JP5679861B2 - インクジェット画像形成方法 - Google Patents
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Description
しかし、この粉末散布は、過剰な量を散布してしまう場合がある。過剰な粉末は、印刷物に悪影響を及ばすだけでなく、粉末が広範囲に大量に空気中に飛散して印刷機、CTPプレートセッター、コンピューター、後加工機などの内部に入り込む。その結果、動作精度の低下又は故障などを引き起こす可能性があり、好ましくはない。
従って、特許文献1には、粉末を印刷物面に少量散布する方法が提案されている。
一方、特許文献2には、記録媒体上にインクジェット法により記録画像を記録する工程と、当該記録画像にマイクロカプセル含有液を噴霧した後、当該マイクロカプセルを破壊させる工程とを備えた方法が開示されている。
特許文献2は、画像表面に噴霧したマイクロカプセルを破壊して、離型性を有するコア部の物質(例えば、カルナウバワックス)の膜を画像表面に付与することにより、耐候性、耐水性等を向上させる方法であって、ブロッキングを抑制することは困難である。また、上記の離型性を有するコア部の物質の膜を付与する方法は、インクジェット法についてのみ具体的に開示しているに過ぎない。
本発明は、インクジェット法により記録媒体上に画像が記録する方式を採用する場合に、インクジェットのノズル詰まりを起こさずに、画像記録された記録媒体のブロッキングを抑制する画像形成方法を提供することを目的とする。
項1.インクジェット法により記録媒体上に画像を記録する記録工程、及び
シリコーンオイル又はフッ素系オイルである液体に含有された粒径10μm以上30μm以下の粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを介して前記粉末粒子を前記記録媒体に付与する付与工程、
を備えたインクジェット画像形成方法。
項2. 前記付与工程が、前記粉末粒子を含有した前記液体が含浸された布材を加熱ローラに接触させることにより前記粉末粒子を前記加熱ローラに供給し、前記加熱ローラを介して前記粉末粒子を前記記録媒体に付与する工程を備えた前記項1に記載のインクジェット画像形成方法。
項3.前記付与工程が、前記液体に含有された前記粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを前記記録媒体に押圧する工程、を備えた前記項1又は2に記載のインクジェット画像形成方法。
項4.前記付与工程が、前記液体に含有された前記粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラと加圧ローラとの間に前記記録媒体を通過させる工程、を備えた前記項3に記載のインクジェット画像形成方法。
項5.前記付与工程が前記粉末粒子を破壊しないように前記粉末粒子を付与する工程である、前記項1〜4のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
項6.前記粉末粒子は水不溶性である、前記項1〜5のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
項7.前記粉末粒子はポリメチル(メタ)アクリレート粒子又はシリカ粒子である、前記項1〜6のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
項8.前記記録媒体は坪量が127g/m 2 以上である、項1〜7のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
本発明の記録工程は、インクジェット法により記録媒体上に画像を記録する記録工程である。
インクジェット法は、特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット法、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等のいずれであってもよい。尚、前記インクジェット法には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
尚、前記インクジェット法により記録を行う際に使用するインクノズル等につい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る。
本発明のインクジェット法は、記録媒体に上に画像を記録するものである。
記録媒体には、特に制限はないが、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、アート紙などの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。
本発明で使用するインク組成物は、色材及び水を含有するものであれば限定的でなく、公知又は市販のものを使用することができる。
色材としては、公知の染料、顔料等を特に制限なく用いることができる。中でも、インク着色性の観点から、水に殆ど不溶であるか、又は難溶である色材であることが好ましい。具体的には例えば、各種顔料、分散染料、油溶性染料、J会合体を形成する色素等を挙げることができ、顔料であることがより好ましい。本発明においては、水不溶性の顔料自体または分散剤で表面処理された顔料自体を色材とすることができる。
オレンジ又はイエロー用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメント・オレンジ31、C.I.ピグメント・オレンジ43、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー13、C.I.ピグメント・イエロー14、C.I.ピグメント・イエロー15、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・イエロー93、C.I.ピグメント・イエロー94、C.I.ピグメント・イエロー128、C.I.ピグメント・イエロー138、C.I.ピグメント・イエロー151、C.I.ピグメント・イエロー155、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185等が挙げられる。
ポリマー分散剤の酸価としては、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、100mgKOH/g以下が好ましい。更には、酸価は、25〜100mgKOH/gがより好ましく、30〜90mgKOH/gが特に好ましい。
本発明のインク組成物は必要に応じてポリマー粒子を含有することが好ましい。これにより、画像の耐擦過性、定着性等をより向上させることができる。
インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
(有機溶媒)
必要に応じて上記水に加えて水溶性有機溶媒を含有していてもよい。このような水溶性有機溶媒としては、吐出性の観点から、アルキレンオキシアルコールが好ましい。更にはアルキレンオキシアルコールの少なくとも1種とアルキレンオキシエーテルの少なくとも1種とを含む2種以上の水溶性有機溶媒を含有する場合が特に好ましい。
また、上記の親水性有機溶媒に加え、必要に応じて、乾燥防止、浸透促進、粘度調整などを図る目的で、他の有機溶媒を含有してもよい。
インク組成物は、上記の成分に加え、必要に応じて、その他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、活性エネルギー線により重合する重合性化合物、重合開始剤、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、ワックス、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、インク組成物を調製後に直接添加してもよく、インク組成物の調製時に添加してもよい。
本発明の付与工程は、液体に含有された粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを介して前記粉末粒子を前記記録媒体に付与することを特徴とする。
液体は、粉末粒子を分散させることができるものであればよいが、本発明では不揮発性溶媒を用いることが好ましい。これにより、粉末粒子含有液の塗布性を向上させることができる。本発明における不揮発性溶媒とは、1気圧において150℃以下で沸騰しない溶媒をいう。このような溶媒としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フッ素オイル、フロロシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル又はフッ素系オイル;流動パラフィン等が挙げられる。中でも、均質な離型剤層を加熱ローラ表面層に形成し、粉末粒子を記録画像表面に容易に転写できる観点より、シリコーンオイル又はフッ素系オイルが好ましい。
粉末粒子の体積平均粒径は、マイクロトラック粒度分布測定装置MT−3200(日機装(株)製)の乾式セルによって測定される値である。粉末粒子の粒度分布については特に限定なく、分布のあるものから単分散のものまで使用することができるが、好ましい粒子径を有した粒子の分布が多い方がブロッキング抑制効果が大きく、単分散の方が好ましく使用される。
本発明の付与工程には、加熱ローラによる工程の前又は後に画像記録の定着工程を備えていてもよい。通常、定着工程には定着部材である定着ローラを用いる必要があるが、本発明では、加熱ローラが、粉末粒子付与のローラとしての役割に加えて定着ローラとしての役割も果たすことができる。よって、別個の定着ローラを必要とせずに、画像記録の定着及び粉末粒子の付与を同時に行うことも可能であり、設備の小型化が図れる。なお、さらに別個の定着ローラ等の定着部材を使用して定着する方法も本発明の態様に含まれる。
粉末粒子の記録媒体への付与量は限定的でなく、また、加熱ロールへの供給量、粉末粒子含有液の濃度等で適宜調整できる。更に粉末粒子含有液を含浸させた布材(ウェブ部材)を用いる方法においては、布材への含浸量、布材の送出し量等で調整できる。
本発明の画像形成方法には、記録工程と付与工程の間に又は付与工程の後に、インク乾燥ゾーン等の装置を設けて、乾燥工程を行ってもよい。
本発明の画像形成方法は、処理液を記録媒体に付与する処理液付与工程を備えてもよい。処理液付与工程は、インク組成物と接触することで凝集体を形成可能な処理液を記録媒体に付与し、処理液をインク組成物と接触させて画像化する。この場合、インク組成物中のポリマー粒子や色材(例えば顔料)などの分散粒子が凝集し、記録媒体上に画像が固定化される。
酸性化合物の処理液中における含有量としては、凝集効果の観点から、処理液の全質量に対して、5〜95質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましく、更に好ましくは15〜50質量%であり、特に好ましくは18〜30質量%である。
中でも、2価以上のカチオン性有機化合物が好ましい。
粉末粒子の体積平均粒径は、マイクロトラック粒度分布測定装置MT−3200(日機装(株)製)によって測定した。
(シアンインクC1の組成)
下記の組成となるように、シアンインクC1を調製した。
・シアン顔料(ピグメント・ブルー15:3) : 4質量%
・アクリル系ポリマー分散剤(酸価65.2mgKOH/g、重量平均分子量44600): 2質量%
・アクリル系ポリマー粒子(重量平均分子量66000) : 4質量%
・サンニックスGP250 :10質量%
(三洋化成工業(株)製、水溶性有機溶剤)
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル :10質量%
(和光純薬工業(株)製、水溶性有機溶剤)
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製、界面活性剤) : 1質量%
・マイクロクリスタリンワックス : 2質量%
(日本精蝋(株)製HI−MIC1090)
上記成分にイオン交換水を加えて100質量%となるように調整した。
前記シアンインクC1の組成中のシアン顔料を、顔料の量が同量になるようにマゼンタ顔料(ピグメント・レッド122)に変更したこと以外は、シアンインクC1と同様の組成とした。
前記シアンインクC1の組成中のシアン顔料を、顔料の量が同量になるようにイエロー顔料(ピグメント・イエロー74)に変更したこと以外は、シアンインクC1と同様の組成とした。
前記シアンインクC1の組成中のシアン顔料を、顔料の量が同量になるようにブラック顔料(カーボンブラック)に変更したこと以外は、シアンインクC1と同様の組成とした。
下記組成となるように各成分を混合し、処理液を調製した。
・マロン酸(2価のカルボン酸、和光純薬工業(株)製) 15.0質量%
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル(和光純薬工業(株)製) 20.0質量%
・N−オレオイル−N−メチルタウリンナトリウム(界面活性剤) 1.0質量%
・イオン交換水 64.0質量%
・シリコーンオイル : 85.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・ポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子 : 15.0質量%
(日本触媒(株)製、「エポスターMA1010」、体積平均粒径10μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液1を作製した。粉末粒子分散液1を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材1を作製した。不織布は、ポリアミドとポリエステルとの混合材料で、重さ30g/m2、厚さ0.1mmのものを使用した。
・シリコーンオイル : 85.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 15.0質量%
(綜研化学(株)製、「MX−6」、体積平均粒径6μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液2を作製した。粉末粒子分散液2を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材2を作製した。上記不織布は、ウェブ部材1の作製に用いたものと同じものを使用した。
・シリコーンオイル : 85.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 15.0質量%
(綜研化学(株)製、「MX−1500」、体積平均粒径15μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液3を作製した。粉末粒子分散液3を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材3を作製した。上記不織布は、ウェブ部材1の作製に用いたものと同じものを使用した。
・シリコーンオイル : 85.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・シリカ粒子 : 15.0質量%
(キャボット社製、「CAB−O−SIL TG−820F」、体積平均粒径10μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液4を作製した。粉末粒子分散液4を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材4を作製した。上記不織布は、ウェブ部材1の作製に用いたものと同じものを使用した。
・シリコーンオイル : 100.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
上記シリコーンオイルを不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材5を作製した。上記不織布は、ウェブ部材1の作製に用いたものと同じものを使用した。
・シリコーンオイル : 85.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 15.0質量%
(綜研化学(株)製、「MP−1600」、体積平均粒径0.8μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液6を作製した。粉末粒子分散液6を不織布に30g/m2になるように含浸させ、ウェブ部材6を作製した。上記不織布は、ウェブ部材1の作製に用いたものと同じものを使用した。
・シリコーンオイル : 70.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 30.0質量%
(綜研化学(株)製、「ケミスノーMX-800」、体積平均粒径8μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液11を作製した。粉末粒子分散液11を不織布に140g/m2となるように含浸させ、ウェブ部材11を作製した。不織布は、ポリエステル材料で、重さ80g/m2、厚さ0.3mmのKYS−80(呉羽テック社製)を使用した。
・シリコーンオイル : 70.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・架橋ポリスチレン粒子 : 30.0質量%
(積水化成品工業(株)製、「テクポリマーSBX−17」、体積平均粒径16μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液12を作製した。粉末粒子分散液12を不織布に140g/m2となるように含浸させ、ウェブ部材12を作製した。上記不織布は、前記KYS−80(呉羽テック社製)を使用した。
・シリコーンオイル : 70.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 30.0質量%
(綜研化学(株)製、「ケミスノーMX−2000」、体積平均粒径20μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液13を作製した。粉末粒子分散液13を不織布に140g/m2となるように含浸させ、ウェブ部材13を作製した。上記不織布は、前記KYS−80(呉羽テック社製)を使用した。
・シリコーンオイル : 70.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 30.0質量%
(綜研化学(株)製、「ケミスノーMX−3000」、体積平均粒径30μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液14を作製した。粉末粒子分散液14を不織布に140g/m2となるように含浸させ、ウェブ部材14を作製した。上記不織布は、前記KYS−80(呉羽テック社製)を使用した。
・シリコーンオイル : 70.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・架橋ポリメタクリル酸メチル粒子 : 30.0質量%
(積水化成品工業(株)製、「テクポリマーMBX−40」、体積平均粒径40μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液15を作製した。粉末粒子分散液15を不織布に140g/m2となるように含浸させ、ウェブ部材15を作製した。上記不織布は、前記KYS−80(呉羽テック社製)を使用した。
・シリコーンオイル : 70.0質量%
(信越化学工業(株)製、「KF−96−100cs」)
・PMMA粒子 : 30.0質量%
(綜研化学(株)製、「ケミスノーMX−6」、体積平均粒径0.6μm)
上記組成の液1Lをシルバーソン製乳化装置で8000rpm、10分混合させ、粉末粒子分散液16を作製した。粉末粒子分散液16を不織布に140g/m2となるように含浸させ、ウェブ部材16を作製した。上記不織布は、前記KYS−80(呉羽テック社製)を使用した。
以下に示すように、インクC1/M1/Y1/K1を用いて画像を記録すると共に、下記評価を行なった。評価結果は、下記表1及び表2に示す。
GELJET GX5000プリンターヘッド(リコー社製のフルラインヘッド)を用意し、これに繋がる貯留タンクを上記で得たシアンインクC1、マゼンタインクM1、イエローインクY1、ブラックインクK1に詰め替えた。記録媒体として特菱アート両面N(坪量104.7g/m2、三菱製紙(株)製)または表2記載の記録媒体を用意した。各記録媒体を500mm/秒で所定の直線方向に移動可能なステージ(搬送ベルト)上に固定し、これに上記で得た反応液をワイヤーバーコーターで約1.5μm(マロン酸0.34g/m2相当)の厚みとなるように塗布し、塗布直後に50℃で2秒間乾燥させた(図2)。
その後、GELJET GX5000プリンターヘッド(リコー社製のフルラインヘッド)を、前記ステージの移動方向(副走査方向)と直交する方向に対して、ノズルが並ぶラインヘッドの方向(主走査方向)が75.7°傾斜するように固定配置し、記録媒体を副走査方向に定速移動させながらインク液滴量3.5pL、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×600dpiの吐出条件にてライン方式で吐出し、ベタ画像を印画して評価サンプルを得た。印画直後、60℃で3秒間乾燥させた。
次いで、実施例及び比較例ごとに表1及び表2記載のウェブ部材を使用し、図2のように設置されたウェブ部材を加熱ローラに接触させ、ウェブ部材に含ませた粉末粒子を加熱ローラに供給した。そして、60℃に加熱された一対のローラ間(加熱ローラ及び加圧ローラ)に記録媒体を通過させ、ニップ圧0.25MPa、ニップ幅4mmにて定着処理を実施し、評価サンプルを得た。
なお、図2の加熱ローラ(定着ローラ)は、内部にハロゲンランプが内装されたSUS製の円筒体の芯金の表面がシリコーン樹脂で被覆されたものを使用した。
10mm×50mmに裁断した未印字の各記録媒体を文鎮(重量470g、サイズ15mm×30mm×120mm)に巻きつけ(未印字の各記録媒体と評価サンプルが接触する面積は150mm2)、上記で作製した評価サンプルを3往復擦った(荷重260kg/m2に相当)。擦った後の印画面を目視により観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
A:印字面の画像の剥れは全く視認できなかった。
B:印字面の画像の剥れが、わずかに視認されたが、実用上問題ないレベルであった。
C:印字面の画像の剥れが視認でき、実用上問題があるレベルであった。
耐擦性と同様にベタ画像を作製した。2枚の評価サンプルを4cm×4cmのサイズに裁断し、記録面同士を重ね合わせるように貼り合わせ、プレス機で2.0MPaの圧力を30秒間かけ、評価サンプルを剥がした。このときの剥がれ易さ及び剥がした後の色移りを目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
A:自然に剥がれ、互いの紙への色移りもみられなかった。
B:くっつきが生じ、互いの紙への色移りが多少みられた。
C:くっつきが強く、互いの紙へ多く色移りし、実用上問題があるレベルであった。
耐擦性の評価においてインク液適量を7.0pLに変更してベタ画像を作製し、加熱ローラと加圧ローラの温度を70℃とした以外は、耐擦性の評価と同様に出力した。この時、加熱ローラへの画像の転写による画像部の剥がれを目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
A:印画面の画像の剥れは全く視認できなかった。
B:印画面の画像の剥れが、わずかに視認されたが、実用上問題ないレベルであった。
C:印画面の画像の剥れが視認でき、実用上問題があるレベルであった。
2.送出ローラ
3.ウェブ押圧ローラ
4.巻取ローラ
5.布材(ウェブ部材)
6.加圧ローラ
10.搬送ベルト
11.記録媒体
12.処理液塗布部
13.処理液塗布用バー
14.加熱乾燥部
15.乾燥機
16.インクジェット記録部
17.インクジェットのノズル
Claims (8)
- インクジェット法により記録媒体上に画像を記録する記録工程、及び
シリコーンオイル又はフッ素系オイルである液体に含有された粒径10μm以上30μm以下の粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを介して前記粉末粒子を前記記録媒体に付与する付与工程、
を備えたインクジェット画像形成方法。 - 前記付与工程が、前記粉末粒子を含有した前記液体が含浸された布材を加熱ローラに接触させることにより前記粉末粒子を前記加熱ローラに供給し、前記加熱ローラを介して前記粉末粒子を前記記録媒体に付与する工程を備えた請求項1に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記付与工程が、前記液体に含有された前記粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラを前記記録媒体に押圧する工程、を備えた請求項1又は2に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記付与工程が、前記液体に含有された前記粉末粒子を加熱ローラ表面に供給し、前記加熱ローラと加圧ローラとの間に前記記録媒体を通過させる工程、を備えた請求項3に記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記付与工程が前記粉末粒子を破壊しないように前記粉末粒子を付与する工程である、請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記粉末粒子は水不溶性である、請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記粉末粒子はポリメチル(メタ)アクリレート粒子又はシリカ粒子である、請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
- 前記記録媒体は坪量が127g/m 2 以上である、請求項1〜7のいずれかに記載のインクジェット画像形成方法。
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