JP2019163442A - 処理液とインクのセット、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、特殊な処理を施す必要があることから高価であるため、写真画像出力等の特殊な用途に限定され、広く普及するには至っていない。
しかし、凝集反応が早すぎると、インク滴が記録媒体の表面を浸透して広がる前に凝集することでインクのドット径が広がらないことがあり、着弾後のインク滴の移動による濃淡(ビーディング)は有効に抑えることができるものの、画像の濃度や彩度はかえって低くなってしまう場合がある。逆に凝集反応が遅すぎると、普通紙等の表面コート層がない記録媒体の場合、インクが内部に浸透してしまい、発色が悪くなったり、ビーディングが発生してしまう場合がある。
0.5≦(B)/(C)≦0.7
を満たし、前記処理液の15ms動的表面張力(D)と前記処理液の1500ms動的表面張力(E)は、
0.5≦(E)/(D)≦0.9
35[mN/m]≦(E)≦55[mN/m]
を満たすことを特徴とする。
本発明の処理液とインクのセットは、記録媒体に付与する処理液と、前記処理液が付与された記録媒体に付与するインクと、を有し、前記処理液は多価金属塩を含み、前記インクはウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂及び顔料を含み、前記インクの静的表面張力(B)と前記処理液の静的表面張力(C)は、
0.5≦(B)/(C)≦0.7
を満たし、前記処理液の15ms動的表面張力(D)と前記処理液の1500ms動的表面張力(E)は、
0.5≦(E)/(D)≦0.9
35[mN/m]≦(E)≦55[mN/m]
を満たすことを特徴とする。
以下、詳細を説明する。
なお、処理液とインクのセットを単に「インクセット」などとも称することがある。
本発明のインクセットでは、インクの静的表面張力(B)と処理液の静的表面張力(C)が、
0.5≦(B)/(C)≦0.7
を満たすことにより、処理液が付与された記録媒体にインクを付与した際に、均一に濡れ拡がることができ、画質をより向上させることができる。
また、インクの静的表面張力(B)が処理液の静的表面張力(C)より低いことにより、処理液の乾燥の有無によらず、処理液の凝集効果を維持しつつも記録媒体上に濡れ広がることができる。これにより、インク自体の濡れ広がりのバランスによって、ビーディング及びカラーブリードの発生を抑制できる。
0.5≦(E)/(D)≦0.9
35[mN/m]≦(E)≦55[mN/m]
を満たすことにより、記録媒体に対して均一にムラなく、処理液を付与することができる。処理液を付与する方法は、適宜変更することが可能であるが、上記の関係を満たすことにより、ローラー塗布で付与する場合でも均一にムラなく、処理液を付与することができる。
また、(E)が35[mN/m]未満であると、紙に浸透しすぎてしまい、先塗の凝集効果が落ちて画質の悪化し、(E)が55[mN/m]を超えると、紙面上に均一に塗布できずに塗り斑が発生する。
1.5≦(A)/(B)≦2
を満たすことが好ましい。この場合、紙面上にインクが素早く濡れ拡がり、浸透するという利点がある。
本発明のインクは、樹脂(ウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂)及び顔料を含み、必要に応じて有機溶剤、水、添加剤、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤、等のその他の成分を含む。
本発明のインクはウレタン樹脂及びスチレンアクリル樹脂を含むものであり、ウレタン樹脂及びスチレンアクリル樹脂を含むことにより、コート紙に対して高い定着性と高画質を得ることができる。
本実施形態のインクがウレタン樹脂を含むことにより、耐擦過性、定着性を向上させることができる。
ウレタン樹脂の体積平均粒径は10nm以上30nm以下であることが好ましい。10nm以上30nm以下であることにより、ウレタン樹脂がスチレンアクリル樹脂や顔料の隙間に入り込み、顔料と樹脂の密着性を高めることができ、耐擦性、定着性を向上させることができる。
分子量については特に制限がなく、目的に応じて選択することができる。
本実施形態のインクがスチレンアクリル樹脂を含むことにより、画質向上の向上、耐擦過性の向上が得られる。更に、スチレンアクリル樹脂の効果で、印刷後の巻き取りや積み重ねによるブロッキングの発生をより抑制することができる。
分子量については特に制限はなく、目的に応じて選択することができる。
また、ウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂以外にも目的に応じて追加することができ、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いてもよい。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。前記樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、顔料として、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料を分散してインクを得る方法としては、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
分散剤として、竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
顔料分散体に対し、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
多価アルコール類の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等が挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテル類としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等が挙げられる。
含窒素複素環化合物としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
アミド類としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等が挙げられる。
アミン類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。
含硫黄化合物類としては、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等が挙げられる。
その他の有機溶剤としては、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましい。シリコーン系界面活性剤としては、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S−1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(モメンティブジャパン社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
本発明の処理液は多価金属塩を含み、必要に応じて水、有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等を含む。水、有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤はインクに用いる材料と同様の材料を使用でき、その他、公知の処理液に用いられる材料を使用できる。
多価金属塩は2価以上の特定の多価金属イオンと、これら多価金属イオンに結合する陰イオンから構成される。本実施形態で用いられる多価金属塩は凝集剤としての機能を有することができ、固形分の凝集作用を有する。
また、カルシウム塩、マグネシウム塩としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。
有機酸金属塩としては、パントテン酸、プロピオン酸、アスコルビン酸、酢酸、乳酸のカルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。
また、本発明では処理液の初期粘度(X)と処理液の10%水分蒸発時粘度(Y)が、
1.5≦(Y)/(X)≦4
を満たすことが好ましい。この場合、蒸発要因の粘度上昇によると不良の変動を抑えることができる。
粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。
記録に用いる記録媒体としては、特に限定されないが、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙等が挙げられる。
本発明によって得られる記録物は、記録媒体上に、本発明のインクセットを用いて形成される。
インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録して記録物とすることができる。
本発明の画像形成方法は、記録媒体に対して上記の処理液を付与する処理液付与工程と、記録媒体の処理液を付与した領域にインクを付与するインク付与工程と、を有する。また、本発明の画像形成装置は、記録媒体に対して上記の処理液を付与する処理液付与手段と、記録媒体の処理液を付与した領域にインクを付与するインク付与手段と、を有する。
本発明のインクセットは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
以下の表に示されるインク及び処理液(インクセット)を用いて以下の評価を行った。表中、インク及び処理液の欄の数値は「質量%」を表す。
評価するにあたり、印字前(インク付与前)に小林製作所社製のワイヤーバー(巻線径:0.02mm)を用いて処理液を記録媒体に塗布し、90℃、30秒のオーブン乾燥を行ってから直ちに印字(インク付与)を行った。
・パスコールAD1:明成化学工業社製(体積平均粒径:15nm、ウレタン系樹脂、ガラス転移温度Tg:約50℃)
・スーパーフレックス150:第一工業製薬社製(体積平均粒径:100nm、ウレタン系樹脂、ガラス転移温度Tg:40℃)
・モビニール5450:日本合成化学工業社製(体積平均粒径:50nm、スチレンアクリル樹脂)
・モビニール6969D:日本合成化学工業社製(体積平均粒径約100nm、スチレンアクリル樹脂)
・Capstone−FS3100:ケマーズ社製(前記一般式(1)で表される界面活性剤)
・Capstone−FS34:ケマーズ社製
・サーフィノール465:信越化学工業社製
・ハイマックスSC−506:ハイモ社製(カチオンポリマー)
<動的表面張力>
各インクの動的表面張力は、ポータブル表面張力計(英弘精機社製、SITA DynoTester)を用いて、温度:25℃、bubble life time:15msecの条件で測定した。
各インクの静的表面張力は、表面張力計(協和界面社製、DY300)を用いて、温度:25℃の条件で測定した。
<カラーブリード>
シリアル型プリンターのGXe5500(リコー社製)を改造したものを用いて、Lumi Art Gross130に光沢紙、きれいモード、色補正なしを選択し、ベタ画像を印字し、カラーブリードの目視判定を行った。
なお、カラーブリードの評価は、ベタ画像として図4に示されるパッチを印字し、各色隣り合ったインク同士の境界での滲みを評価した。各色に注目するか又は全体に注目するかにより、単色のインクセット又は複数色のインクセットの評価を行う。
A:全くなし。
B:30cm離れたところからカラーブリードが確認できる。
C:1m離れたところからでもカラーブリードが確認できる。
D:1.5m以上離れたところからでもカラーブリードが確認できる。
GXe5500を用いて、Lumi Art Gross130に光沢紙、きれいモード、色補正なしを選択し、ベタ画像を印字し、濃度ムラ(ビーディング)の目視判定を行った。
AA:全くなし。
A:15cm離れたところから濃度ムラがわずかに確認できる。
B:30cm離れたところから濃度ムラがわずかに確認できる。
C:1m離れたところからでも濃度ムラが確認できる。
D:1.5m以上離れたところからでも濃度ムラが確認できる。
E−550L(東機産業社製:コーン1°34’×R24)を用いて、保存前の粘度(初期粘度)と、密封した容器中で70℃、14日間保存した後に測定した粘度から保存安定度を次式に従って求め、得られた値について以下の基準に基づいて評価した。
保存安定度=(保存後の粘度/初期粘度)×100
A:100±5%以内
B:100±5%超え〜±7%以内
C:100±7%超え〜±10%以内
D:100±10%超え
Lumi Art Gross130上にプリンター(GXe5500)を使用して6cm四方のベタ画像を100dutyで印字した画像について、印字後24時間以上経過させた。その後、クロックメータ(東洋精機社製)にLumi Art Grossを装着し、これを上記のようにして得たベタ部に対して10往復させ、擦ったLumi Art Grossに付着した汚れについてX−riteによりOD(光学濃度)を測定し、下記基準により評価した。
A:転写ODが0.05未満
B:転写ODが0.05以上0.15未満
C:転写ODが0.15以上0.20未満
D:転写ODが0.20以上
Lumi Art Gross130上にプリンター(GXe5500)を使用して6cm四方のベタ印字をした後、90℃、30秒でオーブン乾燥を行った。次いで、印字面同士を重ね、これを10cm×10cm四方のガラス板2枚の間に挟み、その上から5kg/cm2の加重をかけて、温度25℃、湿度50%の環境下に24時間放置した。下記基準により評価した。
A:ブロッキングなし
B:わずかにブロッキング(合紙にわずかに転写部が確認される)
C:かなりブロッキング(合紙にはっきりと転写部が確認される)
D:完全にブロッキング(密着してはがすことが困難)
得られた評価結果について、カラーブリードについてはA判定、ビーディングについてはB判定以上、保存安定性についてはA判定、定着性及びブロッキングはB判定以上で実使用上問題ないレベルとした。
300 インクジェット記録装置
301 記録媒体搬送部
302 処理工程部
303 処理後乾燥部
304 画像形成工程部
305 後処理工程部
306 後処理後乾燥部
307 給紙装置
308 巻き取り装置
310 インク収容部
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
Claims (14)
- 記録媒体に付与する処理液と、前記処理液が付与された記録媒体に付与するインクと、を有し、
前記処理液は多価金属塩を含み、
前記インクはウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂及び顔料を含み、
前記インクの静的表面張力(B)と前記処理液の静的表面張力(C)は、
0.5≦(B)/(C)≦0.7
を満たし、
前記処理液の15ms動的表面張力(D)と前記処理液の1500ms動的表面張力(E)は、
0.5≦(E)/(D)≦0.9
35[mN/m]≦(E)≦55[mN/m]
を満たすことを特徴とする処理液とインクのセット。 - 前記ウレタン樹脂の体積平均粒径が10nm以上30nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の処理液とインクのセット。
- 前記スチレンアクリル樹脂の体積平均粒径が40nm以上60nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の処理液とインクのセット。
- 前記多価金属塩がマグネシウム塩及びカルシウム塩から選ばれる一つ以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 前記多価金属塩は前記処理液中10質量%以上40質量%以下含まれることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 前記ウレタン樹脂は前記インク中1.0質量%以上5.0質量%以下含まれることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 前記スチレンアクリル樹脂は前記インク中1.0質量%以上10.0質量%以下含まれることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 前記インクは下記一般式(1)で表される界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 前記ウレタン樹脂のガラス転移温度Tgが60℃以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 前記インクの15ms動的表面張力(A)と前記インクの静的表面張力(B)は、
1.5≦(A)/(B)≦2
を満たすことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の処理液とインクのセット。 - 前記処理液の初期粘度(X)と前記処理液の10%水分蒸発時粘度(Y)は、
1.5≦(Y)/(X)≦4
を満たすことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の処理液とインクのセット。 - 前記インクはブラックインク、シアンインク及びイエローインクを含む3色以上のインクからなることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の処理液とインクのセット。
- 記録媒体に対して処理液を付与する処理液付与工程と、
前記記録媒体の前記処理液を付与した領域にインクを付与するインク付与工程と、を有し、
前記処理液は多価金属塩を含み、
前記インクはウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂及び顔料を含み、
前記インクの静的表面張力(B)と前記処理液の静的表面張力(C)は、
0.5≦(B)/(C)≦0.7
を満たし、
前記処理液の15ms動的表面張力(D)と前記処理液の1500ms動的表面張力(E)は、
0.5≦(E)/(D)≦0.9
35[mN/m]≦(E)≦55[mN/m]
を満たすことを特徴とする画像形成方法。 - 処理液と、
インクと、
記録媒体に対して前記処理液を付与する処理液付与手段と、
前記記録媒体の前記処理液を付与した領域に前記インクを付与するインク付与手段と、を有し、
前記処理液は多価金属塩を含み、
前記インクはウレタン樹脂、スチレンアクリル樹脂及び顔料を含み、
前記インクの静的表面張力(B)と前記処理液の静的表面張力(C)は、
0.5≦(B)/(C)≦0.7
を満たし、
前記処理液の15ms動的表面張力(D)と前記処理液の1500ms動的表面張力(E)は、
0.5≦(E)/(D)≦0.9
35[mN/m]≦(E)≦55[mN/m]
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
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