JP5147472B2 - インクセットおよび画像記録方法 - Google Patents
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Description
このうち、例えば、インクジェット技術は、オフィスプリンタ、ホームプリンタ等の分野に適用されてきたが、近年、商業印刷分野での応用がなされつつある。この商業印刷分野では、完全にインク溶媒の原紙への浸透をシャットアウトする写真のような表面を有するものではなく、汎用の印刷紙のような印刷の風合いが要求されている。ここで、記録媒体における溶媒吸収層が20〜30μmと厚くなると、記録媒体の表面光沢、質感、こわさ(コシ)等が制限されてしまうため、商業印刷分野でのインクジェット技術の適用は、記録媒体に対する表面光沢、質感、こわさ(コシ)等の制限が許容されるポスター、帳票印刷等にとどまっている。また、記録媒体は、溶媒吸収層、耐水層を有することによりコスト高となっており、それも上記制限の一因となっている。
更に、特許文献3〜5に記載の方法における浸透液やインク凝集液に用いられる界面活性剤は、表面張力の調整を主とするものであり、記録媒体のカールやカックルとった紙変形を防止することはできなかった。
本発明は、汎用の印刷紙でもカール及びカックルの発生を抑制することが可能なインクセット及びそれを用いた画像記録方法を提供することを目的とする。
<1> 着色剤と樹脂微粒子と水溶性有機溶媒と水とを含むインク組成物と、前記インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤とフッ素系のアニオン性界面活性剤とを含む反応液と、を含むインクセット。
<2> 前記アニオン性界面活性剤は、カルボキシル基およびリン酸基の少なくとも一方を有することを特徴とする前記<1>に記載のインクセット。
<3> 前記反応剤は、多価金属塩および酸性物質の少なくとも1種であることを特徴とする前記<1>または<2>に記載のインクセット。
<4> 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(1)で示されることを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクセット。
(Cf)−(Y)n : 一般式(1)
(式中、Cfは少なくとも3個のフッ素原子と少なくとも2個の炭素原子を含むn価の基を表し、Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表す。M + は水素イオン又はカチオンを表し、nは1又は2である。)
<5> 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(2)で示されることを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクセット。
Rf−(D)t−Y : 一般式(2)
(式中、Rfは炭素原子数3〜30のフッ素置換アルキル基又はフッ素置換アリール基を表し、Dは単結合、並びに、−O−、−COO−、−CON(R 1 )−、−SO 2 N(R 1 )−、及び−S−からなる連結基群から選ばれる少なくとも一つを含む、炭素原子数1〜12の2価の基を表す。R 1 は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、tは1又は2を表わす。Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表し、M + は水素イオン又はカチオンを表す。)
<6> 前記反応液における前記アニオン性界面活性剤の含有率が、0.1〜10質量%であることを特徴とする前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のインクセット。
<7> 前記反応剤が、酸性物質の少なくとも1種であることを特徴とする前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のインクセット。
<8> 前記反応液のpHが、1〜6であることを特徴とする前記<7>に記載のインクセット。
<9> 前記樹脂微粒子のガラス転移温度Tgが、30℃以上であることを特徴とする前記<1>〜<8>のいずれか1項に記載のインクセット。
<11> 前記アニオン性界面活性剤は、カルボキシル基およびリン酸基の少なくとも一方を有することを特徴とする前記<10>に記載の画像記録方法。
<12> 前記反応剤が、酸性物質の少なくとも1種であることを特徴とする前記<10>または<11>に記載の画像記録方法。
<13> 前記反応液のpHが、1〜6であることを特徴とする前記<12>に記載の画像記録方法。
<14> 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(1)で示されることを特徴とする前記<10>〜<13>のいずれか1項に記載の画像記録方法。
(Cf)−(Y)n : 一般式(1)
(式中、Cfは少なくとも3個のフッ素原子と少なくとも2個の炭素原子を含むn価の基を表し、Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表す。M + は水素イオン又はカチオンを表し、nは1又は2である。)
<15> 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(2)で示されることを特徴とする前記<10>〜<13>のいずれか1項に記載の画像記録方法。
Rf−(D)t−Y : 一般式(2)
(式中、Rfは炭素原子数3〜30のフッ素置換アルキル基又はフッ素置換アリール基を表し、Dは単結合、並びに、−O−、−COO−、−CON(R 1 )−、−SO 2 N(R 1 )−、及び−S−からなる連結基群から選ばれる少なくとも一つを含む、炭素原子数1〜12の2価の基を表す。R 1 は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、tは1又は2を表わす。Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表し、M + は水素イオン又はカチオンを表す。)
<16> 前記反応液における前記アニオン性界面活性剤の含有率が、0.1〜10質量%であることを特徴とする前記<10>〜<15>のいずれか1項に記載の画像記録方法。
<17> 前記樹脂微粒子のガラス転移温度Tgが、30℃以上であることを特徴とする前記<10>〜<16>のいずれか1項に記載の画像記録方法。
<18> 記録媒体上の前記反応液が付与された領域は、水との接触角が75度以上であることを特徴とする前記<10>〜<17>のいずれか1項に記載の画像記録方法。
<19> 前記反応液付与工程は、前記アニオン性界面活性剤の付与量が0.05g/m2〜0.5g/m2であることを特徴とする前記<10>〜<18>のいずれか1項に記載の画像記録方法。
本発明のインクセットは、インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤と少なくとも1種のアニオン性界面活性剤とを含む反応液と、着色剤と樹脂微粒子と水溶性有機溶媒と水とを含むインク組成物の少なくとも1種とを含むことを特徴とする。反応液がアニオン性界面活性剤を含むことで、汎用の印刷紙を記録媒体として用いて画像記録を行った場合でも、カールとカックルの発生を効果的に抑制することができ、滲みの発生が抑制された画像記録が可能になる。
本発明における反応液は、インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤の少なくとも1種と、アニオン性界面活性剤の少なくとも1種とを含有し、必要に応じて、水溶性有機溶媒と水とその他の添加剤を含んで構成することができる。
本発明における反応液は、アニオン性界面活性剤の少なくとも1種を含有する
前記アニオン性界面活性剤とは、分子中にアニオン性の部位を有し、かつ界面活性を有する化合物を意味する。前記アニオン性の部位としては、アニオンに解離可能な基であれば特に制限はなく、例えば、スルホンアミド基、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基などを挙げることができる。この中でも、記録媒体(例えば、紙)への吸着性の観点から、カルボキシル基、リン酸基が好ましい。
本発明におけるアニオン性界面活性剤は、分子内にフッ素原子を有するフッ素系のアニオン性界面活性剤であっても、分子内にフッ素原子を含まない非フッ素系のアニオン性界面活性剤であってもよいが、カールとカックルの発生抑制の観点から、フッ素系のアニオン性界面活性剤であることが好ましい。
Yは−COO−M+、−SO3 −M+、−OSO3 −M+または−OP(=O)(O−M+)2を表し、M+は水素イオン又はカチオンを表す。
さらに、一般式(2)においてDは、単結合、並びに、−O−および−S−から選ばれる少なくとも一つを含む炭素原子数2〜6の2価の基であることがこのましい。
ZONYLシリーズのフッ素系アニオン性界面活性剤としては、例えば、以下のものを好適に挙げることができる。
ZONYL FSP:(RF−CH2CH2O)xPO(O-NH4 +)y、ここで、x+y=3、
ZONYL FSJ:FSP + 炭化水素系界面活性剤、
ZONYL UR:(RF−CH2CH2O)xPO(OH)y、ここでx+y=3、
ZONYL TBS:RF−CH2CH2SO3H、RF−CH2CH2SO3 −NH4 +、
ZONYL FS−62:C6F13CH2CH2SO3H、C6F13CH2CH2SO3 −NH4 +、
ZONYL FSE:(RF−CH2CH2O)xPO(O-NH4 +)y(OCH2CH2OH)z、ここで、x+y+z=3、
尚、部位RFは、F(CF2CF2)zであり、z=1〜7(FSP、FSJ、UR、FSE)又は1〜9(TBS)である。
前記反応液におけるアニオン性界面活性剤の含有率としては特に制限はなく、例えば、0.1〜10質量%とすることができ、反応液の塗布性の観点から、0.5〜7.0質量%であることが好ましく、1.0〜5.0質量%であることがより好ましい。
前記反応剤はインク組成物と接触して凝集物を生じさせることができるものであれば特に制限はなく、インク組成物のpHを変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類であってもよい。本発明においては、インク組成物の凝集性の観点から、インク組成物のpHを変化させることができる化合物であることが好ましく、インク組成物のpHを低下させることができる化合物であることがより好ましい。
インク組成物を凝集させる反応剤の反応液中における含有量としては、1〜20質量%が好ましく、より好ましくは1.5〜15質量%であり、更に好ましくは2〜10質量%の範囲である。
本発明におけるインク組成物(以下、単に「インク」ということがある)は、着色剤の少なくとも1種と、樹脂微粒子の少なくとも1種と、水溶性有機溶媒の少なくとも1種と、水とを含み、必要に応じて界面活性剤等のその他の成分を含んで構成することができる。
以下、インク成分について詳述する。
本発明に用いられる着色剤として水分散性顔料が好ましい。着色により画像を形成する機能を有するものであればよく、染料や着色微粒子も使用することができる。
前記水分散性顔料の具体例として、下記(1)〜(4)の顔料を挙げることができる。
(2)自己分散顔料、即ち、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料、より詳しくは、主にカーボンブラックなどを表面酸化処理して親水化し、顔料単体が水に分散するようにしたものである。
(3)樹脂分散顔料、即ち、重量平均分子量50,000以下の水溶性高分子化合物により分散された顔料
(4)界面活性剤分散顔料、即ち、界面活性剤により分散された顔料。
好ましい例として、(1)カプセル化顔料と(2)自己分散顔料を挙げることができ、特に好ましい例として、(1)カプセル化顔料を挙げることができる。
上記樹脂の中、アニオン性アクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有するアクリルモノマー(以下、アニオン性基含有アクリルモノマーという)と、更に必要に応じてこれらのモノマーと共重合し得る他のモノマーを溶媒中で重合して得られる。アニオン性基含有アクリルモノマーとしては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン基からなる群から選ばれる1個以上のアニオン性基を有するアクリルモノマーが挙げられ、これらの中でもカルボキシル基を有するアクリルモノマーが特に好ましい。
マイクロカプセル化顔料は、上記した成分を用いて、従来の物理的、化学的方法によって製造することができる。本発明の好ましい態様によれば、特開平9−151342号、特開平10−140065号、特開平11−209672号、特開平11−172180号、特開平10−25440号、または特開平11−43636号に開示されている方法によって製造することができる。
自己分散型顔料を着色剤として含有するインクは、通常の顔料を分散させるために含有させる前述のような分散剤を含む必要が無いため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんど無く吐出安定性に優れるインクが調製しやすい。
自己分散型顔料の表面に結合される分散性付与基としては、−COOH、−CO、−OH、−SO3H、−PO3H2及び第4級アンモニウム並びにそれらの塩が例示でき、これらは、原料となる顔料に物理的処理または化学的処理を施すことで、分散性付与基または分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合(グラフト)させることによって製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、p−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。
本発明において用いられる顔料としては、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、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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、キノフラロン顔料、などが挙げられる。前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
前記無機顔料としては、例えば、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、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、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ものが挙げられる。
上記の顔料は、単独種で使用してもよく、また上記した各群内もしくは各群間より複数種選択してこれらを組み合わせて使用してもよい。
本発明において、カプセル化顔料あるいは樹脂分散顔料で用いられる分散剤としては、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物等が使用できる。
例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの共重合体等が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、酢酸ビニル、酢酸アリル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、クロトン酸エステル、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、芳香族基を置換してもよいアクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、芳香族基を置換してもよいメタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、ビニルアルコール、並びに上記化合物の誘導体等が挙げられる。
インクジェット記録方式の水系インクにおいて、水溶性有機溶媒は乾燥防止剤、湿潤剤あるいは浸透促進剤の目的で使用することができる。
ノズルのインク噴射口において該インクジェット用インクが乾燥することによる目詰まりを防止する目的で乾燥防止剤が用いられ、乾燥防止剤や湿潤剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。
また、インクジェット用インクを紙により良く浸透させる目的で浸透促進剤として、水溶性有機溶媒が好適に使用される。
また、本発明におけるインクに使用される水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。更に好ましくは、50質量%以上70質量%以下である。
本発明におけるインク組成物は、少なくとも1種の樹脂微粒子を含む。樹脂微粒子を含むことで形成された画像の耐擦過性を向上させることができる。
本発明に用いられることができる樹脂微粒子あるいはポリマーラテックスとしては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、パラフィン系樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂を好ましい例として挙げることができる。
樹脂微粒子の平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。
樹脂微粒子のガラス転移温度Tgは30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。
また、ポリマー粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つポリマー微粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
本発明におけるインクは、必要に応じて界面活性剤を含むことができ、前記界面活性剤は表面張力調整剤として用いることができる。
表面張力調整剤としてはノニオン、カチオン、アニオン、ベタイン界面活性剤が挙げられる。表面張力の調整剤の添加量は、インクジェットで良好に打滴するために、本発明のインクの表面張力を20〜60mN/mに調整する量が好ましく、より好ましくは20〜45mN/m、更に好ましくは25〜40mN/mに調整できる量である。
本発明における界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。更には、上記高分子物質(高分子分散剤)を界面活性剤としても使用することもできる。
カチオン性界面活性剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられ、具体的には、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド等が挙げられる。
本発明におけるインク組成物の界面活性剤の含有率は、特に限定されるものではないが、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1〜10質量%、更に好ましくは1〜3質量%である。
本発明におけるインク組成物は、必要に応じてその他の成分として各種の添加剤を含むことができる。
その他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
本発明におけるインクの表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上40mN/m以下である。
また、本発明におけるインクの20℃での粘度は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは2mPa・s以上13mPa・s未満、更に好ましくは2.5mPa・s以上10mPa・s未満である。
本発明の画像記録方法は、記録媒体上に、インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤と、少なくとも1種のアニオン性界面活性剤と、水溶性有機溶媒と、水と、を含む反応液を付与する反応液付与工程と、前記反応液が付与された記録媒体上に、着色剤と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶媒と、水とを含むインク組成物を付与するインク付与工程と、を含むことを特徴とする。
インク組成物の付与に先立って、アニオン性界面活性剤を含む反応液が付与されることによって、カールとカックルの発生を効果的に抑制することができる。
また本発明の画像記録方法は、必要に応じてその他の工程を含んで構成することができる。
本発明における前記反応液の付与には、公知の液体付与方法を特に制限なく用いることができ、後述するインクジェット方式による付与であっても、塗布ローラー等による付与であってもよい。また、記録媒体全体への全面付与であっても、インクジェット記録を行う領域への部分付与であってもよい。本発明においては、非画像部の光沢度の観点から、インクジェット記録を行う領域への部分付与であることが好ましい。
また、本発明における反応液付与工程には、上記インクセットにおける反応液を好適に用いることができる。
前記乾燥除去工程は、反応液に含まれる水、水溶性有機溶媒の少なくとも一部を除去することができれば特に制限はない。例えば、加熱、乾燥風等によって乾燥を行うことができる。
本発明における反応液が付与された記録媒体における水の接触角は、反応液を付与し、乾燥した後の記録媒体における水の接触角である。水の接触角は、測定装置としてDropMaster DM700(協和界面科学社製)を用いて、反応液が付与された記録媒体に、水1.0μlを滴下した後、0.30秒経過した時点での水の接触角を測定したものである。
本発明の画像記録方法は、着色剤と樹脂微粒子と水溶性有機溶媒と水とを含むインク組成物の少なくとも1種を、反応液が付与された記録媒体上に付与するインク付与工程を含む。前反応液が付与された記録媒体にインク組成物を付与することにより、カールとカックルの発生を効果的に抑制することができ、良好な画像を形成することができる。
本発明におけるインク付与工程は、画像形成性の観点から、インク組成物を後述するインクジェット記録方法によって付与するものであることが好ましい。
本発明に好ましいインクジェット記録方法として、インクジェット記録用インクにエネルギーを供与して、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、例えば特開平8−169172号公報、同8−27693号公報、同2−276670号公報、同7−276789号公報、同9−323475号公報、特開昭62−238783号公報、特開平10−153989号公報、同10−217473号公報、同10−235995号公報、同10−337947号公報、同10−217597号公報、同10−337947号公報等に記載されているインクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等に画像を形成する。なお、本発明に好ましいインクジェット記録方法として特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105の記載が適用できる。
第一の工程:インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤の少なくとも1種と、アニオン性界面活性剤の少なくとも1種とを含む反応液(プリント性を向上させる液体組成物)を記録媒体上に付与する工程と、
第二の工程:着色剤と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶媒と、水とを含むインク組成物を、前記反応液が付与された記録媒体上に付与する工程と、
を少なくとも含むが、必要に応じてその他の工程を含んで構成することができる。
その他の工程としては、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、乾燥除去工程、加熱定着工程等が挙げられる。
前記乾燥除去工程(以下、単に「乾燥工程」ということがある)は、記録媒体上に付与された前処理液、反応液、インク組成物等に含まれる溶媒の少なくとも一部を乾燥除去するものであれば特に制限はなく、送風、加熱等の通常用いられる方法によって行うことができる。
(1)反応液を付与する工程の後であって、インク組成物を付与する工程の前。
(2)インク組成物を付与する工程の後。
のいずれの時点に設けてもよい。本発明においては、カールとカックルの発生抑制の観点から、少なくとも(1)反応液を付与する工程の後であって、インク組成物を付与する工程の前に設けることが好ましく、(3)インク組成物を付与する工程の後に更に設けることがより好ましい。
本発明に使用できる記録媒体は特に制限がなく、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙など、セルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。これらのセルロースを主体とする一般印刷用紙は、通常の水性インクジェットによる画像形成においては、水性インクの溶媒(水、親水性有機溶媒等)によりカールしてしまい著しい品質上の問題を生じるが、本発明の画像形成方法によれば、カールの発生を抑制して画像形成することができる。
(1)シアン顔料インクCの作製
(顔料分散物の作製)
着色剤としてシアニンブルーA−22(PB15:3、大日精化社製)10gと、低分子量分散剤2−1の10.0gと、グリセリン4.0gと、イオン交換水26gとを攪拌混合させて粗分散液を調製した。次いで、超音波照射装置(SONICS社製 Vibra-cell VC-750、テーパーマイクロチップ:φ5mm、Amplitude:30%)を用いて、前記粗分散液に、超音波を間欠照射(照射0.5秒、休止1.0秒)で2時間照射して顔料を更に分散させ、20%顔料分散液とした。なお、低分子量分散剤2−1は下記化学式で表される化合物である。
(混合液I)
・グリセリン(水溶性有機溶媒) 4.5g
・ジエチレングリコール(水溶性有機溶媒) 10.0g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) 1.5g
・イオン交換水 11.0g
得られた混合液IIを上記で得られた20%顔料分散液にゆっくりと滴下しながら攪拌混合して、インク組成物としてシアン顔料インクC(シアンインク)を100g調製した。
東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGを用いて、顔料インクCのpHを測定したところ、pH値は8.7であった。
顔料インクCの調製において、顔料として使用したシアニンブルーA−22に代えて、Cromophtal Jet Magenta DMQ(PR−122、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)を用いた以外は、上述した顔料インクCの調製と同様の方法でマゼンタ顔料インクM(マゼンタインク)を作製した。
東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGにて、顔料インクMのpHを測定したところ、pH値は8.6であった。
顔料インクCの調製において、顔料として使用したシアニンブルーA−22に代えて、Irgalite Yellow GS(PY74、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)とした。顔料以外は、上述した顔料インクCの調製と同様の方法でイエロー顔料インクY(イエローインク)を作製した。
東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGにて、顔料インクYのpHを測定したところ、pH値は8.4であった。
顔料インクCの調製において使用した顔料分散液の代わりに、顔料分散体CAB−O−JETTM_200(カーボンブラック、CABOT社製)を用いた以外は、上述した顔料インクCの調製と同様の方法でブラック色の黒顔料インクK(ブラックインク)を作製した。
東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGにて、顔料インクKのpHを測定したところ、pH値は8.5であった。
(反応液1)
以下の材料を混合して、反応液1を作製した。
・リン酸 10g
・アニオン性界面活性剤A 10g
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20g
・イオン交換水 60g
東亜DKK(株)製pHメーターWM−50EGにて、このように調製された反応液1のpHを測定したところ、pH値は1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液2を作製した。
・リン酸 10g
・アニオン性界面活性剤B 3g
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル 25g
・イオン交換水 62g
作製した反応液2のpHを測定したところ、pH値は1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液3を作製した。
・リン酸 10g
・アニオン性界面活性剤C 10g
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20g
・イオン交換水 60g
作製した反応液3のpH値を測定したところ、1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液4を作製した。
・リン酸 10g
・アニオン性界面活性剤D 10g
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル 25g
・イオン交換水 55g
作製した反応液4のpH値を測定したところ、1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液5を作製した。
・リン酸 10g
・Zonyl UR(フッ素系のアニオン性界面活性剤) 2g
(イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー製)
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20g
・イオン交換水 68g
作製した反応液5のpH値を測定したところ、1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液6を作製した。
・リン酸 10g
・Zonyl FSP(フッ素系のアニオン性界面活性剤) 3g
(イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー製)
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル 25g
・イオン交換水 62g
作製した反応液6のpH値を測定したところ、1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液7を作製した。
・リン酸 10g
・アニオン性界面活性剤F 4g
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル 25g
・イオン交換水 61g
作製した反応液7のpH値を測定したところ、1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液8を作製した。
・硝酸カルシウム 12g
・Zonyl UR(フッ素系のアニオン性界面活性剤) 2g
(イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー製)
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル 23g
・イオン交換水 63g
以下の材料を混合して、反応液9を作製した。
・リン酸 10g
・Zonyl UR(フッ素系のアニオン性界面活性剤) 4g
(イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー製)
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20g
・イオン交換水 66g
作製した反応液9のpHを測定したところ、pH値は1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液10を作製した。
・リン酸 10g
・オルフィンE1010 3g
(ノニオン性界面活性剤、日信化学工業社製)
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル 25g
・イオン交換水 64g
作製した反応液10のpH値を測定したところ、1.0であった。
以下の材料を混合して、反応液11を作製した。
・リン酸 10g
・カチオン性界面活性剤E 3g
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20g
・イオン交換水 69g
作製した反応液11のpH値を測定したところ、1.0であった。
記録媒体としてA4サイズのマットコート紙(日本製紙製、商品名:ユーライト)を用い、下記表1に示す反応液と組み合わせて、下記画像記録条件で画像を記録した。
インク組成物として、上記で得られたシアン顔料インクC、マゼンタ顔料インクM、イエロー顔料インクY、黒顔料インクKを用い、表1に示す反応液を使用して、下記の条件で、4色シングルパス画像形成を実施した。
ヘッド :600dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッド
吐出液滴量:0、4.0pLの2値記録
駆動周波数:15kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
描画パターン:インク付与工程において、少なくとも1色のインクを付与する位置に対応するパターンを適用して、予め反応液を付与した。反応液が付与された領域における界面活性剤の付与量を表1に示す。
−−反応液用乾燥条件(送風乾燥)−−
風速 :15m/s
温度 :記録媒体の表面温度が60℃となるように記録媒体記録面背面から接触型平面ヒーターで加熱した。
送風領域:450mm(乾燥時間0.7秒)
反応液が付与された記録媒体上に下記条件で、インク組成物を付与した。
ヘッド :1,200dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッドを4色分配置した。
吐出液滴量:0、2.0、3.5、4.0pLの4値記録とした。
駆動周波数:30kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
−−インク用乾燥条件(送風乾燥)−−
風速 :15m/s
温度 :記録媒体の表面温度が60℃となるように記録媒体記録面背面から接触型平面ヒーターで加熱した。
送風領域:640mm(乾燥時間1秒間)
−−定着−−
シリコンゴムローラ(硬度50°、ニップ幅5mm)
ローラ温度:90℃
圧力:0.8MPa
−水の接触角−
インクを付与する前の記録媒体上の反応液が付与された領域における水の接触角を、DropMaster DM700(協和界面科学社製)を用いて、水1.0μlを滴下した後、0.30秒経過した時点での接触角として測定した。測定結果を表1に示す。
評価用に印画したグレースケール及び文字画像を、下記評価基準に従って、目視評価を行った。評価結果を表1に示す。
〜評価基準〜
A:画像滲み、色間混色が見られず、4pt以下の“鷹”の文字を解像できた。
B:画像滲み、色間混色が見られず、5ptの“鷹“の文字を解像できた。
C:画像滲み、色間混色が多く見られ、実用性が低かった。
D:画像滲み、色間混色がひどく見られ、実用性が極めて低かった。
記録媒体について、MD、CDそれぞれの方向に対して50mm×5mmサイズに断裁した試験片にインクを10g/m2となるよう打滴した。画像形成後、JAPAN
TAPPI 紙パルプ試験方法 No.15−2:2000に規定されるカール曲率測定方法に準拠して、23℃、50%RH8時間後のカール度を測定し、下記の評価基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
〜評価基準〜
A:カール度10未満だった。
B:カール度10以上20未満だった。
C:カール度20以上30未満だった。
D:カール度30以上だった。
はがきサイズに断裁した記録媒体上に、2cm×2cmの単色100%ベタ画像を記録媒体の中央に印字し、印字直後に発生する波打ちの最大高さをレーザー変位計(キーエンス社製)にて測定し、下記評価基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
〜評価基準〜
A:1mm以上2mm未満だった。
B:2mm以上3mm未満だった。
C:3mm以上だった。
Claims (19)
- 着色剤と樹脂微粒子と水溶性有機溶媒と水とを含むインク組成物と、
前記インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤とフッ素系のアニオン性界面活性剤とを含む反応液と、
を含むインクセット。 - 前記アニオン性界面活性剤は、カルボキシル基およびリン酸基の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1に記載のインクセット。
- 前記反応剤は、多価金属塩および酸性物質の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクセット。
- 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(1)で示されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクセット。
(Cf)−(Y)n : 一般式(1)
(式中、Cfは少なくとも3個のフッ素原子と少なくとも2個の炭素原子を含むn価の基を表し、Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表す。M + は水素イオン又はカチオンを表し、nは1又は2である。) - 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(2)で示されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクセット。
Rf−(D)t−Y : 一般式(2)
(式中、Rfは炭素原子数3〜30のフッ素置換アルキル基又はフッ素置換アリール基を表し、Dは単結合、並びに、−O−、−COO−、−CON(R 1 )−、−SO 2 N(R 1 )−、及び−S−からなる連結基群から選ばれる少なくとも一つを含む、炭素原子数1〜12の2価の基を表す。R 1 は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、tは1又は2を表わす。Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表し、M + は水素イオン又はカチオンを表す。) - 前記反応液における前記アニオン性界面活性剤の含有率が、0.1〜10質量%であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインクセット。
- 前記反応剤が、酸性物質の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインクセット。
- 前記反応液のpHが、1〜6であることを特徴とする請求項7に記載のインクセット。
- 前記樹脂微粒子のガラス転移温度Tgが、30℃以上であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のインクセット。
- 着色させたインク組成物を用いて画像を形成する画像記録方法であって、
記録媒体上に、インク組成物と接触して凝集物を生じさせる反応剤と、フッ素系のアニオン性界面活性剤と、を含む反応液を付与する反応液付与工程と、
前記反応液が付与された記録媒体上に、着色剤と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶媒と、水とを含むインク組成物を付与するインク付与工程と、を含む画像記録方法。 - 前記アニオン性界面活性剤は、カルボキシル基およびリン酸基の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項10に記載の画像記録方法。
- 前記反応剤が、酸性物質の少なくとも1種であることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の画像記録方法。
- 前記反応液のpHが、1〜6であることを特徴とする請求項12に記載の画像記録方法。
- 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(1)で示されることを特徴とする請求項10〜請求項13のいずれか1項に記載の画像記録方法。
(Cf)−(Y)n : 一般式(1)
(式中、Cfは少なくとも3個のフッ素原子と少なくとも2個の炭素原子を含むn価の基を表し、Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表す。M + は水素イオン又はカチオンを表し、nは1又は2である。) - 前記アニオン性界面活性剤は、下記一般式(2)で示されることを特徴とする請求項10〜請求項13のいずれか1項に記載の画像記録方法。
Rf−(D)t−Y : 一般式(2)
(式中、Rfは炭素原子数3〜30のフッ素置換アルキル基又はフッ素置換アリール基を表し、Dは単結合、並びに、−O−、−COO−、−CON(R 1 )−、−SO 2 N(R 1 )−、及び−S−からなる連結基群から選ばれる少なくとも一つを含む、炭素原子数1〜12の2価の基を表す。R 1 は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、tは1又は2を表わす。Yは−COO − M + 、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + または−OP(=O)(O − M + ) 2 を表し、M + は水素イオン又はカチオンを表す。) - 前記反応液における前記アニオン性界面活性剤の含有率が、0.1〜10質量%であることを特徴とする請求項10〜請求項15のいずれか1項に記載の画像記録方法。
- 前記樹脂微粒子のガラス転移温度Tgが、30℃以上であることを特徴とする請求項10〜請求項16のいずれか1項に記載の画像記録方法。
- 記録媒体上の前記反応液が付与された領域は、水との接触角が75度以上であることを特徴とする請求項10〜請求項17のいずれか1項に記載の画像記録方法。
- 前記反応液付与工程は、前記アニオン性界面活性剤の付与量が0.05g/m2〜0.5g/m2であることを特徴とする請求項10〜請求項18のいずれか1項に記載の画像記録方法。
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