WO2017078079A1 - インクジェット画像形成方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an inkjet image forming method.
- the image forming method based on the ink jet recording method is a method of forming an image by ejecting ink supplied from an ink tank through a flow path from a recording head.
- the ink jet recording method is used for forming various images because an image can be formed easily and inexpensively.
- One of the inks used in the ink jet recording system is actinic ray curable ink. Since the actinic ray curable ink contains a photopolymerizable compound, the ink component can be cured by irradiating actinic rays such as ultraviolet rays to polymerize the photopolymerizable compound.
- actinic ray curable ink contains a photopolymerizable compound
- the ink component can be cured by irradiating actinic rays such as ultraviolet rays to polymerize the photopolymerizable compound.
- actinic rays are irradiated to cure the actinic ray curable ink droplets that have landed on the recording medium.
- heat is generated from a light source of an apparatus for irradiating actinic rays.
- a suction port is provided below the light source to introduce air into the light irradiation device, and the introduced air is discharged from the discharge port provided above the light source to the outside of the light irradiation device. Therefore, an image recording apparatus that cools a light source with an air flow is known (Patent Document 1).
- a shrink film is a material that may shrink under the influence of heating performed to improve the quick drying and fixing properties of ink during printing.
- a recording head There is known an apparatus for heating or cooling a recording medium from the back side by providing heating means on the upstream side and cooling means on the downstream side below the conveying means, respectively (Patent Document 3).
- JP 2005-103845 A Japanese Patent No. 4360441 JP 2004-130705 A
- impurities contained in the ink and low molecular weight components such as decomposition products generated by actinic ray irradiation are volatilized by the heat of polymerization. Volatilized low molecular weight components cause odor and contaminate the inside of the apparatus. In particular, when a low molecular weight component adheres to the light source, the amount of light is reduced and ink curing failure occurs.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ink jet image forming method that solves the problem caused by polymerization heat that occurs when an actinic ray curable ink is cured.
- an inkjet image forming method using an actinic ray curable ink containing a photopolymerizable compound (A) a step of ejecting droplets of actinic ray curable ink from a recording head and landing on the recording medium; and (b) a droplet of actinic ray curable ink landed on the recording medium from a light irradiation device.
- Irradiating actinic rays and curing ink droplets At least in the step (b), an air stream having an air volume of 0.2 m / s to 5 m / s is sprayed on the actinic ray curable ink landed on the recording medium in the step (a), and the sprayed air stream is
- An ink jet image forming method comprising: circulating between a light irradiation device and the recording medium; sending the air flow thus circulated to a low molecular weight component removing unit; [2] the temperature T 2 of the immediately following recording medium of step (b), so that the temperature within the temperature range represented by the following formula (1), the air flow to the active ray curable ink described above landed.
- T 2 (T 1 ⁇ 30 ° C.) to (T 1 + 5 ° C.) (1)
- T 1 is the temperature of the recording medium immediately before ink landing
- T 2 is the temperature of the recording medium immediately after light irradiation.
- the low molecular weight component is removed so that the numerical value measured with the odor sensor XP329-3R manufactured by New Cosmos Electric Co., Ltd. in an environment at room temperature of 25 ° C. is 300 or less in the air flow discharged out of the image forming apparatus.
- the inkjet image forming method according to [1] or [2], wherein [4] The recording head according to any one of [1] to [3], wherein the recording head is a line type recording head, and the transport speed in the transport direction of the recording medium is 500 mm / s or more and 1500 mm / s or less.
- An inkjet image forming method according to any one of the above.
- the actinic ray curable ink further comprises a gelling agent, and is a sol-gel phase transition ink having a sol-gel phase transition temperature of 40 ° C. or higher and lower than 100 ° C.
- the inkjet image forming method in any one of.
- the present invention it is possible to continuously print a large amount of printed matter without causing deterioration of the image quality of the printed matter by suppressing the temperature rise of the recording medium and at the same time suppressing the decrease in the amount of light due to the contamination in the apparatus, particularly the contamination of the light source. Can be printed. Further, by suppressing the odor generated during printing, the working environment is improved.
- FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a rotary drum type inkjet recording apparatus. It is a schematic diagram for showing arrangement
- the inkjet image forming method of the present invention is an inkjet image forming method using an actinic ray curable ink containing a photopolymerizable compound, (A) a step of ejecting an actinic ray curable ink from a recording head and landing on the recording medium; and (b) irradiating the actinic ray curable ink droplets which have landed on the recording medium with an actinic ray. It is a method including the step of curing a droplet.
- step (a) actinic ray curable ink droplets are ejected from an inkjet head and landed on a recording medium.
- the ink to be used is not particularly limited as long as it contains a photopolymerizable compound and can be cured with actinic rays.
- the photopolymerizable compound is a compound that is crosslinked or polymerized by actinic rays described later.
- the photopolymerizable compound is a radically polymerizable compound or a cationically polymerizable compound, preferably a radically polymerizable compound.
- the radical polymerizable compound is a compound (monomer, oligomer, polymer or mixture thereof) having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization.
- a radically polymerizable compound may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
- Examples of the compound having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization include an unsaturated carboxylic acid and a salt thereof, an unsaturated carboxylic acid ester compound, an unsaturated carboxylic acid urethane compound, an unsaturated carboxylic acid amide compound and an anhydride thereof, Examples include acrylonitrile, styrene, unsaturated polyester, unsaturated polyether, unsaturated polyamide, and unsaturated urethane.
- Examples of the unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid and the like.
- the radically polymerizable compound is preferably an unsaturated carboxylic acid ester compound, and more preferably (meth) acrylate.
- the (meth) acrylate may be not only a monomer described later but also an oligomer, a mixture of a monomer and an oligomer, a modified product, an oligomer having a polymerizable functional group, and the like.
- Examples of (meth) acrylates include isoamyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) Acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, butoxyethyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, Methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypropylene glycol (meth) acrylate, phenoxyethyl (meta Acrylate, t
- (meth) acrylate is stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tetraethylene glycol di ( (Meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate and the like are preferable.
- (Meth) acrylate may be a modified product.
- modified products include ethylene oxide-modified (meth) acrylates such as ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate and ethylene oxide-modified pentaerythritol tetraacrylate; caprolactone modifications such as caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate (Meth) acrylates; and caprolactam-modified (meth) acrylates such as caprolactam-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
- Preferred examples of the (meth) acrylate compound include (1) a trifunctional or higher functional methacrylate having 3 to 14 structures represented by (—C (CH 3 ) H—CH 2 —O—) in the molecule, or Examples thereof include acrylate compounds, and (2) bifunctional or higher methacrylate or acrylate compounds having a cyclic structure in the molecule.
- These (meth) acrylate compounds have high photocurability and little shrinkage when cured. Furthermore, since these (meth) acrylate compounds have relatively high hydrophobicity and are excellent in solubility of the gelling agent, the reproducibility of the sol-gel phase transition is high.
- a trifunctional or higher functional methacrylate or acrylate compound having 3 to 14 structures represented by (—C (CH 3 ) H—CH 2 —O—) in the molecule includes, for example, 3 or more A hydroxyl group of a compound having a hydroxyl group is modified with propylene oxide, and the resulting modified product is esterified with (meth) acrylic acid.
- Specific examples of this compound include 3PO-modified trimethylolpropane triacrylate Photo 4072, 3PO-modified trimethylolpropane triacrylate Miramer M360 Etc. are included.
- the bifunctional or higher functional methacrylate or acrylate compound having a cyclic structure in the molecule is obtained by esterifying the hydroxyl group of a compound having two or more hydroxyl groups and tricycloalkane with (meth) acrylic acid. is there.
- Specific examples of this compound include Tricyclodecane dimethanol diacrylate NK ester A-DCP, Tricyclodecane dimethanol dimethacrylate NK ester DCP Etc. are included.
- (meth) acrylate compounds include 1,10-decanediol dimethacrylate, NK ester DOD-N, and the like.
- a preferable photopolymerizable compound may further contain a photopolymerizable compound other than the (meth) acrylate compound.
- 4EO modified hexanediol diacrylate CD561, manufactured by Sartomer
- 3EO modified trimethylolpropane triacrylate SR454, manufactured by Sartomer
- 4EO modified pentaerythritol tetraacrylate SR494, manufactured by Sartomer
- 6EO modified trimethylolpropane SR454, manufactured by Sartomer
- Triacrylate (SR499, manufactured by Sartomer); caprolactone acrylate (SR495B, manufactured by Sartomer); polyethylene glycol diacrylate (NK ester A-400, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), (NK ester A-600, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) ); Polyethylene glycol dimethacrylate (NK ester 9G, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), (NK ester 14G, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.); tetraethylene Recall diacrylate (V # 335HP, manufactured by Osaka Organic Chemical Co.); Stearyl acrylate (STA, manufactured by Osaka Organic Chemical Co.); Phenol EO modified acrylate (M144, manufactured by Miwon); Nonylphenol EO modified acrylate (M166, manufactured by Miwon) Etc. are included.
- the (meth) acrylate may be a polymerizable oligomer, and examples of such a polymerizable oligomer include an epoxy (meth) acrylate oligomer, an aliphatic urethane (meth) acrylate oligomer, and an aromatic urethane (meth) acrylate oligomer. , Polyester (meth) acrylate oligomers, linear (meth) acrylic oligomers, and the like.
- the cationically polymerizable compound can be an epoxy compound, a vinyl ether compound, an oxetane compound, or the like.
- a cationically polymerizable compound may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
- the epoxy compound is an aromatic epoxide, an alicyclic epoxide, an aliphatic epoxide, or the like, and an aromatic epoxide or an alicyclic epoxide is preferable in order to increase curability.
- the aromatic epoxide may be a di- or polyglycidyl ether obtained by reacting a polyhydric phenol or an alkylene oxide adduct thereof with epichlorohydrin.
- examples of the polyhydric phenol to be reacted or its alkylene oxide adduct include bisphenol A or its alkylene oxide adduct.
- the alkylene oxide in the alkylene oxide adduct can be ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
- the alicyclic epoxide can be a cycloalkane oxide-containing compound obtained by epoxidizing a cycloalkane-containing compound with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid.
- the cycloalkane in the cycloalkane oxide-containing compound can be cyclohexene or cyclopentene.
- the aliphatic epoxide can be a di- or polyglycidyl ether obtained by reacting an aliphatic polyhydric alcohol or an alkylene oxide adduct thereof with epichlorohydrin.
- the aliphatic polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, alkylene glycol such as 1,6-hexanediol, and the like.
- the alkylene oxide in the alkylene oxide adduct can be ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
- vinyl ether compounds include ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, octadecyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, cyclohexanedimethanol monovinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, isopropenyl ether.
- -Monovinyl ether compounds such as o-propylene carbonate, dodecyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, octadecyl vinyl ether; Diethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, etc. Or a trivinyl ether compound etc. are contained. Of these vinyl ether compounds, di- or trivinyl ether compounds are preferred in view of curability and adhesion.
- An oxetane compound is a compound having an oxetane ring, and examples thereof include oxetane compounds described in JP-A Nos. 2001-220526, 2001-310937, and JP-A-2005-255821.
- the compound represented by the general formula (1) described in paragraph No. 0089 of JP-A No. 2005-255821 the compound represented by the general formula (2) described in paragraph No. 0092 of the same publication
- the paragraph Examples include a compound represented by general formula (7) of number 0107, a compound represented by general formula (8) of paragraph number 0109, a compound represented by general formula (9) of paragraph number 0116, and the like.
- the general formulas (1), (2), (7) to (9) described in JP-A-2005-255821 are shown below.
- the content of the photopolymerizable compound in the actinic ray curable ink is preferably 1 to 97% by mass, and more preferably 30 to 95% by mass.
- the actinic ray curable ink may further contain a photopolymerization initiator.
- the photopolymerization initiator includes a radical photopolymerization initiator and a cationic photopolymerization initiator, and the radical photopolymerization initiator includes an intramolecular bond cleavage type and an intramolecular hydrogen abstraction type.
- intramolecular bond cleavage type photopolymerization initiators include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2 -Hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4 Acetophenones such as -thiomethylphenyl) propan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone; benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether and benzoin isopropyl ether; 2 , 4,6-Trimethylbenzoindiphenylphosphine oxy Acylphosphine oxide, such as de; as benzyl and methyl,
- intramolecular hydrogen abstraction type photopolymerization initiators examples include benzophenone, methyl 4-phenylbenzophenone o-benzoylbenzoate, 4,4′-dichlorobenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl-4′-methyl-diphenyl Benzophenones such as sulfide, acrylated benzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone; 2-isopropylthioxanthone, 2,4 -Thioxanthone series such as dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone; Aminobenzophenone series such as Michler's ketone, 4,4'-diethylaminobenzophenone; 10-butyl-2-chloroacridone
- cationic photopolymerization initiators examples include photoacid generators.
- a chemically amplified photoresist or a compound used for photocationic polymerization is used (edited by Organic Electronics Materials Research Group, “Organic Materials for Imaging”, Bunshin Publishing (1993), 187-192. Page).
- the content of the photopolymerization initiator in the actinic ray curable ink is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, although it depends on the type of actinic ray or photopolymerizable compound.
- the actinic ray curable ink may further contain a photopolymerization initiator auxiliary agent or a polymerization inhibitor, if necessary.
- the photopolymerization initiator assistant may be a tertiary amine compound, preferably an aromatic tertiary amine compound.
- aromatic tertiary amine compounds include N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid isoamyl ethyl ester, N, N-dihydroxyethylaniline, triethylamine, N, N-dimethylhexylamine and the like are included.
- N, N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester and N, N-dimethylamino-p-benzoic acid isoamyl ethyl ester are preferred. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
- polymerization inhibitors include (alkyl) phenol, hydroquinone, catechol, resorcin, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, pyrogallol, 1,1-picrylhydrazyl, phenothiazine, p-benzoquinone , Nitrosobenzene, 2,5-di-t-butyl-p-benzoquinone, dithiobenzoyl disulfide, picric acid, cupron, aluminum N-nitrosophenylhydroxylamine, tri-p-nitrophenylmethyl, N- (3-oxyanilino- 1,3-dimethylbutylidene) aniline oxide, dibutylcresol, cyclohexanone oxime cresol, guaiacol, o-isopropylphenol, butyraloxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime
- the actinic ray curable ink used in the present invention is preferably a sol-gel phase transition ink further containing a gelling agent (hereinafter often referred to as “gel ink”).
- gel inks are likely to cause problems such as heat accumulation in the conveying means because the emission temperature is set high in order to be ejected from the recording head in a sol state. Further, since the ejection temperature is high, the gel ink has more low molecular weight components to be released.
- the gelling agent in the sol-gel phase transition type ink is at least 1) dissolved in the photopolymerizable compound at a temperature higher than the gelation temperature, and 2) crystallized in the ink at a temperature lower than the gelation temperature. ,is required.
- the gelling agent When the gelling agent is crystallized in the ink, it is preferable that a plate crystal which is a crystallized product of the gelling agent forms a space three-dimensionally enclosed, and the photopolymerizable compound is included in the space.
- the structure in which the photopolymerizable compound is encapsulated in the space three-dimensionally surrounded by the plate crystal is sometimes referred to as “card house structure”.
- the card house structure is formed, the liquid photopolymerizable compound can be held and ink droplets can be pinned. Thereby, coalescence of droplets can be suppressed.
- the photopolymerizable compound dissolved in the ink and the gelling agent are compatible.
- the photopolymerizable compound dissolved in the ink and the gelling agent are phase-separated, it may be difficult to form a card house structure.
- preferred gelling agents include aliphatic ketone compounds such as 18-pentatriacontanone and 16-hentriacontanone (for example, Kao Wax T1 manufactured by Kao Corporation); cetyl palmitate, stearyl stearate, behen Aliphatic monoester compounds such as behenyl acid (eg UNISTA-M-2222SL (manufactured by NOF Corporation), EXPARAL SS (manufactured by Kao Corporation, melting point 60 ° C.), EMALEX CC-18 (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd.), Amreps PC (manufactured by Higher Alcohol Industry Co., Ltd.), EXCEPARL MY-M (manufactured by Kao Corporation), SPALM ACETI (manufactured by NOF Corporation), EMALEX CC-10 (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd.)); N-lauroyl-L- Gluta
- N-deposition such as N-stearyl stearamide, N-oleyl palmitate Fatty acid amides; special fatty acid amides such as N, N′-ethylenebisstearylamide, N, N′-ethylenebis-12-hydroxystearylamide, and N, N′-xylylenebisstearylamide; dodecylamine, tetradecylamine Or higher amines such as octadecylamine; fatty acid ester compounds such as stearyl stearic acid, oleyl palmitic acid, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, ethylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester (for example, manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd.) EMALLEX series, Riken Vitamin Riquemar series,
- the gelling agent is preferably an aliphatic ketone or a fatty acid ester.
- the aliphatic diketone as the gelling agent is, for example, a compound represented by the following general formula (G1).
- R1 and R2 are each independently an aliphatic hydrocarbon group containing a straight chain portion having 9 to 25 carbon atoms.
- the aliphatic hydrocarbon group can be a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group.
- the compound in which R1 and R2 in the general formula (1) are saturated aliphatic hydrocarbon groups are saturated aliphatic hydrocarbon groups.
- the melting point is often higher than the melting point of the compound in which R1 and R2 in the general formula (1) are unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, and the gelation temperature of the ink tends to increase.
- the saturated aliphatic hydrocarbon group may be a branched or straight chain aliphatic hydrocarbon group, but in order to obtain high crystallinity, a straight chain saturated aliphatic hydrocarbon group (straight chain alkylene) is preferable. Group).
- the number of carbon atoms in the straight chain portion contained in the aliphatic hydrocarbon group is less than 9, it does not function as a gelling agent because it does not have sufficient crystallinity. It is not possible to form a sufficient space for enclosing the sex compound.
- the number of carbon atoms in the straight chain portion contained in the aliphatic hydrocarbon group exceeds 25, the melting point becomes too high, and the gelling agent will not dissolve in the ink unless the ink ejection temperature is increased. .
- the above-mentioned card house structure can be formed while having the crystallinity necessary as a gelling agent, and the melting point Is not too high.
- the number of carbon atoms in the straight chain portion contained in the aliphatic hydrocarbon group of R1 and R2 is preferably 11 or more and less than 23. Therefore, R1 and R2 are particularly preferably a linear saturated aliphatic hydrocarbon group (straight chain alkylene group) having 11 to 23 carbon atoms.
- Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a straight chain portion having 9 to 25 carbon atoms include docosanyl group (C22), icosanyl group (C20), octadecanyl group (C18), heptadecanyl group (C17), hexadecanyl group ( C16), pentadecanyl group (C15), tetradecanyl group (C14), tridecanyl group (C13), dodecanyl group (C12), undecanyl group (C11), decanyl group (C10) and the like.
- the fatty acid ester as a gelling agent is, for example, a compound represented by the following general formula (G2).
- R3 and R4 are each independently an aliphatic hydrocarbon group containing a straight chain portion having 9 to 26 carbon atoms.
- the aliphatic hydrocarbon group may be a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, but is preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group (alkylene group).
- the saturated aliphatic hydrocarbon group may be a branched or straight-chain saturated aliphatic hydrocarbon group, but in order to obtain a certain level of crystallinity, preferably a straight-chain saturated aliphatic hydrocarbon group Group (straight chain alkylene group).
- the above-mentioned card house structure can be formed while having a melting point, and the melting point is not too high.
- the number of carbon atoms of the straight chain portion contained in the aliphatic hydrocarbon group of R3 is 11 or more and less than 23, and R4
- the number of carbon atoms in the straight chain portion contained in the aliphatic hydrocarbon group is preferably 12 or more and less than 24. Therefore, it is particularly preferable that R3 is a linear alkylene group having 11 to 23 carbon atoms, and R4 is a linear alkylene group having 12 to 24 carbon atoms.
- Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a straight chain portion having 9 to 26 carbon atoms are the same as the aliphatic hydrocarbon group containing a straight chain portion having 9 to 25 carbon atoms in the above formula (G1). Is included.
- the gelling agent content in the gel ink is preferably 1% by mass or more and less than 15% by mass, more preferably 1% by mass or more and less than 7% by mass, and more preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less. More preferably it is.
- the sol-gel phase transition temperature (that is, gelation temperature (Tgel)) is 40 ° C. or higher and lower than 100 ° C., preferably 45 It is not lower than 70 ° C. If the gelation temperature of the ink exceeds 100 ° C., gelation is likely to occur during ejection, resulting in poor ejection properties. If the gelation temperature is less than 40 ° C., the ink does not gel immediately after landing on the recording medium.
- the gelation temperature of the ink can be determined from the temperature change of the dynamic viscoelasticity of the ink measured with a rheometer. Specifically, the ink is heated to 100 ° C., cooled to 20 ° C. under conditions of a shear rate of 11.7 / s and a temperature decrease rate of 0.1 ° C./s, and a temperature change curve of the viscosity is created. The temperature of 200 mPa ⁇ s is the gelation temperature.
- the actinic ray curable ink used in the present invention may further contain a coloring material as necessary.
- the coloring material can be a dye or a pigment, but is preferably a pigment because it has good dispersibility with respect to the components of the ink and is excellent in weather resistance.
- the pigment is not particularly limited, and may be, for example, an organic pigment or an inorganic pigment having the following numbers described in the color index.
- red or magenta pigments examples include 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, and the like.
- Examples of blue or cyan pigments include PigmentBlue® 1, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 17-1, 22, 27, 28, 29, 36, 60 etc. are included.
- Examples of green pigments include Pigment Green 7, 26, 36, 50.
- Examples of yellow pigments include 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 and the like are included.
- Examples of black pigments include Pigment Black 7, 7, 26, and the like.
- Examples of commercially available pigments include chromofine yellow 2080, 5900, 5930, AF-1300, 2700L, chromofine orange 3700L, 6730, chromofine scarlet 6750, chromofine magenta 6880, 6886, 6891N, 6790, 6887, chromo Fine Violet RE, Chromo Fine Red 6820, 6830, Chromo Fine Blue HS-3, 5187, 5108, 5197, 5085N, SR-5020, 5026, 5050, 4920, 4927, 4937, 4824, 4933GN-EP, 4940, 4773, 5205, 5208, 5214, 5221, 5000P, Chromofine Green 2GN, 2GO, 2G-550D, 5310, 5370, 6830, Chromofine Rack A-1103, Seika Fast Yellow 10GH, A-3, 2035, 2054, 2200, 2270, 2300, 2400 (B), 2500, 2600, ZAY
- the pigment can be dispersed by, for example, a ball mill, sand mill, attritor, roll mill, agitator, Henschel mixer, colloid mill, ultrasonic homogenizer, pearl mill, wet jet mill, paint shaker, or the like.
- the pigment is dispersed such that the volume average particle diameter of the pigment particles is preferably 0.08 to 0.5 ⁇ m, and the maximum particle diameter is preferably 0.3 to 10 ⁇ m, more preferably 0.3 to 3 ⁇ m. It is preferable.
- the dispersion of the pigment is adjusted according to the selection of the pigment, the dispersant, and the dispersion medium, the dispersion conditions, the filtration conditions, and the like.
- the actinic ray curable ink may further contain a dispersant in order to enhance the dispersibility of the pigment.
- the dispersant include a hydroxyl group-containing carboxylic acid ester, a salt of a long chain polyaminoamide and a high molecular weight acid ester, a salt of a high molecular weight polycarboxylic acid, a salt of a long chain polyaminoamide and a polar acid ester, a high molecular weight unsaturated acid ester , Polymer copolymer, modified polyurethane, modified polyacrylate, polyether ester type anionic activator, naphthalene sulfonic acid formalin condensate salt, aromatic sulfonic acid formalin condensate salt, polyoxyethylene alkyl phosphate ester, polyoxyethylene Nonylphenyl ether, stearylamine acetate and the like are included.
- Examples of commercially available dispersants include Avecia's Solsperse series and
- the actinic ray curable ink may further contain a dispersion aid as necessary.
- the dispersion aid may be selected according to the pigment.
- the total amount of the dispersing agent and the dispersing aid is preferably 1 to 50% by mass with respect to the pigment.
- the actinic ray curable ink may further include a dispersion medium for dispersing the pigment as necessary.
- a solvent may be included in the ink as a dispersion medium, in order to suppress the residual solvent in the formed image, a photopolymerizable compound as described above (particularly a monomer having a low viscosity) is used as the dispersion medium. Is preferred.
- the dye can be an oil-soluble dye or the like.
- oil-soluble dyes include the following various dyes.
- magenta dyes include MSMagenta VP, MS Magenta HM-1450, MS Magenta HSo-147 (above, manufactured by Mitsui Toatsu), AIZENSOT ⁇ Red-1, AIZEN SOT Red-2, AIZEN SOTRed-3, AIZENSOT Pink 1.
- cyan dyes examples include MS Cyan HM-1238, MS Cyan HSo-16, Cyan HSo-144, MS Cyan VPG (above, Mitsui Toatsu), AIZENSOT Blue-4 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), RESOLINBR .
- Blue FB-LL 330% manufactured by Bayer Japan
- KAYASETYBlue FR KAYASET Blue N
- Blue GL-5200 Light Blue BGL-5 200 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), DAIWA Blue 7000, Olesol Fast Blue GL (above, Daiwa Kasei), DIARESINBlue P (manufactured by Mitsubishi Kasei), SUDABlu NEOPEN Blue 808, ZAPON Blue806 (above, manufactured by BASF Japan Ltd.) and the like are included.
- yellow dyes examples include MS Yellow HSm-41, Yellow KX-7, Yellow EX-27 (Mitsui Toatsu), AIZENSOT Yellow-1, AIZENSOT YelloW-3, AIZENSOT Yellow-6 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) ), MACROLEX Yellow 6G, MACROLEXFLUOR.
- Yellow 10GN (above, Bayer Japan), KAYASETYello SF-G, KAYASETYello2G, KAYASET YellowA-G, KAYASET YellowE-G (above, made by Nippon Kayaku), DAIWADAYellow 330HB (Daiwa Kasei 330HB) (Manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.), SUDANYello® 146, NEOPEN® Yellow® 075 (above, manufactured by BASF Japan Ltd.) and the like.
- black dyes examples include MS Black VPC (Mitsui Toatsu), AIZEN SOT Black-1, AIZEN SOT Black-5 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), RESORN Black GSN 200%, RESOLINBlackBS (above, Bayer) Japan)), KAYASET Black A-N (Nippon Kayaku), DAIWA Black MSC (Daiwa Kasei), HSB-202 (Mitsubishi Kasei), NEPTUNEBlack X60, NEOPEN Black X58 (above, BASF Japan) Manufactured) and the like.
- the content of the pigment or dye is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.4 to 10% by mass with respect to the actinic ray curable ink. This is because if the content of the pigment or dye is too small, the color of the resulting image is not sufficient, and if it is too large, the viscosity of the ink increases and the jetting property decreases.
- the actinic ray curable ink may further contain other components as necessary.
- Other components may be various additives, other resins, and the like.
- the additive include a surfactant, a leveling additive, a matting agent, an ultraviolet absorber, an infrared absorber, an antibacterial agent, and a basic compound for enhancing the storage stability of the ink.
- basic compounds include basic alkali metal compounds, basic alkaline earth metal compounds, basic organic compounds such as amines, and the like.
- other resins include resins for adjusting the physical properties of the cured film, such as polyester resins, polyurethane resins, vinyl resins, acrylic resins, and rubber resins.
- the actinic ray curable ink can be obtained by mixing the above-mentioned photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and optionally a gelling agent, a coloring material, and other optional components under heating. it can. It is preferable to filter the obtained liquid mixture with a predetermined filter.
- step (a) of the method of the present invention the actinic ray curable ink as described above is ejected from the recording head and landed on the recording medium.
- the ink jet recording head that discharges actinic ray curable ink is not particularly limited.
- continuous methods such as charge modulation method, micro dot method, charge jet control method and ink mist method, on-demand method such as stemme method, pulse jet method, bubble jet (registered trademark) method and electrostatic suction method, etc.
- More specific recording heads include a serial method and a line method.
- the serial print head is scanned in the main scanning direction (carriage movement direction) by driving the carriage, and the recording medium is intermittently conveyed in the conveyance direction (sub-scanning direction) orthogonal to the main scanning direction.
- the line system ink discharge nozzles for each color are provided in a line shape across the width direction of the printer (the direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium).
- black (Bk), yellow (Y), magenta (M), discharge nozzles such as cyan (C) are provided in a line.
- ink is ejected onto a continuously conveyed recording medium.
- the conveyance speed of a recording medium 500 mm / s or more and 1500 mm / s or less are preferable, and 700 mm / s or more and 1000 mm / s or less are more preferable.
- the conveyance speed is 500 mm / s or more and 1500 mm / s or less, mass production is possible while maintaining high image quality.
- the ink to be used is a gel ink
- the head equipped in the ink jet recording apparatus is equipped with a heating device, and the ink viscosity is increased by heating the ink. You may discharge
- the heating temperature of the ink is preferably 45 to 150 ° C, more preferably 50 to 70 ° C. If the heating temperature of the ink is less than 45 ° C., the viscosity of the ink may not be lowered, and if it exceeds 150 ° C., the ink may be cured.
- the heating temperature of the ink is determined in consideration of the curability of the photopolymerizable compound or the photopolymerization initiator with respect to heat, and is set lower than the temperature at which curing starts with heat.
- Examples of a method for heating actinic ray curable ink to a predetermined temperature include an ink tank constituting a head carriage, an ink supply system such as a supply pipe and an anterior chamber ink tank immediately before the head, a pipe with a filter, and a piezo head.
- a method is included in which at least one of them is heated to a predetermined temperature by any one of a panel heater, a ribbon heater, and warm water.
- the amount of droplets of the actinic ray curable ink when ejected is preferably 2 pL or more and 20 pL or less.
- the recording media used in the image forming method of the present invention are all applicable to printing paper and a wide range of synthetic resins that have been used in various applications.
- plain paper used for copying high-quality paper used for offset printing
- coated paper paper recording media such as art paper, and coated paper with both sides coated with resin
- various non-absorbable plastics and films thereof used for soft packaging such as various types of laminated paper, synthetic paper and thin cardboard.
- plastic films include PET film, OPS film, OPP film, ONY film, PVC film, PE film, TAC film and the like.
- metals, glass, and the like may be used as the recording medium.
- the conveying means such as a conveying table
- the recording medium may be heated depending on the gelation temperature of the actinic radiation curable ink used.
- the temperature of the recording medium is 35 ° C. to 80 ° C., preferably 35 ° C. to 60 ° C.
- the recording medium may be heated with various heaters or heating rollers that heat the recording medium, or may be heated with a lamp that heats the recording medium in a non-contact manner.
- the recording medium since the recording medium is cooled from the surface of the recording medium by the air flow in the step (b), the recording medium is preferably heated from the back surface.
- Step (b) In the ink jet image forming method of the present invention, after the step (a) described above, the actinic ray curable ink droplets that have landed on the recording medium are irradiated with actinic rays to produce an ink liquid. Step (b) for curing the drop is performed. Further, at least in step (b), an air stream is sprayed on the actinic ray curable ink landed on the recording medium in step (a), and the sprayed air stream is circulated between the light irradiation device and the recording medium, and The circulated air flow is discharged out of the apparatus through the low molecular weight component removing means.
- Examples of the actinic rays used in the step (b) of the present invention include ultraviolet rays, near ultraviolet rays, natural light (including filter cut products), etc., but ultraviolet rays are preferred.
- Examples of ultraviolet irradiation light sources include mercury lamps, ultraviolet lamps, metal halide lamps, excimer lasers, ultraviolet lasers, cold cathode tubes, hot cathode tubes, black lights, LEDs (light emitting diodes), and the like.
- a metal halide lamp, a cold cathode tube, a hot cathode tube, a mercury lamp, an ultraviolet lamp or a black light is preferable, and an LED is particularly preferable because of its long life and low cost.
- the output of the ultraviolet lamp is preferably 50 to 280 W / cm, more preferably 80 to 200 W / cm.
- the output of the ultraviolet lamp is less than 50 W / cm, the ink tends not to be cured sufficiently due to the peak intensity of ultraviolet rays and insufficient accumulated light amount.
- the output exceeds 280 W / cm, the colored medium is deformed or melted by the heat of the ultraviolet lamp. In addition, the cured film of the ink tends to deteriorate.
- the ultraviolet irradiation time is preferably 0.1 to 20 seconds, more preferably 0.5 to 10 seconds.
- the irradiation time of the ultraviolet lamp is longer than 20 seconds, the coloring medium tends to be deformed or melted by the heat of the ultraviolet lamp, and the cured film of the ink tends to be deteriorated.
- the UV curable ink tends to be insufficiently cured.
- the conveyance means for conveying the recording medium may be a drum type or a flat bed type, but the above-described heat storage of the conveyance table is particularly noticeable in the drum type. Therefore, when the image forming method of the present invention is used in an image forming apparatus using a drum-type transport unit, a higher effect can be exhibited.
- irradiation with actinic rays causes the polymerization initiator in the ink to decompose and volatilize, or impurities originally contained in the ink volatilize, so that the concentration of low molecular weight components in the apparatus increases.
- a volatile low molecular weight component may cause deterioration of the working environment due to odor, cause odor of printed matter, or contaminate the inside of the apparatus.
- the amount of light is reduced and ink curing failure tends to occur.
- an air stream is sprayed on the actinic ray curable ink landed on the recording medium, and the sprayed air stream is combined with the recording light irradiation device and the above-described air stream. Distribute between recording media. In this way, the actinic radiation curable ink that has landed on the recording medium is cooled, and the low molecular weight component is removed from between the recording medium and the light source by the air flow, thereby making it difficult to cause contamination of the light source.
- the air flow is sent to the low molecular weight component removing means to remove the low molecular weight component from the air flow, and then discharged from the image forming apparatus, thereby deteriorating the working environment due to the odor discharged from the apparatus. And odor of printed matter can be prevented.
- air may be introduced from the suction port provided in the image forming apparatus, and the air may be discharged from the discharge port.
- air may be introduced into the apparatus from outside the apparatus through a suction duct, and the air may be discharged through the discharge duct.
- air is introduced from a duct provided immediately before the light source, and air is discharged from the duct provided immediately after the light source, whereby the air flow is changed between the light irradiation device and the recording medium. It is possible to cool the actinic ray curable ink that has been distributed between the two and landed on the recording medium.
- the amount of air flow used for cooling in the present invention is 0.2 m / s to 5.0 m / s, preferably 0.5 m / s to 2.0 m / s, more preferably 0.8 m / s. ⁇ 1.2 m / s.
- the air volume is preferably adjusted as appropriate according to the type of ink, the amount of light emitted, the amount of heat generated during curing by the light source, and the like.
- the preferable air volume is 0.8 m / s to 1.5 m / s.
- the preferable air volume is 0.5 m / s.
- the air volume is less than 0.2 m / s, the recording medium is not sufficiently cooled, the viscosity of the ink is not sufficiently increased, oxygen tends to be mixed into the droplets from the ink surface, and the ink curability is reduced by oxygen inhibition. descend. Further, the removal of the low molecular weight component becomes insufficient, the light source is contaminated by the low molecular weight component, the curability of the ink is lowered, and the odor is likely to be generated in the printed matter.
- the air volume exceeds 5 m / s, the ink that has landed but has not been cured is affected by the air flow, and the ink flow tends to occur.
- the air volume is measured with a hot-wire anemometer (for example, AM-4204 manufactured by FUSO Corporation) provided immediately before the light source.
- the air volume can be controlled by installing a fan at the inlet and / or outlet.
- the number of fans can be increased or decreased, and a shutter or damper can be provided at the air vent, and the air volume can be adjusted by opening and closing the fan. It can also be adjusted by increasing or decreasing the rotational speed of the fan.
- the inverter motor By using the inverter motor, it is possible to variably control the rotational speed of the fan, and it is also possible to finely control the air volume according to the type of ink and recording medium, printing conditions, and the like.
- the speed of the blower can be increased to increase the air volume by connecting the motor and the blower with a V-belt and changing the diameter of the rotating pulley (pulley).
- T 2 (T 1 ⁇ 30 ° C.) to (T 1 + 5 ° C.) (1).
- T 1 is the temperature of the recording medium immediately before ink landing
- T 2 is the temperature of the recording medium immediately after light irradiation.
- Temperature T 2 of the recording medium immediately after light irradiation when higher than the temperature T 1 + 5 ° C. immediately before the recording medium which ink lands, the cooling is insufficient, it becomes difficult to maintain the print quality.
- the temperature T 2 of the recording medium immediately after light irradiation is lower than the temperature T 1 -30 ° C. of the recording medium immediately before the ink lands, the viscosity of the landed ink increases and the movement of the polymerization initiator is restricted. Is done. As a result, the curability of the ink decreases. In particular, in the case of a gel ink, gel formation occurs rapidly, so that pinning becomes too strong, the surface of the cured film becomes matte, and the gloss of the formed image falls.
- T 1 and T 2 can be measured using a non-contact temperature sensor. Specifically, it is possible to measure the T 1 by a sensor provided at a position immediately before the inkjet head, to measure T 2 by providing a temperature sensor immediately after the light irradiation device.
- a cooling device can be provided at the suction port to lower the temperature of the air flow from room temperature.
- the low molecular weight component released from the actinic ray curable ink is removed.
- a light irradiation device for curing ink such as actinic ray curable ink or gel ink
- the emission temperature is higher, volatilization of low molecular weight components is more likely to occur, and there is a possibility that odor and contamination of the lamp may become a more serious problem.
- the low molecular weight component means a component having a molecular weight of 200 or less, and is a substance derived from impurities inevitably contained in the ink or a decomposition product of the ink component. Specifically, a substance having 6 or less carbon atoms generated from the ink, an aldehyde compound which is a decomposition product of the polymerization initiator, and the like can be given.
- the low molecular weight component is removed from the air flow by the low molecular weight component removing means. Therefore, the odor due to the low molecular weight component is suppressed in the air flow discharged from the image forming apparatus to the outside. Note that the low molecular weight component does not need to be completely removed from the air flow, but may be removed to such an extent that the odor of the air flow discharged from the image forming apparatus is not more than a value described later.
- the low molecular weight component removing means include filter-type removing means such as honeycomb activated carbon and honeycomb catalyst, and a photocatalyst deodorizing apparatus.
- the filter-type removing means is preferable in that it can be easily installed because it has a simple structure and is compact.
- a deodorization apparatus using a photocatalyst is preferable in that a lower molecular weight component can be efficiently removed.
- the position for removing the low molecular weight component by the low molecular weight component removing means is not particularly limited as long as it is downstream of the light irradiation device, but it can be reduced by providing it near or in the middle of the duct for exhausting air. It becomes possible to process the molecular components without leaking them to the outside.
- the removal of low molecular weight components from the air flow discharged outside the image forming apparatus can be determined by measuring odor.
- the odor is evaluated by a value obtained by measurement with an odor measuring device.
- an odor sensor XP329-3R manufactured by New Cosmos Electric Co., Ltd. installed after passing through a low molecular weight component removing means in an environment of room temperature of 25 ° C. with respect to the air flow discharged from the image forming apparatus, according to the description in the attached manual, Numerical values obtained when driving in the monitoring mode can be used as an indicator of odor.
- the low molecular weight component is removed so that the numerical value obtained for the air discharged from the downstream side in the transport direction is preferably 300 or less, more preferably 250 or less, and even more preferably 200 or less. To do.
- the numerical value obtained by the above measurement is 300 or more, the removal of the low molecular weight component is insufficient, and for example, it is difficult to suppress a decrease in light amount during long-term continuous printing.
- the amount of the low molecular weight component contained in the air having such a value gives a person a discomfort when discharged from the apparatus. Further, when such a value is exhibited, it is considered that the low molecular weight component adheres to the recording medium inside the image forming apparatus, and the printed matter also emits a lot of odor.
- Yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) pigment dispersions were prepared by the following procedure.
- Dispersant 1 EFKA7701 (manufactured by BASF) 5.6 parts by mass
- Dispersant 2 Solsperse 22000 (manufactured by Nihon Lubrizol) 0.4 parts by mass
- Dispersion medium tripropylene glycol diacrylate (containing 0.2% UV-10) 80.6 parts by mass
- Yellow pigment PY185 (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1155) 13.4 parts by mass
- M pigment dispersion (Preparation of M pigment dispersion) Prepare the M pigment dispersion in the same way as the Y pigment dispersion except that the type and amount of the dispersant and the amount of the dispersion medium were changed as follows, and the Y pigment was changed to the following magenta (M) pigment. did.
- Dispersant JET-9151 (BYK) 7 parts by weight
- Dispersion medium Tripropylene glycol diacrylate (containing 0.2% UV-10) 77 parts by weight
- Pigment PV19 / PR202 (BASF, D4500J) 16 parts by weight
- C pigment dispersion (Preparation of C pigment dispersion) Prepare the C pigment dispersion in the same manner as the Y pigment dispersion except that the type and amount of the dispersant and the amount of the dispersion medium were changed as follows, and the Y pigment was changed to the following cyan (C) pigment. did.
- Dispersant JET-9151 (manufactured by BYK) 7 parts by mass
- Dispersion medium tripropylene glycol diacrylate (containing 0.2% UV-10) 70 parts by mass
- Bk pigment dispersion (Preparation of Bk pigment dispersion) Prepare the C pigment dispersion in the same way as the Y pigment dispersion except that the type and amount of the dispersant and the amount of the dispersion medium were changed as follows, and the Y pigment was changed to the following black (Bk) pigment. did.
- Dispersant JET-9151 (BYK) 8 parts by weight
- Dispersion medium Tripropylene glycol diacrylate (containing 0.2% UV-10) 71 parts by weight
- Pigment PB7 (Mitsubishi Chemical Corporation, MA-7) 21 parts by weight Part
- Example 1 Using the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, coated paper (OK top coat, basis weight 127.9 g / m 2 , manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) was used as a recording medium to form an image. An image forming method will be specifically described with reference to FIGS.
- the prepared Y, M, C, and Bk ink compositions were loaded into a rotary drum type ink jet recording apparatus having a recording head 3 equipped with a line type piezo type ink jet nozzle.
- the recording medium 9 was adsorbed on the rotating drum 1, and image recording was continuously performed while the recording medium was conveyed by the rotation of the supply roller 2a and the discharge roller 2b.
- the conveyance speed of the recording medium was 800 mm / s.
- the temperatures T 1 and T 2 of the recording medium 9 were measured using the non-contact temperature sensors 5a and 5b.
- the ink supply system (not shown) in this apparatus is composed of an ink tank, an ink flow path, a sub ink tank immediately before the recording head, a pipe with a metal filter, and a piezo head.
- the ink was heated to 90 ° C. from the ink tank to the head portion.
- the piezo head also has a built-in heater, and the ink temperature in the recording head was also heated to 90 ° C.
- the piezo head has a nozzle diameter of 22 ⁇ m and a nozzle resolution of 600 dpi arranged in a staggered manner to form a 1200 dpi nozzle row.
- a voltage is applied in the order of Y ⁇ M ⁇ C ⁇ Bk so that the amount of droplets becomes two size dots of 3.5 pl and 9.0 pl, and 1200 ⁇ 1200 dpi on the recording medium. Then, using Y, M, C, and Bk inks, a gradation image having a total ink amount of 16 pl / m 2 was recorded. The drum temperature was controlled so that the surface temperature T 1 of the head before the recording medium is 46 ° C.. (Dpi represents the number of dots per 2.54 cm.)
- the ink layer was cured by irradiating the LED lamp 4 (395 nm, 8 W / cm 2 , manufactured by Phoseon TECHNOLOGY) with active light to 350 mJ / cm 2 .
- the distance from the tube surface of the LED lamp 4 to the recording medium was 50 mm (irradiation width in the transport direction was 100 mm).
- a low molecular weight component removing means 8 is provided in the middle of the duct 6b so that the low molecular weight component is not discharged outside the apparatus.
- the low molecular removal means 8 honeycomb activated carbon (300 cells / 30 mm manufactured by Calmore Co., Ltd.) was used. After printing 500 sheets, the low molecular weight component in the air discharged from the duct 6b is passed through the low molecular weight component removing means in an environment at room temperature of 25 ° C.
- An odor sensor Shin Cosmos Electric Co., Ltd., odor sensor XP329-3R) ) In the monitoring mode. When the odor around the device when the device was not operating was measured with this sensor, the value was 150. The larger the value, the stronger the odor and the greater the amount of low molecular weight components released.
- Example 2 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that a honeycomb catalyst (NHC-MK 950 cell / 30 mm manufactured by JGC Universal Co., Ltd.) was used as the low molecular weight component removing means 8.
- a honeycomb catalyst (NHC-MK 950 cell / 30 mm manufactured by JGC Universal Co., Ltd.) was used as the low molecular weight component removing means 8.
- Example 3 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that a photocatalyst deodorizing device (Ultra Chemical Killer manufactured by Nakamura Sangyo Co., Ltd.) installed in the duct 6b was used as the low molecular weight component removing means 8.
- a photocatalyst deodorizing device Ultra Chemical Killer manufactured by Nakamura Sangyo Co., Ltd.
- Example 4 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the air volume was 0.2 m / s.
- Example 5 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the air volume was changed to 5 m / s.
- Comparative Example 1 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the low molecular weight component removing means 8 was not used.
- Comparative Example 2 Image formation was performed in the same manner as in Example 2 except that no air flow was blown onto the recording medium 9.
- Comparative Example 3 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that no air flow was blown onto the recording medium 9 and the low molecular weight component removing means 8 was not used.
- Comparative Example 4 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the air volume was changed to 0.1 m / s.
- Comparative Example 5 Image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the air volume was set to 5.2 m / s.
- Comparative Example 6 Image formation was performed in the same manner as in Example 5 except that the low molecular weight component removing means 8 was not used.
- Example 6 As an ink set, an ink set No. 2 was used and image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the following changes were made.
- the ink was heated from the ink tank to the head portion at 45 ° C., and the ink temperature in the recording head was also heated to 45 ° C. by a heater built in the piezo head for printing. Furthermore, within 1 second after printing, the ink layer was cured by irradiating active light rays from the above-mentioned LED lamp 4 to 500 mJ / cm 2 .
- Comparative Example 7 Image formation was performed in the same manner as in Example 6 except that the low molecular weight component removing means 8 was not used.
- Comparative Example 8 Image formation was performed in the same manner as in Example 6 except that no air flow was blown onto the recording medium 9.
- Comparative Example 9 Image formation was performed in the same manner as in Example 6 except that no air flow was blown onto the recording medium 9 and the low molecular weight component removing means 8 was not used.
- Example 7 Instead of coated paper having a basis weight of 127.9 g / m 2, using coated paper having a basis weight of 79.1 g / m 2 and (OK topcoat, manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) as a recording medium 9, the air volume of 2.0 m / s Except for the above, image formation was performed in the same manner as in Example 1.
- Example 8 A high-quality paper (npi fine quality, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) having a basis weight of 52.3 g / m 2 was used as the recording medium 9 instead of the coated paper, and the air volume was set to 2.0 m / s. An image was formed.
- Example 9 A high-quality paper (npi fine quality, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) having a basis weight of 81.4 g / m 2 was used as the recording medium 9 instead of the coated paper, and the air volume was set to 2.0 m / s. An image was formed.
- ⁇ Image quality evaluation method The recorded image was evaluated for image quality by the following method. (Evaluation of gloss fluctuation) With respect to the same portion of the created continuous print image, the 60-degree gloss fluctuation value of each of the 100th sheet, the 500th sheet, and the 3000th sheet with respect to the first sheet was measured. Specifically, the 60-degree gloss was measured using a handy gloss meter PG-II (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), and the fluctuation value was calculated. Based on the obtained gloss fluctuation value, evaluation was performed according to the following criteria. ⁇ : Gloss fluctuation value is within 5. ⁇ : Gloss fluctuation value is 5-15. X: The gloss fluctuation value exceeds 15.
- the average of the scores of the six people who scored was rounded off to the first decimal place, and based on the value, evaluation was performed according to the following criteria. ⁇ : 3 points or less on average ⁇ : 3.1 to 3.9 points on average ⁇ : 4 points or more on average
- the temperatures T 1 and T 2 and odors of the recording media in the above examples and comparative examples are shown in Table 4 together with the evaluation results of the formed images.
- an ink set with an evaluation result of “ ⁇ ” or “ ⁇ ” is a practical ink set, and an ink set with “x” in the evaluation result is not practical.
- the photocatalyst deodorizing device (Example 3) is more efficiently reduced than the honeycomb activated carbon (Example 1) and the honeycomb catalyst (Example 2) which are filter type removing means.
- the molecular weight component could be removed.
- Comparative Example 1 in which an air flow was blown but no low molecular weight component removing means was provided, the gloss and hue of the image printed on the 3000th sheet were not different from those on the 1st sheet, but probably the low molecular weight Since the removal of the components was insufficient, the light source was contaminated and the amount of light decreased, and after 100 hours from the start of printing, the image was not sufficiently cured.
- Comparative Example 2 where the low molecular weight component removing means is used, although the air flow is not sprayed, the curability of the image was within the allowable range, but the gloss fluctuation and hue fluctuation of the image printed after the 500th sheet were not. The quality was large and unbearable.
- Example 4 In Example 4 with an air volume of 0.2 m / s, it was possible to form an image satisfactorily up to 500 sheets, and even with the 3000th sheet, the evaluation of gloss fluctuation and hue fluctuation was ⁇ . On the other hand, in Comparative Example 4 in which the air volume was 0.1 m / s, the evaluation of gloss fluctuation and hue fluctuation was already ⁇ at the 100th sheet, and x at the 500th sheet. Also, the curability of the ink after printing was poor. From these results, it is considered that when the air volume is too small, the surface of the recording medium is not sufficiently cooled, the viscosity of the ink is lowered, and the ink is easily inhibited from being cured by oxygen.
- Example 5 in which the air volume was 5 m / s, very high-quality printing in which all evaluations were good was achieved.
- Comparative Example 5 in which the air volume was 5.2 m / s, the air volume affected the printed portion, and the image was disturbed, so that image formation could not be performed.
- Example 6 using the ink set 2 containing no gelling agent as in Example 1 using the ink set 1, continuous printing of a good image with little image quality variation is performed.
- the curability of the image was good, and the odor was suppressed to a slight increase compared to before the operation of the apparatus.
- the recording medium is paper
- the higher the basis weight the greater the amount of heat that is retained, so that the heat inside the apparatus can be lowered when it is discharged out of the apparatus.
- coated paper and high-quality paper having a low basis weight do not function to lower the temperature in the apparatus as the paper having a higher basis weight.
- a coated paper with a high basis weight Example 1).
- continuous printing of good images with little image quality fluctuation was possible, the curability of the images was good, and the odor was suppressed to a slight increase compared to before the operation of the apparatus.
- the temperature rise of the recording medium due to the polymerization heat generated when the actinic ray curable ink is cured is suppressed, and at the same time, the inside of the apparatus due to the low molecular weight component released by the actinic ray curable ink.
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Abstract
本発明の目的は、印刷物の画質の劣化を生じることなく、大量の印刷物を連続的に印刷するためのインクジェット画像形成方法を提供することである。本発明のインクジェット画像形成方法は、光重合性化合物を含む活性光線硬化型インクを用いるインクジェット画像形成方法であって、(a)活性光線硬化型インクを記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる工程、および(b)記録媒体上に着弾したインクの液滴に光照射装置から活性光線を照射し、インク液滴を硬化させる工程を包含し、少なくとも前記工程(b)において、記録媒体に着弾させたインクに風量が0.2m/s~5m/sの空気流を吹き付け、吹き付けた空気流を光照射装置と記録媒体との間に流通させ、流通した空気流を低分子量成分除去手段を介して装置外に排出することを特徴とする。
Description
本発明は、インクジェット画像形成方法に関する。
インクジェット記録方式による画像形成方法は、インクタンクから流路を通して供給されたインクを記録ヘッドから吐出して画像を形成する方法である。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、各種画像の形成に用いられている。インクジェット記録方式に用いられるインクの一つに、活性光線硬化型インクがある。活性光線硬化型インクは、光重合性化合物を含むため、紫外線等の活性光線を照射して光重合性化合物が重合することによって、インク成分を硬化させることができる。活性光線硬化型インクを用いて画像を形成すると、溶剤系インク組成物と比べて、吐出したインクを固定化させやすく、にじみの少ない画像を種々の記録媒体に形成することができる。
活性光線硬化型インクを用いた記録方式においては、記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴を硬化させるために活性光線を照射する。活性光線を照射するための装置の光源からは熱が発生することが知られている。例えば、光源を冷却するため、光源の下側に吸入口を設けて光照射装置の内部に空気を導入し、導入した空気を光源の上側に設けた排出口から光照射装置の外部に排出することによって、空気流で光源を冷却する画像記録装置が知られている(特許文献1)。
更に光照射装置から発生した熱が記録媒体の搬送手段にまで伝わり、蓄熱することも知られている。このような蓄熱を防止する手段として、光照射装置の下に位置する部分において、搬送手段の下側に冷却手段を設け、記録媒体を背面から冷却する方法が知られている(特許文献2)。
また、熱に弱い記録媒体に印刷するために、冷却手段を用いるプリンタも知られている。例えば、シュリンクフィルムは、印刷時にインクの速乾性や定着性を高めるために行う加熱の影響を受けて収縮する可能性のある材料であり、シュリンクフィルムに印刷するためのインクジェットプリンタとして、記録ヘッドの上流側には加熱手段、下流側には冷却手段をそれぞれ搬送手段の下側に設け、記録媒体を背面から加熱または冷却する装置が知られている(特許文献3)。
上述した文献には、活性光線を照射するための光照射装置による発熱や、印刷時の加熱に伴う問題については記載されているものの、活性光線硬化型インクが硬化する際に発生する重合熱に伴う問題についての記載はない。活性光線硬化型インクは、硬化する際に重合熱を発生し、発生した重合熱は記録媒体を搬送方向に搬送するための搬送手段(搬送台など)に蓄熱される。この蓄熱は、特に連続高速印刷の際に顕著となり、印刷物の画質に影響を及ぼす。具体的には、搬送台などの蓄熱に伴い、記録媒体の温度が上昇するため、着弾時のインクのレベリング性が変動する。このような問題は、特にゲル化剤を含むゾルゲル相転移型のインク(ゲルインク)において顕著だが、ゲルインク以外の活性光線硬化型インクについても知られている。ゲルインク以外の活性光線硬化型インクは、ゲルインクと比べて常温での粘度が高いため、記録媒体の温度が一定であれば、滲みの発生は少ない。しかしながら、蓄熱によって記録媒体の温度が高くなると、インクに流動性が出てしまうため、レベリング性が変動する。その結果、印刷開始の初期と後期とで印刷物の光沢や濃度が変化し、画質に差が生じてしまう。
また、インク中に含まれる不純物や、活性光線照射によって生じた分解物等の低分子量成分は、重合熱によって揮発することが知られている。揮発した低分子量成分は、臭気の原因になったり、装置内を汚染してしまう。特に低分子量成分が光源に付着すると、光量の低下を招き、インクの硬化不良を起こしてしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、活性光線硬化型インクが硬化する際に発生する重合熱による問題を解消した、インクジェット画像形成方法の提供を目的とする。
上記課題に鑑み、本発明は、下記のインクジェット画像形成方法である。
[1] 光重合性化合物を含む活性光線硬化型インクを用いるインクジェット画像形成方法であって、
(a)活性光線硬化型インクの液滴を記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる工程、および
(b)前記記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴に光照射装置から活性光線を照射し、インクの液滴を硬化させる工程を包含し、
少なくとも前記工程(b)において、前記工程(a)で記録媒体に着弾させた活性光線硬化型インクに風量が0.2m/s~5m/sの空気流を吹き付け、前記吹き付けた空気流を前記光照射装置と前記記録媒体との間に流通させ、前記流通した空気流を低分子量成分除去手段に送り込んだ後に画像形成装置外に排出することを特徴とする、インクジェット画像形成方法。
[2] 前記工程(b)の直後の記録媒体の温度T2が、下記式(1)で表される温度範囲内の温度となるように、前記着弾した活性光線硬化型インクに空気流を吹き付けることを特徴とする、[1]に記載のインクジェット画像形成方法。
T2=(T1-30℃)~(T1+5℃) (1)
式中、T1は、インクが着弾する直前の記録媒体の温度であり、T2は光照射直後の記録媒体の温度である。
[3] 前記画像形成装置外に排出された空気流について、室温25℃の環境下で新コスモス電機社製 ニオイセンサXP329-3Rで測定した数値が300以下となるように低分子量成分を除去することを特徴とする、[1]または[2]に記載のインクジェット画像形成方法。
[4] 前記記録ヘッドがライン方式の記録ヘッドであり、前記記録媒体の搬送方向における搬送速度が500mm/s以上、1500mm/s以下であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
[5] 前記活性光線硬化型インクがゲル化剤を更に含む、ゾルゲル相転移温度が40℃以上100℃未満であるゾルゲル相転移型のインクであることを特徴とする、[1]~[4]のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
[6] 前記活性光線硬化型インクが色材を更に含む色インクであることを特徴とする、[1]~[5]のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
[1] 光重合性化合物を含む活性光線硬化型インクを用いるインクジェット画像形成方法であって、
(a)活性光線硬化型インクの液滴を記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる工程、および
(b)前記記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴に光照射装置から活性光線を照射し、インクの液滴を硬化させる工程を包含し、
少なくとも前記工程(b)において、前記工程(a)で記録媒体に着弾させた活性光線硬化型インクに風量が0.2m/s~5m/sの空気流を吹き付け、前記吹き付けた空気流を前記光照射装置と前記記録媒体との間に流通させ、前記流通した空気流を低分子量成分除去手段に送り込んだ後に画像形成装置外に排出することを特徴とする、インクジェット画像形成方法。
[2] 前記工程(b)の直後の記録媒体の温度T2が、下記式(1)で表される温度範囲内の温度となるように、前記着弾した活性光線硬化型インクに空気流を吹き付けることを特徴とする、[1]に記載のインクジェット画像形成方法。
T2=(T1-30℃)~(T1+5℃) (1)
式中、T1は、インクが着弾する直前の記録媒体の温度であり、T2は光照射直後の記録媒体の温度である。
[3] 前記画像形成装置外に排出された空気流について、室温25℃の環境下で新コスモス電機社製 ニオイセンサXP329-3Rで測定した数値が300以下となるように低分子量成分を除去することを特徴とする、[1]または[2]に記載のインクジェット画像形成方法。
[4] 前記記録ヘッドがライン方式の記録ヘッドであり、前記記録媒体の搬送方向における搬送速度が500mm/s以上、1500mm/s以下であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
[5] 前記活性光線硬化型インクがゲル化剤を更に含む、ゾルゲル相転移温度が40℃以上100℃未満であるゾルゲル相転移型のインクであることを特徴とする、[1]~[4]のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
[6] 前記活性光線硬化型インクが色材を更に含む色インクであることを特徴とする、[1]~[5]のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
本発明によれば、記録媒体の温度上昇を抑制すると同時に、装置内の汚染、特に光源の汚染による光量低下を抑制することによって、印刷物の画質の劣化を生じることなく、大量の印刷物を連続的に印刷することが可能となる。更に印刷中に発生する臭気を抑制することによって、作業環境の改善にもつながる。
本発明のインクジェット画像形成方法は、光重合性化合物を含む活性光線硬化型インクを用いるインクジェット画像形成方法であって、
(a)活性光線硬化型インクを記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる工程、および
(b)前記記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴に活性光線を照射し、インク液滴を硬化させる工程を包含する方法である。
(a)活性光線硬化型インクを記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる工程、および
(b)前記記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴に活性光線を照射し、インク液滴を硬化させる工程を包含する方法である。
1)工程(a)について
工程(a)では、活性光線硬化型インクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体上に着弾させる。使用するインクは、光重合性化合物を含み、活性光線による硬化が可能なインクである限り特に限定はない。
工程(a)では、活性光線硬化型インクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体上に着弾させる。使用するインクは、光重合性化合物を含み、活性光線による硬化が可能なインクである限り特に限定はない。
<活性光線硬化型インク>
(光重合性化合物)
光重合性化合物は、後述する活性光線により架橋または重合する化合物である。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物またはカチオン重合性化合物であり、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)
光重合性化合物は、後述する活性光線により架橋または重合する化合物である。光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物またはカチオン重合性化合物であり、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。ラジカル重合性化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
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、マレイン酸などが含まれる。
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)アクリレートであることがより好ましい。(メタ)アクリレートは、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。
(メタ)アクリレートの例には、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。
(メタ)アクリレートは、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)アクリレートは、変性物であってもよい。変性物の例には、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;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;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)アクリレート等が含まれる。
(メタ)アクリレート化合物の好ましい例には、(1)分子内に(-C(CH3)H-CH2-O-)で表される構造を3~14個有する、三官能以上のメタクリレート又はアクリレート化合物、および(2)分子内に環状構造を持つ二官能以上のメタクリレート又はアクリレート化合物が挙げられる。これらの(メタ)アクリレート化合物は、光硬化性が高く、かつ硬化したときの収縮が少ない。さらに、これらの(メタ)アクリレート化合物は、比較的疎水性が高いためゲル化剤の溶解性に優れているためにゾルゲル相転移の繰り返し再現性が高い。
(1)分子内に(-C(CH3)H-CH2-O-)で表される構造を3~14個有する、三官能以上のメタクリレート又はアクリレート化合物とは、例えば、3個以上の水酸基を有する化合物の水酸基をプロピレンオキシド変性し、得られた変性物を(メタ)アクリル酸でエステル化したものである。この化合物の具体例には、
3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート Photomer 4072、
3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート Miramer M360
等が含まれる。
3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート Photomer 4072、
3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート Miramer M360
等が含まれる。
(2)分子内に環状構造を持つ二官能以上のメタクリレート又はアクリレート化合物とは、例えば、2以上の水酸基とトリシクロアルカンとを有する化合物の水酸基を、(メタ)アクリル酸でエステル化したものである。この化合物の具体例には、
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、
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
等が含まれる。
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、
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
等が含まれる。
これらの(メタ)アクリレート化合物の別の具体例としては、1,10-デカンジオールジメタクリレート NKエステルDOD-Nなども含まれる。
好ましい光重合性化合物には、上記(メタ)アクリレート化合物以外の光重合性化合物が更に含まれていてもよい。
例えば、4EO変性ヘキサンジオールジアクリレート(CD561、Sartomer社製);3EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート(SR454、Sartomer社製);4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(SR494、Sartomer社製);6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート(SR499、Sartomer社製);カプロラクトンアクリレート(SR495B、Sartomer社製);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、新中村化学社製)、(NKエステルA-600、新中村化学社製);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、新中村化学社製)、(NKエステル14G、新中村化学社製);テトラエチレングリコールジアクリレート(V#335HP、大阪有機化学社製);ステアリルアクリレート(STA、大阪有機化学社製);フェノールEO変性アクリレート(M144、Miwon社製);ノニルフェノールEO変性アクリレート(M166、Miwon社製)等が含まれる。
(メタ)アクリレートは、重合性オリゴマーであってもよく、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。
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、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
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。
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。
活性光線硬化型インクにおける光重合性化合物の含有量は、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。
(光重合開始剤)
活性光線硬化型インクは、更に光重合開始剤を含んでもよい。光重合開始剤には、ラジカル系の光重合開始剤とカチオン系の光重合開始剤があり、ラジカル系の光重合開始剤には、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。
活性光線硬化型インクは、更に光重合開始剤を含んでもよい。光重合開始剤には、ラジカル系の光重合開始剤とカチオン系の光重合開始剤があり、ラジカル系の光重合開始剤には、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、カンファーキノン等が含まれる。
カチオン系の光重合開始剤としては、光酸発生剤が挙げられる。光酸発生剤としては、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用いられる(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)。
活性光線硬化型インクにおける光重合開始剤の含有量は、活性光線や光重合性化合物の種類などにもよるが、0.01質量%~10質量%であることが好ましい。
活性光線硬化型インクは、必要に応じて光重合開始剤助剤や重合禁止剤などをさらに含んでもよい。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。これらの化合物は、単独で用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。
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)
本発明に用いる活性光線硬化型インクは、ゲル化剤を更に含むゾルゲル相転移型のインク(以下、しばしば、「ゲルインク」とも言う)であることが好ましい。一般的にゲルインクは、記録ヘッドからゾルの状態で吐出するために出射温度を高く設定しているが故に、搬送手段への蓄熱などの問題が生じやすい。更に、射出温度が高いため、放出される低分子量成分もゲルインクの方が多い。そのため、ゲルインクによる画像形成に本発明の方法を用いると、大量の印刷物を連続的に印刷した場合であっても、従来の方法と比べて画質の劣化が少なく、臭気による作業環境の悪化も抑制することが可能となる。
本発明に用いる活性光線硬化型インクは、ゲル化剤を更に含むゾルゲル相転移型のインク(以下、しばしば、「ゲルインク」とも言う)であることが好ましい。一般的にゲルインクは、記録ヘッドからゾルの状態で吐出するために出射温度を高く設定しているが故に、搬送手段への蓄熱などの問題が生じやすい。更に、射出温度が高いため、放出される低分子量成分もゲルインクの方が多い。そのため、ゲルインクによる画像形成に本発明の方法を用いると、大量の印刷物を連続的に印刷した場合であっても、従来の方法と比べて画質の劣化が少なく、臭気による作業環境の悪化も抑制することが可能となる。
ゾルゲル相転移型のインクにおけるゲル化剤は、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。
ゲル化剤の好ましい具体例には、18-ペンタトリアコンタノン、16-ヘントリアコンタノン等の脂肪族ケトン化合物(例えば花王株式会社製 カオーワックスT1等);パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の脂肪族モノエステル化合物(例えばユニスタ-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);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;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、花王株式会社製 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;重合性ワックス(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)等が含まれる。
これらのゲル化剤は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのゲル化剤は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのうち、ゲル化剤は、脂肪族ケトンまたは脂肪酸エステルであることが好ましい。
ゲル化剤としての脂肪族ジケトンは、例えば下記一般式(G1)で表される化合物である。
一般式(G1): R1-CO-R2
一般式(G1): R1-CO-R2
式(G1)において、R1およびR2は、それぞれ独立して、炭素原子数9以上25以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基である。脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基でありうる。例えば、一般式(1)のR1およびR2の脂肪族炭化水素基の炭素原子数がそれぞれ同程度であれば、一般式(1)のR1およびR2が飽和の脂肪族炭化水素基である化合物の融点は、一般式(1)のR1およびR2が不飽和の脂肪族炭化水素基である化合物の融点よりも高いことが多く、インクのゲル化温度も高くなりやすい。飽和脂肪族炭化水素基は、分岐状または直鎖状の脂肪族炭化水素基でありうるが、高い結晶性を得るためには、好ましくは直鎖状の飽和脂肪族炭化水素基(直鎖アルキレン基)である。
脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が9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。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、インクの射出温度を高くしなければ、ゲル化剤がインク中に溶解しなくなる。脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が9以上25以下であると、ゲル化剤として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することができ、融点も高くなりすぎることはない。R1およびR2の脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数は11以上23未満であることが好ましい。そのため、R1およびR2は、炭素原子数11以上23未満の直鎖状の飽和脂肪族炭化水素基(直鎖アルキレン基)であることが特に好ましい。
炭素原子数9以上25以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基の例には、ドコサニル基(C22)、イコサニル基(C20)、オクタデカニル基(C18)、ヘプタデカニル基(C17)、ヘキサデカニル基(C16)、ペンタデカニル基(C15)、テトラデカニル基(C14)、トリデカニル基(C13)、ドデカニル基(C12)、ウンデカニル基(C11)、デカニル基(C10)等が含まれる。
ゲル化剤としての脂肪酸エステルは、例えば下記一般式(G2)で表される化合物である。
一般式(G2): R3-COO-R4
一般式(G2): R3-COO-R4
式(G2)において、R3およびR4は、それぞれ独立して、炭素原子数9以上26以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基である。脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基でありうるが、好ましくは飽和脂肪族炭化水素基(アルキレン基)である。また、飽和脂肪族炭化水素基は、分岐状または直鎖状の飽和脂肪族炭化水素基でありうるが、一定以上の結晶性を得るためには、好ましくは直鎖状の飽和脂肪族炭化水素基(直鎖アルキレン基)である。
R3とR4の脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が9以上26以下であると、一般式(1)で表される化合物と同様に、ゲル化剤として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。一般式(2)で表される化合物の結晶性を一定以上にするためには、R3の脂肪族炭化水素基に含まれる直鎖部分の炭素原子数が11以上23未満であり、かつR4の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24未満であることが好ましい。そのため、R3は炭素原子数11以上23未満の直鎖アルキレン基であり、かつR4は炭素原子数12以上24未満の直鎖アルキレン基であることが特に好ましい。
炭素原子数9以上26以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基の例には、前述の式(G1)における炭素原子数9以上25以下の直鎖部分を含む脂肪族炭化水素基と同様のものが含まれる。
ゲルインクにおけるゲル化剤含有量は、1質量%以上、15質量%未満であることが好ましく、1質量%以上、7質量%未満であることがより好ましく、1質量%以上、5質量%以下であることが更に好ましい。
本発明で使用する活性光線硬化型インクがゾルゲル相転移型のインクである場合、そのゾルゲル相転移温度(即ち、ゲル化温度(Tgel))は、40℃以上100℃未満であり、好ましくは45℃以上70℃未満である。インクのゲル化温度が100℃を超えると、射出時にゲル化が生じやすいため射出性が低くなり、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。
ゲル化温度を調整する方法は種々知られており、例えば、光重合性化合物の種類や、ゲル化剤の種類や添加量を変化させることによって調節することができる。インクのゲル化温度は、レオメータで測定したインクの動的粘弾性の温度変化より求めることができる。具体的には、インクを100℃に加熱し、剪断速度11.7/s、降温速度0.1℃/sの条件で20℃まで冷却して、粘度の温度変化曲線を作成し、粘度が200mPa・sとなる温度がゲル化温度である。
(色材)
本発明で使用する活性光線硬化型インクは、必要に応じて色材をさらに含んでもよい。色材は、染料または顔料でありうるが、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、顔料が好ましい。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。
本発明で使用する活性光線硬化型インクは、必要に応じて色材をさらに含んでもよい。色材は、染料または顔料でありうるが、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、顔料が好ましい。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。
赤また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、PigmentViolet 3、19、23、29、30、37、50、88、PigmentOrange 13、16、20、36等が含まれる。青またはシアン顔料の例には、PigmentBlue 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、PigmentGreen 7、26、36、50が含まれる。黄顔料の例には、PigmentYellow 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、PigmentBlack 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(大日精化工業社製);
KET Yellow401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KETBlue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KETGreen 201(大日本インキ化学社製);
Colortex Yellow301、314、315、316、P-624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA-414、U263、FinecolYellow T-13、T-05、PigmentYellow1705、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、ColortexMaroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、PigmentRed 122、ColortexBlue516、517、518、519、A818、P-908、510、ColortexGreen402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素社製);
Lionol Yellow1405G、LionolBlue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP-S(東洋インキ社製)、TonerMagenta E02、PermanentRubinF6B、Toner YellowHG、Permanent YellowGG-02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ社製);
Novoperm P-HG、HostapermPink E、HostapermBlue B2G(クラリアント社製);
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(三菱化学社製)などが挙げられる。
KET Yellow401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KETBlue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KETGreen 201(大日本インキ化学社製);
Colortex Yellow301、314、315、316、P-624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA-414、U263、FinecolYellow T-13、T-05、PigmentYellow1705、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、ColortexMaroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、PigmentRed 122、ColortexBlue516、517、518、519、A818、P-908、510、ColortexGreen402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素社製);
Lionol Yellow1405G、LionolBlue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP-S(東洋インキ社製)、TonerMagenta E02、PermanentRubinF6B、Toner YellowHG、Permanent YellowGG-02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ社製);
Novoperm P-HG、HostapermPink E、HostapermBlue B2G(クラリアント社製);
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(三菱化学社製)などが挙げられる。
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、顔料粒子の体積平均粒子径が、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応じて調整される。
活性光線硬化型インクは、顔料の分散性を高めるために、分散剤をさらに含んでもよい。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。
活性光線硬化型インクは、必要に応じて分散助剤をさらに含んでもよい。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。
活性光線硬化型インクは、必要に応じて顔料を分散させるための分散媒体をさらに含んでもよい。分散媒体として溶剤をインクに含ませてもよいが、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)を分散媒体として用いることが好ましい。
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、MSMagenta 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、AIZENSOT Pink-1、SPIRONRed GEH SPECIAL(以上、保土谷化学社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEXROT5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Red B、KAYASET Red130、KAYASET Red802(以上、日本化薬社製)、PHLOXIN、ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成社製)、HSR-31、DIARESINRed K(以上、三菱化成社製)、OilRed(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)、AIZENSOT Blue-4(保土谷化学社製)、RESOLINBR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES Blue GN、SIRIUSSUPRATURQ.Blue Z-BGL、SIRIUSSUPRA TURQ.Blue FB-LL 330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue FR、KAYASET Blue N、KAYASET Blue814、Turq.Blue GL-5200、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)、DIARESINBlue P(三菱化成社製)、SUDANBlue 670、NEOPEN Blue 808、ZAPON Blue806(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)、AIZENSOT Yellow-1、AIZENSOT YelloW-3、AIZENSOT Yellow-6(以上、保土谷化学社製)、MACROLEXYellow 6G、MACROLEXFLUOR.Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASETYellow SF-G、KAYASETYellow2G、KAYASET YellowA-G、KAYASET YellowE-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)、SUDANYellow 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%、RESOLINBlackBS(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)、NEPTUNEBlack X60、NEOPEN Black X58(以上、BASFジャパン社製)等が含まれる。
顔料または染料の含有量は、活性光線硬化型インクに対して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、射出性が低下するからである。
(その他の成分)
活性光線硬化型インクは、必要に応じて他の成分をさらに含んでもよい。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、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、およびゴム系樹脂等が含まれる。
活性光線硬化型インクは、必要に応じて他の成分をさらに含んでもよい。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、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、およびゴム系樹脂等が含まれる。
活性光線硬化型インクは、前述の光重合性化合物と、光重合開始剤と、所望によりゲル化剤、色材や、他の任意の各成分とを、加熱下において混合することにより得ることができる。得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。
<インクの吐出方式>
本発明の方法の工程(a)においては、上述したような活性光線硬化型インクを記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる。活性光線硬化型インクを吐出するインクジェット記録ヘッドについては特に限定されない。例えば、荷電変調方式、マイクロドット方式、帯電噴射制御方式およびインクミスト方式などの連続方式、ステムメ方式、パルスジェット方式、バブルジェット(登録商標)方式および静電吸引方式などのオン・デマンド方式などを用いることができる。さらに具体的な記録ヘッドとしてはシリアル方式、ライン方式などが挙げられる。
本発明の方法の工程(a)においては、上述したような活性光線硬化型インクを記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる。活性光線硬化型インクを吐出するインクジェット記録ヘッドについては特に限定されない。例えば、荷電変調方式、マイクロドット方式、帯電噴射制御方式およびインクミスト方式などの連続方式、ステムメ方式、パルスジェット方式、バブルジェット(登録商標)方式および静電吸引方式などのオン・デマンド方式などを用いることができる。さらに具体的な記録ヘッドとしてはシリアル方式、ライン方式などが挙げられる。
シリアル方式においては、キャリッジの駆動によりシリアル型印刷ヘッドを主走査方向(キャリッジの移動方向)に走査させるとともに、記録媒体を主走査方向に直交する搬送方向(副走査方向)に間欠搬送させながらインクを吐出させ画像を形成する。一方、ライン方式においては、プリンタの幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向)にわたって各色のインクの吐出ノズルがライン状に設けられており、例えばブラック(Bk)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)などの吐出ノズルがライン状に設けられている。本発明においては、ライン方式の記録ヘッドで印刷することが好ましい。ライン方式の記録ヘッドを用いることで、高速記録が可能になり生産性が向上する。
ライン方式においては、連続して搬送される記録媒体にインクを吐出する。記録媒体の搬送速度に特に限定はないが、500mm/s以上、1500mm/s以下が好ましく、700mm/s以上、1000mm/s以下がより好ましい。搬送速度が500mm/s以上、1500mm/s以下であると、高画質を維持しながら大量生産が可能になる。
使用するインクがゲルインクの場合には、上記インクジェット記録装置において活性光線硬化型インクを吐出する際に、インクジェット記録装置に装備されたヘッドに加熱装置を装備し、インクを加熱することによりインク粘度を低くして吐出してもよい。インクの加熱温度としては45~150℃が好ましく、50~70℃がより好ましい。インクの加熱温度が45℃未満の場合、インクの粘度を低くすることができないおそれがあり、150℃を超えると、インクが硬化してしまうおそれがある。インクの加熱温度は、光重合性化合物や光重合開始剤の熱に対する硬化性を考慮して定められ、熱により硬化が開始する温度よりも低く設定する。
活性光線硬化型インクを所定の温度に加熱する方法の例には、ヘッドキャリッジを構成するインクタンク、供給パイプおよびヘッド直前の前室インクタンク等のインク供給系、フィルター付き配管ならびにピエゾヘッド等の少なくともいずれかを、パネルヒーター、リボンヒーターおよび保温水等のうちいずれかによって所定の温度に加熱する方法が含まれる。
記録速度を速くし、かつ、画質を高める観点から、吐出される際の活性光線硬化型インクの液滴量は2pL以上20pL以下であることが好ましい。
本発明の画像形成方法で用いる記録媒体は、従来、各種の用途で使用されている印刷紙や広汎な合成樹脂が全て対象となる。具体的には、コピー等で使用されている普通紙、オフセット印刷で使用されている上質紙、コート紙、アート紙等の紙製の記録媒体、基紙の両面を樹脂等で被覆したコート紙、各種貼合紙、合成紙、薄段ボールなど、軟包装に用いられる各種非吸収性のプラスチックおよびそのフィルムが挙げられる。各種プラスチックフィルムの例には、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONYフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルム等が含まれる。この他にも金属類、ガラスなども記録媒体として用いてもよい。本発明の画像形成方法においては、装置外に排出される際に搬送手段(搬送台など)に蓄熱された熱を持ち出しにくい、坪量の低いコート紙や上質紙においても、印字の際に上記蓄熱された熱による影響を受けにくく、連続して高画質な画質の画像を形成しやすい。
さらに本発明の画像形成方法においては、使用する活性光線硬化型インクのゲル化温度などにもよるが、記録媒体を加熱してもよい。記録媒体を加熱することにより、インクの乾燥および増粘速度を著しく向上させることができるので、高画質が得られ、加えて、形成した画像の耐久性も向上する。記録媒体の温度は35℃~80℃、好ましくは35℃~60℃の範囲内とする。記録媒体を加熱する場合には、接触式で記録媒体を加熱する各種ヒーター、加熱ローラーなどで加熱してもよいし、非接触式で記録媒体を加熱するランプ等で加熱してもよい。本発明においては、工程(b)において空気流によって記録媒体の表面から冷却を行うため、記録媒体の加熱は裏面から行うことが好ましい。
2)工程(b)について
本発明の、インクジェット画像形成方法においては、上述した工程(a)の後に、記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴に活性光線を照射し、インク液滴を硬化させるための工程(b)を実施する。更に少なくとも工程(b)においては、工程(a)で記録媒体に着弾した活性光線硬化型インクに、空気流を吹き付け、吹き付けた空気流を光照射装置と記録媒体との間に流通させ、且つ流通した空気流を低分子量成分除去手段を介して装置外に排出する。
本発明の、インクジェット画像形成方法においては、上述した工程(a)の後に、記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクの液滴に活性光線を照射し、インク液滴を硬化させるための工程(b)を実施する。更に少なくとも工程(b)においては、工程(a)で記録媒体に着弾した活性光線硬化型インクに、空気流を吹き付け、吹き付けた空気流を光照射装置と記録媒体との間に流通させ、且つ流通した空気流を低分子量成分除去手段を介して装置外に排出する。
<活性光線の照射>
本発明の工程(b)で使用する活性光線の例としては、紫外線、近紫外線、自然光(フィルターカット品含む)などが含まれるが、紫外線が好ましい。紫外線の照射光源の例には、水銀ランプ、紫外線ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザー、紫外線レーザー、冷陰極管、熱陰極管、ブラックライト、LED(light emitting diode)等が適用可能であり、帯状のメタルハライドランプ、冷陰極管、熱陰極管、水銀ランプ、紫外線ランプもしくはブラックライトが好ましく、長寿命で安価ということから、LEDが特に好ましい。
本発明の工程(b)で使用する活性光線の例としては、紫外線、近紫外線、自然光(フィルターカット品含む)などが含まれるが、紫外線が好ましい。紫外線の照射光源の例には、水銀ランプ、紫外線ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザー、紫外線レーザー、冷陰極管、熱陰極管、ブラックライト、LED(light emitting diode)等が適用可能であり、帯状のメタルハライドランプ、冷陰極管、熱陰極管、水銀ランプ、紫外線ランプもしくはブラックライトが好ましく、長寿命で安価ということから、LEDが特に好ましい。
活性光線として紫外線を用いる場合、紫外線ランプの出力は50~280W/cmが好ましく、80~200W/cmがより好ましい。紫外線ランプの出力が50W/cm未満であると、紫外線のピーク強度および積算光量不足によりインクが十分に硬化しない傾向にあり、280W/cmを超えると、着色媒体が紫外線ランプの熱により変形または溶融し、また、インクの硬化皮膜が劣化する傾向にある。
紫外線の照射時間は、0.1~20秒が好ましく、0.5~10秒がより好ましい。紫外線ランプの照射時間が20秒より長いと、着色媒体が紫外線ランプの熱により変形または溶融し、また、インクの硬化皮膜が劣化する傾向があり、0.1秒より短いと、紫外線の積算光量不足となり、紫外線硬化型インクが十分に硬化しない傾向にある。
<空気流の吹き付け>
活性光線の照射によって活性光線硬化型インクを硬化させる際には重合熱が発生し、発生した重合熱は、記録媒体を搬送方向に搬送するための搬送手段(搬送台など)に蓄熱される。この蓄熱は、連続高速印刷の際に顕著となり、印刷物の画質に影響を及ぼす。具体的には、搬送台などの蓄熱に伴い、記録媒体の温度が上昇するため、着弾時のインクのレベリング性が変動する。その結果、印刷開始の初期と後期とで印刷物の光沢や濃度が変化し、画質に差が生じてしまう。また、インク着弾時の基材温度が高いと、インクの粘度が変化し、特に多次色においては、色同士が混じってしまい、本来の発色性が得られなくなる場合がある。尚、記録媒体を搬送するための搬送手段は、ドラム式でも、フラットベッド式でもかまわないが、上述した搬送台の蓄熱は、特にドラム式のものにおいて顕著となる。よって、本発明の画像形成方法は、ドラム式の搬送手段を使用する画像形成装置において使用すると、より高い効果を発揮することができる。
活性光線の照射によって活性光線硬化型インクを硬化させる際には重合熱が発生し、発生した重合熱は、記録媒体を搬送方向に搬送するための搬送手段(搬送台など)に蓄熱される。この蓄熱は、連続高速印刷の際に顕著となり、印刷物の画質に影響を及ぼす。具体的には、搬送台などの蓄熱に伴い、記録媒体の温度が上昇するため、着弾時のインクのレベリング性が変動する。その結果、印刷開始の初期と後期とで印刷物の光沢や濃度が変化し、画質に差が生じてしまう。また、インク着弾時の基材温度が高いと、インクの粘度が変化し、特に多次色においては、色同士が混じってしまい、本来の発色性が得られなくなる場合がある。尚、記録媒体を搬送するための搬送手段は、ドラム式でも、フラットベッド式でもかまわないが、上述した搬送台の蓄熱は、特にドラム式のものにおいて顕著となる。よって、本発明の画像形成方法は、ドラム式の搬送手段を使用する画像形成装置において使用すると、より高い効果を発揮することができる。
更に活性光線の照射によって、インク中の重合開始剤が分解して揮発したり、インクに元々含まれる不純物が揮発したりするため、装置内の低分子量成分の濃度が上昇する。このような揮発性の低分子量成分は、臭気による作業環境の悪化の原因や、印刷物の臭気の原因になったり、装置内を汚染してしまう。特に低分子量成分が光源に付着すると、光量の低下を招き、インクの硬化不良を起こしやすくなる。
上述した問題を解決するために、本発明においては、少なくとも前記工程(b)において、記録媒体に着弾させた活性光線硬化型インクに空気流を吹き付け、吹き付けた空気流を記光照射装置と前記記録媒体との間に流通させる。こうすることによって、記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクを冷却し、更に空気流によって低分子量成分を記録媒体と光源との間から取り除き、光源の汚染を生じにくくする。さらに、本発明においては、空気流を低分子量成分除去手段に送り込んで低分子量成分を空気流から除去し、その後に画像形成装置から排出することで、装置から排出される臭気による作業環境の悪化や印刷物の臭気も防げる。
空気流によって記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクを冷却するためには、画像形成装置に設けた吸入口から空気を導入し、排出口から空気を排出すればよい。具体的には、吸入用のダクトを通じて装置外から装置内に空気を導入し、この空気を排出用のダクトを通じて排出すればよい。例えば、本願の実施例において行ったように、光源の直前に設けたダクトから空気を導入し、光源の直後に設けたダクトから空気を排出することによって、空気流を光照射装置と記録媒体との間に流通させ、記録媒体上に着弾した活性光線硬化型インクを冷却することができる。
本発明において冷却のために用いる空気流の風量は、0.2m/s~5.0m/sであり、好ましくは0.5m/s~2.0m/s、より好ましくは0.8m/s~1.2m/sである。風量は、インクの種類や出射量、光源によって硬化時に発生する熱量などに応じて、適宜調整することが好ましい。例えば、使用するインクが出射温度の高いゲルインクの場合には、好ましい風量は0.8m/s~1.5m/sであり、ゲルインク以外のインクの場合には、好ましい風量は0.5m/s~1.2m/sである。風量が0.2m/s未満では、記録媒体の冷却が不十分となり、インクの粘度が十分に高まらず、インク表面から酸素が液滴内に混入しやすくなり、酸素阻害によってインクの硬化性が低下する。また、および低分子量成分の除去も不十分となり、低分子量成分によって光源が汚染され、インクの硬化性が低下したり、印刷物に臭気が発生しやすくなる。風量が5m/sを超えると、着弾したが硬化していないインクが空気流の影響を受けて、インク流れが発生しやすくなる。尚、風量は、光源の直前に設けた熱線式風速計(例えば、株式会社FUSO製・AM―4204)で測定する。
風量は、吸入口および/または排出口にファンを設け、制御することができる。ファンの数を増減したり、制気口にシャッターやダンパーを設け、その開閉により風量を調整することができる。また、ファンの回転数を増減させることでも調整することができる。インバーターモーターを用いることで、ファンの回転数を可変制御することが可能となり、インクや記録媒体の種類、印刷条件などに応じて風量を細かく制御することもできる。また、モーターと送風機をVベルトでつなぎ、回っている滑車(プーリー)の径を変えることで送風機の速度を上げて風量を増加させることもできる。
空気流による冷却は、光照射直後の記録媒体の温度T2が、下記式(1)で表される温度範囲内の温度となるように行う:
T2=(T1-30℃)~(T1+5℃) (1) 。
式中、T1は、インクが着弾する直前の記録媒体の温度であり、T2は光照射直後の記録媒体の温度である。
T2=(T1-30℃)~(T1+5℃) (1) 。
式中、T1は、インクが着弾する直前の記録媒体の温度であり、T2は光照射直後の記録媒体の温度である。
T2は、下記式(2)で表される温度範囲内の温度となることが好ましく、下記式(3)で表される温度範囲内の温度となることがより好ましい:
T2=(T1-20℃)~T1 (2)、
T2=(T1-15℃)~T1 (3)。
T2=(T1-20℃)~T1 (2)、
T2=(T1-15℃)~T1 (3)。
光照射直後の記録媒体の温度T2が、インクが着弾する直前の記録媒体の温度T1+5℃よりも高いと、冷却は不十分であり、印刷物の画質の維持が困難となる。一方、光照射直後の記録媒体の温度T2が、インクが着弾する直前の記録媒体の温度T1-30℃よりも低くなると、着弾したインクの粘度が高くなり、重合開始剤の移動が制限される。その結果、インクの硬化性が低下する。また、特にゲルインクの場合には、ゲル生成が急速に起こるため、ピニングが強くなりすぎて硬化膜の表面がマット調になり、形成した画像の光沢が落ちてしまう。
尚、T1およびT2は、非接触式の温度センサーを用いて、測定することができる。具体的には、インクジェットヘッドの直前の位置にセンサーを設けてT1を測定し、光照射装置の直後に温度センサーを設けてT2を測定することができる。
T2を所望の温度にするために、例えば、吸入口に冷却装置を設けて、空気流の温度を常温よりも下げることもできる。
<低分子量成分の除去>
本発明の画像形成方法においては、活性光線硬化型インクから放出される低分子量成分の除去を行う。活性光線硬化型インクやゲルインクのように光照射装置をインクの硬化に使用する場合には、臭気の他に、揮発した低分子量成分が光源に付着することによる光量低下も問題となる。特にゲルインクの場合は、出射温度がより高いため、低分子量成分の揮発がより発生しやすく、臭気やランプの汚染がより深刻な問題となる可能性を秘めている。本発明において低分子量成分とは、分子量が200以下の成分を意味し、インク中に不可避的に含まれる不純物やインク成分の分解物に由来する物質である。具体的には、インクから発生する炭素数6以下の物質や、重合開始剤の分解物であるアルデヒド系の化合物などが挙げられる。より具体的には、フェノールやブタンジオール、酢酸、プロピオン酸、酢酸エチルや酢酸ブチル、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、クロロベンゼン、1-メトキシ-2-プロピルアセテ-ト、トリメチルアミン、メチルメルカプタン、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、スチレン、アンモニアなどが挙げられる。
本発明の画像形成方法においては、活性光線硬化型インクから放出される低分子量成分の除去を行う。活性光線硬化型インクやゲルインクのように光照射装置をインクの硬化に使用する場合には、臭気の他に、揮発した低分子量成分が光源に付着することによる光量低下も問題となる。特にゲルインクの場合は、出射温度がより高いため、低分子量成分の揮発がより発生しやすく、臭気やランプの汚染がより深刻な問題となる可能性を秘めている。本発明において低分子量成分とは、分子量が200以下の成分を意味し、インク中に不可避的に含まれる不純物やインク成分の分解物に由来する物質である。具体的には、インクから発生する炭素数6以下の物質や、重合開始剤の分解物であるアルデヒド系の化合物などが挙げられる。より具体的には、フェノールやブタンジオール、酢酸、プロピオン酸、酢酸エチルや酢酸ブチル、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、クロロベンゼン、1-メトキシ-2-プロピルアセテ-ト、トリメチルアミン、メチルメルカプタン、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、スチレン、アンモニアなどが挙げられる。
低分子量成分は、低分子量成分除去手段によって空気流から除去される。そのため、画像形成装置から外部に排出される空気流は、低分子量成分による臭気が抑制されている。なお、低分子量成分は空気流から完全に除去される必要はなく、画像形成装置から排出された空気流の臭気が後述する値以下になる程度に除去されればよい。低分子量成分除去手段としては、ハニカム活性炭やハニカム触媒などのフィルター型の除去手段、光触媒脱臭装置などが挙げられる。フィルター型の除去手段は、構造が簡便でコンパクトなため、容易に設置できる点で好ましい。また、光触媒を用いた脱臭装置では、より低分子量の成分も効率良く除去できる点で好ましい。低分子量成分除去手段による低分子量成分の除去を行う位置は、光照射装置よりも下流側であれば特に限定はないが、空気を排出するためのダクトの入り口付近や途中に設けることで、低分子成分を外部に漏らすことなく処理することが可能となる。
画像形成装置の外部に排出される空気流から低分子量成分が除去されたことは、臭気の測定によって求めることができる。本発明において臭気は、臭気測定器による測定で得られる値をもって評価する。例えば、画像形成装置から排出された空気流について、室温25℃の環境下で、低分子量成分除去手段を通過後に設置した新コスモス電機社製 ニオイセンサXP329-3Rを付属の説明書の記載に従い、モニタリングモードで運転した際に得られる数値を、臭気の指標とすることができる。本発明においては、搬送方向の下流側から排出される空気に対して得られるこの数値が、好ましくは300以下、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下となるように、低分子量成分を除去する。上記測定によって得られる数値が300以上では、低分子量成分の除去が不十分であり、例えば、長期にわたる連続印刷の際の光量低下を抑制することが難しくなる。また、このような値を示す空気に含まれる低分子量成分の量は、装置外に排出された際に人に不快感を与えると考えられる。また、このような値を示すとき、画像形成装置の内部で低分子量成分が記録媒体に付着し、印刷物も臭気を多く発することになると考えられる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り、「質量部」あるいは「質量%」を表す。
<顔料分散液の調製>
以下の手順でイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の顔料分散液を調製した。
以下の手順でイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の顔料分散液を調製した。
(Y顔料分散液の調製)
以下の分散剤と分散媒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時間かけて加熱攪拌して溶解した。
分散剤1:EFKA7701(BASF社製) 5.6質量部
分散剤2:Solsperse22000(日本ルーブリゾール社製) 0.4質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 80.6質量部
以下の分散剤と分散媒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時間かけて加熱攪拌して溶解した。
分散剤1:EFKA7701(BASF社製) 5.6質量部
分散剤2:Solsperse22000(日本ルーブリゾール社製) 0.4質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 80.6質量部
次いで、上記溶液を室温まで冷却した後、この溶液に下記イエロー(Y)顔料を加え、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れて密栓した。ガラス瓶内の混合物をペイントシェーカーにて4時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去して、Y顔料分散液を得た。
イエロー顔料:PY185(BASF社製、パリオトールイエローD1155) 13.4質量部
イエロー顔料:PY185(BASF社製、パリオトールイエローD1155) 13.4質量部
(M顔料分散液の調製)
分散剤の種類及び量並びに分散媒の量を下記のとおりに変更し、更にY顔料を下記マゼンタ(M)顔料に変更したこと以外は、Y顔料分散液と同様にしてM顔料分散液を調製した。
分散剤:JET-9151(BYK社製) 7質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 77質量部
顔料:PV19/PR202(BASF製、D4500J) 16質量部
分散剤の種類及び量並びに分散媒の量を下記のとおりに変更し、更にY顔料を下記マゼンタ(M)顔料に変更したこと以外は、Y顔料分散液と同様にしてM顔料分散液を調製した。
分散剤:JET-9151(BYK社製) 7質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 77質量部
顔料:PV19/PR202(BASF製、D4500J) 16質量部
(C顔料分散液の調製)
分散剤の種類及び量並びに分散媒の量を下記のとおりに変更し、更にY顔料を下記シアン(C)顔料に変更したこと以外は、Y顔料分散液と同様にしてC顔料分散液を調製した。
分散剤:JET-9151(BYK社製) 7質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 70質量部
顔料:PB15:4(大日精化社製、クロモファインブルー6332JC) 23質量部
分散剤の種類及び量並びに分散媒の量を下記のとおりに変更し、更にY顔料を下記シアン(C)顔料に変更したこと以外は、Y顔料分散液と同様にしてC顔料分散液を調製した。
分散剤:JET-9151(BYK社製) 7質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 70質量部
顔料:PB15:4(大日精化社製、クロモファインブルー6332JC) 23質量部
(Bk顔料分散液の調製)
分散剤の種類及び量並びに分散媒の量を下記のとおりに変更し、更にY顔料を下記ブラック(Bk)顔料に変更したこと以外は、Y顔料分散液と同様にしてC顔料分散液を調製した。
分散剤:JET-9151(BYK社製) 8質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 71質量部
顔料:PB7(三菱化学社製、MA-7) 21質量部
分散剤の種類及び量並びに分散媒の量を下記のとおりに変更し、更にY顔料を下記ブラック(Bk)顔料に変更したこと以外は、Y顔料分散液と同様にしてC顔料分散液を調製した。
分散剤:JET-9151(BYK社製) 8質量部
分散媒:トリプロピレングリコールジアクリレート(0.2%UV-10含有) 71質量部
顔料:PB7(三菱化学社製、MA-7) 21質量部
<インクの調製>
下記表1-aおよび表1-bに記載したインクの組成にしたがって、各成分と上記顔料分散液とを混合し、80℃に加熱して攪拌した。加熱下において、得られた溶液をADVANTEC社製のPTFEタイプメンブランフィルター(3μm)で濾過し、冷却してインクNo.1およびNo.2の各色インクを得た。
尚、表1-aおよび表1-bに記載の成分の詳細は、表2に記載したとおりである。
下記表1-aおよび表1-bに記載したインクの組成にしたがって、各成分と上記顔料分散液とを混合し、80℃に加熱して攪拌した。加熱下において、得られた溶液をADVANTEC社製のPTFEタイプメンブランフィルター(3μm)で濾過し、冷却してインクNo.1およびNo.2の各色インクを得た。
尚、表1-aおよび表1-bに記載の成分の詳細は、表2に記載したとおりである。
<インクジェット画像形成>
実施例1
図1と図2に示した装置を用い、記録媒体としてコート紙(OKトップコート、坪量127.9g/m2、王子製紙社製)を使用し、画像を形成した。画像形成の方法について図1と図2に参照しながら、具体的に説明する。
実施例1
図1と図2に示した装置を用い、記録媒体としてコート紙(OKトップコート、坪量127.9g/m2、王子製紙社製)を使用し、画像を形成した。画像形成の方法について図1と図2に参照しながら、具体的に説明する。
調製したY、M、C、Bkのインク組成物を、ライン方式のピエゾ型インクジェットノズルを備えた記録ヘッド3を有する回転ドラム式のインクジェット記録装置に装填した。この装置においては、記録媒体9を回転ドラム1の上に吸着させ、供給ローラー2aと排出ローラー2bの回転によって記録媒体を搬送させながら、連続で画像記録を行った。なお、記録媒体の搬送速度は、800mm/sとした。
また、500枚印刷後に、非接触式の温度センサー5aと5bを用いて、記録媒体9の温度T1およびT2の測定を行った。
この装置におけるインク供給系(図示していない)は、インクタンク、インク流路、記録ヘッド直前のサブインクタンク、金属フィルター付き配管、ピエゾヘッドからなるものであった。インクタンクからヘッド部分までインクを90℃に加温した。ピエゾヘッドにもヒーターが内蔵されており、記録ヘッド内のインク温度も90℃に加熱した。ピエゾヘッドは、ノズル径22μmで、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ていた。このインクジェット装置を用いて、Y→M→C→Bkの順番で、液滴量が3.5plと9.0plの2サイズのドットになるように電圧を印加し、記録媒体上に1200×1200dpiで、Y、M、C、Bkインクを用いて、インクの総付量が16pl/m2となるグラデーション画像を記録した。ドラムの温度はヘッド手前の記録媒体の表面温度T1が46℃になるように制御した。(dpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。)
印字後、1秒以内にLEDランプ4(395nm、8W/cm2、Phoseon TECHNOLOGY社製)から350mJ/cm2となるように活性光線を照射してインク層を硬化した。LEDランプ4の管面から記録媒体までの距離は50mmとした(搬送方向の照射幅は100mm)。
LEDランプ4を照射すると同時に、ダクト6aから空気を吸入し、ダクト6bから排気させ、搬送方向の上流から記録媒体に25℃の空気流を吹き付けた。吹き付けた空気流は、搬送方向の下流方向に流した(図2)。この時、光源の直前に設置した風量計で測定した風速が1.0m/sとなるように、供給ファン7で調整した。
また、ダクト6bの途中に低分子量成分除去手段8を設け、低分子量成分が装置外に排出されないようにした。低分子除去手段8としては、ハニカム活性炭((株)カルモア製 300セル/30mm)を使用した。500枚印刷後に、ダクト6bから排出される空気中の低分子量成分を、室温25℃の環境下で、低分子量成分除去手段を通過後に設置した臭気センサー(新コスモス電機社製 ニオイセンサXP329-3R)を用いて、モニタリングモードで測定した。
尚、装置が稼働していないときの装置周辺の臭気をこのセンサーで測定したところ、数値は150であった。数値は大きいほど臭気が強く、低分子量成分の放出量が多いことを意味する。
尚、装置が稼働していないときの装置周辺の臭気をこのセンサーで測定したところ、数値は150であった。数値は大きいほど臭気が強く、低分子量成分の放出量が多いことを意味する。
実施例2
低分子量成分除去手段8として、ハニカム触媒(日揮ユニバーサル(株)製 NHC-MK 950セル/30mm)を用いた以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
低分子量成分除去手段8として、ハニカム触媒(日揮ユニバーサル(株)製 NHC-MK 950セル/30mm)を用いた以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
実施例3
低分子量成分除去手段8として、ダクト6bに設置した光触媒脱臭装置(中村産業社製 ウルトラケミカルキラー)を用いた以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
低分子量成分除去手段8として、ダクト6bに設置した光触媒脱臭装置(中村産業社製 ウルトラケミカルキラー)を用いた以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
実施例4
風量を0.2m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
風量を0.2m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
実施例5
風量を5m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
風量を5m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
比較例1
低分子量成分除去手段8を使用しないこと以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
低分子量成分除去手段8を使用しないこと以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
比較例2
記録媒体9への空気流の吹き付けを行わないこと以外は、実施例2と同様に画像形成を行った。
記録媒体9への空気流の吹き付けを行わないこと以外は、実施例2と同様に画像形成を行った。
比較例3
記録媒体9への空気流の吹き付けを行わず、低分子量成分除去手段8も使用しないこと以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
記録媒体9への空気流の吹き付けを行わず、低分子量成分除去手段8も使用しないこと以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
比較例4
風量を0.1m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
風量を0.1m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
比較例5
風量を5.2m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
風量を5.2m/sにした以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
比較例6
低分子量成分除去手段8を使用しないこと以外は、実施例5と同様に画像形成を行った。
低分子量成分除去手段8を使用しないこと以外は、実施例5と同様に画像形成を行った。
実施例6
インクセットとしてインクセットNo.2を用い、以下の変更を加えた以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。インクタンクからヘッド部分までインクを45℃に加温し、記録ヘッド内のインク温度も、ピエゾヘッドに内蔵したヒーターによって45℃に加熱して印字を行った。更に印字から1秒以内に、前出のLEDランプ4から500mJ/cm2となるように活性光線を照射してインク層を硬化させた。
インクセットとしてインクセットNo.2を用い、以下の変更を加えた以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。インクタンクからヘッド部分までインクを45℃に加温し、記録ヘッド内のインク温度も、ピエゾヘッドに内蔵したヒーターによって45℃に加熱して印字を行った。更に印字から1秒以内に、前出のLEDランプ4から500mJ/cm2となるように活性光線を照射してインク層を硬化させた。
比較例7
低分子量成分除去手段8を使用しないこと以外は、実施例6と同様に画像形成を行った。
低分子量成分除去手段8を使用しないこと以外は、実施例6と同様に画像形成を行った。
比較例8
記録媒体9への空気流の吹き付けを行わないこと以外は、実施例6と同様に画像形成を行った。
記録媒体9への空気流の吹き付けを行わないこと以外は、実施例6と同様に画像形成を行った。
比較例9
記録媒体9への空気流の吹き付けを行なわず、低分子量成分除去手段8も使用しないこと以外は、実施例6と同様に画像形成を行った。
記録媒体9への空気流の吹き付けを行なわず、低分子量成分除去手段8も使用しないこと以外は、実施例6と同様に画像形成を行った。
実施例7
坪量127.9g/m2のコート紙の代わりに、坪量79.1g/m2のコート紙(OKトップコート、王子製紙社製)を記録媒体9として用い、風量を2.0m/sとする以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
坪量127.9g/m2のコート紙の代わりに、坪量79.1g/m2のコート紙(OKトップコート、王子製紙社製)を記録媒体9として用い、風量を2.0m/sとする以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
実施例8
コート紙の代わりに、坪量52.3g/m2の上質紙(npi上質、日本製紙社製)を記録媒体9として用い、風量を2.0m/sとする以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
コート紙の代わりに、坪量52.3g/m2の上質紙(npi上質、日本製紙社製)を記録媒体9として用い、風量を2.0m/sとする以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
実施例9
コート紙の代わりに、坪量81.4g/m2の上質紙(npi上質、日本製紙社製)を記録媒体9として用い、風量を2.0m/sとする以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
コート紙の代わりに、坪量81.4g/m2の上質紙(npi上質、日本製紙社製)を記録媒体9として用い、風量を2.0m/sとする以外は、実施例1と同様に画像形成を行った。
<画質の評価方法>
記録した画像について、以下の方法で画質を評価した。
(光沢変動の評価)
作成された連続印字画像の同じ箇所について、1枚目に対する100枚目、500枚目および3000枚目それぞれの60度光沢変動値を測定した。具体的には、ハンディー光沢度計PG-II(日本電色工業株式会社製)を用いて60度光沢を測定し、変動値を算出した。
得られた光沢変動値に基づき、下記の基準に従って評価した。
○:光沢変動値が5以内である。
△:光沢変動値が5~15である。
×:光沢変動値が15を超える。
記録した画像について、以下の方法で画質を評価した。
(光沢変動の評価)
作成された連続印字画像の同じ箇所について、1枚目に対する100枚目、500枚目および3000枚目それぞれの60度光沢変動値を測定した。具体的には、ハンディー光沢度計PG-II(日本電色工業株式会社製)を用いて60度光沢を測定し、変動値を算出した。
得られた光沢変動値に基づき、下記の基準に従って評価した。
○:光沢変動値が5以内である。
△:光沢変動値が5~15である。
×:光沢変動値が15を超える。
(色相変動の評価)
作成された連続印字画像の同じ箇所について、分光光度計(X-rite製、i1 iO Pro)および測色ツール(X-rite製、MesurementToolおよびProfileMaker)を用いてL*a*b*測色した。得られたΔL*値、Δa*値およびΔb*値と下記式を用いて、1枚目に対する100枚目、500枚目および3000枚目の色差(ΔE)を算出した。
ΔE=SQRT((ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2)
得られた色差に基づき、下記の基準に従って評価した。
○:ΔEが2未満
△:ΔEが2~6
×:ΔEが6を超える
作成された連続印字画像の同じ箇所について、分光光度計(X-rite製、i1 iO Pro)および測色ツール(X-rite製、MesurementToolおよびProfileMaker)を用いてL*a*b*測色した。得られたΔL*値、Δa*値およびΔb*値と下記式を用いて、1枚目に対する100枚目、500枚目および3000枚目の色差(ΔE)を算出した。
ΔE=SQRT((ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2)
得られた色差に基づき、下記の基準に従って評価した。
○:ΔEが2未満
△:ΔEが2~6
×:ΔEが6を超える
(硬化性の評価)
印刷開始から50時間後および100時間後の画像について、インクの硬化性を次のように評価した。
5cm×5cmのベタ画像に、「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、画像濃度の低下の程度を目視観察し、下記の基準に従って評価した。
○: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の低下が認められ、
実用に耐えない品質である
印刷開始から50時間後および100時間後の画像について、インクの硬化性を次のように評価した。
5cm×5cmのベタ画像に、「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、画像濃度の低下の程度を目視観察し、下記の基準に従って評価した。
○: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の低下が認められ、
実用に耐えない品質である
(印刷物臭気の評価)
印刷物臭気は臭気官能評価法にて6名のパネル(被験者)で表3に記載した格付けに従い、評価を行った。
印刷物臭気は臭気官能評価法にて6名のパネル(被験者)で表3に記載した格付けに従い、評価を行った。
採点した6名の点数の平均を四捨五入して小数点以下1位まで求め、その値に基づき、下記の基準に従って評価した。
○:平均3点以下
△:平均3.1~3.9点
×:平均4点以上
○:平均3点以下
△:平均3.1~3.9点
×:平均4点以上
上記実施例および比較例における記録媒体の温度T1とT2および臭気を、形成した画像の評価結果と共に表4に示した。
尚、上記評価の全てにおいて、評価結果が○または△となるインクセットが実用可能なインクセットであり、評価結果に×のあるインクセットは実用に耐えるものではない。
尚、上記評価の全てにおいて、評価結果が○または△となるインクセットが実用可能なインクセットであり、評価結果に×のあるインクセットは実用に耐えるものではない。
表4の結果から明らかなように、空気流による記録媒体表面への空気流の吹き付けと低分子量成分の除去、並びに低分子量成分除去手段による更なる低分子量成分の除去を実施した実施例1~9においては、3000枚目に印刷した画像の光沢および色相が1枚目の画像とさほど変わらなかった。更にインクの硬化性も良好であった。また、装置から排出される空気の臭気も、印刷物臭気も装置稼働前と比べて同等もしくはわずかな上昇に抑えられた。
低分子量成分除去手段としては、フィルタータイプの除去手段であるハニカム活性炭(実施例1)やハニカム触媒(実施例2)よりも、光触媒の脱臭装置(実施例3)の方が、より効率良く低分子量成分の除去を行うことができた。
一方、空気流の吹き付けを行うが、低分子量成分除去手段を設けなかった比較例1では、3000枚目に印刷した画像の光沢および色相は1枚目の画像と変わらなかったものの、おそらくは低分子量成分の除去が不十分であったため、光源が汚染されて光量が低下し、印刷開始から100時間後には、画像の硬化が不十分となった。空気流の吹き付けは行わないが、低分子量成分除去手段は用いる比較例2においては、画像の硬化性は許容範囲内であったものの、500枚目以降に印刷した画像の光沢変動や色相変動は大きく、実用に耐えない品質であった。更に、空気流の吹き付けも低分子量成分除去も行わない比較例3で印刷した画像は、100枚目の画像の光沢および色相は実用上許容範囲内であったが、500枚目や3000枚目の画像には、明らかな光沢および色相低下が認められた。
風量が0.2m/sの実施例4では、500枚までは良好に画像形成することが可能で有り、3000枚目でも、光沢変動と色相変動の評価は△だった。一方、風量が0.1m/sの比較例4では、100枚目で既に光沢変動と色相変動の評価は△であり、500枚目で×となった。また、印字後のインクの硬化性も悪かった。これらの結果は、風量が少なすぎると記録媒体表面の冷却が不十分となり、インクの粘度が下がり、酸素による硬化阻害を受けやすくなったものと考えられる。また、風量が5m/sの実施例5では、全ての評価が○となる非常に高画質の印刷も達成された。一方、風量が5.2m/sの比較例5では、風量が印字部分に影響し、画像が乱れてしまい、画像形成ができなかった。
更に本発明の画像形成方法は、ゲル化剤を含まないインクセット2を用いた実施例6においても、インクセット1を用いた実施例1と同様に、画質変動の少ない良好な画像の連続印刷が可能なだけでなく、画像の硬化性も良好であり、更に臭気も装置稼働前と比べてわずかな上昇に抑えられた。
また、記録媒体が紙の場合、坪量が高いほど、保持する熱量も増えるため、装置外に排出される際に装置内の熱を下げることができる。よって、坪量の低いコート紙や上質紙には、坪量の高い紙ほどは装置内の温度を下げる働きはない。しかし、本発明の画像形成方法においては、記録媒体が坪量の低いコート紙(実施例7)や上質紙(実施例8と9)であっても、坪量の高いコート紙(実施例1)と同様に、画質変動の少ない良好な画像の連続印刷が可能なだけでなく、画像の硬化性も良好であり、更に臭気も装置稼働前と比べてわずかな上昇に抑えられた。
本出願は、2015年11月6日出願の特願2015-218624に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、全て本願明細書に援用される。
本発明のインクジェット画像形成方法を用いると、活性光線硬化型インクが硬化する際に発生する重合熱による記録媒体の温度上昇を抑制すると同時に、活性光線硬化型インクの放出する低分子量成分による装置内の汚染、特に光源の汚染による光量低下を抑制することによって、印刷物の画質の劣化を生じることなく、大量の印刷物を連続的に印刷することが可能となる。更に印刷中に発生する臭気を抑制することによって、作業環境の改善にもつながる。
1 回転ドラム
2a 供給ローラー
2b 排出ローラー
3 記録ヘッド
4 LEDランプ
5a 温度センサー
5b 温度センサー
6a、6b ダクト
7 供給ファン
8 低分子量成分除去手段
9 記録媒体
2a 供給ローラー
2b 排出ローラー
3 記録ヘッド
4 LEDランプ
5a 温度センサー
5b 温度センサー
6a、6b ダクト
7 供給ファン
8 低分子量成分除去手段
9 記録媒体
Claims (6)
- 光重合性化合物を含む活性光線硬化型インクを用いるインクジェット画像形成方法であって、
(a)活性光線硬化型インクの液滴を記録ヘッドから吐出させて記録媒体上に着弾させる工程、および
(b)前記記録媒体上に着弾した前記活性光線硬化型インクの液滴に光照射装置から活性光線を照射し、インクの液滴を硬化させる工程を包含し、
少なくとも前記工程(b)において、前記工程(a)で記録媒体に着弾させた活性光線硬化型インクに風量が0.2m/s~5m/sの空気流を吹き付け、前記吹き付けた空気流を前記光照射装置と前記記録媒体との間に流通させ、前記流通した空気流を低分子量成分除去手段に送り込んだ後に画像形成装置外に排出することを特徴とする、インクジェット画像形成方法。 - 前記工程(b)の直後の記録媒体の温度T2が、下記式(1)で表される温度範囲内の温度となるように、前記着弾した活性光線硬化型インクに空気流を吹き付けることを特徴とする、請求項1に記載のインクジェット画像形成方法。
T2=(T1-30℃)~(T1+5℃) (1)
式中、T1は、インクが着弾する直前の記録媒体の温度であり、T2は光照射直後の記録媒体の温度である。 - 前記画像形成装置外に排出された空気流について、室温25℃の環境下で新コスモス電機社製 ニオイセンサXP329-3Rで測定した数値が300以下となるように低分子量成分を除去することを特徴とする、請求項1または2に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記記録ヘッドがライン方式の記録ヘッドであり、前記記録媒体の搬送方向における搬送速度が500mm/s以上、1500mm/s以下であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記活性光線硬化型インクがゲル化剤を更に含む、ゾルゲル相転移温度が40℃以上100℃未満であるゾルゲル相転移型のインクであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記活性光線硬化型インクが色材を更に含む色インクであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のインクジェット画像形成方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003165208A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-10 | Hitachi Printing Solutions Ltd | Uvインクを用いた印刷装置 |
JP2009248433A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | 紫外線照射装置、及びインク噴射装置 |
JP2009280671A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェットインク、及びインクジェット記録方法 |
WO2010106655A1 (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 株式会社ミマキエンジニアリング | 紫外線照射ユニット |
JP2012187895A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェット記録方法 |
JP2014034154A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Ricoh Co Ltd | 記録方法、および記録装置 |
JP2015143000A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-08-06 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置 |
-
2016
- 2016-11-02 WO PCT/JP2016/082621 patent/WO2017078079A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003165208A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-10 | Hitachi Printing Solutions Ltd | Uvインクを用いた印刷装置 |
JP2009248433A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | 紫外線照射装置、及びインク噴射装置 |
JP2009280671A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェットインク、及びインクジェット記録方法 |
WO2010106655A1 (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 株式会社ミマキエンジニアリング | 紫外線照射ユニット |
JP2012187895A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Konica Minolta Holdings Inc | インクジェット記録方法 |
JP2014034154A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Ricoh Co Ltd | 記録方法、および記録装置 |
JP2015143000A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-08-06 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置 |
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