WO2019188856A1 - インクジェットインク組成物、メンテナンス方法、画像記録方法、及び、画像記録物 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to an inkjet ink composition, a maintenance method, an image recording method, and an image recorded matter.
- the recording method using the ink jet method is such that a high-quality image can be recorded on a wide variety of substrates by discharging the ink composition from a large number of nozzles provided in the ink jet head in the form of droplets. Widely used.
- Various forms have been proposed for an ink jet ink composition and an image recording method using the ink jet ink composition used in an image recording method utilizing the ink jet method.
- Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-95058 describes an ink for ink jet printing including white pigment particles and hollow pigment particles having cavities therein.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-196590 discloses an ink composition containing at least one color material selected from hollow resin particles and metal compound particles and a polyurethane resin having a glass transition temperature of 65 ° C. or lower. An image forming method characterized by printing is described.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2014-210837 discloses an aqueous white ink for ink-jet containing at least titanium oxide, a pigment dispersion resin, an organic solvent, and water, wherein at least ⁇ -olefin, maleic acid and / or the pigment dispersion resin.
- a water-based white ink for ink-jet which uses a resin copolymerized with maleic anhydride.
- the property that the above-described scratches are less likely to occur in the ink-jet ink composition is also said to be excellent in “maintenance”.
- Problems to be solved by the embodiments according to the present disclosure include an inkjet ink composition excellent in maintainability of the inkjet head used, a maintenance method using the inkjet ink composition, and the inkjet ink composition.
- An image recording method and an image recording material including a solidified product of the inkjet ink composition are provided.
- the content P mass% of the inorganic pigment particles with respect to the total mass of the ink composition and the content R mass% of all the resin particles contained in the ink composition with respect to the total mass of the ink composition are expressed by the following formula.
- Formula A-1 P 2 + R 2 ⁇ 300
- Formula A-2 P ⁇ 5
- the content P mass% of the inorganic pigment particles with respect to the total mass of the ink composition, the content R mass% of all the resin particles contained in the ink composition with respect to the total mass of the ink composition, and the ink composition The ink-jet ink composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the dispersant content D% by mass with respect to the total mass of the above satisfies all of the following formulas C-1 to C-4: .
- a maintenance method comprising a step of wiping the ink-jet ink composition from the ink-jet head used for discharging the ink-jet ink composition according to any one of the above items ⁇ 1> to ⁇ 7>.
- An image recording method comprising a step of applying the inkjet ink composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> above onto a surface of a substrate by an inkjet method.
- An image recording material comprising a base material and a solidified product of the inkjet ink composition according to any one of the above items ⁇ 1> to ⁇ 7>.
- an inkjet ink composition excellent in maintainability of the used inkjet head, a maintenance method using the inkjet ink composition, an image recording method using the inkjet ink composition, And the image recording material containing the solidified material of the said inkjet ink composition can be provided.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of an ink jet recording apparatus used for image recording.
- a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
- an upper limit value or a lower limit value described in a numerical range may be replaced with an upper limit value or a lower limit value in another numerical range.
- the upper limit value or the lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
- the amount of each component in the composition is present in the composition unless there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition unless otherwise specified. It means the total amount of the plurality of substances.
- “recording an image” means drawing an image on a substrate using an ink composition and, if necessary, a treatment liquid, and fixing the drawn image.
- the “image” may be an image recorded with ink, and includes characters, a solid film, and the like.
- the term “process” is included in the term as long as the intended purpose of the process is achieved, even when the process is not clearly distinguished from other processes.
- “(meth) acryl” means at least one of acryl and methacryl
- “(meth) acrylate” means at least one of acrylate and methacrylate.
- the inkjet ink composition according to the present disclosure (hereinafter also simply referred to as “ink composition”) includes water, a dispersant, inorganic pigment particles having an average primary particle size of 100 nm or more, and a glass transition temperature of 40 ° C. or more.
- the average primary particle diameter Xnm of the inorganic pigment particles and the volume average particle diameter Ynm of the resin particles A satisfy Y ⁇ 1.1 ⁇ X.
- the ink composition according to the present disclosure is excellent in maintainability of the used inkjet head.
- the reason why the above effect is obtained is not clear, but is presumed as follows.
- the ink composition according to the present disclosure is not limited for the following reasons.
- the ink composition according to the present disclosure includes inorganic pigment particles (hereinafter also referred to as specific pigment particles) having an average primary particle size of 100 nm or more. Therefore, normally, when wiping off the ink composition in the ink jet head, scratches due to the inorganic pigment particles are likely to occur on the liquid film, the silicon substrate, the metal material, etc. on the surface of the ink jet head, and the maintainability is lowered. It is done.
- the ink composition according to the present disclosure further includes resin particles A having a glass transition temperature of 40 ° C. or higher, and the average primary particle size Xnm of the inorganic pigment particles and the volume average particle size of the resin particles A. Ynm satisfies y ⁇ 1.1 ⁇ X.
- the resin particles A having a specific glass transition temperature and a specific volume average particle diameter are converted into the pigments when the resin particles A are wiped off. It is thought that it acts like a cushion between the inorganic particles and the various materials on the surface of the inkjet head. As a result, the occurrence of scratches on the above-mentioned various materials on the surface of the inkjet head is likely to be suppressed, and it is considered excellent in maintainability.
- ink compositions described in JP 2014-95058 A, JP 2014-196590 A, and JP 2014-210837 A ink compositions containing inorganic pigment particles and resin particles are also described.
- JP-A-2014-95058, JP-A-2014-196590, and JP-A-2014-210837 disclose the average primary particle size of inorganic pigment particles, resin particles, and volume average particle size of resin particles. There is no description or suggestion of the technical idea of improving the maintainability by adopting a specific relationship.
- JP-A-2014-95058, JP-A-2014-196590, and JP-A-2014-210837 disclose the average primary particle size of inorganic pigment particles, resin particles, and volume average particle size of resin particles.
- the ink composition according to the present disclosure includes inorganic pigment particles (specific pigment particles) having an average primary particle size of 100 nm or more.
- An average primary particle size of 100 nm or more is advantageous in terms of availability of inorganic pigment particles.
- the average primary particle size (Xnm described later) of the specific pigment particles is preferably 100 nm to 400 nm, more preferably 100 nm to 300 nm, from the viewpoint of maintenance properties and ejection stability.
- the average primary particle size of the specific pigment particles is a value measured using a transmission electron microscope (TEM).
- TEM transmission electron microscope
- a transmission electron microscope 1200EX manufactured by JEOL Ltd. can be used. Specifically, an ink composition diluted 1,000 times is dropped on Cu200 mesh (manufactured by JEOL Ltd.) with a carbon film attached and dried, and then the image is magnified 100,000 times with TEM. Then, the equivalent circle diameter of 300 independent particles that do not overlap is measured, and the measured values are averaged to obtain the average particle diameter.
- ejection stability refers to the property that nozzle clogging is less likely to occur during ejection of an inkjet ink composition from a nozzle in an inkjet system.
- the inorganic pigment particles used as the specific pigment particles are not particularly limited, and known inorganic pigment particles are used. Examples thereof include titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, calcium carbonate, aluminum hydroxide, iron oxide, cadmium red, barium yellow, chrome yellow, titanium yellow, cobalt blue, and titanium nitride. In addition, any inorganic pigment having an average primary particle size of 100 nm or more can be used without any particular limitation.
- the ink composition according to the present disclosure may contain one specific pigment particle alone, or two or more specific pigment particles may be used in combination.
- the content of specific pigment particles (P mass% described later) is 1 mass% to 20 mass% with respect to the total mass of the ink composition. It is preferably 3% by mass to 15% by mass, more preferably 5% by mass to 12% by mass.
- the volume content (p volume% described later) of the specific pigment particles at 25 ° C. is 0.25 volume% with respect to the entire ink composition.
- the volume content is measured by TGA (thermogravimetric analysis) and a bulk density measuring instrument in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 50%. Specifically, after measuring the mass content with TGA and measuring the specific gravity with a bulk density meter, the volume content is obtained as mass content / specific gravity.
- TGA thermogravimetric analysis
- the ink composition according to the present disclosure may further contain other pigment particles.
- Other pigment particles include organic pigment particles or inorganic pigment particles having an average primary particle size of less than 100 nm.
- examples of other pigment particles include organic pigment particles or inorganic pigment particles.
- organic pigment particles or an average primary particle size of 100 nm is used. Preferred are pigment particles that are less than inorganic pigment particles.
- the content of other pigment particles contained in the ink composition is preferably 0% by mass to 5% by mass and 0% by mass to 3% by mass with respect to the total mass of the ink composition according to the present disclosure. More preferably, it is more preferably 0% by mass to 1% by mass.
- the volume content of other pigment particles at 25 ° C. is preferably 0% by volume to 1.25% by volume, and preferably 0% by volume to 0.75% by volume with respect to the entire ink composition. More preferably, it is more preferably 0% by volume to 0.25% by volume.
- the ink composition according to the present disclosure includes resin particles A having a glass transition temperature (Tg) of 40 ° C. or higher. It is preferable that the resin particle A has a solid shape. In the present disclosure, the solid shape is a term used as a synonym for the hollow shape. Specifically, the porosity of the resin particles A is preferably less than 10%, and more preferably 5% or less. In addition, when the resin particle A has a space
- the radius of the resin particle A and the radius of the void of the resin particle A are determined by observing the resin particle with a transmission electron microscope. The arithmetic average value of the porosity obtained for 100 resin particles A is defined as the porosity of the resin particles A.
- the glass transition temperature (Tg) of the resin particles A is 40 ° C. or higher. When Tg is 40 ° C. or higher, the maintainability is excellent. Tg is preferably 60 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher, from the viewpoint of maintainability.
- the upper limit of the Tg of the resin particle A is not particularly limited, but is preferably 300 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or less, and further preferably 180 ° C. or less from the viewpoint of maintainability. Among the above, the Tg of the resin particles A is particularly preferably in the range of 80 ° C. to 200 ° C. from the viewpoint of maintainability.
- the measurement Tg obtained by actual measurement is applied as the glass transition temperature.
- the measurement Tg means a value measured under normal measurement conditions using a differential scanning calorimeter (DSC) EXSTAR 6220 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.
- DSC differential scanning calorimeter
- calculation Tg calculated by the following calculation formula is applied.
- Tgi is the glass transition temperature (absolute temperature) of the homopolymer of the i-th monomer.
- the homopolymer glass transition temperature value (Tgi) of each monomer is the value of Polymer Handbook (3rd Edition) (by J. Brandrup, EH Immergut (Wiley-Interscience, 1989)).
- the value of the homopolymer glass transition temperature of a monomer not described in the above document is obtained as the measurement Tg by the above-described measurement method after preparing the monomer homopolymer. At this time, by setting the weight average molecular weight of the homopolymer to 10,000 or more, the influence of the weight average molecular weight on the Tg of the polymer can be ignored.
- the glass transition temperature of the resin particles A can be appropriately controlled by a commonly used method. For example, by appropriately selecting the type of monomer (polymerizable compound) constituting the resin particle A, the composition ratio thereof, the molecular weight of the resin constituting the resin particle A, and the like, the glass transition temperature of the resin particle A is within a desired range. Can be controlled.
- Examples of the resin in the resin particle A include acrylic resin, epoxy resin, polyether resin, polyamide resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, silicone resin, fluororesin, and polyvinyl resin (eg, vinyl chloride, vinyl acetate, polyvinyl alcohol). Or polyvinyl butyral), alkyd resin, polyester resin (eg, phthalic acid resin, etc.), amino material (eg, melamine resin, melamine formaldehyde resin, aminoalkyd cocondensation resin, urea resin, urea resin, etc.) .
- the resin particles A are preferably acrylic resin, polyether resin, polyester resin, or polyolefin resin particles, and acrylic resin particles are more preferable from the viewpoint of improving maintainability.
- an acrylic resin means resin containing the structural unit derived from (meth) acrylic acid or a (meth) acrylate compound.
- the acrylic resin may contain structural units other than the structural unit derived from (meth) acrylic acid or a (meth) acrylate compound.
- the resin forming the resin particles A may be a copolymer containing two or more structural units constituting the resin exemplified above, or may be a mixture of two or more resins. Further, the resin particles A themselves may be composite resin particles in which two or more kinds of resins are laminated like a core / shell, for example, as well as a mixture of two or more kinds of resins.
- the resin particles A are preferably resin particles A obtained by a phase inversion emulsification method, and the following self-dispersing resin particles (self-dispersing resin particles) are more preferable.
- the self-dispersing resin particles include self-dispersing polymer particles described in paragraphs 0077 to 0094 of JP-A-2016-193980.
- the volume average particle size (Ynm described later) of the resin particles A is preferably in the range of 200 nm to 600 nm, and more preferably in the range of 300 nm to 400 nm, from the viewpoints of maintainability and ejection stability. Moreover, there is no restriction
- the volume average particle diameter of the resin particles A is measured by a particle size distribution measuring apparatus using light scattering (for example, Microtrac UPA (registered trademark) EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
- the average primary particle size Xnm of the inorganic pigment particles and the volume average particle size Ynm of the resin particles A satisfy Y ⁇ 1.1 ⁇ X.
- Y ⁇ 1.2 It is preferable to satisfy xX, and it is more preferable to satisfy Y ⁇ 1.3 ⁇ X.
- the resin particles A may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the resin particles A (preferably self-dispersing resin particles) in the ink composition is not particularly limited, but from the viewpoint of maintainability and ejection stability. Is preferably 0.3% by mass to 18% by mass, more preferably 1% by mass to 12% by mass, and still more preferably 3% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the ink composition.
- the volume content (r volume% described later) of the resin particles A with respect to the entire ink composition according to the present disclosure is preferably 1 volume% to 15 volume%, and is 2 volume% to 12 volume%. More preferably, it is more preferably 3% by volume to 10% by volume. Resin particles other than the resin particles A contained in “all resin particles contained in the ink composition” will be described later.
- the ink composition according to the present disclosure may further contain other resin particles.
- Other pigment particles include resin particles similar to the above-described resin particles A except that Tg is 40 ° C. or lower, Y ⁇ 1.1 ⁇ X is not satisfied, or both.
- resin particles having a volume average particle diameter of 1 nm to 100 nm can be mentioned.
- the ink composition according to the present disclosure more preferably further includes resin particles having a volume average particle diameter of 1 nm to 50 nm as resin particles that do not satisfy Y ⁇ 1.1 ⁇ X.
- the ink composition according to the present disclosure further includes other resin particles having a volume average particle diameter of 1 nm to 50 nm, the abrasion resistance of the obtained image is improved.
- the resin particles A and other resin particles are also collectively referred to as “all resin particles contained in the ink composition”.
- the content of all resin particles contained in the ink composition is preferably 1 mass% or more with respect to the total mass of the ink composition according to the present disclosure. It is preferably 3% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. Further, from the viewpoint of ejection stability, the content is preferably 15% by mass or less, and more preferably 12% by mass or less.
- the ink composition may contain a dispersant for dispersing the pigment (one or both of the above-described specific pigment particles and other pigment particles).
- the dispersant may be either a polymer dispersant or a low molecular surfactant type dispersant.
- the polymer dispersant may be either a water-soluble dispersant or a water-insoluble dispersant.
- the dispersant for example, the dispersants described in paragraphs 0080 to 0096 of JP-A No. 2016-1445312 are preferably exemplified.
- the content of the dispersant is preferably 3% by mass to 20% by mass, more preferably 4% by mass to 18% by mass, and more preferably 5% by mass to 15% by mass with respect to the content of all pigment particles. % Is more preferable. Further, the content of the dispersant (D% by mass described later) with respect to the total mass of the ink composition is preferably 0.1% by mass to 2.4% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 2.0% by mass. % Is more preferable, and 0.8 to 1.5% by mass is even more preferable.
- the ink composition contains water.
- the water content is preferably 50% by mass to 90% by mass and more preferably 60% by mass to 80% by mass with respect to the total mass of the ink composition.
- the ink composition preferably contains at least one water-soluble solvent. Thereby, it is possible to obtain the effect of suppressing the drying of the ink composition or the wetting of the ink composition.
- the water-soluble solvent that can be contained in the ink composition can be used, for example, as an anti-drying agent that prevents the ink composition from adhering and drying to form aggregates at the ink discharge port of the ejection nozzle and clogging.
- the water-soluble solvent contained in the ink composition is preferably a water-soluble solvent having a vapor pressure lower than that of water.
- the boiling point of the water-soluble solvent at 1 atm (1013.25 hPa) is preferably 80 ° C. to 300 ° C., more preferably 120 ° C. to 250 ° C.
- the drying inhibitor is preferably a water-soluble solvent having a vapor pressure lower than that of water.
- water-soluble solvents include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, thiodiglycol, dithiodiglycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol.
- Anti-drying agents may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the drying inhibitor is preferably in the range of 10% by mass to 50% by mass with respect to the total mass of the ink composition.
- the water-soluble solvent may be used for adjusting the viscosity of the ink composition.
- water-soluble solvents that can be used to adjust the viscosity include alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, Benzyl alcohol), polyhydric alcohols (eg, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol ), Glycol derivatives (eg, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Tylene
- the ink composition may contain other components other than the above components.
- Other components include, for example, antifading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, ultraviolet absorbers, antiseptics, antifungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents, viscosity adjusters, and dispersion stability.
- the volume content p volume% of the specific pigment particles relative to the entire ink composition and the volume content r volume% of the resin particles A relative to the entire ink composition Preferably satisfies r ⁇ 0.2 ⁇ p, and more preferably satisfies r ⁇ 0.3 ⁇ p. Further, it preferably satisfies 12 ⁇ p ⁇ r, and more preferably satisfies 6 ⁇ p ⁇ r.
- the content P of the inorganic pigment particles relative to the total mass of the ink composition P% by mass, and the ink composition It is preferable that the content R mass% of all the resin particles contained in the ink composition with respect to the total mass satisfies all of the following formulas A-1 to A-3, and the following formulas B-1 to B-3 It is more preferable to satisfy all of the above.
- Formula A-1 P 2 + R 2 ⁇ 300
- Formula A-2 P ⁇ 5
- Formula A-3 R ⁇ 1
- Formula B-1 P 2 + R 2 ⁇ 300
- Formula B-2 12 ⁇ P ⁇ 5
- Formula B-3 12 ⁇ R ⁇ 1
- the content P of the inorganic pigment particles with respect to the total mass of the ink composition P% by mass and the ink composition with respect to the total mass of the ink composition it is preferable that the content R mass% of all the resin particles contained and the content D mass% of the dispersant with respect to the total mass of the ink composition satisfy all of the following formulas C-1 to C-4. It is more preferable to satisfy all of the following formulas D-1 to D-4.
- Formula C-1 P 2 + (R + D) 2 ⁇ 350
- Formula C-2 P ⁇ 5
- Formula C-3 R ⁇ 1
- Formula C-4 D ⁇ 0.1
- Formula D-1 P 2 + (R + D) 2 ⁇ 350
- Formula D-2 12 ⁇ P ⁇ 5
- Formula D-3 12 ⁇ R ⁇ 1
- Formula D-4 2.4 ⁇ D ⁇ 0.1
- the pH of the ink composition according to the present disclosure is preferably 4 or more and 10 or less, and more preferably 5 or more and 9 or less.
- pH is measured using a pH meter in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55% RH.
- the viscosity of the ink composition according to the present disclosure is preferably 1 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s, and more preferably 1.5 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s.
- the viscosity is measured using a TV-20 viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) as a measuring device at a measurement temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1,400 s ⁇ 1 . taking measurement.
- the surface tension of the ink composition according to the present disclosure is preferably 20 mN / m to 60 mN / m, more preferably 20 mN / m to 45 mN / m, and still more preferably 25 mN / m to 40 mN / m.
- the surface tension is measured at 25 ° C. by the plate method using an Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the maintenance method according to the present disclosure includes a step of wiping the ink-jet ink composition from the ink-jet head used for discharging the ink-jet ink composition.
- the maintenance method according to the present disclosure is preferably an inkjet head in which the inkjet head has a liquid-repellent film, and the wiping step is a step of wiping the ink composition from the liquid-repellent film.
- the soaking film is a film that repels the ink composition formed on the surface of the peripheral edge of the nozzle of the inkjet head. The details of the soot film will be described in the description of the inkjet head in the image recording method described later.
- the ink-jet ink composition according to the present disclosure attached to the soot film is wiped off.
- the inkjet head in the maintenance method according to the present disclosure and the method for discharging the ink composition from the inkjet head will be described later.
- the method of wiping the ink composition is not particularly limited. For example, after applying a known maintenance liquid to the nozzle surface of the recording head of the inkjet recording apparatus, the method of wiping the ink from the nozzle surface, the ink was wiped from the nozzle surface Later, a method of applying a known maintenance liquid may be used.
- the ink composition according to the present disclosure contains specific resin particles A, it is considered that the occurrence of scratches on the material of the surface of the inkjet head is likely to be suppressed particularly when a method of wiping the ink composition from the inkjet head is used. It is done.
- the method for wiping the ink composition is not particularly limited, and examples thereof include wiping with a blade, wiping with a cloth, paper, and the like.
- Preferable methods include a method of scraping the ink composition by wiping (wiping) the nozzle surface with a wiper blade after applying the maintenance liquid, and a method of wiping the ink composition using cloth, paper or the like.
- a method of wiping the ink composition using cloth, paper or the like is preferable.
- the method of wiping off these ink compositions may be performed using maintenance means such as a known cleaning means.
- the application of the maintenance liquid can be performed by, for example, ejection by an ink jet method, application using a roller, spraying, and the like. Then, a maintenance liquid column is formed on the maintenance liquid (cleaning liquid) coating unit, and when the inkjet recording head passes there, a method of forming a liquid film between the head and the maintenance liquid coating unit may be performed. preferable.
- the maintenance liquid is not particularly limited, and a known maintenance liquid can be used.
- a known maintenance liquid can be used.
- the image recording method according to the present disclosure preferably includes a step of applying the ink composition according to the present disclosure onto the surface of the substrate by an inkjet method.
- the image recording method according to the present disclosure may include other steps as necessary.
- the ejection stability of the ink composition in the inkjet method is excellent, and the maintainability is excellent.
- the reason why the effects of ejection stability and maintainability are obtained is as described above. It is preferable that the maintenance method according to the present disclosure is performed after the image is recorded by the image recording method according to the present disclosure.
- the step of applying the ink composition onto the surface of the substrate is a step of applying the ink composition according to the present disclosure onto the surface of the substrate by an inkjet method.
- the ink composition may be applied on the surface of the base material so as to be in contact with the base material, or may be applied so as to be in contact with at least a part of a region to which a treatment liquid described later is applied on the surface of the base material. Alternatively, it may be applied so as to be in contact with at least a part of the region where the other ink composition recorded on the surface of the substrate is applied, and is not particularly limited as long as it is on the surface of the substrate.
- the ink composition can be selectively applied on the surface of the substrate, and thereby a desired image (specifically, a visible image) can be recorded.
- ink application step only one type of ink composition according to the present disclosure may be applied, or two or more types of ink compositions according to the present disclosure may be applied.
- a known ink jet method can be applied as a method for applying the ink composition in the ink application step.
- the ink composition ejection method in the ink jet method and a known method, for example, a charge control method in which the ink composition is ejected by using electrostatic attraction, or a drop-on method in which the vibration pressure of the piezoelectric element is utilized.
- Demand method pressure pulse method
- acoustic ink jet method that changes electrical signal into acoustic beam, irradiates ink composition and ejects ink composition using radiation pressure, and heats ink composition to form bubbles
- Any of the thermal ink jet (bubble jet (registered trademark)) system using the generated pressure may be used.
- the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-59936 causes an abrupt volume change in the ink composition that has been subjected to the action of heat energy, and the ink composition is affected by the action force caused by this state change.
- An ink jet method in which the ink is discharged from the nozzle can be used effectively.
- the ink jet method the method described in paragraphs 0093 to 0105 of JP-A No. 2003-306623 can also be applied.
- the inkjet head system includes a shuttle system that performs recording while scanning a short serial head in the width direction of the substrate, and a line head in which recording elements are arranged corresponding to the entire area of one side of the substrate.
- the line method it is possible to perform image recording on the entire surface of the substrate by scanning the substrate in a direction intersecting the arrangement direction of the recording elements.
- a transport system such as a carriage for scanning a short head in the shuttle system is not required.
- complicated movement control of the carriage and the base material is not necessary, and only the base material moves. For this reason, according to the line system, image recording speed can be increased compared to the shuttle system.
- the amount of droplets of the ink composition ejected from the nozzles of the inkjet head is preferably 1 pL (picoliter) to 10 pL, more preferably 1.5 pL to 6 pL, from the viewpoint of obtaining a high-definition image.
- it is also effective to discharge different amounts of liquids in combination from the viewpoint of improving the unevenness of the image and the connection of continuous tone.
- the ink jet head preferably includes a liquid-repellent film on the surface from which ink is discharged (ink discharge surface).
- a liquid-repellent film on the surface from which ink is discharged (ink discharge surface).
- an ink jet head including a nozzle plate in which a plurality of discharge holes are two-dimensionally arranged and a liquid film is provided on the discharge hole forming surface (ink discharge surface) is preferable.
- the nozzle plates described in paragraphs 0206 to 0214 and FIGS. 3 and 4 of JP2013-223958A can be used.
- a soaking film containing a fluorine compound is preferable.
- a fluorine compound a compound having a fluorinated alkyl group is preferable.
- the liquid crystal film containing a fluorine compound include the liquid film described in paragraphs 0192 to 0205 of JP2013-223958A.
- the soot film is a soot film formed using a fluorinated alkylsilane compound (preferably by chemical vapor deposition).
- a fluorinated alkylsilane compound represented by the following formula (F) can be suitably used.
- the fluorinated alkylsilane compound represented by the following formula (F) is a silane coupling compound.
- Formula (F) In the formula (F), n represents an integer of 1 or more, and m represents 0 or an integer of 1 or more.
- X represents an alkoxy group, an amino group, or a halogen atom. A part of X may be substituted with an alkyl group.
- fluorinated alkylsilane compound represented by the formula (F) examples include C 8 F 17 C 2 H 4 SiCl 3 (also referred to as “1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyltrichlorosilane”, “FDTS”).
- Fluoroalkyltrichlorosilanes such as CF 3 (CF 2 ) 8 C 2 H 4 SiCl 3 ; CF 3 (CF 2 ) 8 C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3 , 3,3,3-tri Fluoroalkylalkoxysilanes such as fluoropropyltrimethoxysilane, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrimethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyltrimethoxysilane; Can be mentioned.
- n is an integer of 1 to 14 and m is an integer of 0 or 1 to 5 from the viewpoint of liquid repellency and liquid film durability.
- X is an alkoxy group or a halogen atom
- n is an integer of 1 to 12
- m is an integer of 0 to 3
- X is an alkoxy group or a halogen atom. Certain compounds are preferred.
- C 8 F 17 C 2 H 4 SiCl 3 is most preferable.
- the thickness of the soot film is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.2 nm to 30 nm, and more preferably in the range of 0.4 nm to 20 nm. There is no particular problem with the thickness of the liquid crystal film exceeding 30 nm, but if it is 30 nm or less, it is advantageous in terms of film uniformity, and if it is 0.2 nm or more, the liquid crystallinity is good.
- the liquid crystal film containing a fluorine compound for example, a monomolecular film of a fluorinated alkylsilane compound (SAM (Self-Assembled Monolayer) film) or a laminated film of a fluorinated alkylsilane compound is preferable.
- the laminated film of the fluorinated alkylsilane compound includes not only a film in which the fluorinated alkylsilane compound is stacked without being polymerized but also a polymerized film of the fluorinated alkylsilane compound.
- a monomolecular film (SAM film) of a fluorinated alkylsilane compound is particularly preferable.
- the applied ink composition may be dried by heating.
- means for performing heat drying include known heating means such as a heater, known blower means such as a dryer, and a combination of these.
- the method for heating and drying the ink composition include: A method of applying heat with a heater or the like from the side opposite to the surface to which the ink composition of the substrate is applied, A method of applying hot air or hot air to the surface of the substrate to which the ink composition is applied, A method of applying heat with an infrared heater from the side opposite to the surface to which the ink composition of the substrate is applied or the surface to which the treatment liquid is applied, A combination of these, Etc.
- the heating temperature during heat drying is preferably 55 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and particularly preferably 65 ° C. or higher.
- 100 degreeC is preferable and 90 degreeC is more preferable.
- the time for drying the ink composition is preferably 3 to 60 seconds, more preferably 5 to 60 seconds, and particularly preferably 10 to 45 seconds.
- the substrate (or the substrate to which the treatment liquid has been applied in the treatment liquid application step described later) may be heated before application of the ink composition.
- the heating temperature may be appropriately set according to the type of base material, the composition of the ink composition, etc., but the base material temperature is preferably 20 ° C. to 50 ° C., and preferably 25 ° C. to 40 ° C. Is more preferable.
- the heating for drying the treatment liquid may also serve as the heating of the base material before application of the ink composition.
- the substrate used in the image recording method according to the present disclosure is not particularly limited, and examples thereof include paper, coated paper, resin substrate, metal, ceramic, glass, and textile substrate. In the image recording method according to the present disclosure, it is also preferable to use a non-permeable substrate. When an impermeable base material is used in the image recording method according to the present disclosure, it is preferable that the image recording method according to the present disclosure further includes a treatment liquid application step described later.
- the “non-permeable base material” means a base material that absorbs little water or does not absorb water. Specifically, the amount of water absorbed is 0.3 g / m 2 or less. It means a substrate.
- the amount of water absorbed by the substrate (g / m 2 ) is measured as follows. Water is brought into contact with an area of 100 mm ⁇ 100 mm on the front surface (that is, the surface on which an image is to be recorded) of the base material, and this state is maintained at 25 ° C. for 1 minute. The mass (absorption amount (g)) of water absorbed by this 1 minute holding is determined, and the obtained absorption amount (g) is converted into the absorption amount per unit area (g / m 2 ).
- a resin base material is preferable. Although it does not specifically limit as a resin base material, for example, the base material which consists of thermoplastic resins is mentioned. As a resin base material, the base material which shape
- the resin base material preferably contains polypropylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyethylene, or polyimide.
- the resin base material may be a transparent resin base material or a colored resin base material, or may be subjected to metal vapor deposition or the like at least in part.
- transparent means that the minimum transmittance at a wavelength of 400 nm to 700 nm at 23 ° C. is 80% or more (preferably 90% or more, more preferably 95% or more). The minimum transmittance is measured in increments of 1 nm using a spectrophotometer (for example, a spectrophotometer UV-2100 manufactured by Shimadzu Corporation).
- the shape of the resin substrate is not particularly limited, but is preferably a sheet-like resin substrate, and is a sheet-like resin substrate capable of forming a roll by winding from the viewpoint of the productivity of the image recorded matter. It is more preferable.
- the thickness of the resin substrate is preferably 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
- a step of applying a treatment liquid containing a flocculant onto the surface of the substrate (“treatment liquid application step”)
- the step of applying the ink composition onto the surface of the substrate is carried out by applying an ink jet method to at least a part of the region where the treatment liquid is applied on the surface of the substrate.
- the step of applying the composition is preferred.
- the ink composition is applied onto the surface of the base material except that the ink composition is applied to at least a part of the region to which the treatment liquid is applied on the surface of the base material. It is the same as the process of providing, and its preferable aspect is also the same.
- the treatment liquid can be applied to the non-permeable substrate by applying a known method such as a coating method, an inkjet method, or a dipping method.
- a coating method a known method using a bar coater (for example, a wire bar coater), an extrusion die coater, an air doctor coater, a blade coater, a rod coater, a knife coater, a squeeze coater, a reverse roll coater, a gravure coater, a flexo coater or the like.
- An application method is mentioned.
- the details of the ink jet method are the same as those of the ink jet method that can be applied to the ink application process described above.
- the applied mass (g / m 2 ) of the treatment liquid per unit area is not particularly limited as long as the components in the ink composition can be aggregated, but preferably 0.1 g / m 2 to 10 g / m 2 , More preferably, it is 0.5 g / m 2 to 6.0 g / m 2 , and still more preferably 1.0 g / m 2 to 4.0 g / m 2 .
- application amount of the aggregating agent to the substrate is preferably 0.3mmol / m 2 ⁇ 2.2mmol / m 2, is 0.5mmol / m 2 ⁇ 2.0mmol / m 2 it is more preferable, and further preferably from 0.8mmol / m 2 ⁇ 1.8mmol / m 2.
- the substrate may be heated before application of the treatment liquid.
- the heating temperature may be appropriately set according to the type of base material or the composition of the treatment liquid, but the temperature of the non-permeable base material is preferably 20 ° C. to 50 ° C., and preferably 25 ° C. to 40 ° C. It is more preferable.
- the treatment liquid may be heated and dried after application of the treatment liquid and before the above-described ink application step.
- means for heating and drying the treatment liquid include known heating means such as a heater, known blower means such as a dryer, and a combination of these.
- a method for performing heat drying of the treatment liquid for example, A method of applying heat with a heater or the like from the side opposite to the surface to which the treatment liquid of the substrate is applied, A method of applying hot air or hot air to the surface of the substrate to which the treatment liquid is applied, A method of applying heat with an infrared heater from the side of the substrate to which the treatment liquid is applied or from the side opposite to the surface to which the treatment liquid is applied, A combination of these, Etc.
- the heating temperature during heat drying is preferably 35 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher.
- 100 degreeC is preferable, 90 degreeC is more preferable, and 70 degreeC is still more preferable.
- the heat drying time is preferably 0.5 seconds to 60 seconds, more preferably 0.5 seconds to 20 seconds, and particularly preferably 0.5 seconds to 10 seconds.
- the treatment liquid further contains at least one flocculant selected from the group consisting of a polyvalent metal compound, an organic acid, a metal complex, and a water-soluble cationic polymer.
- a process liquid contains an organic acid.
- the processing liquid contains a flocculant, the adhesion of the recorded image is further improved.
- the flocculant is a component in the ink composition on the surface of the non-permeable substrate. Exhibits the function of aggregating Thereby, the abrasion resistance of the image is improved.
- polyvalent metal compound examples include alkaline earth metals belonging to Group 2 of the periodic table (eg, magnesium, calcium), transition metals belonging to Group 3 of the periodic table (eg, lanthanum), and cations from Group 13 of the periodic table.
- alkaline earth metals belonging to Group 2 of the periodic table eg, magnesium, calcium
- transition metals belonging to Group 3 of the periodic table eg, lanthanum
- cations from Group 13 of the periodic table For example, aluminum
- lanthanides for example, neodymium
- these metal salts organic acid salts, nitrates, chlorides, or thiocyanates described later are suitable.
- calcium salts or magnesium salts of organic acids (formic acid, acetic acid, benzoate, etc.), calcium salts or magnesium salts of nitric acid, calcium chloride, magnesium chloride, or calcium salts or magnesium salts of thiocyanic acid.
- Organic acid examples include organic compounds having an acidic group.
- the acidic group include a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group, a sulfuric acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, and a carboxy group.
- the acidic group is preferably a phosphoric acid group or a carboxy group, and more preferably a carboxy group.
- the acidic group is preferably at least partially dissociated in the treatment liquid.
- Examples of the organic compound having a carboxy group include polyacrylic acid, acetic acid, formic acid, benzoic acid, glycolic acid, malonic acid, malic acid (preferably DL-malic acid), maleic acid, succinic acid, glutaric acid, fumaric acid, Citric acid, tartaric acid, phthalic acid, 4-methylphthalic acid, lactic acid, pyrrolidone carboxylic acid, pyrone carboxylic acid, pyrrole carboxylic acid, furan carboxylic acid, pyridine carboxylic acid, coumaric acid, thiophene carboxylic acid, nicotinic acid and the like are preferable. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
- the organic compound having a carboxy group is preferably a divalent or higher carboxylic acid (hereinafter also referred to as a polyvalent carboxylic acid) and more preferably a dicarboxylic acid from the viewpoint of the aggregation rate of the ink composition.
- a dicarboxylic acid malonic acid, malic acid, maleic acid, succinic acid, glutaric acid, fumaric acid, tartaric acid, 4-methylphthalic acid, or citric acid is more preferable, and malonic acid, malic acid, tartaric acid, or citric acid is preferable. .
- the organic acid preferably has a low pKa (eg, 1.0 to 5.0).
- a low pKa eg, 1.0 to 5.0.
- the organic acid has a low pKa, a high solubility in water, and preferably has a valence of 2 or more, and a pKa of a functional group (for example, a carboxy group) that stabilizes the dispersion of particles in the ink composition.
- a divalent or trivalent acidic substance having a high buffering capacity in a lower pH region is more preferable.
- the metal complex is preferably a metal complex containing at least one selected from the group consisting of zirconium, aluminum, and titanium as a metal element.
- the ligand is selected from the group consisting of acetate, acetylacetonate, methylacetoacetate, ethylacetoacetate, octylene glycolate, butoxyacetylacetonate, lactate, lactate ammonium salt, and triethanolaminate
- a metal complex containing at least one selected from the above is preferred.
- metal complexes are commercially available as metal complexes, and commercially available metal complexes may be used in the present disclosure.
- various organic ligands particularly various multidentate ligands that can form metal chelate catalysts are commercially available. Therefore, a metal complex prepared by combining a commercially available organic ligand and a metal may be used.
- metal complex examples include zirconium tetraacetylacetonate (for example, “Orgachix ZC-150” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) and zirconium monoacetylacetonate (for example, “Orgatechz ZC-540 manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.).
- Zirconium bisacetylacetonate for example, “Orgachix ZC-550” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- zirconium monoethyl acetoacetate for example, “Olgatix ZC-560” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- zirconium Acetate for example, “Orgachix ZC-115” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- titanium diisopropoxybis (acetylacetonate) for example, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) "Orgachix TC-100"
- titanium tetraacetylacetonate for example, "Orgachix TC-401" manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- titanium dioctyloxybis octylene glycolate
- Orderchs TC-750 zirconium tetraacetylacetonate (eg, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) "Orgachix ZC-700"), zirconium tributoxy monoacetylacetonate (for example, “Olgatix ZC-540” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.), zirconium monobutoxyacetate Ruacetonate bis (ethyl acetoacetate) (for example, “Orgachix ZC-570” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.), zirconium dibutoxy bis (ethyl acetoacetate) (for example, “Orgachix ZC-580 manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) ”), Aluminum trisacetylacetonate (for example,“ Olgatix AL-80 ”manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.), titanium lactate ammonium salt (for example,“ Olgatix TC-300
- titanium lactate ammonium salt for example, “Origatix TC-300” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- titanium lactate for example, “Olgatix TC-310, 315” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- titanium Triethanolaminate for example, “Orgatechs TC-400” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- a zirconyl chloride compound for example, “Orgatics ZC-126” manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.
- Water-soluble cationic polymer examples include polyallylamine, polyallylamine derivatives, poly-2-hydroxypropyldimethylammonium chloride, poly (diallyldimethylammonium chloride), and the like.
- the water-soluble cationic polymer descriptions of known documents such as JP2011-042150 (particularly, paragraph 0156) and JP2007-98610 (particularly, paragraphs 0096 to 0108) can be appropriately referred to.
- water-soluble cationic polymers include Sharol (registered trademark) DC-303P, Sharol DC-902P (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Catiomaster (Registered Trademark) PD-7, Catiomaster PD -30 (above, manufactured by Yokkaichi Gosei Co., Ltd.), Unisense FPA100L (manufactured by Senka Co., Ltd.)
- water-soluble refers to the property of being soluble in water at a certain concentration or more.
- the “water-soluble” in the present disclosure preferably has a property of dissolving 5 g or more (more preferably 10 g or more) in 100 g of water at 25 ° C.
- the content of the flocculant there is no particular limitation on the content of the flocculant.
- the content of the aggregating agent with respect to the total amount of the treatment liquid is preferably 0.1% by mass to 40% by mass, and more preferably 0.1% by mass to 30% by mass. More preferably, it is 1% by mass to 20% by mass, further preferably 1% by mass to 10% by mass.
- the treatment liquid preferably contains water.
- the water content is preferably 50% by mass to 90% by mass and more preferably 60% by mass to 80% by mass with respect to the total mass of the treatment liquid.
- the treatment liquid may contain resin particles.
- the Tg of the resin particles is preferably 100 ° C. or less and more preferably 75 ° C. or less from the viewpoint of improving the adhesion of the obtained image.
- the resin particles contained in the treatment liquid are not particularly limited, but examples thereof include polyurethane resin, polyamide resin, polyurea resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, polystyrene resin, polyester resin, acrylic resin, and the like, including polyester resin or acrylic resin. Is preferable, and it is more preferable that a polyester resin is included.
- the resin contained in the resin particles preferably has an alicyclic structure or an aromatic ring structure in the structure, and more preferably has an aromatic ring structure.
- an alicyclic hydrocarbon structure having 5 to 10 carbon atoms is preferable, and a cyclohexane ring structure, a dicyclopentanyl ring structure, a dicyclopentenyl ring structure, or an adamantane ring structure is preferable.
- the aromatic ring structure is preferably a naphthalene ring or a benzene ring, and more preferably a benzene ring.
- the amount of the alicyclic structure or the aromatic ring structure is not particularly limited and can be preferably used as long as the glass transition temperature and the water contact angle of the resin particles are within the above ranges.
- the amount is preferably 0.01 mol to 1.5 mol, more preferably 0.1 mol to 1 mol, per 100 g of resin contained in the resin particles.
- the resin contained in the resin particles used in the present disclosure preferably has an ionic group in the structure from the viewpoint of preferably using water-dispersible resin particles described later.
- the ionic group may be an anionic group or a cationic group, but an anionic group is preferable from the viewpoint of easy introduction. Although it does not specifically limit as an anionic group, It is preferable that it is a carboxy group or a sulfo group, and it is more preferable that it is a sulfo group.
- the amount of the ionic group is not particularly limited and can be preferably used as long as the resin particles are water-dispersible resin particles. For example, 0.001 mol to 100 g of resin contained in the resin particles can be used. 1.0 mol is preferable, and 0.01 mol to 0.5 mol is more preferable.
- the content of the resin particles with respect to the total mass of the treatment liquid is preferably 0.5% by mass to 30% by mass, more preferably 1% by mass to 20% by mass, and 1% by mass to 15% by mass. It is particularly preferred.
- the treatment liquid preferably contains at least one water-soluble solvent.
- the water-soluble solvent known ones can be used without particular limitation.
- the water-soluble solvent include glycerin, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolpropane, alkanediol (for example, ethylene glycol, propylene glycol (1,2-propanediol), 1,3-propanediol, 1 , 3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-butene-1,4-diol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,2-octane Diol, 1,2-hexanediol, 1,2-pentanediol, 4-methyl-1,2-pentanediol, etc.), polyalkylene glycol (for example, diethylene glycol, triethylene glycol, tetra
- the treatment liquid may contain at least one surfactant.
- the surfactant can be used as a surface tension adjusting agent or an antifoaming agent.
- Examples of the surface tension adjusting agent or antifoaming agent include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, betaine surfactants and the like. Among these, a nonionic surfactant or an anionic surfactant is preferable from the viewpoint of the aggregation rate of the ink composition.
- surfactant JP-A-59-157636, pages 37 to 38 and Research Disclosure No. The compounds listed as surfactants in 308119 (1989) are also included. Further, fluorine (fluorinated alkyl type) surfactants, silicone type surfactants and the like described in JP-A Nos. 2003-322926, 2004-325707, and 2004-309806 are also included.
- the content of the surfactant in the treatment liquid is not particularly limited, but the content is preferably such that the surface tension of the treatment liquid is 50 mN / m or less, and 20 mN. It is more preferable that the content be in the range of / m to 50 mN / m, and it is even more preferable that the content be in the range of 30 mN / m to 45 mN / m.
- the content of the surfactant as an antifoaming agent is preferably 0.0001% by mass to 1% by mass with respect to the total amount of the treatment liquid. More preferably, the content is 0.001% by mass to 0.1% by mass.
- the treatment liquid may contain other components other than the above as necessary.
- Other components that can be contained in the treatment liquid include solid wetting agents, colloidal silica, inorganic salts, anti-fading agents, emulsion stabilizers, penetration enhancers, ultraviolet absorbers, antiseptics, anti-fungal agents, pH adjusters, and viscosities.
- Known additives may be mentioned.
- the pH of the treatment liquid at 25 ° C. is preferably 0.1 to 3.5.
- the pH of the treatment liquid is 0.1 or more, the roughness of the non-permeable substrate is further reduced, and the adhesion of the image portion is further improved.
- the pH of the treatment liquid is 3.5 or less, the aggregation rate is further improved, the coalescence of dots (ink dots) by the ink composition on the surface of the non-permeable substrate is further suppressed, and the roughness of the image is reduced. It is reduced more.
- the pH of the treatment liquid at 25 ° C. is more preferably 0.2 to 2.0. The pH is measured using a pH meter in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55% RH.
- the viscosity of the treatment liquid is preferably in the range of 0.5 mPa ⁇ s to 10 mPa ⁇ s from the viewpoint of the aggregation speed of the ink composition, and in the range of 1 mPa ⁇ s to 5 mPa ⁇ s. More preferred.
- the viscosity is measured under the condition of 25 ° C. using VISCOMETER TV-22 (manufactured by TOKI SANGYO CO. LTD).
- the surface tension of the treatment liquid at 25 ° C. is preferably 60 mN / m or less, more preferably 20 mN / m to 50 mN / m, and still more preferably 30 mN / m to 45 mN / m.
- the surface tension of the treatment liquid is measured by a plate method using an Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the image recording method according to the present disclosure may further include other steps.
- Examples of other steps include a step of applying another ink composition on the surface of the substrate.
- the step of applying the other ink composition is preferably performed before the above-described ink applying step.
- the ink composition according to the present disclosure is applied to another ink composition (or a solidified product) applied by the above-described process, and the substrate is observed from the side where the ink composition is not applied. Then, it is possible to record another image between the image formed by the ink composition according to the present disclosure and the base material, using the region to which the ink composition according to the present disclosure is applied as a base.
- a transparent substrate is preferably used.
- the method for applying the other ink composition is not particularly limited, and examples thereof include a method similar to the inkjet method in the step of applying the ink composition according to the present disclosure described above onto the surface of the substrate.
- a method similar to the inkjet method in the step of applying the ink composition according to the present disclosure described above onto the surface of the substrate.
- Well-known aqueous ink etc. are mentioned.
- One of the other ink compositions may be applied alone, or two or more of them may be applied.
- the step of applying another ink composition may be performed after the above-described ink applying step.
- a step of applying another ink composition to at least a part of a region to which the ink composition according to the present disclosure on the surface of the substrate is applied. According to the above process, it is possible to record another image on the ink composition according to the present disclosure, using the region to which the ink composition according to the present disclosure on the surface of the substrate is applied as a base.
- the recorded image according to the present disclosure includes a base material and a solidified product of the ink composition according to the present disclosure.
- the image recorded matter according to the present disclosure is preferably an image recorded matter obtained by the image recording method according to the present disclosure.
- the base material in the image recording material according to the present disclosure is synonymous with the base material in the above-described image recording method according to the present disclosure, and a preferable aspect is also the same.
- the “solidified product” refers to a composition obtained by removing at least a part of water and / or a solvent component contained in the composition. For example, a composition containing water and / or a solvent component is dried. Can be obtained.
- the image recorded matter according to the present disclosure preferably further includes a solidified product of the treatment liquid in the above-described image recording method according to the present disclosure.
- the solidified product of the treatment liquid is preferably present at least partly between the solidified product of the ink composition according to the present disclosure and the substrate. Further, it is preferable that the solidified product of the treatment liquid and the solidified product of the ink composition according to the present disclosure are in contact with each other at least partially.
- the image recorded matter according to the present disclosure may further include a solidified product of another ink composition.
- the other ink composition is synonymous with the other ink composition in the above-described image recording method according to the present disclosure, and the preferred embodiment is also the same.
- the solidified product of the other ink composition is preferably present on at least a part of the solidified product of the ink composition according to the present disclosure.
- the solidified product of the ink composition according to the present disclosure, the solidified product of the treatment liquid, and the solidified product of the other ink composition may be included alone. And 2 or more types may be contained.
- the image recorded matter according to the present disclosure may be a laminate that further includes a laminate base material on the side where the image of the image recorded matter is recorded.
- the laminate is obtained, for example, by laminating a laminating substrate on the side on which the image of the image recorded matter is recorded.
- the base material for laminating may be laminated directly on the side on which the image of the image recording material is recorded, or may be laminated via another layer (for example, an adhesive layer).
- Lamination in the case of directly laminating the substrate for laminating on the side on which the image of the image recorded matter is recorded can be performed by a known method such as thermocompression bonding or heat fusion.
- an adhesive is provided on the side on which the image of the image recording material is recorded. It can be carried out by a method of applying, then placing a laminate substrate, and then laminating the recorded image and the laminate substrate.
- the lamination in the case of laminating the image recording material on the side on which the image is recorded via an adhesive layer can also be carried out by a method such as extrusion lamination (that is, sandwich lamination).
- the adhesive layer in the aspect of laminating through the adhesive layer on the image recording side of the image recorded material preferably contains an isocyanate compound.
- the adhesive layer contains an isocyanate compound, the adhesion between the adhesive layer and the ink-derived layer of the image is further improved, so that the laminate strength can be further improved.
- a resin base material is preferable. Although it does not specifically limit as a resin base material, for example, the base material which consists of thermoplastic resins is mentioned. As a resin base material, the base material which shape
- the resin base material preferably contains polypropylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyethylene, or polyimide.
- a resin base material is not specifically limited, It is preferable that it is a sheet-like resin base material.
- the thickness of the resin substrate is preferably 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
- the image recording apparatus used in the image recording method according to the present disclosure is not particularly limited as long as it includes an image recording unit that performs an inkjet method.
- the image recording means for performing the ink jet method for example, known ink jet recording apparatuses described in JP 2010-830221 A, JP 2009-234221 A, JP 10-175315 A, and the like can be used.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of the image recording apparatus.
- the image recording apparatus includes an anilox roller 20 and a roller material for applying a treatment liquid sequentially from the substrate supply unit 11 in the substrate conveyance direction (the arrow direction in the figure).
- a treatment liquid applying unit 12 having a coating roller 22 in contact with the ink, a processing liquid drying zone 13 having a heating means (not shown) for drying the applied processing liquid, and an ink discharge unit for discharging various ink compositions. 14 and an ink drying zone 15 for drying the ejected ink composition.
- the treatment liquid application unit 12 and the treatment liquid drying zone 13 may be omitted.
- the base material supply unit 11 in this image recording apparatus may be a supply unit that supplies a base material from a case loaded with the base material, or the base material is supplied from a roll wound in a roll shape.
- the supply part to supply may be sufficient.
- the base material is sequentially sent from the supply unit 11 to the processing liquid application unit 12, the processing liquid drying zone 13, the ink discharge unit 14, and the ink drying zone 15 by the transport rollers 41, 42, 43, 44, 45, and 46. Are accumulated in the accumulation unit 16.
- the base material may be wound into a roll.
- the substrate may be conveyed by a drum conveyance method using a drum-shaped member, a belt conveyance method, a stage conveyance method using a stage, or the like.
- At least one transport roller can be a drive roller to which the power of a motor (not shown) is transmitted.
- the substrate is transported in a predetermined direction at a predetermined transport speed by rotating a driving roller rotated by a motor at a constant speed.
- the treatment liquid application unit 12 is provided with an anilox roller 20 that is arranged by immersing a part in a storage dish in which the treatment liquid is stored, and an application roller 22 that is in contact with the anilox roller 20.
- the anilox roller 20 is a roller material for supplying a predetermined amount of processing liquid to the application roller 22 disposed to face the image recording surface of the substrate.
- the treatment liquid is uniformly applied onto the substrate by the application roller 22 supplied with an appropriate amount from the anilox roller 20.
- the coating roller 22 is configured to be able to transport the base material in a pair with the counter roller 24, and the base material passes between the coating roller 22 and the counter roller 24 and is sent to the treatment liquid drying zone 13.
- a treatment liquid drying zone 13 is arranged on the downstream side of the treatment liquid application unit 12 in the conveyance direction of the base material.
- the treatment liquid drying zone 13 can be configured by using known heating means such as a heater, air blowing means using air blowing such as a dryer or an air knife, or a combination of these.
- the heating means generates heat from a heater or the like on the side opposite to the treatment liquid application surface (that is, the image recording surface) of the substrate (for example, below the conveyance mechanism that loads and conveys the substrate when the substrate is automatically conveyed). Examples thereof include a method of placing a body, a method of applying warm air or hot air to a treatment liquid application surface (that is, an image recording surface) of a substrate, and a heating method using an infrared heater. Moreover, a heating means may combine two or more said methods.
- the solvent may be removed from the treatment liquid using a solvent removal roller or the like.
- the ink discharge unit 14 is disposed on the downstream side in the transport direction of the base material in the treatment liquid drying zone 13.
- Each of the ink discharge units 14 stores inks of black (K), cyan (C), magenta (M), yellow (Y), special color ink (A), and special color ink (B).
- Recording heads (ink ejection heads) 30K, 30C, 30M, 30Y, 30A, and 30B that are connected to each other are arranged.
- Each ink storage section (not shown) stores an ink composition containing a colorant and water corresponding to each hue, and each ink ejection head 30K, 30C, 30M, and 30Y, 30A and 30B are supplied.
- the special color ink (A) and the special color ink (B) include white, orange, green, purple, light cyan, and light magenta ink compositions.
- the ink ejection heads 30A and 30B may be omitted. Further, in addition to the ink ejection heads 30A and 30B, other special color ink ejection heads may be provided. Further, the positions of the ink discharge heads 30A and 30B are shown in FIG. 1 for the sake of convenience in the downstream side of the yellow (Y) ink discharge head 30Y in the substrate transport direction, but are particularly limited. First, it may be set as appropriate in consideration of the brightness of the special color ink.
- the ink discharge heads 30A and 30B are positioned between the yellow ink discharge head 30Y and the magenta ink discharge head 30M, and are positioned between the magenta ink discharge head 30M and the cyan ink discharge head 30C. Etc. are considered. Further, 30B is preferably a white ink discharge head.
- the ink ejection heads 30K, 30C, 30M, 30Y, 30A, and 30B eject ink corresponding to the image from ejection nozzles that are arranged to face the image recording surface of the substrate. Thereby, each color ink is provided on the image recording surface of the substrate, and a color image is recorded.
- each of the ink ejection heads 30K, 30C, 30M, 30Y, 30A, and 30B a large number of ejection ports (nozzles) are arranged over the maximum recording width (maximum recording width) of an image recorded on the surface of the substrate. It has become a full line head. This is because the image is recorded on the substrate at a higher speed than the serial type that records while reciprocating the short shuttle head in the width direction of the substrate (direction orthogonal to the conveyance direction of the substrate). Can do.
- a serial type recording or a method capable of relatively high speed recording for example, a single pass method in which one line is formed by one scan may be employed. According to the disclosed image recording method, a high-quality image with high reproducibility can be obtained even by the single pass method.
- the ink ejection heads 30W, 30K, 30C, 30M, 30Y, and 30A all have the same structure.
- the image recording apparatus according to the present disclosure preferably includes a known maintenance unit (not shown).
- Known maintenance means includes known wiping means.
- the application amount of the treatment liquid and the application amount of the ink composition may be changed depending on the substrate in order to adjust the physical properties such as the viscoelasticity of the aggregate formed by mixing the treatment liquid and the ink composition.
- the ink drying zone 15 is disposed on the downstream side in the transport direction of the base material of the ink discharge unit 14.
- the ink drying zone 15 can be configured in the same manner as the treatment liquid drying zone 13.
- the image recording apparatus may further include a heating unit that heats the base material in the conveyance path from the supply unit 11 to the stacking unit 16. For example, by heating the substrate to a desired temperature by disposing a heating means at a desired position, such as upstream of the treatment liquid drying zone 13, between the ink discharge unit 14 and the ink drying zone 15, etc. It is possible to effectively perform drying of the treatment liquid, drying of the ink composition, fixing of the ink composition, and the like.
- the image recording apparatus controls the measurement unit that measures the surface temperature of the base material and the heating conditions. It is preferable to include a heating control mechanism having a heating control unit and a control unit that feeds back the surface temperature value of the substrate measured by the measurement unit to the heating control unit.
- a heating control mechanism By providing the image recording apparatus with a heating control mechanism, it is possible to apply a treatment liquid, an ink composition, and the like while controlling the temperature of the substrate.
- a contact or non-contact thermometer is preferable.
- methyl methacrylate (140 g), isobornyl methacrylate (40 g), methacrylic acid (20 g), neoperex G-15 (16% by mass sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution, manufactured by Kao Corporation) was added to the three-necked flask.
- 35 g 35 g
- water 171 g
- the suspension obtained by stirring was dropped with a dropping pump at a constant speed so that the dropping was completed in 3 hours while continuing stirring, and another suspension was added at the same timing.
- Resin Particle A-4 The resin particles A-2 were synthesized in the same manner as the resin particles A-1, except that the addition amount of Neoperex G-15 in the suspension was 46 g and the addition amount of water was 162 g. And an aqueous dispersion of resin particles A-4 (solid content concentration 22% by mass) was obtained. Resin particle A-4 had a Tg of 90 ° C., a volume average particle size of 250 nm, and a weight average molecular weight of 110,000.
- Resin Particle A-5 The resin particles A-1 were synthesized in the same manner as the resin particles A-1, except that the addition amount of Neoperex G-15 in the suspension was 30 g and the addition amount of water was 175 g. And an aqueous dispersion of resin particles A-5 (solid content concentration 22 mass%) was obtained. Resin particle A-5 had a Tg of 150 ° C., a volume average particle size of 500 nm, and a weight average molecular weight of 130,000.
- Resin Particle A-6 The resin particles A-1 were synthesized in the same manner as the resin particles A-1, except that the addition amount of Neoperex G-15 in the suspension was 27 g and the addition amount of water was 177 g. And an aqueous dispersion of resin particles A-6 (solid content concentration: 24% by mass) was obtained. Resin particle A-6 had a Tg of 150 ° C., a volume average particle size of 600 nm, and a weight average molecular weight of 120,000.
- Resin particles P-1 had a Tg of 150 ° C., a volume average particle size of 5 nm, and a weight average molecular weight of 50,000.
- each component was mixed so as to have the composition shown below, and then the solution obtained by stirring for 1 hour at room temperature was filtered using a membrane filter having a pore size of 5 ⁇ m, thereby forming an ink composition.
- a product was prepared.
- the numerical value of “content” described in Table 1 and the description of parts by mass in the following composition represent the mass% of the solid content of each compound when the total mass of the ink composition is 100% by mass.
- Dispersant A stearyl methacrylate / benzyl methacrylate / hydroxyethyl methacrylate / methacrylic acid diethylethanolamine 80 %
- Propylene glycol (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 20% by mass -Solsperse (SOLSPERSE, registered trademark) 43000 (manufactured by Noveon): 0.100% by mass Polyvinylpyrrolidone K15 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.): 0.100% by mass ⁇ Surfinol 104 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.): 1.00% by mass -Snowtex (registered trademark) XS (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.): 0.060% by mass
- the following resin particle dispersion the amount by which the total content of the resin particles contained in the resin particle dispersion becomes the total content shown in Table 1.
- BYK registered trademark
- -024 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.
- Water Remaining amount of 100% by mass
- Solution I in which 9.1 mole equivalent of stearyl methacrylate, 34.0 mole equivalent of benzyl methacrylate, 31.9 mole equivalent of hydroxyethyl methacrylate, 25.0 mole equivalent of methacrylic acid, and 0.8 mole equivalent of 2-mercaptopropionic acid were mixed 1% by mass of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate (perbutyl O manufactured by NOF Corporation) with respect to the total mass of the monomer was dissolved in 20% by mass of dipropylene glycol with respect to the total mass of the monomer.
- solution II obtained by the above were respectively prepared. Solution I was added dropwise to the three-necked flask over 4 hours and solution II over 5 hours.
- the beads were removed by filtration with a filter cloth to obtain a pigment dispersion which was an aqueous pigment dispersion having a pigment concentration of 45% by mass.
- the type and amount of inorganic pigment particles and the amount of dispersant A are pigment dispersions having a final content of the values shown in Table 1 and a pigment concentration of 45% by mass. It set suitably so that it might become a thing.
- a GELJET (registered trademark) GX5000 printer head manufactured by Ricoh Co., Ltd. was prepared.
- the printer head is a line head in which 96 nozzles are arranged.
- the printer head was fixedly disposed on an ink jet recording apparatus having the same configuration as the ink jet recording apparatus shown in FIG. The arrangement at this time was such that the direction in which the 96 nozzles were aligned was inclined by 75.7 ° with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the stage of the inkjet apparatus.
- a liquid film containing a fluorine compound is provided on the ink discharge surface of the line head.
- the liquid crystal film containing a fluorine compound is a monomolecular film (SAM film) of C 8 F 17 C 2 H 4 SiCl 3 .
- PET polyethylene terephthalate
- the ink composition prepared in each of the examples or comparative examples from the printer head is applied in a line system to the surface of the recording medium to which the treatment liquid is applied. Discharged.
- the ink composition ejection conditions were an ink droplet amount of 4.5 pL, an ejection frequency of 24 kHz, and a resolution of 1200 dpi ⁇ 1200 dpi (dot per inch).
- the ink composition was deaerated through a deaeration filter and temperature-controlled at 30 ° C.
- the ink composition was discharged until the total discharge amount reached 1 mL under the above conditions. After the completion of discharge, a roller made of silicone rubber having a diameter of 40 mm was prepared, and a cloth (Toresh (registered trademark) manufactured by Toray Industries, Inc.) was wound around the outer peripheral surface of this roller. The above-mentioned roller is pressed against the liquid film of the head so that the cloth and the liquid film are in contact with each other and the contact pressure between them is 30 kPa, and the ink is reciprocated at a speed of 50 reciprocations per minute. The ink composition on the head was wiped off.
- a roller made of silicone rubber having a diameter of 40 mm was prepared, and a cloth (Toresh (registered trademark) manufactured by Toray Industries, Inc.) was wound around the outer peripheral surface of this roller.
- the above-mentioned roller is pressed against the liquid film of the head so that the cloth and the liquid film are in contact with each other and the contact pressure between them is 30 kP
- the deteriorated nozzle rate was calculated at 200, 500, 1000, and 2000 wipes, and evaluated according to the following evaluation criteria.
- the deteriorated nozzle rate was calculated as a ratio (%) of nozzles in which deterioration (discoloration, scratches, scratches, scratches, peeling, etc.) was recognized with respect to the total number of nozzles in the inkjet head. It can be said that as the number of wipes with a deteriorated nozzle rate of less than 50% increases, the deterioration of the nozzle is suppressed and the maintainability of the ink composition is high.
- Deteriorated nozzle rate of less than 50% after 2000 wipes Deteriorated nozzle rate of less than 50% after 1000 wipes, Degraded nozzle rate of 50% or more after 2000 times 3: Degraded nozzle rate of less than 50% after 1000 wipes, 1000 times Deteriorated nozzle ratio 50% or more 2: Deteriorated nozzle ratio 50% or less after 200 wipes, Deteriorated nozzle ratio 50% or more after 500 wipes 1: Deteriorated nozzle ratio 50% or more after 200 wipes
- a GELJET (registered trademark) GX5000 printer head manufactured by Ricoh Co., Ltd. was prepared.
- the printer head is a line head in which 96 nozzles are arranged.
- the printer head was fixedly disposed on an ink jet recording apparatus having the same configuration as the ink jet recording apparatus shown in FIG. The arrangement at this time was such that the direction in which the 96 nozzles were aligned was inclined by 75.7 ° with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the stage of the inkjet apparatus.
- a liquid repellent film containing a fluorine compound is provided on the ink discharge surface of the line head.
- the liquid repellent film containing a fluorine compound is a C8F17C2H4SiCl3 monomolecular film (SAM film).
- PET polyethylene terephthalate
- the ink composition prepared in each example or comparative example from the printer head was applied in a line system to the surface of the recording medium treated with the treatment liquid. By discharging, a dot image (discharge amount 4.5 pL, image forming range 7 mm ⁇ 9 mm) was formed.
- the ink composition ejection conditions were an ink droplet amount of 4.5 pL, an ejection frequency of 24 kHz, and a resolution of 1200 dpi ⁇ 1200 dpi (dot per inch).
- the ink composition was deaerated through a deaeration filter and temperature-controlled at 30 ° C.
- the ink jet apparatus was left for 30 minutes without performing image recording (under an environment of 25 ° C. and 50% relative humidity).
- an image recording was performed by the same method as the first image recording using another PET base material.
- the ratio (undischarge nozzle ratio,%) of the number of nozzles (undischarge nozzles) that do not eject ink with respect to the total number of nozzles in the inkjet head is calculated and evaluated according to the following evaluation criteria. 1. It can be said that the smaller the number of discharge failure nozzles, the better the inkjet discharge stability. In other words, it can be said that the larger the numerical value (1 to 5) of the evaluation result in the following evaluation criteria, the better the ejection stability.
- the undischarge nozzle rate is less than 20%.
- the undischarge nozzle rate is 20% or more and less than 40%.
- the undischarge nozzle rate is 40% or more and less than 60%.
- the undischarge nozzle rate is 60% or more and less than 80%.
- the undischarge nozzle rate is 80% or more.
- T1 R-930 (Titanium oxide, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.)
- T2 R-38L (titanium oxide, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)
- T3 Titanium Oxide (500 nm) (titanium oxide, manufactured by Nanostructured & Amorphous Materials)
- R1 R-110-7 (diiron trioxide, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) pulverized to 250 nm using a mortar
- B1 Cobalt Blue 1024 (Cobalt Blue, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) pulverized to 250 nm
- Y1 TY-100 (titanium yellow, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.)
- A-1 Resin particle A-1
- A-2 Resin particle A-2
- A-3 Resin particle A-3
- A-4 Resin particle A-4
- A-5 Resin particle A-5
- A-6 Resin particle A-6
- EP Trepal (registered trademark) EP, manufactured by Toray Industries, Inc.
- PES Trepal (registered trademark) PES, manufactured by Toray Industries, Inc.
- P-1 the resin particle P-1 -PBT: Trepearl (registered trademark) PBT, manufactured by Toray Industries, Inc.
- Y / X is 1.1 or more, it means that Y ⁇ 1.1 ⁇ X is satisfied.
- r / p the volume content p volume% of the specific pigment particles relative to the entire ink composition
- r / p the volume content r volume% of the resin particles A relative to the entire ink composition
- r volume The value of r / p, which is a value obtained by dividing% by p volume%, is described. If the value of r / p is 0.2 or more, it means that r ⁇ 0.2 ⁇ p is satisfied.
- Comparative Example 1 containing only resin particles having a Tg of 34 ° C. as resin particles, the maintainability decreased. Moreover, also in the comparative example 2 which uses only the resin particle from which Y / X becomes 1.0, maintainability fell.
- Example 5 From the results of Example 5, it can be seen that even when the ink composition contains two kinds of resin particles as the resin particles A, it is excellent in maintainability.
- Example 1 From the results of Example 1 and Examples 6 to 9, it can be seen that when the glass transition temperature of the resin particle A is 80 ° C. to 200 ° C., the maintainability is further improved.
- Example 1 From the results of Example 1 and Examples 10 to 11, it can be seen that when the average primary particle size of the specific pigment particles is 100 nm to 400 nm, the maintenance property and the ejection stability are further improved.
- Example 1 From the results of Example 1 and Examples 12 to 13, it can be seen that when all of the above formulas A-1 to A-3 are satisfied, the maintenance performance and the discharge stability are further improved.
- Example 1 From the results of Example 1 and Examples 12 to 13, it can be seen that when all of the above formulas C-1 to C-4 are satisfied, the maintenance performance and the discharge stability are further improved.
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Abstract
本発明の一実施形態は、水、分散剤、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを含み、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとがY≧1.1×Xを満たすインクジェットインク組成物、上記インクジェットインク組成物を用いた場合のメンテナンス方法、上記インクジェットインク組成物を用いた画像記録方法、及び、上記インクジェットインク組成物の固化物を含む画像記録物を提供する。
Description
本開示は、インクジェットインク組成物、メンテナンス方法、画像記録方法、及び、画像記録物に関する。
インクジェット法を利用した記録方法は、インクジェットヘッドに設けられた多数のノズルからインク組成物を液滴状に吐出することにより、多種多様な基材に対して高品位の画像を記録できること等の理由から広く利用されている。
インクジェット法を利用した画像記録方法に用いられる、インクジェットインク組成物及びインクジェットインク組成物を用いた画像記録方法には、種々の形態が提案されている。
インクジェット法を利用した画像記録方法に用いられる、インクジェットインク組成物及びインクジェットインク組成物を用いた画像記録方法には、種々の形態が提案されている。
例えば、特開2014-95058号公報には、白色顔料粒子と、内部に空洞を有する中空顔料粒子とを含むことを特徴とするインクジェット印刷用インクが記載されている。
特開2014-196590号公報には、布帛に対し、中空樹脂粒子および金属化合物粒子から選ばれる少なくとも1種の色材と、ガラス転移温度が65℃以下のポリウレタン樹脂とを含有するインク組成物で印刷することを特徴とする画像形成方法が記載されている。
特開2014-210837号公報には、少なくとも、酸化チタンと顔料分散樹脂と有機溶剤と水とを含有するインクジェット用水性白インキであって、上記顔料分散樹脂として少なくともα-オレフィンとマレイン酸および/または無水マレイン酸とを共重合させた樹脂を使用することを特徴とするインクジェット用水性白インキが記載されている。
従来から、無機顔料粒子を含むインクジェットインク組成物を、インクジェットヘッドにより吐出することにより画像を記録することが知られている。
上記吐出後には、インクジェットヘッドのノズルの詰まりを避ける等の目的のため、吐出後のインクジェットヘッドに残留したインクを拭き取ることが行われる。
しかし、上記無機顔料粒子は硬いため、特にある程度大きな無機顔料粒子(例えば100nm以上など)を用いた場合には、上記拭き取り時に上記無機顔料粒子によりインクジェットヘッドの表面の溌液膜、下地のシリコン基板、金属材料等に傷が発生してしまう場合があった。
上記吐出後には、インクジェットヘッドのノズルの詰まりを避ける等の目的のため、吐出後のインクジェットヘッドに残留したインクを拭き取ることが行われる。
しかし、上記無機顔料粒子は硬いため、特にある程度大きな無機顔料粒子(例えば100nm以上など)を用いた場合には、上記拭き取り時に上記無機顔料粒子によりインクジェットヘッドの表面の溌液膜、下地のシリコン基板、金属材料等に傷が発生してしまう場合があった。
本開示において、インクジェットインク組成物における、上記傷が発生しにくい性質を、「メンテナンス性」に優れるともいう。
本開示に係る実施形態が解決しようとする課題は、用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性に優れたインクジェットインク組成物、上記インクジェットインク組成物を用いた場合のメンテナンス方法、上記インクジェットインク組成物を用いた画像記録方法、及び、上記インクジェットインク組成物の固化物を含む画像記録物を提供することである。
課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 水、分散剤、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを含み、
上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとがY≧1.1×Xを満たす
インクジェットインク組成物。
<2> 上記無機顔料粒子の平均一次粒径が、100nm~400nmである、上記<1>に記載のインクジェットインク組成物。
<3> 上記X及び上記Yが、Y≧1.3×Xを満たす、上記<1>又は<2>に記載のインクジェットインク組成物。
<4> インク組成物全体に対する上記無機顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する上記樹脂粒子Aの体積含有率r体積%とが、r≧0.2×pを満たす、上記<1>~<3>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
<5> 上記樹脂粒子Aのガラス転移温度が80℃~200℃である、上記<1>~<4>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
<6> インク組成物の全質量に対する上記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%とが、下記式A-1~式A-3の全てを満たす、上記<1>~<5>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
式A-1:P2+R2≦300
式A-2:P≧5
式A-3:R≧1
<7> インク組成物の全質量に対する上記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%と、インク組成物の全質量に対する上記分散剤の含有量D質量%とが、下記式C-1~C-4の全てを満たす、上記<1>~<5>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
式C-1:P2+(R+D)2≦350
式C-2:P≧5
式C-3:R≧1
式C-4:D≧0.1
<8> 上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物の吐出に用いたインクジェットヘッドから、上記インクジェットインク組成物を拭き取る工程を有する
メンテナンス方法。
<9> 上記インクジェットヘッドが溌液膜を有するインクジェットヘッドであり、上記拭き取る工程が、上記溌液膜から上記インクジェットインク組成物を拭き取る工程である上記<8>に記載のメンテナンス方法。
<10> インクジェット法により上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物を基材の表面上に付与する工程を含む
画像記録方法。
<11> 基材と、上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物の固化物と、を含む画像記録物。
<1> 水、分散剤、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを含み、
上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとがY≧1.1×Xを満たす
インクジェットインク組成物。
<2> 上記無機顔料粒子の平均一次粒径が、100nm~400nmである、上記<1>に記載のインクジェットインク組成物。
<3> 上記X及び上記Yが、Y≧1.3×Xを満たす、上記<1>又は<2>に記載のインクジェットインク組成物。
<4> インク組成物全体に対する上記無機顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する上記樹脂粒子Aの体積含有率r体積%とが、r≧0.2×pを満たす、上記<1>~<3>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
<5> 上記樹脂粒子Aのガラス転移温度が80℃~200℃である、上記<1>~<4>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
<6> インク組成物の全質量に対する上記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%とが、下記式A-1~式A-3の全てを満たす、上記<1>~<5>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
式A-1:P2+R2≦300
式A-2:P≧5
式A-3:R≧1
<7> インク組成物の全質量に対する上記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%と、インク組成物の全質量に対する上記分散剤の含有量D質量%とが、下記式C-1~C-4の全てを満たす、上記<1>~<5>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物。
式C-1:P2+(R+D)2≦350
式C-2:P≧5
式C-3:R≧1
式C-4:D≧0.1
<8> 上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物の吐出に用いたインクジェットヘッドから、上記インクジェットインク組成物を拭き取る工程を有する
メンテナンス方法。
<9> 上記インクジェットヘッドが溌液膜を有するインクジェットヘッドであり、上記拭き取る工程が、上記溌液膜から上記インクジェットインク組成物を拭き取る工程である上記<8>に記載のメンテナンス方法。
<10> インクジェット法により上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物を基材の表面上に付与する工程を含む
画像記録方法。
<11> 基材と、上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のインクジェットインク組成物の固化物と、を含む画像記録物。
本開示に係る実施形態によれば、用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性に優れたインクジェットインク組成物、上記インクジェットインク組成物を用いた場合のメンテナンス方法、上記インクジェットインク組成物を用いた画像記録方法、及び、上記インクジェットインク組成物の固化物を含む画像記録物を提供することができる。
本開示において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、組成物中の各成分の量(質量含有率及び体積含有率)は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、「画像の記録」とは、インク組成物及び必要に応じて処理液を用い、基材上に画像を描き、描いた画像を定着させることを意味する。「画像」とは、インクにより記録される像であればよく、文字、ベタ膜等を含むものとする。
本開示において、「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。
本開示において、組成物中の各成分の量(質量含有率及び体積含有率)は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、「画像の記録」とは、インク組成物及び必要に応じて処理液を用い、基材上に画像を描き、描いた画像を定着させることを意味する。「画像」とは、インクにより記録される像であればよく、文字、ベタ膜等を含むものとする。
本開示において、「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。
(インクジェットインク組成物)
本開示に係るインクジェットインク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)は、水、分散剤、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを含み、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとがY≧1.1×Xを満たす。
本開示に係るインクジェットインク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)は、水、分散剤、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを含み、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとがY≧1.1×Xを満たす。
本開示に係るインク組成物は、用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性に優れる。
上記効果が得られる理由は明確ではないが、以下のように推測される。但し、本開示に係るインク組成物は、以下の理由によって限定されることはない。
上記効果が得られる理由は明確ではないが、以下のように推測される。但し、本開示に係るインク組成物は、以下の理由によって限定されることはない。
本開示に係るインク組成物は、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子(以下、特定顔料粒子ともいう。)を含む。
そのため、通常であれば、インクジェットヘッドにおけるインク組成物の拭き取り時に、インクジェットヘッドの表面の溌液膜、シリコン基板、金属材料等に上記無機顔料粒子による傷が発生しやすく、メンテナンス性が低くなると考えられる。
しかし、本開示に係るインク組成物は、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを更に含み、かつ、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径Ynmとがy≧1.1×Xを満たす。
このように、特定のガラス転移温度と、特定の体積平均粒径とを有する樹脂粒子Aを含むことにより、特定の硬さと大きさを有する樹脂粒子Aが、上記拭き取り時に樹脂粒子Aが上記顔料無機粒子と、インクジェットヘッドの表面の上記各種材料との間でクッションのように働くと考えられる。その結果、インクジェットヘッドの表面の上記各種材料における傷の発生が抑制されやすく、メンテナンス性に優れると考えられる。
特開2014-95058号公報、特開2014-196590号公報、及び特開2014-210837号公報に記載のインク組成物においては、無機顔料粒子と、樹脂粒子とを含むインク組成物も記載されているが、インク組成物における無機顔料粒子の平均一次粒径と樹脂粒子と、樹脂粒子の体積平均粒径の関係については、記載も示唆もされていない。また、特開2014-95058号公報、特開2014-196590号公報、及び特開2014-210837号公報には、無機顔料粒子の平均一次粒径と樹脂粒子と、樹脂粒子の体積平均粒径を特定の関係とすることにより、メンテナンス性を向上するという技術思想についても、記載も示唆もない。
以下、本開示に係るインク組成物の詳細について説明する。
そのため、通常であれば、インクジェットヘッドにおけるインク組成物の拭き取り時に、インクジェットヘッドの表面の溌液膜、シリコン基板、金属材料等に上記無機顔料粒子による傷が発生しやすく、メンテナンス性が低くなると考えられる。
しかし、本開示に係るインク組成物は、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを更に含み、かつ、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径Ynmとがy≧1.1×Xを満たす。
このように、特定のガラス転移温度と、特定の体積平均粒径とを有する樹脂粒子Aを含むことにより、特定の硬さと大きさを有する樹脂粒子Aが、上記拭き取り時に樹脂粒子Aが上記顔料無機粒子と、インクジェットヘッドの表面の上記各種材料との間でクッションのように働くと考えられる。その結果、インクジェットヘッドの表面の上記各種材料における傷の発生が抑制されやすく、メンテナンス性に優れると考えられる。
特開2014-95058号公報、特開2014-196590号公報、及び特開2014-210837号公報に記載のインク組成物においては、無機顔料粒子と、樹脂粒子とを含むインク組成物も記載されているが、インク組成物における無機顔料粒子の平均一次粒径と樹脂粒子と、樹脂粒子の体積平均粒径の関係については、記載も示唆もされていない。また、特開2014-95058号公報、特開2014-196590号公報、及び特開2014-210837号公報には、無機顔料粒子の平均一次粒径と樹脂粒子と、樹脂粒子の体積平均粒径を特定の関係とすることにより、メンテナンス性を向上するという技術思想についても、記載も示唆もない。
以下、本開示に係るインク組成物の詳細について説明する。
<特定顔料粒子>
本開示に係るインク組成物は、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子(特定顔料粒子)を含む。平均一次粒径が100nm以上であると、無機顔料粒子の入手性の点で有利である。
本開示に係るインク組成物は、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子(特定顔料粒子)を含む。平均一次粒径が100nm以上であると、無機顔料粒子の入手性の点で有利である。
〔平均一次粒径〕
特定顔料粒子の平均一次粒径(後述するXnm)は、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、100nm~400nmであることが好ましく、100nm~300nmであることがより好ましい。
特定顔料粒子の平均一次粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定される値である。測定には、日本電子株式会社製の透過型電子顕微鏡1200EXを用いることができる。
具体的には、カーボン膜を貼り付けたCu200メッシュ(日本電子(株)製)に、1,000倍に希釈したインク組成物を滴下し乾燥させた後、TEMで10万倍に拡大した画像から、重なっていない独立した粒子300個の円相当径を測定し、測定値を平均して平均粒径として求める。
特定顔料粒子の平均一次粒径(後述するXnm)は、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、100nm~400nmであることが好ましく、100nm~300nmであることがより好ましい。
特定顔料粒子の平均一次粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定される値である。測定には、日本電子株式会社製の透過型電子顕微鏡1200EXを用いることができる。
具体的には、カーボン膜を貼り付けたCu200メッシュ(日本電子(株)製)に、1,000倍に希釈したインク組成物を滴下し乾燥させた後、TEMで10万倍に拡大した画像から、重なっていない独立した粒子300個の円相当径を測定し、測定値を平均して平均粒径として求める。
本開示において、「吐出安定性」とは、インクジェット方式におけるノズルからのインクジェットインク組成物の吐出時にノズルの詰まりが発生しにくい性質をいう。
〔無機顔料粒子〕
特定顔料粒子として用いられる無機顔料粒子としては、特に限定されず公知の無機顔料粒子が用いられる。
例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化鉄、カドミウムレッド、バリウムイエロー、クロムイエロー、チタンイエロー、コバルトブルー、窒化チタン等が挙げられる。
その他、上記平均一次粒径が100nm以上の無機顔料であれば、特に限定されず用いることが可能である。
特定顔料粒子として用いられる無機顔料粒子としては、特に限定されず公知の無機顔料粒子が用いられる。
例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化鉄、カドミウムレッド、バリウムイエロー、クロムイエロー、チタンイエロー、コバルトブルー、窒化チタン等が挙げられる。
その他、上記平均一次粒径が100nm以上の無機顔料であれば、特に限定されず用いることが可能である。
〔含有量〕
本開示に係るインク組成物は、特定顔料粒子を1種単独で含有してもよいし、2種以上を併用してもよい。
得られる画像の発色性、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、特定顔料粒子の含有量(後述するP質量%)は、インク組成物の全質量に対し、1質量%~20質量%であることが好ましく、3質量%~15質量%であることがより好ましく、5質量%~12質量%であることがより好ましい。
また、得られる画像の発色性、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、25℃における特定顔料粒子の体積含有率(後述するp体積%)は、インク組成物全体に対し、0.25体積%~5体積%であることが好ましく、0.75体積%~3.75体積%であることがより好ましく、1.25体積%~3体積%であることが更に好ましい。
上記体積含有率は、25℃、相対湿度50%の環境下で、TGA(熱重量分析)とカサ密度測定器により測定される。
具体的には、質量含有率をTGAで測定し、比重をカサ密度測定器で測定した後に、質量含有率/比重として体積含有率を求める。
本開示に係るインク組成物は、特定顔料粒子を1種単独で含有してもよいし、2種以上を併用してもよい。
得られる画像の発色性、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、特定顔料粒子の含有量(後述するP質量%)は、インク組成物の全質量に対し、1質量%~20質量%であることが好ましく、3質量%~15質量%であることがより好ましく、5質量%~12質量%であることがより好ましい。
また、得られる画像の発色性、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、25℃における特定顔料粒子の体積含有率(後述するp体積%)は、インク組成物全体に対し、0.25体積%~5体積%であることが好ましく、0.75体積%~3.75体積%であることがより好ましく、1.25体積%~3体積%であることが更に好ましい。
上記体積含有率は、25℃、相対湿度50%の環境下で、TGA(熱重量分析)とカサ密度測定器により測定される。
具体的には、質量含有率をTGAで測定し、比重をカサ密度測定器で測定した後に、質量含有率/比重として体積含有率を求める。
<他の顔料粒子>
本開示に係るインク組成物は、他の顔料粒子を更に含有してもよい。
他の顔料粒子としては、有機顔料粒子、又は、平均一次粒径が100nm未満の無機顔料粒子が挙げられる。
他の顔料粒子としては、有機顔料粒子又は無機顔料粒子が挙げられ、特開2011-94112号公報の段落0029~0041に記載の顔料粒子のうち、有機顔料粒子、又は、平均一次粒径が100nm未満の無機顔料粒子である顔料粒子が好ましく挙げられる。
本開示に係るインク組成物は、他の顔料粒子を更に含有してもよい。
他の顔料粒子としては、有機顔料粒子、又は、平均一次粒径が100nm未満の無機顔料粒子が挙げられる。
他の顔料粒子としては、有機顔料粒子又は無機顔料粒子が挙げられ、特開2011-94112号公報の段落0029~0041に記載の顔料粒子のうち、有機顔料粒子、又は、平均一次粒径が100nm未満の無機顔料粒子である顔料粒子が好ましく挙げられる。
インク組成物に含まれる他の顔料粒子の含有量は、本開示に係るインク組成物の全質量に対し、0質量%~5質量%であることが好ましく、0質量%~3質量%であることがより好ましく、0質量%~1質量%であることがより好ましい。
また、他の顔料粒子の25℃における体積含有率は、インク組成物全体に対し、0体積%~1.25体積%であることが好ましく、0体積%~0.75体積%であることがより好ましく、0体積%~0.25体積%であることが更に好ましい
また、他の顔料粒子の25℃における体積含有率は、インク組成物全体に対し、0体積%~1.25体積%であることが好ましく、0体積%~0.75体積%であることがより好ましく、0体積%~0.25体積%であることが更に好ましい
<樹脂粒子A>
本開示に係るインク組成物は、ガラス転移温度(Tg)が40℃以上である樹脂粒子Aを含む。
樹脂粒子Aは、中実形状であることが好ましい。本開示において、中実形状とは中空形状の対義語として用いられる用語である。具体的には、樹脂粒子Aの空隙率は、10%未満であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
なお、樹脂粒子Aが空隙を有する場合、上記空隙率は下記式により求めることができる。樹脂粒子Aが空隙を有しない場合、空隙率は0%とする。
空隙率(%)=(樹脂粒子Aの空隙の半径/樹脂粒子Aの半径)3×100
また、樹脂粒子Aに空隙が一つではなく複数個ある場合には、
空隙率(%)=Σ(樹脂粒子Aの空隙の半径)3/(樹脂粒子Aの半径(粒径の1/2)3×100、より求められる。
上記樹脂粒子Aの半径及び樹脂粒子Aの空隙の半径は、透過型電子顕微鏡により樹脂粒子を観察することにより求められる。100個の樹脂粒子Aにおいて求められた空隙率の算術平均値を樹脂粒子Aの空隙率とする。
本開示に係るインク組成物は、ガラス転移温度(Tg)が40℃以上である樹脂粒子Aを含む。
樹脂粒子Aは、中実形状であることが好ましい。本開示において、中実形状とは中空形状の対義語として用いられる用語である。具体的には、樹脂粒子Aの空隙率は、10%未満であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
なお、樹脂粒子Aが空隙を有する場合、上記空隙率は下記式により求めることができる。樹脂粒子Aが空隙を有しない場合、空隙率は0%とする。
空隙率(%)=(樹脂粒子Aの空隙の半径/樹脂粒子Aの半径)3×100
また、樹脂粒子Aに空隙が一つではなく複数個ある場合には、
空隙率(%)=Σ(樹脂粒子Aの空隙の半径)3/(樹脂粒子Aの半径(粒径の1/2)3×100、より求められる。
上記樹脂粒子Aの半径及び樹脂粒子Aの空隙の半径は、透過型電子顕微鏡により樹脂粒子を観察することにより求められる。100個の樹脂粒子Aにおいて求められた空隙率の算術平均値を樹脂粒子Aの空隙率とする。
〔Tg〕
樹脂粒子Aのガラス転移温度(Tg)は、40℃以上である。Tgが40℃以上であると、メンテナンス性に優れたものとなる。
Tgは、メンテナンス性の観点からは、60℃以上であることが好ましく、80℃以上であることが更に好ましい。上記樹脂粒子AのTgの上限は、特に限定されないが、メンテナンス性の観点から、300℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることが更に好ましい。
上記の中でも、樹脂粒子AのTgは、メンテナンス性の観点から、80℃~200℃の範囲が特に好ましい。
樹脂粒子Aのガラス転移温度(Tg)は、40℃以上である。Tgが40℃以上であると、メンテナンス性に優れたものとなる。
Tgは、メンテナンス性の観点からは、60℃以上であることが好ましく、80℃以上であることが更に好ましい。上記樹脂粒子AのTgの上限は、特に限定されないが、メンテナンス性の観点から、300℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることが更に好ましい。
上記の中でも、樹脂粒子AのTgは、メンテナンス性の観点から、80℃~200℃の範囲が特に好ましい。
本開示において、ガラス転移温度は、実測によって得られる測定Tgを適用する。
具体的には、測定Tgとしては、(株)日立ハイテクサイエンス製の示差走査熱量計(DSC)EXSTAR6220を用いて通常の測定条件で測定された値を意味する。但し、樹脂の分解等により測定が困難な場合には、下記の計算式で算出される計算Tgを適用する。計算Tgは下記の式(1)で計算されるものである。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi)・・・(1)
ここで、計算対象となる樹脂はi=1からnまでのn種のモノマー成分が共重合しているとする。Xiはi番目のモノマーの重量分率(ΣXi=1)、Tgiはi番目のモノマーの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度)である。但し、Σはi=1からnまでの和をとる。なお、各モノマーの単独重合体ガラス転移温度の値(Tgi)は、Polymer Handbook (3rd Edition) (J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley-Interscience、1989))の値を採用する。上記文献に記載されていないモノマーの単独重合体ガラス転移温度の値は、モノマーの単独重合体を作製したのちに上述の測定方法により測定Tgとして得られる。この際、単独重合体の重量平均分子量を10,000以上とすることにより、重量平均分子量による重合体のTgに対する影響を無視することができる。
具体的には、測定Tgとしては、(株)日立ハイテクサイエンス製の示差走査熱量計(DSC)EXSTAR6220を用いて通常の測定条件で測定された値を意味する。但し、樹脂の分解等により測定が困難な場合には、下記の計算式で算出される計算Tgを適用する。計算Tgは下記の式(1)で計算されるものである。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi)・・・(1)
ここで、計算対象となる樹脂はi=1からnまでのn種のモノマー成分が共重合しているとする。Xiはi番目のモノマーの重量分率(ΣXi=1)、Tgiはi番目のモノマーの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度)である。但し、Σはi=1からnまでの和をとる。なお、各モノマーの単独重合体ガラス転移温度の値(Tgi)は、Polymer Handbook (3rd Edition) (J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley-Interscience、1989))の値を採用する。上記文献に記載されていないモノマーの単独重合体ガラス転移温度の値は、モノマーの単独重合体を作製したのちに上述の測定方法により測定Tgとして得られる。この際、単独重合体の重量平均分子量を10,000以上とすることにより、重量平均分子量による重合体のTgに対する影響を無視することができる。
樹脂粒子Aのガラス転移温度は、通常用いられる方法によって適宜制御することができる。例えば、樹脂粒子Aを構成するモノマー(重合性化合物)の種類、その構成比率、樹脂粒子Aを構成する樹脂の分子量等を適宜選択することで、樹脂粒子Aのガラス転移温度を所望の範囲に制御することができる。
〔樹脂〕
樹脂粒子Aにおける樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリビニル樹脂(例:塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、又はポリビニルブチラール等)、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂(例:フタル酸樹脂等)、アミノ材料(例:メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等)などが挙げられる。
樹脂粒子Aにおける樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリビニル樹脂(例:塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、又はポリビニルブチラール等)、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂(例:フタル酸樹脂等)、アミノ材料(例:メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等)などが挙げられる。
上記の樹脂の中でも、樹脂粒子Aとしては、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、又は、ポリオレフィン樹脂の粒子が好ましく、メンテナンス性を向上する観点から、アクリル樹脂の粒子が更に好ましい。
なお、本明細書中において、アクリル樹脂とは、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位を含む樹脂を意味する。アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位以外の構成単位を含んでいてもよい。
また、樹脂粒子Aを形成する樹脂は、上記に例示された樹脂を構成する構成単位を2種以上含む共重合体であってもよく、2種以上の樹脂の混合物であってもよい。また、樹脂粒子A自体が2種以上の樹脂の混合物からなるもののみならず、2種以上の樹脂が例えば、コア/シェルのように積層されてなる複合樹脂粒子であってもよい。
樹脂粒子Aとしては、転相乳化法により得られた樹脂粒子Aであることが好ましく、下記の自己分散性樹脂の粒子(自己分散性樹脂粒子)がより好ましい。
自己分散性樹脂粒子としては、例えば、特開2016-193980号公報の段落0077~0094に記載の自己分散性ポリマー粒子が挙げられる。
自己分散性樹脂粒子としては、例えば、特開2016-193980号公報の段落0077~0094に記載の自己分散性ポリマー粒子が挙げられる。
樹脂粒子Aの体積平均粒径(後述するYnm)は、メンテナンス性及び吐出安定性の観点から、200nm~600nmの範囲が好ましく、300nm~400nmの範囲がより好ましい。また、樹脂粒子Aの粒径分布に関しては、特に制限はなく、広い粒径分布を持つもの又は単分散の粒径分布を持つもののいずれでもよい。
樹脂粒子Aの体積平均粒径は、光散乱を用いた粒度分布測定装置(例えば、日機装(株)製のマイクロトラックUPA(登録商標) EX150)によって測定される。
樹脂粒子Aの体積平均粒径は、光散乱を用いた粒度分布測定装置(例えば、日機装(株)製のマイクロトラックUPA(登録商標) EX150)によって測定される。
本開示において、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとはY≧1.1×Xを満たし、メンテナンス性の観点からは、Y≧1.2×Xを満たすことが好ましく、Y≧1.3×Xを満たすことがより好ましい。
また、吐出安定性の観点からは、Y≦2.5×Xを満たすことが好ましく、Y≦2.0×Xを満たすことがより好ましい。
また、吐出安定性の観点からは、Y≦2.5×Xを満たすことが好ましく、Y≦2.0×Xを満たすことがより好ましい。
樹脂粒子Aは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂粒子A(好ましくは自己分散性樹脂粒子)のインク組成物中における含有量(2種以上である場合には総含有量)には特に制限はないが、メンテナンス性及び吐出安定性の観点からは、インク組成物の全質量に対し、0.3質量%~18質量%が好ましく、1質量%~12質量%がより好ましく、3質量%~10質量%が更に好ましい。
また、本開示に係るインク組成物の全体に対する、樹脂粒子Aの体積含有率(後述するr体積%)は、1体積%~15体積%であることが好ましく、2体積%~12体積%であることがより好ましく、3体積%~10体積%であることが更に好ましい。
「インク組成物に含まれる全ての樹脂粒子」に含まれる樹脂粒子A以外の他の樹脂粒子については後述する。
樹脂粒子A(好ましくは自己分散性樹脂粒子)のインク組成物中における含有量(2種以上である場合には総含有量)には特に制限はないが、メンテナンス性及び吐出安定性の観点からは、インク組成物の全質量に対し、0.3質量%~18質量%が好ましく、1質量%~12質量%がより好ましく、3質量%~10質量%が更に好ましい。
また、本開示に係るインク組成物の全体に対する、樹脂粒子Aの体積含有率(後述するr体積%)は、1体積%~15体積%であることが好ましく、2体積%~12体積%であることがより好ましく、3体積%~10体積%であることが更に好ましい。
「インク組成物に含まれる全ての樹脂粒子」に含まれる樹脂粒子A以外の他の樹脂粒子については後述する。
以下に、樹脂粒子Aの具体例を挙げるが、本開示はこれらに限定されるものではない。なお、括弧内は共重合成分の質量比を表す。
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸/メタクリル酸ナトリウム共重合体(70/20/5/5)、Tg:150℃
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸(60/11/19/10)、Tg:90℃
・Joncryl(登録商標) JDX-C3080(ジョンソンポリマー社製)、Tg:130℃
・Joncryl(登録商標) JDX-C3080(ジョンソンポリマー社製)、Tg:130℃
・トレパール(登録商標)EP、東レ(株)製、Tg:190℃
・トレパール(登録商標)PES、東レ(株)製、Tg:225℃
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メタクリル酸/メタクリル酸ナトリウム共重合体(70/20/5/5)、Tg:150℃
・メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸(60/11/19/10)、Tg:90℃
・Joncryl(登録商標) JDX-C3080(ジョンソンポリマー社製)、Tg:130℃
・Joncryl(登録商標) JDX-C3080(ジョンソンポリマー社製)、Tg:130℃
・トレパール(登録商標)EP、東レ(株)製、Tg:190℃
・トレパール(登録商標)PES、東レ(株)製、Tg:225℃
<他の樹脂粒子>
本開示に係るインク組成物は、他の樹脂粒子を更に含有してもよい。
他の顔料粒子としては、Tgが40℃以下であるか、Y≧1.1×Xを満たさないか、又はその両方であること以外は、上述の樹脂粒子Aと同様の樹脂粒子が挙げられる。例えば、樹脂粒子Aにおけるアクリル樹脂粒子において、体積平均粒径を1nm~100nmとした樹脂粒子が挙げられる。
また、本開示に係るインク組成物は、Y≧1.1×Xを満たさない樹脂粒子として、体積平均粒径が1nm~50nmである樹脂粒子を更に含むことがより好ましい。
本開示に係るインク組成物が、体積平均粒径が1nm~50nmである他の樹脂粒子を更に含むことにより、得られる画像の耐擦性が向上する。
本開示において、樹脂粒子Aと他の樹脂粒子とを併せて「インク組成物に含まれる全ての樹脂粒子」ともいう。
本開示に係るインク組成物は、他の樹脂粒子を更に含有してもよい。
他の顔料粒子としては、Tgが40℃以下であるか、Y≧1.1×Xを満たさないか、又はその両方であること以外は、上述の樹脂粒子Aと同様の樹脂粒子が挙げられる。例えば、樹脂粒子Aにおけるアクリル樹脂粒子において、体積平均粒径を1nm~100nmとした樹脂粒子が挙げられる。
また、本開示に係るインク組成物は、Y≧1.1×Xを満たさない樹脂粒子として、体積平均粒径が1nm~50nmである樹脂粒子を更に含むことがより好ましい。
本開示に係るインク組成物が、体積平均粒径が1nm~50nmである他の樹脂粒子を更に含むことにより、得られる画像の耐擦性が向上する。
本開示において、樹脂粒子Aと他の樹脂粒子とを併せて「インク組成物に含まれる全ての樹脂粒子」ともいう。
メンテナンス性の観点から、インク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量(後述するR質量%)は、本開示に係るインク組成物の全質量に対し、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。
また、吐出安定性の観点から、上記含有量は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましい。
また、吐出安定性の観点から、上記含有量は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましい。
<分散剤>
インク組成物は、顔料(上述の特定顔料粒子及び他の顔料粒子のいずれか又は両方)を分散するための分散剤を含有してもよい。分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
分散剤としては、例えば、特開2016-145312号公報の段落0080~0096に記載の分散剤が好ましく挙げられる。
インク組成物は、顔料(上述の特定顔料粒子及び他の顔料粒子のいずれか又は両方)を分散するための分散剤を含有してもよい。分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
分散剤としては、例えば、特開2016-145312号公報の段落0080~0096に記載の分散剤が好ましく挙げられる。
全ての顔料粒子の含有量に対する、上記分散剤の含有量は、3質量%~20質量%であることが好ましく、4質量%~18質量%であることがより好ましく、5質量%~15質量%であることが更に好ましい。
また、インク組成物の全質量に対する分散剤の含有量(後述するD質量%)は、0.1質量%~2.4質量%であることが好ましく、0.5質量%~2.0質量%であることがより好ましく、0.8質量%~1.5質量%であることが更に好ましい。
また、インク組成物の全質量に対する分散剤の含有量(後述するD質量%)は、0.1質量%~2.4質量%であることが好ましく、0.5質量%~2.0質量%であることがより好ましく、0.8質量%~1.5質量%であることが更に好ましい。
<水>
インク組成物は、水を含有する。
水の含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは50質量%~90質量%であり、より好ましくは60質量%~80質量%である。
インク組成物は、水を含有する。
水の含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは50質量%~90質量%であり、より好ましくは60質量%~80質量%である。
<水溶性溶剤>
インク組成物は、水溶性溶剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
これにより、インク組成物の乾燥抑制又はインク組成物の湿潤の効果を得ることができる。
インク組成物に含有され得る水溶性溶剤は、例えば、噴射ノズルのインク吐出口においてインク組成物が付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ得る。
乾燥抑制及び湿潤の観点から、インク組成物に含有される水溶性溶剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性溶剤が好ましい。
また、水溶性溶剤の1気圧(1013.25hPa)における沸点は、80℃~300℃が好ましく、120℃~250℃がより好ましい。
インク組成物は、水溶性溶剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
これにより、インク組成物の乾燥抑制又はインク組成物の湿潤の効果を得ることができる。
インク組成物に含有され得る水溶性溶剤は、例えば、噴射ノズルのインク吐出口においてインク組成物が付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ得る。
乾燥抑制及び湿潤の観点から、インク組成物に含有される水溶性溶剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性溶剤が好ましい。
また、水溶性溶剤の1気圧(1013.25hPa)における沸点は、80℃~300℃が好ましく、120℃~250℃がより好ましい。
乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性溶剤であることが好ましい。
このような水溶性溶剤の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類が挙げられる。
このうち、乾燥防止剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが好ましい。
乾燥防止剤は、1種単独で用いても2種以上併用してもよい。乾燥防止剤の含有量は、インク組成物の全質量に対し、10質量%~50質量%の範囲とするのが好ましい。
このような水溶性溶剤の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類が挙げられる。
このうち、乾燥防止剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが好ましい。
乾燥防止剤は、1種単独で用いても2種以上併用してもよい。乾燥防止剤の含有量は、インク組成物の全質量に対し、10質量%~50質量%の範囲とするのが好ましい。
水溶性溶剤は、上記以外にもインク組成物の粘度の調整のために用いられてもよい。
粘度の調整に用いることができる水溶性溶剤の具体例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ビニル-2-ピロリドン、2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が含まれる。
この場合、水溶性溶剤は1種単独で用いるほか、2種以上を併用してもよい。
粘度の調整に用いることができる水溶性溶剤の具体例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ビニル-2-ピロリドン、2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が含まれる。
この場合、水溶性溶剤は1種単独で用いるほか、2種以上を併用してもよい。
<その他の添加剤>
インク組成物は、上記成分以外のその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
インク組成物は、上記成分以外のその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
<各成分の含有量の関係>
用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性と吐出安定性とを両立する観点から、インク組成物全体に対する特定顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する樹脂粒子Aの体積含有率r体積%とは、r≧0.2×pを満たすことが好ましく、r≧0.3×pを満たすことがより好ましい。
また、12×p≧rを満たすことが好ましく、6×p≧rを満たすことがより好ましい。
用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性と吐出安定性とを両立する観点から、インク組成物全体に対する特定顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する樹脂粒子Aの体積含有率r体積%とは、r≧0.2×pを満たすことが好ましく、r≧0.3×pを満たすことがより好ましい。
また、12×p≧rを満たすことが好ましく、6×p≧rを満たすことがより好ましい。
また、用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性の向上、更にはメンテナンス性と吐出安定性とを両立する観点から、インク組成物の全質量に対する上記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%とが、下記式A-1~式A-3の全てを満たすことが好ましく、下記式B-1~式B-3の全てを満たすことがより好ましい。
式A-1:P2+R2≦300
式A-2:P≧5
式A-3:R≧1
式A-2:P≧5
式A-3:R≧1
式B-1:P2+R2≦300
式B-2:12≧P≧5
式B-3:12≧R≧1
式B-2:12≧P≧5
式B-3:12≧R≧1
また、用いたインクジェットヘッドのメンテナンス性と吐出安定性とを両立する観点から、インク組成物の全質量に対する上記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%と、インク組成物の全質量に対する上記分散剤の含有量D質量%とが、下記式C-1~式C-4の全てを満たすことが好ましく、下記式D-1~式D-4の全てを満たすことがより好ましい。
式C-1:P2+(R+D)2≦350
式C-2:P≧5
式C-3:R≧1
式C-4:D≧0.1
式C-2:P≧5
式C-3:R≧1
式C-4:D≧0.1
式D-1:P2+(R+D)2≦350
式D-2:12≧P≧5
式D-3:12≧R≧1
式D-4:2.4≧D≧0.1
式D-2:12≧P≧5
式D-3:12≧R≧1
式D-4:2.4≧D≧0.1
<インク組成物の物性>
本開示に係るインク組成物のpHは、4以上10以下が好ましく、5以上9以下がより好ましい。
本開示において、特段の記載がない限り、pHは、温度23℃、相対湿度55%RHの環境下でpHメータを用いて測定される。
本開示に係るインク組成物のpHは、4以上10以下が好ましく、5以上9以下がより好ましい。
本開示において、特段の記載がない限り、pHは、温度23℃、相対湿度55%RHの環境下でpHメータを用いて測定される。
本開示に係るインク組成物の粘度は、1mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、1.5mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましい。
本開示において、特段の記載がない限り、粘度は、TV-20形粘度計(東機産業(株)製)を測定装置として用い、測定温度23℃、せん断速度1,400s-1の条件で測定する。
本開示において、特段の記載がない限り、粘度は、TV-20形粘度計(東機産業(株)製)を測定装置として用い、測定温度23℃、せん断速度1,400s-1の条件で測定する。
本開示に係るインク組成物の表面張力は、20mN/m~60mN/mであることが好ましく、20mN/m~45mN/mがより好ましく、25mN/m~40mN/mが更に好ましい。
本開示において、特段の記載がない限り、表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法により25℃の条件下で測定されるものである。
本開示において、特段の記載がない限り、表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法により25℃の条件下で測定されるものである。
(メンテナンス方法)
本開示に係るメンテナンス方法は、インクジェットインク組成物の吐出に用いたインクジェットヘッドから、インクジェットインク組成物を拭き取る工程を有する。
また、本開示に係るメンテナンス方法は、上記インクジェットヘッドが溌液膜を有するインクジェットヘッドであり、上記拭き取る工程が、上記溌液膜から上記インク組成物を拭き取る工程であることが好ましい。
溌液膜とは、インクジェットヘッドのノズル周縁部の表面に形成されたインク組成物をはじく膜である。溌液膜の詳細については、後述する画像記録方法におけるインクジェットヘッドの説明において説明する。
本開示に係るメンテナンス方法は、インクジェットインク組成物の吐出に用いたインクジェットヘッドから、インクジェットインク組成物を拭き取る工程を有する。
また、本開示に係るメンテナンス方法は、上記インクジェットヘッドが溌液膜を有するインクジェットヘッドであり、上記拭き取る工程が、上記溌液膜から上記インク組成物を拭き取る工程であることが好ましい。
溌液膜とは、インクジェットヘッドのノズル周縁部の表面に形成されたインク組成物をはじく膜である。溌液膜の詳細については、後述する画像記録方法におけるインクジェットヘッドの説明において説明する。
<メンテナンス工程>
メンテナンス工程においては、溌液膜に付着した本開示に係るインクジェットインク組成物が拭き取られる。
本開示に係るメンテナンス方法における上記インクジェットヘッド、及び、上記インクジェットヘッドからの上記インク組成物の吐出方法については後述する。
インク組成物を拭き取る方法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット記録装置の記録ヘッドのノズル面に公知のメンテナンス液を付与した後、ノズル面からインクを拭き取る方法、ノズル面からインクを拭き取った後に、公知のメンテナンス液を付与する方法等が挙げられる。
本開示に係るインク組成物は特定の樹脂粒子Aを含有するため、特にインクジェットヘッドからインク組成物を拭き取る方法を用いた場合に、インクジェットヘッドの表面の材料における傷の発生が抑制されやすいと考えられる。
メンテナンス工程においては、溌液膜に付着した本開示に係るインクジェットインク組成物が拭き取られる。
本開示に係るメンテナンス方法における上記インクジェットヘッド、及び、上記インクジェットヘッドからの上記インク組成物の吐出方法については後述する。
インク組成物を拭き取る方法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット記録装置の記録ヘッドのノズル面に公知のメンテナンス液を付与した後、ノズル面からインクを拭き取る方法、ノズル面からインクを拭き取った後に、公知のメンテナンス液を付与する方法等が挙げられる。
本開示に係るインク組成物は特定の樹脂粒子Aを含有するため、特にインクジェットヘッドからインク組成物を拭き取る方法を用いた場合に、インクジェットヘッドの表面の材料における傷の発生が抑制されやすいと考えられる。
また、インク組成物を拭き取る方法としては、特に限定されないが、例えば、ブレードによる拭き取り、布、紙類等での払拭等が挙げられる。好ましい方法としては、メンテナンス液を付与後にワイパブレードを用いてノズル面を擦って(ワイピングして)インク組成物を掻き落とす方法、布、紙類等を用いてインク組成物を払拭する方法が挙げられ、特に布、紙類等を用いてインク組成物を払拭する方法が好ましい。
これらのインク組成物を拭き取る方法は、公知のクリーニング手段等のメンテナンス手段を用いて行われればよい。
これらのインク組成物を拭き取る方法は、公知のクリーニング手段等のメンテナンス手段を用いて行われればよい。
また、布、紙類等を用いてインク組成物を払拭する方法において、布、紙類等に直接メンテナンス液を付与し、濡れた状態でヘッド面を払拭することも可能である。上記方法によれば、使用するメンテナンス液量が少量となるという利点がある。
メンテナンス液の付与は、例えば、インクジェット法による吐出、ローラを用いた塗布、噴霧等により行なえるが、例えば特開2011-73295号、特開2011-73339号等の公報に記載の水頭差を利用してメンテナンス液(洗浄液)塗布ユニット上にメンテナンス液柱を形成させ、そこをインクジェット記録用ヘッドが通過する際に、ヘッドとメンテナンス液塗布ユニット間に液膜を形成する方法等により行われることが好ましい。
メンテナンス液としては、特に限定されず公知のメンテナンス液を用いることができるが、例えば、特開2011-73295号公報又は特開2011-73339号公報に記載の洗浄液、特開2011-063777号公報、特開2009-12361号公報又は特開2008-274016号公報等に記載のメンテナンス液等が挙げられる。
(画像記録方法)
以下、本開示に係る画像記録方法の一例について説明する。
本開示に係る画像記録方法は、インクジェット法により本開示に係るインク組成物を基材の表面上に付与する工程を含むことが好ましい。
本開示に係る画像記録方法は、必要に応じ、その他の工程を含んでいてもよい。
以下、本開示に係る画像記録方法の一例について説明する。
本開示に係る画像記録方法は、インクジェット法により本開示に係るインク組成物を基材の表面上に付与する工程を含むことが好ましい。
本開示に係る画像記録方法は、必要に応じ、その他の工程を含んでいてもよい。
本開示に係る画像記録方法によれば、上記インクジェット法におけるインク組成物の吐出安定性に優れ、かつ、メンテナンス性に優れる。吐出安定性及びメンテナンス性の効果が得られる理由については上述のとおりである。
本開示に係る画像記録方法によって画像を記録した後に、本開示に係るメンテナンス方法が行われることが好ましい。
本開示に係る画像記録方法によって画像を記録した後に、本開示に係るメンテナンス方法が行われることが好ましい。
以下、本開示に係る画像記録方法の一例における各工程について説明する。
<インク付与工程>
インク組成物を基材の表面上に付与する工程(「インク付与工程」ともいう。)は、インクジェット法により本開示に係るインク組成物を基材の表面上に付与する工程である。
インク組成物は、基材に接するように基材の表面上に付与されてもよいし、基材の表面上の後述する処理液が付与された領域の少なくとも一部に接するように付与されてもよいし、基材の表面上に記録された他のインク組成物が付与された領域の少なくとも一部に接するように付与されてもよく、基材の表面上であれば特に限定されない。
本工程により、基材の表面上に選択的にインク組成物を付与でき、これにより、所望とする画像(詳細には、可視画像)を記録できる。
インク組成物を基材の表面上に付与する工程(「インク付与工程」ともいう。)は、インクジェット法により本開示に係るインク組成物を基材の表面上に付与する工程である。
インク組成物は、基材に接するように基材の表面上に付与されてもよいし、基材の表面上の後述する処理液が付与された領域の少なくとも一部に接するように付与されてもよいし、基材の表面上に記録された他のインク組成物が付与された領域の少なくとも一部に接するように付与されてもよく、基材の表面上であれば特に限定されない。
本工程により、基材の表面上に選択的にインク組成物を付与でき、これにより、所望とする画像(詳細には、可視画像)を記録できる。
インク付与工程においては、本開示に係るインク組成物を1種のみ付与してもよいし、本開示に係るインク組成物を2種以上付与してもよい。
インク付与工程におけるインク組成物の付与方法としては、公知のインクジェット法を適用できる。
インクジェット法におけるインク組成物の吐出方式には特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインク組成物を吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインク組成物に照射して放射圧を利用してインク組成物を吐出させる音響インクジェット方式、及びインク組成物を加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等のいずれであってもよい。
インクジェット法としては、特に、特開昭54-59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインク組成物が急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インク組成物をノズルから吐出させるインクジェット法を有効に利用することができる。
インクジェット法として、特開2003-306623号公報の段落0093~0105に記載の方法も適用できる。
インクジェット法におけるインク組成物の吐出方式には特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインク組成物を吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインク組成物に照射して放射圧を利用してインク組成物を吐出させる音響インクジェット方式、及びインク組成物を加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等のいずれであってもよい。
インクジェット法としては、特に、特開昭54-59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインク組成物が急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インク組成物をノズルから吐出させるインクジェット法を有効に利用することができる。
インクジェット法として、特開2003-306623号公報の段落0093~0105に記載の方法も適用できる。
インクジェット法によるインク組成物の付与は、インクジェットヘッドのノズルからインク組成物を吐出することにより行う。
インクジェットヘッドの方式としては、短尺のシリアルヘッドを、基材の幅方向に走査させながら記録を行うシャトル方式と、基材の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式と、がある。
ライン方式では、記録素子の配列方向と交差する方向に基材を走査させることで基材の全面に画像記録を行うことができる。ライン方式では、シャトル方式における、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、ライン方式では、シャトル方式と比較して、キャリッジの移動と基材との複雑な走査制御が不要になり、基材だけが移動する。このため、ライン方式によれば、シャトル方式と比較して、画像記録の高速化が実現される。
インクジェットヘッドの方式としては、短尺のシリアルヘッドを、基材の幅方向に走査させながら記録を行うシャトル方式と、基材の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式と、がある。
ライン方式では、記録素子の配列方向と交差する方向に基材を走査させることで基材の全面に画像記録を行うことができる。ライン方式では、シャトル方式における、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、ライン方式では、シャトル方式と比較して、キャリッジの移動と基材との複雑な走査制御が不要になり、基材だけが移動する。このため、ライン方式によれば、シャトル方式と比較して、画像記録の高速化が実現される。
インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク組成物の液滴量としては、高精細な画像を得る観点で、1pL(ピコリットル)~10pLが好ましく、1.5pL~6pLがより好ましい。
また、画像のムラ、連続階調のつながりを改良する観点で、異なる液適量を組み合わせて吐出することも有効である。
また、画像のムラ、連続階調のつながりを改良する観点で、異なる液適量を組み合わせて吐出することも有効である。
インクジェットヘッドは、インクが吐出される面(インク吐出面)に溌液膜を備えることが好ましい。
インクジェットヘッドとしては、複数の吐出孔が二次元に配列されこの吐出孔形成面(インク吐出面)に溌液膜が設けられたノズルプレートを備えるインクジェットヘッドが好ましい。
かかるノズルプレート及びインクジェットヘッドとしては、特開2013-223958号公報の段落0206~0214並びに図3及び図4に記載されたノズルプレートを用いることができる。
インクジェットヘッドとしては、複数の吐出孔が二次元に配列されこの吐出孔形成面(インク吐出面)に溌液膜が設けられたノズルプレートを備えるインクジェットヘッドが好ましい。
かかるノズルプレート及びインクジェットヘッドとしては、特開2013-223958号公報の段落0206~0214並びに図3及び図4に記載されたノズルプレートを用いることができる。
また、溌液膜としては、フッ素化合物を含む溌液膜が好ましい。
フッ素化合物としては、フッ化アルキル基を有する化合物が好ましい。
フッ素化合物を含む溌液膜としては、例えば、特開2013-223958号公報の段落0192~0205に記載された溌液膜が挙げられる。
フッ素化合物としては、フッ化アルキル基を有する化合物が好ましい。
フッ素化合物を含む溌液膜としては、例えば、特開2013-223958号公報の段落0192~0205に記載された溌液膜が挙げられる。
溌液膜として、特に好ましくは、フッ化アルキルシラン化合物を用い(好ましくは化学気相蒸着法によって)形成された溌液膜である。
フッ化アルキルシラン化合物としては、下記式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物を好適に用いることができる。下記式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物は、シランカップリング化合物である。
CnF2n+1-CmH2m-Si-X3 … 式(F)
式(F)において、nは1以上の整数を表し、mは0又は1以上の整数を表す。Xは、アルコキシ基、アミノ基、又はハロゲン原子を表す。なお、Xの一部がアルキル基で置換されていてもよい。
フッ化アルキルシラン化合物としては、下記式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物を好適に用いることができる。下記式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物は、シランカップリング化合物である。
CnF2n+1-CmH2m-Si-X3 … 式(F)
式(F)において、nは1以上の整数を表し、mは0又は1以上の整数を表す。Xは、アルコキシ基、アミノ基、又はハロゲン原子を表す。なお、Xの一部がアルキル基で置換されていてもよい。
式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物の例としては、C8F17C2H4SiCl3(「1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルトリクロロシラン」、「FDTS」とも呼ばれている)、CF3(CF2)8C2H4SiCl3などのフルオロアルキルトリクロロシラン;CF3(CF2)8C2H4Si(OCH3)3、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシルトリメトキシシランなどのフルオロアルキルアルコキシシラン;等を挙げることができる。
式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物としては、溌液性および溌液膜の耐久性の点で、nが1~14の整数であって、mが0又は1~5の整数であって、Xがアルコキシ基又はハロゲン原子である化合物が好ましく、更には、nが1~12の整数であって、mが0~3の整数であって、Xがアルコキシ基又はハロゲン原子である化合物が好ましい。
式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物としては、C8F17C2H4SiCl3が最も好ましい。
式(F)で表されるフッ化アルキルシラン化合物としては、C8F17C2H4SiCl3が最も好ましい。
溌液膜の厚みとしては特に制限はないが、0.2nm~30nmの範囲が好ましく、0.4nm~20nmの範囲がより好ましい。溌液膜の厚みは、30nmを超える範囲でも特に問題はないが、30nm以下であると膜の均一性の点で有利であり、0.2nm以上であると溌液性が良好である。
フッ素化合物を含む溌液膜としては、例えば、フッ化アルキルシラン化合物の単分子膜(SAM(Self-Assembled Monolayer)膜)又はフッ化アルキルシラン化合物の積層膜が好ましい。
ここで、フッ化アルキルシラン化合物の積層膜には、フッ化アルキルシラン化合物が重合せずに積まれている膜のほか、フッ化アルキルシラン化合物の重合膜も含まれる。
フッ素化合物を含む溌液膜としては、フッ化アルキルシラン化合物の単分子膜(SAM膜)が特に好ましい。
ここで、フッ化アルキルシラン化合物の積層膜には、フッ化アルキルシラン化合物が重合せずに積まれている膜のほか、フッ化アルキルシラン化合物の重合膜も含まれる。
フッ素化合物を含む溌液膜としては、フッ化アルキルシラン化合物の単分子膜(SAM膜)が特に好ましい。
インク付与工程においては、付与されたインク組成物を加熱乾燥させてもよい。
加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
インク組成物の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
基材のインク組成物が付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
基材のインク組成物が付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
基材のインク組成物が付与された面又は処理液が付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
インク組成物の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
基材のインク組成物が付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
基材のインク組成物が付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
基材のインク組成物が付与された面又は処理液が付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
加熱乾燥時の加熱温度は、55℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、65℃以上が特に好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、100℃が好ましく、90℃がより好ましい。
インク組成物の加熱乾燥の時間には特に制限はないが、3秒~60秒が好ましく、5秒~60秒がより好ましく、10秒~45秒が特に好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、100℃が好ましく、90℃がより好ましい。
インク組成物の加熱乾燥の時間には特に制限はないが、3秒~60秒が好ましく、5秒~60秒がより好ましく、10秒~45秒が特に好ましい。
また、インク付与工程においては、インク組成物の付与前に、基材(又は、後述する処理液付与工程において、処理液が付与された基材)を加熱してもよい。
加熱温度としては、基材の種類、インク組成物の組成等に応じて適宜設定すればよいが、基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
なお、後述する処理液付与工程において、処理液を加熱乾燥させる場合には、処理液の加熱乾燥のための加熱が、インク組成物付与前の基材の加熱を兼ねていてもよい。
加熱温度としては、基材の種類、インク組成物の組成等に応じて適宜設定すればよいが、基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
なお、後述する処理液付与工程において、処理液を加熱乾燥させる場合には、処理液の加熱乾燥のための加熱が、インク組成物付与前の基材の加熱を兼ねていてもよい。
〔基材〕
本開示に係る画像記録方法において用いられる基材としては、特に限定されないが、紙、コート紙、樹脂基材、金属、セラミック、ガラス、テキスタイル基材等が挙げられる。
本開示に係る画像記録方法においては、非浸透性基材を用いることも好ましい。
本開示に係る画像記録方法において非浸透性基材を用いる場合には、本開示に係る画像記録方法は、後述する処理液付与工程を更に含むことが好ましい。
本開示において、「非浸透性基材」とは、水の吸収が少ないか又は水を吸収しない基材を意味し、具体的には、水の吸収量が0.3g/m2以下である基材を意味する。
基材の水の吸収量(g/m2)は、以下のようにして測定する。
基材のオモテ面(即ち、画像を記録しようとする面)における100mm×100mmの領域に水を接触させ、この状態で25℃にて1分間保持する。この1分間の保持によって吸収された水の質量(吸収量(g))を求め、得られた吸収量(g)を単位面積当たりの吸収量(g/m2)に換算する。
本開示に係る画像記録方法において用いられる基材としては、特に限定されないが、紙、コート紙、樹脂基材、金属、セラミック、ガラス、テキスタイル基材等が挙げられる。
本開示に係る画像記録方法においては、非浸透性基材を用いることも好ましい。
本開示に係る画像記録方法において非浸透性基材を用いる場合には、本開示に係る画像記録方法は、後述する処理液付与工程を更に含むことが好ましい。
本開示において、「非浸透性基材」とは、水の吸収が少ないか又は水を吸収しない基材を意味し、具体的には、水の吸収量が0.3g/m2以下である基材を意味する。
基材の水の吸収量(g/m2)は、以下のようにして測定する。
基材のオモテ面(即ち、画像を記録しようとする面)における100mm×100mmの領域に水を接触させ、この状態で25℃にて1分間保持する。この1分間の保持によって吸収された水の質量(吸収量(g))を求め、得られた吸収量(g)を単位面積当たりの吸収量(g/m2)に換算する。
非浸透性基材としては特に制限はないが、樹脂基材が好ましい。
樹脂基材としては特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂からなる基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂をシート状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又は、ポリイミドを含むことが好ましい。
樹脂基材としては特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂からなる基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂をシート状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又は、ポリイミドを含むことが好ましい。
樹脂基材は、透明な樹脂基材であっても、着色された樹脂基材であってもよいし、少なくとも一部に金属蒸着処理等がなされていてもよい。
本開示において、「透明」とは、23℃における波長400nm~700nmにおける最低透過率が80%以上(好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上)であることを意味する。上記最低透過率は、分光光度計(例えば、(株)島津製作所製、分光光度計UV-2100)を用いて1nm刻みで測定される。
本開示において、「透明」とは、23℃における波長400nm~700nmにおける最低透過率が80%以上(好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上)であることを意味する。上記最低透過率は、分光光度計(例えば、(株)島津製作所製、分光光度計UV-2100)を用いて1nm刻みで測定される。
樹脂基材の形状は、特に限定されないが、シート状の樹脂基材であることが好ましく、画像記録物の生産性の観点から、巻き取りによってロールを形成可能なシート状の樹脂基材であることがより好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
<処理液付与工程>
本開示に係る画像記録方法は、インク組成物を基材の表面上に付与する工程の前に、凝集剤を含む処理液を上記基材の表面上に付与する工程(「処理液付与工程」ともいう。)を更に含み、上記インク組成物を基材の表面上に付与する工程が、上記基材の表面上の上記処理液が付与された領域の少なくとも一部に、インクジェット法により上記インク組成物を付与する工程であることが好ましい。
また、上記インク付与工程は、インク組成物の付与を、上記基材の表面上の処理液が付与された領域の少なくとも一部に行う以外は、上述のインク組成物を基材の表面上に付与する工程と同様であり、好ましい態様も同様である。
本開示に係る画像記録方法は、インク組成物を基材の表面上に付与する工程の前に、凝集剤を含む処理液を上記基材の表面上に付与する工程(「処理液付与工程」ともいう。)を更に含み、上記インク組成物を基材の表面上に付与する工程が、上記基材の表面上の上記処理液が付与された領域の少なくとも一部に、インクジェット法により上記インク組成物を付与する工程であることが好ましい。
また、上記インク付与工程は、インク組成物の付与を、上記基材の表面上の処理液が付与された領域の少なくとも一部に行う以外は、上述のインク組成物を基材の表面上に付与する工程と同様であり、好ましい態様も同様である。
非浸透性基材への処理液の付与は、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができる。
塗布法としては、バーコーター(例えばワイヤーバーコーター)、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター等を用いた公知の塗布法が挙げられる。
インクジェット法の詳細については、上述したインク付与工程に適用され得るインクジェット法と同様である。
塗布法としては、バーコーター(例えばワイヤーバーコーター)、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター等を用いた公知の塗布法が挙げられる。
インクジェット法の詳細については、上述したインク付与工程に適用され得るインクジェット法と同様である。
単位面積当たりの処理液の付与質量(g/m2)としては、インク組成物中の成分を凝集可能であれば特に制限はないが、好ましくは0.1g/m2~10g/m2、より好ましくは0.5g/m2~6.0g/m2、更に好ましくは1.0g/m2~4.0g/m2である。
また、上記基材への上記凝集剤の付与量は、0.3mmol/m2~2.2mmol/m2であることが好ましく、0.5mmol/m2~2.0mmol/m2であることがより好ましく、0.8mmol/m2~1.8mmol/m2であることが更に好ましい。
また、上記基材への上記凝集剤の付与量は、0.3mmol/m2~2.2mmol/m2であることが好ましく、0.5mmol/m2~2.0mmol/m2であることがより好ましく、0.8mmol/m2~1.8mmol/m2であることが更に好ましい。
また、処理液付与工程において、処理液の付与前に基材を加熱してもよい。
加熱温度としては、基材の種類又は処理液の組成に応じて適宜設定すればよいが、非浸透性基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
加熱温度としては、基材の種類又は処理液の組成に応じて適宜設定すればよいが、非浸透性基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
処理液付与工程では、処理液の付与後であって、上述のインク付与工程の前に、処理液を加熱乾燥させてもよい。
処理液の加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
処理液の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
基材の処理液が付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
基材の処理液が付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
基材の処理液が付与された面又は処理液が付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
処理液の加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
処理液の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
基材の処理液が付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
基材の処理液が付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
基材の処理液が付与された面又は処理液が付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
加熱乾燥時の加熱温度は、35℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、100℃が好ましく、90℃がより好ましく、70℃が更に好ましい。
加熱乾燥の時間には特に制限はないが、0.5秒~60秒が好ましく、0.5秒~20秒がより好ましく、0.5秒~10秒が特に好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、100℃が好ましく、90℃がより好ましく、70℃が更に好ましい。
加熱乾燥の時間には特に制限はないが、0.5秒~60秒が好ましく、0.5秒~20秒がより好ましく、0.5秒~10秒が特に好ましい。
以下、本開示に係る画像記録方法において用いられる処理液の詳細について説明する。
〔処理液〕
-凝集剤-
処理液は、更に、多価金属化合物、有機酸、金属錯体、及び水溶性カチオン性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種の凝集剤を含有する。
これらの中でも、処理液は有機酸を含むことが好ましい。
処理液が凝集剤を含有する場合には、記録される画像の密着性がより向上する。詳細には、非浸透性基材に対し、処理液及びインク組成物をこの順に付与して画像を記録する際、非浸透性基材の表面上において、凝集剤が、インク組成物中の成分を凝集させる機能を発揮する。これにより、画像の耐擦性が向上する。
-凝集剤-
処理液は、更に、多価金属化合物、有機酸、金属錯体、及び水溶性カチオン性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種の凝集剤を含有する。
これらの中でも、処理液は有機酸を含むことが好ましい。
処理液が凝集剤を含有する場合には、記録される画像の密着性がより向上する。詳細には、非浸透性基材に対し、処理液及びインク組成物をこの順に付与して画像を記録する際、非浸透性基材の表面上において、凝集剤が、インク組成物中の成分を凝集させる機能を発揮する。これにより、画像の耐擦性が向上する。
<<多価金属化合物>>
多価金属化合物としては、周期表の第2族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3族の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13族からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)の塩を挙げることができる。
これらの金属の塩としては、後述する有機酸の塩、硝酸塩、塩化物、又はチオシアン酸塩が好適である。
中でも、好ましくは、有機酸(ギ酸、酢酸、安息香酸塩など)のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、又は、チオシアン酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩である。
多価金属化合物は、処理液中において、少なくとも一部が多価金属イオンと対イオンとに解離していることが好ましい。
多価金属化合物としては、周期表の第2族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3族の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13族からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)の塩を挙げることができる。
これらの金属の塩としては、後述する有機酸の塩、硝酸塩、塩化物、又はチオシアン酸塩が好適である。
中でも、好ましくは、有機酸(ギ酸、酢酸、安息香酸塩など)のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、又は、チオシアン酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩である。
多価金属化合物は、処理液中において、少なくとも一部が多価金属イオンと対イオンとに解離していることが好ましい。
<<有機酸>>
有機酸としては、酸性基を有する有機化合物が挙げられる。
酸性基としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシ基等を挙げることができる。
上記酸性基は、インク組成物の凝集速度の観点から、リン酸基又はカルボキシ基であることが好ましく、カルボキシ基であることがより好ましい。
なお、上記酸性基は、処理液中において、少なくとも一部が解離していることが好ましい。
有機酸としては、酸性基を有する有機化合物が挙げられる。
酸性基としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシ基等を挙げることができる。
上記酸性基は、インク組成物の凝集速度の観点から、リン酸基又はカルボキシ基であることが好ましく、カルボキシ基であることがより好ましい。
なお、上記酸性基は、処理液中において、少なくとも一部が解離していることが好ましい。
カルボキシ基を有する有機化合物としては、ポリアクリル酸、酢酸、蟻酸、安息香酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸(好ましくは、DL-リンゴ酸)、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸、4-メチルフタル酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、等が好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
カルボキシ基を有する有機化合物としては、インク組成物の凝集速度の観点から、2価以上のカルボン酸(以下、多価カルボン酸ともいう。)が好ましく、ジカルボン酸がより好ましい。
ジカルボン酸としては、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、酒石酸、4-メチルフタル酸、又はクエン酸がより好ましく、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、又はクエン酸が好ましい。
ジカルボン酸としては、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、酒石酸、4-メチルフタル酸、又はクエン酸がより好ましく、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、又はクエン酸が好ましい。
有機酸は、pKaが低い(例えば、1.0~5.0)ことが好ましい。
これにより、カルボキシ基等の弱酸性の官能基で分散安定化しているインク組成物中の顔料、ポリマー粒子などの粒子の表面電荷を、よりpKaの低い有機酸性化合物と接触させることにより減じ、分散安定性を低下させることができる。
これにより、カルボキシ基等の弱酸性の官能基で分散安定化しているインク組成物中の顔料、ポリマー粒子などの粒子の表面電荷を、よりpKaの低い有機酸性化合物と接触させることにより減じ、分散安定性を低下させることができる。
有機酸は、pKaが低く、水に対する溶解度が高く、価数が2価以上であることが好ましく、インク組成物中の粒子を分散安定化させている官能基(例えば、カルボキシ基等)のpKaよりも低いpH領域に高い緩衝能を有する2価又は3価の酸性物質であることがより好ましい。
<<金属錯体>>
金属錯体としては、金属元素として、ジルコニウム、アルミニウム、及びチタンからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、配位子として、アセテート、アセチルアセトネート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、オクチレングリコレート、ブトキシアセチルアセトネート、ラクテート、ラクテートアンモニウム塩、及びトリエタノールアミネートからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、金属元素として、ジルコニウム、アルミニウム、及びチタンからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、配位子として、アセテート、アセチルアセトネート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、オクチレングリコレート、ブトキシアセチルアセトネート、ラクテート、ラクテートアンモニウム塩、及びトリエタノールアミネートからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、様々な金属錯体が市販されており、本開示においては、市販の金属錯体を使用してもよい。また、様々な有機配位子、特に金属キレート触媒を形成し得る様々な多座配位子が市販されている。そのため、市販の有機配位子と金属とを組み合わせて調製した金属錯体を使用してもよい。
金属錯体としては、例えば、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックスZC-150」)、ジルコニウムモノアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックスZC-540」)、ジルコニウムビスアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックスZC-550」)、ジルコニウムモノエチルアセトアセテート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックスZC-560」)、ジルコニウムアセテート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックスZC-115」)、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-100」)、チタンテトラアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-401」)、チタンジオクチロキシビス(オクチレングリコレート)(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-200」)、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-750」)、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-700」)、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-540」)、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネート ビス(エチルアセトアセテート)(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-570」))、ジルコニウムジブトキシ ビス(エチルアセトアセテート)(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-580」)、アルミニウムトリスアセチルアセトネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス AL-80」)、チタンラクテートアンモニウム塩(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-300」)、チタンラクテート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-310、315」)、チタントリエタノールアミネート(マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-400」)、塩化ジルコニル化合物(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-126」)が挙げられる。
これらの中で、チタンラクテートアンモニウム塩(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-300」)、チタンラクテート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-310、315」)、チタントリエタノールアミネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-400」)、塩化ジルコニル化合物(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-126」)が好ましい。
これらの中で、チタンラクテートアンモニウム塩(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-300」)、チタンラクテート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-310、315」)、チタントリエタノールアミネート(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス TC-400」)、塩化ジルコニル化合物(例えば、マツモトファインケミカル(株)製「オルガチックス ZC-126」)が好ましい。
<<水溶性カチオン性ポリマー>>
水溶性カチオン性ポリマーとしては、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、ポリ-2-ヒドロキシプロピルジメチルアンモニウムクロリド、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)、等が挙げられる。
水溶性カチオン性ポリマーについては、特開2011-042150号公報(特に、段落0156)、特開2007-98610号公報(特に、段落0096~0108)等の公知文献の記載を適宜参照できる。
水溶性カチオン性ポリマーの市販品としては、シャロール(登録商標)DC-303P、シャロールDC-902P(以上、第一工業製薬(株)製)、カチオマスター(登録商標)PD-7、カチオマスターPD-30(以上、四日市合成(株)製)、ユニセンスFPA100L(センカ(株)製)が挙げられる。
水溶性カチオン性ポリマーとしては、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、ポリ-2-ヒドロキシプロピルジメチルアンモニウムクロリド、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)、等が挙げられる。
水溶性カチオン性ポリマーについては、特開2011-042150号公報(特に、段落0156)、特開2007-98610号公報(特に、段落0096~0108)等の公知文献の記載を適宜参照できる。
水溶性カチオン性ポリマーの市販品としては、シャロール(登録商標)DC-303P、シャロールDC-902P(以上、第一工業製薬(株)製)、カチオマスター(登録商標)PD-7、カチオマスターPD-30(以上、四日市合成(株)製)、ユニセンスFPA100L(センカ(株)製)が挙げられる。
本開示において、「水溶性」とは、水に一定濃度以上溶解できる性質を指す。
本開示における「水溶性」としては、25℃の水100gに対して5g以上(より好ましくは10g以上)溶解する性質が好ましい。
本開示における「水溶性」としては、25℃の水100gに対して5g以上(より好ましくは10g以上)溶解する性質が好ましい。
凝集剤の含有量には特に制限はない。
インク組成物の凝集速度の観点から、処理液の全量に対する凝集剤の含有量は、0.1質量%~40質量%であることが好ましく、0.1質量%~30質量%であることがより好ましく、1質量%~20質量%であることが更に好ましく、1質量%~10質量%であることが特に好ましい。
インク組成物の凝集速度の観点から、処理液の全量に対する凝集剤の含有量は、0.1質量%~40質量%であることが好ましく、0.1質量%~30質量%であることがより好ましく、1質量%~20質量%であることが更に好ましく、1質量%~10質量%であることが特に好ましい。
-水-
処理液は、水を含有することが好ましい。
水の含有量は、処理液の全質量に対して、好ましくは50質量%~90質量%であり、より好ましくは60質量%~80質量%である。
処理液は、水を含有することが好ましい。
水の含有量は、処理液の全質量に対して、好ましくは50質量%~90質量%であり、より好ましくは60質量%~80質量%である。
-樹脂粒子-
処理液は樹脂粒子を含んでもよい。処理液が樹脂粒子を含むことにより、耐擦性に優れた画像が得られる。
樹脂粒子のTgは、得られる画像の密着性を向上する観点から、100℃以下が好ましく、75℃以下がより好ましい。
処理液中に含まれる樹脂粒子は特に限定されないが、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレア樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂を含むことが好ましく、ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。
-脂環式構造又は芳香環式構造-
上記樹脂粒子に含まれる樹脂は、ガラス転移温度及び水接触角を向上させる観点から、構造中に脂環式構造又は芳香環式構造を有することが好ましく、芳香環式構造を有することがより好ましい。
上記脂環式構造としては、炭素数5~10の脂環式炭化水素構造が好ましく、シクロヘキサン環構造、ジシクロペンタニル環構造、ジシクロペンテニル環構造、又は、アダマンタン環構造が好ましい。
上記芳香環式構造としては、ナフタレン環又はベンゼン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
脂環式構造又は芳香環式構造の量としては、特に限定されず、上記樹脂粒子のガラス転移温度及び水接触角が上記範囲内となる量であれば好ましく使用可能であるが、例えば、上記樹脂粒子に含まれる樹脂100gあたり0.01mol~1.5molであることが好ましく、0.1mol~1molであることがより好ましい。
処理液は樹脂粒子を含んでもよい。処理液が樹脂粒子を含むことにより、耐擦性に優れた画像が得られる。
樹脂粒子のTgは、得られる画像の密着性を向上する観点から、100℃以下が好ましく、75℃以下がより好ましい。
処理液中に含まれる樹脂粒子は特に限定されないが、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレア樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂を含むことが好ましく、ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。
-脂環式構造又は芳香環式構造-
上記樹脂粒子に含まれる樹脂は、ガラス転移温度及び水接触角を向上させる観点から、構造中に脂環式構造又は芳香環式構造を有することが好ましく、芳香環式構造を有することがより好ましい。
上記脂環式構造としては、炭素数5~10の脂環式炭化水素構造が好ましく、シクロヘキサン環構造、ジシクロペンタニル環構造、ジシクロペンテニル環構造、又は、アダマンタン環構造が好ましい。
上記芳香環式構造としては、ナフタレン環又はベンゼン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
脂環式構造又は芳香環式構造の量としては、特に限定されず、上記樹脂粒子のガラス転移温度及び水接触角が上記範囲内となる量であれば好ましく使用可能であるが、例えば、上記樹脂粒子に含まれる樹脂100gあたり0.01mol~1.5molであることが好ましく、0.1mol~1molであることがより好ましい。
本開示に用いられる上記樹脂粒子に含まれる樹脂は、後述する水分散性の樹脂粒子とすることが好ましい観点から、構造中にイオン性基を有することが好ましい。
イオン性基としては、アニオン性基であってもカチオン性基であってもよいが、導入の容易性の観点から、アニオン性基が好ましい。
アニオン性基としては、特に限定されないが、カルボキシ基、又は、スルホ基であることが好ましく、スルホ基であることがより好ましい。
イオン性基の量としては、特に限定されず、上記樹脂粒子が水分散性の樹脂粒子となる量であれば好ましく使用可能であるが、例えば上記樹脂粒子に含まれる樹脂100gあたり0.001mol~1.0molであることが好ましく、0.01mol~0.5molであることがより好ましい。
イオン性基としては、アニオン性基であってもカチオン性基であってもよいが、導入の容易性の観点から、アニオン性基が好ましい。
アニオン性基としては、特に限定されないが、カルボキシ基、又は、スルホ基であることが好ましく、スルホ基であることがより好ましい。
イオン性基の量としては、特に限定されず、上記樹脂粒子が水分散性の樹脂粒子となる量であれば好ましく使用可能であるが、例えば上記樹脂粒子に含まれる樹脂100gあたり0.001mol~1.0molであることが好ましく、0.01mol~0.5molであることがより好ましい。
樹脂粒子の含有量には特に制限はない。
処理液の全質量に対する樹脂粒子の含有量は、0.5質量%~30質量%であることが好ましく、1質量%~20質量%であることがより好ましく、1質量%~15質量%であることが特に好ましい。
処理液の全質量に対する樹脂粒子の含有量は、0.5質量%~30質量%であることが好ましく、1質量%~20質量%であることがより好ましく、1質量%~15質量%であることが特に好ましい。
-水溶性溶剤-
処理液は、水溶性溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
水溶性溶剤としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。
水溶性溶剤としては、例えば、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2-オクタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ペンタンジオール、4-メチル-1,2-ペンタンジオール等)、ポリアルキレングリコール(例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等)などの多価アルコール;
ポリアルキレングリコールエーテル(例えば、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル等)などの多価アルコールエーテル;
特開2011-42150号公報の段落0116に記載の、糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、炭素原子数1~4のアルキルアルコール類、グリコールエーテル類、2-ピロリドン、及びN-メチル-2-ピロリドン;
等が挙げられる。
中でも、成分の転写の抑制の観点から、多価アルコール、又は、多価アルコールエーテルが好ましく、アルカンジオール、ポリアルキレングリコール、又は、ポリアルキレングリコールエーテルがより好ましい。
処理液は、水溶性溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
水溶性溶剤としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。
水溶性溶剤としては、例えば、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2-オクタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ペンタンジオール、4-メチル-1,2-ペンタンジオール等)、ポリアルキレングリコール(例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等)などの多価アルコール;
ポリアルキレングリコールエーテル(例えば、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル等)などの多価アルコールエーテル;
特開2011-42150号公報の段落0116に記載の、糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、炭素原子数1~4のアルキルアルコール類、グリコールエーテル類、2-ピロリドン、及びN-メチル-2-ピロリドン;
等が挙げられる。
中でも、成分の転写の抑制の観点から、多価アルコール、又は、多価アルコールエーテルが好ましく、アルカンジオール、ポリアルキレングリコール、又は、ポリアルキレングリコールエーテルがより好ましい。
-界面活性剤-
処理液は、界面活性剤の少なくとも1種を含んでもよい。
界面活性剤は、表面張力調整剤又は消泡剤として用いることができる。表面張力調整剤又は消泡剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。中でも、インク組成物の凝集速度の観点から、ノニオン性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤が好ましい。
処理液は、界面活性剤の少なくとも1種を含んでもよい。
界面活性剤は、表面張力調整剤又は消泡剤として用いることができる。表面張力調整剤又は消泡剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。中でも、インク組成物の凝集速度の観点から、ノニオン性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、特開昭59-157636号公報の第37~38頁及びリサーチディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げた化合物も挙げられる。また、特開2003-322926号、特開2004-325707号、特開2004-309806号の各公報に記載のフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等も挙げられる。
処理液が界面活性剤を含む場合、処理液における界面活性剤の含有量としては特に制限はないが、処理液の表面張力が50mN/m以下となるような含有量であることが好ましく、20mN/m~50mN/mとなるような含有量であることがより好ましく、30mN/m~45mN/mとなるような含有量であることが更に好ましい。
例えば、処理液が消泡剤としての界面活性剤を含む場合、消泡剤としての界面活性剤の含有量は、処理液の全量に対し、0.0001質量%~1質量%が好ましく、0.001質量%~0.1質量%がより好ましい。
例えば、処理液が消泡剤としての界面活性剤を含む場合、消泡剤としての界面活性剤の含有量は、処理液の全量に対し、0.0001質量%~1質量%が好ましく、0.001質量%~0.1質量%がより好ましい。
-その他の成分-
処理液は、必要に応じ、上記以外のその他の成分を含んでいてもよい。
処理液に含有され得るその他の成分としては、固体湿潤剤、コロイダルシリカ、無機塩、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、キレート剤、水溶性カチオン性ポリマー以外の水溶性高分子化合物(例えば、特開2013-001854号公報の段落0026~0080に記載された水溶性高分子化合物)、等の公知の添加剤が挙げられる。
処理液は、必要に応じ、上記以外のその他の成分を含んでいてもよい。
処理液に含有され得るその他の成分としては、固体湿潤剤、コロイダルシリカ、無機塩、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、キレート剤、水溶性カチオン性ポリマー以外の水溶性高分子化合物(例えば、特開2013-001854号公報の段落0026~0080に記載された水溶性高分子化合物)、等の公知の添加剤が挙げられる。
-処理液の物性-
インク組成物の凝集速度の観点から、処理液の25℃におけるpHは0.1~3.5であることが好ましい。
処理液のpHが0.1以上であると、非浸透性基材のザラツキがより低減され、画像部の密着性がより向上する。処理液のpHが3.5以下であると、凝集速度がより向上し、非浸透性基材の表面上におけるインク組成物によるドット(インクドット)の合一がより抑制され、画像のザラツキがより低減される。処理液の25℃におけるpHは、0.2~2.0がより好ましい。
pHは、温度23℃、相対湿度55%RHの環境下でpHメータを用いて測定されるものである。
インク組成物の凝集速度の観点から、処理液の25℃におけるpHは0.1~3.5であることが好ましい。
処理液のpHが0.1以上であると、非浸透性基材のザラツキがより低減され、画像部の密着性がより向上する。処理液のpHが3.5以下であると、凝集速度がより向上し、非浸透性基材の表面上におけるインク組成物によるドット(インクドット)の合一がより抑制され、画像のザラツキがより低減される。処理液の25℃におけるpHは、0.2~2.0がより好ましい。
pHは、温度23℃、相対湿度55%RHの環境下でpHメータを用いて測定されるものである。
処理液が凝集剤を含む場合、処理液の粘度としては、インク組成物の凝集速度の観点から、0.5mPa・s~10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s~5mPa・sの範囲がより好ましい。
粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて25℃の条件下で測定されるものである。
粘度は、VISCOMETER TV-22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて25℃の条件下で測定されるものである。
処理液の25℃における表面張力としては、60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m~50mN/mであることがより好ましく、30mN/m~45mN/mであることが更に好ましい。処理液の表面張力が範囲内であると、非浸透性基材と処理液との密着性が向上する。
処理液の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法によって測定されるものである。
処理液の表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法によって測定されるものである。
<その他の工程>
本開示に係る画像記録方法は、その他の工程を更に含んでもよい。
その他の工程としては、例えば、上記基材の表面上に、他のインク組成物を付与する工程等が挙げられる。
上記他のインク組成物を付与する工程は、上述のインク付与工程の前に行われることが好ましい。
上記工程により付与された他のインク組成物(又はその固化物)上に、本開示に係るインク組成物を付与することにより、基材のインク組成物が付与されていない側から観察した場合に、本開示に係るインク組成物が付与された領域を下地として、本開示に係るインク組成物により形成された画像と基材との間に他の画像を記録することが可能となる。
このような画像を形成する場合、透明な基材が好ましく用いられる。
上記他のインク組成物の付与方法としては、特に限定されないが、上述の本開示に係るインク組成物を基材の表面上に付与する工程におけるインクジェット法と同様の方法等が挙げられる。
上記他のインク組成物としては、特に限定されないが、公知の水性インク等が挙げられる。
上記他のインク組成物は、1種類を単独で付与してもよいし、2種以上を付与してもよい。2種以上の上記他のインク組成物を付与することにより、例えば、本開示に係るインク組成物により記録された下地と基材との間に多色画像を記録することも可能となる。
また、他のインク組成物を付与する工程は、上述のインク付与工程の後に行われてもよい。このような態様としては、例えば、上記基材の表面上の本開示に係るインク組成物が付与された領域の少なくとも一部に、他のインク組成物を付与する工程が挙げられる。
上記工程によれば、上記基材の表面上の本開示に係るインク組成物が付与された領域を下地として、本開示に係るインク組成物上に他の画像を記録することが可能となる。
本開示に係る画像記録方法は、その他の工程を更に含んでもよい。
その他の工程としては、例えば、上記基材の表面上に、他のインク組成物を付与する工程等が挙げられる。
上記他のインク組成物を付与する工程は、上述のインク付与工程の前に行われることが好ましい。
上記工程により付与された他のインク組成物(又はその固化物)上に、本開示に係るインク組成物を付与することにより、基材のインク組成物が付与されていない側から観察した場合に、本開示に係るインク組成物が付与された領域を下地として、本開示に係るインク組成物により形成された画像と基材との間に他の画像を記録することが可能となる。
このような画像を形成する場合、透明な基材が好ましく用いられる。
上記他のインク組成物の付与方法としては、特に限定されないが、上述の本開示に係るインク組成物を基材の表面上に付与する工程におけるインクジェット法と同様の方法等が挙げられる。
上記他のインク組成物としては、特に限定されないが、公知の水性インク等が挙げられる。
上記他のインク組成物は、1種類を単独で付与してもよいし、2種以上を付与してもよい。2種以上の上記他のインク組成物を付与することにより、例えば、本開示に係るインク組成物により記録された下地と基材との間に多色画像を記録することも可能となる。
また、他のインク組成物を付与する工程は、上述のインク付与工程の後に行われてもよい。このような態様としては、例えば、上記基材の表面上の本開示に係るインク組成物が付与された領域の少なくとも一部に、他のインク組成物を付与する工程が挙げられる。
上記工程によれば、上記基材の表面上の本開示に係るインク組成物が付与された領域を下地として、本開示に係るインク組成物上に他の画像を記録することが可能となる。
(画像記録物)
本開示に係る画像記録物は、基材と、本開示に係るインク組成物の固化物を含む。
本開示に係る画像記録物は、本開示に係る画像記録方法により得られる画像記録物であることが好ましい。
本開示に係る画像記録物における基材は、上述の本開示に係る画像記録方法における基材と同義であり、好ましい態様も同様である。
本開示において「固化物」とは、組成物から、組成物に含まれる水及び/又は溶剤成分の少なくとも一部を除いたものをいい、例えば水及び/又は溶剤成分を含む組成物を乾燥することにより得られる。
本開示に係る画像記録物は、基材と、本開示に係るインク組成物の固化物を含む。
本開示に係る画像記録物は、本開示に係る画像記録方法により得られる画像記録物であることが好ましい。
本開示に係る画像記録物における基材は、上述の本開示に係る画像記録方法における基材と同義であり、好ましい態様も同様である。
本開示において「固化物」とは、組成物から、組成物に含まれる水及び/又は溶剤成分の少なくとも一部を除いたものをいい、例えば水及び/又は溶剤成分を含む組成物を乾燥することにより得られる。
本開示に係る画像記録物は、上述の本開示に係る画像記録方法における処理液の固化物を更に含むことが好ましい。
上記処理液の固化物は、本開示に係るインク組成物の固化物と、上記基材との間の少なくとも一部に存在することが好ましい。
また、上記処理液の固化物と本開示に係るインク組成物の固化物とは少なくとも一部において接していることが好ましい。
上記処理液の固化物は、本開示に係るインク組成物の固化物と、上記基材との間の少なくとも一部に存在することが好ましい。
また、上記処理液の固化物と本開示に係るインク組成物の固化物とは少なくとも一部において接していることが好ましい。
また、本開示に係る画像記録物は、更に他のインク組成物の固化物を含んでもよい。他のインク組成物としては、上述の本開示に係る画像記録方法における他のインク組成物と同義であり、好ましい態様も同様である。
上記他のインク組成物の固化物は、本開示に係るインク組成物の固化物の少なくとも一部の上に存在することが好ましい。
上記他のインク組成物の固化物は、本開示に係るインク組成物の固化物の少なくとも一部の上に存在することが好ましい。
本開示に係る画像記録物における、本開示に係るインク組成物の固化物、上記処理液の固化物、及び、上記他のインク組成物の固化物は、1種単独で含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。
<ラミネート体>
本開示に係る画像記録物は、画像記録物の画像が記録された側にラミネート基材を更に有するラミネート体であってもよい。
ラミネート体は、例えば、上記画像記録物の画像が記録された側にラミネート用基材をラミネートすることにより得られる。
本開示に係る画像記録物は、画像記録物の画像が記録された側にラミネート基材を更に有するラミネート体であってもよい。
ラミネート体は、例えば、上記画像記録物の画像が記録された側にラミネート用基材をラミネートすることにより得られる。
ラミネート用基材は、上記画像記録物の画像が記録された側に直接ラミネートしてもよいし、他の層(例えば接着層)を介してラミネートしてもよい。
ラミネート用基材を、上記画像記録物の画像が記録された側に、直接ラミネートする場合のラミネートは、熱圧着、熱融着等の公知の方法によって実施できる。
また、ラミネート用基材を、上記画像記録物の画像が記録された側に、接着層を介してラミネートする場合のラミネートは、例えば、上記画像記録物の画像が記録された側に接着剤を塗布し、次いでラミネート基材を載せ、次いで、画像記録物とラミネート基材とを貼り合わせる方法によって実施できる。
また、上記画像記録物の画像が記録された側に接着層を介してラミネートする場合のラミネートは、押し出しラミネート(即ち、サンドイッチラミネート)等の方法によっても実施できる。
また、上記画像記録物の画像が記録された側に接着層を介してラミネートする場合のラミネートは、押し出しラミネート(即ち、サンドイッチラミネート)等の方法によっても実施できる。
上記画像記録物の画像が記録された側に接着層を介してラミネートする態様における接着層は、イソシアネート化合物を含むことが好ましい。
接着層がイソシアネート化合物を含む場合には、この接着層と画像のインク由来層との密着性がより向上するため、ラミネート強度をより向上させることができる。
接着層がイソシアネート化合物を含む場合には、この接着層と画像のインク由来層との密着性がより向上するため、ラミネート強度をより向上させることができる。
ラミネート用基材としては、樹脂基材が好ましい。
樹脂基材としては特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂からなる基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂をシート状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又は、ポリイミドを含むことが好ましい。
樹脂基材としては特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂からなる基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂をシート状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又は、ポリイミドを含むことが好ましい。
樹脂基材の形状は、特に限定されないが、シート状の樹脂基材であることが好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
(画像記録装置)
本開示に係る画像記録方法に用いられる画像記録装置は、インクジェット法を行う画像記録手段を含んでいれば、特に制限はない。
インクジェット法を行う画像記録手段としては、例えば、特開2010-83021号公報、特開2009-234221号公報、特開平10-175315号公報等に記載の公知のインクジェット記録装置を用いることができる。
本開示に係る画像記録方法に用いられる画像記録装置は、インクジェット法を行う画像記録手段を含んでいれば、特に制限はない。
インクジェット法を行う画像記録手段としては、例えば、特開2010-83021号公報、特開2009-234221号公報、特開平10-175315号公報等に記載の公知のインクジェット記録装置を用いることができる。
以下、本開示に係る画像記録方法に用いることができる画像記録装置の一例について、図1を参照して説明する。
図1に示す画像記録装置は、処理液を付与する処理液付与手段と、インクジェット法を行う画像記録手段と、を備える。
ここで、図1は、画像記録装置の構成例を示す概略構成図である。
図1に示す画像記録装置は、処理液を付与する処理液付与手段と、インクジェット法を行う画像記録手段と、を備える。
ここで、図1は、画像記録装置の構成例を示す概略構成図である。
図1に示すように、画像記録装置は、基材の供給部11から基材の搬送方向(図中の矢印方向)に向かって順次、処理液を塗布するローラ材として、アニロックスローラ20及びこれに当接する塗布ローラ22を備えた処理液付与部12と、付与された処理液を乾燥させる加熱手段(不図示)を備えた処理液乾燥ゾーン13と、各種インク組成物を吐出するインク吐出部14と、吐出されたインク組成物を乾燥させるインク乾燥ゾーン15と、が配設されている。
処理液の付与を行わない場合、処理液付与部12及び処理液乾燥ゾーン13は省略されていてもよい。
処理液の付与を行わない場合、処理液付与部12及び処理液乾燥ゾーン13は省略されていてもよい。
この画像記録装置における基材の供給部11は、基材が装填されたケースから基材を供給する供給部であってもよいし、基材がロール状に巻きつけられたロールから基材を供給する供給部であってもよい。
基材は、供給部11から、搬送ローラ41,42,43,44,45,46によって、処理液付与部12、処理液乾燥ゾーン13、インク吐出部14、インク乾燥ゾーン15と順に送られて、集積部16に集積される。
集積部16においては、基材をロール状に巻き取ってもよい。
基材の搬送は、図1に示すような搬送ローラによる方法のほか、ドラム状部材を用いたドラム搬送方式、ベルト搬送方式、ステージを用いたステージ搬送方式等を採用してもよい。
基材は、供給部11から、搬送ローラ41,42,43,44,45,46によって、処理液付与部12、処理液乾燥ゾーン13、インク吐出部14、インク乾燥ゾーン15と順に送られて、集積部16に集積される。
集積部16においては、基材をロール状に巻き取ってもよい。
基材の搬送は、図1に示すような搬送ローラによる方法のほか、ドラム状部材を用いたドラム搬送方式、ベルト搬送方式、ステージを用いたステージ搬送方式等を採用してもよい。
複数配置された搬送ローラ41,42,43,44,45,46のうち、少なくとも1つの搬送ローラはモータ(不図示)の動力が伝達された駆動ローラとすることができる。
モータで回転する駆動ローラを定速回転することにより、基材は所定の方向に所定の搬送速度で搬送されるようになっている。
モータで回転する駆動ローラを定速回転することにより、基材は所定の方向に所定の搬送速度で搬送されるようになっている。
処理液付与部12には、処理液が貯留された貯留皿に一部を浸漬させて配されたアニロックスローラ20と、アニロックスローラ20に当接された塗布ローラ22と、が設けられている。アニロックスローラ20は、基材の画像記録面と対向配置された塗布ローラ22に予め定められた量の処理液を供給するためのローラ材である。アニロックスローラ20から適量が供給された塗布ローラ22によって基材の上に処理液が均一に塗布されるようになっている。
塗布ローラ22は、対向ローラ24と対をなして基材を搬送可能に構成されており、基材は、塗布ローラ22と対向ローラ24との間を通って処理液乾燥ゾーン13に送られる。
塗布ローラ22は、対向ローラ24と対をなして基材を搬送可能に構成されており、基材は、塗布ローラ22と対向ローラ24との間を通って処理液乾燥ゾーン13に送られる。
処理液付与部12の基材の搬送方向の下流側には、処理液乾燥ゾーン13が配置されている。
処理液乾燥ゾーン13は、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ、エアナイフ等の送風を利用した送風手段、或いはこれらを組み合わせた手段を用いて構成することができる。
加熱手段は、基材の処理液付与面(即ち、画像記録面)とは反対側(例えば、基材を自動搬送する場合は基材を載せて搬送する搬送機構の下方)にヒータ等の発熱体を設置する方法、基材の処理液付与面(即ち、画像記録面)に温風又は熱風をあてる方法、赤外線ヒータを用いた加熱法などが挙げられる。また、加熱手段は、上記の方法を複数組み合わせてもよい。
処理液乾燥ゾーン13では、溶媒除去ローラ等を用いて処理液から溶媒を除去してもよい。
処理液乾燥ゾーン13は、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ、エアナイフ等の送風を利用した送風手段、或いはこれらを組み合わせた手段を用いて構成することができる。
加熱手段は、基材の処理液付与面(即ち、画像記録面)とは反対側(例えば、基材を自動搬送する場合は基材を載せて搬送する搬送機構の下方)にヒータ等の発熱体を設置する方法、基材の処理液付与面(即ち、画像記録面)に温風又は熱風をあてる方法、赤外線ヒータを用いた加熱法などが挙げられる。また、加熱手段は、上記の方法を複数組み合わせてもよい。
処理液乾燥ゾーン13では、溶媒除去ローラ等を用いて処理液から溶媒を除去してもよい。
インク吐出部14は、処理液乾燥ゾーン13の基材の搬送方向の下流側に配置されている。
インク吐出部14には、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)、特色インク(A)、及び特色インク(B)の各色インクを貯留するインク貯留部の各々と繋がる記録用ヘッド(インク吐出用ヘッド)30K、30C、30M、30Y、30A及び30Bが配置されている。不図示の各インク貯留部には、各色相に対応する着色剤及び水を含有するインク組成物が貯留されており、画像の記録に際して必要に応じて各インク吐出用ヘッド30K,30C,30M,30Y,30A及び30Bに供給されるようになっている。
インク吐出部14には、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)、特色インク(A)、及び特色インク(B)の各色インクを貯留するインク貯留部の各々と繋がる記録用ヘッド(インク吐出用ヘッド)30K、30C、30M、30Y、30A及び30Bが配置されている。不図示の各インク貯留部には、各色相に対応する着色剤及び水を含有するインク組成物が貯留されており、画像の記録に際して必要に応じて各インク吐出用ヘッド30K,30C,30M,30Y,30A及び30Bに供給されるようになっている。
上記特色インク(A)、及び特色インク(B)としては、ホワイト、オレンジ、グリーン、パープル、ライトシアン、ライトマゼンタ色のインク組成物等が挙げられる。
本開示に係る画像記録方法に適用する画像記録装置では、インク吐出用ヘッド30A及び30Bは、省略されていてもよい。また、インク吐出用ヘッド30A及び30Bに加え、その他の特色インク吐出用ヘッドを備えていてもよい。
また、インク吐出用ヘッド30A及び30Bの位置は、図1中では、便宜上、基材の搬送方向にて、イエロー(Y)インク吐出用ヘッド30Yの下流側に記載してあるが、特に限定されず、特色インクの明度等を考慮して適宜設定すればよい。
例えば、インク吐出用ヘッド30A及び30Bは、イエローインク吐出用ヘッド30Yとマゼンタインク吐出用ヘッド30Mの間に位置する態様、マゼンタインク吐出用ヘッド30Mとシアンインク吐出用ヘッド30Cの間に位置する態様等が考えられる。
また、30Bはホワイトインク吐出用ヘッドであることが好ましい。
本開示に係る画像記録方法に適用する画像記録装置では、インク吐出用ヘッド30A及び30Bは、省略されていてもよい。また、インク吐出用ヘッド30A及び30Bに加え、その他の特色インク吐出用ヘッドを備えていてもよい。
また、インク吐出用ヘッド30A及び30Bの位置は、図1中では、便宜上、基材の搬送方向にて、イエロー(Y)インク吐出用ヘッド30Yの下流側に記載してあるが、特に限定されず、特色インクの明度等を考慮して適宜設定すればよい。
例えば、インク吐出用ヘッド30A及び30Bは、イエローインク吐出用ヘッド30Yとマゼンタインク吐出用ヘッド30Mの間に位置する態様、マゼンタインク吐出用ヘッド30Mとシアンインク吐出用ヘッド30Cの間に位置する態様等が考えられる。
また、30Bはホワイトインク吐出用ヘッドであることが好ましい。
インク吐出用ヘッド30K、30C、30M、30Y,30A及び30Bは、基材の画像記録面と対向配置された吐出ノズルから、それぞれ画像に対応するインクを吐出する。これにより、基材の画像記録面上に各色インクが付与され、カラー画像が記録される。
インク吐出用ヘッド30K,30C,30M,30Y,30A及び30Bは、いずれも、基材の表面上に記録される画像の最大記録幅(最大記録幅)にわたって多数の吐出口(ノズル)が配列されたフルラインヘッドとなっている。これは、基材の幅方向(基材の搬送方向と直交する方向)に短尺のシャトルヘッドを往復走査しながら記録を行うシリアル型のものに比べて、基材に高速に画像記録を行うことができる。
本開示においては、シリアル型での記録、又は比較的高速記録が可能な方式、例えば、1回の走査で1ラインを形成するシングルパス方式での記録のいずれを採用してもよいが、本開示に係る画像記録方法によればシングルパス方式でも再現性の高い高品位の画像が得られる。
本開示においては、シリアル型での記録、又は比較的高速記録が可能な方式、例えば、1回の走査で1ラインを形成するシングルパス方式での記録のいずれを採用してもよいが、本開示に係る画像記録方法によればシングルパス方式でも再現性の高い高品位の画像が得られる。
ここでは、インク吐出用ヘッド30W,30K,30C,30M,30Y,及び30Aは、全て同一構造になっている。
また、本開示に係る画像記録装置は、公知のメンテナンス手段(不図示)を有していることが好ましい。公知のメンテナンス手段としては、公知の拭き取り手段が挙げられる。
また、本開示に係る画像記録装置は、公知のメンテナンス手段(不図示)を有していることが好ましい。公知のメンテナンス手段としては、公知の拭き取り手段が挙げられる。
処理液の付与量とインク組成物の付与量とは、必要に応じて調節することが好ましい。例えば、基材に応じて、処理液とインク組成物とが混合してできる凝集物の粘弾性等の物性を調節する等のために、処理液の付与量を変えてもよい。
インク乾燥ゾーン15は、インク吐出部14の基材の搬送方向の下流側に配置されている。
インク乾燥ゾーン15は、処理液乾燥ゾーン13と同様に構成することができる。
インク乾燥ゾーン15は、処理液乾燥ゾーン13と同様に構成することができる。
画像記録装置は、供給部11から集積部16までの搬送路に、基材に加熱処理を施す加熱手段を更に備えていてもよい。
例えば、処理液乾燥ゾーン13の上流側、インク吐出部14とインク乾燥ゾーン15との間、などの所望の位置に加熱手段を配置することで、基材を所望の温度に昇温させることにより、処理液の乾燥、インク組成物の乾燥、インク組成物の定着等を効果的に行うようにすることが可能になる。
例えば、処理液乾燥ゾーン13の上流側、インク吐出部14とインク乾燥ゾーン15との間、などの所望の位置に加熱手段を配置することで、基材を所望の温度に昇温させることにより、処理液の乾燥、インク組成物の乾燥、インク組成物の定着等を効果的に行うようにすることが可能になる。
また、画像記録装置は、基材の種類(材質、厚み等)、環境温度等によって、基材の表面温度は変化するため、基材の表面温度を計測する計測部と、加熱条件を制御する加熱制御部と、計測部で計測された基材の表面温度の値を加熱制御部にフィードバックする制御部と、を有する加熱制御機構を備えることが好ましい。
画像記録装置が加熱制御機構を備えることで、基材の温度を制御しながら、処理液の付与、インク組成物の付与等を行うことができる。
基材の表面温度を計測する計測部としては、接触又は非接触の温度計が好ましい。
画像記録装置が加熱制御機構を備えることで、基材の温度を制御しながら、処理液の付与、インク組成物の付与等を行うことができる。
基材の表面温度を計測する計測部としては、接触又は非接触の温度計が好ましい。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
<樹脂粒子の合成>
〔樹脂粒子A-1の合成〕
撹拌機、温度計、環流冷却管及び窒素ガス導入管を備えた三口フラスコに、水(350g)を仕込み、窒素気流化で80℃まで昇温した。そこへ、過硫酸ナトリウム(ラジカル重合開始剤、富士フイルム和光純薬(株)製)(0.10g)及び水(20g)からなる混合溶液を加え、10分間撹拌した。次いで、上記三口フラスコに、メチルメタクリレート(140g)、イソボルニルメタクリレート(40g)、メタクリル酸(20g)、ネオペレックスG-15(16質量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液、花王(株)社製)(35g)及び水(171g)を撹拌して得た懸濁液を、撹拌し続けたまま3時間で滴下が完了するように等速で滴下ポンプにて滴下し、また同じタイミングで別のポンプから、過硫酸ナトリウム(0.98g)及び水(30g)からなる混合溶液を3時間で滴下が完了するように等速で滴下し、滴下完了後に1時間撹拌した。得られた反応溶液を50℃に加熱し、2mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を63g加え、更に1時間撹拌した。網目50μmのメッシュでろ過し、樹脂粒子A-1の水性分散物(固形分濃度23質量%)を得た。樹脂粒子A-1のTgは150℃、体積平均粒径は350nm、重量平均分子量は120,000であった。
〔樹脂粒子A-1の合成〕
撹拌機、温度計、環流冷却管及び窒素ガス導入管を備えた三口フラスコに、水(350g)を仕込み、窒素気流化で80℃まで昇温した。そこへ、過硫酸ナトリウム(ラジカル重合開始剤、富士フイルム和光純薬(株)製)(0.10g)及び水(20g)からなる混合溶液を加え、10分間撹拌した。次いで、上記三口フラスコに、メチルメタクリレート(140g)、イソボルニルメタクリレート(40g)、メタクリル酸(20g)、ネオペレックスG-15(16質量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液、花王(株)社製)(35g)及び水(171g)を撹拌して得た懸濁液を、撹拌し続けたまま3時間で滴下が完了するように等速で滴下ポンプにて滴下し、また同じタイミングで別のポンプから、過硫酸ナトリウム(0.98g)及び水(30g)からなる混合溶液を3時間で滴下が完了するように等速で滴下し、滴下完了後に1時間撹拌した。得られた反応溶液を50℃に加熱し、2mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を63g加え、更に1時間撹拌した。網目50μmのメッシュでろ過し、樹脂粒子A-1の水性分散物(固形分濃度23質量%)を得た。樹脂粒子A-1のTgは150℃、体積平均粒径は350nm、重量平均分子量は120,000であった。
〔樹脂粒子A-2の合成〕
上記樹脂粒子A-1の合成において、メチルメタクリレート(140g)、イソボルニルメタクリレート(40g)、メタクリル酸(20g)に替えて、メチルメタクリレート(120g)、イソボルニルメタクリレート(22g)、2-エチルヘキシルメタクリレート(38g)、メタクリル酸(20g)を用いた以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により樹脂粒子A-2の水性分散物(固形分濃度24質量%)を得た。樹脂粒子A-2のTgは90℃、体積平均粒径は350nm、重量平均分子量は100,000であった。
上記樹脂粒子A-1の合成において、メチルメタクリレート(140g)、イソボルニルメタクリレート(40g)、メタクリル酸(20g)に替えて、メチルメタクリレート(120g)、イソボルニルメタクリレート(22g)、2-エチルヘキシルメタクリレート(38g)、メタクリル酸(20g)を用いた以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により樹脂粒子A-2の水性分散物(固形分濃度24質量%)を得た。樹脂粒子A-2のTgは90℃、体積平均粒径は350nm、重量平均分子量は100,000であった。
〔樹脂粒子A-3の合成〕
上記樹脂粒子A-1の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を38.4gに、水の添加量を168gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-3の水性分散物(固形分濃度23質量%)を得た。樹脂粒子A-3のTgは150℃、体積平均粒径は300nm、重量平均分子量は120,000であった。
上記樹脂粒子A-1の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を38.4gに、水の添加量を168gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-3の水性分散物(固形分濃度23質量%)を得た。樹脂粒子A-3のTgは150℃、体積平均粒径は300nm、重量平均分子量は120,000であった。
〔樹脂粒子A-4の合成〕
上記樹脂粒子A-2の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を46gに、水の添加量を162gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-4の水性分散物(固形分濃度22質量%)を得た。樹脂粒子A-4のTgは90℃、体積平均粒径は250nm、重量平均分子量は110,000であった。
上記樹脂粒子A-2の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を46gに、水の添加量を162gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-4の水性分散物(固形分濃度22質量%)を得た。樹脂粒子A-4のTgは90℃、体積平均粒径は250nm、重量平均分子量は110,000であった。
〔樹脂粒子A-5の合成〕
上記樹脂粒子A-1の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を30gに、水の添加量を175gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-5の水性分散物(固形分濃度22質量%)を得た。樹脂粒子A-5のTgは150℃、体積平均粒径は500nm、重量平均分子量は130,000であった。
上記樹脂粒子A-1の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を30gに、水の添加量を175gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-5の水性分散物(固形分濃度22質量%)を得た。樹脂粒子A-5のTgは150℃、体積平均粒径は500nm、重量平均分子量は130,000であった。
〔樹脂粒子A-6の合成〕
上記樹脂粒子A-1の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を27gに、水の添加量を177gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-6の水性分散物(固形分濃度24質量%)を得た。樹脂粒子A-6のTgは150℃、体積平均粒径は600nm、重量平均分子量は120,000であった。
上記樹脂粒子A-1の合成において、懸濁液におけるネオペレックスG-15の添加量量を27gに、水の添加量を177gにした以外は、樹脂粒子A-1と同様の方法により合成を行い、樹脂粒子A-6の水性分散物(固形分濃度24質量%)を得た。樹脂粒子A-6のTgは150℃、体積平均粒径は600nm、重量平均分子量は120,000であった。
〔樹脂粒子P-1の合成〕
撹拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた三口フラスコに、メチルエチルケトン(281g)を仕込んで、85℃まで昇温した。反応容器内は還流状態を保ちながら、メチルメタクリレート(208g)、イソボルニルメタクリレート(60g)、メタクリル酸(30g)、メチルエチルケトン(66g)、及び「V-601」(重合開始剤、富士フイルム和光純薬(株)製)(0.66g)からなる混合溶液を、3時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、1時間撹拌後、(1)「V-601」(0.66g)、メチルエチルケトン(3.5g)からなる溶液を加え、2時間撹拌を行った。続いて、(1)の工程を4回繰り返し、さらに「V-601」(0.66g)、メチルエチルケトン(3.5g)からなる溶液を加えて3時間攪拌を続けた。60℃に降温後、イソプロピルアルコール(83g)を添加した。
次に、重合溶液155g(固形分濃度40質量%)を秤量し、メチルエチルケトン(7g)、イソプロピルアルコール(23.1g)、20%無水マレイン酸水溶液(0.6g)、2モル/LのNaOH水溶液(20g)を加え、反応容器内温度を70℃に昇温した。次に蒸留水190gを滴下し、水分散化せしめた。その後、大気圧下にて反応容器内温度85℃で1時間保った後、反応容器内を減圧にし、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトンを留去し、樹脂粒子P-1の水性分散物(30質量%)を得た。樹脂粒子P-1のTgは150℃、体積平均粒径は5nm、重量平均分子量は50,000であった。
撹拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた三口フラスコに、メチルエチルケトン(281g)を仕込んで、85℃まで昇温した。反応容器内は還流状態を保ちながら、メチルメタクリレート(208g)、イソボルニルメタクリレート(60g)、メタクリル酸(30g)、メチルエチルケトン(66g)、及び「V-601」(重合開始剤、富士フイルム和光純薬(株)製)(0.66g)からなる混合溶液を、3時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、1時間撹拌後、(1)「V-601」(0.66g)、メチルエチルケトン(3.5g)からなる溶液を加え、2時間撹拌を行った。続いて、(1)の工程を4回繰り返し、さらに「V-601」(0.66g)、メチルエチルケトン(3.5g)からなる溶液を加えて3時間攪拌を続けた。60℃に降温後、イソプロピルアルコール(83g)を添加した。
次に、重合溶液155g(固形分濃度40質量%)を秤量し、メチルエチルケトン(7g)、イソプロピルアルコール(23.1g)、20%無水マレイン酸水溶液(0.6g)、2モル/LのNaOH水溶液(20g)を加え、反応容器内温度を70℃に昇温した。次に蒸留水190gを滴下し、水分散化せしめた。その後、大気圧下にて反応容器内温度85℃で1時間保った後、反応容器内を減圧にし、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトンを留去し、樹脂粒子P-1の水性分散物(30質量%)を得た。樹脂粒子P-1のTgは150℃、体積平均粒径は5nm、重量平均分子量は50,000であった。
<インク組成物の調製>
各実施例又は比較例において、下記に示した組成となるように各成分を混合した後、常温において1時間撹拌して得られた溶液を孔径5μmのメンブランフィルターを用いて濾過することによりインク組成物を調製した。
表1に記載の「含有量」の数値、及び、下記組成中の質量部の記載は、インク組成物の全質量を100質量%とした場合の各化合物の固形分の質量%を表す。
各実施例又は比較例において、下記に示した組成となるように各成分を混合した後、常温において1時間撹拌して得られた溶液を孔径5μmのメンブランフィルターを用いて濾過することによりインク組成物を調製した。
表1に記載の「含有量」の数値、及び、下記組成中の質量部の記載は、インク組成物の全質量を100質量%とした場合の各化合物の固形分の質量%を表す。
〔組成〕
・表1記載の無機顔料粒子:表1に記載の量となるように、後述する顔料分散物として添加した
・分散剤A(ステアリルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸のジエチルエタノールアミン80%中和物=共重合比20/39/27/14(質量比)の共重合体、Mw=22,000):表1に記載の量となるように、後述する顔料分散物として添加した
・プロピレングリコール(富士フイルム和光純薬(株)製):20質量%
・ソルスパース(SOLSPERSE、登録商標)43000(Noveon社製):0.100質量%
・ポリビニルピロリドン K15(東京化成工業(株)製):0.100質量%
・サーフィノール104(日信化学工業(株)製):1.00質量%
・スノーテックス(登録商標)XS(日産化学工業(株)製):0.060質量%
・下記樹脂粒子分散物:樹脂粒子分散物に含まれる樹脂粒子の合計含有量が、表1に記載の合計含有量となる量
・BYK(登録商標)-024(ビックケミー・ジャパン(株)製):0.01質量%
・水:全体で100質量%となる残量
・表1記載の無機顔料粒子:表1に記載の量となるように、後述する顔料分散物として添加した
・分散剤A(ステアリルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸のジエチルエタノールアミン80%中和物=共重合比20/39/27/14(質量比)の共重合体、Mw=22,000):表1に記載の量となるように、後述する顔料分散物として添加した
・プロピレングリコール(富士フイルム和光純薬(株)製):20質量%
・ソルスパース(SOLSPERSE、登録商標)43000(Noveon社製):0.100質量%
・ポリビニルピロリドン K15(東京化成工業(株)製):0.100質量%
・サーフィノール104(日信化学工業(株)製):1.00質量%
・スノーテックス(登録商標)XS(日産化学工業(株)製):0.060質量%
・下記樹脂粒子分散物:樹脂粒子分散物に含まれる樹脂粒子の合計含有量が、表1に記載の合計含有量となる量
・BYK(登録商標)-024(ビックケミー・ジャパン(株)製):0.01質量%
・水:全体で100質量%となる残量
-分散剤Aの合成-
撹拌機、冷却管を備えた三口フラスコにジプロピレングリコールを後述するモノマーの全量と同質量を加え、窒素雰囲気下で85℃に加熱した。
ステアリルメタクリレート9.1モル当量、ベンジルメタクリレート34.0モル当量、ヒドロキシエチルメタクリレート31.9モル当量、メタクリル酸25.0モル当量、及び、2-メルカプトプロピオン酸0.8モル当量を混合した溶液Iと、モノマーの全質量に対し1質量%のt-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート(日油(株)製パーブチルO)を、モノマーの全質量に対し20質量%のジプロピレングリコールに溶解させて得られた溶液IIと、をそれぞれ調製した。上記三口フラスコに溶液Iを4時間、溶液IIを5時間かけて滴下した。
滴下終了後、更に2時間反応させた後、95℃に昇温し、3時間加熱撹拌して未反応モノマーをすべて反応させた。モノマーの消失は核磁気共鳴法(1H-NMR)法で確認した。
得られた反応溶液を70℃に加熱し、アミン化合物としてジメチルアミノエタノール(ジメチルエタノールアミン)を20.0モル当量添加した後、プロピレングリコールを加えて撹拌し、分散剤Aの30質量%溶液を得た。
得られたポリマーの構成成分は、1H-NMRにより確認した。また、GPCにより求めた重量平均分子量(Mw)は22,000であった。
なお、分散剤Aにおける各構成単位の質量比は、ステアリルメタクリレート由来の構成単位/ベンジルメタクリレート由来の構成単位/ヒドロキシエチルメタクリレート由来の構成単位/メタクリル酸由来の構成単位=20/39/27/14であった。ただし、上記質量比は、ジメチルアミノエタノールは含まない値である。
撹拌機、冷却管を備えた三口フラスコにジプロピレングリコールを後述するモノマーの全量と同質量を加え、窒素雰囲気下で85℃に加熱した。
ステアリルメタクリレート9.1モル当量、ベンジルメタクリレート34.0モル当量、ヒドロキシエチルメタクリレート31.9モル当量、メタクリル酸25.0モル当量、及び、2-メルカプトプロピオン酸0.8モル当量を混合した溶液Iと、モノマーの全質量に対し1質量%のt-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート(日油(株)製パーブチルO)を、モノマーの全質量に対し20質量%のジプロピレングリコールに溶解させて得られた溶液IIと、をそれぞれ調製した。上記三口フラスコに溶液Iを4時間、溶液IIを5時間かけて滴下した。
滴下終了後、更に2時間反応させた後、95℃に昇温し、3時間加熱撹拌して未反応モノマーをすべて反応させた。モノマーの消失は核磁気共鳴法(1H-NMR)法で確認した。
得られた反応溶液を70℃に加熱し、アミン化合物としてジメチルアミノエタノール(ジメチルエタノールアミン)を20.0モル当量添加した後、プロピレングリコールを加えて撹拌し、分散剤Aの30質量%溶液を得た。
得られたポリマーの構成成分は、1H-NMRにより確認した。また、GPCにより求めた重量平均分子量(Mw)は22,000であった。
なお、分散剤Aにおける各構成単位の質量比は、ステアリルメタクリレート由来の構成単位/ベンジルメタクリレート由来の構成単位/ヒドロキシエチルメタクリレート由来の構成単位/メタクリル酸由来の構成単位=20/39/27/14であった。ただし、上記質量比は、ジメチルアミノエタノールは含まない値である。
〔顔料分散物〕
上記無機顔料粒子及び上記分散剤Aは、下記のように調製した顔料分散物として添加した。
レディーミル モデルLSG-4U-08(アイメックス社製)を使用し、下記の通り顔料分散物を調製した。ジルコニア製の容器に、無機顔料粒子、上記分散剤Aの30質量%溶液、超純水を加えた。更に、0.5mmφジルコニアビーズ(TORAY製トレセラムビーズ)(無機顔料:ビーズ比=1.125:1(質量比))を加えて、スパチュラで軽く混合した。
ジルコニア製容器をボールミルに入れ、回転数1000rpmで5時間分散した。分散終了後、ろ布でろ過してビーズを取り除き、顔料濃度が45質量%の水性顔料分散物である顔料分散物を得た。
また、各実施例又は比較例において、無機顔料粒子の種類及び量並びに分散剤Aの量は、最終的な含有量が表1に記載の値となり、かつ、顔料濃度が45質量%の顔料分散物となるように適宜設定した。
上記無機顔料粒子及び上記分散剤Aは、下記のように調製した顔料分散物として添加した。
レディーミル モデルLSG-4U-08(アイメックス社製)を使用し、下記の通り顔料分散物を調製した。ジルコニア製の容器に、無機顔料粒子、上記分散剤Aの30質量%溶液、超純水を加えた。更に、0.5mmφジルコニアビーズ(TORAY製トレセラムビーズ)(無機顔料:ビーズ比=1.125:1(質量比))を加えて、スパチュラで軽く混合した。
ジルコニア製容器をボールミルに入れ、回転数1000rpmで5時間分散した。分散終了後、ろ布でろ過してビーズを取り除き、顔料濃度が45質量%の水性顔料分散物である顔料分散物を得た。
また、各実施例又は比較例において、無機顔料粒子の種類及び量並びに分散剤Aの量は、最終的な含有量が表1に記載の値となり、かつ、顔料濃度が45質量%の顔料分散物となるように適宜設定した。
〔樹脂粒子分散物〕
各実施例又は比較例において、樹脂粒子を1種単独で含有する場合には、上述の樹脂粒子A-1~A-6若しくはP-1の水性分散物、又は、後述の樹脂粒子EP、PES若しくはPBTを樹脂粒子分散物として使用した。
各実施例又は比較例において、樹脂粒子を2種以上含有する場合には、事前に上述の樹脂粒子A-1の水性分散物及び樹脂粒子P-1の水性分散物を表1に記載の「樹脂粒子A」又は「他の樹脂粒子」の欄に記載の各樹脂粒子の含有量に応じた質量比となるように混合して混合物を得て、樹脂粒子分散物として使用した。混合物における固形分濃度は30質量%となるようにした。
各実施例又は比較例において、樹脂粒子を1種単独で含有する場合には、上述の樹脂粒子A-1~A-6若しくはP-1の水性分散物、又は、後述の樹脂粒子EP、PES若しくはPBTを樹脂粒子分散物として使用した。
各実施例又は比較例において、樹脂粒子を2種以上含有する場合には、事前に上述の樹脂粒子A-1の水性分散物及び樹脂粒子P-1の水性分散物を表1に記載の「樹脂粒子A」又は「他の樹脂粒子」の欄に記載の各樹脂粒子の含有量に応じた質量比となるように混合して混合物を得て、樹脂粒子分散物として使用した。混合物における固形分濃度は30質量%となるようにした。
<メンテナンス性の評価>
(株)リコー製GELJET(登録商標) GX5000プリンターヘッドを用意した。上記プリンターヘッドは、96本のノズルが並ぶラインヘッドである。
上記プリンターヘッドを、上述の図1に示すインクジェット記録装置と同様の構成のインクジェット記録装置に固定配置した。
このときの配置は、インクジェット装置のステージの移動方向と同一平面上で直交する方向に対し、96本のノズルが並ぶ方向が75.7°傾斜する配置とした。
(株)リコー製GELJET(登録商標) GX5000プリンターヘッドを用意した。上記プリンターヘッドは、96本のノズルが並ぶラインヘッドである。
上記プリンターヘッドを、上述の図1に示すインクジェット記録装置と同様の構成のインクジェット記録装置に固定配置した。
このときの配置は、インクジェット装置のステージの移動方向と同一平面上で直交する方向に対し、96本のノズルが並ぶ方向が75.7°傾斜する配置とした。
上記ラインヘッドのインク吐出面には、フッ素化合物を含む溌液膜が設けられている。フッ素化合物を含む溌液膜は、C8F17C2H4SiCl3の単分子膜(SAM膜)である。
基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET)基材(FE2001、厚み12μm、フタムラ化学(株)製)を準備し、実施例1~17及び比較例1~2において下記のインク付与工程を行った。
〔インク付与工程〕
基材を、ステージ速度50mm/秒で定速移動させながら、記録媒体の処理液が付与された面に対し、上記プリンターヘッドから各実施例又は比較例において調製されたインク組成物をライン方式で吐出した。
インク組成物の吐出条件は、インク液滴量4.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×1200dpi(dot per inch)とした。
また、インク組成物としては、脱気フィルターを通して脱気し、30℃に温調したものを用いた。
基材を、ステージ速度50mm/秒で定速移動させながら、記録媒体の処理液が付与された面に対し、上記プリンターヘッドから各実施例又は比較例において調製されたインク組成物をライン方式で吐出した。
インク組成物の吐出条件は、インク液滴量4.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×1200dpi(dot per inch)とした。
また、インク組成物としては、脱気フィルターを通して脱気し、30℃に温調したものを用いた。
〔メンテナンス性の評価方法〕
各実施例又は比較例において、上記条件により、合計吐出量が1mLとなるまで上記インク組成物の吐出を行った。
吐出終了後、φ40mmのシリコーンゴム製のローラーを準備し、このローラーの外周面に布地(東レ社製のトレシー(登録商標))を巻き付けた。
上記ローラーをヘッドの溌液膜に、布地と溌液膜とが接触するように、かつ、両者の接触圧が30kPaとなるように押し付け、1分間に50往復の速度で往復運動することによりインクジェットヘッドにおけるインク組成物の拭き取りを行った。
上記往復運動における1往復を1回とし、ワイプ回数200回、500回、1000回、2000回において劣化ノズル率を算出し、下記評価基準に従い評価を行い、評価結果を表1に記載した。劣化ノズル率は、インクジェットヘッドにおける全ノズル数に対する、劣化(変色、キズ、カケ、ケズレ、ハガレ等)が認められたノズルの割合(%)として算出した。劣化ノズル率が50%未満であるワイプ回数が多いほど、ノズルの劣化が抑制されており、インク組成物のメンテナンス性が高いといえる。
各実施例又は比較例において、上記条件により、合計吐出量が1mLとなるまで上記インク組成物の吐出を行った。
吐出終了後、φ40mmのシリコーンゴム製のローラーを準備し、このローラーの外周面に布地(東レ社製のトレシー(登録商標))を巻き付けた。
上記ローラーをヘッドの溌液膜に、布地と溌液膜とが接触するように、かつ、両者の接触圧が30kPaとなるように押し付け、1分間に50往復の速度で往復運動することによりインクジェットヘッドにおけるインク組成物の拭き取りを行った。
上記往復運動における1往復を1回とし、ワイプ回数200回、500回、1000回、2000回において劣化ノズル率を算出し、下記評価基準に従い評価を行い、評価結果を表1に記載した。劣化ノズル率は、インクジェットヘッドにおける全ノズル数に対する、劣化(変色、キズ、カケ、ケズレ、ハガレ等)が認められたノズルの割合(%)として算出した。劣化ノズル率が50%未満であるワイプ回数が多いほど、ノズルの劣化が抑制されており、インク組成物のメンテナンス性が高いといえる。
-評価基準-
5:ワイプ2000回で劣化ノズル率50%未満
4:ワイプ1000回で劣化ノズル率50%未満、2000回で劣化ノズル率50%以上
3:ワイプ500回で劣化ノズル率50%未満、1000回で劣化ノズル率50%以上
2:ワイプ200回で劣化ノズル率50%未満、500回で劣化ノズル率50%以上
1:ワイプ200回で劣化ノズル率50%以上
5:ワイプ2000回で劣化ノズル率50%未満
4:ワイプ1000回で劣化ノズル率50%未満、2000回で劣化ノズル率50%以上
3:ワイプ500回で劣化ノズル率50%未満、1000回で劣化ノズル率50%以上
2:ワイプ200回で劣化ノズル率50%未満、500回で劣化ノズル率50%以上
1:ワイプ200回で劣化ノズル率50%以上
<吐出安定性の評価>
(株)リコー製GELJET(登録商標) GX5000プリンターヘッドを用意した。上記プリンターヘッドは、96本のノズルが並ぶラインヘッドである。
上記プリンターヘッドを、上述の図1に示すインクジェット記録装置と同様の構成のインクジェット記録装置に固定配置した。
このときの配置は、インクジェット装置のステージの移動方向と同一平面上で直交する方向に対し、96本のノズルが並ぶ方向が75.7°傾斜する配置とした。
(株)リコー製GELJET(登録商標) GX5000プリンターヘッドを用意した。上記プリンターヘッドは、96本のノズルが並ぶラインヘッドである。
上記プリンターヘッドを、上述の図1に示すインクジェット記録装置と同様の構成のインクジェット記録装置に固定配置した。
このときの配置は、インクジェット装置のステージの移動方向と同一平面上で直交する方向に対し、96本のノズルが並ぶ方向が75.7°傾斜する配置とした。
上記ラインヘッドのインク吐出面には、フッ素化合物を含む撥液膜が設けられている。フッ素化合物を含む撥液膜は、C8F17C2H4SiCl3の単分子膜(SAM膜)である。
基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET)基材(FE2001、厚み12μm、フタムラ化学(株)製)を準備し、各実施例又は比較例においては下記のインク付与工程、及び乾燥工程を順次行った。
〔インク付与工程〕
基材を、ステージ速度50mm/秒で定速移動させながら、記録媒体の処理液が付与された面に対し、上記プリンターヘッドから各実施例又は比較例において調製されたインク組成物をライン方式で吐出し、ドット画像(吐出量4.5pL、画像形成範囲7mm×9mm)を形成した。
インク組成物の吐出条件は、インク液滴量4.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×1200dpi(dot per inch)とした。
また、インク組成物としては、脱気フィルターを通して脱気し、30℃に温調したものを用いた。
基材を、ステージ速度50mm/秒で定速移動させながら、記録媒体の処理液が付与された面に対し、上記プリンターヘッドから各実施例又は比較例において調製されたインク組成物をライン方式で吐出し、ドット画像(吐出量4.5pL、画像形成範囲7mm×9mm)を形成した。
インク組成物の吐出条件は、インク液滴量4.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×1200dpi(dot per inch)とした。
また、インク組成物としては、脱気フィルターを通して脱気し、30℃に温調したものを用いた。
〔乾燥工程〕
画像記録直後の上記吐出されたインク組成物を70℃で10秒間乾燥した。
画像記録直後の上記吐出されたインク組成物を70℃で10秒間乾燥した。
画像記録終了後、画像記録を行わずに30分間インクジェット装置を放置(25℃、相対湿度50%環境下)した。
放置終了後、2回目の画像記録として、別の上記PET基材を用いて1回目の画像記録と同様の方法により画像記録を行った。
2度目の画像記録終了後、インクジェットヘッドにおける全ノズル数に対するインクが吐出されないノズル(不吐ノズル)数の割合(不吐ノズル率、%)を算出し、下記評価基準により評価し、結果を表1に記載した。
不吐ノズル数が小さいほど、インクジェット吐出安定性により優れるといえる。すなわち、下記評価基準における評価結果の数値(1~5)が大きいほど、吐出安定性に優れるといえる。
放置終了後、2回目の画像記録として、別の上記PET基材を用いて1回目の画像記録と同様の方法により画像記録を行った。
2度目の画像記録終了後、インクジェットヘッドにおける全ノズル数に対するインクが吐出されないノズル(不吐ノズル)数の割合(不吐ノズル率、%)を算出し、下記評価基準により評価し、結果を表1に記載した。
不吐ノズル数が小さいほど、インクジェット吐出安定性により優れるといえる。すなわち、下記評価基準における評価結果の数値(1~5)が大きいほど、吐出安定性に優れるといえる。
-評価基準-
5:上記不吐ノズル率が20%未満である。
4:上記不吐ノズル率が20%以上、40%未満である。
3:上記不吐ノズル率が40%以上、60%未満である。
2:上記不吐ノズル率が60%以上、80%未満である。
1:上記不吐ノズル率が80%以上である。
5:上記不吐ノズル率が20%未満である。
4:上記不吐ノズル率が20%以上、40%未満である。
3:上記不吐ノズル率が40%以上、60%未満である。
2:上記不吐ノズル率が60%以上、80%未満である。
1:上記不吐ノズル率が80%以上である。
表1中の略語は下記の通りである。
〔無機顔料粒子〕
・T1:R-930(酸化チタン、石原産業社製)
・T2:R-38L(酸化チタン、堺化学工業社製)
・T3:Titanium Oxide (500nm)(酸化チタン、Nanostructured & Amorphous Materials製)
・R1:R-110-7(三酸化二鉄、チタン工業社製)乳鉢を用いて250nmまで粉砕
・B1:Cobalt Blue 1024(コバルトブルー、アサヒ化成工業社製)乳鉢を用いて250nmまで粉砕
・Y1:TY-100(チタンイエロー、石原産業社製)
・T1:R-930(酸化チタン、石原産業社製)
・T2:R-38L(酸化チタン、堺化学工業社製)
・T3:Titanium Oxide (500nm)(酸化チタン、Nanostructured & Amorphous Materials製)
・R1:R-110-7(三酸化二鉄、チタン工業社製)乳鉢を用いて250nmまで粉砕
・B1:Cobalt Blue 1024(コバルトブルー、アサヒ化成工業社製)乳鉢を用いて250nmまで粉砕
・Y1:TY-100(チタンイエロー、石原産業社製)
〔樹脂粒子A〕
・A-1:上記樹脂粒子A-1
・A-2:上記樹脂粒子A-2
・A-3:上記樹脂粒子A-3
・A-4:上記樹脂粒子A-4
・A-5:上記樹脂粒子A-5
・A-6:上記樹脂粒子A-6
・EP:トレパール(登録商標)EP、東レ(株)製
・PES:トレパール(登録商標)PES、東レ(株)製
・A-1:上記樹脂粒子A-1
・A-2:上記樹脂粒子A-2
・A-3:上記樹脂粒子A-3
・A-4:上記樹脂粒子A-4
・A-5:上記樹脂粒子A-5
・A-6:上記樹脂粒子A-6
・EP:トレパール(登録商標)EP、東レ(株)製
・PES:トレパール(登録商標)PES、東レ(株)製
〔他の樹脂粒子〕
・P-1:上記樹脂粒子P-1
・PBT:トレパール(登録商標)PBT、東レ(株)製
・P-1:上記樹脂粒子P-1
・PBT:トレパール(登録商標)PBT、東レ(株)製
表1中、無機顔料粒子の「粒径(nm)」の欄には、上述の方法により測定した平均一次粒径を記載した。
表1中、樹脂粒子A又は他の樹脂粒子の「Tg」の欄には、上述の方法により測定した樹脂粒子のガラス転移温度を記載した。
表1中、樹脂粒子A又は他の樹脂粒子の「粒径(nm)」の欄には、上述の方法により測定した体積平均粒径を記載した。
表1中、「Y/X」の欄には、樹脂粒子Aの体積平均粒径Ynmを無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmにより除した値であるY/Xの値を記載した。Y/Xの値が1.1以上であれば、Y≧1.1×Xを満たすことを意味している。
表1中、「r/p」の欄には、インク組成物全体に対する特定顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する樹脂粒子Aの体積含有率r体積%と、r体積%をp体積%により除した値であるr/pの値を記載した。r/pの値が0.2以上であれば、r≧0.2×pを満たすことを意味している。
表1中、「P2+R2」の欄には、インク組成物の全質量に対する特定顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%とした場合のP2+R2の値を記載した。
表1中、「P2+(R+D)2」の欄には、インク組成物の全質量に対する特定顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%と、インク組成物の全質量に対する上記分散剤の含有量D質量%とした場合のP2+(R+D)2の値を記載した。
表1中、樹脂粒子A又は他の樹脂粒子の「Tg」の欄には、上述の方法により測定した樹脂粒子のガラス転移温度を記載した。
表1中、樹脂粒子A又は他の樹脂粒子の「粒径(nm)」の欄には、上述の方法により測定した体積平均粒径を記載した。
表1中、「Y/X」の欄には、樹脂粒子Aの体積平均粒径Ynmを無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmにより除した値であるY/Xの値を記載した。Y/Xの値が1.1以上であれば、Y≧1.1×Xを満たすことを意味している。
表1中、「r/p」の欄には、インク組成物全体に対する特定顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する樹脂粒子Aの体積含有率r体積%と、r体積%をp体積%により除した値であるr/pの値を記載した。r/pの値が0.2以上であれば、r≧0.2×pを満たすことを意味している。
表1中、「P2+R2」の欄には、インク組成物の全質量に対する特定顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%とした場合のP2+R2の値を記載した。
表1中、「P2+(R+D)2」の欄には、インク組成物の全質量に対する特定顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%と、インク組成物の全質量に対する上記分散剤の含有量D質量%とした場合のP2+(R+D)2の値を記載した。
表1に示すように、水、分散剤、平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子Aを含み、上記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、上記樹脂粒子Aの体積平均粒径YnmとがY≧1.1×Xを満たすインク組成物を用いて画像を記録した実施例1~実施例17においては、メンテナンス性に優れていた。
これらの実施例に対し、樹脂粒子としてTgが34℃である樹脂粒子のみを含む比較例1においては、メンテナンス性が低下した。
また、Y/Xが1.0となる樹脂粒子のみを使用した比較例2においても、メンテナンス性が低下した。
また、Y/Xが1.0となる樹脂粒子のみを使用した比較例2においても、メンテナンス性が低下した。
実施例1~実施例4の結果から、r≧0.2×pを満たす場合には、メンテナンス性に更に優れることがわかる。
実施例5の結果から、インク組成物が樹脂粒子Aとして2種の樹脂粒子を含む場合であっても、メンテナンス性に優れることがわかる。
実施例1、実施例6~実施例9の結果から、樹脂粒子Aのガラス転移温度が80℃~200℃である場合には、メンテナンス性に更に優れることがわかる。
実施例1及び実施例9の結果から、上記X及び上記Yが、Y≧1.3×Xを満たす場合には、メンテナンス性に更に優れることがわかる。
実施例1及び実施例10~11の結果から、特定顔料粒子の平均一次粒径が、100nm~400nmである場合には、メンテナンス性及び吐出安定性に更に優れることがわかる。
実施例1及び実施例12~13の結果から、上記式A-1~式A-3の全てを満たす場合には、メンテナンス性及び吐出安定性に更に優れることがわかる。
実施例1及び実施例12~13の結果から、上記式C-1~式C-4の全てを満たす場合には、メンテナンス性及び吐出安定性に更に優れることがわかる。
実施例14~1718の結果から、特定顔料粒子の種類を変更し、又は、2種の特定顔料粒子を併用しても、メンテナンス性及び吐出安定性に優れたインク組成物が得られることがわかる。
2018年3月30日に出願された日本出願特願2018-069030の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (11)
- 水、
分散剤、
平均一次粒径が100nm以上である無機顔料粒子、及び、
ガラス転移温度が40℃以上である樹脂粒子A
を含み、前記無機顔料粒子の平均一次粒径Xnmと、前記樹脂粒子Aの体積平均粒径Ynmと、がY≧1.1×Xを満たす、インクジェットインク組成物。 - 前記無機顔料粒子の平均一次粒径が、100nm~400nmである、請求項1に記載のインクジェットインク組成物。
- 前記X及び前記Yが、Y≧1.3×Xを満たす、請求項1又は請求項2に記載のインクジェットインク組成物。
- インク組成物全体に対する前記無機顔料粒子の体積含有率p体積%と、インク組成物全体に対する前記樹脂粒子Aの体積含有率r体積%とが、r≧0.2×pを満たす、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物。
- 前記樹脂粒子Aのガラス転移温度が80℃~200℃である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物。
- インク組成物の全質量に対する前記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%とが、下記式A-1~式A-3の全てを満たす、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物。
式A-1:P2+R2≦300
式A-2:P≧5
式A-3:R≧1 - インク組成物の全質量に対する前記無機顔料粒子の含有量P質量%と、インク組成物の全質量に対するインク組成物に含まれる全ての樹脂粒子の含有量R質量%と、インク組成物の全質量に対する前記分散剤の含有量D質量%とが、下記式C-1~C-4の全てを満たす、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物。
式C-1:P2+(R+D)2≦350
式C-2:P≧5
式C-3:R≧1
式C-4:D≧0.1 - 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物の吐出に用いたインクジェットヘッドから、前記インクジェットインク組成物を拭き取る工程を有する
メンテナンス方法。 - 前記インクジェットヘッドが溌液膜を有するインクジェットヘッドであり、前記拭き取る工程が、前記溌液膜から前記インクジェットインク組成物を拭き取る工程である請求項8に記載のメンテナンス方法。
- インクジェット法により請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物を基材の表面上に付与する工程を含む
画像記録方法。 - 基材と、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のインクジェットインク組成物の固化物と、を含む画像記録物。
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