JP6390414B2 - インクジェット記録方法及びインクセット - Google Patents
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Description
〔1〕前記後処理液の組成中、構造式(1)からなる化合物を含む。
〔2〕前記水性インクの組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含まず、かつSP値が12(cal/cm3)1/2以上の水溶性有機溶剤を含む。
(1)記録メディア上に着色剤を含む水性インクを付与して画像を形成する工程と、該画像が形成された記録メディア上に樹脂を含む後処理液を付与する工程とを備えたインクジェット記録方法であって、
次の要件〔1〕及び〔2〕を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法。
〔1〕前記後処理液の組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含む。
〔2〕前記水性インクの組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含まず、かつSP値が12(cal/cm3)1/2以上の水溶性有機溶剤を含む。
着色剤を含む1種以上の水性インクと、樹脂を含む後処理液とからなり、
次の要件〔1〕及び〔2〕を満たすことを特徴とするインクセット。
〔2〕前記水性インクの組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含まず、かつSP値が12(cal/cm3)1/2以上の水溶性有機溶剤を含む。
本実施形態で用いる後処理液は、搬送時の記録画像の転写汚れを防ぎ、記録メディアのブロッキングを防止するものであり、以下に述べる特定の水溶性有機溶剤、樹脂及び水を含有して、更に必要に応じて界面活性剤、ワックス等その他の成分を含有してなる。
本実施形態で用いる後処理液には、乾燥による記録ヘッドノズルの詰まり防止、及び/または、記録メディアとの濡れ性向上、浸透速度調整のため、水溶性有機溶剤を含有する。水溶性有機溶剤としては、次の一般式(1)で示されるアミド化合物を有する。
樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、アクリル変性ウレタン樹脂(ウレタン樹脂とビニル重合体を含む樹脂)、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂等を用いることができるが、高い表面硬度を有する皮膜を形成でき、高い耐擦抑制能を有するアクリル変性ウレタン樹脂を含むことが好ましい。
本実施形態の後処理液は、表面張力を下げて被記録メディアとの濡れ性・浸透性を高め、微粒子層を速やかに形成させるため、界面活性剤を含有する。前記界面活性剤としては、アニオン系・ノニオン系・カチオン系あるいは両性界面活性剤、フッ素系・シリコン系の界面活性剤を使用できる。
前記ワックスは、画像表面に配向することで画像の耐摩擦性、耐ブロッキング性を向上させることができる。
本実施形態の後処理液は、スリップ性を有し、画像の耐擦性、耐ブロッキング性向上のためポリエーテル変性シリコーンオイルを含むことができる。
本実施形態の後処理液は、被記録メディアとの濡れ性を調整する浸透剤を含むことができる。浸透剤としては、ジ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フェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール、2−プロパノール等の低級アルコール類が挙げられ、一種または二種以上を混合して用いてもよい。
本実施形態の後処理液は、保存安定性、画質安定性の向上のため、防腐防黴剤を含有することができる。
防腐防黴剤の含有量は、後処理液全量に対し、0.01質量%以上3.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以上2質量%以下がより好ましい
本実施形態の後処理液は、ヘッド等の接液する金属面の腐食防止のため、防錆剤を含有することができる。
本実施形態の後処理液は、pH調整剤を含有することができる。pH調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等が挙げられる。
本実施形態の後処理液は、消泡剤を含有することができる。消泡剤としては、2,4,7,9-テトラメチル-4,7-デカンジオール、2,5,8,11-テトラメチルドデカン-5,8-ジオール等が挙げられる。消泡剤の含有量は、後処理液全量に対し、0.01質量%以上、10質量%以下が好ましく、0.02質量%以上、5質量%以下がより好ましい。0.01質量%以上であれば、泡を抑える効果が十分に得られる。また、10質量%以下であれば、後処理液に溶解しなくなったりすることはない。
本実施形態の水性インクは、記録メディアの塗工層を有する面に付与されて画像を形成するものであり、必須成分として着色剤を含む。その他の成分としては、水、水溶性有機溶剤(以下、水性有機溶剤Bという。)、界面活性剤を含有し、必要に応じて、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤、消泡剤等を含有してなる。
前記水溶性有機溶剤Bとしては、凝集エネルギー密度から算出できるFedors法によるSP値が12.0(cal/cm3)1/2以上のものを有する。SP値としては12.0(cal/cm3)1/2以上20.0(cal/cm3)1/2以下が好ましい。
水性インクを遠心分離法により上澄み液と沈降物に分離させた後、上澄み液をGC−MS分析にかけデータ解析を行う。
(遠心分離)
装置:日立工機製himac CS150GX
回転速度:150,000rpm
回転時間:1hour
(GC−MS)
装置:島津製作所製QP5000
カラム:Ultra ALLOY−5L=30m、ID=0.25mm Film=0.25μm
カラム昇温:50℃〜330℃
カラム流量:1.0ml/min
Split:1:100
イオン化法:EI法(70eV)
測定質量範囲:m/z33〜600
解析ソフト:島津製作所製GCMSsolution
着色剤としては、顔料、自己分散型顔料、樹脂被覆型顔料を用いることができ、顔料は有機顔料、無機顔料いずれであってもよい。
本実施形態のインクジェット記録方法は、水性インクを付与して画像を形成する工程の前に、前記記録メディア上に前処理液を付与する工程を備えることが好ましい。前処理液を付与する工程を備えることで、前処理液が水性インクと凝集/増粘作用を引き起こし、低吸収被記録メディアの塗工紙においても高品質な画像を得ることができる。前処理液で記録メディア表面を加工した後、画像形成を行えば更に画像濃度への効果が見られる。
本実施形態の記録方法は、塗工層を有する記録メディア(塗工紙)に対して特に有効である。塗工紙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る。ここで塗工紙とは、原紙(支持体)の表面に塗料を塗布し、美観や平滑さを高めた紙のことをいい、表裏両面塗工でも片面塗工でも良い。また、前記塗料はカオリンや炭酸カルシウムなどの白色顔料と、デンプンなどのバインダーを混合したものである。塗工紙の例としては、アート紙、コート紙、軽量コート紙、キャスト紙、微塗工紙などが挙げられる。
以下に、インクジェット記録方法を説明する。
水性インクを付着させて画像を形成する工程、すなわち画像形成工程は、前処理液を付着させた記録メディア、又は前処理液乾燥工程、すなわち前処理工程を経た記録メディア、又は前処理工程を経ていない記録メディアに水性インクを吐出して付着させる工程である。
後処理工程は、水性インクによって画像が形成された後の記録メディアに後処理液を付与するものであり、該後処理液の付与量が、画像形成のために付与された水性インクの単位面積あたりの付与量より少なく制御されたものであることが好ましい。
前処理液を付着させる前処理工程としては、記録メディアの表面に処理液を均一に付着させることができる方法であれば特に制限はない。その例としては、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Uコンマコート法、AKKUコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、4本乃至5本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法等が挙げられる。
前処理工程後の記録メディアは、図7に示す画像形成工程部304により画像データに応じた画像が形成される。画像形成工程部304は、フルライン型のヘッドユニットであり、記録メディア搬送方向上流側より、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)に対応可能な4つの記録ヘッドユニット304K、304C、304M、304Yが配設されている。
下記表1の実施例及び比較例の各欄に示す材料を使用し、100mLビーカー中で、攪拌子を用いて20分間混合攪拌した後、フィルターで濾過して後処理液を調製した。
・ポリエチレンワックス:(35質量%濃度:有効固形分量)酸化高密度ポリエチレンワックス、ACUACER515,ビックケミー・ジャパン株式会社製
・アクリル変性ウレタン樹脂エマルション:(40質量%濃度:有効固形分量)SU−100N:中央理化工業(株)製
・スチレン−アクリル酸エマルション:分子量50000、酸価130、粒径75nm、マイクロジェルE−1002,日本ペイント(株)製
・パーフルオロアルキルポリエチレンオキシド付加反応物:DSN−403Nダイキン工業社製
(ブラック顔料分散体1の作製)
ブラック顔料分散体1は、ポリマー溶液と、顔料と、を含む。
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g及びメルカプトエタノール0.4g、メチルエチルケトン40gを混合し、65℃に昇温した。
前記[ポリマー溶液]28gとブラック顔料(C.I.ピグメントブラック7、キャボットスペシャルティケミカルズ社製、商品名:Monarch880)を32g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。
CTAB比表面積が150m2/g、DBP吸油量100ml/100gのカーボンブラック90gを、2.5規定の硫酸ナトリウム溶液3,000mlに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行った。
顔料をC.I.ピグメントブルー15:3に代えた他は[ブラック顔料分散体1]と同様にして、顔料15質量%含有、固形分20質量%の[シアン顔料分散体3]を得た。
顔料をC.I.ピグメントレッド122に代えた他は[ブラック顔料分散体1]と同様にして、顔料15質量%含有、固形分20質量%の[マゼンタ顔料分散体4]を得た。
顔料をC.I.ピグメントイエロー74に変えた他は[ブラック顔料分散体1]と同様にして、顔料15質量%含有、固形分20質量%の[イエロー顔料分散体5]を得た。
下記表2の各欄に示す材料を使用し、100mLビーカー中で、攪拌子を用いて20分間混合攪拌した後、フィルターで濾過して各色の水性インクを調製した。
(カチオンポリマーの作製)
攪拌機、温度計、及び窒素ガス導入管を付けた1000mLのグラス製オートクレーブに、50%ジメチルアミンを200.0g(2.218モル)、30%トリメチルアミンを291.0g(1.477モル)仕込み、窒素置換した後、40℃に冷却しながらエピクロロヒドリン274.0g(2.961モル)を2時間かけて投入し、40℃で1時間反応させ、更に80℃まで昇温し3時間熟成させた。
カチオンポリマー1:60質量%
3−メチル−1,3−ブタンジオール:10質量%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール:2質量%
2−アミノ−1,3−プロパンジオール:0.2質量%
1,2,3−ベンゾトリアゾール:0.1質量%
イオン交換水:残量
画像チャートとして10ポイントのHの文字を解像度1200dpiで印字下画像について目視にて滲みを観察した。
判断基準
◎:滲みがない
○:僅かに滲みが認められるが実用上問題なし
△:滲み有り
×:明らかな滲み
画像チャートとして6cm四方のべた画像を100dutyで印字した画像について、印字後3時間以上経過した後、クロックメータ(東洋精機社製)に装着した非印字の記録メディア(OKトップコート+)で10往復させ、メディアに付着した水性インクの汚れを目視で観察し、評価した。
◎:汚れがほとんどない
○:汚れはあるが、実用上問題なし
△:やや顕著に汚れが認められる
×:明らかな汚れ
102 後処理液
103 搬送ベルト
104 前処理液塗布装置
105 温風乾燥装置
201 対向ローラ
203 記録メディア
204 前処理液塗布装置
205 前処理液
206 攪拌・供給ローラ
207a 移送・薄膜化ローラ
207b 移送・薄膜化ローラ
208 塗布ローラ
209 圧力調整装置
300 インクジェット記録装置
301 記録メディア搬送部
302 前処理工程部
303 前処理後乾燥部
304 画像形成工程部
304K ブラックの記録ヘッド
304K−1 ブラックのヘッドユニット
304K−2 ブラックのヘッドユニット
304K−3 ブラックのヘッドユニット
304K−4 ブラックのヘッドユニット
304C シアンの記録ヘッド
304M マゼンタの記録ヘッド
304Y イエローの記録ヘッド
305 後処理工程部
306 乾燥工程部
307 給紙装置
308 巻き取り装置
309 ノズル面
310 印字ノズル
311 ヒートローラー
312 ヒートローラー
313 ヒートローラー
314 ヒートローラー
315 前乾燥部
Claims (9)
- 記録メディア上に着色剤を含む水性インクを付与して画像を形成する工程と、該画像が形成された記録メディア上に樹脂を含む後処理液を付与する工程とを備えたインクジェット記録方法であって、
次の要件〔1〕及び〔2〕を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法。
〔1〕前記後処理液の組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含む。
〔2〕前記水性インクの組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含まず、かつSP値が12(cal/cm3)1/2以上の水溶性有機溶剤を含む。
- 単位面積当たりの前記後処理液の付与量が、前記水性インクの付与量の5体積%以上30体積%以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記樹脂が、ウレタン樹脂とビニル重合体を含む樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記後処理液が、ポリエチレンワックスを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記後処理液を付与する工程の後に、前記記録メディアを乾燥する乾燥工程を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記水性インクを付与して画像を形成する工程の前に、前記記録メディア上に前処理液を付与する工程を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記前処理液は、カチオンポリマーを含むことを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録方法。
- 前記前処理液の付与工程後であって、前記水性インクを付与して画像を形成する工程前に、前記記録メディアを乾燥する乾燥工程を含むことを特徴とする請求項6又は7に記載のインクジェット記録方法。
- インクジェット記録に用いられるインクセットであって、
着色剤を含む1種以上の水性インクと、樹脂を含む後処理液とからなり、
次の要件〔1〕及び〔2〕を満たすことを特徴とするインクセット。
〔1〕前記後処理液の組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含む。
〔2〕前記水性インクの組成中、下記構造式(1)からなる化合物を含まず、かつSP値が12(cal/cm3)1/2以上の水溶性有機溶剤を含む。
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