JP6704609B2 - インク−後処理液セット、画像形成方法、インク−後処理液のカートリッジセット、インク−後処理液セットの収容容器セット及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
特許文献2、3に記載のインク組成物では画像堅牢性は確保されるが、初期の画像光沢性を確保するには不十分である。
(1)白色インクと該白色インクの後処理液との組み合わせを含むインク−後処理液セットであって、
前記白色インクは、水、有機溶剤及び中空樹脂粒子を含有し、
前記後処理液は水、有機溶剤及びガラス転移温度が50℃より高い樹脂粒子を含有し、
前記後処理液に含まれる前記樹脂粒子は、80℃以上のガラス転移温度よりなるポリエステル樹脂を含有する
ことを特徴とするインク−後処理液セット。
(1)白色インクと該白色インクの後処理液との組み合わせを含むインク−後処理液セットであって、
前記白色インクは、水、有機溶剤及び中空樹脂粒子を含有し、
前記後処理液は水、有機溶剤及びガラス転移温度が50℃より高い樹脂粒子を含有する
ことを特徴とするインク−後処理液セット。
(2)前記白色インク中の中空樹脂粒子が、スチレン共重合物を含有することを特徴とする上記(1)に記載のインク−後処理液セット。
(3)前記後処理液中の樹脂粒子が、ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のインク−後処理液セット。
(4)前記後処理液中の樹脂粒子が、80℃以上のガラス転移温度よりなるポリエステル樹脂を含有することを特徴とする上記(3)に記載のインク−後処理液セット。
(5)被記録媒体に白色インクを付与する工程と、後処理液を前記白色インク付与工程後に付与する工程とを有する画像形成方法であって、
前記白色インクは、水、有機溶剤及び中空樹脂粒子を含有し、
前記後処理液は水、有機溶剤及び50℃より高いガラス転移温度を有する樹脂粒子を含有する
ことを特徴とする画像形成方法。
(6)前記白色インクを付与する工程及び前記後処理液を付与する工程の少なくとも一方の工程が、液体にエネルギーを作用させてノズルから液滴を吐出させる工程であることを特徴とする上記(5)に記載のインクジェット画像形成方法。
(7)上記(1)〜(4)のいずれかに記載のインク−後処理液セットにおける、前記白色インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジと、前記後処理液を収容する後処理液収容部を備えた後処理液カートリッジとを含む、インク−後処理液のカートリッジセット。
(8)上記(1)〜(4)のいずれかに記載のインク−後処理液セットにおける、前記白色インクを収容するインク収容容器と前記後処理液を収容する後処理液収容容器とを含むインク−後処理液セットの収容容器セット。
(9)インクカートリッジと、後処理液カートリッジと、液滴を吐出させるための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジと前記後処理液カートリッジとを組み合わせたセットが上記(7)に記載のインク−後処理液のカートリッジセットであることを特徴とするインクジェット記録装置。
上記実施形態(4)により、後処理液付与後に光沢性が高い白色画像を形成することが可能となる。
上記実施形態(5)により、中空樹脂粒子のつぶれによる透明化が少なく、画像隠蔽性の高い白色画像を形成することが可能となる。
上記実施形態(6)により、オンデマンドに高い画像隠蔽性と画像光沢の両立した画像を形成することが可能となる。
上記実施形態(7)、(8)、(9)により、白色インク色材が沈降しにくく、高い画像隠蔽性と画像光沢の両立した画像を効率よく形成することが可能となる。
本発明において用いる白色インクは、水、有機溶剤および中空樹脂粒子を含有してなり、さらに必要に応じてその他の成分を含有してなる。
さらに白色インクにエネルギーを作用させてノズルから白色インクの液滴を吐出するインクジェット画像形成方法を選択する場合には、白色インクの25℃における粘度は2mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下が更に好ましい。
本発明の白色インクの成分として使用する中空樹脂粒子は粒子内に単孔もしくは多孔の空 隙を持つ樹脂からなる粒子(中空樹脂粒子)である。このような形態のもので、かつ、そのガラス転移温度(Tg)が40〜140℃であるものが好ましい。本発明の白色インクに使用する中空樹脂粒子は、特に限定されないが、例えば、隠蔽性付与を目的として酸化チタンなどの白色顔料の代替として上市されている中空樹脂粒子を挙げることができる。
中空樹脂粒子を構成する樹脂の具体例としては以下のようなものが例示できる。 例えば、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、(メタ)アクリロニトリル、ブタジエン、酢酸ビニル、エチレン、エポキシ、ウレタン、アルキッド等のモノマーからなる樹脂が挙げられる。これらのモノマーの、単独重合体、共重合体、或いはこれらの重合体をブレンドしてなる混合物を用いることができる。
中でも樹脂としてスチレンを含む共重合物が、ガラス転移温度が50℃を超える樹脂粒子を含有する後処理液との組み合わせで、画像上でつぶれにくく高い白色度を得られるため好ましい。
本発明で使用する樹脂製の中空粒子を構成するポリマーは、高い隠蔽性、中空樹脂粒子どうしが融着しにくい点から、Tgが40〜140℃であることが好ましい。より好ましくは、Tgが60〜120℃であるものを用いるとよい。
本発明において、樹脂のTgは、次のFOX式による理論計算上のものをいう。
[FOX式]
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+…+Wi/Tgi+…+Wn/Tgn
(上記FOX式は、n種の単量体からなる重合体を構成する各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度をTgi(K)とし、各モノマーの質量分率を、Wiとしており、(W1+W2+…+Wi+…Wn=1)である。)
スチレン(St):100℃
メチルメタクリレート(MMA):105℃
ブチルメタクリレート(BMA):20℃
ブチルアクリレート(BA):−52℃
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA):−70℃
アクリル酸(AAc):105℃
メタクリル酸(mAAc):185℃
本発明における後処理液は、水、有機溶剤および50℃より高いガラス転移温度を有する樹脂粒子を含有してなり、さらに必要に応じてその他の成分を含有してなる。
後処理液の25℃における粘度は、2mPa・s以上100mPa・s以下が好ましい。さらに後処理液にエネルギーを作用させてノズルから後処理液の液滴を吐出するインクジェット画像形成方法を選択する場合には、2mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下が更に好ましい。後処理液の粘度を2mPa・s以上とすることによって、後処理液吐出時の残留振動が起こりにくくなる効果があり、駆動波形による吐出後の振動抑制を行いやすくすることができ、短時間で次の吐出ができるようになるため高速印字に適するようになる。一方、前記後処理液の粘度を20mPa・s以下に抑えることで、吐出性を安定しやすくなる。ここで、前記粘度は、例えば、R型回転粘度計(RE550L、東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
本発明の後処理液中に含まれる樹脂粒子は、特に限定されないが、例えば特許第3322830号公報に記載されているもののうち、50℃より高いガラス転移温度を有する樹脂粒子が使用可能である。さらに前記樹脂粒子がポリエステル樹脂を含有することが、白色インクの画像隠蔽性を確保するために好ましい。さらにまた前記樹脂粒子が、90℃以上のガラス転移温度を有するポリエステル樹脂を含有することで、後処理液付与後の画像光沢性を向上させることができ、より好ましい。ここで後処理液中、樹脂粒子のガラス転移温度は、例えば後処理液を減圧下、105℃で2時間乾燥させ、完全に溶媒を除去することによって樹脂粒子を単離し、示差走査熱量計(DSC8230、リガク社製)を用いて測定することができる。
また後処理液は、ガラス転移温度が58℃以上の樹脂粒子を含有することにより、後処理液付与時、白色インク中の中空樹脂粒子のつぶれによる透明化をさらに防止しやすくなる。
該ポリエステル樹脂としては、特に限定されないがJIS K 0070に基づく酸価が3〜100KOHmg/gのものが好ましく用いられる。上記酸価は、より好ましくは3〜90KOHmg/g、更に好ましくは30〜80KOHmg/g、特に好ましくは50〜70KOHmg/gであることが、エマルジョン粒子の形成性及び分散安定性が向上する点で良好な結果をもたらす。
(記録媒体)
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である基材をいう。
前記インク−後処理液セットは、刷毛やローラーを用いた液塗工方法や印刷等の転写を用いた任意の付与工程を選択することが可能である。例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、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、スプレーコート法などが挙げられる。
その中でもエネルギーを作用させてノズルから液滴を吐出するインクジェット画像形成方法は、記録媒体に非接触でオンデマンドに高い画像隠蔽性と画像光沢の両立した画像を形成可能なため好ましい。
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
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。
水溶性有機溶剤の具体例としては、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、ペトリオール等の多価アルコール類、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、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−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、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のアミド類、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のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、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%〜60質量%がより好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、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、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、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、アクリルスチレン系樹脂、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良い。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。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
前記体積平均粒径は、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。
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く、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、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、前記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。前記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。前記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。前記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(東芝シリコン株式会社)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。
一般式(F−2)
CnF2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)a−Y
上記一般式(F−2)で表される化合物において、YはH、又はCnF2n+1でnは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CnF2n+1でnは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。aは4〜14の整数である。
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(いずれも、DuPont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、Du Pont社製の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。
本発明のインクは、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。
本願において、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。
(シードポリマー粒子の製造)
下記のように、2段シード重合法により、複数種の樹脂からなるシードポリマー粒子を調製した。
水285部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4部を反応器に仕込み、攪拌を開始した。これに、窒素雰囲気下で温度80℃で過硫酸ナトリウム1.0部を添加し、ビニルキシレン94部、メタクリル酸6部およびt−ドデシルメルカプタン5部からなるモノマー混合物を2.5時間連続して滴下し、滴下終了後3.0時間にわたり重合処理を行ってポリマー粒子を得た。得られたポリマー粒子は体積平均粒子径0.14μm、かつ粒子径分布がシャープなものであった。GPCによるポリスチレン換算の数平均分子量5,000であった。
水285部と、第1段目の重合で得られたポリマー粒子を10部(固形分換算)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム0.02部を反応器に仕込み攪拌を開始した。窒素雰囲気下で温度85℃で過硫酸ナトリウム0.6部を添加し、メタクリル酸メチル93部、アクリロニトリル1部、メタクリル酸6部およびチオグリコール酸2−エチルヘキシル9部からなるモノマー混合物を3.0時間連続して滴下し、滴下終了後3.0時間にわたり重合処理を行った。得られたポリマー粒子は平均粒子径0.32μm、かつ粒子径分布がシャープなものであった。GPCによるポリスチレン換算の数平均分子量7,000であった。これをシードポリマー粒子とする。
下記のようにして、スチレン共重合物非含有中空樹脂粒子を作製した。
上記で得られたシードポリマー粒子を用い、このシードポリマー粒子を18部(固形分換算)、水430部、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル0.4部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を反応器に仕込み、攪拌を開始した。
これにメタクリル酸メチル45部、ビニルキシレン9部、ビニルナフタレン5部、ジビニルベンゼン36部およびメタクリル酸5部からなるモノマー混合物を加えて撹拌を開始した。添加初期には液面上層部に上記物質のモノマー溜りが目視で確認できたが、50℃で1時間攪拌したところモノマー溜りは存在せず、シードポリマー粒子にほぼ完全に吸収されたことが確認できた。窒素雰囲気下で、過硫酸ナトリウム0.3部を添加し、70℃まで昇温し、5時間重合処理したところ、水を粒子内部に含む中空樹脂粒子の分散液が収率99%で得られた。得られた中空樹脂粒子を中空樹脂粒子1とした。
この分散液を乾燥し、透過型電子顕微鏡で観察したところ、中空樹脂粒子1は、中央部が透けている体積平均粒子径=0.6μm、空隙率=25%の中空樹脂粒子であった。
下記のスチレン共重合物を含む市販の中空樹脂粒子を中空樹脂粒子2とした。
ローペイク中空ポリマー顔料(ロームアンドハース社製)のULTRAシリーズ粒子径=0.38μm、空隙率=45%のULTRA E(固形分30質量%)。
(白色インク1の製造)
前記中空樹脂粒子1を用いて、下記に示す処方にて白色インク1を作製した。全体で100部とした。
・中空樹脂粒子1(固形分換算) 10部
・1,2−プロパンジオール 15部
・湿潤剤 TEGO Wet−270(エボニック社製) 1部
・消泡剤 エンバイロジェムAD01(エアープロダクツ社製) 0.5部
・防腐剤防カビ剤 Proxel LV(ロンザ社製) 0.05部
・ベンゾトリアゾール 0.05部
・2−シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸(CHES) 0.05部
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール(AEPD) 0.20部
・樹脂Bayhydrol UH XP 2648/1(バイエル社製)0.7部
・樹脂F−2172D−1−NS(第一工業製薬社製) 22部
・水 残量
前記白色インク1の製造において中空樹脂粒子1を中空樹脂粒子2に置き換えた以外は、白色インク1と同様にして白色インク2を作製した。
前記白色インク1の製造において中空樹脂粒子1を二酸化チタン(CR−50、石原産業株式会社製)に置き換えた以外は、白色インク1と同様にして白色インク3を作製した。
二酸化チタンCR−50は、下記処方にてあらかじめ分散液を調合し、50℃で8時間超音波を照射(600W)して分散液を作製し、使用した。全体で100部とした。
・二酸化チタンCR−50(石原産業社製) 20部
・分散剤DISPERBYK−190(ビックケミー社製) 2部
・水 残量
(ポリエステル1の合成)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物560部、テレフタル酸220部、アジピン酸50部、及びジブチルチンオキサイド3部を投入し、常圧下、230℃にて7時間反応させた。
次いで、該反応液を10〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸40部を添加し、常圧下、180℃にて5時間反応させて、ポリエステル1を合成した。
得られたポリエステル1は、THF可溶分の重量平均分子量(Mw)が6, 400、ガラス転移温度(Tg)が58℃、酸価が21mgKOH/gであった。
合成したポリエステル1を20部、アセトン50部、イオン交換水200部、5N水酸化ナトリウム2.2部を混合した後にエバポレータを用いてアセトン及び一部のイオン交換水を留去し、ポリエステル樹脂粒子1の水分散体(固形分30%)を得た。 得られたポリエステル樹脂粒子1の体積平均粒子径測定した結果、128nmであった。
前記ポリエステル樹脂粒子1を用いて、下記に示す処方にて後処理液1を作製した。全体で100部とした。
・ポリエステル樹脂粒子1(固形分換算) 15部
・1,2−プロパンジオール 15部
・界面活性剤CAPSTONE FS−3100(デュポン社製) 0.3部
・消泡剤エンバイロジェムAD01(エアープロダクツ社製) 0.1部
・防腐剤防カビ剤Proxel LV(ロンザ社製) 0.05部
・水 残量
前記ポリエステル樹脂粒子1を下記に示すポリエステル樹脂粒子2、4、5に置き換えた以外は、後処理液1と同様にして後処理液2、4、5を製造した。
・ポリエステル樹脂粒子2:バイロナールMD−1500(東洋紡績社製)
・ポリエステル樹脂粒子4:エマルションエリーテルKZT−8904(ユニチカ社製)
・ポリエステル樹脂粒子5:エマルションエリーテルKZA−1449(ユニチカ社製)
前記ポリエステル樹脂粒子1の製造において、ポリエステル1を下記に示すポリエステル3に置き換えた以外は、ポリエステル樹脂粒子1と同様にしてポリエステル樹脂粒子3を製造した。
そして、ポリエステル樹脂粒子1のかわりにポリエステル樹脂粒子3を用いた以外は、後処理液1の製造と同様にして、後処理液3を製造した。
ポリエステル3:バイロンGK880(東洋紡績社製)
各白色インク中の中空樹脂粒子の沈降性は、タービスキャンMA2000(フォーマルアクション社製)を用いて、以下のとおり測定した。
各白色インクを、超音波洗浄器(US−3、アズワン株式会社製)を用いて超音波分散処理(100W、40分間)し、均一状態にしてから、ピペットを用いて装置専用のガラスセルに各白色インクを5.5mL入れた。
ガラスセル内の前記白色インクの液面が安定した30分間後に測定を行い、この時間を沈降性評価開始とした。その後、25℃で静置し、240時間後まで測定を行い、沈降性評価開始を基準とした偏差表示にて、中空樹脂粒子の沈降性を確認した。前記沈降性の確認は、中空樹脂粒子の沈降に伴う後方散乱光強度ピークの積算(サンプル管下方20mmから液面)での25℃で静置240時間後の「上澄み相対変化量百分率の平均値(%)」で行い、以下の基準で評価した。
[評価基準]
A:上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が1%未満
B:上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が1%以上5%未満
C:上澄み相対変化量百分率の平均値(%)が5%以上
上記表1に示す白色インク−後処理液セットにて、実施例1〜5、比較例1〜23の画像を形成した。
図1に示すインクジェットプリンターを用い、各白色インク及び後処理液3をそれぞれインク収容容器および後処理液収容容器に充填し、プリンタにセットした。記録用メディア(透明PETフィルム)上へのインク付着量が20g/m2となるようにインク吐出量を調整した後、200mm×50mmのベタ画像を透明PETフィルム上に印字し、50℃にて5分間乾燥した。
次に後処理液3については付着量が10g/m2となるように吐出量を調整した後、吐出した。また、後処理液3以外の後処理液(後処理液1、2、4、5)については、巻き線径0.3mmφワイヤーバーにて塗工した(ウェット膜厚20μm狙い)。
印字した透明PETフィルムの下に市販の黒紙を敷いた状態で、印字した部分を分光測色濃度計(X−Rite938、X−Rite社製)を用いて明度(L*)を測定し、以下の基準で評価した。
なお、参考として、黒紙の上に未印字の透明PETフィルムを敷いた状態で測定したL*値は22.4と低く、白色インク1、2のみの印字部のL*値は、それぞれ76、78と高かった。
[評価基準]
A:L*値が75以上
B:L*値が65以上75未満
C:L*値が65未満
印字した透明PETフィルムの下に市販の黒紙を敷いた状態で、印字した部分を光沢度計(マイクロトリグロス、ビックケミー社製)を用いて60度光沢度を測定し、以下の基準で評価した。
なお、参考として、黒紙の上に未印字の透明PETフィルムを敷いた状態で測定した60度光沢度は164と高く、白色インクのみの印字部の60度光沢度は1と低かった。
[評価基準]
A:60度光沢度が65以上
B:60度光沢度が20以上65未満
C:60度光沢度が20未満
比較例3の白色インク−後処理液セットは、240時間放置後の二酸化チタン分散性が悪く、顕著に沈降した。
実施例の白色インク−後処理液セットは、比較例にくらべ、沈降性、画像隠蔽性、画像光沢性において総合的に優れていることがわかる。
401 外装
401c カバー
404 カートリッジホルダ
410、410k、410c、410m、410y 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
L インク収容容器
Claims (7)
- 白色インクと該白色インクの後処理液との組み合わせを含むインク−後処理液セットであって、
前記白色インクは、水、有機溶剤及び中空樹脂粒子を含有し、
前記後処理液は水、有機溶剤及びガラス転移温度が50℃より高い樹脂粒子を含有し、
前記後処理液に含まれる前記樹脂粒子は、80℃以上のガラス転移温度よりなるポリエステル樹脂を含有する
ことを特徴とするインク−後処理液セット。 - 前記白色インク中の中空樹脂粒子が、スチレン共重合物を含有することを特徴とする請求項1に記載のインク−後処理液セット。
- 被記録媒体に白色インクを付与する工程と、後処理液を前記白色インク付与工程後に付与する工程とを有する画像形成方法であって、
前記白色インクは、水、有機溶剤及び中空樹脂粒子を含有し、
前記後処理液は水、有機溶剤及び50℃より高いガラス転移温度を有する樹脂粒子を含有し、
前記後処理液に含まれる前記樹脂粒子は、80℃以上のガラス転移温度よりなるポリエステル樹脂を含有する
ことを特徴とする画像形成方法。 - 前記白色インクを付与する工程及び前記後処理液を付与する工程の少なくとも一方の工程が、液体にエネルギーを作用させてノズルから液滴を吐出させる工程であることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット画像形成方法。
- 請求項1または2に記載のインク−後処理液セットにおける、前記白色インクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジと、前記後処理液を収容する後処理液収容部を備えた後処理液カートリッジとを含む、インク−後処理液のカートリッジセット。
- 請求項1または2に記載のインク−後処理液セットにおける、前記白色インクを収容するインク収容容器と前記後処理液を収容する後処理液収容容器とを含むインク−後処理液セットの収容容器セット。
- インクカートリッジと、後処理液カートリッジと、液滴を吐出させるための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジと前記後処理液カートリッジとを組み合わせたセットが請求項5に記載のインク−後処理液のカートリッジセットであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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