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JP5880180B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents
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JP5880180B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

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本発明は、インクジェット記録方法に関する。
産業用途のインクジェット記録インクとして、塩化ビニルシートなどの非吸収性記録媒体上に直接印字できるインクジェット記録インクが、近年開発されている。これらのインクジェット記録インクは、有機溶剤をベヒクルとした溶剤インクジェット記録インクや、重合性モノマーを主成分とする活性光線硬化型インクジェット記録インクが挙げられる。溶剤インクジェット記録インクは、その溶剤を乾燥させて大気中に蒸発させるため、近年社会的に問題となっているVOC(揮発性有機化合物)が多いという課題がある。また、作業者に対しても、臭気や安全上の影響が懸念され、十分な換気等の設備対応が必要となる。一方、活性光線硬化型インクジェット記録インクは、印字後直ちに硬化させるのでVOCはゼロに近い。しかしながら、使用するモノマーによっては、皮膚感作性を有するものが多い。また、高価な活性光線の照射光源をプリンタに組み込むという制約があり、印刷分野で実用化するという観点では課題を残している。このような背景から、環境負荷が少なく、従来からホーム用途で広く使用されている水性インクジェットインクを用いて非吸水性記録媒体に印字することが望まれる。
サイン用途などの表面を樹脂でコーティングした記録媒体や表面を塗料でコーティングしたコート紙などの記録媒体に水性インクジェットインクを用いて印字した場合は、インク液滴の吸水性や定着性が低くなる。それにより、形成した画像の画質や耐久性が低下するという問題があった。
そのため、水性インクジェットインクに表面張力の低い水溶性有機溶剤を含有することが検討されている(特許文献1参照)。水溶性有機溶剤は記録媒体に着弾したインク液滴の濡れ性を高めて、画質の劣化を抑制する。
また、記録媒体を加熱することや記録媒体に着弾したインク液滴に温風をあてることによりインク液滴の乾燥を速くして定着性を高めることも検討されている。しかしながら、加熱乾燥処理を行う場合、記録媒体に着弾したインク液滴から蒸発した水分がノズル面で結露することがあり、ノズルからの射出安定性が低下することがある。これに対して、インクジェット記録中に記録媒体とインクジェット記録ヘッドとの隙間に送風を行うことで、ノズル面の結露を抑制することが検討されている(特許文献2)。
特開2011−201228号公報 特開2007−190801号公報
しかしながら、インクジェットインクに含まれる液体成分や固形成分の種類によっては加熱乾燥処理を行うと、記録媒体に着弾したインク液滴の乾燥が速まりすぎてしまうことがある。乾燥が速まることで、記録媒体上のインク液滴は拡がりにくく、ドットのレベリングが適度な状態とならないため、形成した画像の光沢感が低下してしまう問題があった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、沸点が180以上300℃未満のプロピレングリコール類を含有する水性インクジェットインクを用いる。そのインクジェットインクを用いた画像形成時に、記録媒体とインクジェット記録ヘッドとの隙間に送風を行うことで、射出性や画質を損なうことなく、特に光沢性の高い画像を提供することを目的とする。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
[1] 水と、顔料と、水溶性アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、グリコールエーテル類および炭素原子数が4以上である1,2−アルカンジオール類の少なくとも1種から選ばれる水溶性有機溶剤と、沸点180℃以上300℃未満であるプロピレングリコール類と、を含有する水性インクジェットインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出して記録媒体に着弾させる工程と、
前記記録媒体の記録面と前記インクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送る工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
[2] 前記プロピレングリコール類がジプロピレングリコールまたはトリプロピレングリコールであることを特徴とする、[1]に記載のインクジェット記録方法。
[3] 前記プロピレングリコール類の含有量が、水性インクジェットインクの質量に対して、3〜15質量%である、[1]または[2]に記載のインクジェット記録方法。
[4] 前記水性インクジェットインクの表面張力が、23mN/m以上32mN/m未満であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[5] 前記液滴が着弾する前記記録媒体を加熱する工程をさらに含むことを特徴とする、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[6] 前記インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口を洗浄する工程をさらに含むことを特徴とする、[1]〜[5]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[7] 前記記録媒体が、非吸水性記録媒体であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
本発明のインクジェット記録方法によれば、インク液滴の射出性や画質を損なうことなく、特に光沢性の高い画像を提供することができる。
インクジェット記録装置のインクジェットインクを吐出させて画像を記録する記録部の概略構成の一例を示す図である。 図1のインクジェット記録装置をAA方向より断面とした要部断面図の一例を示す図である。
1.水性インクジェットインクについて
水性インクジェットインクは少なくとも水と、顔料と、水溶性アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、グリコールエーテル類および炭素原子数が4以上である1,2−アルカンジオール類の少なくとも1種から選ばれる水溶性有機溶剤と、沸点180℃以上300℃未満であるプロピレングリコール類とを含む。
<プロピレングリコール類について>
本発明で使用するインクジェットインクに含まれるプロピレングリコール類は沸点180℃以上300℃未満であり、200℃以上280℃未満であることが好ましい。前記プロピレングリコール類がインクジェットインクに含有される場合、記録媒体に着弾したインク液滴中の溶媒の蒸発を抑制できる。それにより、インクジェットインク中の顔料や樹脂成分等の固形分の凝集・析出を防止することができる。
吸水性の記録媒体に画像を形成する場合、エチレングリコールやグリセリンなどをインクジェットインクに含有して、インク液滴中の水分の蒸発を抑制することが行われている。しかしながら、非吸水性の記録媒体(インクの吸収性を有しないか、または吸水性の低い記録媒体)に画像を形成する場合、エチレングリコールやグリセリンを含有するインク液滴は親水性が高くなってしまい、記録媒体上ではじかれてしまう。一方、プロピレングリコール類はエチレングリコールやグリセリンに比べて親水性が低い。そのため、プロピレングリコール類を含有するインクジェットインクは記録媒体の吸水性の有無に関わらず、品質の高い画像を形成できる。
前記プロピレングリコール類の例には、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールが含まれる。本発明で使用するインクジェットインクに含まれるプロピレングリコール類は、ジプロピレングリコールまたはトリプロピレングリコールであることが好ましい。本発明で使用するインクジェットインクには、これらの1種または2種以上を用いることができる。
前記プロピレングリコール類の含有量はインク全体に対して、3〜15質量%であることが好ましく、5〜10質量%であることがより好ましい。プロピレングリコール類の含有量が3質量%未満の場合には、送風しながら印字すると、インクジェットインク中の溶媒の蒸発が抑制されにくい。一方、プロピレングリコール類の含有量が15質量%超の場合には、記録媒体上のインク液滴の乾燥性が劣り、画像が滲みやすくなる。
本発明で使用するインクジェットインクにプロピレングリコール類を含有させることで、品質の高い画像を形成することができる。その理由として、非吸水性の記録媒体に着弾したインク液滴がはじかれないこと、また水溶性アクリル樹脂と水溶性有機溶剤との相溶性がよいため乾燥過程で樹脂固形分の析出や凝集を抑制できること等が考えられる。さらに本発明では、沸点が180℃以上300℃未満のプロピレングリコール類を含有させるため、画像形成時に記録媒体の記録面とインクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送ったとしても、インク液滴の乾燥が速くなりすぎない。そのため、ドットのレベリングが適度な状態となり、画像の光沢の低下を抑制できる。
<水溶性アクリル樹脂を含むバインダー樹脂について>
バインダー樹脂は、着弾したインク液滴を記録媒体に定着(接着)させる機能を有する。また、バインダー樹脂は、インク皮膜の耐擦性や耐水性を高めるだけでなく、光沢や光学濃度を高める機能を有することも求められている。そのため、バインダー樹脂は、後述する水系溶媒に分散しやすいこと、透明性をある程度有すること、他のインク成分との相溶性を有していることがより好ましい。
本発明で使用するインクジェットインクに含有されるバインダー樹脂は、水系溶媒に対する溶解性や安定性が高いことから、水溶性アクリル樹脂を用いる。
水溶性アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体であっても、(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合モノマー、例えばスチレンやシリコーン等との共重合体であってよい。樹脂構造の設計自由度が高く、重合反応で合成しやすく、低コストであること等から、(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合モノマーとの共重合体が特に好ましい。前記共重合体における、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位の総質量は、共重合体を構成する全モノマーの質量に対して60〜100質量%であることが好ましく、80〜100質量%であることがより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルの例には、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが含まれる。なかでも、(メタ)アクリル酸のC1−C12アルキルエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルは、一種類であっても、二種類以上であってもよい。二種類以上の(メタ)アクリル酸エステルの好ましい組み合わせの例には、メタクリル酸メチル、アクリル酸C1−C12アルキルエステル、およびメタクリル酸C2−C12アルキルエステルの組み合わせが含まれる。
(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合モノマーとの共重合体における他の共重合モノマーの例には、酸性基を有するモノマーが含まれる。酸性基を有するモノマーの例には、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸などが含まれる。なかでも、(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合モノマーとの共重合体は、主モノマーとしてのメタクリル酸メチル、アクリル酸C1−C12アルキルエステルおよびメタクリル酸C2−C12アルキルエステルと、他の共重合体モノマーとしての酸性基を有するモノマーと、を重合反応させて得られる共重合体であることが好ましい。前記共重合体に含まれる主モノマー(メタクリル酸メチル、アクリル酸C1−C12アルキルエステルおよびメタクリル酸C2−C12アルキルエステル)由来の構成単位の合計含有割合は、共重合体を構成する全モノマーに対して80〜95質量%であることが好ましい。
水溶性アクリル樹脂に含まれる酸性基の少なくとも一部は、水系溶媒に対する溶解性を高める観点などから、塩基で中和されていることが好ましい。中和する塩基の例には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物(例えば、NaOH、KOH等);アミン類(例えば、アルカノールアミン、アルキルアミン等);アンモニアなどが含まれる。なかでも、アミン類で中和された樹脂は、記録媒体に定着後のインクから、アミンが水系溶媒と共に蒸発するため、アミンが除去された樹脂の溶解性が低下する。そのような樹脂を含む硬化後のインク皮膜は、耐水性を有するため、好ましい。具体的なアミンの例には、アンモニア、トリエチルアミン、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジ−n−ブチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン、2−アミノー2−メチル−1−プロパノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−メチルアミノエタノールなどが挙げられる。
本発明に用いられる水溶性アクリル樹脂の酸価は、50〜300mgKOH/gであることが好ましく、50〜130mgKOH/gであることがより好ましい。水溶性樹脂の酸価が50mgKOH/g未満であると、樹脂の水に対する溶解性が十分ではないため、水系溶媒に対して十分には溶解できないことがある。一方、水溶性樹脂の酸価が300mgKOH/g超であると、インク皮膜が柔らかくなり、耐擦性が低下する。
本発明における水溶性アクリル樹脂の酸価とは、水溶性樹脂1g中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数を指し、JISK 0070の酸価測定、加水分解酸価測定(全酸価測定)によって測定することができる。
中和塩基の含有量は、水溶性アクリル樹脂の酸価および含有量にもよるが、水溶性アクリル樹脂に含まれる酸性基の化学当量数に対して0.5〜5倍の化学当量数となるようにすることが好ましい。中和塩基の含有量が、水溶性アクリル樹脂に含まれる酸性基の化学当量数に対して0.5倍未満の化学当量数であると、水溶性アクリル樹脂の分散性を高める効果が十分には得られないことがある。一方、中和塩基の含有量が水溶性アクリル樹脂に含まれる酸性基の化学当量数に対して5倍超の化学当量数であると、インク皮膜の耐水性が低下したり、変色、臭気などを生じたりすることがある。
水溶性アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、2.0×10〜8.0×10であることが好ましく、2.5×10〜7.0×10であることがより好ましい。重量平均分子量が2.0×10未満であると、インクの定着能力が小さいため、得られる画像の耐擦性が十分でないことがある。一方、重量平均分子量(Mw)が8.0×10超であると、インクの粘度が高すぎて、ノズルからの射出性が低下することがある。
水溶性アクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、30〜100℃であることが好ましい。Tgが30℃未満であると、得られる画像の耐擦性が十分でなかったり、ブロッキングが発生したりすることがある。一方、Tgが100℃超であると、乾燥後のインク皮膜が硬すぎて脆くなり、耐擦性が低下することがあると考えられる。
水溶性アクリル樹脂の含有量は、インク全体に対して1〜10質量%であることが好ましい。水溶性アクリル樹脂の含有量が1質量%未満であると、顔料などの色材を記録媒体上に定着させる機能を十分には得られないことがある。一方、水溶性アクリル樹脂の含有量が30質量%超であると、インクの粘度が高くなり、射出安定性が低下することがある。
本発明の水性インクジェットインクは、インク膜の耐擦性をさらに高めるために、水系分散型ポリマー微粒子をさらに含んでもよい。
水系分散型ポリマー微粒子は、前述と同様の水溶性樹脂で構成されうる。水系分散型ポリマー微粒子の平均粒子径は、インクジェット記録ヘッドのノズル詰まりがなく、良好な光沢を有する画像が得られる観点などから、300nm以下であることが好ましく、250nm以下であることがより好ましい。また、ポリマー微粒子の平均粒子径は、製造安定性の観点から、10nm以上であることが好ましい。
水系分散型ポリマー微粒子の含有量は、記録媒体への定着性とインクの長期保存安定性が得られやすい観点などから、インク全体に対して0.7〜6.0質量%が好ましく、1.0〜3.0質量%であることがより好ましい。
<水と水溶性有機溶媒の混合物(水系溶媒)について>
本発明における水系溶媒は、水と水溶性有機溶剤の混合物を示す。
本発明における水溶性有機溶剤は、水溶性アクリル樹脂や他のインク成分を均一に分散または溶解させるものが好ましい。本発明で用いる水溶性有機溶剤の例には、表面張力が低い水溶性有機溶剤などが含まれる。
表面張力が低い水溶性有機溶剤は、非吸水性の記録媒体(例えば印刷本紙、塩化ビニルシートなど)上でも、インクを濡れ広がりやすくしうる。表面張力が低い水溶性有機溶剤は、具体的には25℃における表面張力が45mN/m以下である水溶性有機溶剤であることが好ましい。
本発明で使用するインクジェットインクに含有される水溶性有機溶剤は、グリコールエーテル類および炭素原子数が4以上である1,2−アルカンジオール類の少なくとも1種から選ばれる溶媒を含む。射出安定性の観点等から、1,2−アルカンジオール類の炭素原子数は8以下であることが好ましい。
グリコールエーテル類の例には、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、トリ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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルおよびトリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が含まれる。
炭素原子数が4以上である1,2−アルカンジオール類の例には、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、および1,2−オクタンジオール等が含まれる。
前記1,2−アルカンジオールの含有量は、インク全体に対して3〜15質量%であることが好ましい。含有量が3質量%未満であると、記録媒体上での濡れ広がりが十分ではなく、含有量が15質量%超であると、乾燥性が悪いからである。
1,2−アルカンジオールとグリコールエーテル類とを含む水溶性有機溶剤の総含有量は、インク全体に対して3〜30質量%であることが好ましい。総含有量が3質量%未満であると、記録媒体上での濡れ広がりが十分ではなく、総含有量が30質量%超であると、インクの保存安定性が低下しやすい。
本発明で使用するインクジェットインクに含有される水系溶媒は、必要に応じて、他の水溶性有機溶剤をさらに含んでもよい。他の水溶性有機溶剤の例には、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)等が含まれる。
水の含有量は、インク全体に対して50〜85質量%であることが好ましい。
水系溶媒の合計量は、インクの表面張力や粘度が後述する範囲となるように調整されればよく、例えばインク全体に対して85〜95質量%程度であることが好ましい。
<顔料について>
顔料は、公知の有機顔料または無機顔料であってよい。有機顔料の例には、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、およびキノフタロニ顔料等の多環式顔料;塩基性染料型レーキ、および酸性染料型レーキ等の染料レーキ;ニトロ顔料;ニトロソ顔料;アニリンブラック;および昼光蛍光顔料等が含まれる。
以下に顔料の具体例を示すが、本発明はこれら例示する化合物に限定されるものではない。
マゼンタまたはレッドおよびバイオレット用の有機顔料の好ましい例には、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド8、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド148、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド258、C.I.ピグメントレッド282、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23等が含まれる。
オレンジまたはイエローおよびブラウン用の有機顔料の好ましい例には、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、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16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー43、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、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109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー194、C.I.ピグメントイエロー199、C.I.ピグメントイエロー213、C.I.ピグメントブラウン22等が含まれる。
グリーンまたはシアン用の有機顔料の好ましい例には、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:5、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー29、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が含まれる。
ブラック用の有機顔料の例には、C.I.ピグメントブラック5、C.I.ピグメントブラック7等が含まれる。ホワイト用の有機顔料の例には、C.I.ピグメントホワイト6等が含まれる。
無機顔料の例には、カーボンブラック、および酸化チタン等が含まれる。
本発明で使用するインクジェットインクは、顔料の分散性を高めるために、顔料分散剤をさらに含んでもよい。顔料分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩等が含まれる。顔料分散剤の商品の例には、TEGO Dispers750W(エボニックデグザ社製)等が含まれる。
顔料は、安定に分散させるために、顔料分散体としてインクジェットインクに添加されることが好ましい。顔料分散体は、水系溶媒中に安定に分散しうるものであればよく、顔料を分散樹脂で分散させた顔料分散体;顔料が水不溶性樹脂で被覆されたカプセル顔料;表面修飾され、分散樹脂を含まなくても分散可能な自己分散顔料などが挙げられる。
顔料を分散樹脂で分散させた顔料分散体に用いられる分散樹脂は、水溶性樹脂であることが好ましい。そのような水溶性樹脂の好ましい例には、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体等が含まれる。また顔料の分散樹脂として、前記バインダー樹脂として用いられうる水溶性樹脂を用いて分散してもよい。
顔料を水不溶性樹脂で被覆したカプセル顔料における、水不溶性樹脂は、弱酸性ないし弱塩基性の範囲の水に対して不溶な樹脂である。具体的には、pH4〜10の水溶液に対する溶解度が2%以下である樹脂が好ましい。水不溶性樹脂の例には、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、アクリロニトリル−アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン−アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが含まれる。カプセル顔料の平均粒子径は、インクの保存安定性、発色性などの観点から、80〜200nm程度であることが好ましい。
カプセル顔料(水不溶性樹脂で被覆された顔料微粒子)は、公知の方法で製造することができる。例えば、水不溶性樹脂を有機溶剤(例えばメチルエチルケトンなど)に溶解し、さらに塩基成分を加えて、水不溶性樹脂に含まれる酸性基を部分的もしくは完全に中和する。得られた溶液に、顔料と、イオン交換水とを添加して、混合および分散させる。その後、得られた溶液から有機溶剤を除去して、必要に応じてイオン交換水をさらに加えて、カプセル顔料を調製する。または、顔料と、重合性界面活性剤とを分散させた溶液に、モノマーを添加し、重合反応させて顔料を樹脂で被覆する方法などもある。
前述の分散樹脂および水不溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3.0×10〜5.0×10であり、より好ましくは7.0×10〜2.0×10である。分散樹脂および水不溶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは−30〜100℃程度であり、より好ましくは−10〜80℃程度である。
顔料と分散樹脂の質量比は、顔料/分散樹脂が100/150〜100/30であることが好ましい。画像の耐久性と、インクの射出安定性、保存安定性を高める観点などから、100/100〜100/40であることがより好ましい。
顔料の分散は、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等により行うことができる。
顔料分散体の粗粒分を除去し、顔料微粒子の粒径分布を揃える観点などから、顔料分散体は、インクに添加される前に、遠心分離処理またはフィルターによるろ過処理などが施されていてもよい。
自己分散顔料は、市販品であってもよい。自己分散顔料の市販品の例には、CABO−JET200、CABO−JET300(キャボット社製)、ボンジェットCW1(オリエント化学工業(株)社製)等が含まれる。
<界面活性剤について>
界面活性剤は、記録媒体上で水性インクジェットインクを濡れ広がりやすくする機能を有する。本発明で使用するインクジェットインクに界面活性剤を含有する場合には特に制限はなく、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、および脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、およびポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤;アルキルアミン塩類、および第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤;シリコン系界面活性剤;フッ素系界面活性剤などを用いることができる。
上述した界面活性剤のなかでも、非吸水性の記録媒体(例えば印刷本紙、塩化ビニルシートなど)上でも、インクジェットインクを濡れ広がりやすくできることから、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、またはアセチレングリコール等のノニオン系界面活性剤が好ましい。本発明で使用するインクジェットインクにシリコン系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤を含有させることで、着弾したインク液滴のドット径を大きく広げることができ、高濃度でムラの無い高品位な画像を形成することができる。
これらの界面活性剤は、一種類で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの界面活性剤は、表面張力の低い水溶性有機溶剤と組み合わせて用いられることが好ましい。
シリコン系界面活性剤の好ましい例には、ポリエーテル変性ポリシロキサン化合物が含まれ、その市販品の例には、信越化学工業社製のKF−351A、KF−642、KF−643、ビッグケミー社製のBYK345、BYK347、BYK348などが含まれる。
フッ素系界面活性剤は、通常の界面活性剤において、疎水性基を構成する炭素原子に結合する水素原子の少なくとも一部が、フッ素原子で置換された化合物でありうる。なかでも、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤が好ましい。
フッ素系界面活性剤の市販品の例には、DIC社製 商品名:メガファック(Megafac)Fシリーズ(F−410、F−444、F−477、F−556など)、旭硝子社製 商品名:サーフロン(Surflon)、ミネソタ・マイニング・アンド・マニファクチュアリング・カンパニー社製 商品名:フルオラッド(Fluorad)FC、インペリアル・ケミカル・インダストリー社製 商品名:モンフロール(Monflor)、イー・アイ・デュポン・ネメラス・アンド・カンパニー社製 商品名:ゾニルス(Zonyls)、ファルベベルケ・ヘキスト社 商品名:リコベット(Licowet)VPF、ネオス社 商品名:フタージェント、ビックケミー社 商品名:BYK340(表面調整剤、フッ素変性ポリマー)等が含まれる。
界面活性剤の含有量は、表面エネルギーが通常の紙よりも低いコート紙や樹脂製の記録媒体上でも、インクが良好に濡れ広がるようにするために、インクの表面張力が、後述する範囲(23mN/m以上32mN/m未満)となるように調整されることが好ましい。具体的には、インク全体に対して0.01質量%以上2.0質量%未満であることが好ましい。
<その他の成分について>
本発明で使用するインクジェットインクは、必要に応じてその他の成分をさらに含んでもよい。その他の成分の例には、防カビ剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、消泡剤、粘度調整剤、浸透剤、pH調整剤、乾燥防止剤(例えば尿素、チオ尿素、エチレン尿素など)等が含まれる。
防腐剤および防黴剤は、長期にわたってインクジェットインクの保存安定性を保つ機能を有する。防腐剤および防黴剤は、特に制限されないが、例えば芳香族ハロゲン化合物(例えば、Preventol CMK)、メチレンジチオシアナート、含ハロゲン窒素硫黄化合物、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン(例えば、PROXEL GXL)などであってよい。
<インクの物性について>
本発明で使用するインクジェットインクは、水性インクジェットインクとして好ましく用いられる。
本発明で使用するインクジェットインクは射出性の観点から、25℃におけるインク粘度が1〜40mPa・sであることが好ましく、5〜40mPa・sであることがより好ましく、5〜20mPa・sであることがさらに好ましい。
本発明で使用するインクジェットインクの25℃における表面張力は、界面活性剤等により23mN/m以上32mN/m未満とすることが好ましく、25〜30mN/mとすることがより好ましい。インクの表面張力が23mN/m未満の場合は、インク液滴が記録媒体上で濡れ拡がり過ぎて、ドットのレベリングが適度な状態とならず、画像品質が低下しやすい。一方、インクの表面張力が32mN/m以上の場合は、インク液滴を記録媒体上で濡れ拡がらせにくい。
2.水性インクジェットインクの製造方法
本発明で使用するインクジェットインクは、前述のプロピレングリコール類と、水溶性アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、水と、水溶性有機溶剤と、顔料とを必要に応じて他の成分とを混合するステップを経て製造される。混合手段は、特に制限されず、スリーワンモーター、マグネチックスターラー、ディスパー、ホモジナイザー、ラインミキサー等であってよい。
3.インクジェット記録装置
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット記録装置を用いて行うことができる。以下において、図面を参照しながら各記録装置を説明するが、インクジェット記録装置はこれらに限定されない。
図1はインクジェット記録装置の記録部の概略構成を示している。インクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッド1(図2参照)と、複数のインクジェット記録ヘッド1を収容するヘッドキャリッジ2と、ヘッドキャリッジ2の側板構造体2bに設置された送風機構3と、記録媒体6を搬送する搬送ローラー8,9と、記録媒体6の下面に配置された温度制御部20と、を有する。
ロール状の記録媒体4が搬送ローラー8、9の作動により図1の矢印a方向にくりだされ、ステージ7に記録媒体6が案内される。ヘッドキャリッジ2は、記録媒体6の上側に対向させて設置されている。ステージ7に案内された記録媒体6に、ヘッドキャリッジ2に収容されたインクジェット記録ヘッド1から、インクが吐出されて、画像が形成される。
温度制御部20は、ヘッドキャリッジ2の近傍に配置され、記録媒体6を所定の温度に加熱する。温度制御部20は、例えば図1に示すように、ステージ7の下面に配置されている。温度制御部20は、各種ヒーターまたは加熱ローラーなどであってよいし、ランプ等であってもよい。
記録媒体6は、特に限定されず、吸水性の記録媒体(インクの吸収性を有する記録媒体)、非吸水性の記録媒体(インクの吸収性を有しないか、または低い記録媒体)などでありうる。
吸水性の記録媒体の例には、普通紙、布帛、インクジェット専用紙、インクジェット光沢紙、ダンボール、木材などが含まれる。
非吸水性の記録媒体はインクの吸収性を有しない記録媒体だけでなく、インクの吸収性の低い記録媒体も含有する。非吸水性の記録媒体の例には、印刷本紙などのコート紙、樹脂基材、金属基材、ガラス基材などが含まれる。樹脂基材は、好ましくは疎水性樹脂からなる樹脂基材(プレート、シートおよびフィルムを含む)、該樹脂基材とその他の基材(紙など)との複合基材などであってよい。疎水性樹脂の例には、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート(PET)などが含まれ、好ましくは塩化ビニルである。
ポリ塩化ビニルからなる記録媒体の例には、SOL−371G、SOL−373M、SOL−4701(以上、ビッグテクノス株式会社製)、光沢塩ビ(株式会社システムグラフィ製)、KSM−VS、KSM−VST、KSM−VT(以上、株式会社きもと製)、J−CAL−HGX、J−CAL−YHG、J−CAL−WWWG(以上、株式会社共ショウ大阪製)、BUSMARK V400 F vinyl、LITEcal V−600F vinyl(以上、Flexcon製)、FR2(Hanwha製)LLBAU13713、LLSP20133(以上、桜井株式会社製)、P−370B、P−400M(以上、カンボウプラス株式会社製)、S02P、S12P、S13P、S14P、S22P、S24P、S34P、S27P(以上、Grafityp製)、P−223RW、P−224RW、P−249ZW、P−284ZC(以上、リンテック株式会社製)、LKG−19、LPA−70、LPE−248、LPM−45、LTG−11、LTG−21(以上、株式会社新星製)、MPI3023(株式会社トーヨーコーポレーション製)、ナポレオングロス光沢塩ビ(株式会社二樹エレクトロニクス製)、JV−610、Y−114(以上、アイケーシー株式会社製)、NIJ−CAPVC、NIJ−SPVCGT(以上、ニチエ株式会社製)、3101/H12/P4、3104/H12/P4、3104/H12/P4S、9800/H12/P4、3100/H12/R2、3101/H12/R2、3104/H12/R2、1445/H14/P3、1438/OneWay Vision(以上、Inetrcoat製)、JT5129PM、JT5728P、JT5822P、JT5829P、JT5829R、JT5829PM、JT5829RM、JT5929PM(以上、Mactac製)、MPI1005、MPI1900、MPI2000、MPI2001、MPI2002、MPI3000、MPI3021、MPI3500、MPI3501(以上、Avery製)、AM−101G、AM−501G(以上、銀一株式会社製)、FR2(ハンファ・ジャパン株式会社製)、AY−15P、AY−60P、AY−80P、DBSP137GGH、DBSP137GGL(以上、株式会社インサイト製)、SJT−V200F、SJT−V400F−1(以上、平岡織染株式会社製)、SPS−98、SPSM−98、SPSH−98、SVGL−137、SVGS−137、MD3−200、MD3−301M、MD5−100、MD5−101M、MD5−105(以上、Metamark製)、640M、641G、641M、3105M、3105SG、3162G、3164G、3164M、3164XG、3164XM、3165G、3165SG、3165M、3169M、3451SG、3551G、3551M、3631、3641M、3651G、3651M、3651SG、3951G、3641M(以上、Orafol製)、SVTL−HQ130(株式会社ラミーコーポレーション製)、SP300GWF、SPCLEARAD vinyl(以上、Catalina製)、RM−SJR(菱洋商事株式会社製)、HiLucky、New Lucky PVC(以上、LG製)、SIY−110、SIY−310、SIY−320(以上、積水化学工業株式会社製)、PRINT MI Frontlit、PRINT XL Light weightbanner(以上、Endutex製)、RIJET 100、RIJET 145、RIJET165(以上、Ritrama製)、NM−SG、NM−SM(日栄化工株式会社製)、LTO3GS(株式会社ルキオ製)、イージープリント80、パフォーマンスプリント80(以上、ジェットグラフ株式会社製)、DSE550、DSB 550、DSE 800G、DSE 802/137、V250WG、V300WG、V350WG(以上、Hexis製)、DigitalWhite 6005PE、6010PE(以上、Multifix製)、IJ180−10(住友スリーエム株式会社製)等が含まれる。
図2は、ヘッドキャリッジ2の内部に収容されたインクジェット記録ヘッド1のノズル面5と、ガイド板10と、ガイド板10の端部10aとが図示されている。ヘッドキャリッジ2は、記録媒体6に印刷する画像の色の数に応じて、インクジェット記録ヘッド1を複数個内蔵する。インクジェット記録ヘッド1は、ノズル面5を記録媒体6に対向させて配置される。図2のヘッドキャリッジ2は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4種類のインクジェット記録ヘッド1を収納しているが、ヘッドキャリッジ2に収納されるインクジェット記録ヘッド1の色数は適宜設定される。
インクジェット記録ヘッド1は、オンデマンド方式のものでも、コンティニュアス方式のものでも構わない。また、インクジェット記録ヘッドの吐出方式は、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)、電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(登録商標)型等)等など何れの吐出方式であっても構わない。
インクジェット記録ヘッド1の内部には、複数のインク室が配置され、各インク室に射出手段が備えられている(図示せず)。射出手段とは、例えばピエゾ素子である。インクジェット記録ヘッド1の内部に配置されたインク室には、インク供給手段(図示せず)によってインクジェットインクが供給される。インク室に供給されたインクジェットインクは、射出手段の作動により、ノズル面5のノズルから記録媒体6に向けて射出される。
側板構造体2bは、ヘッドキャリッジ2の両側面を構成している。送風機構3は、側板構造体2bのそれぞれに設けられている。一方の送風機構3は記録媒体6に空気を吹付け、他方の送風機構3は空気を吸入するように構成する。他の例として、一方の側板構造体2bにのみ、記録媒体6に空気を吹き付けるか空気を吸引するに送風機構3を設けてもよい。ここで、送風機構3は、例えば送風ファン等である。送風機構3により送られる空気は常温であっても、加熱された温風であってもよい。温風を送風する場合には、後述の端部10aの近傍に温度制御機能付きのフィルムヒーター(図示せず)を所定位置に設けて、フィルムヒーターを所定温度に保持した状態で送風を行えばよい。
送風機構3から送られる空気は、ノズル面5と記録媒体6との隙間(流路Xという)を流れる。流路Xの流路幅は、0.5〜3mmとすることが好ましい。送風機構3から送られる空気が流路Xに滑らかに送られるように、ガイド板10の端部10a端部を、所定角度に折り曲げられていてもよい。
送風機構3は、スペース効率等の観点から軸流型ファンとして、送風機構3の送風量を段階的に制御できるように入力パルス幅比率を制御可能(PWM制御)な駆動構成としてもよい。
4.インクジェット記録方法
本発明は、沸点180℃以上300℃未満であるプロピレングリコール類等を含有する水性インクジェットを用いたインクジェット記録方法であり、少なくとも以下の(1)と(2)工程を含み、さらに(3)と(4)工程を含んでもよい。
(1)水性インクジェットインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出して記録媒体に着弾させる工程
(2)前記記録媒体の記録面と前記インクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送る工程
(3)前記液滴が着弾する前記記録媒体を加熱する工程
(4)前記インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口を洗浄する工程
<(1)着弾工程について>
本発明のインクジェット記録方法は、図示のインクジェット記録装置を用いて、インクジェット記録ヘッドからインク液滴を吐出する。インクジェット記録ヘッドのノズル面から射出されるインクジェットインクの液滴は、記録媒体の一定領域(着弾可能領域)に着弾する。
インクジェット記録ヘッドの走査を適宜回数行ない、一の着弾可能領域にインクジェットインクの射出を行なった後、記録媒体を搬送方向(図1の矢印a方向)に適宜移動させる。再び、インクジェット記録ヘッドにより前記一の着弾可能領域に隣接する着弾可能領域にインクジェットインクの液滴を射出し、着弾させる。上述の操作を繰り返して、記録媒体の着弾可能領域全面にインクジェットインクの液滴の集合体からなる画像を形成する。
<(2)送風工程について>
インクジェット記録方法は、記録媒体の記録面とインクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送る。それにより、記録媒体に着弾したインク液滴から蒸発した水分が、ノズル面で結露することを抑制する。
インクジェット記録ヘッドからインクジェットインクが吐出され、インクジェット記録装置に設けられた温度制御部で暖められた記録媒体の記録面上にインク液滴が着弾すると、インクジェットインクの水分(主溶剤成分)が蒸発する。蒸発した水分は、インクジェット記録ヘッドのノズル面で結露する。
このような結露を防止するために、送風機構を駆動させて、記録媒体の記録面とインクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送る。隙間に送り込まれた風は、記録媒体に沿って図2の矢印d方向に流れる。各インクジェット記録ヘッドのノズル面と記録媒体との間を流れる送風速度は、ほぼ一定とすることが好ましい。送風速度を一定とすることで、印字品質を良好に保つことができる。
送風は、インクジェットインクの吐出中にわたって連続して行うことが好ましい。ただし、ノズル面の温度がノズル面の周囲の温度よりも高いかまたは同じである場合には、ノズル面に結露が生じないので送風をしなくてもよい。
記録媒体の記録面とインクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に流す風は、温風であっても、常温風であっても、冷風であってもよい。温風を送る場合は、吹付け側となる送風機構でのヘッドキャリッジ周囲より流入した空気をフィルムヒーターで暖めればよい。
<(3)加熱工程について>
インクジェット記録方法は、記録媒体上に着弾したインク滴の乾燥速度を制御しやすくする観点などから、記録媒体を加熱することが好ましい。
記録媒体の加熱温度は、その表面温度が35℃以上100℃未満となるように設定することが好ましい。記録媒体の表面温度が35℃未満であると、インク皮膜を十分に乾燥(固化)させることができないことがある。一方、記録媒体の表面温度が100℃超であると、記録媒体が変形して波打ちすることがある。
<(4)洗浄工程について>
インクジェット記録方法は、インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口を洗浄してもよい。洗浄とは、インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口に付着したインク皮膜の溶媒成分などを除去することである。除去は、ブレードワイプやインクを吸収するインク吸収部材などの拭取手段で、インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口を拭けばよい。
洗浄工程は、インクジェット記録装置に拭取手段(ブレードワイプや、インク吸収部材)と、拭取手段に有機溶剤を含有するクリーニング液を供給する供給手段とを設けて、クリーニング液を供給された拭取手段で、ノズル吐出口をふき取ることにより行うことができる。
拭取部材は、例えば、0.1デニール以下の極細繊維である高密度繊維から構成され;吸収部材は、例えば、ポリエステル、アクリル、ナイロン等のうちいずれか一つあるいはこれらを組み合わせた部材である。
前記クリーニング手段によって、インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口に付着したインク皮膜の溶媒成分などを除去することで、インクジェットインクの射出性の低下を抑制できる。
以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。これらの実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
<材料の準備>
(プロピレングリコール類)
プロピレングリコール(PG):沸点187.85℃
ジプロピレングリコール(DPG):沸点222〜236℃
トリプロピレングリコール(TPG):沸点273℃
(水溶性有機溶剤)
1,2ブタンジオール(1,2−BDO)
1,2ヘキサンジオール(1,2−HDO)
1,2プロパンジオール(1,2−PDO)
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(DPGPE)
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(TEGBE)
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPGME)
2−ピロリドン(2−PDN)
エクアミドB−100(B100)(出光興産社製)
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPGME)
エチレングリコール(EG)
(界面活性剤)
オルフィンE1010(日信化学工業社製):アセチレングリコール系界面活性剤
メガファックF−444(DIC社製):フッ素系界面活性剤
KF−643(信越化学工業社製):シリコン系界面活性剤
KF351A(信越化学工業社製):シリコン系界面活性剤
フタージェント 400sw(ネオス社製):フッ素系界面活性剤
(水溶性アクリル樹脂)
水溶性アクリル樹脂の合成例
滴下ロート、還流管、窒素導入管、温度計および攪拌装置を備えたフラスコに2−プロパノールを186部入れて窒素バブリングしながら加熱還流した。得られた2−プロパノールに、メタクリル酸メチルを76質量部、アクリル酸2−エチルヘキシルを13質量部、およびメタクリル酸を11質量部添加して混合溶液を調製した。得られた混合溶液に、開始剤(AIBN)0.5質量部を溶解させたモノマー溶液を、滴下ロートで2時間かけて滴下した。滴下後、さらに5時間加熱還流を続けた後、放冷し、減圧下で2−プロパノールを留去した。それにより、(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合モノマーとの共重合体(アクリル系共重合樹脂)を得た。
得られたアクリル系共重合樹脂20質量部に、イオン交換水67.8質量部と、中和塩基としてN,N−ジメチルアミノエタノール12.2質量部とを加えて、70℃で加熱攪拌して樹脂を溶解させた。それにより、樹脂固形分20質量%の水溶性アクリル樹脂の水溶液を得た。なお、N,N−ジメチルアミノエタノールの添加量は、アクリル系共重合樹脂の酸性基の化学当量数に対して1.05倍の化学当量数となるようにした。
<インクの調製>
(シアン顔料分散体の調製)
顔料分散剤としてTEGO Dispers750W(固形分40質量%、エボニックデグザ社製)20質量部を、イオン交換水65質量部に加えた。この溶液に、C.I.ピグメントブルー15:3を15質量部添加して、プレミックスした後、0.5mmジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーにより分散させた。それにより、顔料固形分が15質量%であるシアン顔料分散体を得た。
(シアンインクC−1の調製)
前記水溶性アクリル樹脂の水溶液を30質量部、1,2−ブタンジオールを10質量部、プロピレングリコールを20質量部、界面活性剤としてオルフィンE1010を1質量部加えて攪拌し、全量が80質量部となるようにイオン交換水を加えて調製した。上記調製したシアン顔料分散体20質量部が攪拌されているところに、得られた溶液を80質量部を加えた。この溶液を、1μmのフィルターでろ過して、シアンインクC−1を得た。なお、水溶性アクリル樹脂はインク全体の質量に対して6質量%含有され、顔料はインク全体の質量に対して3質量%含有される。
(インクC2〜C16の調製)
インクの組成を、表1に示されるように変更した以外はインクC−1と同様にしてインクC−2〜C−16を調製した。
<インク物性の測定>
インクの表面張力は、協和界面科学社製の自動表面張力計CVBP−Z型を用いて、Wilhelmy法(プレート法)により25℃で測定した。測定結果を表1に示す。
本発明で使用するインクの組成と各組成の質量%を以下の表1に示す。
Figure 0005880180
<画像形成方法>
インクジェット記録ヘッドとして、ノズル口径28μm、駆動周波数10kHz、ノズル数512、最小液適量14pl、ノズル密度180dpiであるピエゾ型ヘッドを用いた。ピエゾ型ヘッドを4列搭載したオンデマンド型インクジェットプリンターのインクジェット記録ヘッドの1つに調製したインクを装填した。
インクジェットプリンターに設けられた接触式ヒーターにより記録媒体を裏面(ヘッドと対向する面とは反対の面)から加熱して、記録媒体の表面温度が40℃になるようにした。記録媒体は軟質塩化ビニルシートIJ180−10(住友スリーエム株式会社製)を用いた。
インクジェット記録ヘッドの格納ポジションにインク空打ちポジションと吸収部材(吸収体ローラー)のワイピングユニットとを備えた。任意の頻度でヘッドクリーニングを行った。
記録媒体の記録面とインクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送る送風機構には送風ファンを用いた。送風ファンは、ヘッドキャリッジの両側面を構成する側板構造体にそれぞれ1つ設けた。いずれかの送風ファンを用いて、画像形成中にわたって常時送風を行った。ただし、比較例2のみは送風ファンを駆動させずに画像形成を行った。
そして、軟質塩化ビニルシートIJ180−10上に解像度720dpi×720dpi、20cm×20cmの印字率100%および50%のベタ画像を形成し、記録画像とした。
<画像評価>
(光沢)
上記調製した各インクのベタ画像の光沢感を目視観察して、下記の基準に従って評価した。得られた評価結果を表2に示す。
○:印字部と未印字部との光沢差が殆どなく、光沢性に優れる
△:印字部と未印字部との光沢差が認識でき、画像品質は許容できない
×:印字部と未印字部との光沢差が大きく、著しい画質低下がみられる
(射出安定性)
25℃、50%RHの環境下で、印字率100%のベタ画像を連続で30分間プリントした。連続30分吐出を行った後に、各ノズルの吐出不良に伴うベタ画像への影響を目視観察して下記の基準に従って評価した。得られた評価結果を表2に示す。
◎:画像欠陥の発生は全く認められず、均一な画像である
○:画像の書き出し部にごくわずかにかすれの発生が認められる
△:インクの射出不良に起因する画像欠陥の発生が僅かに認められる
×:インクの射出不良に起因する強い画像欠陥の発生が認められる
(塗膜の引っ張り耐性)
上記で調製した各インクのベタ画像を50℃のホットプレート上で10分乾燥させた。その翌日にベタ画像の両側を元の長さの2倍程度まで引っ張り、伸ばした部分を綿棒で擦って塗膜の剥がれ具合を下記の基準に従って評価した。得られた評価結果を表2に示す。
◎:擦った部分が全く剥がれていない
○:擦った部分の色が僅かに薄くなった
△:擦った部分の剥がれが認められる
×:擦った部分が容易に剥がれる
(画質(粒状))
上記で調製した各インクのベタ画像を目視観察して下記の基準に従って評価した。得られた評価結果を表2に示す。
◎:画像にはじきがまったく生じていない
○:画質には影響ないが、画像をルーペで拡大するとごく僅かに画像のムラが見られる
△:画像を注視すると一部に画像のムラが見られるが、目立たない範囲である
×:画像に点々と目立つはじきが見られ、実用上問題がある
Figure 0005880180
表2に示されるように、実施例1〜13は全ての評価項目において良好な結果が得られることが分かる。これらの中でも、ジプロピレングリコールの含有量がインク全体の質量に対して3〜15質量%であり、インクの表面張力が23mN/m以上32mN/m未満であるインクを用いた実施例は特に良好な結果が得られる(実施例10〜13)。
一方、比較例1は「光沢」、「射出安定性」および「画質」の評価結果が不良である。「光沢」の低下は、比較例1のインクがプロピレングリコール類(PG、DPG、TPG)を含まないことで生じうる。送風により記録媒体に着弾したインク液滴の乾燥が速くなりすぎて、ドットのレベリングが適度な状態にならないからである。また、「射出安定性」の低下は、比較例1のインクが水を多く含有していることで生じうる。記録媒体に着弾したインク液滴から蒸発する水分が多いため、送風によって水分を排除できずノズル面が結露するからである。「画質」の低下は、インクの表面張力が高いため、非吸水性の記録媒体に着弾したインク液滴がはじかれてしまい、液滴同士の合一が起こることで生じうる。
比較例2は「射出安定性」および「画質」が低下している。「射出安定性」の低下は、画像形成中に送風を行わないため、ノズル面が結露したことで生じた。「画質」の低下は、画像形成中に送風を行わないため、インク液滴の乾燥が遅く、ドットが合一したことで生じうる。
比較例3は「塗膜の引っ張り耐性」および「画質」が低下している。「塗膜の引っ張り耐性」の低下は、インクの溶媒の乾燥速度が速すぎたため、樹脂成分の被膜の形成が不均一となることで、生じうる。「画質」の低下は、インクにエチレングリコールを含有させたため、インクの表面張力が高すぎるため、インク液滴が非吸収性の記録媒体上ではじかれてしまうことで生じうる。
本発明によれば、射出性や画質を損なうことなく、特に光沢性の高い画像を提供することができるインクジェット記録方法を提供することができる。
1 インクジェット記録ヘッド
2 ヘッドキャリッジ
2b 側板構造体
3 送風機構
4 ロール状の記録媒体
5 ノズル面
6 記録媒体
7 ステージ
8,9 搬送ローラー
10 ガイド板
10a ガイド板の端部
20 温度制御部

Claims (7)

  1. 水と、顔料と、水溶性アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、グリコールエーテル類および炭素原子数が4以上である1,2−アルカンジオール類の少なくとも1種から選ばれる水溶性有機溶剤と、沸点180℃以上300℃未満であるプロピレングリコール類と、を含有する水性インクジェットインクであり、且つ前記グリコールエーテル類および炭素原子数が4以上である1,2−アルカンジオール類の少なくとも1種から選ばれる水溶性有機溶剤の含有量が前記水性インクジェットインクの全質量に対して3質量%以上14質量%以下である水性インクジェットインクを用いたインクジェット記録方法であって、
    前記水性インクジェットインクの液滴を、インクジェット記録ヘッドから吐出して、樹脂基材からなる記録媒体の樹脂からなる記録面に着弾させる工程と、
    前記記録媒体の前記樹脂からなる記録面と前記インクジェット記録ヘッドのノズル面との隙間に風を送る工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
  2. 前記プロピレングリコール類がジプロピレングリコールまたはトリプロピレングリコール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。
  3. 前記プロピレングリコール類の含有量が、水性インクジェットインクの質量に対して、3〜15質量%である、請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記水性インクジェットインクの表面張力が、23mN/m以上32mN/m未満であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記液滴が着弾する前記記録媒体を加熱する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記インクジェット記録ヘッドのノズル吐出口を洗浄する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記樹脂基材は、ポリ塩化ビニルからなる基材であり、
    前記ポリ塩化ビニルからなる基材の前記ポリ塩化ビニルからなる記録面に前記水性インクジェットインクの液滴を着弾させる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
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