WO2022075440A1 - インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置 - Google Patents

インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022075440A1
WO2022075440A1 PCT/JP2021/037308 JP2021037308W WO2022075440A1 WO 2022075440 A1 WO2022075440 A1 WO 2022075440A1 JP 2021037308 W JP2021037308 W JP 2021037308W WO 2022075440 A1 WO2022075440 A1 WO 2022075440A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
water
inkjet recording
polymerizable component
ink
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/037308
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
辰昌 折原
健司 新庄
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Publication of WO2022075440A1 publication Critical patent/WO2022075440A1/ja
Priority to US18/193,741 priority Critical patent/US20230256753A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00214Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using UV radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/0057Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material where an intermediate transfer member receives the ink before transferring it on the printing material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52Macromolecular coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/101Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322Pigment inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2002/012Ink jet with intermediate transfer member

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet recording method, an inkjet recording device, a method for producing a porous body, and an apparatus for producing a porous body.
  • a recording method using ink that is cured by active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams has been proposed and put into practical use.
  • Active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams
  • UV rays are often used as the active energy rays that cure the ink. Since the polymerizable component in the ink is polymerized by irradiation with ultraviolet rays to form a cured product, a highly robust image can be obtained even immediately after recording.
  • UV curable ink since most of the ink components of ultraviolet (UV) curable ink are cured, the surface height of the image formed by the amount of ink applied tends to vary, and it is often difficult to make the printed surface uniform. .. Further, since it is necessary to reduce the viscosity of the ink ejected from the inkjet recording head, it is important that the ink contains a large amount of a low-viscosity component (low-viscosity UV monomer) that can be cured by ultraviolet rays. On the other hand, low-viscosity UV monomers are volatile and easily emit odors, and many of them are concerned about the influence on the environment.
  • low-viscosity UV monomers are volatile and easily emit odors, and many of them are concerned about the influence on the environment.
  • Patent Document 1 proposes an inkjet recording method using an aqueous UV curable ink containing water and a water-soluble polymerization component.
  • Patent Document 2 proposes an inkjet recording method in which an image formed by a water-based UV curable ink is heated to remove water in the ink and then irradiated with ultraviolet rays. Further, when an image is formed using an ultraviolet curable ink, the surface of the image formed on the recording medium may not be smoothed, which may reduce the glossiness of the image. In response to such a problem, in Patent Document 3, the surface of the image is smoothed by adjusting the time from the application of the ultraviolet curable ink to the recording medium to the irradiation of the ultraviolet rays, and the image has high gloss. An inkjet recording method capable of forming an image has been proposed.
  • the water-based UV curable ink used in the inkjet recording method proposed in Patent Document 1 forms a gel-like cured product that retains water. For this reason, it is difficult to remove water from the cured product, and the cured product shrinks as it dries, so that there is a problem that curls are likely to occur in the obtained recorded material. Such a problem is particularly likely to become apparent when the amount of ink applied is large.
  • an object of the present invention is a case where an active energy ray-curable water-based ink is used, water can be easily removed from the cured product, and the obtained recorded material is difficult to curl, and a plurality of colors of ink are used.
  • the purpose of the present invention is to provide an inkjet recording method in which bleeding is less likely to occur. Further, an object of the present invention is to provide an inkjet recording apparatus used in this inkjet recording method. Another object of the present invention is to provide a method for producing a porous body and an apparatus for producing a porous body, which can produce a porous body having a desired free shape on demand.
  • a first image is formed by ejecting an ink containing a water-soluble polymerizable component A and water from an inkjet recording head and applying the ink to the medium M.
  • It is an inkjet recording method comprising a step and a second step of irradiating the first image with active energy rays to form a second image, wherein the polymerizable component A is the first image.
  • the water concentration x (mass%) in the first image and the water concentration y (mass%) in the second image in an environment of 95% humidity are 0 ⁇ .
  • (Y / x) Provided is an inkjet recording method characterized by satisfying the relationship of ⁇ 0.80.
  • the polymerizable component A comprises means for carrying out the second step of irradiating the first image with active energy rays to form a second image.
  • the water concentration x (mass%) in the first image, which is dissolved in the image, and the water concentration y (mass%) in the second image in an environment of 95% humidity are 0.
  • an ink-ink recording apparatus characterized in that the relationship of ⁇ (y / x) ⁇ 0.80 is satisfied.
  • a liquid composition containing a water-soluble polymerizable component A and water is discharged from an inkjet recording head and applied to the medium M to form a first film.
  • the first step includes a second step of irradiating the first membrane with active energy rays to form a second membrane having a porous structure, and the polymerizable component A is the first step.
  • the water concentration x in the first membrane, which is dissolved in the film No. 1, and the water concentration y in the second membrane in an environment of 95% humidity are 0 ⁇ (y / x).
  • a method for producing a porous body which is characterized by satisfying the relationship of ⁇ 0.80.
  • a liquid composition containing a water-soluble polymerizable component A and water is discharged from an inkjet recording head and applied to the medium M to form a first film.
  • Means for carrying out step 1 and The first membrane is provided with a second means for irradiating the first membrane with active energy rays to form a second membrane having a porous structure, and the polymerizable component A is dissolved in the first membrane.
  • the relationship between the water concentration x in the first film and the water concentration y in the second film in an environment of 95% humidity is 0 ⁇ (y / x) ⁇ 0.80.
  • an active energy ray-curable water-based ink when used, water can be easily removed from the cured product, and the obtained recorded material is not easily curled, and inks of a plurality of colors are used.
  • the water-based ink for inkjet may be simply referred to as "ink”.
  • the physical characteristic values are values at room temperature (25 ° C.) unless otherwise specified.
  • the inkjet recording method includes a first step of forming a first image and a second step of forming a second image.
  • first step an ink containing a water-soluble polymerizable component A and water is ejected from an inkjet recording head and applied to the medium M to form a first image.
  • the polymerizable component A is dissolved in the first image.
  • the first image formed in the first step is irradiated with active energy rays to form the second image.
  • the water concentration x (mass%) in the first image and the water concentration y (mass%) in the second image in an environment of 95% humidity are 0 ⁇ (y / x) ⁇ 0. Satisfy the relationship of .80.
  • the inkjet recording method when a first image recorded with a water-based ink containing a water-soluble polymerizable component A is irradiated with active energy rays and polymerized, it becomes a solid cured product and water. Utilizing the fact that so-called polymerized solid-liquid separation occurs, that is, solid-liquid separation. As a result of the polymerization solid-liquid separation, gelation of the image is suppressed, water can be easily removed from the second image which is a cured product, and curling of the recorded material due to drying can be suppressed.
  • the osmotic pressure of a polymer solution or gel is influenced by the molecular weight, the crosslink density, and the ⁇ parameter indicating the interaction between the solute and the solvent. These are uniformly shown in the following formula in the form of Tanaka's formula.
  • is the osmotic pressure
  • k B is the Boltzmann constant
  • T is the absolute temperature
  • V 0 is the volume in the reference state
  • V c is the volume of one lattice in the lattice theory
  • ⁇ 0 is the volume fraction of the charged polymer.
  • indicates the volume fraction of the polymer
  • n p indicates the total number of polymer chains between cross-linking points.
  • N is the length of the polymer
  • f is the number of ionic groups possessed by one polymer chain between cross-linking points
  • is a parameter representing the interaction between the two components.
  • the osmotic pressure is the osmotic pressure of the polymer solution or gel, and if it is positive, it has the property of further absorbing the solvent, and if it is negative, it has the property of discharging the solvent.
  • the term "polymer” is commonly used, the above formula can be applied to substantially small molecules because the molecular weight parameter is incorporated in the above formula.
  • the difference between the polymer solution and the gel is whether or not there is a certain amount of crosslinks and the whole flows. Since the crosslink density parameter is incorporated in the above equation, it can be applied to polymer solutions and gels as well.
  • the osmotic pressure tends to decrease, so when the monomer in the monomer solution is polymerized, the osmotic pressure decreases.
  • the osmotic pressure is lowered, as described above, the force of sucking the solvent is reduced or the force of discharging the solvent is generated, so that the swelling property of the polymer is lower than that of the monomer.
  • the swellability also decreases when the ⁇ parameter changes in the non-amphipathic direction due to polymerization.
  • the cured product may dissolve when the crosslink density of the cured product is low, but since the polymer solution and the gel can be treated in the same manner in terms of osmotic pressure, the cured product is dissolved here. Is also expressed as "swelling".
  • the present inventors have found that specific conditions are required for the solvent concentration at the time of polymerization in order to cause the polymerization solid-liquid separation. Even if the swellability is reduced by the polymerization, if there is less than the amount of the solvent at the time of equilibrium swelling around the polymer, the cured product absorbs the solvent and the cured product and the solvent form an integral gel. That is, when the solvent concentration at the time of polymerization is low, polymerization solid-liquid separation does not occur.
  • equilibrium swelling means a state in which the osmotic pressure of the cured product is zero.
  • the present inventors have found that the lower limit of the solvent concentration at which polymerization solid-liquid separation occurs differs depending on the composition of the monomer as a polymerizable component. This is because the amount of the solvent at the time of equilibrium swelling differs depending on the properties of the cured product produced by the polymerization of the monomer. Most of the water-soluble monomers do not cause polymerization solid-liquid separation at any concentration, and it can be said that the monomers that cause polymerization solid-liquid separation are rather special.
  • the water concentration x (mass%) in the first image means the water concentration in the first image at the start of polymerization.
  • the water concentration x (mass%) in the first image is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 65% by mass or more.
  • the water concentration y (mass%) in the second image means the water concentration in the second image when the second image is in an equilibrium state in a high humidity (humidity 95%) environment. It facilitates experimental measurement that simulates the amount of water during equilibrium swelling. According to the above-mentioned theoretical background, it is necessary to immerse the image directly in water or to put it in an environment of 100% humidity in order to obtain a strict equilibrium swelling state.
  • polymerization solid-liquid separation occurs when the water concentration x is equal to or higher than the water concentration at the time of equilibrium swelling, that is, when " ⁇ (water concentration at the time of equilibrium swelling) / x ⁇ ⁇ 1". ..
  • the polymerization is carried out by satisfying the relationship of (y / x) ⁇ 0.80, preferably the relationship of (y / x) ⁇ 0.6. It was found that solid-liquid separation occurred.
  • Polymerization solid-liquid separation is suitable for inkjet recording methods that include a step of removing water after curing the image, because the polymerization solid-liquid separation facilitates drying.
  • the polymerized solid-liquid separation is suitable for an inkjet recording method having a step of removing water from an image using a liquid absorber.
  • a so-called transfer-type inkjet recording method is used in which water is removed from an intermediate image obtained by temporary curing on a transfer body and transferred to a recording medium. Proposed.
  • Polymerized solid-liquid separation is suitable for such transfer-type inkjet recording methods because it facilitates drying and removal of water by a liquid absorber.
  • Aqueous UV curable inks are roughly classified into those in which the polymerizable component exists in an undissolved dispersed state such as an emulsion and those in which the polymerizable component exists in a dissolved state.
  • a so-called film forming step of connecting the dispersed polymerizable component before curing is required to obtain a robust cured product.
  • heat drying is usually carried out.
  • the polymerizable component when the polymerizable component is dissolved in the ink, if the polymerizable component is cured before drying, it is cured into a gel, which makes it difficult to remove water and tends to cause curling due to drying shrinkage. Problems may occur. That is, in the case of the conventional water-based UV curable ink, it was difficult to cure it before drying.
  • pinning allows the image to be fixed immediately by UV irradiation. Pinning is also applied to the deterioration of image quality caused by ink being repelled on a non-absorbent recording medium, bleeding, or the ink applied later plunging into an image formed by the ink applied earlier. Works effectively. Furthermore, pinning also works effectively for various problems caused by the permeation of the liquid component into the absorbent recording medium. When removing water from an image using a liquid absorber, it is preferable to cure the image before removing the water.
  • the inkjet recording method according to one aspect of the present invention has great significance in that the image can be cured before drying.
  • Polymerization solid-liquid separation is a phenomenon in which a cured product and a solvent such as water are phase-separated by polymerizing the polymerizable component.
  • this phase separation is not completely divided into upper and lower parts, and a micro-separated structure, typically a porous body, is often formed.
  • the formation of a porous body may cause whitening or haze at the moment of curing. Unless the whitening or haze is intentionally used in forming the image, it is preferable to finally remove the whitening or haze.
  • the complex elastic modulus of the solid content forming the second image which is a cured product obtained by curing the first image, more specifically, the structural portion forming the porous body. It was found that when the complex elastic modulus of is less than 107.0 Pa, the whitening and haze associated with the removal of water are reduced. When the complex elastic modulus of the solid content forming the second image is less than 107.0 Pa, preferably 106.0 Pa or less, the capillary force of water causes water to escape from the pores of the porous body. It is considered that the porous structure is crushed and whitening and haze are reduced.
  • the solid content forming the second image includes not only the cured product formed by polymerization but also water-insoluble components such as pigments and resin particles.
  • the lower limit of the complex elastic modulus of the solid content forming the second image is not particularly limited, but for example, the complex elastic modulus of the solid content forming the second image is 10 5.0 Pa or more. be able to.
  • the polymerization mechanism of the polymerizable component A includes radical polymerization, ionic polymerization, and the like, and is not particularly limited. However, radical polymerization is preferable because it is not easily inhibited by water.
  • the polymerizable component A preferably contains an acrylamide structure having high resistance to hydrolysis.
  • the acrylamide structure is an acryloylamino group which may have a substituent.
  • Polymerization solid-liquid separation uses an increase in molecular weight due to polymerization as one driving force. Therefore, it is preferable that the molecular weight of the polymerizable component A is small because the change in osmotic pressure due to the polymerization is large.
  • the molecular weight of the polymerizable component A is preferably 800 or less.
  • phase separation includes binodal decomposition that requires nucleation and growth, and spinodal decomposition that progresses spontaneously without requiring nucleation and growth.
  • the theoretical formula of the spinodal curve which is the boundary between spinodal decomposition and non-spinodal decomposition, is shown below.
  • is a parameter representing the interaction between the two components, and the larger the value is, the lower the compatibility is.
  • is the volume fraction of one molecule
  • N is the number of segments of this molecule, and is the number of lattices occupied by one molecule in the lattice theory.
  • the inside of the spinodal curve is the region where spinodal decomposition occurs, and good phase separation occurs because the phase separation state is always unstable without energetically metastable.
  • FIG. 1 shows a phase diagram (spinodal curve) in which the concentration of the molecule is “ ⁇ ”, the solvent concentration is “1- ⁇ ” on the x-axis, and “ ⁇ ” is taken on the y-axis.
  • the spinodal curve draws a downwardly convex shape, with phase separation below the curve and phase separation above the curve.
  • the spinodal curve expands toward the side where the solvent concentration is high and the ⁇ parameter is positively small when N is increased, that is, when the polymerizable component A is polymerized and the molecular weight is increased.
  • Solvent concentration and ⁇ parameter solutions that are in the phase separation region when the molecular weight before polymerization is small and in the phase separation region when the molecular weight after polymerization is large are very good for polymerization solid-liquid separation. Wake up.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram (graph) of the phase separation curve of the solution having the lower limit critical solution temperature.
  • solvent concentration is shown on the x-axis and "temperature” is shown on the y-axis.
  • the phase separation curve draws a downwardly convex shape with a minimum. The temperature at this minimum is called the "lower limit critical solution temperature”.
  • moisture concentration z mass%
  • the water concentration z (mass%) at the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A and the water concentration x (mass%) in the first image satisfy x ⁇ z. If the value of the water concentration z is too large, there is little room for the phase separation curve to move due to polymerization, and polymerization solid-liquid separation may be difficult to occur. Therefore, the water concentration z (mass%) preferably satisfies z ⁇ 0.95.
  • the polymerizable component A preferably has a plurality of polymerizable functional groups in its molecule. That is, the polymerizable component A is preferably a polyfunctional monomer. By using a polyfunctional monomer having a plurality of polymerizable functional groups in the molecule as the polymerizable component A, the mechanical properties of the formed cured product (second image) can be improved. Further, the polymerizable component A is preferably a polyfunctional monomer satisfying the relationship of “molecular weight / number of polymerizable functional groups ⁇ 150”. By using the polyfunctional monomer satisfying the above relationship as the polymerizable component A, the crosslinking reaction can be used as a driving force for the polymerization solid-liquid separation, and the crosslinking density can also be increased.
  • the lower limit of the "molecular weight / number of polymerizable functional groups" is not particularly limited, but for example, the polymerizable component A may be a polyfunctional monomer satisfying the relationship of 50 ⁇ molecular weight / number of polymerizable functional groups ⁇ 150. preferable.
  • Each water concentration is defined by "(mass of liquid component / mass of image) x 100".
  • the "mass of the image” does not include the solid that existed before the irradiation with the active energy ray. This is because the solid that originally existed before the irradiation with the active energy rays does not contribute to the separation of the polymerized solid and liquid. For example, pigments are not included in the "image mass".
  • the "mass of the liquid component” includes a component that has existed before the irradiation with the active energy ray and is dissolved in water even after the irradiation.
  • water-soluble solvents and surfactants are included in the "mass of liquid component”.
  • water-soluble polymerization initiators and the like are usually included in the "mass of liquid component” because only a very small amount is incorporated into the polymerized molecular chain and most of them are water-soluble even after irradiation with active energy rays. ..
  • Examples of those included in the "mass of the image” but not included in the "mass of the liquid component” include the polymerizable component A.
  • the complex elastic modulus of the solid content forming the second image can be measured according to the following procedure.
  • a rheometer capable of irradiating active energy rays such as ultraviolet rays (UV) can be used as a measuring device.
  • the parallel plate is used as a jig, and the ink in a liquid state is sandwiched between the parallel plates.
  • the gap is narrowed and the ink (cured product) is compressed.
  • water is discharged to the outside, so that the solid content is concentrated in the gap.
  • the complex elastic modulus is measured in the vibration mode.
  • the conditions of the vibration mode are a strain amount of 1% and a frequency of 30 Hz.
  • the complex elastic modulus is defined by the following equation.
  • As the ink an ink that imitates the composition immediately before irradiation with active energy rays is used.
  • the complex elastic modulus can be measured using the cured product.
  • Complex elastic modulus ⁇ (storage elastic modulus) 2 + (loss elastic modulus) 2 ⁇ 1/2
  • the water concentration z at the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A and the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A can be measured according to the following procedure. First, aqueous solutions of the polymerizable component A having various concentrations are prepared. Next, using a bath or the like capable of heating and cooling, the dissolved state of the polymerizable component A in the aqueous solution is confirmed while changing the temperature. The aqueous solution of the polymerizable component A having the lower limit critical solution temperature becomes cloudy when the temperature exceeds a predetermined temperature. The temperature at which such cloudiness occurs is the "cloud point".
  • the cloud point that becomes the minimum is defined as the “lower limit critical solution temperature (° C.)".
  • the water concentration of the aqueous solution having the “lower limit critical solution temperature” is defined as “water concentration z (mass%)”.
  • the temperature at which the lower limit critical solution temperature is measured may be from 5 ° C to 80 ° C. Even if the lower limit critical solution temperature is less than 5 ° C. and the water concentration z cannot be determined, the magnitude relationship between the water concentration x and the water concentration z can be determined.
  • the water concentration x is a value defined in a state where the polymerizable component A is dissolved in the first image. Therefore, even when the lower limit critical solution temperature is less than 5 ° C., if there is a point of insolubilization at a water concentration smaller than the water concentration x, the water concentration z is further smaller than the point of insolubilization. Since there is, the relationship of x ⁇ z is satisfied.
  • an ink containing a water-soluble polymerizable component A and water is used as the ink. That is, the ink used in the inkjet recording method according to one aspect of the present invention is an active energy ray-curable water-based ink for inkjet.
  • an ink containing a polymerizable component A that polymerizes by irradiation with ultraviolet rays (UV), which is a typical example of active energy rays will be described as an example.
  • the polymerizable component A is a water-soluble component that polymerizes by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays (UV) to produce a polymer (cured product).
  • active energy rays such as ultraviolet rays (UV)
  • water-soluble as used herein means a property of being dissolved in water at 25 ° C. in an amount of 1% by mass or more.
  • the polymerizable component A preferably has an ethylenically unsaturated bond curable by ultraviolet rays and a hydrophilic portion in its molecular structure.
  • hydrophilic portion examples include a hydroxyl group, a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfo group, a salt of these groups, an ether bond, and an amide bond.
  • the polymerizable component A may be contained in the reaction solution described later.
  • Specific examples of the polymerizable component A include the polymerizable components A-1 to A-16 represented by the following structural formulas (A-1) to (A-16). Of these, the polymerizable components A-3 and A-14 are preferable because they tend to cause polymerization solid-liquid separation.
  • the ink may contain two or more kinds of polymerizable components A.
  • the content of the polymerizable component A in the ink is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and 10 to 35% by mass based on the total mass of the ink. Is particularly preferable.
  • the ink preferably contains a water-soluble polymerization initiator.
  • a compound that generates a radical is usually used as the polymerization initiator.
  • the polymerization initiator it is preferable to use compounds represented by the following general formulas (1) to (5).
  • R 2 represents an alkyl group or a phenyl group
  • R 3 represents an alkoxy group or a phenyl group
  • R 4 represents a group represented by the following general formula (1-1)).
  • m2 indicates an integer of 0 to 10
  • n2 indicates 0 or 1.
  • R 6 indicates a hydrogen atom, a sulfo group, a carboxy group, a hydroxyl group, or a salt thereof).
  • n3 indicates an integer of 0 or more
  • m3 + n3 indicates an integer of 1 to 8
  • R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and m4 represents an integer of 5 to 10).
  • R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group
  • M indicates hydrogen atom or alkali metal
  • R 10 and R 11 independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and M represents a hydrogen atom or an alkali metal).
  • the compounds represented by the general formulas (1) to (3) are preferable, and the compounds represented by the general formulas (1) and (2) are more preferable.
  • the alkyl group and the phenyl group represented by R 2 may have a substituent.
  • the substituent include a halogen atom, a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a lower alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a group represented by the general formula (1-1), a sulfo group, a carboxy group and a hydroxyl group.
  • Examples include a sulfo group salt (-SO 3 M), a carboxy group salt (-COOM), and a hydroxyl group salt (-OM).
  • M is a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or ammonium represented by HNR 7 R 8 R 9 (R 7 , R 8 and R 9 are independently hydrogen atoms and 1 to 5 carbon atoms, respectively. (Representing a lower alkyl group, a monohydroxy-substituted lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group).
  • R 2 is preferably a phenyl group having a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
  • the phenylene group represented by R 5 may have a substituent.
  • substituents include a halogen atom, a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a lower alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a group represented by the general formula (1-1), a sulfo group, a carboxy group and a hydroxyl group. Examples include a sulfo group salt (-SO 3 M), a carboxy group salt (-COOM), and a hydroxyl group salt (-OM).
  • M is a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or ammonium represented by HNR 7 R 8 R 9 (R 7 , R 8 and R 9 are independently hydrogen atoms and 1 to 5 carbon atoms, respectively. (Representing a lower alkyl group, a monohydroxy-substituted lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group).
  • examples of the salt represented by R 6 include a sulfo group salt (-SO 3 M), a carboxy group salt (-COOM), and a hydroxyl group salt (-OM).
  • M is a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or ammonium represented by HNR 7 R 8 R 9 (R 7 , R 8 and R 9 are independently hydrogen atoms and 1 to 5 carbon atoms, respectively. (Representing a lower alkyl group, a monohydroxy-substituted lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group).
  • the alkoxy group and the phenyl group represented by R 3 may have a substituent.
  • the substituent include a halogen atom, a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a lower alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 3 is preferably an alkoxy group, and more preferably -OC 2 H 5 or -OC (CH 3 ) 3 .
  • the alkyl groups represented by R 10 and R 11 may have a substituent.
  • substituents include a halogen atom, a sulfo group, a carboxy group, a hydroxyl group, a salt of a sulfo group (-SO 3 M), a salt of a carboxy group (-COOM), and a salt of a hydroxyl group (-OM).
  • M is a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or ammonium represented by HNR 7 R 8 R 9 (R 7 , R 8 and R 9 are independently hydrogen atoms and 1 to 5 carbon atoms, respectively. (Representing a lower alkyl group, a monohydroxy-substituted lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group).
  • polymerization initiator examples include compounds represented by the following structural formulas (A) to (E) (polymerization initiators A to E).
  • the content of the polymerization initiator in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, based on the total mass of the polymerizable component A. preferable. If the amount of the polymerization initiator is too large, the unreacted polymerization initiator tends to remain in the image, and the intensity of the image may be slightly lowered.
  • polymerization initiators it is also possible to use two or more types of polymerization initiators in combination. By using two or more kinds of polymerization initiators in combination, further generation of radicals is expected by utilizing light having a wavelength that cannot be effectively used by only one kind of polymerization initiator.
  • the polymerization initiator may not be contained when the electron beam curing method using an electron beam as an active energy ray is adopted.
  • a hydrogen donor When using a thioxanthone-based polymerization initiator or the like, it is preferable to add a hydrogen donor to the ink.
  • the hydrogen donor include triethanolamine and monoethanolamine.
  • the ink may contain an active energy ray curing catalyst.
  • the active energy ray curing catalyst those having a skeleton such as ⁇ -hydroxyketone, benzyl ketal, acylphosphine, and thioxanthone are preferable.
  • the active energy ray curing catalyst is preferably hydrophilic in order to maximize the reactivity. Therefore, the active energy ray-curing catalyst is preferably a compound having a hydroxyl group, a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfo group, salts thereof, an ether bond, an amide bond, or the like in the molecule.
  • a sensitizer having a role of widening the absorption wavelength of light to the ink.
  • the ink can contain a coloring material.
  • a coloring material pigments and dyes can be used.
  • a general pigment can be used. Specific examples of the pigment include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15: 3, 16, 22; C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 112, 122; C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 13, 16, 83; Carbon Black No.
  • a dispersant When using a pigment, a dispersant may be used in combination.
  • the dispersant it is preferable to use a water-soluble resin having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 15,000 or less.
  • Dispersants include styrene and its derivatives, vinylnaphthalene and its derivatives, aliphatic alcohol esters of ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acids, acrylic acids and their derivatives, maleic acid and its derivatives, itaconic acid and its derivatives, In addition, block copolymers composed of fumaric acid and its derivatives, random copolymers, salts thereof and the like can be mentioned.
  • a so-called self-dispersing pigment which has an ionic group bonded to the particle surface of the pigment and can be dispersed in a medium without using a dispersant, can also be used.
  • a general dye can be used as the dye.
  • Specific examples of dyes include C.I. I. Direct Blue 6, 8, 22, 34, 70, 71, 76, 78, 86, 142, 199; C.I. I. Acid Blue 9, 22, 40, 59, 93, 102, 104, 117, 120, 167, 229; C.I. I. Direct Red 1, 4, 17, 28, 83, 227; C.I. I. Acid Red 1, 4, 8, 13, 14, 15, 18, 21, 26, 35, 37, 249, 257, 289; C.I. I. Direct Yellow 12, 24, 26, 86, 98, 132, 142; C.I. I. Acid Yellow 1, 3, 4, 7, 11, 12, 13, 14, 19, 23, 25, 34, 44, 71; C.I. I. Food Black 1, 2; C.I. I. Acid Black 2, 7, 24, 26, 31, 52, 112, 118; and the like can be mentioned.
  • the ink can also be used as a so-called transparent ink that does not substantially contain a coloring material.
  • a transparent ink When a transparent ink is used, a substantially colorless and transparent cured film can be formed.
  • the ink is a water-based ink containing water as a main solvent.
  • the content of water in the ink is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, based on the total mass of the ink.
  • organic solvents may be further contained for the purpose of improving various performances and as long as the original characteristics are not impaired.
  • certain organic solvents can impart non-volatility to the ink.
  • various organic solvents can be contained in the ink for the purpose of adjusting the viscosity, adjusting the surface tension, and imparting wettability to the recording medium.
  • the organic solvent it is preferable to use a water-soluble organic solvent having a high boiling point and a low vapor pressure.
  • the organic solvent include polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and glycerin. be able to.
  • alcohols such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol and various surfactants may be added as components for adjusting the viscosity, surface tension and the like.
  • reaction solution a reaction solution containing a component that increases the viscosity of the ink when it comes into contact with the ink can be used.
  • the viscosity of the ink increases due to the chemical reaction or physical adsorption of the components in the ink, or the components in the ink aggregate and the viscosity locally increases. Includes cases of rising.
  • the component that increases the viscosity of the ink has the effect of reducing the fluidity of the ink on the recording medium and suppressing bleeding and beading.
  • polyvalent metal ions As a component for increasing the viscosity of the ink, polyvalent metal ions, organic acids, cationic polymers, porous fine particles and the like can be used. Of these, polyvalent metal ions and organic acids are preferable.
  • the content of the component that increases the viscosity of the ink in the reaction solution is preferably 5% by mass or more based on the total mass of the reaction solution.
  • Polyvalent metal ions include divalent metal ions such as Ca 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , and Zn 2+ ; Fe 3+ , Cr 3+ , Y 3+ , Al 3+ , and the like. Trivalent metal ion: can be mentioned.
  • Organic acids include oxalic acid, polyacrylic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, glycolic acid, malonic acid, malic acid, maleic acid, ascorbic acid, levulinic acid, succinic acid, glutaric acid, glutamic acid, fumaric acid, citric acid. , Tartrate acid, lactic acid, pyrrolidone carboxylic acid, pyron carboxylic acid, pyrrol carboxylic acid, furan carboxylic acid, pyridine carboxylic acid, coumarin acid, thiophene carboxylic acid, nicotinic acid, oxysuccinic acid, dioxysuccinic acid and the like.
  • the reaction solution can contain water or a low volatility organic solvent.
  • water it is preferable to use deionized water.
  • organic solvent a known organic solvent can be used.
  • a surfactant or a viscosity adjusting agent can be added to the reaction solution in order to appropriately adjust the surface tension and the viscosity.
  • the surfactant include acetylene glycol ethylene oxide adduct, perfluoroalkyl ethylene oxide adduct and the like.
  • Examples of the commercially available product of the acetylene glycol ethylene oxide adduct include the trade name “acetylrenol E100” (manufactured by Kawaken Fine Chemicals).
  • reaction solution may further contain components such as a curing component that cures with active energy rays and a polymerization initiator.
  • the inkjet recording apparatus includes means for carrying out a first step of forming a first image and means for carrying out a second step of forming a second image.
  • the means for carrying out the first step is a first step of forming a first image by ejecting an ink containing a water-soluble polymerizable component A and water from an inkjet recording head and applying the ink to the medium M. Is a means to carry out. At this time, the polymerizable component A is dissolved in the first image.
  • the means for carrying out the second step is a means for carrying out the second step of irradiating the first image with active energy rays to form the second image.
  • the water concentration x (mass%) in the first image and the water concentration y (mass%) in the second image in an environment of 95% humidity are 0 ⁇ (y /).
  • the inkjet recording method further comprises a third step of removing at least a part of water (hereinafter, also referred to as “liquid component”) from the second image to form a third image. It is preferable to have. Further, the present invention further comprises a fourth step of transferring the third image formed by removing the liquid component from the second image from the medium M to the medium N to form the fourth image on the medium N. Is preferable.
  • the inkjet recording apparatus includes (i) a transfer type inkjet recording apparatus that transfers an image formed on a transfer body to a recording medium; and (ii) a direct drawing type that directly forms an image on the recording medium. Inkjet recording device; By using the transfer type inkjet recording apparatus, it is possible to carry out the inkjet recording method having the above-mentioned fourth step.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of an inkjet recording device according to an aspect of the present invention.
  • the inkjet recording device of the embodiment shown in FIG. 3 is a transfer type inkjet recording device 100 that transfers an image formed on a transfer body to a recording medium.
  • the transfer type inkjet recording device 100 includes a transfer body 101 (medium M), a reaction liquid applying device 103, an ink applying device 104, a liquid absorbing device 105, and a pressing member 106.
  • the transfer body 101 is supported by the support member 102.
  • the reaction liquid applying device 103 is a device that applies a reaction liquid containing a reactant that reacts with ink to the transfer body 101.
  • the ink applying device 104 includes a recording head that applies ink to the transfer body 101 to which the reaction solution is applied to form a first image.
  • the transfer type inkjet recording device 100 further includes an active energy ray irradiation device 110 that irradiates the first image on the transfer body 101 with ultraviolet rays to form a second image.
  • the liquid absorbing device 105 is a device that brings the liquid absorber of the second image into contact, absorbs and removes at least a part of water (liquid component) from the second image, and forms the third image.
  • the pressing member 106 is a member for transferring a third image to a sheet-shaped recording medium 108 (medium N) such as paper and forming a fourth image on the recording medium 108 (medium N).
  • the transfer type inkjet recording apparatus 100 may have a transfer body cleaning member 109 for cleaning the surface of the transfer body 101 after transfer, if necessary.
  • the transfer body 101 rotates in the direction of arrow A about the rotation axis 102a of the support member 102.
  • the reaction solution is applied to the rotating transfer body 101 from the reaction solution application device 103
  • the ink is applied from the ink application device 104 to form a first image on the transfer body 101.
  • the first image on the transfer body 101 is irradiated with ultraviolet rays from the active energy ray irradiation device 110, and the second image is formed. After that, the formed second image moves to a position where it comes into contact with the liquid absorbing member 105a of the liquid absorbing device 105 by the rotation of the transfer body 101.
  • the liquid absorbing member 105a constituting the liquid absorbing device 105 moves (rotates) in the direction of the arrow B in synchronization with the rotation of the transfer body 101.
  • the second image formed on the transfer body 101 comes into contact with the moving liquid absorbing member 105a.
  • the liquid absorbing member 105a absorbs and removes the liquid component from the second image to form a third image.
  • the third image in which the liquid component is removed and the ink is concentrated is moved to the transfer unit in contact with the recording medium 108 conveyed by the recording medium transfer device 107 by the rotation of the transfer body 101.
  • the third image and the recording medium 108 are pressed from the pressing member 106 side and come into contact with each other while being sandwiched between the transfer body 101 and the pressing member 106.
  • the pressing member 106 presses the transfer body 101 to transfer the third image to the recording medium 108, and the desired fourth image is the recording medium. It is formed at 108.
  • the fourth image is an inverted image of the image before transfer (third image). In this way, since at least a part of water (liquid component) is removed on the transfer body 101 and then transferred to the recording medium 108, curls, cockling, etc. caused by the liquid component permeating the recording medium 108, etc. Can be suppressed from occurring.
  • the transfer body 101 has a surface layer including a surface on which an image is formed.
  • the material constituting the surface layer include resin and ceramic.
  • a resin having a siloxane structure is preferable, and a material having a high compressive elastic modulus is preferable from the viewpoint of durability and the like.
  • it may be used after being surface-treated.
  • the transfer body preferably has a compression layer having a function of absorbing pressure fluctuations between the surface layer and the support member.
  • the compression layer disperses local pressure fluctuations and absorbs deformation of the surface layer. Therefore, by providing the compression layer, good transferability can be maintained even in the case of high-speed recording.
  • the material constituting the compression layer include elastic materials such as rubber materials. Among them, a rubber material having a porous structure formed by blending a filler such as a foaming agent, hollow fine particles, and a salt with a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator into a raw material rubber is preferable. In such an elastic material, when the pressure fluctuates, the void portion is compressed with a volume change, so that the deformation in directions other than the compression direction is small. Therefore, transferability and durability can be improved.
  • the porous structure include a continuous void structure in which voids are interconnected and an independent void structure in which the voids are independent of each other.
  • the transfer body preferably has an elastic layer between the surface layer and the compression layer.
  • the material constituting the elastic layer include a resin material and a ceramic material.
  • an elastic material such as a rubber material is preferable because it is easy to process, the change in elastic modulus with temperature is small, and the transferability is excellent.
  • Each layer (surface layer, elastic layer, compression layer) constituting the transfer body can be adhered to each other by using an adhesive or double-sided tape.
  • a reinforcing layer having a high compressive elastic modulus may be provided in order to suppress lateral elongation when mounted on the device and maintain elasticity.
  • As the reinforcing layer a woven fabric or the like can be used.
  • the elastic layer and the compression layer can be arbitrarily combined for the layers other than the surface layer.
  • the size of the transfer body can be freely selected according to the recording speed and the size of the image. Examples of the shape of the transfer body include a sheet shape, a roller shape, a belt shape, an endless web shape, and the like.
  • the transfer body 101 is supported on the support member 102.
  • the transfer body can be arranged on the support by using, for example, an adhesive or double-sided tape.
  • the transfer body 101 may be arranged on the support member 102 by using an installation member made of a material such as metal, ceramic, or resin.
  • the support member 102 is required to have a certain level of structural strength from the viewpoint of transport accuracy and durability. Examples of the material of the support member include metal, ceramic, and resin. Above all, it is preferable to use a metal material such as aluminum. By using a metal material, it is possible to improve the responsiveness of control by reducing the inertia during operation as well as the rigidity and dimensional accuracy that can withstand the stress during transfer.
  • the transfer type inkjet recording device 100 shown in FIG. 3 has a reaction liquid applying device 103 that applies the reaction liquid to the transfer body 101.
  • the reaction solution applying device 103 is a gravure offset roller having a reaction solution accommodating unit 103a for accommodating the reaction solution, and reaction solution applying members 103b and 103c for applying the reaction solution in the reaction solution accommodating unit 103a to the transcript 101. ..
  • Examples of the reaction liquid applying device include a gravure offset roller and an inkjet recording head. Above all, it is preferable to apply the reaction solution to the transcript using a roller.
  • the transfer type inkjet recording device 100 shown in FIG. 3 has an ink applying device 104 which is an ink applying means for applying ink to the transfer body 101. It is preferable to use an inkjet recording head as an ink applying device and eject ink to apply the ink.
  • the recording head may be, for example, a form in which a film is boiled in ink by an electric-heat converter to form bubbles to eject ink; a form in which ink is ejected by an electric-mechanical converter; ink using static electricity.
  • the form of discharging the ink can be mentioned.
  • a recording head in the form of using an electric-heat converter is preferable because it can record a high-speed and high-density image.
  • the recording head is a full-line head extended in the Y direction, and the ejection ports are arranged in a range covering the width of the image recording area of the maximum usable recording medium.
  • the recording head has a discharge port surface having a discharge port opened on the lower surface (transfer body 101 side) thereof.
  • the discharge port surface faces the surface of the transfer body 101 with a minute gap (about several millimeters).
  • the recording head may be a serial head that can move in the Y direction.
  • the ink applying device 104 may have a plurality of recording heads in order to apply ink of each color such as cyan, magenta, yellow, and black (CMYK) to the transfer body 101.
  • CMYK cyan, magenta, yellow, and black
  • the ink applying device has four recording heads for ejecting each of the four types of CMYK inks. Further, it may have a recording head that ejects ink (clear ink) that does not contain a coloring material.
  • the transfer type inkjet recording device 100 shown in FIG. 3 has an active energy ray irradiation device 110 that irradiates a first image formed on a transfer body 101 with active energy rays.
  • the second image can be formed on the transfer body 101 (medium M). It is preferable to irradiate the first image with active energy rays without going through the step of drying the first image formed on the transfer body 101 by at least one of heating and blowing.
  • the active energy ray irradiating device examples include an ultraviolet irradiating device and an electron beam irradiating device.
  • the ultraviolet irradiation device a known irradiation device can be used as long as it can irradiate light having a wavelength at which polymerization proceeds, such as the absorption wavelength of the polymerization initiator.
  • the ultraviolet irradiation device include a mercury lamp, a metal halide lamp, an excimer lamp, and an LED.
  • the wavelength of ultraviolet rays is not limited to a wavelength of 400 nm or less, and may have a peak wavelength of at least 400 nm or less, and may include light having a wavelength in the visible light region of more than 400 nm.
  • the electron beam irradiating device a known irradiating device can be used as long as it can irradiate the electron beam in which the polymerization of the polymerizable component proceeds.
  • ultraviolet irradiation conditions include illuminance and integrated light intensity.
  • the illuminance indicates the radiant flux per unit area, and mW / cm 2 is often used as the unit.
  • the integrated light amount indicates the energy per unit area obtained by integrating the illuminance with time, and mJ / cm 2 is often used as the unit. Both can be measured with a general illuminometer compatible with ultraviolet rays.
  • the liquid absorbing device 105 has a liquid absorbing member 105a and a pressing member 105b for liquid absorbing that presses the liquid absorbing member 105a against the second image of the transfer body 101.
  • the liquid absorbing member 105a is pressed against the transfer body 101 by the pressing member 105b to absorb and remove the liquid component from the second image.
  • a third image can be formed.
  • the liquid component can be absorbed from the second image by pressing the columnar pressing member having the liquid absorbing member attached to the outer peripheral surface against the transfer body.
  • the shape of the liquid absorbing member 105a is preferably a belt shape.
  • the liquid absorbing device 105 having the belt-shaped liquid absorbing member 105a may have a tensioning member such as a tensioning roller 105c, 105d, 105e for tensioning the liquid absorbing member 105a.
  • the liquid component contained in the second image can be absorbed by the liquid absorbing member 105a.
  • a method of absorbing (or removing) the liquid component contained in the second image a method of heating, a method of blowing low-humidity air, a method of reducing the pressure, or the like may be used instead of the method of contacting the liquid absorbing member. ..
  • a method of absorbing (or removing) these liquid components may be used in combination. In addition, these methods may be applied to the second image before and after absorbing the liquid component.
  • the liquid absorbing member 105a rotates in conjunction with the rotation of the transfer body 101. Therefore, the shape of the liquid absorbing member 105a is preferably a shape capable of repeatedly absorbing liquid, and specific examples thereof include an endless belt shape and a drum shape.
  • the liquid component absorbed by the liquid absorbing member 105a including the porous layer can be removed from the liquid absorbing member 105a by a method of absorbing from the back surface of the porous layer or the like. After removing the liquid component, the liquid absorbing member 105a is rotated to bring it into contact with the new second image, so that the liquid component contained in the second image can be efficiently absorbed.
  • the transfer type inkjet recording apparatus 100 shown in FIG. 3 includes a transfer means for transferring a third image in contact with a recording medium. Specifically, as shown in FIG. 3, the image (third image) after removing the liquid on the transfer body 101 is transferred to the recording medium 108 conveyed by the recording medium transfer device 107 by the pressing member 106. In contact and transfer. By transferring the third image, which is an image from which the liquid component has been removed, to the recording medium 108, it is possible to suppress curling, cockling, and the like of the recording medium 108.
  • the pressing member 106 preferably has an appropriate structural strength from the viewpoint of transport accuracy and durability of the recording medium 108.
  • Examples of the material of the pressing member 106 include metal, ceramic, and resin. Among them, metals such as aluminum are preferable from the viewpoint of not only having rigidity and dimensional accuracy that can withstand stress during transfer, but also reducing inertia during operation and improving control responsiveness.
  • recording medium 108 any known recording medium can be used.
  • the recording medium include a long object wound in a roll shape; a single-wafer object cut into a predetermined size, and the like.
  • the material of the recording medium include paper such as coated paper and plain paper; film such as plastic and metal; wooden board; corrugated cardboard and the like as constituent materials of the recording medium.
  • the recording medium transport device 107 that transports the recording medium 108 transports the recording medium 108 in the direction of arrow C.
  • the recording medium transport device 107 is composed of a recording medium feeding roller 107a and a recording medium winding roller 107b.
  • the transport speed of the recording medium 108 is preferably determined in consideration of the speed required in each step.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of the inkjet recording apparatus according to one aspect of the present invention.
  • the inkjet recording device of the embodiment shown in FIG. 4 is a direct drawing type inkjet recording device 200 that directly forms an image on a recording medium.
  • the direct drawing type inkjet recording apparatus 200 does not have the transfer body 101, the support member 102, the pressing member 106, and the transfer body cleaning member 109 shown in FIG. Further, the direct drawing type inkjet recording apparatus 200 directly records an image on the recording medium 208.
  • the direct drawing type inkjet recording device 200 has the same configuration as the transfer type inkjet recording device 100 shown in FIG.
  • the liquid absorption device 205 that absorbs the liquid component contained in the second image by the reaction liquid application device 203, the ink application device 204, the active energy ray irradiation device 210, and the liquid absorption member 205a is a transfer type inkjet recording shown in FIG. It has the same configuration as that of the device 100. Therefore, description of these devices will be omitted.
  • reference numeral 203a is a reaction liquid accommodating portion
  • reference numerals 203b and 203c are reaction liquid applying members.
  • the liquid absorbing device 205 has a liquid absorbing member 205a and a pressing member 205b that presses the liquid absorbing member 205a against the second image of the recording medium 208.
  • the shapes of the liquid absorbing member 205a and the pressing member 205b are not particularly limited, and those having the same shape as the liquid absorbing member and the pressing member that can be used in the transfer type inkjet recording apparatus 100 can be used.
  • reference numerals 205c, 205d, 205e, 205f, and 205g are tension rollers as tension members.
  • a support member (not shown) that supports the recording medium from below may be provided in the ink applying portion that applies ink to the recording medium 208 by the ink applying device 204. Further, a support member (not shown) that supports the recording medium from below may also be provided in the liquid component removing portion that removes the liquid component by bringing the liquid absorbing member 205a into contact with the second image of the recording medium. ..
  • the configuration of the recording medium transfer device 207 is not particularly limited, and a transfer means in a known direct drawing type inkjet recording device can be used. Specifically, as shown in FIG. 4, a recording medium transport device 207 having a recording medium feeding roller 207a, a recording medium winding roller 207b, and a recording medium transport roller 207c, 207d, 207e, 207f can be mentioned.
  • a recording medium transport device 207 having a recording medium feeding roller 207a, a recording medium winding roller 207b, and a recording medium transport roller 207c, 207d, 207e, 207f can be mentioned.
  • ⁇ Manufacturing method of porous body> The method for producing a porous body according to one aspect of the present invention includes a first step of forming a first film and a second step of forming a second film having a porous structure.
  • a liquid composition (ink) containing a water-soluble polymerizable component A and water is discharged from an inkjet recording head and applied to the medium M to form a first film.
  • the polymerizable component A is dissolved in the first film.
  • the first film formed in the first step is irradiated with active energy rays to form a second film having a porous structure.
  • the water concentration x (mass%) in the first film and the water concentration y (mass%) in the second film in an environment of 95% humidity are 0 ⁇ (y / x) ⁇ 0. Satisfy the relationship of .80.
  • a first film formed of a water-based liquid composition (water-based ink) containing a water-soluble polymerizable component A is irradiated with active energy rays for polymerization.
  • the so-called polymerized solid-liquid separation that occurs when the ink is mixed is used.
  • This polymerization solid-liquid separation is a phenomenon of solid-liquid separation between a solid cured product and water.
  • water is easily released from the second film which is a cured product, and a film-like porous body is formed.
  • the water concentration x (mass%) in the first membrane means the water concentration in the first membrane at the start of polymerization.
  • the water concentration x (mass%) in the first film is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 65% by mass or more.
  • the water concentration y (mass%) in the second membrane means the water concentration in the second membrane when the second membrane is in an equilibrium state in a high humidity (humidity 95%) environment. It facilitates experimental measurement that simulates the amount of water during equilibrium swelling. According to the above-mentioned theoretical background, in order to achieve a strict equilibrium swelling state, it is necessary to directly immerse the second film, which is a cured product, in water or to place it in an environment of 100% humidity. To.
  • polymerization solid-liquid separation occurs when the water concentration x is equal to or higher than the water concentration at the time of equilibrium swelling, that is, when " ⁇ (water concentration at the time of equilibrium swelling) / x ⁇ ⁇ 1". ..
  • the polymerization is carried out by satisfying the relationship of (y / x) ⁇ 0.80, preferably the relationship of (y / x) ⁇ 0.6. It was found that solid-liquid separation occurred.
  • Polymerization solid-liquid separation is a phenomenon in which a cured product and a solvent such as water are phase-separated by polymerization.
  • this phase separation is not completely divided into upper and lower parts, and a micro-separated structure, typically a porous body, is formed.
  • the porous body produced by the method for producing a porous body according to one aspect of the present invention can be used for the same purposes as a general porous body.
  • it is suitable as a filter, an adsorbent, a carrier, a cushioning material, a heat insulating material, a lightweight structure, a low dielectric constant insulator, an optical scatterer, and the like.
  • the formation of a porous body may cause whitening or haze at the moment of curing.
  • the complex elastic modulus of the solid content forming the second film which is a cured product obtained by curing the first film, more specifically, the structural portion forming the porous body. It was found that when the complex elastic modulus of is less than 107.0 Pa, the whitening and haze associated with the removal of water are reduced. On the other hand, when whitening or haze is actively used, or when the porous structure is left after drying, the complex elastic modulus of the solid content forming the second film is 107.0 Pa or more. Is preferable.
  • the upper limit of the complex elastic modulus of the solid content forming the second film is not particularly limited, but is, for example, 109.0 Pa or less of the complex elastic modulus of the solid content forming the second film. be able to.
  • a porous body which is a cured product having a higher whiteness than a solid solid or gel produced by a conventional technique is produced. be able to. That is, among the porous bodies according to one aspect of the present invention, white ones are useful as colorants for white paints and inks.
  • white pigments such as titanium oxide have been mainly used as colorants for white paints and inks.
  • white pigments such as titanium oxide have a large specific gravity, they tend to settle and have a problem that their dispersibility is not always good.
  • the method for producing a porous body according to one aspect of the present invention since a liquid composition containing a component that can form a white porous body in a dissolved state is used, the above-mentioned problems such as sedimentation occur.
  • a white pigment or the like may be added to the liquid composition, but even when the white pigment is added to the liquid composition, the amount of the white pigment added can be reduced.
  • the porous body according to one aspect of the present invention it is possible to obtain a porous body which is a cured product having a lower refractive index than a conventional solid solid or gel. Therefore, the porous body according to one aspect of the present invention having a low refractive index is useful as a material for forming an antireflection film. For example, when the surface of a base material or the like is coated with a solid solid to form a coating layer, the difference in refractive index between air and the coating layer is large, so that reflection may become a problem.
  • a liquid or solid can be supported in the voids of the porous body.
  • the porous body since a gas or liquid can permeate, the porous body is useful as an absorbent material, an adsorbent, a flow path, a filter, or the like.
  • the porous body when an ink is applied after forming a film-like porous body on the medium M, the porous body functions as an ink receiving layer and can receive the ink and support it in a good state. That is, the porous body according to one aspect of the present invention is suitable as an ink receiving layer capable of receiving (absorbing) ink.
  • the thickness of the ink receiving layer is preferably 1 ⁇ m or more, the pore diameter is preferably 10 nm or more, and the ink.
  • the absorption capacity of the ink is preferably 3 mL / cm 2 or more.
  • the liquid sample applied to the formed porous body can selectively flow inside the porous body. Therefore, the porous body according to one aspect of the present invention is useful as a flow path for a microfluidic device or the like. Further, it is preferable that the porous body is patterned. Further, when a liquid or gas containing a solid component is permeated through the porous body, the solid component larger than the pore diameter of the porous body can be captured and separated. That is, the porous body according to one aspect of the present invention is useful as a separation filter. Further, a cushioning material can be obtained by applying a mechanical impact to compress or crush the porous body. This cushioning material is useful not only for protecting a predetermined article but also as a material for improving the texture (tactile sensation) when the surface of the article is touched by supporting the article on the surface of the article.
  • the porous body according to one aspect of the present invention has voids inside, so that the weight is reduced.
  • the porous body according to one aspect of the present invention can also be produced by a 3D printer. Above all, it can be suitably manufactured by a laminated 3D printer in which a thin film is laminated. Further, it may be modeled while being colored with ink.
  • the porous body according to one aspect of the present invention has voids inside, and therefore has a low dielectric constant. Insulators for electrical circuits may be required to have a small capacitance to the surrounding wiring. Therefore, the porous body according to one aspect of the present invention is useful as an insulator for electric circuits and the like. Further, it is also preferable that the porous body is patterned. Further, as compared with a solid solid or gel, the porous body according to one aspect of the present invention has voids inside, so that the thermal conductivity is low. Therefore, the porous body according to one aspect of the present invention is useful as a heat insulating material. Furthermore, by patterning, it is possible to form a thermal circuit that transfers heat only to a specific path.
  • the patterned porous body can be manufactured, for example, by appropriately designing the ejection position of the inkjet recording head and the ejection amount from the recording head. Further, when the first membrane having a large amount of solvent is cured, a porous structure is formed, but when the first membrane which has been dried to reduce the amount of solvent to a certain level or less is cured, the porous structure is formed. May not be formed. By utilizing such a phenomenon and irradiating the first film patterned with a large amount of solvent with active energy rays, a patterned porous body can be formed. Further, by drying the uncured portion and then irradiating it with active energy rays, it is possible to produce a structure having a portion having a porous structure and a solid portion in the same membrane.
  • the polymerization mechanism of the polymerizable component A includes radical polymerization, ionic polymerization, and the like, and is not particularly limited. However, radical polymerization is preferable because it is not easily inhibited by water.
  • the polymerizable component A preferably contains an acrylamide structure having high resistance to hydrolysis. Polymerization solid-liquid separation uses an increase in molecular weight due to polymerization as one driving force. Therefore, it is preferable that the molecular weight of the polymerizable component A is small because the change in osmotic pressure due to the polymerization is large. Specifically, the molecular weight of the polymerizable component A is preferably 800 or less.
  • phase separation includes binodal decomposition that requires nucleation and growth, and spinodal decomposition that progresses spontaneously without requiring nucleation and growth. Since the spinodal decomposition and the relationship between the spinodal curve and the polymerized solid-liquid phase separation have been described in the above-mentioned inkjet recording method according to one aspect of the present invention, the description thereof will be omitted here.
  • the polymerizable component A preferably has a plurality of polymerizable functional groups in its molecule. That is, the polymerizable component A is preferably a polyfunctional monomer. By using a polyfunctional monomer having a plurality of polymerizable functional groups in the molecule as the polymerizable component A, the mechanical properties of the formed cured product (second film) can be improved. Further, the polymerizable component A is preferably a polyfunctional monomer satisfying the relationship of “molecular weight / number of polymerizable functional groups ⁇ 150”. By using the polyfunctional monomer satisfying the above relationship as the polymerizable component A, the crosslinking reaction can be used as a driving force for the polymerization solid-liquid separation, and the crosslinking density can also be increased.
  • the pore diameter of the porous body is preferably 50 nm or more, and more preferably 100 nm or more. By setting the pore diameter to 50 ⁇ m or more, the whiteness of the porous body can be enhanced. If the pore diameter is too large, scattering tends to be weakened, so that the pore diameter of the porous body is preferably 1 ⁇ m or less.
  • the porous body is formed by polymerizing the polymerizable component A dissolved in the first membrane. Therefore, it is not necessary to contain a solid substance in the liquid composition.
  • the liquid composition may contain a solid substance depending on the intended use, but the liquid composition may not contain a solid substance such as a colorant such as a pigment or a dye, a white pigment, or another filler. Titanium oxide, which is used as a pigment for white ink for inkjet recording, may easily settle and reduce the stability of the ink.
  • a white porous body can be obtained even by using a liquid composition containing no solid substance. That is, in the method for producing a porous body according to one aspect of the present invention, it is also a preferable aspect to use a liquid composition that does not substantially contain a colorant or a white pigment.
  • Each water concentration is defined by "(mass of liquid component / mass of film) x 100".
  • the "mass of the membrane” does not include solids that existed before irradiation with active energy rays. This is because the solid that originally existed before the irradiation with the active energy rays does not contribute to the separation of the polymerized solid and liquid.
  • the "mass of the liquid component” includes a component that has existed before the irradiation with the active energy ray and is dissolved in water even after the irradiation.
  • pigments are not included in the "film mass”.
  • water-soluble solvents and surfactants are included in the "mass of liquid components”.
  • a water-soluble polymerization initiator and the like are usually included in the "mass of liquid component” because only a very small amount is incorporated into the polymerized molecular chain and most of them are water-soluble even after irradiation with active energy rays.
  • the water concentration y (mass%) in the second film in an environment of 95% humidity a cured product obtained by curing inks of various water concentrations was placed in an environment of 95% humidity to reach equilibrium. It is advisable to calculate the water concentration at the time of this.
  • the temperature of the environment with a humidity of 95% may be adjusted to the temperature at which the film is formed.
  • the complex elastic modulus of the solid content forming the second film can be measured according to the following procedure.
  • a rheometer capable of irradiating active energy rays such as ultraviolet rays (UV) can be used as a measuring device.
  • a parallel plate is used as a jig and the liquid composition is sandwiched between the parallel plates.
  • the liquid composition is cured by irradiating it with active energy rays, and then the gap is narrowed to compress the liquid composition (cured product).
  • the liquid composition is cured by irradiating it with active energy rays, and then the gap is narrowed to compress the liquid composition (cured product).
  • water is discharged to the outside, so that the solid content is concentrated in the gap.
  • the compression is stopped and the complex elastic modulus is measured in the vibration mode.
  • the conditions of the vibration mode are a strain amount of 1% and a frequency of 30 Hz.
  • the complex elastic modulus is defined by the following equation.
  • As the liquid composition a liquid composition that imitates the composition immediately before irradiation with active energy rays is used. Of course, if a cured product (second film) actually formed can be prepared, the complex elastic modulus can be measured using the cured product.
  • Complex elastic modulus ⁇ (storage elastic modulus) 2 + (loss elastic modulus) 2 ⁇ 1/2
  • the water concentration z at the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A and the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A can be measured according to the following procedure. First, aqueous solutions of the polymerizable component A having various concentrations are prepared. Next, using a bath or the like capable of heating and cooling, the dissolved state of the polymerizable component A in the aqueous solution is confirmed while changing the temperature. The aqueous solution of the polymerizable component A having the lower limit critical solution temperature becomes cloudy when the temperature exceeds a predetermined temperature. The temperature at which such cloudiness occurs is the "cloud point".
  • the cloud point that becomes the minimum is defined as the “lower limit critical solution temperature (° C.)".
  • the water concentration of the aqueous solution having the “lower limit critical solution temperature” is defined as “water concentration z (mass%)”.
  • the temperature at which the lower limit critical solution temperature is measured may be from 5 ° C to 80 ° C. Even if the lower limit critical solution temperature is less than 5 ° C. and the water concentration z cannot be determined, the magnitude relationship between the water concentration x and the water concentration z can be determined.
  • the water concentration x is a value defined in a state where the polymerizable component A is dissolved in the first membrane. Therefore, even when the lower limit critical solution temperature is less than 5 ° C., if there is a point of insolubilization at a water concentration smaller than the water concentration x, the water concentration z is further smaller than the point of insolubilization. Since there is, the relationship of x ⁇ z is satisfied.
  • the liquid composition As the liquid composition, a liquid composition containing a water-soluble polymerizable component A and water is used. That is, the liquid composition used in the method for producing a porous body according to one aspect of the present invention is an active energy ray-curable liquid composition for inkjet (water-based ink).
  • Polymerizable component A, polymerization initiator, coloring material, and solvent The types of the polymerizable component A, the polymerization initiator, the coloring material, and the solvent contained in the liquid composition are the same as the polymerizable component A, the polymerization initiator, the coloring material, and the solvent described in the above description of the inkjet recording method. Similar ones can be used. Further, regarding the content of these components, the polymerizable component A, the polymerization initiator, the coloring material, and the above-mentioned description of the inkjet recording method are described above, except that the standard of the content is the total mass of the liquid composition. Similar to the solvent content.
  • reaction solution containing a component that increases the viscosity of the liquid composition by contacting the liquid composition
  • a reaction solution containing a component that increases the viscosity of the liquid composition by contacting the liquid composition can be used.
  • the viscosity of the liquid composition may increase due to chemical reaction or physical adsorption of the components in the liquid composition, or the components in the liquid composition may become viscous. This includes the case where the viscosity is locally increased due to aggregation.
  • the component that increases the viscosity of the liquid composition has the effect of reducing the fluidity of the liquid composition on the recording medium and suppressing bleeding and beading.
  • polyvalent metal ions As a component for increasing the viscosity of the liquid composition, polyvalent metal ions, organic acids, cationic polymers, porous fine particles and the like can be used. Of these, polyvalent metal ions and organic acids are preferable.
  • the content of the component for increasing the viscosity of the liquid composition in the reaction solution is preferably 5% by mass or more based on the total mass of the reaction solution.
  • the types of the polyvalent metal ion and the organic acid the same ones as those described in the above-mentioned description of the inkjet recording method can be used.
  • the water, the organic solvent, the surfactant, and the viscosity adjusting agent contained in the reaction liquid are the same as those of the water, the organic solvent, the surfactant, and the viscosity adjusting agent described in the above description of the inkjet recording method. Can be used.
  • the reaction solution may further contain components such as a curing component that cures with active energy rays and a polymerization initiator.
  • the apparatus for producing a porous body according to one aspect of the present invention carries out a means for carrying out a first step of forming a first film and a second step of forming a second film having a porous structure. Provide means to do so.
  • the means for carrying out the first step is a first method of forming a first film by ejecting a liquid composition containing a water-soluble polymerizable component A and water from an inkjet recording head and applying the liquid composition to the medium M. It is a means for carrying out the process of. At this time, the polymerizable component A is dissolved in the first film.
  • the means for carrying out the second step is a means for carrying out the second step of irradiating the first membrane with active energy rays to form the second membrane having a porous structure. Then, as described above, the water concentration x (mass%) in the first film and the water concentration y (mass%) in the second film in an environment of 95% humidity are 0 ⁇ (y /). x) Satisfy the relationship of ⁇ 0.80.
  • the method for producing a porous body according to one aspect of the present invention further comprises a third step of drying the second membrane to form a third membrane having the porous structure from which the water has been removed.
  • a third step of drying the second membrane to form a third membrane having the porous structure from which the water has been removed.
  • the removal of water from the porous structure does not necessarily have to remove all the water existing in the pores of the porous structure, and it is sufficient that at least a part of the water is removed.
  • liquid components (organic solvent and the like) other than water may be removed together with water.
  • the second membrane may be dried by natural drying, or may be dried by at least one of heating and blowing.
  • the apparatus for producing a porous body has at least one of a heating and drying device and a blowing device.
  • the third film is white. Since the third film is white, a white image can be formed without using a white pigment. Further, it is preferable that the third film can absorb ink. Since the third film is capable of absorbing ink, the third film is formed on the surface of the non-absorbent medium having no ink absorbency, so that the non-absorbent medium holds the ink. It becomes possible.
  • an inkjet recording apparatus provided with an inkjet recording head can be used as appropriate.
  • Applicable inkjet recording devices include (i) a direct drawing type inkjet recording device that directly forms an image on a recording medium; and (ii) a transfer type inkjet recording device that transfers an image formed on a transfer body to a recording medium; Can be mentioned.
  • the configurations of the direct drawing type inkjet recording device and the transfer type inkjet recording device are different from the change of the ink applying device in the direct drawing type and transfer type inkjet recording device described in the above-mentioned inkjet recording device to the liquid composition applying device. It is the same.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an embodiment of a direct drawing type inkjet recording device.
  • the direct drawing type inkjet recording device 300 of the embodiment shown in FIG. 5 does not have a liquid absorbing device, but has a liquid composition applying device 304 instead of the ink applying device, and the reaction liquid reacts with the liquid composition. Contains a reactant.
  • the direct drawing type inkjet recording apparatus 300 shown in FIG. 5 does not have a liquid absorbing device, but has a liquid composition applying device 304 instead of the ink applying device, and the reaction liquid reacts with the liquid composition. Contains a reactant.
  • reaction liquid applying device 203 the liquid composition applying device 304 (ink applying device 204), the recording medium transporting device 207, and the active energy ray irradiating device 210 are the same as those of the direct drawing type inkjet recording device 200 shown in FIG. It has a similar configuration. Therefore, the description of these devices will be omitted.
  • a first film is formed on the recording medium 208 by applying the reaction liquid from the reaction liquid applying device 203 to the recording medium 208 moving in the A direction and then applying the liquid composition from the liquid composition applying device 204. Will be done.
  • the first film on the recording medium 208 is irradiated with ultraviolet rays from the active energy ray irradiation device 210 to form a second film (porous body) having a porous structure.
  • a support member (not shown) that supports the recording medium from below may be provided in the liquid composition applying portion that applies the liquid composition to the recording medium 208 by the liquid composition applying device 204.
  • Examples of an inkjet recording method and an inkjet recording device according to one aspect of the present invention >> ⁇ Preparation of inkjet recording device (1.1)>
  • the transfer type inkjet recording device shown below was prepared.
  • a transfer body having the structure shown below was fixed to a support member using an adhesive and transported at a transport speed of 600 mm / s.
  • the environment for forming the image was 23 ° C. and 60% humidity RH.
  • a silicone rubber (trade name "KE12", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was coated on a PET sheet having a thickness of 0.5 mm to form an elastic layer having a thickness of 0.3 mm.
  • Glycydoxypropyltriethoxysilane and methyltriethoxysilane were mixed at a ratio of 1: 1 (molar ratio) and heated to reflux to obtain a condensate.
  • the obtained condensate and a photocationic polymerization initiator (trade name "SP150", manufactured by ADEKA) were mixed to prepare a mixture. After the surface of the elastic layer was subjected to atmospheric pressure plasma treatment so that the contact angle with water was 10 ° or less, the above mixture was applied onto the elastic layer.
  • a transfer material was formed by UV irradiation (high pressure mercury lamp, integrated exposure amount 5000 mJ / cm 2 ) and thermosetting (150 ° C., 2 hours), and a surface layer having a thickness of 0.5 ⁇ m was formed on the elastic body.
  • Ink 1.1-1.6 Inks 1.1 to 1.6 were obtained by mixing the components shown below.
  • acetylrenol EH is a trade name of a nonionic surfactant (ethylene oxide adduct of acetylene glycol) manufactured by Kawaken Fine Chemicals.
  • the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A-3 was 46 ° C., and the water concentration z at the lower limit critical solution temperature was 50%.
  • the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A-14 was 41 ° C., and the water concentration z at the lower limit critical solution temperature was 65%.
  • Ink 1.7 Ink 1.7 was obtained by mixing each component shown below. Polymerizable component A-1 and polymerizable component A. None of 15 had a lower limit critical solution temperature.
  • the first image formed on the transfer body was irradiated with ultraviolet rays using a UV-LED irradiation device (manufactured by Ushio, Inc., trade name "UV-LED L60II", wavelength 395 nm) to form a second image. ..
  • the integrated light intensity was 200 mJ / cm 2 .
  • ultraviolet rays were immediately irradiated after applying ink to the transfer body.
  • Example 1.4 Comparative Examples 1.1 and 1.2, after inking the transfer body, the first image was dried by blowing air, and then irradiated with ultraviolet rays.
  • a liquid absorber (trade name "Poaflon Hydrophilic Film HPW-020-30", manufactured by Sumitomo Electric Fine Chemical Industries, Ltd.) is brought into contact with the second image on the transfer body to remove at least a part of the water contained in the second image. And formed a third image.
  • the liquid absorber is a hydrophilic PTFE membrane having a porous structure (pore diameter of 200 nm) and a thickness of 30 ⁇ m.
  • a roller having a diameter of 100 mm ⁇ composed of a sponge up to 10 mm from the surface was used as a pressing member, and the liquid absorber was brought into contact with the second image and pressed at a pressure of 100 gf / cm 2 .
  • the nip width was 20 mm and the contact time was 33 ms.
  • the formed third image was pressed against a recording medium and transferred to form a fourth image on the recording medium.
  • coated paper trade name "Aurora coated paper", manufactured by Nippon Paper Industries, with a basis weight of 127.9 g / m 2
  • the transport speed was 600 mm / s.
  • a roller having a diameter of 150 mm ⁇ made of rubber up to 0.5 mm from the surface was used as a transfer member, and the recording medium was brought into contact with the third image at a pressure of 10 kgf / cm 2 and pressed.
  • the nip width was 20 mm and the contact time was 33 ms.
  • the second image was placed in an environmental test room at 23 ° C. and a humidity of 95% RH and left for 3 days.
  • the mass of the second image after being left to stand and the mass after being completely dried using an oven were measured, and the value of "y / x" was calculated.
  • the results are shown in Table 1.2.
  • the masses of the second image and the third image are measured, the "water drainage rate (%)", which is the amount of water removed by the liquid absorber, is calculated, and the water removal property is determined according to the evaluation criteria shown below. evaluated. The results are shown in Table 1.2.
  • a direct drawing type inkjet recording device having the configuration shown in FIG. 4 was prepared.
  • a hydrophilically treated PET film (trade name "Tetron (registered trademark) easy-adhesion-treated PET film UII-92W", thickness 125 ⁇ m) was used, and the transport speed was 600 mm / s.
  • the environment for forming the image was 23 ° C. and 60% humidity RH.
  • Ink 1.8 to 1.14 were obtained in the same manner as in the above-mentioned "Ink production (1.1)" except that the compositions shown in Table 1.3 were used.
  • the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A-16 was 54 ° C., and the water concentration z at the lower limit critical solution temperature was 96%.
  • Example 1.9 The second image is directly applied to the recording medium in the same manner as in Example 1.5 described above, except that ink 1.15 is applied onto the solid image formed with ink 1.8 to form a grid-like image. Formed. For both the solid image of magenta and the grid-like image of yellow, the amount of ink applied per unit area of the printing portion was set to 5 g / m 2 .
  • Example 1.7 The second image was formed directly on the recording medium in the same manner as in Example 1.10 described above, except that the first image was dried with hot air for 10 seconds before irradiation with ultraviolet rays.
  • Examples of a method for producing a porous body and an apparatus for producing a porous body according to one aspect of the present invention >> ⁇ Preparation of inkjet recording device (2.1)> A direct drawing type inkjet recording device having the configuration shown in FIG. 5 was prepared.
  • a hydrophilically treated PET film (trade name "Tetron (registered trademark) easy-adhesion-treated PET film UII-92W", thickness 125 ⁇ m) was used, and the transport speed was 600 mm / s.
  • the environment for forming the porous body was 23 ° C. and a humidity of 60% RH.
  • acetylrenol EH is a trade name of a nonionic surfactant (ethylene oxide adduct of acetylene glycol) manufactured by Kawaken Fine Chemicals.
  • the lower limit critical solution temperature of the polymerizable component A-14 was 41 ° C., and the water concentration z at the lower limit critical solution temperature was 65%.
  • the value of the "molecular weight / number of polymerizable functional groups" of the polymerizable component A-14 was 156, and the value of the "molecular weight / number of polymerizable functional groups" of the polymerizable component A-7 was 88.
  • Polymerizable component A-14 Amount (%) shown in Table 2.1 -Polymerizable component A-1: Amount (%) shown in Table 2.1
  • Polymerizable component A-15 Amount (%) shown in Table 2.1
  • Polymerizable component A-7 Amount (%) shown in Table 2.1 -Polymer initiator A: Amount (%) shown in Table 2.1 ⁇
  • Acetylenol EH 1% -Ion-exchanged water: The balance (amount that makes the total of the components 100%)
  • a recording head (nozzle row density 1,200 dpi) that ejects ink by an on-demand method using an electric-heat conversion element is driven at a frequency of 14.173 kHz, and each ink 20 g / m 2 shown in Table 2.2 is used as a recording medium.
  • the first film was formed.
  • the first film was a so-called solid image having a width of 32 mm and a length (moving direction of the recording medium) of 100 mm.
  • the recording head is not a so-called serial type recording head, but a so-called line type recording head in which the nozzle rows are fixed at substantially orthogonal directions with respect to the transport direction of the recording medium.
  • the first film formed on the transfer body was irradiated with ultraviolet rays using a UV-LED irradiation device (manufactured by Ushio, Inc., trade name "UV-LED L60II", wavelength 395 nm) to form a second film. ..
  • the integrated light intensity was 200 mJ / cm 2 .
  • ultraviolet rays were immediately irradiated after applying ink to the recording medium.
  • ink was applied to the recording medium, and then air was blown to dry the first film, and then ultraviolet rays were irradiated. ..
  • the second membrane was placed in an environmental test room at 23 ° C. and a humidity of 95% RH and left for 3 days.
  • the mass of the second film after being left to stand was measured, and the value of "y / x" was calculated.
  • the results are shown in Table 2.2.
  • Example 2.6 A medium having a 4 ⁇ m-thick porous film formed on the recording medium (PET film) was prepared in the same manner as in Example 2.3 described above, except that the amount applied to the recording medium was 6 g / m 2 . Obtained. Using an inkjet recording device (trade name "Pro-10", manufactured by Canon), a lowercase alphabet (black letters) having a size of 5 pt from a to z was printed on the obtained medium in one pass. As a result, the ink was absorbed by the porous layer, and it was possible to print clear characters without bleeding.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する第1の工程と、第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する第2の工程と、を有するインクジェット記録方法である。重合性成分Aは、第1の画像中に溶解しており、第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たす。

Description

インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置
 本発明は、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置に関する。
 インクジェット記録装置に代表される液系の画像記録装置において、紫外線や電子線などの活性エネルギー線で硬化するインクを用いる記録方法が提案及び実用化されている。インクを硬化させる活性エネルギー線としては、紫外線が用いられることが多い。紫外線の照射によりインク中の重合性成分が重合して硬化物が形成されるため、記録直後であっても堅牢性の高い画像を得ることができる。
 しかし、紫外線(UV)硬化性インクは、インク成分のほとんどが硬化するため、インクの付与量によって形成される画像の表面高さが異なりやすく、印字表面を均一にすることが困難な場合が多い。また、インクジェット方式の記録ヘッドから吐出するインクの粘度を低くする必要があるため、インクに紫外線硬化しうる低粘度成分(低粘度UVモノマー)を多く含有させることが重要である。一方、低粘度UVモノマーは揮発性であるとともに臭気を発しやすく、環境などへの影響が懸念されているものが多い。
 これに対して、重合性成分を希釈する成分として水を用いた水性UV硬化性インクが提案されている。水性UV硬化性インクは、希釈成分が水であることから、得られた画像において、インクの付与量の差による画像の表面高さの差が生じにくく、印字表面を均一にしやすい。また、水性UV硬化性インクは、安全性が高いとともに環境への影響も小さい。例えば、特許文献1では、水と水溶性の重合成分を含有する水性UV硬化性インクを用いたインクジェット記録方法が提案されている。また、特許文献2では、水性UV硬化性インクによって形成された画像を加熱して、インク中の水を除去した後に紫外線を照射するインクジェット記録方法が提案されている。
 また、紫外線硬化性インクを用いて画像を形成した場合、記録媒体上に形成された画像の表面が平滑化されないことがあり、それにより画像の光沢性が低下してしまうことがあった。このような課題に対して、特許文献3では、紫外線硬化性インクの記録媒体への付与から紫外線の照射までの時間を調整することによって、画像の表面が平滑化され、高い光沢性を有する画像を形成することができるインクジェット記録方法が提案されている。
特開2000-117960号公報 特開2011-020377号公報 特開2005-313558号公報
 しかし、特許文献1で提案されたインクジェット記録方法で用いる水性UV硬化性インクは、水分を保持したゲル状の硬化物を形成する。このため、硬化物からの水分除去が困難であるとともに、乾燥に伴って硬化物が収縮するので、得られる記録物にカールが発生しやすくなるといった課題があった。このような課題は、インクの付与量が多い場合に特に顕在化しやすかった。
 また、特許文献2で提案されたインクジェット記録方法では、記録媒体にインクが付与された後に、インクが乾燥されてから紫外線が照射されるので、インク付与後に直ちに紫外線を照射してインクをピンニングすることができない。このため、複数色のインクで画像を記録した場合に画像中で色が混ざり合う、いわゆるブリードが生じやすいといった課題があった。
 また、特許文献3に記載のインクジェット記録方法では、記録媒体上に形成される画像の表面形状を制御することができる。しかし、形成された画像の膜は内部に細孔を有しない中実なものであり、多孔質構造を有する画像の膜を形成することはできなかった。さらに、特許文献1及び2に記載のインクジェット記録方法においても、特許文献3と同様に、多孔質構造を有する画像の膜を形成することができなかった。
 したがって、本発明の目的は、活性エネルギー線硬化型の水性インクを用い、その硬化物からの水分除去が容易であるとともに、得られる記録物がカールしにくく、複数色のインクを用いた場合であってもブリードが生じにくいインクジェット記録方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置を提供することにある。
 また、本発明の目的は、所望する自由な形状の多孔質体をオンデマンドに製造することが可能な多孔質体の製造方法及び多孔質体の製造装置を提供することにある。
 すなわち、本発明の一態様によれば、水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する第1の工程と、前記第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する第2の工程と、を有するインクジェット記録方法であって、前記重合性成分Aは、前記第1の画像中に溶解しており、前記第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた前記第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。
 本発明の他の態様によれば、水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する第1の工程を実施する手段と、前記第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する第2の工程を実施する手段と、を備え、前記重合性成分Aは、前記第1の画像中に溶解しており、前記第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた前記第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
 本発明のさらに他の態様によれば、水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の膜を形成する第1の工程と、前記第1の膜に活性エネルギー線を照射して、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の工程と、を有し、前記重合性成分Aは、前記第1の膜中に溶解しており、前記第1の膜中の水分濃度xと、湿度95%の環境下においた前記第2の膜中の水分濃度yとが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とする多孔質体の製造方法が提供される。
 本発明のさらに他の態様によれば、水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の膜を形成する第1の工程を実施する手段と、
 前記第1の膜に活性エネルギー線を照射して、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の手段と、を備え、前記重合性成分Aは、前記第1の膜中に溶解しており、前記第1の膜中の水分濃度xと、湿度95%の環境下においた前記第2の膜中の水分濃度yとが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とする多孔質体の製造装置が提供される。
 本発明の一態様によれば、活性エネルギー線硬化型の水性インクを用い、その硬化物からの水分除去が容易であるとともに、得られる記録物がカールしにくく、複数色のインクを用いた場合であってもブリードが生じにくいインクジェット記録方法を提供することができる。さらに、本発明の一態様によれば、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置を提供することができる。
 また、本発明の他の態様によれば、所望する自由な形状の多孔質体をオンデマンドに製造することが可能な多孔質体の製造方法及び多孔質体の製造装置を提供することができる。
スピノーダル曲線を示す相図(グラフ)である。 下限臨界溶液温度を有する溶液の相分離曲線の模式図(グラフ)である。 本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明のインクジェット記録装置の他の実施形態を示す模式図である。 本発明の多孔質体の製造装置の一実施形態を示す模式図である。 実施例2.5で形成した乾燥後の多孔質体のSEM写真である。
 以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。また、インクジェット用の水性インクのことを、単に「インク」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。
<インクジェット記録方法>
 本発明の一態様に係るインクジェット記録方法は、第1の画像を形成する第1の工程と、第2の画像を形成する第2の工程とを有する。第1の工程では、水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する。このとき、重合性成分Aは第1の画像中に溶解している。また、第2の工程では、第1の工程で形成した第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する。そして、第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たす。以下、本発明の一態様に係るインクジェット記録方法の詳細について説明する。
 本発明の一態様に係るインクジェット記録方法では、水溶性の重合性成分Aを含有する水性インクで記録した第1の画像に活性エネルギー線を照射して重合させると、固形の硬化物と水分に固液分離する、いわゆる重合固液分離が生ずることを利用する。重合固液分離が生じた結果、画像のゲル化が抑制され、硬化物である第2の画像からの水分除去が容易になるとともに、乾燥に伴う記録物のカールを抑制することができる。
 Flory-Hugginsの式やFlory-Rehnerの式によれば、高分子溶液やゲルの浸透圧は、分子量、架橋密度、及び溶質と溶媒の相互作用を示すχパラメータの影響を受ける。これらを統一的に田中の式の形式で下記式に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記式中、Πは浸透圧、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、Vは基準状態の体積、Vは格子理論における1格子の体積、φは仕込みの高分子の体積分率、φは高分子の体積分率、nは架橋点間高分子鎖の総数を示す。また、Nは高分子の長さ、fは架橋点間高分子鎖1本が持つイオン基の数、χは2成分間の相互作用を表すパラメータを示す。ここで、浸透圧は高分子溶液やゲルが有する浸透圧のことであり、正であれば溶媒をさらに吸う性質があり、負であれば溶媒を吐き出す性質があることを示している。なお、慣用的に「高分子」という用語を用いるが、上記式には分子量のパラメータが組み込まれているため、実質的に低分子にも上記式を適用することができる。また、高分子溶液とゲルの差は、架橋が一定量あって全体が流動するかどうかの違いである。上記式には架橋密度のパラメータが組み込まれているため、高分子溶液とゲルに同様に適用することができる。
 分子量や架橋密度が大きくなると、浸透圧は低下する方向に働くため、モノマー溶液中のモノマーを重合すると、浸透圧は低下する。浸透圧が低下すると、上述の通り、溶媒を吸う力が小さくなる、又は吐き出す力が生じるため、重合物の膨潤性はモノマーより低下する。また、重合によってχパラメータが非親媒性の方向に変化する場合も膨潤性は低下する。なお、上述の通り、硬化物の架橋密度が低い場合には硬化物が溶解することもあるが、高分子溶液とゲルは浸透圧においては同様に扱うことができるため、ここでは硬化物の溶解も「膨潤」と表現する。
 硬化物の膨潤性をある条件以上に低下させた場合、モノマーでは溶媒に溶解して一相であった状態から、重合に伴って硬化物と溶媒とに相分離するという現象が生じる。この相分離のことを、本明細書においては「重合固液分離」と記す。
 検討の結果、本発明者らは、重合固液分離を起こすには、重合時の溶媒濃度に特定の条件が必要となることを見出した。重合によって膨潤性が低下しても、重合物の周囲に平衡膨潤時の量以下の溶媒しか存在しない場合、硬化物が溶媒を吸い尽くして硬化物と溶媒が一体のゲルを形成してしまう。すなわち、重合時の溶媒濃度が低くなると、重合固液分離が起こらなくなる。ここで、「平衡膨潤」とは、硬化物の浸透圧がゼロの状態のことをいう。例えば、半透膜を介して溶媒と接触させて長時間おいた後の膨潤状態を考えると分かりやすい。さらに、本発明者らは、重合固液分離が起こる溶媒濃度の下限は、重合性成分であるモノマーの組成によっても異なることを見出した。これは、モノマーの重合により生成する硬化物の性質によって、上述の平衡膨潤時の溶媒量が異なるためである。水溶性のモノマーの多くは、いかなる濃度においても重合固液分離を起こさず、重合固液分離を起こすモノマーはむしろ特殊であると言える。
 第1の画像中の水分濃度x(質量%)は、重合開始時における第1の画像中の水分濃度を意味する。第1の画像中の水分濃度x(質量%)は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましく、65質量%以上であることが特に好ましい。また、第2の画像中の水分濃度y(質量%)は、第2の画像を高湿度(湿度95%)環境下において平衡状態としたときの第2の画像中の水分濃度を意味し、平衡膨潤時の水分量を模擬した実験的な計測を容易にしている。前述の理論的な背景によれば、厳密な平衡膨潤状態とするには、画像を水に直接浸漬したり、湿度100%の環境下においたりすることが必要とされる。しかし、そのような操作は、硬化物を水中で見失ったり、結露によって平衡状態であるか否か判別しにくくなったりするなど、実際の計測が困難であることがわかった。上述の理論では、水分濃度xが平衡膨潤時の水分濃度以上であるとき、すなわち「{(平衡膨潤時の水分濃度)/x}≦1」のときに、重合固液分離が生ずることになる。しかし、水分濃度yは平衡膨潤時の水分濃度より低いため、(y/x)≦0.80の関係を満たすこと、好ましくは(y/x)≦0.6の関係を満たすことで、重合固液分離が生ずることが判明した。
 重合固液分離が生ずると硬化物から水分が分離するため、水分を保持するゲルと比べて乾燥速度を速くすることができる。ゲルは、平衡膨潤よりも少量の溶媒を含んだ状態であり、さらに溶媒を吸収しうる浸透圧を有している。重合固液分離した硬化物の乾燥速度がゲルと比べて速いのは、ゲルは、その浸透圧によって水分の蒸気圧を低下させるが、重合固液分離が生ずると蒸気圧の低下量が小さくなるためである。
 ゲルを乾燥させる際には、ゲル中の液体の一部が除去される結果、毛管圧による強い収縮力が生ずる。このため、硬化物がゲルである場合、乾燥に伴って記録物にカールが生じやすかった。しかし、重合固液分離が生ずる場合、硬化物の浸透圧はゲルよりも低いこと、及びモノマーに比べ硬化物中の含水率は低いことから、乾燥に伴って生ずる記録物のカールは軽減されることになる。重合固液分離が生ずることで乾燥が容易になるため、重合固液分離は、画像の硬化後に水分を除去する工程を有するインクジェット記録方法に好適である。また、硬化物と水分が分離するため、多孔質体などの液体吸収体を接触させることによって容易に水分を除去することができる。したがって、重合固液分離は、液体吸収体を用いて画像から水分を除去する工程を有するインクジェット記録方法に好適である。水分の浸透によって生ずる記録物のカールやコックリングを防止するために、転写体上で仮硬化させて得た中間画像から水分を除去して記録媒体に転写する、いわゆる転写型のインクジェット記録方法が提案されている。重合固液分離は、乾燥や液体吸収体による水分の除去を容易にするため、このような転写型のインクジェット記録方法に好適である。
 従来の水性UV硬化性インクは、乾燥後に硬化させることが多かった。これは、以下の理由によるところが大きい。水性UV硬化性インクは、重合性成分がエマルションなどの溶解していない分散状態で存在するものと、溶解している状態で存在するものに大別される。重合性成分が分散状態でインク中に存在する場合、堅牢な硬化物を得るには、硬化させる前に分散している重合性成分をつなげる、いわゆる造膜工程が必要であった。この造膜工程では、通常、加熱乾燥が実施される。一方、重合性成分がインク中に溶解している場合、乾燥前に重合性成分を硬化させるとゲル状に硬化し、水分の除去が困難になったり、乾燥収縮によるカールが生じやすくなったりするといった問題が生ずることがある。すなわち、従来の水性UV硬化性インクの場合、乾燥前に硬化させることが困難であった。
 水性UV硬化性インクの大きな利点の一つとして、UV照射により直ちに画像を固定できる、いわゆるピンニングがある。非吸収性の記録媒体上でインクが弾かれる、ブリードが生ずる、又は先に付与されたインクによって形成された画像に後から付与されたインクが突っ込むことで生ずる画質の低下に対しても、ピンニングは有効に働く。さらに、ピンニングは、吸収性の記録媒体に液体成分が浸透することで生ずる種々の課題に対しても有効に働く。液体吸収体を用いて画像から水分を除去する場合、水分を除去する前に画像を硬化させておくことが好ましい。本発明の一態様に係るインクジェット記録方法は、乾燥前に画像を硬化させることが可能である点で大きな意義を有する。
 重合固液分離は、重合性成分が重合することによって硬化物と水などの溶媒が相分離する現象である。但し、この相分離は、上下に完全に二分されるものではなく、ミクロな分離構造、典型的には多孔質体が形成されることが多い。多孔質体が形成されることで、硬化した瞬間に白化やヘイズが生ずることがある。画像を形成する際に白化やヘイズを意図的に利用する場合以外は、白化やヘイズを最終的に取り除くことが好ましい。検討の結果、本発明者らは、第1の画像を硬化させた硬化物である第2の画像を形成する固形分の複素弾性率、より具体的には、多孔質体を形成する構造部分の複素弾性率が107.0Pa未満であると、水の除去に伴う白化やヘイズが軽減されることを見出した。第2の画像を形成する固形分の複素弾性率が107.0Pa未満、好ましくは106.0Pa以下であると、多孔質体の細孔から水が抜ける際に水の毛管力によって多孔質構造が潰れ、白化やヘイズが軽減されると考えられる。第2の画像を形成する固形分には、重合により形成された硬化物だけでなく、顔料や樹脂粒子などの水不溶性の成分も含まれる。また、第2の画像を形成する固形分の複素弾性率の下限値については特に制限はないが、例えば、第2の画像を形成する固形分の複素弾性率は105.0Pa以上とすることができる。
 重合性成分Aの重合機構としては、ラジカル重合やイオン重合などがあり、特に限定されない。但し、水による阻害を受けにくいことから、ラジカル重合が好ましい。重合性成分Aは、加水分解に対する耐性が高いアクリルアミド構造を含むことが好ましい。アクリルアミド構造とは、置換基を有してもよいアクリロイルアミノ基のことである。重合固液分離は、重合による分子量の増加を一つの駆動力とする。このため、重合性成分Aの分子量が小さいほうが、重合による浸透圧の変化が大きいため好ましい。具体的には、重合性成分Aの分子量は、800以下であることが好ましい。
 相分離には、核生成・成長を必要とするバイノーダル分解と、核生成・成長を必要とせず自発的に進行するスピノーダル分解が存在することが知られている。スピノーダル分解するかしないかの境界であるスピノーダル曲線の理論式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 上記理論式中、χは2成分間の相互作用を表すパラメータであり、値が正に大きいほど相溶性が低いことを示す。φは一方の分子の体積分率、Nはこの分子のセグメント数であり、格子理論における1個の分子が占める格子数である。スピノーダル曲線の内部はスピノーダル分解が起こる領域であり、相溶状態がエネルギー的に準安定を含まない常に不安定な状態となるために良好な相分離が生ずる。
 重合性成分Aを溶媒に溶解させた状態でのスピノーダル曲線を考える。分子の濃度を「φ」とし、x軸に溶媒濃度「1-φ」、y軸に「χ」をとった相図(スピノーダル曲線)を図1に示す。スピノーダル曲線は、下に凸の形状を描き、曲線より下で相溶、曲線より上で相分離となる。スピノーダル曲線は、Nを大きくする、すなわち重合性成分Aが重合して分子量が大きくなると、溶媒濃度が高い側、χパラメータが正に小さい方向へと広がる。重合前の分子量が小さい状態では相溶の領域にあり、重合後の分子量が大きい状態では相分離となる領域に存在するような溶媒濃度及びχパラメータの溶液は、非常に良好に重合固液分離を起こす。
 有機分子のなかには、高温のほうが水に溶解しにくくなる性質を有するものも存在する。低温では水和して溶解していたものが、高温にすることで水和が外れて溶解性が低下するためと考えられる。下限臨界溶液温度を有する溶液の相分離曲線の模式図(グラフ)を図2に示す。このグラフは、x軸に「溶媒濃度」、y軸に「温度」を示す。図2に示すように、相分離曲線は極小を持つ下に凸の形状を描く。この極小における温度は「下限臨界溶液温度」と呼ばれる。本明細書においては、重合性成分Aが水中で下限臨界溶液温度を有するものである場合に、重合性成分Aの下限臨界溶液温度における水分濃度を「水分濃度z(質量%)」と定義する。
 χパラメータと、下限臨界溶液温度を有する重合性成分Aが溶解した溶液(下限臨界性を有する溶液)における温度について検討すると、これらの値が大きいと非親媒的であり、これらの値が小さいと相溶的であり、これらの値は正の相関を示すことがわかる。このため、下限臨界溶液温度を有する重合性成分Aを用いると、重合固液分離が良好に生ずるために好ましい。重合が起こると、水分濃度(溶媒濃度)は、高濃度側にシフトするとともに、温度が低温側にシフトし、重合固液分離が生ずる。このため、重合性成分Aの下限臨界溶液温度における水分濃度z(質量%)と、第1の画像中の水分濃度x(質量%)とは、x≧zを満たすことが好ましい。水分濃度zの値が大きすぎると、重合により相分離曲線が移動する余地が小さくなり、重合固液分離が生じにくくなることがある。このため、水分濃度z(質量%)は、z≦0.95を満たすことが好ましい。
 重合性成分Aは、その分子内に複数の重合性官能基を有することが好ましい。すなわち、重合性成分Aは、多官能モノマーであることが好ましい。分子中に複数の重合性官能基を有する多官能モノマーを重合性成分Aとして用いることで、形成される硬化物(第2の画像)の力学特性を向上させることができる。また、重合性成分Aは、「分子量/重合性官能基数≦150」の関係を満たす多官能モノマーであることが好ましい。上記の関係を満たす多官能モノマーを重合性成分Aとして用いることで、架橋反応を重合固液分離の駆動力とすることができるとともに、架橋密度を高めることも可能である。また、「分子量/重合性官能基数」の下限値については特に制限はないが、例えば、重合性成分Aは、50≦分子量/重合性官能基数≦150の関係を満たす多官能モノマーであることが好ましい。
 第1の画像中の水分濃度x(質量%)、及び湿度95%の環境下において平衡状態とした第2の画像中の水分濃度y(質量%)は、いずれも、それぞれの画像の質量を測定して算出することができる。いずれの水分濃度も、「(液体成分の質量/画像の質量)×100」で定義される。但し、「画像の質量」には、活性エネルギー線の照射前から存在した固体を含めないこととする。これは、活性エネルギー線の照射前からもともと存在していた固体は、重合固液分離に寄与しないためである。例えば、顔料は「画像の質量」に含めない。一方、「液体成分の質量」には、活性エネルギー線の照射する前から存在し、かつ照射後も水に溶解している成分を含める。例えば、水溶性溶剤や界面活性剤は「液体成分の質量」に含める。また、水溶性の重合開始剤なども、通常、極めて少ない量が重合した分子鎖に取り込まれるのみで、ほとんどが活性エネルギー線の照射後も水溶性であることから「液体成分の質量」に含める。「画像の質量」に含まれるが、「液体成分の質量」に含まれないものとしては、重合性成分Aが挙げられる。
 湿度95%の環境下においた第2の画像中の水分濃度y(質量%)については、種々の水分濃度のインクを硬化させた硬化物を湿度95%の環境下に設置して平衡に達した際の水分濃度を算出しておくとよい。湿度95%の環境の温度は、画像形成する際の温度に合わせればよい。
 第2の画像を形成する固形分の複素弾性率は、以下の手順にしたがって測定することができる。紫外線(UV)などの活性エネルギー線を照射可能なレオメータを測定装置として使用することができる。まず、平行プレートを治具として使用し、液体状態のインクを平行プレートの間に挟み込む。次いで、活性エネルギー線を照射してインクを硬化させた後、ギャップを縮めてインク(硬化物)を圧縮する。重合固液分離が生じた場合には外側に水が排出されるため、ギャップに固形分が濃縮される。インク中の固形分量に相当するギャップまで圧縮したら圧縮を停止し、振動モードで複素弾性率を測定する。振動モードの条件は、歪み量1%、振動数30Hzとする。複素弾性率は、下記式により定義される。インクとしては、活性エネルギー線照射直前の組成を模したインクを用いる。勿論、実際に形成した硬化物(第2の画像)を用意できるならば、硬化物を用いて複素弾性率を測定することもできる。
 複素弾性率={(貯蔵弾性率)+(損失弾性率)1/2
 重合性成分Aの下限臨界溶液温度、及び重合性成分Aの下限臨界溶液温度における水分濃度zは、以下の手順にしたがって測定することができる。まず、種々の濃度の重合性成分Aの水溶液を用意する。次いで、加熱及び冷却が可能なバスなどを使用し、温度を変化させながら水溶液中の重合性成分Aの溶解状態を確認する。下限臨界溶液温度を有する重合性成分Aの水溶液は、所定の温度以上になると曇りが生ずる。このような曇りが生ずる温度が「曇点」である。そして、種々の濃度の水溶液について測定した曇点のうち、極小となる曇点を「下限臨界溶液温度(℃)」とする。さらに、この「下限臨界溶液温度」となる水溶液の水分濃度を「水分濃度z(質量%)」とする。
 下限臨界溶液温度を測定する際の温度は、5℃から80℃までとすればよい。仮に、下限臨界溶液温度が5℃未満であって水分濃度zを決定できない場合であっても、水分濃度xと水分濃度zの大小関係を判断することはできる。水分濃度xは、重合性成分Aが第1の画像中に溶解した状態で定義される値である。このため、下限臨界溶液温度が5℃未満である場合であっても、水分濃度xに比して小さい水分濃度で不溶化する点が存在するならば、さらにその不溶化する点よりも小さい水分濃度zが存在するので、x≧zの関係を満たすことになる。同様に、水分濃度xが0.95未満であれば、z≦0.95となる。なお、インクが、下限臨界溶液温度を有する複数種の重合性成分Aを含有する場合、それぞれの重合性成分Aについての水分濃度zを測定し、各成分の含有量で重みづけした相加平均を「水分濃度z」として再定義する。例えば、水分濃度z=50質量%で含有量が20質量%の重合性成分A1と、水分濃度z=80%で含有量が10質量%の重合性成分A2とを含有するインクの場合、このインク中の重合性成分Aの水分濃度z(質量%)は、下記式により算出される。
 {(0.5×0.2+0.8×0.1)/0.3}×100=60質量%
(活性エネルギー線硬化型のインクジェット用水性インク)
 インクとしては、水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクを用いる。すなわち、本発明の一態様に係るインクジェット記録方法で用いるインクは、活性エネルギー線硬化型のインクジェット用水性インクである。以下、活性エネルギー線の典型例である紫外線(UV)の照射により重合する重合性成分Aを含有するインクを例に挙げて説明する。
[重合性成分A]
 重合性成分Aは、紫外線(UV)などの活性エネルギー線の照射により重合して重合物(硬化物)を生成する水溶性の成分である。なお、本明細書における「水溶性」とは、25℃の水に1質量%以上溶解する性質をいう。重合性成分Aは、その分子構造中に紫外線により硬化可能なエチレン性不飽和結合と、親水性部とを有するものが好ましい。親水性部としては、水酸基、カルボキシ基、リン酸基、スルホ基、これらの基の塩、エーテル結合、及びアミド結合などを挙げることができる。重合性成分Aは、後述する反応液に含有されていてもよい。重合性成分Aの具体例としては、下記構造式(A-1)~(A-16)で表される重合性成分A-1~A-16を挙げることができる。なかでも、重合性成分A-3及びA-14は、重合固液分離を起こしやすいために好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
 インクには、2種以上の重合性成分Aを含有させてもよい。インク中の重合性成分Aの含有量は、インク全質量を基準として、1~50質量%であることが好ましく、5~40質量%であることがさらに好ましく、10~35質量%であることが特に好ましい。
[重合開始剤]
 インクには、水溶性の重合開始剤を含有させることが好ましい。重合性成分Aがラジカル重合性物質である場合、重合開始剤としては、通常、ラジカルを生成する化合物を用いる。重合開始剤としては、下記一般式(1)~(5)で表される化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(一般式(1)中、Rはアルキル基又はフェニル基を示し、Rはアルコキシ基又はフェニル基を示し、Rは下記一般式(1-1)で表される基を示す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(一般式(1-1)中、Rは、-[CHx2-(x2=0又は1)又はフェニレン基を示し、m2は0~10の整数を示し、n2は0又は1を示し、Rは水素原子、スルホ基、カルボキシ基、水酸基、又はこれらの塩を示す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(一般式(2)中、m3は1以上の整数を示し、n3は0以上の整数を示し、m3+n3は1~8の整数を示す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(一般式(3)中、R10及びR11は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を示し、m4は5~10の整数を示す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(一般式(4)中、R10及びR11は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を示し、R12は、-(CH-(x=0又は1)、-O-(CH-(y=1又は2)、又はフェニレン基を示し、Mは水素原子又はアルカリ金属を示す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(一般式(5)中、R10及びR11は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を示し、Mは水素原子又はアルカリ金属を示す)
 上記の一般式で表される化合物のなかでも、一般式(1)~(3)で表される化合物が好ましく、一般式(1)及び(2)で表される化合物がさらに好ましい。
 一般式(1)中、Rで表されるアルキル基及びフェニル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~5の低級アルキル基、炭素数1~5の低級アルコキシ基、前記一般式(1-1)で表される基、スルホ基、カルボキシ基、水酸基、スルホ基の塩(-SOM)、カルボキシ基の塩(-COOM)、及び水酸基の塩(-OM)を挙げることができる。Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はHNRで表されるアンモニウム(R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5の低級アルキル基、炭素数1~5のモノヒドロキシ置換低級アルキル基、又はフェニル基を示す)である。一般式(1)中、Rは、炭素数1~5の低級アルキル基を置換基として有するフェニル基であることが好ましい。
 一般式(1-1)中、Rで表されるフェニレン基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~5の低級アルキル基、炭素数1~5の低級アルコキシ基、前記一般式(1-1)で表される基、スルホ基、カルボキシ基、水酸基、スルホ基の塩(-SOM)、カルボキシ基の塩(-COOM)、及び水酸基の塩(-OM)を挙げることができる。Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はHNRで表されるアンモニウム(R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5の低級アルキル基、炭素数1~5のモノヒドロキシ置換低級アルキル基、又はフェニル基を示す)である。
 一般式(1-1)中、Rで表される塩としては、スルホ基の塩(-SOM)、カルボキシ基の塩(-COOM)、及び水酸基の塩(-OM)を挙げることができる。Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はHNRで表されるアンモニウム(R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5の低級アルキル基、炭素数1~5のモノヒドロキシ置換低級アルキル基、又はフェニル基を示す)である。
 一般式(1)中、Rで表されるアルコキシ基及びフェニル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~5の低級アルキル基、及び炭素数1~5の低級アルコキシ基を挙げることができる。一般式(1)中、Rは、アルコキシ基であることが好ましく、-OC又は-OC(CHであることがさらに好ましい。
 一般式(3)~(5)中、R10及びR11で表されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、スルホ基、カルボキシ基、水酸基、スルホ基の塩(-SOM)、カルボキシ基の塩(-COOM)、及び水酸基の塩(-OM)を挙げることができる。Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はHNRで表されるアンモニウム(R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5の低級アルキル基、炭素数1~5のモノヒドロキシ置換低級アルキル基、又はフェニル基を示す)である。
 重合開始剤の好適な具体例としては、下記構造式(A)~(E)で表される化合物(重合開始剤A~E)を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 インク中の重合開始剤の含有量は、重合性成分A全質量を基準として、0.1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。重合開始剤の量が多すぎると、未反応の重合開始剤が画像中に残存しやすくなり、画像の強度がやや低下することがある。
 2種以上の重合開始剤を併用することも可能である。2種以上の重合開始剤を併用することで、1種のみの重合開始剤では有効利用できない波長の光を利用して、ラジカルのさらなる発生が期待される。なお、重合開始剤は、電子線を活性エネルギー線として用いる電子線硬化法を採用する場合には含有させなくてもよい。
 チオキサントン系の重合開始剤などを用いる場合には、水素供与剤をインクに添加することが好ましい。水素供与剤としては、トリエタノールアミン、モノエタノールアミンなどを挙げることができる。
 活性エネルギー線硬化触媒をインクに含有させてもよい。活性エネルギー線硬化触媒としては、α-ヒドロキシケトン、ベンジルケタール、アシルフォスフィン、及びチオキサントンなどの骨格を有する者が好ましい。さらに、活性エネルギー線硬化触媒は、反応性を最大限に発揮するためにも親水性であることが好ましい。このため、活性エネルギー線硬化触媒は、水酸基、カルボキシ基、リン酸基、スルホ基、これらの塩、エーテル結合、及びアミド結合などをその分子中に有する化合物であることが好ましい。また、反応速度を向上させるため、光の吸収波長を広げる役割を有する増感剤をインクに添加することも好ましい。
[色材]
 インクには、色材を含有させることができる。色材としては、顔料及び染料を用いることができる。顔料としては、一般的な顔料を用いることができる。顔料の具体例としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、16、22;C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、112、122;C.I.ピグメントイエロー1、2、3、13、16、83;カーボンブラックNo.2300、900、33、40、52、MA7、MA8、MCF88(以上、三菱化学製);RAVEN1255(コロンビア製);REGAL330R、660R、MOGUL(以上、キャボット製);Color Black FW1、FW18、S170、S150、Printex35(以上、デグッサ製);などを挙げることができる。
 顔料を用いる場合には、分散剤を併用してもよい。分散剤としては、重量平均分子量1,000以上15,000以下の水溶性の樹脂を用いることが好ましい。分散剤としては、スチレン及びその誘導体、ビニルナフタレン及びその誘導体、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル、アクリル酸及びその誘導体、マレイン酸及びその誘導体、イタコン酸及びその誘導体、並びにフマル酸及びその誘導体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体、及びこれらの塩などを挙げることができる。また、顔料としては、顔料の粒子表面にイオン性基を結合させた、分散剤を用いることなく媒体に分散することができる、いわゆる自己分散顔料を用いることもできる。
 染料としては、一般的な染料を用いることができる。染料の具体例としては、C.I.ダイレクトブルー6、8、22、34、70、71、76、78、86、142、199;C.I.アシッドブルー9、22、40、59、93、102、104、117、120、167、229;C.I.ダイレクトレッド1、4、17、28、83、227;C.I.アシッドレッド1、4、8、13、14、15、18、21、26、35、37、249、257、289;C.I.ダイレクトイエロー12、24、26、86、98、132、142;C.I.アシッドイエロー1、3、4、7、11、12、13、14、19、23、25、34、44、71;C.I.フードブラック1、2;C.I.アシッドブラック2、7、24、26、31、52、112、118;などを挙げることができる。
 インクは、色材を実質的に含有しない、いわゆる透明インクとして用いることもできる。透明インクを用いれば、実質的に無色透明の硬化膜を形成することができる。
[溶媒]
 インクは、主たる溶剤として水を含有する水性インクである。インク中の水の含有量は、インク全質量を基準として、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。
 また、様々な性能の向上を目的とし、かつ、本来の特性を損なわない範囲で、各種有機溶剤をさらに含有させてもよい。例えば、ある種の有機溶剤はインクに不揮発性を付与することができる。また、粘度の調整、表面張力の調整、及び記録媒体への濡れ性に付与などの目的で各種の有機溶剤をインクに含有させることができる。
 有機溶剤としては、高沸点で蒸気圧の低い水溶性の有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、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メチルエーテル、グリセリンなどを挙げることができる。また、粘度、表面張力などを調整する成分として、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類や各種界面活性剤を添加してもよい。
(反応液)
 本発明の一態様に係るインクジェット記録方法では、インクと接触することでインクを高粘度化する成分を含有する反応液を用いることができる。インクの高粘度化には、インク中の成分が化学的に反応したり物理的に吸着したりすることでインクの粘度が上昇する場合や、インク中の成分が凝集して局所的に粘度が上昇する場合が含まれる。インクを高粘度化する成分は、記録媒体上でインクの流動性を低下させ、ブリーディングやビーディングを抑制する効果がある。インクを高粘度化する成分としては、多価金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子などを用いることができる。なかでも、多価金属イオン及び有機酸が好ましい。インクを高粘度化する成分の反応液中の含有量は、反応液全質量を基準として、5質量%以上であることが好ましい。
 多価金属イオンとしては、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、及びZn2+などの二価の金属イオン;Fe3+、Cr3+、Y3+、及びAl3+などの三価の金属イオン:を挙げることができる。
 有機酸としては、シュウ酸、ポリアクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、レブリン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、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、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸などを挙げることができる。
 反応液には、水や低揮発性の有機溶剤を含有させることができる。水としては、脱イオン水を用いることが好ましい。有機溶剤としては、公知の有機溶剤を用いることができる。反応液には、表面張力や粘度を適宜調整すべく、界面活性剤や粘度調整剤を添加することができる。界面活性剤としては、アセチレングリコールエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物などを挙げることができる。アセチレングリコールエチレンオキシド付加物の市販品としては、例えば、商品名「アセチレノールE100」(川研ファインケミカル製)などを挙げることができる。また、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物の市販品としては、例えば、商品名「メガファックF444」(DIC製)などを挙げることができる。反応液には、活性エネルギー線で硬化する硬化成分や重合開始剤などの成分をさらに含有させてもよい。
<インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法>
 本発明の一態様に係るインクジェット記録装置は、第1の画像を形成する第1の工程を実施する手段と、第2の画像を形成する第2の工程を実施する手段とを備える。第1の工程を実施する手段は、水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する第1の工程を実施するための手段である。このとき、重合性成分Aは第1の画像中に溶解している。第2の工程を実施する手段は、第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する第2の工程を実施するための手段である。そして、前述の通り、第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たす。
 本発明の一態様に係るインクジェット記録方法は、さらに、第2の画像から少なくとも一部の水分(以下、「液体成分」とも記す)を除去して第3の画像を形成する第3の工程を有することが好ましい。また、第2の画像から液体成分を除去して形成した第3の画像を、媒体Mから媒体Nに転写して、媒体N上に第4の画像を形成する第4の工程をさらに有することが好ましい。
 本発明の一態様に係るインクジェット記録装置としては、(i)転写体上に形成した画像を記録媒体に転写する転写型インクジェット記録装置;及び(ii)記録媒体に直接画像を形成する直描型インクジェット記録装置;を挙げることができる。転写型インクジェット記録装置を使用することで、上記の第4の工程を有するインクジェット記録方法を実施することができる。
(転写型インクジェット記録装置)
 図3は、本発明の一態様に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す模式図である。図3に示す実施形態のインクジェット記録装置は、転写体上に形成した画像を記録媒体に転写する転写型インクジェット記録装置100である。転写型インクジェット記録装置100は、転写体101(媒体M)、反応液付与装置103、インク付与装置104、液吸収装置105、及び押圧部材106を有する。転写体101は、支持部材102によって支持されている。反応液付与装置103は、インクと反応する反応剤を含有する反応液を転写体101に付与する装置である。インク付与装置104は、反応液が付与された転写体101にインクを付与して第1の画像を形成する記録ヘッドを備える。転写型インクジェット記録装置100は、さらに、転写体101上の第1の画像に紫外線を照射して第2の画像を形成する活性エネルギー線照射装置110を備える。液吸収装置105は、第2の画像の液体吸収体を接触させ、第2の画像から少なくとも一部の水分(液体成分)を吸収して除去し、第3の画像を形成する装置である。押圧部材106は、第3の画像を紙などのシート状の記録媒体108(媒体N)に転写し、記録媒体108(媒体N)上に第4の画像を形成するための部材である。さらに、転写型インクジェット記録装置100は、必要に応じて、転写後の転写体101の表面をクリーニングする転写体クリーニング部材109を有してもよい。
 転写体101は、支持部材102の回転軸102aを中心として矢印Aの方向に回転する。回転する転写体101に反応液付与装置103から反応液が付与された後、インク付与装置104からインクが付与されることで、転写体101に第1の画像が形成される。次いで、活性エネルギー線照射装置110から転写体101上の第1の画像に紫外線が照射され、第2の画像が形成される。その後、形成された第2の画像は、転写体101の回転により、液吸収装置105の液吸収部材105aと接触する位置まで移動する。
 液吸収装置105を構成する液吸収部材105aは、転写体101の回転に同期して矢印Bの方向に移動(回転)する。転写体101に形成された第2の画像は、移動する液吸収部材105aと接触する。その間に、液吸収部材105aは第2の画像から液体成分を吸収して除去し第3の画像が形成される。液体成分が除去され、インクが濃縮された状態となった第3の画像は、転写体101の回転により、記録媒体搬送装置107によって搬送される記録媒体108と接触する転写部へと移動する。第3の画像と記録媒体108は、転写体101と押圧部材106とに挟まれた状態で、押圧部材106側から押圧されて接触する。第3の画像が記録媒体108と接触している間に、押圧部材106が転写体101を押圧することによって記録媒体108に第3の画像が転写され、所望とする第4の画像が記録媒体108に形成される。第4の画像は、転写前の画像(第3の画像)の反転画像である。このように、転写体101上で少なくとも一部の水分(液体成分)を除去し、その後に記録媒体108に転写するため、液体成分が記録媒体108に浸透することに起因するカールやコックリングなどが発生するのを抑制することができる。
[1]転写体
 転写体101は、画像が形成される面を含む表面層を有する。表面層を構成する材料としては、樹脂、セラミックなどを挙げることができる。シロキサン構造を有する樹脂が好ましく、耐久性などの観点から、圧縮弾性率の高い材料が好ましい。反応液の濡れ性、転写性などを向上させるために、表面処理を施して用いてもよい。
 転写体は、表面層と支持部材との間に、圧力変動を吸収する機能を有する圧縮層を有することが好ましい。圧縮層は、局所的な圧力変動を分散し、表面層の変形を吸収する。このため、圧縮層を設けることで、高速記録する場合であっても良好な転写性を維持することができる。圧縮層を構成する材料としては、ゴム材料などの弾性材料を挙げることができる。なかでも、加硫剤及び加硫促進剤とともに、発泡剤、中空微粒子、及び塩などの充填剤を原料ゴムに配合して成形した多孔質構造を有するゴム材料が好ましい。このような弾性材料は、圧力が変動すると空隙部分が体積変化を伴って圧縮されるため、圧縮方向以外への変形が小さい。このため、転写性及び耐久性を向上させることができる。多孔質構造としては、空隙が相互に連結した連続空隙構造や、空隙が各々独立した独立空隙構造などを挙げることができる。
 転写体は、表面層と圧縮層との間に、さらに弾性層を有することが好ましい。弾性層を構成する材料としては、樹脂材料、セラミック材料などを挙げることができる。なかでも、加工しやすいとともに、温度による弾性率の変化が小さく、転写性に優れるため、ゴム材料などの弾性材料が好ましい。
 転写体を構成する各層(表面層、弾性層、圧縮層)は、接着剤や両面テープを用いて相互に接着することができる。装置に装着する際の横伸びを抑制してコシを保つために、圧縮弾性率の高い補強層を設けてもよい。補強層としては、織布などを用いることができる。転写体を構成する層のうち、表面層以外の層については、弾性層や圧縮層を任意に組み合わせることができる。転写体の大きさは、記録速度や画像のサイズに合わせて自由に選択することができる。転写体の形状としては、例えば、シート状、ローラ状、ベルト状、無端ウェブ状などを挙げることができる。
[2]支持部材
 転写体101は、支持部材102上に支持されている。転写体は、例えば、接着剤や両面テープなどを用いて支持体上に配設することができる。金属、セラミック、樹脂などの材料で構成される設置用部材を用いて転写体101を支持部材102に配設してもよい。支持部材102は、搬送精度や耐久性の観点から、ある程度の構造強度を有することが要求される。支持部材の材質としては、金属、セラミック、樹脂などを挙げることができる。なかでも、アルミニウムなどの金属材料を用いることが好ましい。金属材料を用いることで、転写時の応力に耐えうる剛性及び寸法精度の他、動作時の慣性を軽減して制御の応答性を向上させることができる。
[3]反応液付与装置
 図3に示す転写型インクジェット記録装置100は、転写体101に反応液を付与する反応液付与装置103を有する。この反応液付与装置103は、反応液を収容する反応液収容部103aと、反応液収容部103a中の反応液を転写体101に付与する反応液付与部材103b及び103cを有するグラビアオフセットローラである。反応液付与装置としては、グラビアオフセットローラ、インクジェット方式の記録ヘッドなどを挙げることができる。なかでも、ローラを使用して転写体に反応液を付与することが好ましい。
[4]インク付与装置
 図3に示す転写型インクジェット記録装置100は、転写体101にインクを付与するインク付与手段であるインク付与装置104を有する。インク付与装置としてインクジェット方式の記録ヘッドを用い、インクを吐出して付与することが好ましい。記録ヘッドとしては、例えば、電気-熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する形態;電気-機械変換体によってインクを吐出する形態;静電気を利用してインクを吐出する形態などを挙げることができる。なかでも、電気-熱変換体を利用する形態の記録ヘッドが、より高速で高密度の画像を記録することができるために好ましい。
 記録ヘッドは、Y方向に延設されたフルラインヘッドであり、使用可能な最大サイズの記録媒体の画像記録領域の幅分をカバーする範囲に吐出口が配列されている。記録ヘッドは、その下面(転写体101側)に吐出口が開口した吐出口面を有する。吐出口面は、微小な隙間(数ミリ程度)を空けて転写体101の表面と対向している。なお、記録ヘッドは、フルラインヘッド以外にも、Y方向に移動可能なシリアルヘッドであってもよい。
 インク付与装置104は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック(CMYK)などの各色のインクを転写体101に付与するために、複数の記録ヘッドを有してもよい。例えば、CMYKの4種のインクを用いてインク像を形成する場合、インク付与装置は、CMYKの4種のインクをそれぞれ吐出する4つの記録ヘッドを有する。また、色材を含有しないインク(クリアインク)を吐出する記録ヘッドを有していてもよい。
[5]活性エネルギー線照射装置
 図3に示す転写型インクジェット記録装置100は、転写体101上に形成した第1の画像に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置110を有する。第1の画像に活性エネルギー線を照射することで、転写体101(媒体M)上に第2の画像を形成することができる。なお、転写体101上に形成した第1の画像を加熱及び送風の少なくともいずれかにより乾燥する工程を経ずに、第1の画像に活性エネルギー線を照射することが好ましい。
 活性エネルギー線照射装置としては紫外線照射装置や電子線照射装置を挙げることができる。紫外線照射装置は、重合開始剤の吸収波長など重合が進行する波長の光を照射することができれば、公知の照射装置を用いることができる。紫外線照射装置としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ、LEDなどを挙げることができる。また、紫外線の波長に関しても400nm以下の波長に限定されるものではなく、少なくとも400nm以下にピーク波長を有していればよく、400nm超の可視光領域の波長の光を含んでいてもよい。また、電子線照射装置も、重合性成分の重合が進行する電子線を照射することができれば、公知の照射装置を用いることができる。
 紫外線の照射条件には、波長以外に、照度や積算光量などがある。照度は単位面積当たりの放射束を示し、単位としてmW/cmを用いることが多い。積算光量は照度を時間で積分した単位面積当たりのエネルギーを示し、単位としてmJ/cmを用いることが多い。いずれも、紫外線に対応した一般的な照度計で測定することができる。
[6]液吸収装置(液体除去装置)
 液吸収装置105は、液吸収部材105aと、液吸収部材105aを転写体101の第2の画像に押し当てる液吸収用の押圧部材105bとを有する。円柱状の押圧部材105bと、ベルト状の液吸収部材105aで構成する場合、押圧部材105bで液吸収部材105aを転写体101に押し当てることで、第2の画像から液体成分を吸収して除去し、第3の画像を形成することができる。また、その外周表面に液吸収部材を貼りつけた円柱状の押圧部材を転写体に押し当てることでも、第2の画像から液体成分を吸収することができる。記録装置内でのスペースなどを考慮すると、液吸収部材105aの形状はベルト状であることが好ましい。ベルト状の液吸収部材105aを有する液吸収装置105は、液吸収部材105aを張架する、張架ローラ105c、105d、105eなどの張架部材を有していてもよい。
 押圧部材105bを用いて多孔質層を含む液吸収部材105aを第2の画像に接触させることで、第2の画像に含まれる液体成分を液吸収部材105aに吸収させることができる。第2の画像に含まれる液体成分を吸収(又は除去)する方法として、液吸収部材を接触させる方法の代わりに、加熱する方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法などを用いてもよい。さらにこれらの液体成分を吸収(又は除去)する方法を組み合わせて用いてもよい。また、液体成分を吸収させる前後の第2の画像にこれらの方法を適用してもよい。
 液吸収部材105aは、転写体101の回転と連動して回転する。このため、液吸収部材105aの形状は、繰り返し液吸収できる形状であることが好ましく、具体的には無端ベルト状やドラム状などの形状を挙げることができる。多孔質層を含む液吸収部材105aに吸収された液体成分は、多孔質層の裏面から吸収する方法などにより液吸収部材105aから除去することができる。液体成分を除去した後、液吸収部材105aを回転させて新たな第2の画像に接触させることで、第2の画像に含まれる液体成分を効率よく吸収することができる。
[7]押圧部材
 図3に示す転写型インクジェット記録装置100は、第3の画像を記録媒体に接触させて転写する転写手段を備える。具体的には、図3に示すように、記録媒体搬送装置107によって搬送される記録媒体108に、転写体101上の液除去後の画像(第3の画像)を押圧部材106により転写部111において接触させて転写する。液体成分を除去した画像である第3の画像を記録媒体108に転写することで、記録媒体108のカールやコックリングなどを抑制することができる。
 押圧部材106は、記録媒体108の搬送精度や耐久性の観点から、適度な構造強度を有することが好ましい。押圧部材106の材質としては、金属、セラミック、樹脂などを挙げることができる。なかでも、転写の際の応力に耐えうる剛性や寸法精度を有するだけでなく、動作時の慣性を軽減して制御の応答性を向上させる観点から、アルミニウムなどの金属が好ましい。
[8]記録媒体
 記録媒体108としては、公知の記録媒体をいずれも用いることができる。記録媒体としては、ロール状に巻回された長尺物;所定の寸法に裁断された枚葉のものなどを挙げることができる。記録媒体の材質としては、記録媒体の構成材料としては、コート紙や普通紙などの紙;プラスチックや金属などのフィルム;木板;段ボールなどを挙げることができる。
[9]記録媒体搬送装置
 記録媒体108を搬送する記録媒体搬送装置107は、記録媒体108を矢印Cの方向に搬送する。記録媒体搬送装置107は、記録媒体繰り出しローラ107a及び記録媒体巻き取りローラ107bによって構成されている。記録媒体108の搬送速度は、各工程において要する速度を考慮して決定することが好ましい。
(直描型インクジェット記録装置)
 図4は、本発明の一態様に係るインクジェット記録装置の他の実施形態を示す模式図である。図4に示す実施形態のインクジェット記録装置は、記録媒体に直接画像を形成する直描型インクジェット記録装置200である。直描型インクジェット記録装置200は、図3に示す転写体101、支持部材102、押圧部材106、及び転写体クリーニング部材109を有しない。さらに、直描型インクジェット記録装置200は、記録媒体208に画像を直接記録する。これらのこと以外は、直描型インクジェット記録装置200は、図3に示す転写型インクジェット記録装置100と同様の構成を有する。反応液付与装置203、インク付与装置204、活性エネルギー線照射装置210、及び液吸収部材205aにより第2の画像に含まれる液体成分を吸収する液吸収装置205は、図3に示す転写型インクジェット記録装置100のものと同様の構成を有する。したがって、これらの装置については説明を省略する。図4中、符号203aは反応液収容部であり、符号203b及び203cは反応液付与部材である。
 液吸収装置205は、液吸収部材205aと、液吸収部材205aを記録媒体208の第2の画像に押し当てる押圧部材205bとを有する。液吸収部材205a及び押圧部材205bの形状については特に制限がなく、転写型インクジェット記録装置100で使用可能な液吸収部材及び押圧部材と同様の形状のものを用いることができる。図4中、符号205c、205d、205e、205f、205gは、張架部材としての張架ローラである。インク付与装置204によって記録媒体208にインクを付与するインク付与部には、記録媒体を下方から支持する支持部材(不図示)が設けられていてもよい。また、液吸収部材205aを記録媒体の第2の画像に接触させて液体成分を除去する液体成分除去部にも、記録媒体を下方から支持する支持部材(不図示)が設けられていてもよい。
 記録媒体搬送装置207の構成は特に限定されず、公知の直描型インクジェット記録装置における搬送手段を用いることができる。具体的には、図4に示すような、記録媒体繰り出しローラ207a、記録媒体巻き取りローラ207b、及び記録媒体搬送ローラ207c、207d、207e、207fを有する記録媒体搬送装置207を挙げることができる。
<多孔質体の製造方法>
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法は、第1の膜を形成する第1の工程と、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の工程とを有する。第1の工程では、水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物(インク)をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の膜を形成する。このとき、重合性成分Aは第1の膜中に溶解している。また、第2の工程では、第1の工程で形成した第1の膜に活性エネルギー線を照射して、多孔質構造を有する第2の膜を形成する。そして、第1の膜中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた第2の膜中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たす。以下、本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法の詳細について説明する。
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法では、水溶性の重合性成分Aを含有する水性の液体組成物(水性インク)で形成した第1の膜に活性エネルギー線を照射して重合させる際に生ずる、いわゆる重合固液分離を利用する。この重合固液分離は、固形の硬化物と水分に固液分離する現象である。重合固液分離が生じた結果、硬化物である第2の膜から水分が容易に抜けて、膜状の多孔質体が形成される。一方、重合固液分離が生じないときは、中実な固形物やゲルが形成されてしまい、多孔質体は形成されない。
 重合固液分離の発生メカニズムについては、前述の本発明の一態様に係るインクジェット記録方法において説明したメカニズムと同様であると本発明者らは推測しているため、説明を省略する。
 第1の膜中の水分濃度x(質量%)は、重合開始時における第1の膜中の水分濃度を意味する。第1の膜中の水分濃度x(質量%)は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましく、65質量%以上であることが特に好ましい。また、第2の膜中の水分濃度y(質量%)は、第2の膜を高湿度(湿度95%)環境下において平衡状態としたときの第2の膜中の水分濃度を意味し、平衡膨潤時の水分量を模擬した実験的な計測を容易にしている。前述の理論的な背景によれば、厳密な平衡膨潤状態とするには、硬化物である第2の膜を水に直接浸漬したり、湿度100%の環境下においたりすることが必要とされる。しかし、そのような操作は、硬化物を水中で見失ったり、結露によって平衡状態であるか否か判別しにくくなったりするなど、実際の計測が困難であることがわかった。上述の理論では、水分濃度xが平衡膨潤時の水分濃度以上であるとき、すなわち「{(平衡膨潤時の水分濃度)/x}≦1」のときに、重合固液分離が生ずることになる。しかし、水分濃度yは平衡膨潤時の水分濃度より低いため、(y/x)≦0.80の関係を満たすこと、好ましくは(y/x)≦0.6の関係を満たすことで、重合固液分離が生ずることが判明した。
 重合固液分離は、重合によって硬化物と水などの溶媒が相分離する現象である。但し、この相分離は、上下に完全に二分されるものではなく、ミクロな分離構造、典型的には多孔質体が形成される。本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法によって製造される多孔質体は、一般的な多孔質体と同様の用途に使用することができる。例えば、フィルター、吸着材、担持体、緩衝材、断熱材、軽量の構造体、低誘電率絶縁体、及び光学的な散乱体などとして好適である。
 多孔質体が形成されることで、硬化した瞬間に白化やヘイズが生ずることがある。検討の結果、本発明者らは、第1の膜を硬化させた硬化物である第2の膜を形成する固形分の複素弾性率、より具体的には、多孔質体を形成する構造部分の複素弾性率が107.0Pa未満であると、水の除去に伴う白化やヘイズが軽減されることを見出した。一方、白化やヘイズを積極的に利用したり、乾燥後にも多孔質構造を残して利用したりする場合には、第2の膜を形成する固形分の複素弾性率が107.0Pa以上であることが好ましい。また、第2の膜を形成する固形分の複素弾性率の上限値については特に制限はないが、例えば、第2の膜を形成する固形分の複素弾性率の109.0Pa以下とすることができる。
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法によれば、従来の技術によって製造される中実な固体やゲルと比較して、より白色性の高い硬化物である多孔質体を製造することができる。すなわち、本発明の一態様に係る多孔質体のうち、白色のものは、白色の塗料やインク用の着色剤として有用である。
 白色の塗料やインク用の着色剤としては、従来、酸化チタンなどの白色顔料が主として用いられてきた。しかし、酸化チタンなどの白色顔料は比重が大きいために沈降しやすく、分散性が必ずしも良好ではないといった課題があった。これに対して、本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法では、白色の多孔質体を構成しうる成分を溶解状態で含有する液体組成物用いるため、上記の沈降などの不具合が生ずることがない。勿論、液体組成物に白色顔料などを添加してもよいが、白色顔料を液体組成物に添加する場合であっても、白色顔料の添加量を減らすことができる。
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法によれば、従来の中実な固体やゲルと比較して、より屈折率の低い硬化物である多孔質体を得ることができる。このため、低屈折率である本発明の一態様に係る多孔質体は、反射防止膜を構成するための材料として有用である。例えば、中実な固体によって基材などの表面をコーティングしてコーティング層を形成した場合、空気とコーティング層の屈折率の差が大きいため、映り込みなどが問題となる場合があった。この問題を解消するため、多層膜やフッ素系の膜を形成したり、表面に微細な凹凸を形成したりする方法があるが、いずれも簡便な方法であるとはいえなかった。これに対して、本発明の一態様に係る多孔質体を用いれば、映り込みなどの問題が発生しにくい反射防止膜を簡便に形成することができる。
 多孔質体の空隙には、液体や固体を担持することができる。また、気体や液体が透過しうるので、多孔質体は、吸収材、吸着材、流路、フィルターなどとして有用である。さらに、媒体M上に膜状の多孔質体を形成した後、インクを付与すると、多孔質体はインク受容層として機能し、インクを受容して良好な状態に担持することができる。すなわち、本発明の一態様に係る多孔質体は、インクを受容する(インクを吸収する)ことが可能であるインク受容層として好適である。なかでも、液体の塗工やインクの付与による画像記録が困難な液体非吸収性の媒体の表面に膜状の多孔質体を形成することで、液体非吸収性の媒体表面に塗膜を形成したり、画像を記録したりすることができる。なお、本発明の一態様に係る多孔質体を用いてインク受容層を形成する場合、インク受容層の厚さは1μm以上であることが好ましく、細孔径は10nm以上であることが好ましく、インクの吸収容量は3mL/cm以上であることが好ましい。
 形成した多孔質体に付与された液状の検体は、多孔質体の内部を選択的に流動しうる。このため、本発明の一態様に係る多孔質体は、マイクロ流体デバイスなどの流路として有用である。さらに、多孔質体はパターニングされていることが好ましい。また、固体成分を含む液体や気体を多孔質体に透過させると、多孔質体の細孔径よりも大きな固体成分を捕捉して分離することができる。すなわち、本発明の一態様に係る多孔質体は、分離フィルターとして有用である。
 さらに、機械的な衝撃を付与して多孔質体を圧縮又は破砕することで、緩衝材とすることができる。この緩衝材は、所定の物品を単に保護するだけでなく、物品の表面に担持などすることで、物品の表面を触った際の質感(触感)を改善するための材料としても有用である。
 中実な固体やゲルと比較して、本発明の一態様に係る多孔質体は内部に空隙を有するため、軽量化されている。本発明の一態様に係る多孔質体は、3Dプリンタによって製造することもできる。なかでも、薄層の膜を積層する積層方式の3Dプリンタによって好適に製造することができる。さらに、インクで着色するなどしながら造形してもよい。
 中実な固体やゲルと比較して、本発明の一態様に係る多孔質体は内部に空隙を有するため、誘電率が低い。電気回路の絶縁体には、周囲の配線との間のキャパシタンスが小さいことが要求されることがある。このため、本発明の一態様に係る多孔質体は、電気回路などの絶縁体として有用である。さらに、多孔質体はパターニングされていることも好ましい。また、中実な固体やゲルと比較して、本発明の一態様に係る多孔質体は内部に空隙を有するため、熱伝導率が低い。このため、本発明の一態様に係る多孔質体は、断熱材として有用である。さらに、パターン化することで、特定の経路にのみ熱を伝える熱回路を形成することもできる。
 パターン化された多孔質体は、例えば、インクジェット方式の記録ヘッドの吐出位置や記録ヘッドからの吐出量を適宜設計することで製造することができる。また、溶媒量が多い状態の第1の膜を硬化させると多孔質構造が形成されるが、乾燥して溶媒量を一定以下にまで減少させた第1の膜を硬化させると、多孔質構造が形成されないことがある。
 このような現象を利用し、溶媒量が多い状態でパターン化した第1の膜に活性エネルギー線を照射することで、パターン化された多孔質体を形成することができる。さらに、未硬化の部分を乾燥した後、活性エネルギー線を照射することで、多孔質構造を有する部分と、中実な部分とを同一の膜中に有する構造体を製造することができる。
 重合性成分Aの重合機構としては、ラジカル重合やイオン重合などがあり、特に限定されない。但し、水による阻害を受けにくいことから、ラジカル重合が好ましい。重合性成分Aは、加水分解に対する耐性が高いアクリルアミド構造を含むことが好ましい。重合固液分離は、重合による分子量の増加を一つの駆動力とする。このため、重合性成分Aの分子量が小さいほうが、重合による浸透圧の変化が大きいため好ましい。具体的には、重合性成分Aの分子量は、800以下であることが好ましい。
 相分離には、核生成・成長を必要とするバイノーダル分解と、核生成・成長を必要とせず自発的に進行するスピノーダル分解が存在することが知られている。スピノーダル分解、及び、スピノーダル曲線と重合固液相分離との関係に関しては、前述の本発明の一態様に係るインクジェット記録方法において説明したため、ここでは説明を省略する。
 重合性成分Aは、その分子中に複数の重合性官能基を有することが好ましい。すなわち、重合性成分Aは、多官能モノマーであることが好ましい。分子中に複数の重合性官能基を有する多官能モノマーを重合性成分Aとして用いることで、形成される硬化物(第2の膜)の力学特性を向上させることができる。また、重合性成分Aは、「分子量/重合性官能基数≦150」の関係を満たす多官能モノマーであることが好ましい。上記の関係を満たす多官能モノマーを重合性成分Aとして用いることで、架橋反応を重合固液分離の駆動力とすることができるとともに、架橋密度を高めることも可能である。
 多孔質体の細孔径は、50nm以上であることが好ましく100nm以上であることがさらに好ましい。細孔径を50μm以上とすることで、多孔質体の白色性を高めることができる。なお、細孔径が大きすぎると散乱が弱まる傾向にあるので、多孔質体の細孔径は1μm以下であることが好ましい。
 多孔質体は、第1の膜に溶解していた重合性成分Aが重合することによって形成される。このため、液体組成物中に固形物を含有する必要はない。勿論、用途に応じて液体組成物に固形物を含有させてもよいが、顔料や染料などの着色剤、白色顔料、その他のフィラーなどの固形物を液体組成物に含有させなくてもよい。インクジェット記録用の白色インクの顔料として用いられる酸化チタンは、容易に沈降してインクの安定性を低下させることがある。本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法によれば、固形物を含有しない液体組成物を用いても白色の多孔質体を得ることができる。すなわち、本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法では、着色剤や白色顔料を実質的に含有しない液体組成物を用いることも好ましい態様である。
 第1の膜中の水分濃度x(質量%)、及び湿度95%の環境下において平衡状態とした第2の膜中の水分濃度y(質量%)は、いずれも、それぞれの膜の質量を測定して算出することができる。いずれの水分濃度も、「(液体成分の質量/膜の質量)×100」で定義される。但し、「膜の質量」には、活性エネルギー線の照射前から存在した固体を含めないこととする。これは、活性エネルギー線の照射前からもともと存在していた固体は、重合固液分離に寄与しないためである。一方、「液体成分の質量」には、活性エネルギー線の照射する前から存在し、かつ照射後も水に溶解している成分を含める。例えば、顔料は「膜の質量」に含めない。また、水溶性溶剤や界面活性剤は「液体成分の質量」に含める。水溶性の重合開始剤などは、通常、極めて少ない量が重合した分子鎖に取り込まれるのみで、ほとんどが活性エネルギー線の照射後も水溶性であることから「液体成分の質量」に含める。
 湿度95%の環境下においた第2の膜中の水分濃度y(質量%)については、種々の水分濃度のインクを硬化させた硬化物を湿度95%の環境下に設置して平衡に達した際の水分濃度を算出しておくとよい。湿度95%の環境の温度は、膜を形成する際の温度に合わせればよい。
 第2の膜を形成する固形分の複素弾性率は、以下の手順にしたがって測定することができる。紫外線(UV)などの活性エネルギー線を照射可能なレオメータを測定装置として使用することができる。まず、平行プレートを治具として使用し、液体組成物を平行プレートの間に挟み込む。次いで、活性エネルギー線を照射して液体組成物を硬化させた後、ギャップを縮めて液体組成物(硬化物)を圧縮する。重合固液分離が生じた場合には外側に水が排出されるため、ギャップに固形分が濃縮される。液体組成物中の固形分量に相当するギャップまで圧縮したら圧縮を停止し、振動モードで複素弾性率を測定する。振動モードの条件は、歪み量1%、振動数30Hzとする。複素弾性率は、下記式により定義される。液体組成物としては、活性エネルギー線照射直前の組成を模した液体組成物を用いる。勿論、実際に形成した硬化物(第2の膜)を用意できるならば、硬化物を用いて複素弾性率を測定することもできる。
 複素弾性率={(貯蔵弾性率)+(損失弾性率)1/2
 重合性成分Aの下限臨界溶液温度、及び重合性成分Aの下限臨界溶液温度における水分濃度zは、以下の手順にしたがって測定することができる。まず、種々の濃度の重合性成分Aの水溶液を用意する。次いで、加熱及び冷却が可能なバスなどを使用し、温度を変化させながら水溶液中の重合性成分Aの溶解状態を確認する。下限臨界溶液温度を有する重合性成分Aの水溶液は、所定の温度以上になると曇りが生ずる。このような曇りが生ずる温度が「曇点」である。そして、種々の濃度の水溶液について測定した曇点のうち、極小となる曇点を「下限臨界溶液温度(℃)」とする。さらに、この「下限臨界溶液温度」となる水溶液の水分濃度を「水分濃度z(質量%)」とする。
 下限臨界溶液温度を測定する際の温度は、5℃から80℃までとすればよい。仮に、下限臨界溶液温度が5℃未満であって水分濃度zを決定できない場合であっても、水分濃度xと水分濃度zの大小関係を判断することはできる。水分濃度xは、重合性成分Aが第1の膜中に溶解した状態で定義される値である。このため、下限臨界溶液温度が5℃未満である場合であっても、水分濃度xに比して小さい水分濃度で不溶化する点が存在するならば、さらにその不溶化する点よりも小さい水分濃度zが存在するので、x≧zの関係を満たすことになる。同様に、水分濃度xが0.95未満であれば、z≦0.95となる。なお、インクが、下限臨界溶液温度を有する複数種の重合性成分Aを含有する場合、それぞれの重合性成分Aについての水分濃度zを測定し、各成分の含有量で重みづけした相加平均を「水分濃度z」として再定義する。例えば、水分濃度z=50質量%で含有量が20質量%の重合性成分A1と、水分濃度z=80%で含有量が10質量%の重合性成分A2とを含有するインクの場合、このインク中の重合性成分Aの水分濃度z(質量%)は、下記式により算出される。
 {(0.5×0.2+0.8×0.1)/0.3}×100=60質量%
(活性エネルギー線硬化型のインクジェット用液体組成物)
 液体組成物としては、水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物を用いる。すなわち、本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法で用いる液体組成物は、活性エネルギー線硬化型のインクジェット用液体組成物(水性インク)である。
[重合性成分A、重合開始剤、色材、及び溶媒]
 液体組成物に含まれる重合性成分A、重合開始剤、色材、及び溶媒の種類については、前述のインクジェット記録方法の説明において記載した重合性成分A、重合開始剤、色材、及び溶媒と同様のものを用いることができる。また、これらの成分の含有量についても、含有量の基準を液体組成物全質量とすること以外は、前述のインクジェット記録方法の説明において記載した重合性成分A、重合開始剤、色材、及び溶媒の含有量と同様である。
(反応液)
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法では、液体組成物と接触することで液体組成物を高粘度化する成分を含有する反応液を用いることができる。液体組成物の高粘度化には、液体組成物中の成分が化学的に反応したり物理的に吸着したりすることで液体組成物の粘度が上昇する場合や、液体組成物中の成分が凝集して局所的に粘度が上昇する場合が含まれる。液体組成物を高粘度化する成分は、記録媒体上で液体組成物の流動性を低下させ、ブリーディングやビーディングを抑制する効果がある。液体組成物を高粘度化する成分としては、多価金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子などを用いることができる。なかでも、多価金属イオン及び有機酸が好ましい。液体組成物を高粘度化する成分の反応液中の含有量は、反応液全質量を基準として、5質量%以上であることが好ましい。
 多価金属イオン及び有機酸の種類については、前述のインクジェット記録方法の説明において記載した多価金属イオン及び有機酸と同様のものを用いることができる。
 また、反応液に含有される、水、有機溶剤、界面活性剤、及び粘度調整剤についても、前述のインクジェット記録方法の説明において記載した水、有機溶剤、界面活性剤、及び粘度調整剤と同様のものを用いることができる。
 反応液には、活性エネルギー線で硬化する硬化成分や重合開始剤などの成分をさらに含有させてもよい。
<多孔質体の製造装置及び多孔質体の製造方法>
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造装置は、第1の膜を形成する第1の工程を実施する手段と、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の工程を実施する手段とを備える。第1の工程を実施する手段は、水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の膜を形成する第1の工程を実施するための手段である。このとき、重合性成分Aは第1の膜中に溶解している。第2の工程を実施する手段は、第1の膜に活性エネルギー線を照射して、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の工程を実施するための手段である。そして、前述の通り、第1の膜中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた第2の膜中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たす。
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法は、さらに、第2の膜を乾燥して、前記水が除去された多孔質構造を有する第3の膜を形成する第3の工程を有することが好ましい。ここで、多孔質構造からの水の除去は、必ずしも多孔質構造の細孔に存在する水を全て除去する必要はなく、少なくとも一部の水が除去されていればよい。また、第2の膜を乾燥する際に、水以外の液体成分(有機溶剤等)も水と共に除去されてもよい。第2の膜の乾燥方法としては、第2の膜を自然乾燥で乾燥してもよいし、加熱及び送風の少なくともいずれかによって乾燥してもよい。その中でも、多孔質構造からの水の除去を短い時間で行うために、第2の膜を加熱及び送風の少なくともいずれかによって乾燥することが好ましい。第2の膜を加熱及び送風の少なくともいずれかによって乾燥する場合、多孔質体の製造装置は、加熱乾燥装置及び送風装置の少なくともいずれかを有する。
 また、前記第3の膜が白色であることが好ましい。第3の膜が白色であることによって、白色顔料を用いずに白色の画像を形成することができる。
 また、前記第3の膜がインクを吸収することが可能であることが好ましい。第3の膜がインクを吸収することが可能であることによって、この第3の膜を、インク吸収性を有さない非吸収媒体の表面に形成することで、非吸収媒体にインクを保持させることが可能となる。
 本発明の一態様に係る多孔質体の製造装置としては、インクジェット方式の記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置を適宜改良したものを使用することができる。適用可能なインクジェット記録装置としては、(i)記録媒体に直接画像を形成する直描型インクジェット記録装置;及び(ii)転写体上に形成した画像を記録媒体に転写する転写型インクジェット記録装置;を挙げることができる。直描型インクジェット記録装置及び転写型インクジェット記録装置の構成は、前述のインクジェット記録装置において説明した直描型及び転写型インクジェット記録装置中のインク付与装置を液体組成物付与装置に変更したこと以外は同じである。また、液体組成物付与装置の構成についても、インク付与装置のインクを液体組成物に変更したこと以外は同じである。
 図5に示した直描型インクジェット記録装置を例に挙げて、本発明の一態様に係る多孔質体の製造装置について説明する。
(直描型インクジェット記録装置)
 図5は、直描型インクジェット記録装置の一実施形態を示す模式図である。図5に示す実施形態の直描型のインクジェット記録装置300は、液吸収装置を有さず、インク付与装置に代えて液体組成物付与装置304を有し、反応液が液体組成物と反応する反応剤を含有する。これらのこと以外は、図5に示す直描型インクジェット記録装置300は、図4に示す直描型のインクジェット記録装置200と同様の構成を有する。このため、反応液付与装置203、液体組成物付与装置304(インク付与装置204)、記録媒体搬送装置207、活性エネルギー線照射装置210は、図4に示す直描型インクジェット記録装置200のものと同様の構成を有する。したがって、これらの装置についての説明は省略する。
 A方向に移動する記録媒体208に反応液付与装置203から反応液が付与された後、液体組成物付与装置204から液体組成物が付与されることで、記録媒体208に第1の膜が形成される。次いで、活性エネルギー線照射装置210から記録媒体208上の第1の膜に紫外線が照射され、多孔質構造を有する第2の膜(多孔質体)が形成される。液体組成物付与装置204によって記録媒体208に液体組成物を付与する液体組成物付与部には、記録媒体を下方から支持する支持部材(不図示)が設けられていてもよい。
 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。
<<本発明の一態様に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する実施例>>
<インクジェット記録装置の用意(1.1)>
 以下に示す転写型インクジェット記録装置を用意した。接着剤を用いて以下に示す構成の転写体を支持部材に固定し、搬送速度600mm/sで搬送した。画像を形成する環境は、23℃、湿度60%RHとした。
(転写体)
 厚さ0.5mmのPETシートにシリコーンゴム(商品名「KE12」、信越化学工業製)をコーティングして、厚さ0.3mmの弾性層を形成した。グリシドキシプロピルトリエトキシシランとメチルトリエトキシシランを1:1(モル比)で混合し、加熱還流して縮合物を得た。得られた縮合物と光カチオン重合開始剤(商品名「SP150」、ADEKA製)を混合して混合物を調製した。水との接触角が10°以下となるように弾性層の表面を大気圧プラズマ処理した後、上記の混合物を弾性層上に付与した。次いで、UV照射(高圧水銀ランプ、積算露光量5000mJ/cm)及び熱硬化(150℃、2時間)により成膜し、厚さ0.5μmの表面層が弾性体上に形成された転写体を得た。
<インクの製造[1.1]>
(顔料分散液1.1の調製)
 ピグメントレッド122 10部、樹脂(顔料分散剤)水溶液15部、及びイオン交換水75部を混合し、バッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込んだ。樹脂(顔料分散剤)水溶液としては、スチレン-アクリル酸-アクリル酸エチル共重合体(酸価:150mgKOH/g、重量平均分子量8,000)を中和剤(KOH)で中和した水溶液(固形分20%)を用いた。0.3mm径のジルコニアビーズ200部をサンドミルに充填し、水冷しながら5時間分散処理して分散液を得た。得られた分散液を遠心分離機にかけて粗大粒子を除去し、顔料濃度10%のマゼンタの顔料分散液[1.1]を得た。
(インク1.1~1.6)
 以下に示す各成分を混合してインク1.1~1.6を得た。以下に示す成分中、「アセチレノールEH」は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤(アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物)の商品名である。重合性成分A-3の下限臨界溶液温度は46℃であり、下限臨界溶液温度における水分濃度zは50%であった。また、重合性成分A-14の下限臨界溶液温度は41℃であり、下限臨界溶液温度における水分濃度zは65%であった。
 ・顔料分散液1.1    :20%
 ・重合性成分A-3  :表1.1に示す量(%)
 ・重合性成分A-14 :表1.1に示す量(%)
 ・重合開始剤A    :表1.1に示す量(%)
 ・アセチレノールEH :1%
 ・イオン交換水    :残部(成分の合計が100%となる量)
(インク1.7)
 以下に示す各成分を混合してインク1.7を得た。重合性成分A-1及び重合性成分A.15は、いずれも下限臨界溶液温度を有していなかった。
 ・顔料分散液1.1    :20%
 ・重合性成分A-1  :18%
 ・重合性成分A-15 :2%
 ・重合開始剤A    :2%
 ・アセチレノールEH :1%
 ・イオン交換水    :残部(成分の合計が100%となる量)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 
<画像の記録(1.1)>
(実施例1.1~1.4、比較例1.1~1.3)
 電気-熱変換素子を用いたオンデマンド方式でインクを吐出する記録ヘッド(ノズル列密度1,200dpi)を周波数14.173kHzで駆動させ、表1.2に示す各インク20g/mを転写体に付与して第1の画像を形成した。第1の画像は、幅32mm、長さ(記録媒体の移動方向)100mmのベタ画像とした。記録ヘッドは、いわゆるシリアル方式の記録ヘッドではなく、記録媒体の搬送方向に対してノズル列を略直交させて固定した、いわゆるライン方式の記録ヘッドである。
 転写体上に形成した第1の画像に、UV-LED照射装置(ウシオ電機製、商品名「UV-LED L60II」、波長395nm)を使用して紫外線を照射し、第2の画像を形成した。積算光量は200mJ/cmとした。なお、実施例1.1~1.3及び比較例1.3については、転写体にインクを付与した後、直ちに紫外線を照射した。一方、実施例1.4、比較例1.1及び1.2については、転写体にインクを付与した後、送風して第1の画像を乾燥させてから、紫外線を照射した。
 転写体上の第2の画像に液体吸収体(商品名「ポアフロン親水膜HPW-020-30」、住友電工ファインケミカル製)を接触させて、第2の画像に含まれる少なくとも一部の水分を除去して第3の画像を形成した。液体吸収体は、多孔質構造(孔径200nm)を有する厚さ30μmの親水性PTFE膜である。表面から10mmまでがスポンジで構成された直径100mmφのローラを押圧部材として使用し、圧力100gf/cmで第2の画像に液体吸収体を接触させて押圧した。ニップ幅は20mmとし、接触時間は33msとした。
 形成した第3の画像を記録媒体に圧接して転写し、記録媒体に第4の画像を形成した。記録媒体としてはコート紙(商品名「オーロラコート紙」、日本製紙製、坪量127.9g/m)を使用し、搬送速度600mm/sとした。表面から0.5mmまでがゴムで構成された直径150mmφのローラを転写部材として使用し、圧力10kgf/cmで第3の画像に記録媒体を接触させて押圧した。ニップ幅は20mmとし、接触時間は33msとした。
<評価(1.1)>
 紫外線照射位置における転写体上の第1の画像の質量を、紫外線を照射しない状態で測定した。いずれの実施例及び比較例においても、重合性成分Aが析出しておらず、第1の画像中に溶解した状態であることを確認した。次いで、オーブンを使用して第1の画像を完全に乾燥させ、減少した質量から水分濃度xを測定及び算出した。オーブンによる完全乾燥の前後で第1の画像の質量を比較したところ、紫外線照射前に第1の画像を乾燥していない場合(実施例1.1~1.3及び比較例1.3)の第1の画像の水分濃度xは、用いたインクの水分濃度と同一であった。このため、実施例1.1~1.3及び比較例1.3で形成した第1の画像の水分濃度xは、用いたインクの水分濃度とした。結果を表1.2に示す。
 次いで、第2の画像を23℃、湿度95%RHの環境試験室に入れて3日間放置した。放置後の第2の画像の質量とオーブンを使用して完全に乾燥させた後の質量を測定し、「y/x」の値を算出した。結果を表1.2に示す。
(水分除去性)
 第2の画像及び第3の画像の質量を測定し、液体吸収体により除去された水分量である「水抜き率(%)」を算出するとともに、以下に示す評価基準にしたがって水分除去性を評価した。結果を表1.2に示す。
 A:水抜き率が85%以上であった。
 B:水抜き率が75%以上85%未満であった。
 C:水抜き率が65%以上75%未満であった。
 D:水抜き率が65%未満であった。
(カール(参考評価))
 第4の画像を形成した記録媒体を1日間放置した。放置後の記録媒体を目視にて観察し、以下に示す評価基準にしたがって記録媒体のカールを評価した。結果を表1.2に示す。
 なお、いずれの実施例及び比較例ついても、液体吸収体で少なくとも一部の水分を除去してから転写したため、直描型インクジェット記録装置を使用した場合と比較すればカールは軽減されているので、あくまで参考評価である。
 A:ほとんどカールしていなかった。
 B:軽微にカールしていた。
 C:カールしているが許容できる程度であった。
 D:強くカールしており、許容できない程度であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 
<インクジェット記録装置の用意(1.2)>
 図4に示す構成の直描型インクジェット記録装置を用意した。記録媒体としては、親水性処理されたPETフィルム(商品名「テトロン(登録商標)易接着処理PETフィルムUII-92W」、厚さ125μm)を使用し、搬送速度600mm/sとした。画像を形成する環境は、23℃、湿度60%RHとした。
<インクの製造(1.2)>
(インク1.8~1.14)
 表1.3に示す組成としたこと以外は、前述の「インクの製造(1.1)」と同様にして、インク1.8~1.14を得た。重合性成分A-16の下限臨界溶液温度は54℃であり、下限臨界溶液温度における水分濃度zは96%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 
<画像の記録(1.2)>
(実施例1.5~1.8、比較例1.4~1.6)
 上記の直描型インクジェット記録装置を使用したこと(液体吸収体を用いた水分除去も実施しなかったこと)以外は、前述の実施例1.1~1.4、比較例1.1~1.3の場合と同様にして、記録媒体に第2の画像を直接形成した。
<評価(1.2)>
 前述の「評価(1.1)」と同様にして、水分濃度xを測定及び算出するとともに、「y/x」の値を算出した。結果を表1.4に示す。なお、いずれの実施例及び比較例においても、重合性成分Aが析出しておらず、第1の画像中に溶解した状態であることを確認した。
(複素弾性率)
 レオメータ(商品名「MCR302」、アントンパール製)を使用し、実施例1.5~1.9で形成した第2の画像(紫外線照射後の硬化物)の複素弾性率を測定した。結果を表1.4に示す。
(水分除去性)
 形成してから5分経過後の第2の画像を指触して乾燥状態を確認し、以下に示す評価基準にしたがって水分除去性を評価した。結果を表1.4に示す。
 A:ほとんど乾燥していた。
 B:水気を感じるが軽微であった。
 C:水気があるが許容できる程度であった。
 D:濡れており、許容できない程度であった。
(カール)
 第2の画像を形成した記録媒体を1日間放置した。放置後の記録媒体を目視にて観察し、以下に示す評価基準にしたがって記録媒体のカールを評価した。結果を表1.4に示す。
 A:ほとんどカールしていなかった。
 B:軽微にカールしていた。
 C:カールしているが許容できる程度であった。
 D:強くカールしており、許容できない程度であった。
(白色性)
 実施例1.5~1.9で形成した第2の画像につき、形成してから30分経過後に目視で観察した。そして、紫外線照射前の第1の画像と比較し、色味が変化して白色性が高まったかどうかを評価した。結果を表1.4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 
<インクの製造(1.3)>
(インク1.15)
 ピグメントレッド122に代えて、ピグメントイエロー74を用いたこと以外は、前述の顔料分散液1.1の場合と同様にしてイエローの顔料分散液1.2を調製した。そして、マゼンタの顔料分散液1.1に代えて、調製したイエローの顔料分散液1.2を用いたこと以外は、前述のインク1.8(マゼンタのインク)の場合と同様にしてイエローのインク1.15を得た。
<画像の記録(1.3)>
(実施例1.9)
 インク1.8で形成したベタ画像上にインク1.15を付与して格子状画像を形成したこと以外は、前述の実施例1.5と同様にして、記録媒体に第2の画像を直接形成した。なお、マゼンタのベタ画像及びイエローの格子状画像のいずれについても、印字部の単位面積当たりのインクの打ち込み量は5g/mとした。
(比較例1.7)
 紫外線照射前に、第1の画像を熱風により10秒間乾燥させたこと以外は、前述の実施例1.10と同様にして、記録媒体に第2の画像を直接形成した。
<評価(1.3)>
(ブリード)
 光学顕微鏡を使用して実施例1.10及び比較例1.7で形成した画像(第2の画像)をそれぞれ観察し、格子付近におけるイエローとマゼンタの混色状態を観察した。その結果、実施例1.10で形成した画像ではほとんど混色していなかったのに対し、比較例1.7で形成した画像では混色していた(ブリードが生じていた)ことがわかった。
<<本発明の一態様に係る多孔質体の製造方法及び多孔質体の製造装置に関する実施例>>
<インクジェット記録装置の用意(2.1)>
 図5に示す構成の直描型インクジェット記録装置を用意した。記録媒体としては、親水性処理されたPETフィルム(商品名「テトロン(登録商標)易接着処理PETフィルムUII-92W」、厚さ125μm)を使用し、搬送速度600mm/sとした。多孔質体を形成する環境は、23℃、湿度60%RHとした。
<インク(液体組成物)の製造>
(インク2.1~2.5)
 以下に示す各成分を混合してインク2.1~2.5を得た。以下に示す成分中、「アセチレノールEH」は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤(アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物)の商品名である。重合性成分A-14の下限臨界溶液温度は41℃であり、下限臨界溶液温度における水分濃度zは65%であった。重合性成分A-14の「分子量/重合性官能基数」の値は156であり、重合性成分A-7の「分子量/重合性官能基数」の値は88であった。
 ・重合性成分A-14 :表2.1に示す量(%)
 ・重合性成分A-1  :表2.1に示す量(%)
 ・重合性成分A-15 :表2.1に示す量(%)
 ・重合性成分A-7  :表2.1に示す量(%)
 ・重合開始剤A    :表2.1に示す量(%)
 ・アセチレノールEH :1%
 ・イオン交換水    :残部(成分の合計が100%となる量)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 
 
<多孔質体の製造(2.1)>
(実施例2.1~2.5、比較例2.1~2.7)
 電気-熱変換素子を用いたオンデマンド方式でインクを吐出する記録ヘッド(ノズル列密度1,200dpi)を周波数14.173kHzで駆動させ、表2.2に示す各インク20g/mを記録媒体に付与して第1の膜を形成した。第1の膜は、幅32mm、長さ(記録媒体の移動方向)100mmの、いわゆるベタ画像とした。記録ヘッドは、いわゆるシリアル方式の記録ヘッドではなく、記録媒体の搬送方向に対してノズル列を略直交させて固定した、いわゆるライン方式の記録ヘッドである。
 転写体上に形成した第1の膜に、UV-LED照射装置(ウシオ電機製、商品名「UV-LED L60II」、波長395nm)を使用して紫外線を照射し、第2の膜を形成した。積算光量は200mJ/cmとした。なお、実施例2.1、2.2、2.5、及び比較例2.6、2.7については、記録媒体にインクを付与した後、直ちに紫外線を照射した。一方、実施例2.3及び2.4、比較例2.1~2.5については、記録媒体にインクを付与した後、送風して第1の膜を乾燥させてから、紫外線を照射した。
<評価(2.1)>
 紫外線照射位置における記録媒体上の第1の膜の質量を、紫外線を照射しない状態で測定した。いずれの実施例及び比較例においても、重合性成分Aが析出しておらず、第1の膜中に溶解した状態であることを確認した。次いで、オーブンを使用して第1の膜を完全に乾燥させ、減少した質量から水分濃度xを測定及び算出した。オーブンによる完全乾燥の前後で第1の膜の質量を比較したところ、紫外線照射前に第1の膜を乾燥していない場合(実施例2.1、及び2.2、比較例2.6及び2.7)の第1の膜の水分濃度xは、用いたインクの水分濃度と同一であった。このため、実施例2.1、2.2、2.5及び比較例2.6、2.7で形成した第1の膜の水分濃度xは、用いたインクの水分濃度とした。結果を表2.2に示す。
 次いで、第2の膜を23℃、湿度95%RHの環境試験室に入れて3日間放置した。放置後の第2の膜の質量を測定し、「y/x」の値を算出した。結果を表2.2に示す。
(複素弾性率)
 レオメータ(商品名「MCR302」、アントンパール製)を使用し、形成した第2の膜(紫外線照射後の硬化物)の複素弾性率を測定した。結果を表2.2に示す。
(多孔質性)
 形成した直後の第2の膜を「非乾燥時」とし、形成してから3時間後の第2の膜を「乾燥後」とする。電子顕微鏡を使用して非乾燥時及び乾燥後の第2の膜を観察し、多孔質構造が形成されているか否かを確認した。非乾燥時の第2の膜については、液体窒素で急速凍結し、いわゆるクライオSEMと呼ばれる手法を用いた。多孔質構造が観察された場合を「多孔質」とし、多孔質構造が観察されなかった場合を「均一」とした。結果を表2.2に示す。なお、実施例2.5で形成した乾燥後の多孔質体のSEM写真を図6に示す。
(白色性)
 また、非乾燥時及び乾燥後の第2の膜を目視で観察し、白色性を評価した。結果を表2.2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 
<多孔質体の製造(2.2)及び評価(2.2)>
(実施例2.6)
 記録媒体への付与量を6g/mとしたこと以外は、前述の実施例2.3と同様にして、厚さ4μmの多孔質膜が記録媒体(PETフィルム)上に形成された媒体を得た。インクジェット記録装置(商品名「Pro-10」、キヤノン製)」を使用して、得られた媒体に、5ptの大きさのaからzまでの小文字アルファベット(黒文字)を1パスで印刷した。その結果、インクは多孔質層に吸収され、滲みのない鮮明な文字を印刷することができた。
(比較例2.8)
 重合性成分A-5を用いて、濃度30質量%のクリアインクを調製した。そして、調製したクリアインクを使用するとともに、塗布量を12g/mとしたこと以外は、前述の実施例2.7と同様にして、厚さ4μmの透明層を形成して媒体を得た。得られた媒体に、前述の実施例2.7の場合と同様にして印刷したところ、インクが透明層に吸収されにくく、滲んでしまった。また、文字は判別できたが、大きくつぶれてしまった。
(比較例2.9)
 UVインクジェット装置(商品名「UVJV300-107」、ミマキ製)及びこの装置用のクリアインク(商品名「LUV-170」、ミマキ製)を使用し、PETフィルム上に1,200dpiで厚さ4μmの透明層を形成して媒体を得た。得られた媒体に、5ptの大きさのaからzまでの小文字アルファベット(黒文字)を1パスで印刷した。その結果、インクは透明層に吸収されず、文字が滲んで判別することができなかった。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
 本願は、2020年10月8日提出の日本国特許出願特願2020-170532、2020年10月8日提出の日本国特許出願特願2020-170535及び2020年10月8日提出の日本国特許出願特願2020-170533を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims (21)

  1.  水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する第1の工程と、前記第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する第2の工程と、を有するインクジェット記録方法であって、
     前記重合性成分Aは、前記第1の画像中に溶解しており、
     前記第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた前記第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法。
  2.  前記第1の画像を加熱及び送風の少なくともいずれかにより乾燥する工程を経ずに、前記第1の画像に活性エネルギー線を照射する請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3.  前記水分濃度x(質量%)が、50質量%以上である請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
  4.  さらに、前記第2の画像から少なくとも一部の水分を除去して第3の画像を形成する第3の工程を有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5.  前記第2の画像に液体吸収体を接触させて、前記第2の画像から少なくとも一部の水分を除去する請求項4に記載のインクジェット記録方法。
  6.  さらに、前記第3の画像を前記媒体Mから媒体Nに転写して、前記媒体N上に第4の画像を形成する第4の工程を有する請求項4又は5に記載のインクジェット記録方法。
  7.  前記第2の画像が、その複素弾性率が107.0Pa未満の固形分で形成されている請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  8.  前記重合性成分Aが、アクリルアミド構造を含む請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  9.  前記重合性成分Aの分子量が、800以下である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  10.  前記重合性成分Aが、水中で下限臨界溶液温度を有する請求項1乃至9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  11.  前記重合性成分Aの前記下限臨界溶液温度における水分濃度z(質量%)と、前記第1の画像中の水分濃度x(質量%)とが、x≧zの関係を満たす請求項10に記載のインクジェット記録方法。
  12.  前記重合性成分Aが、その分子内に複数の重合性官能基を有する請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  13.  前記重合性成分Aが、分子量/重合性官能基数≦150の関係を満たす請求項12に記載のインクジェット記録方法。
  14.  水溶性の重合性成分A及び水を含有するインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の画像を形成する第1の工程を実施する手段と、
     前記第1の画像に活性エネルギー線を照射して第2の画像を形成する第2の工程を実施する手段と、を備え、
     前記重合性成分Aは、前記第1の画像中に溶解しており、
     前記第1の画像中の水分濃度x(質量%)と、湿度95%の環境下においた前記第2の画像中の水分濃度y(質量%)とが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。
  15.  水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の膜を形成する第1の工程と、
     前記第1の膜に活性エネルギー線を照射して、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の工程と、を有し、
     前記重合性成分Aは、前記第1の膜中に溶解しており、
     前記第1の膜中の水分濃度xと、湿度95%の環境下においた前記第2の膜中の水分濃度yとが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とする多孔質体の製造方法。
  16.  前記第2の膜が、その複素弾性率が107.0Pa以上の固形分で形成されている請求項15に記載の多孔質体の製造方法
  17.  前記液体組成物が、着色剤を含有しない請求項15又は16に記載の多孔質体の製造方法。
  18.  さらに、前記第2の膜を乾燥して、前記水が除去された多孔質構造を有する第3の膜を形成する第3の工程を有する請求項15乃至17のいずれか1項に記載の多孔質体の製造方法。
  19.  前記第3の膜が白色である請求項18に記載の多孔質体の製造方法。
  20.  前記第3の膜がインクを吸収することが可能である請求項18又は19に記載の多孔質体の製造方法。
  21.  水溶性の重合性成分A及び水を含有する液体組成物をインクジェット方式の記録ヘッドから吐出して媒体Mに付与し、第1の膜を形成する第1の工程を実施する第1の手段と、
     前記第1の膜に活性エネルギー線を照射して、多孔質構造を有する第2の膜を形成する第2の手段と、を備え、
     前記重合性成分Aは、前記第1の膜中に溶解しており、
     前記第1の膜中の水分濃度xと、湿度95%の環境下においた前記第2の膜中の水分濃度yとが、0<(y/x)≦0.80の関係を満たすことを特徴とする多孔質体の製造装置。
     
     

     
PCT/JP2021/037308 2020-10-08 2021-10-08 インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置 WO2022075440A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/193,741 US20230256753A1 (en) 2020-10-08 2023-03-31 Ink jet printing method, ink jet printing apparatus, method of producing porous body, and apparatus for producing porous body

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-170532 2020-10-08
JP2020-170533 2020-10-08
JP2020170533 2020-10-08
JP2020170535 2020-10-08
JP2020170532 2020-10-08
JP2020-170535 2020-10-08

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/193,741 Continuation US20230256753A1 (en) 2020-10-08 2023-03-31 Ink jet printing method, ink jet printing apparatus, method of producing porous body, and apparatus for producing porous body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022075440A1 true WO2022075440A1 (ja) 2022-04-14

Family

ID=81126100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/037308 WO2022075440A1 (ja) 2020-10-08 2021-10-08 インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230256753A1 (ja)
JP (1) JP2022062693A (ja)
WO (1) WO2022075440A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004263175A (ja) * 2003-02-12 2004-09-24 Konica Minolta Holdings Inc 活性光線硬化型水性インクとそれを用いた画像形成方法及び印刷物
JP2005307199A (ja) * 2004-03-26 2005-11-04 Canon Inc 活性エネルギー線硬化型水性インク組成物、それを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置
JP2010024276A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Fujifilm Corp 水性インク組成物、インクジェット記録用水性インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2012111822A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 水性インク
JP2013223960A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Fujifilm Corp 画像形成方法
JP2014237741A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 富士ゼロックス株式会社 水性インクセット、インクカートリッジセット、記録装置、及び記録方法
WO2016121587A1 (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 Kjケミカルズ株式会社 三次元造型サポート材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物
JP2016147998A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 富士ゼロックス株式会社 光硬化型水性インク、インクカートリッジ、記録装置、及び記録方法
JP2019010873A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 キヤノン株式会社 液体吸収体、液体吸収体を用いた液体除去方法、画像形成方法および画像形成装置
JP2019010872A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 キヤノン株式会社 インクジェット画像形成方法及びインクジェット画像形成装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004263175A (ja) * 2003-02-12 2004-09-24 Konica Minolta Holdings Inc 活性光線硬化型水性インクとそれを用いた画像形成方法及び印刷物
JP2005307199A (ja) * 2004-03-26 2005-11-04 Canon Inc 活性エネルギー線硬化型水性インク組成物、それを用いたインクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置
JP2010024276A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Fujifilm Corp 水性インク組成物、インクジェット記録用水性インク組成物およびインクジェット記録方法
JP2012111822A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 水性インク
JP2013223960A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Fujifilm Corp 画像形成方法
JP2014237741A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 富士ゼロックス株式会社 水性インクセット、インクカートリッジセット、記録装置、及び記録方法
WO2016121587A1 (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 Kjケミカルズ株式会社 三次元造型サポート材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物
JP2016147998A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 富士ゼロックス株式会社 光硬化型水性インク、インクカートリッジ、記録装置、及び記録方法
JP2019010873A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 キヤノン株式会社 液体吸収体、液体吸収体を用いた液体除去方法、画像形成方法および画像形成装置
JP2019010872A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 キヤノン株式会社 インクジェット画像形成方法及びインクジェット画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022062693A (ja) 2022-04-20
US20230256753A1 (en) 2023-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10569531B2 (en) Transfer type ink jet recording method with cooled transfer body
JP6682331B2 (ja) インクジェット記録方法
JP4849147B2 (ja) 記録装置及び記録材料
US7909452B2 (en) Recording apparatus and recording material
EP3401098A1 (en) Inkjet recording apparatus and inkjet recording method
JP6448673B2 (ja) 多孔質体及びその製造方法、インクジェット記録方法、並びにインクジェット記録装置
JP6840552B2 (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
KR101909779B1 (ko) 기록 방법 및 기록 장치
EP3124280B1 (en) Intermediate transfer member, image recording apparatus, and image recording method
US10549526B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2012200905A (ja) 画像形成方法及び画像形成装置
JP2011208088A (ja) 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物
US8197054B2 (en) Image fixing method, method for producing record product using such method, and image recording apparatus
US10005272B2 (en) Intermediate transfer body, image recording method, and image forming apparatus
WO2022075440A1 (ja) インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、多孔質体の製造方法、及び多孔質体の製造装置
US20200130356A1 (en) Liquid absorbing member and liquid removal method, image forming method and image forming apparatus each using liquid absorbing member
JP5948972B2 (ja) インクジェット画像記録方法
JP2019010872A (ja) インクジェット画像形成方法及びインクジェット画像形成装置
JP2004209976A (ja) インクジェット記録方法
US20060055752A1 (en) Method of inkjet recording
JP2019018424A (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2023068388A (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2021130268A (ja) インクジェット記録方法
JP2023154590A (ja) インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2022188905A (ja) プレコート液およびこれを用いた印刷物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21877739

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21877739

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1