AO=EO又はPO(EO:PO=1:1))
・nC4H9O(AO)10−H
(AO=EO又はPO(EO:PO=1:1))
・HO(A'O)40−H
(A'O=EO又はPO(EO:PO=1:3))
・HO(A''O)55−H
(A''O=EO又はPO(EO:PO=5:6))
・HO(PO)3−H
・HO(PO)7−H
・1,2−ヘキサンジオール
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。
溶剤Bは、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、テトラエチレングリコール(例えば、後述のPEG−200)、ペンタエチレングリコール、プロピレングリコール、及びメチルプロピレントリグリコール(MFTG)からなる群から選択される少なくとも1種である。溶剤Bは、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールの少なくとも一方を含むことが好ましい。
溶剤Bは、1種からなる(単一成分の)溶剤であってもよいし、2種以上からなる混合溶剤であってもよい。
例えば、PEG−200(平均分子量200)、PEG−300(平均分子量300)、PEG−400(平均分子量400)〔以上、三洋化成工業(株)製〕、PEG#200(平均分子量200)、PEG#300(平均分子量300)、PEG#400(平均分子量400)〔以上、ライオン(株)製〕、PEG#200(平均分子量200)、PEG#300(平均分子量300)、PEG#400(平均分子量400)〔以上、日油(株)製〕、PEG200(平均分子量200)、PEG300(平均分子量300)、PEG400(平均分子量400)〔以上、第一工業製薬(株)製〕、などが挙げられる。
水性インクは、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、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、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、上述したポリマー分散剤を界面活性剤としても用いてもよい。
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 FS−63、CAPSTONE FS−61(Dupont社製)、フタージェント100、フタージェント110、フタージェント150((株)ネオス社製)、CHEMGUARD S−760P(Chemguard Inc.社製)等が挙げられる。
ここで、水性インクの表面張力は、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。
水性インクは、必要に応じ、コロイダルシリカを含有していてもよい。
これにより、インクの連続吐出時の安定性をより向上させることができる。
コロイダルシリカは、平均粒子径が数100nm以下のケイ素を含む無機酸化物の粒子からなるコロイドである。コロイダルシリカは、主成分として二酸化ケイ素(その水和物を含む)を含み、少量成分としてアルミン酸塩(アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなど)を含んでいてもよい。
またコロイダルシリカには、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム等の無機塩類やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩類が含まれていてもよい。これらの無機塩類及び有機塩類は、例えば、コロイドの安定化剤として作用する。
コロイダルシリカについては、例えば、特開2011−202117号公報の段落0043〜0050の記載を適宜参照することができる。
また、水性インクは、必要に応じ、コロイダルシリカに代えて、又は、コロイダルシリカに加えて、ケイ酸アルカリ金属塩を含有してもよい。ケイ酸アルカリ金属塩については、特開2011−202117号公報の段落0052〜0056の記載を適宜参照することができる。
また市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、日産化学(株)製のスノーテックス(登録商標)XSが挙げられる。
水性インク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。
さらに水性インクは、前述のコロイダルシリカと尿素とを含むことでインクジェットヘッド等のメンテナンス性(即ち、拭き取り作業性)がより効果的に向上する。
即ち、尿素の含有量が1.0質量%以上であって、コロイダルシリカの含有量が0.01質量%以上である組み合わせが好ましく、尿素の含有量が1.0質量%〜20質量%であって、コロイダルシリカの含有量が0.02質量%〜0.5質量%である組み合わせがより好ましく、尿素の含有量が3.0質量%〜10質量%であって、コロイダルシリカの含有量が0.03質量%〜0.3質量%である組み合わせが特に好ましい。
水性インクは、必要に応じて、水溶性高分子化合物を少なくとも1種含有してもよい。
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、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が挙げられる。
また市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、アイエスビー・ジャパン(株)製のPVP K−15などが挙げられる。
水性インクは、必要に応じ、消泡剤を少なくとも1種含有していてもよい。
消泡剤としては、例えば、シリコーン系化合物(即ち、シリコーン系消泡剤)、プルロニック系化合物(プルロニック系消泡剤)等が挙げられ、中でも、シリコーン系消泡剤が好ましい。
シリコーン系消泡剤としては、ポリシロキサン構造を有するシリコーン系消泡剤が好ましい。
市販品としては、BYK(登録商標)−012、017、021、022、024、025、038、094(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)、KS−537、KS−604、KM−72F(以上、信越化学工業(株)製)、TSA−739(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)、オルフィン(登録商標)AF104(日信化学工業(株)製)等が挙げられる。
中でも、シリコーン系消泡剤である、BYK−017、021、022、024、025、094、KS−537、KS−604、KM−72F、TSA−739が好ましく、中でも、インクの吐出安定性の点でBYK−024が最も好ましい。
水性インクは、ワックス粒子の少なくとも1種を含有することができる。これにより、耐擦性をより向上させることができる。
ワックス粒子は、1種単独であるいは複数種を混合して用いることができる。
水性インクは、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、固体湿潤剤、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。
この場合、水性インク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号公報の段落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号公報の段落0041〜0064に記載されている公知の重合開始剤が挙げられる。
次に、本実施形態の受像シート及び水性インクを用いて、インクジェット方式により画像を形成するための好適な画像形成方法について具体的に説明する。本実施形態の受像シートに水性インクを用いて画像を形成する画像形成方法(以下、本実施形態の画像形成方法という。)は、受像シート上にインクジェット方式により水性インクを付与する付与工程と、付与された水性インクを乾燥する乾燥工程を含み、必要に応じて、紫外線等の活性エネルギー線を照射する照射工程等の他の工程を含んでいてもよい。
本実施形態の画像形成方法における付与工程では、本実施形態の受像シート上に、インクジェット方式により、水性インクを付与する。
インクジェット方式は、特に制限されず、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。
また、連続諧調のつながりを改良する観点で、異なる液滴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発明は好適に使用できる。
また、高い解像度を有する画像を形成する観点から、水性インクを1200dpi×1200dpi(dot per inch)以上の解像度で打滴することが好ましい。
さらに、高精細な画像を得る観点から、最小液滴サイズが3pl以下の吐出条件で水性インクを吐出することが好ましい。
本実施形態の画像形成方法は、本実施形態の受像シートの受像層の表面温度が30℃以上となる条件で水性インクを乾燥させることで画像を形成する乾燥工程を有する。
乾燥工程では、主に水性インク中の水の少なくとも一部(好ましくは全部)を除去することを目的としており、水性インク中の水溶性高沸点溶剤は、乾燥工程後、受像層中に残存していてもよい。
乾燥工程における受像層の表面温度が30℃以上となる条件で水性インクを乾燥させることで、乾燥後、水性インク中に水が残りにくく、画像の定着性に優れる。
表面温度は、(株)堀場製作所製のハンディ放射温度計 IT−540Nによって測定できる。
乾燥工程では、水性インクを加熱乾燥させることが好ましい。
加熱乾燥を行うための手段としては、ヒーター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。
加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、受像シートの受像層が形成された面に温風又は熱風をあてる方法、受像シートの受像層が形成された面に、赤外線ヒーターで熱を与える方法、これらの複数を組み合わせた方法が挙げられる。
画像の加熱乾燥の時間には特に制限はないが、1秒〜60秒が好ましく、1秒〜30秒がより好ましく、1秒〜20秒が特に好ましい。
印刷に用いることができるインクジェット記録装置の一例について説明する。
まず、インクジェット記録装置の全体構成について説明する。
供給部は、供給台に積載された受像シートを1枚ずつ画像記録部に供給する。供給部は、主として、供給台と、サッカー装置と、供給ローラ対と、フィーダボードと、供給ドラムとを備えて構成される。
画像記録部は、受像シートの表面に水性インク(例えば、シアンインク(C)、マゼンタインク(M)、イエローインク(Y)及びブラックインク(K))を吐出して、受像シートの受像層に画像を描画する。この画像記録部は、主として、受像シートを搬送する画像記録ドラムと、画像記録ドラムによって搬送される受像シートを押圧して、受像シートを画像記録ドラムの周面に密着させる基材押さえローラと、受像シートにC、M、Y及びKの各色のインク滴を吐出して画像を記録するヘッドユニットと、を備えて構成される。
インク乾燥処理部は、画像記録後の受像シートを乾燥処理し、受像シートの受像層に残存する液体成分(主に水)を除去する。インク乾燥処理部は、画像が記録された受像シートを搬送する搬送部と、搬送部によって搬送される受像シートを乾燥処理するインク乾燥処理ユニットとを備えて構成される。
排出部は、一連の画像記録処理が行われた受像シートを排出し、回収する。この排出部は、主として、受像シートを搬送する搬送部と、受像シートを積み重ねて回収する排出台とを備えて構成される。
各層を形成するための下記組成を有する塗布液をそれぞれ調製した。
・水 420質量部
・ポリオレフィンエマルジョン(アローベース(登録商標)SE1013N、ユニチカ社、固形分20質量%) 268質量部
・アクリルエマルジョン(アクアブリッド(登録商標)AS563、ダイセルファインケム社、固形分28質量%) 140質量部
・オキサゾリン架橋剤(エポクロス(登録商標)WS700、日本触媒社、固形分25質量%) 168質量部
・界面活性剤(ナトリウム=1.2−{ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ナノフルオロヘキシルカルボニル)}エタンスルホナート 固形分2質量%) 4.3質量部
・水 491質量部
・ポリオレフィンエマルジョン(アローベース(登録商標)SE1013N、ユニチカ社、固形分20質量%) 169質量部
・アクリルエマルジョン(アクアブリッド(登録商標)AS563、ダイセルファインケム社、固形分28質量%) 30質量部
・オキサゾリン架橋剤(エポクロス(登録商標)WS700、日本触媒社、固形分25質量%) 43質量部
・界面活性剤(ナトリウム=1.2−{ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ナノフルオロヘキシルカルボニル)}エタンスルホナート 固形分2質量%) 2.4質量部
・界面活性剤(ナロアクティー(登録商標)CL95、三洋化成工業社、固形分1質量%) 10質量部
・導電性粒子(FS−10D(商品名)、石原産業社、固形分17質量%、Sbド―プした針状SnO2の水分散体) 255質量部
・水 666質量部
・アクリルエマルジョン(ジュリマー(登録商標)ET410、日本純薬社) 19質量部
・導電性粒子(TDL−1(商品名)、酸化スズ−酸化アンチモン分散物、JEMCO社、固形分17質量%) 181質量部
・カルボジイミド架橋剤(カルボジライト(登録商標)V−02−L2、日清紡社、固形分10質量%) 18質量部
・界面活性剤(サンデッド(登録商標)BL、三洋化成工業社、固形分10質量%) 6質量部
・界面活性剤(ナトリウム=1.2−{ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ナノフルオロヘキシルカルボニル)}エタンスルホナート 固形分0.1質量%) 88質量部
・界面活性剤(ナロアクティー(登録商標)CL−95、三洋化成工業社、固形分5質量%) 12質量部
・水 707質量部
・ポリオレフィンエマルジョン(ケミパール(登録商標)S120、三井化学社、固形分27質量%) 23質量部
・エポキシ架橋剤(デナコール(登録商標)EX614B、ナガセケムテックス社、固形分1質量%) 222質量部
・界面活性剤(サンデッド(登録商標)BL、三洋化成工業社、固形分10質量%) 8質量部
・ポリスチレンスルホン酸Na(固形分3質量%) 11質量部
・界面活性剤(ナロアクティー(登録商標)CL95、三洋化成工業社、固形分1質量%) 14質量部
・コロイダルシリカ(スノーテックス(登録商標)C、日産化学社、固形分20質量%) 15質量部
厚み100μmの透明な2軸延伸PET支持体(以下、透明PETフィルム又は透明PETとも称する。)の一方の面に、受像層形成用塗布液を34mL/m2で塗工し、150℃で乾燥させて受像層を形成した。さらに受像層上に帯電防止層形成用塗布液を3.7mL/m2で塗工し、150℃で乾燥させて帯電防止層を形成した。
一方、透明PETフィルムの反対側の面(即ち、裏面)に、裏面側帯電防止層形成用塗布液を7.1mL/m2で塗工し、150℃で乾燥させた。さらにその上に、裏面側平坦化層形成用塗布液を5.7mL/m2で塗工し、150℃で乾燥させた。
これにより受像シートを完成させた。
得られた受像シートの厚さ方向の切断面を電子顕微鏡によって観察して、各層の厚みを測定したところ、以下の通りであった。
受像層:4μm
帯電防止層(受像層側):0.2μm
裏面側帯電防止層:0.1μm
裏面側平坦化層:0.05μm
得られた受像シートについて、25℃20%RHの環境で受像層側と裏面側の表面抵抗率を測定した。具体的には、デジタルエレクトロメーター(8252、ADCMT社製)とRESISTIVITY CHAMBER(12704A、ADCMT社製)を用い100V印加し、60秒後の電流値から表面抵抗率(SR)を計算した。
受像層側の表面抵抗率の対数値(LogSR)は、8.6であり、裏面側のLogSRは8.2であった。
実施例1における受像層形成用塗布液の固形分濃度を2倍とする以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
実施例1における受像層形成用塗布液の塗工量を17mL/m2とする以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
実施例1における帯電防止層形成用塗布液の導電性粒子の添加量を146質量部、水の添加量を600質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
白色顔料として酸化チタン(PF739(商品名)、石原産業社)を16質量%配合して、厚み100μmの2軸延伸白色PET支持体(以下、白色PETフィルム又は白色PETとも称する。)を作製した。PETフィルムの光沢度(60度)は、99であった。
得られた白色PETフィルムの両面に、それぞれ実施例1と同様にして受像層及び帯電防止層を設け、受像シートを完成させた。受像シートの光沢度(60度)は94であった。
実施例1における帯電防止層形成用塗布液を下記の組成とした以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
・水 730質量部
・ポリオレフィンエマルジョン(アローベース(登録商標)SE1013N、ユニチカ社、固形分20質量%) 15質量部
・アクリルエマルジョン(アクアブリッド(登録商標)AS563、ダイセルファインケム社、固形分28質量%) 10質量部
・オキサゾリン架橋剤(エポクロス(登録商標)WS700、日本触媒社、固形分8質量%) 22質量部
・導電性粒子(TDL−1(商品名)、酸化スズ−酸化アンチモン分散物(Sbドープした粒状SnO2の水分散物)、JEMCO社、固形分17質量%) 181質量部
・界面活性剤(サンデッド(登録商標)BL、三洋化成工業社、固形分3質量%) 21質量部
・界面活性剤(ナロアクティー(登録商標)CL−95、三洋化成工業社、固形分3質量%) 21質量部
実施例1における帯電防止層形成用塗布液を下記の組成とした以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
・水 826質量部
・ポリオレフィンエマルジョン(アローベース(登録商標)SE1013N、ユニチカ社、固形分20質量%) 16質量部
・アクリルエマルジョン(アクアブリッド(登録商標)AS563、ダイセルファインケム社、固形分28質量%) 8質量部
・オキサゾリン架橋剤(エポクロス(登録商標)WS700、日本触媒社、固形分25質量%) 3質量部
・コロイダルシリカ(スノーテックス(登録商標)C、日産化学社、固形分20質量%) 5質量部
・カルナバワックス(セロゾール(登録商標)524、中京油脂社、固形分3質量%) 8質量部
・導電性ポリマー(Orgacon(登録商標)HBS、アグファマテリアルズ社、固形分1.2質量%、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)/ポリスチレンスルフォネート(PSS)) 66質量部
・界面活性剤(ナロアクティー(登録商標)CL95、三洋化成工業社、固形分1質量%) 68質量部
実施例1における受像層の厚みを0.5μmとした以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
実施例1における帯電防止層形成用塗布液の調製において導電性粒子を添加しない以外は、実施例1と同様にして受像シートを完成させた。
特開平11−84707号公報の実施例1と同様にして、受像シートを完成させた。
[集積性]
各例で作製した受像シートを用い、DC1450GAおよびColor1000(富士ゼロックス(株)製)にてそれぞれ10枚のサンプルカラー画像を連続して形成した。
その後、各印刷機からそれぞれ排出された10枚のサンプルの静電気による貼り付き程度について、受像シートの端を手で揃えることが可能かどうかで評価した。
A:良(画像形成前と同様に揃えることができる。)
B:可(軽い貼り付きはあるが揃えることができる。)
C:不可(貼り付いて揃えることができない。)
各例で作製した受像シートを用い、DC1450GAおよびColor1000(富士ゼロックス(株)製)にてそれぞれ1枚のサンプルカラー画像を形成し、爪で画像をこすった。
G:2枚とも画像の剥がれはなかった。
NG:少なくとも1枚の画像が剥がれた。
下記のシアンインクの組成に示す成分を混合した溶液を、ミキサー(シルバーソン社製、L4R)を用いて室温で5,000回転/分にて20分撹拌し、シアンインクを調製した。
調製したシアンインクの粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SA
NGYO CO.LTD製)を用いて測定し、30℃において6mPa・sであった。
調製したシアンインクの表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学(株)製)を用いて測定し、25℃において38mN/mであった。
後述の他のインクの粘度及び表面張力についても、シアンインクと同様の方法で測定した。
・シアン顔料分散物 … 18質量%
(着色剤の分散物、Projet Cyan APD 3000、富士フイルムイメージングカラーラント(株)製、顔料濃度14質量%)
・グリセリン … 8質量%
(水溶性高沸点溶剤、和光純薬工業(株)製、沸点290℃)
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル … 8質量%
(水溶性高沸点溶剤、ハイモールPM 東邦化学工業(株)製、沸点290℃〜310℃)
・オルフィン(登録商標)E1010 … 0.3質量%
(日信化学工業(株)製、界面活性剤)
・自己分散性ポリマー粒子P−1 … 8質量%
(樹脂粒子)
・PVP K−15 … 0.2質量%
(アイエスビー・ジャパン(株)製)
・尿素 … 5質量%
・セロゾール524 … 3質量%
(中京油脂(株)製)
・塩化リチウム … 0.01質量%
・スノーテックス(登録商標)XS … 0.3質量%
(コロイダルシリカ、日産化学工業(株)製)
・CAPSTONE(登録商標) FS−63 … 0.01質量%
(界面活性剤、Dupont社製)
・BYK(登録商標)−024 … 0.01質量%
(消泡剤、ビックケミー・ジャパン(株)製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
上記のシアンインクの作製において用いたシアン顔料分散物を、下記に示す顔料分散物の種類及び量に変更した以外は同様にして、マゼンタインク、イエローインク、及びブラックインクをした。
調製したマゼンタインクの粘度は6mPa・s、表面張力は38mN/mであった。
調製したイエローインクの粘度は6mPa・s、表面張力は38mN/mであった。
調製したブラックインクの粘度は6mPa・s、表面張力は38mN/mであった。
マゼンタ顔料分散物 … 40質量%
(着色剤の分散物、Projet Magenta APD 3000、富士フイルムイメージングカラーラント(株)製、顔料濃度14質量%)
・イエローインク
イエロー顔料分散物 … 25質量%
(着色剤の分散物、Projet Yellow APD 3000、富士フイルムイメージングカラーラント(株)製、顔料濃度14質量%)
・ブラックインク
ブラック顔料分散物 … 21質量%
(着色剤の分散物、Projet Black APD 3000、富士フイルムイメージングカラーラント(株)製、顔料濃度14質量%)
富士フイルム(株)製のJet Press(登録商標)720をプリンターとして用いた。Jet Press(登録商標)720の仕様、及び印刷条件を以下に示す。
・描画方式:シングルパス描画
・画像形成速度:2880枚/hr(線速:30m/min)
・解像度:1200dpi×1200dpi
・インク液滴体積
小滴:2pl、中滴:7pl、大滴:10pl
・印刷システム圧胴搬送系:3つの圧胴上に上流からそれぞれ1)画像記録部、2)インク乾燥処理部が配置されている。各工程の順は上流から1)画像記録→2)乾燥及び定着・乾燥条件
胴温度:70℃、熱風及びカーボンヒーター:70℃、受像層表面温度50℃
・定着温度
胴温度:45℃、熱風:70℃、受像層表面温度50℃
・使用材料
水性インク:上記のイエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク
JetPress(登録商標)のRIPを通した場合には、低濃度側は小滴を使用し、濃度が上がるにしたがって中滴比率が上がっていく構成となっている。
上記の画像形成条件にて、実施例1及び実施例5で作製した各受像シートに対しインクジェット画像を形成した。画像形成後の受像シートについて、前述した電子写真用受像シートの評価と同じ評価方法及び評価基準により、集積性及び定着性の評価を行なった。結果は、いずれの受像シートについても、集積性は「A」、定着性は「G」の評価となった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (10)
- 支持体の少なくとも一方の面上に、前記支持体側から順に、
樹脂を含み、厚みが1μm以上である受像層と、
最外層として、樹脂、並びに、導電性粒子及び導電性ポリマーから選ばれる少なくとも1種の導電性材料を含み、前記受像層よりも厚みが小さい帯電防止層と、
を有する受像シート。 - 前記受像層及び前記帯電防止層が、前記樹脂として、それぞれ、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含み、オキサゾリン架橋剤、エポキシ架橋剤、カルボジイミド架橋剤、及びイソシアネート架橋剤から選ばれる少なくとも1種の架橋剤に由来する架橋構造を有する請求項1に記載の受像シート。
- 前記帯電防止層が前記樹脂として少なくともポリオレフィン樹脂を含み、前記帯電防止層に含まれる前記樹脂のうち前記ポリオレフィン樹脂の含有量が最も多い請求項1又は請求項2に記載の受像シート。
- 前記受像層及び前記帯電防止層を有する側の表面抵抗率が107〜1010Ω/sqである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の受像シート。
- 前記受像層の厚みが1〜10μmであり、前記帯電防止層の厚みが0.01〜1μmである請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の受像シート。
- 前記支持体がポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の受像シート。
- 前記帯電防止層が、前記導電性材料として、SnO2にSbをドーピングした針状粒子を含む請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の受像シート。
- 前記受像層は前記導電性材料を含まないか、又は、前記帯電防止層の単位体積当たりに含まれる前記導電性材料の含有量よりも前記受像層の単位体積当たりに含まれる前記導電性材料の含有量が少ない請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の受像シート。
- 電子写真用途である、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の受像シート。
- インクジェット印刷用途である、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の受像シート。
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