JPWO2018207487A1 - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]いずれも光重合性化合物およびゲル化剤を含有して温度変化により可逆的に相転移する、互いに組成が異なる複数種の活性光線硬化型のインクジェットインクの液滴を、吐出ヘッドのノズルから吐出して記録媒体の表面にそれぞれ着弾させ、前記複数種のインクジェットインクの液滴をいずれもゲル化させる工程と、前記着弾した複数種のインクジェットインクの液滴に、放射線を同時に照射する工程と、を含む、画像形成方法。
[2]前記複数種のインクジェットインクは、光重合開始剤の含有量がインクジェットインクの全質量に対して0.1質量%未満であるインクジェットインクを含む、[1]に記載の画像形成方法。
[3]前記複数種のインクジェットインクは、前記ゲル化剤の含有量がインクジェットインクの全質量に対して0.5質量%以上5.0質量%未満であるインクジェットインクを含む、[1]または[2]に記載の画像形成方法。
[4]前記複数種のインクジェットインクは、主鎖に12個以上の炭素原子を含む直鎖アルキル基を有する脂肪族エステルまたは脂肪族ケトンを前記ゲル化剤として含有するインクジェットインクを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の画像形成方法。
[5]前記放射線は、加速電圧が150kV未満の電子線である、[1]〜[4]のいずれかに記載の画像形成方法。
本発明の一の実施形態は、互いに組成が異なる複数種のゲルインクの液滴を吐出ヘッドのノズルから吐出して記録媒体の表面にそれぞれ着弾させ、上記複数種のゲルインクの液滴をいずれもゲル化させる工程(以下、単に「ゲル化工程」ともいう。)と、上記ゲル化した上記複数種のゲルインクの液滴に放射線を照射して上記複数種のゲルインクの液滴を硬化させる工程(以下、単に「硬化工程」ともいう。)と、を含むインクジェット画像形成方法に係る。
上記ゲルインクは、光重合性化合物およびゲル化剤を含有し、温度変化により可逆的にゾルゲル相転移する活性光線硬化型インクジェットインクである。
光重合性化合物は、活性光線の照射によって重合または架橋反応を生じて重合または架橋し、ゲルインクを硬化させる作用を有する化合物であればよい。光重合性化合物の例には、ラジカル重合性化合物およびカチオン重合性化合物が含まれる。光重合性化合物は、モノマー、重合性オリゴマー、プレポリマーあるいはこれらの混合物のいずれであってもよい。光重合性化合物は、ゲルインク中に1種のみが含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。
ゲル化剤は、常温では固体であるが、加熱すると液体となる有機物である。ゾル化したインクの吐出性および記録媒体に着弾したインクのゲル化によるピニング性を制御しやすくする観点からは、ゲル化剤の融点は、30℃以上150℃未満であることが好ましい。
ゲルインクは、上述した成分以外にも、画像の光沢ムラを顕著に増大しない限りにおいて、光重合開始剤、色材、分散剤、光増感剤、重合禁止剤および界面活性剤などを含むその他の成分をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、ゲルインク中に、1種のみが含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。
光重合開始剤は、上記光重合性化合物がラジカル重合性の官能基を有する化合物であるときは、光ラジカル開始剤を含み、上記光重合性化合物がカチオン重合性の官能基を有する化合物であるときは、光酸発生剤を含む。光重合開始剤は、本発明のインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。光重合開始剤は、光ラジカル開始剤と光酸発生剤の両方の組み合わせであってもよい。
色材には、染料および顔料が含まれる。
赤あるいはマゼンタ顔料の例には、C.I.Pigment Red(以下、単に「PR」ともいう。) 3、PR5、PR19、PR22、PR31、PR38、PR43、PR48:1、PR48:2、PR48:3、PR48:4、PR48:5、PR49:1、PR53:1、PR57:1、PR57:2、PR58:4、PR63:1、PR81、PR81:1、PR81:2、PR81:3、PR81:4、PR88、PR104、PR108、PR112、PR122、PR123、PR144、PR146、PR149、PR166、PR168、PR169、PR170、PR177、PR178、PR179、PR184、PR185、PR208、PR216、PR226、およびPR257、C.I.Pigment Violet(以下、単に「PV」ともいう。) 3、PV19、PV23、PV29、PV30、PV37、PV50、およびPV88、ならびに、C.I.Pigment Orange(以下、単に「PO」ともいう。) 13、PO16、PO20、およびPO36などが含まれる。
青またはシアン顔料の例には、C.I.Pigment Blue(以下、単に「PB」ともいう。) 1、PB15、PB15:1、PB15:2、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PB16、PB17−1、PB22、PB27、PB28、PB29、PB36、およびPB60などが含まれる。
緑顔料の例には、C.I.Pigment Green(以下、単に「PG」ともいう。) 7、PG26、PG36、およびPG50などが含まれる。
黒顔料の例には、C.I.Pigment Black(以下、単に「PBk」ともいう。) 7、PBk26、およびPBk28などが含まれる。
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が含まれる。
インクジェットヘッドからの吐出性をより高める観点からは、ゲルインクの80℃における粘度は3mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。また、着弾して常温に降温した際にインクを十分にゲル化させる観点からは、ゲルインクの25℃における粘度は1000mPa・s以上であることが好ましい。
本工程では、インクジェットヘッドのノズルからゲルインクの液滴を吐出し、記録媒体に着弾させる。ゲルインクは、加熱されてゲル化した状態で吐出され、記録媒体に着弾すると冷却されてゲル化する。
本工程では、上記ゲル化した複数種のゲルインクの液滴に放射線を同時に照射して、上記液滴を硬化させる。
本発明の他の実施形態は、上記方法を実施可能なインクジェット用の画像形成装置に係る。図1は、本実施形態に係るインクジェット用の画像形成装置100の概念を示す側面図である。
インクタンク110は、ゲルインクの色毎に設けられた、吐出前のゲルインクを貯留するタンクである。インクタンク110は、インク流路120を通してゲルインクをインクジェットヘッド130に流通させる際にゲルインクを加熱してゲルインクの粘度を調整するための温度調整手段を備えてもよい。また、インクタンク110は、貯留中のゲルインクを撹拌して成分の沈殿等を抑制するための撹拌羽を備えてもよい。
インク流路120は、インクタンク110とインクジェットヘッド130とを、ゲルインクが流通可能に連通する。インク流路120は、流通中のゲルインクの粘度増加による流通不良を抑制するための温度調整手段を備えてもよい。
インクジェットヘッド130は、ノズル132の吐出口が設けられたノズル面134を、画像を形成する際に搬送部140に対向する面に有しており、搬送部140によって搬送される記録媒体200に対してインクを吐出する。本発明のインクをゾル化して吐出性を高める観点から、インクジェットヘッド130は、ゲルインクの粘度増加による流通不良を抑制するための温度調整手段を有してもよい。
搬送部140は、画像を形成する際に、インクジェットヘッド130の鉛直方向直下において、インクジェットヘッド130に対向する記録媒体200が移動するように、記録媒体200を搬送する。たとえば、搬送部140は、駆動ローラ142および従動ローラ144、ならびに搬送ベルト146を有する。
照射部150は、放射線を照射可能な光源を有し、搬送部140の上面に光源から放射線を照射する。これにより、搬送される記録媒体200上に着弾したインクジェットインクの液滴に活性光線を照射して、液滴を硬化させることができる。照射部150は、インクジェットヘッド130よりも下流側で搬送部140の直上に配設することができる。
酸素濃度調整部160は、照射部150によって活性光線を照射されるときの、記録媒体200のゲルインクが着弾した表面を取り囲む雰囲気の酸素濃度を調整する。
1−1.顔料分散液の調製
9質量部の分散剤、および71質量部の光重合性化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレート上で加熱しながら1時間加熱攪拌溶解した。室温まで冷却した上記溶解液に20質量部の顔料を加えて、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て、ペイントシェーカーで分散処理した。分散処理後、ジルコニアビーズを除去して、シアン顔料分散液、マゼンタ顔料分散液、イエロー顔料分散液およびブラック顔料分散液をそれぞれ調製した。
(分散剤)
BASF社製、efka 7701(「efka」は同社の登録商標)
(多官能の光重合性化合物)
トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%の重合禁止剤を含有)
(シアン顔料)
C.I.Pigment Blue 15:4(大日精化工業株式会社製、クロモファインブルー 6332JC(「クロモファイン」は同社の登録商標))
(マゼンタ顔料)
C.I.Pigment Violet 19とC.I.Pigment Red 202との混晶(BASF社製、CINQUASIA Magenta RT−355D(「CINQUASIA」は同社の登録商標))
(イエロー顔料)
C.I.Pigment Yellow 185(BASF社製、D1155)
(ブラック顔料)
C.I.Pigment Black 7(三菱化学株式会社製、#52)
下記の表1〜表10に記載されたインクの組成にしたがって以下の各成分と前記顔料分散液とを混合して、80℃に加熱して攪拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過して、インクセット1〜インクセット10を構成するイエローインク、マゼンタインク、シアンインクおよびブラックインクをそれぞれ調製した。
顔料分散液Y:上記調製したイエロー顔料分散液
顔料分散液M:上記調製したマゼンタ顔料分散液
顔料分散液C:上記調製したシアン顔料分散液
顔料分散液K:上記調製したブラック顔料分散液
光重合性化合物1:トリプロピレングリコールジアクリレート
光重合性化合物2:EO変性ネオペンチルグリオールジアクリレート
光重合性化合物3:ポリエチレングリコール#600ジアクリレート
光重合性化合物4:3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート
光重合性化合物5:3EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート
ゲル化剤1:12個以上25個以下の炭素原子を含む直鎖アルキル基を有する非重合性のゲル化剤(ジステアリルケトン:花王株式会社製、カオーワックスT1)
ゲル化剤2:12個以上25個以下の炭素原子を含む直鎖アルキル基を有する非重合性のゲル化剤(ステアリン酸ベヘニル:日油株式会社製、WE11)
ゲル化剤3:12個以上25個以下の炭素原子を含む直鎖アルキル基を有する非重合性のゲル化剤(ベヘニルアクリレート:高級アルコール工業株式会社製、ベヘニルアルコール80R)
ゲル化剤4:26個以上の炭素原子を含む直鎖アルキル基を有する非重合性のゲル化剤(炭素数30以上の脂肪族アルコール:ベーカー・ペトロライト社製、UNILIN 350(「UNILIN」はペトロライト コーポレーションの登録商標))
ゲル化剤5:ゲル化剤4とアクリル酸とを反応させて得た重合性のゲル化剤
重合禁止剤:BASF社製、IRGASTAB UV10(「IRGASTAB」は同社の登録商標)
界面活性剤:シリコーン系の界面活性剤(信越化学工業株式会社、KF352)
光重合開始剤:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(BASF社製、IRGACURE 819(「IRGACURE」は同社の登録商標))
KM1800i、コニカミノルタ社製(ノズル数:1776個)を備えたインクジェット用の画像形成装置を用いて、23℃、55%RHの環境下で、インクセット1〜10により画像を形成し、評価した。なお、1枚の画像を形成するための用いたインクの液滴は、すべての液滴の着弾後に、酸素濃度0.5%の雰囲気で、下記のいずれかの照射源から活性光線を照射して、全体を一括で硬化させた。搬送速度は、すべて200mm/sだった。記録媒体は、すべて35℃とした。
記録媒体A:PET(厚み:0.19mm(東レ株式会社製、ルミラーE22))
記録媒体B:コート紙(厚み:0.46mm、坪量:420g/m2(日本製紙株式会社製、アイベストW))
記録媒体C:段ボール(厚み:0.9mm(株式会社クラウン・パッケージ製、マイクロフルート、G段))
EB:以下の条件で電子線を照射した。
吸収線量 60kGy
管電圧 70kV
管電流 1.64mA
照射距離 10mm
波長 385nm
光量 500mJ/cm2
記録媒体Aの表面に自然画(JIS X 9201(2001年)、高精細カラーデジタル標準画像データの「フルーツバスケット」および「カフェテリア」)をA4サイズで形成した。
◎ いずれの画像も光沢は均質である
○ 一方の画像において部分的に光沢が低下した領域が確認されたが、全体の光沢は均質である
△ 両方の画像において部分的に光沢が低下した領域が確認されたが、全体の光沢は均質である
× 両方の画像において光沢が低下した領域が多く確認され、全体の光沢は不均質である
記録媒体Aの表面に、付量が9g/m2である4cm×4cmのベタ画像をイエロー、ブラック、マゼンタ、シアンの順に連続で形成して得られる4cm×16cmのベタ画像を、10枚形成した。
◎ 不快な臭気を感じるパネルはいなかった
○ 1人以上5人以下のパネルが、10枚の画像のいずれかに不快な臭気を感じた
△ 6人以上9人以下のパネルが、10枚の画像のいずれかに不快な臭気を感じた
× 10人以上のパネルが、10枚の画像のいずれかに不快な臭気を感じた
記録媒体A〜記録媒体Cの表面に、付量が9g/m2である4cm×4cmのベタ画像をイエロー、ブラック、マゼンタ、シアンの順に連続で形成して得られる4cm×16cmのベタ画像を形成した。
○ いずれの記録媒体においても、折り曲げ面からの硬化したインクの剥離は確認されなかった
△ いずれかの記録媒体においても、折り曲げ面からの硬化したインクのわずかな剥離が確認された
× いずれかの記録媒体においても、折り曲げ面からの硬化したインクの大きな剥離が確認された
110 インクタンク
120 インク流路
130 インクジェットヘッド
132 ノズル
134 ノズル面
140 搬送部
142 駆動ローラ
144 従動ローラ
146 搬送ベルト
150 照射部
160 酸素濃度調整部
162 排気管
164 供給管
200 記録媒体
Claims (5)
- いずれも光重合性化合物およびゲル化剤を含有して温度変化により可逆的に相転移する、互いに組成が異なる複数種の活性光線硬化型のインクジェットインクの液滴を、吐出ヘッドのノズルから吐出して記録媒体の表面にそれぞれ着弾させ、前記複数種のインクジェットインクの液滴をいずれもゲル化させる工程と、
前記着弾した複数種のインクジェットインクの液滴に、放射線を同時に照射する工程と、
を含む、画像形成方法。 - 前記複数種のインクジェットインクは、光重合開始剤の含有量がインクジェットインクの全質量に対して0.1質量%未満であるインクジェットインクを含む、請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記複数種のインクジェットインクは、前記ゲル化剤の含有量がインクジェットインクの全質量に対して0.5質量%以上5.0質量%未満であるインクジェットインクを含む、請求項1または2に記載の画像形成方法。
- 前記複数種のインクジェットインクは、主鎖に12個以上の炭素原子を含む直鎖アルキル基を有する脂肪族エステルまたは脂肪族ケトンを前記ゲル化剤として含有するインクジェットインクを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記放射線は、加速電圧が150kV未満の電子線である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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