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JP6866597B2 - 反応液及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description

本発明は、反応液及びインクジェット記録方法に関する。
従来から、インクジェット記録装置の記録ヘッドのノズルから微小なインク滴を吐出させて、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法が知られている。近年では、インクジェット記録方法は、インクの吸収性に優れた記録媒体(例えば、普通紙等)に対する画像の記録だけでなく、インクの吸収性の小さい(低吸収性)記録媒体(例えば、アート紙、コート紙等)や、インクをほとんど吸収しない(非吸収性)記録媒体(例えば、プラスチックフィルム等)に対する画像の記録にも用いられるようになってきた。また、このような低吸収性又は非吸収性の記録媒体に対する画像の記録に用いるインクに対しても、地球環境及び安全性等の観点から、水をベースとした水系インクを用いることが検討されている。
水系インクは、有機溶剤をベースとした非水系インクに比べて、低吸収性の記録媒体や非吸収性の記録媒体上ではじかれやすい性質を有する。そのため、低吸収性又は非吸収性の記録媒体に対しては、記録される画像に色ムラなどが生じやすかった。このような観点から、例えば、多価金属塩等を含有する反応液と、水性(水系)インク組成物とを、低吸収性の記録媒体上で反応させることが試みられている(特許文献1、2)。
特開2006−281586号公報 特開2006−281568号公報
上記のように、反応液を用い、記録媒体上でインクと接触させることにより、画像におけるインクのブリード等の不具合は抑制されると考えられる。しかしながら、特許文献1、2に記載の技術では、反応液の記録媒体への濡れ性は必ずしも十分に検討されておらず、濡れ性が不十分で画質が悪くなる場合があった。さらには、当該技術では、反応液の浸透性及び乾燥性についても必ずしも十分検討されておらず、これに起因して画質等の性能が不十分となる場合があった。
発明者の検討によれば、高画質な記録物を得るためには、反応液の組成を調節して、濡れ性、浸透性、乾燥性を望ましいものにすることが重要な要素となっていることが分かってきた。さらには、反応液における凝集剤(凝集剤)の溶解性並びに有機溶剤の浸透及び蒸発挙動も重要な要素となっていることが分かってきた。
本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、インク組成物により記録媒体に対して、画質に優れた画像を形成することのできる、前処理液としての反応液を提供することにある。また、本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、インク組成物により記録媒体に対して、画質に優れた画像を形成することのできる、インクジェット記録方法を提供することにある。
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態
様又は適用例として実現することができる。
本発明に係る反応液の一態様は、
エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類のいずれか一種以上の有機溶剤と、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤と、を含有し、前記インク組成物を用いて行う記録方法に用いる。
このような反応液は、前処理液として使用することにより、インク組成物により記録媒体に対して、画質に優れた画像を形成することができる。より詳しくは、エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類のいずれか一種以上の有機溶剤により、記録媒体への濡れ性、浸透性、及び、反応液の乾燥性が制御され、これにより凝集剤を記録媒体に対して均一に広げて付着させることができる。そのため、インク組成物の成分との接触をしやすく反応を良好に進行させることができ、高画質な画像を形成することができる。また、係る有機溶剤により、凝集剤の溶解度を低下させることなく、反応液の乾燥の過程の終盤まで凝集剤の溶解性を維持しやすく、濡れ拡がり性を維持することができるので、記録媒体に対してより均一に広げて付着させることができる。
本発明に係る反応液において、
前記記録方法が、前記インク組成物と前記反応液とをそれぞれインクジェット記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させて行ってもよい。
本発明に係る反応液において、
水を含む水系組成物であってもよい。
このような反応液は、水の蒸発が有機溶剤の蒸発よりも優先して生じ、残存する有機溶剤中に凝集剤を溶解させて保持する期間を長くとることができる。これによりさらに良好な記録媒体上での濡れ拡がり性を得ることができる。また係る反応液は、水系であるので安全性等もさらに良好である。
本発明に係る反応液において、
前記有機溶剤として、標準沸点が150℃以上280℃以下の有機溶剤を含有してもよい。
このような反応液は、濡れ拡がり性と乾燥性のバランスがさらによく、さらに高画質な画像を形成しやすい。
本発明に係る反応液において、
前記有機溶剤の前記反応液全質量に対する合計の含有量が1質量%以上30質量%以下であってもよい。
このような反応液は、濡れ拡がり性と乾燥性のバランスがさらによく、さらに高画質な画像を形成しやすい。
本発明に係る反応液において、
前記有機溶剤として、2−ピロリドンの20質量%濃度の水溶液への溶解度が、1質量%以上である有機溶剤を含有してもよい。
このような反応液は、凝集剤の溶解性を低下させることなく、凝集剤を記録媒体に対してさらに均一に広げて付着させることができる。
本発明に係る反応液において、
標準沸点が280℃を超える有機溶剤の、前記反応液全質量に対する合計の含有量は、5質量%以下であってもよい。
このような反応液によれば、反応液の乾燥性がさらに良好である。
本発明に係る反応液において、
前記インク組成物が、標準沸点が280℃を超える有機溶剤のインク組成物の全質量に対する含有量が5質量%以下であってもよい。
このような反応液によれば、画像の乾燥性がさらに良好である。
本発明に係る反応液において、
前記有機溶剤として、水オクタノール分配係数が−1以上4以下の前記有機溶剤を含んでもよい。
このような反応液によれば、凝集剤の溶解性を低下させることなく、凝集剤を記録媒体に対してさらに均一に広げて付着させることができる。
本発明に係る反応液において、
前記記録方法が、インク非吸収性又はインク低吸収性の記録媒体に対して記録を行うものであってもよい。
このような反応液によれば、記録媒体上ではじかれることなく反応液を均一に広げて付着させることができるため、インク組成物によって所定の画像をより容易に形成することができる。
本発明に係る反応液において、
前記記録媒体の表面エネルギーが、30mN/m以上であってもよい。
このような反応液によれば、30mN/m以上の表面エネルギーを有する記録媒体に、反応液を均一に広げて付着させることができるため、インク組成物によって高画質な画像を容易に形成することができる。
本発明に係る反応液において、
前記凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性化合物のいずれか一種以上を含んでもよい。
このような反応液によれば、凝集作用がより良好であるので、より高画質な画像を形成することができる。
本発明に係る反応液において、
さらに有機溶剤として環状アミド類を含むか、又は有機溶剤が前記アルコキシアルキルアミド類を含むか、の少なくともいずれかであってもよい。
このような反応液によれば、凝集剤溶解性を低下させることなく、凝集剤を記録媒体に対してさらに均一に広げて付着させることができる。さらに記録媒体に浸透することにより、乾燥性も良好である。
本発明に係る反応液において、
前記インク組成物が、水オクタノール分配係数が0以下の有機溶剤を含んでもよい。
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
上述のインク組成物と、上述の反応液と、を用いて行う。
このようなインクジェット記録方法は、上述の反応液を前処理液として使用するので、インク組成物によって記録媒体に対して、高画質な画像を形成することができる。より詳しくは、反応液が、エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類のいずれか一種以上の有機溶剤により、記録媒体への濡れ性が優れ記録媒体へ広く均一に濡れ広がりやすく、また、浸透性、及び、反応液の乾燥性が制御されているので、これにより凝集剤を記録媒体に対して均一に広げて付着させることができる。そのため、インク組成物の成分との反応を良好に進行させることができ、高画質な画像を形成することができる。また、係る反応液においては、係る有機溶剤により、凝集剤の溶解度を低下することなく、反応液の乾燥の過程の終盤まで凝集剤の溶解性を維持でき濡れ拡がり性を維持できるので、記録媒体に対してより均一に広げて付着させることができ、高画質な画像を形成することができる。
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
1.反応液
本実施形態に係る反応液は、後述するインク組成物を用いて行う記録方法に用いる反応液であって、当該反応液は、エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類のいずれか一種以上の有機溶剤と、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤と、を含有する。
1.1.反応液の組成
1.1.1.凝集剤
本実施形態に係る反応液は、インクの成分を凝集させる凝集剤を含有する。凝集剤は、インクに含まれる色材、インクに含まれ得る顔料分散体及び樹脂などの成分と反応することで、色材を凝集させるという機能を有する。また、凝集剤は、インク組成物に含まれ得る顔料分散体及び/又は樹脂と反応することで、インク組成物の粘度を高める(増粘)ことができる。そのため、記録媒体上で反応液及び凝集剤を接触させることで、記録媒体に付着させたインクが増粘したり、インクに含まれる色材が不溶化したりする結果、インクにより記録される画像の発色性等を向上することができたり、印刷ムラ等の発生を抑制することができる。また、これにより、インク組成物の滲みやブリードを軽減させることができる場合がある。
凝集剤としては、特に限定されるものではないが、金属塩、無機酸、有機酸、カチオン性化合物等が挙げられ、カチオン性化合物としては、カチオン性樹脂(カチオン性ポリマー)、カチオン性界面活性剤等を用いることができる。中でも金属塩として多価金属塩、有機酸、カチオン性化合物の少なくともいずれかが画質、耐擦性、光沢などが特に優れる点で好ましい。
金属塩としては好ましくは多価金属塩であるが、多価金属塩以外の金属塩も使用可能である。これらの凝集剤の中でも、インク組成物に含まれる成分との反応性に優れるという
点から、金属塩、及び有機酸から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。また、これらの凝集剤の中でも、反応液に対して溶解しやすいという点からは、カチオン性ポリマーを用いることが好ましい。また、凝集剤は複数種を併用することも可能である。
凝集剤により、インク組成物に含む成分の表面電荷を中和させたりインク組成物のpHを変化させることにより、これら成分を凝集や析出させ、インク組成物を凝集や増粘させる。インク組成物に含み凝集剤と反応する成分としては、後述の色材や樹脂などがあげられる。
金属塩のうち多価金属化合物としては、以下に限定されないが、例えば、チタン化合物、クロム化合物、銅化合物、コバルト化合物、ストロンチウム化合物、バリウム化合物、鉄化合物、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、及びマグネシウム化合物、並びにこれらの塩(多価金属塩)が挙げられる。これら多価金属化合物の中でも、顔料を効果的に凝集させることができるため、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、及びマグネシウム化合物、並びにこれらの塩からなる群より選択される一種以上が好ましく、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属の解離性塩がより好ましく、カルシウム塩及びマグネシウム塩のうち少なくともいずれかがさらに好ましい。
また、多価金属塩とは、2価以上の金属イオンとアニオンから構成される化合物である。2価以上の金属イオンとしては、例えば、カルシウム、マグネシウム、銅、ニッケル、亜鉛、バリウム、アルミニウム、チタン、ストロンチウム、クロム、コバルト、鉄等のイオンが挙げられる。これらの多価金属塩を構成する金属イオンの中でも、色材等の凝集性に優れているという点から、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一方であることが好ましい。
多価金属塩を構成するアニオンとしては、無機イオンである。すなわち、本発明における多価金属塩とは、無機イオンと多価金属とからなるものである。このような無機イオンとしては、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、水酸化物イオン等が挙げられる。
なお、多価金属化合物はイオン性の多価金属塩であることが好ましく、特に、上記多価金属塩がマグネシウム塩、カルシウム塩である場合、反応液の安定性がより良好となる。また、多価金属の対イオンとしては、無機酸イオン、有機酸イオンのいずれでもよい。
上記の多価金属塩の具体例としては、重質炭酸カルシウム及び軽質炭酸カルシウムといった炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、塩化バリウム、炭酸亜鉛、硫化亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、硝酸銅等が挙げられる。これらの多価金属塩は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。これらの中でも、水への十分な溶解性を確保でき、かつ、反応液による跡残りが低減する(跡が目立たなくなる)ため、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム及び塩化カルシウムのうち少なくともいずれかが好ましく、硝酸カルシウムがより好ましい。
多価金属塩以外の金属塩としてはナトリウム塩、カリウム塩などの一価の金属塩が挙げられる。硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどが挙げられる。
なお、多価金属化合物としては、上記の他に、チョーク、カオリン、焼成クレー、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、セリサイト、ホワイトカーボン、サポナイト、カルシウムモンモリロナイト、ソジウムモンモリロナイト、及びベントナイト等の無機顔料、並びにアクリル系プラスチックピグメン
ト、及び尿素高分子物質などの有機顔料が挙げられる。
有機酸としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等が好適に挙げられる。有機酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、又はこれらの塩等が好適に挙げられる。無機酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
カチオン性樹脂(カチオン性ポリマー)としては、例えば、カチオン性のウレタン系樹脂、カチオン性のオレフィン系樹脂、カチオン性のアリルアミン系樹脂等が挙げられる。
カチオン性のウレタン系樹脂としては、公知のものを適宜選択して用いることができる。カチオン性のウレタン系樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、ハイドラン CP−7010、CP−7020、CP−7030、CP−7040、CP−7050、CP−7060、CP−7610(商品名、大日本インキ化学工業株式会社製)、スーパーフレックス 600、610、620、630、640、650(商品名、第一工業製薬株式会社製)、ウレタンエマルジョン WBR−2120C、WBR−2122C(商品名、大成ファインケミカル株式会社製)等を用いることができる。
カチオン性のオレフィン樹脂は、エチレン、プロピレン等のオレフィンを構造骨格に有するものであり、公知のものを適宜選択して用いることができる。また、カチオン性のオレフィン樹脂は、水や有機溶媒等を含む溶媒に分散させたエマルジョン状態であってもよい。カチオン性のオレフィン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、アローベースCB−1200、CD−1200(商品名、ユニチカ株式会社製)等が挙げられる。
カチオン性のアリルアミン系樹脂(カチオン性ポリマー)としては、公知のものを適宜選択して用いることができ、例えば、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリアリルアミンアミド硫酸塩、アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン塩酸塩・ジメチルアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン・ジメチルアリルアミンコポリマー、ポリジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミンアミド硫酸塩、ポリメチルジアリルアミン酢酸塩、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルアミン酢酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト・二酸化硫黄コポリマー、メチルジアリルアミン塩酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミドコポリマー等を挙げることができる。このようなカチオン性のアリルアミン系樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、PAA−HCL−01、PAA−HCL−03、PAA−HCL−05、PAA−HCL−3L、PAA−HCL−10L、PAA−H−HCL、PAA−SA、PAA−01、PAA−03、PAA−05、PAA−08、PAA−15、PAA−15C、PAA−25、PAA−H−10C、PAA−D11−HCL、PAA−D41−HCL、PAA−D19−HCL、PAS−21CL、PAS−M−1L、PAS−M−1、PAS−22SA、PAS−M−1A、PAS−H−1L、PAS−H−5L、PAS−H−10L、PAS−92、PAS−92A、PAS−J−81L、PAS−J−81(商品名、ニットーボーメディカル会社製)、ハイモ Neo
−600、ハイモロック Q−101、Q−311、Q−501、ハイマックス SC−505、SC−505(商品名、ハイモ株式会社製)等を用いることができる。
また、カチオン性のアミン系ポリマーとしては、センカ株式会社製のユニセンスKHE103L(ヘキサメチレンジアミン/エピクロルヒドリン樹脂、1%水溶液のpH約5.0、粘度20〜50(mPa・s)、固形分濃度50質量%の水溶液)、ユニセンスKHE104L(ジメチルアミン/エピクロルヒドリン樹脂、1%水溶液のpH約7.0、粘度1〜10(mPa・s)、固形分濃度20質量%の水溶液)などを挙げることができる。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、第1級、第2級及び第3級アミン塩型化合物、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第4級アンモニウム塩、第4級アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、オニウム塩、イミダゾリニウム塩等があげられる。具体的には、例えば、ラウリルアミン、ヤシアミン、ロジンアミン等の塩酸塩、酢酸塩等、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、塩化ベンザルコニウム、ジメチルエチルラウリルアンモニウムエチル硫酸塩、ジメチルエチルオクチルアンモニウムエチル硫酸塩、トリメチルラウリルアンモニウム塩酸塩、セチルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルラウリルアミン、デシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
これらの凝集剤は、複数種を使用してもよい。また、これらの凝集剤のうち、多価金属塩、有機酸、カチオン性化合物の少なくとも一種を選択すれば、凝集作用がより良好であるので、より高画質な(特に発色性の良好な)画像を形成することができる。
反応液における、凝集剤の合計の含有量は、上述の効果が発揮されるように適宜決定することができ、例えば、反応液の全質量に対して、0.1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、2質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。凝集剤の含有量が0.1質量%以上であることで、凝集剤がインク組成物に含まれる成分を凝集させる機能が一層向上する。また、凝集剤の含有量が30質量%以下であることで、反応液中での凝集剤の溶解性がより良好になり、反応液の保存安定性等を向上できる。
反応液に含まれる凝集剤のmol濃度は、0.05mol/kg以上1.3mol/kg以下であることが好ましく、0.05mol/kg以上1.0mol/kg以下であることがより好ましい。凝集剤の濃度が0.05mol/kg以上であることで、凝集剤がインク組成物に含まれる成分を凝集させる機能が一層向上する。また、凝集剤の濃度が1.3mol/kg以下であることで、反応液中での凝集剤の溶解性が良好となり、反応液の保存安定性を向上できる。なお、本明細書において、反応液に含まれる凝集剤の濃度[mol/kg]を表す場合には、反応液に含まれる凝集剤の物質量[mol]を、反応液の全質量(すなわち、多価金属塩も含む)[kg]で除することで算出される。
凝集剤は、反応液を非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体(後述)に付与する際には、該反応液に含まれる凝集剤の付着量が0.05mmol/m以上3mmol/m以下となるように付与されるものであることが好ましく、0.05mmol/m以上2.5mmol/m以下となるように付与されるものであることがより好ましい。凝集剤の付着量が0.05mmol/m以上となるように付与することで、色材の凝集を促進でき、記録される画像品質が良好となる。また、凝集剤の付着量が3.0mmol/m
下となるように付与することで、記録部からの凝集剤の析出を抑えることができ、また、反応液の塗布量が少なくなることで、反応液を乾燥させる時間を短くできるので、記録の高速化を図ることができる。
反応液に含まれる有機溶剤の疎水性が高い場合であっても、反応液中における凝集剤の溶解性が良好になるという点から、凝集剤には、25℃の水100gに対する溶解度が、1g以上であるものを使用することが好ましく、3g以上80g以下にあるものを使用することがより好ましい。
1.1.2.水
本実施形態に係る反応液は、水を含有してもよい。水は、反応液の主となる媒体として機能し、乾燥により蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、反応液を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
反応液に含まれる水の含有量は、樹脂液の全質量に対して、例えば50質量%以上とすることができ、60質量%以上としてもよい。
1.1.3.有機溶剤
本実施形態に係る反応液は、有機溶剤を含有する。有機溶剤の機能の一つは、非吸収性記録媒体に対する反応液の濡れ性を向上させることである。有機溶剤としては、エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類の少なくとも一種である。また、有機溶剤としては、これら以外の含窒素化合物、糖類、アミン類等を含んでもよい。
<エステル類>
本実施形態の反応液に有機溶剤として含有され得るエステル類として、下記式(1)及び下記式(2)で表される化合物が挙げられる。
CH−CO(OROR ・・・(1)
(式中、Rは、炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Rは、水素又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、aは、1〜3の整数を表す。係るアルキレン基及びアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。)
式(1)で表される化合物としては、
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、
ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、
ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
メトキシブチルアセテート、
等のグリコールモノアセテート類が挙げられる。
CH−CO(OROCOR ・・・(2)
(式中、Rは、炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Rは、炭素数1〜3のアルキル基を表し、bは、1〜6の整数を表す。係るアルキレン基及びアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。)
式(2)で表される化合物としては、
エチレングリコールジアセテート、
ジエチレングリコールジアセテート、
プロピレングリコールジアセテート、
ジプロピレングリコールジアセテート、
エチレングリコールアセテートプロピオネート、
エチレングリコールアセテートブチレート、
ジエチレングリコールアセテートブチレート、
ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、
ジエチレングリコールアセテートブチレート、
プロピレングリコールアセテートプロピオネート、
プロピレングリコールアセテートブチレート、
ジプロピレングリコールアセテートブチレート、
ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、
等のグリコールジエステル類がある。
<アルキレングリコールエーテル類>
本実施形態の反応液に有機溶剤として含有され得るアルキレングリコールエーテル類としては、アルキレングリコールのモノエーテル又はジエーテルであればよく、アルキルエーテルが好ましく、下記式(3)で表される化合物が好ましい。
−(OROR ・・・(3)
(式中、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を表し、R、Rは、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜6のアルキル基を表すが、R、Rが同時に水素であることはなく、cは、1〜5の整数を表す。)
係るアルキレン基及びアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。分岐状の場合、炭素数1〜2のアルキル基によって置換されていてもよいアルキレン基やアルキル基などが挙げられる。
耐擦性や光沢性や画質などがより優れる点で、cは、好ましくは3以下であり、より好ましくは2以下である。Rは、炭素数が好ましくは2〜4であり、より好ましくは2〜3である。R、Rは、アルキル基である場合、炭素数が好ましくは1〜4であり、より好ましくは1〜3である。また、画質や耐擦性が特に優れる点で、アルキレングリコールのジエーテルが好ましい。
式(3)で表される化合物としては、
エチレングリコールモノメチルエーテル、
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イソプロピルエーテル、
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、
トリエチエレングリコールモノメチルエーテル、
トリエチレングリコールモノエチルエーテル、
トリエチレングリコールモノブチルエーテル、
テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、
テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、
テトラ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、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、
プロピレングリコールモノブチルエーテル、
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エチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、及び、
エチレングリコールジメチルエーテル、
エチレングリコールジエチルエーテル、
エチレングリコールジブチルエーテル、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールジエチルエーテル、
ジエチレングリコールジブチルエーテル、
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、
ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、
トリエチレングリコールジメチルエーテル、
トリエチレングリコールジエチルエーテル、
トリエチレングリコールジブチルエーテル、
トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、
テトラエチレングリコールジメチルエーテル、
テトラエチレングリコールジエチルエーテル、
テトラエチレングリコールジブチルエーテル、
プロピレングリコールジメチルエーテル、
プロピレングリコールジエチルエーテル、
ジプロピレングリコールジメチルエーテル、
ジプロピレングリコールジエチルエーテル、
トリプロピレングリコールジメチルエーテル
等のアルキレングリコールジアルキルエーテル類が挙げられる。
これらのアルキレングリコールモノアルキルエーテル類のうち、R又はRが水素であり、cが1であるアルコキシアルコール類は、凝集剤の溶解性及び記録媒体での濡れ拡がり性を高める観点から特に好ましい。
また、上記のアルキレングリコールのモノエーテルよりも、ジエーテルのほうが、後述するインク組成物中の樹脂粒子を溶解又は膨潤させやすい傾向があり、形成される画像の耐擦性を向上させる点でより好ましい。
<環状エステル類>
本実施形態の反応液に有機溶剤として含有され得る環状エステル類として、下記式(4)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006866597
・・・(4)
(式(4)中、Rは水素又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、dは0〜3の整数を表す。また係るアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。)
式(4)で表される化合物としては、
β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、β−ブチロラクトン、β−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、β−ヘキサノラクトン、γ−ヘキサノラクトン、δ−ヘキサノラクトン、β−ヘプタノラクトン、γ−ヘプタノラクトン、δ−ヘプタノラクトン、ε−ヘプタノラクトン、γ−オクタノラクトン、
δ−オクタノラクトン、ε−オクタノラクトン、δ−ノナラクトン、ε−ノナラクトン、ε−デカノラクトン等の環状エステル類(ラクトン類)、並びに、それらのカルボニル基に隣接するメチレン基の水素が炭素数1〜4のアルキル基によって置換された化合物を挙げることができる。
<アルコキシアルキルアミド類>
本実施形態の反応液に有機溶剤として含有され得るアルコキシアルキルアミド類として、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。
O−CHCH−CO−NR1011 ・・・(5)
(式(5)中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基を表し、R10及びR11は、それぞれ独立に炭素数1〜2のアルキル基を表す。)
式(5)で表される化合物はβ−アルコキシプロピオンアミド化合物であり、例えば、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、
3−メトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、
3−メトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、
3−エトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、
3−エトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、
3−エトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、
3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、
3−n−ブトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、
3−n−ブトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、
3−n−プロポキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、
3−n−プロポキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、
3−n−プロポキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、
3−iso−プロポキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、
3−iso−プロポキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、
3−iso−プロポキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、
3−tert−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、
3−tert−ブトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、
3−tert−ブトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、
等を例示することができる。
本実施形態の反応液は、上述の有機溶剤を一種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。環状エステル類は、5員環のγ‐ラクトン類である。例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンを用いることにより、印刷品質をさらに改善することができる場合がある。
本実施形態の反応液は、上述の有機溶剤の、反応液全質量に対する合計の含有量は、1質量%以上30質量%以下が好ましく、2〜20質量%がより好ましく、5〜15質量%がさらに好ましい。
<その他の有機溶剤>
本実施形態の反応液は、上述の有機溶剤の他、複素環式化合物、環状アミド化合物、含窒素環式化合物などを含んでもよい。そのような化合物として、例えば、下記式(6)で
表される化合物が挙げられる。
Figure 0006866597
・・・(6)
(式(6)中、R12は、水素又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、eは、0〜3の整数を表す。また係るアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。)
式(6)で表される化合物としては、2−ピロリドン、1−メチル−2−ピロリドン、1−エチル−2−ピロリドン、1−プロピル−2−ピロリドン、1−ブチル−2−ピロリドン、等が挙げられ、特に凝集剤の溶解性の点で、2−ピロリドンが好ましい。
また、本実施形態の反応液は、上述の有機溶剤の他、尿素類(尿素、エチレン尿素、テトラメチル尿素、チオ尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、ベタイン類(トリメチルグリシン、トリエチルグリシン、トリプロピルグリシン、トリイソプロピルグリシン、N,N,N−トリメチルアラニン、N,N,N−トリエチルアラニン、N,N,N−トリイソプロピルアラニン、N,N,N−トリメチルメチルアラニン、カルニチン、アセチルカルニチン等)等を含んでもよい。
本実施形態の反応液に、有機溶剤として、前述のアルコキシアルキルアミド類か、又は式(6)で表される化合物等の環状アミド類溶剤を含有させることにより、凝集剤の溶解性を低下させることなく、反応液の記録媒体上での濡れ広がり性が良く、凝集剤を記録媒体に対してさらに均一に広げて付着させ易くなる場合があり、画質や光沢が特に優れ好ましい。
さらに、本実施形態の反応液は、多価アルコール、特に1,2−アルカンジオールを含むアルコール類を含んでもよい。アルコール類の具体例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール等)、1,2−アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール等)、1,2−アルカンジオールを除く多価アルコール(例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等)等が挙げられる。アルコール類は、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。
また、本実施形態の反応液に含み得る糖類としては、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、及びマルトトリオース等が挙げられる。
また、本実施形態の反応液に含み得るアミン類としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。これらの成分は、pH調
整剤として、処理剤に含有されることがある。
ここで、以下に有機溶剤の幾つかについて、logP値(水オクタノール分配係数)を記載する。
エチレングリコールジアセテート(0.4)、
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(1.79)、
プロピレングリコールジアセテート(0.74)、
プロピレングリコールモノブチレート(0.84)、
プロピレングリコールジプロピオネート(1.76)、
エチレングリコールモノブチルエーテル(0.83)、
エチレングリコールモノへキシルエーテル(1.7)、
エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル(1.57)、
プロピレングリコールモノエチルエーテル(0.3)、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル(−0.81)、
プロピレングリコールモノブチルエーテル(1.19)、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル(−1.18)、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル(1.19)、
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(1.7)、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(0.17)、
ジプロピレングリコールモノエチルエーテル(0.68)、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(0.87)、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル(1.13)、
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(0.51)、
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(−0.1)、
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル(1.34)、
ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(0.8)、
ジプロピレングリコールジメチルエーテル(1.02)、
ジエチレングリコールジエチルエーテル(0.39)、
ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(0.69)、
ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル(1.92)、
トリエチレングリコールジメチルエーテル(−0.67)、
トリプロピレングリコールジメチルエーテル(1.46)、
γ−ブチロラクトン(−0.64)、
3−メトキシ−N,N-ジメチルプロパンアミド(0.73)、
2−ピロリドン(−0.85)、
1−プロパノール(0.34)、
イソプロピルアルコール(0.28)、
1−ブタノール(0.88)、
2−ブタノール(0.6)、
1−ペンタノール(1.4)、
2−ペンタノール(1.19)、
1,4−ブタンジオール(0.5)、
1,5−ペンタンジオール(0.27)、
1,2−ヘキサンジオール(0.7)、
1,2−ヘプタンジオール(1.5)、
1,2−オクタンジオール(1.3)、
3−メチル−1,3−ブタンジオール(0.16)、
2−メチルペンタン−2,4−ジオール(0.88)、
3−メトキシ−1−ブタノール(0.07)、
3−メトキシ−3−メチルブタノール(−0.63)、
ジプロピレングリコール(−0.47)。
なお、括弧内の数値はlogP値を示す。
ここで、「logP値」とは、化合物の疎水性を表す指標である。logP値は、オクタノール/水系において、これら2層に溶質がどのような割合で分配されるかを示している。つまり、溶質のlogPの値が大きいほど、疎水性が高く、オクタノール相によく溶ける。また、2種類の物質のlogP値が近似するということは、互いの疎水性が類似していることを表す。logP値は、例えば、溶質と2種類の溶媒を実際にフラスコに入れ、よく振り混ぜて行うフラスコ振盪法、又は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いたHPLC法により求めることができる。
本実施形態の反応液では、LogP値(水オクタノール分配係数)が−1以上4以下、好ましくは−1以上3以下、より好ましくは−1以上1以下の有機溶剤を用いることがより好ましい。このような有機溶剤を選択することにより、凝集剤の溶解性を低下することなく記録媒体への濡れ性を確保でき、インク組成物によって良好な画像を形成させることができる。上記のLogP値が好ましい理由は明らかではないが、有機溶剤の標準沸点が後述の好ましい範囲である場合、反応液を記録媒体へ付着後、水が先に蒸発しその後有機溶剤が乾燥する過程で、反応液の成分として有機溶剤がより多く残存する状態となり、そのような状態において上記のLogP値を有する有機溶剤の場合、記録媒体への塗れ拡がり性が最後まで優れ、さらに、凝集剤が偏析することがないため記録媒体へ凝集剤を均一に付着させることができることで、インクがまんべんなく反応でき画質に優れ光沢も優れたと推測する。
反応液は、25℃の環境下において液体であって標準沸点が280℃を越える有機溶剤の含有量が反応液の全質量に対して5質量%以下であることが好ましい。該含有量はより好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下である。該含有量の下限は0質量%以上であり含まないことでもよい。これにより、非吸収性記録媒体に付着させた反応液の乾燥性が良好になり、反応液の非吸収性記録媒体に対する密着性を向上できる。標準沸点が280℃を越える有機溶剤としては、例えば、グリセリン、トリエタノールアミン、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
反応液は、前述の有機溶剤として、25℃の環境下において液体であって標準沸点が280℃以下の有機溶剤を含むことが、画質や耐擦性などが特に優れる点で好ましい。有機溶剤の標準沸点は、260℃以下がより好ましく、250℃以下がさらに好ましく、150℃以上がより好ましく、170℃以上がさらに好ましい。
以下に有機溶剤の幾つかについて、標準沸点を記載する。
エチレングリコールジアセテート(187)、
プロピレングリコールモノブチレート(206)、
プロピレングリコールジアセテート(219)、
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(192)、
エチレングリコールモノブチルエーテル(171)、
エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル(208)、
プロピレングリコールモノブチルエーテル(170)、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル(194)、
ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル(254.6)、
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(259)、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(194)、
ジプロピレングリコールモノエチルエーテル(203)、
ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(210)、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル(231)、
トリエチレングリコールモノブチルエーテル(271)、
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(242)、
トリプロピレングリコールモノブチルエーテル(271)、
ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(290)、
ジエチレングリコールジエチルエーテル(189)、
ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(176)、
ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル(255)、
ジプロピレングリコールジメチルエーテル(171)、
トリエチレングリコールジメチルエーテル(215)、
トリプロピレングリコールジメチルエーテル(215)、
γ−ブチロラクトン(204)、
3−メトキシ−N,N-ジメチルプロパンアミド(176)、
2−ピロリドン(241)、
1,4−ブタンジオール(230)、
1,5−ペンタンジオール(235)、
1,2−ヘキサンジオール(216)、
1,2−ヘプタンジオール(232)、
1,2−オクタンジオール(248)、
3−メチル−1,3−ブタンジオール(196)、
2−メチルペンタン−2,4−ジオール(194)、
3−メトキシ−1−ブタノール(161)、
3−メトキシ−3−メチルブタノール(174)、
ジプロピレングリコール(229)。
括弧内の数値は標準沸点(℃)を示す。また、上記標準沸点を示した有機溶剤のうち、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテルを除き、2−ピロリドンの20質量%濃度の水溶液への溶解度が、1質量%以上である。
本実施形態の反応液では、上記例示した有機溶剤を含め、2−ピロリドンの20質量%濃度の水溶液への溶解度が、1質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは2質量%以上である有機溶剤を用いることで、有機溶剤への凝集剤の溶解性を低下させないため、凝集剤を記録媒体に対してさらに均一に広げて付着させることができ、高画質の画像を得るためにより好適である。2−ピロリドンの20質量%濃度の水溶液への有機溶剤の溶解度は、実験により測定(評価)することができる。具体的には、2−ピロリドンの20質量%水溶液を調整し、これの100質量部に対して25℃で所定質量部の有機溶剤を添加して撹拌し、目視により液の分離・濁りが確認された場合を溶解しないとし、確認されない場合を溶解するとする。溶解する場合の有機溶剤の添加量が最も多い添加量(質量部)を溶解度(質量%)とする。
有機溶剤の合計の含有量(総量)は、反応液の全質量に対して、0.5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、1質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上25質量%以下であることがさらに好ましい。有機溶剤の含有量が上記範囲内にあることで、濡れ拡がり性と乾燥性のバランスがさらによく、さらに高画質な画像を形成しやすい。また、有機溶剤の含有量が上記範囲内にあることで、反応液中での凝集剤の溶解性が著しく低下しない。
1.1.4.その他の成分
本実施形態に係る反応液は、樹脂、無機酸化物粒子、界面活性剤等を含有してもよい。
樹脂は、非吸収性記録媒体に付着させた反応液の密着性を向上させる、いわゆる定着用樹脂として機能する。このような樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル系樹脂等の公知の樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。樹脂を含有する場合の含有量は、反応液の全質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下とすることができる。
反応液に樹脂を含有させる場合、上記の樹脂の中でも、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂を含むことが好ましい。これらの樹脂を用いると、記録媒体への画像の密着性を向上させる効果がより良好になる傾向にある。
ウレタン系樹脂とは、ウレタン結合を有する樹脂の総称である。ウレタン系樹脂には、ウレタン結合以外に、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂等を使用してもよい。ウレタン系樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、スーパーフレックス 460、460s、840、E−4000(商品名、第一工業製薬株式会社製)、レザミン D−1060、D−2020、D−4080、D−4200、D−6300、D−6455(商品名、大日精化工業株式会社製)、タケラック WS−6021、W−512−A−6(商品名、三井化学ポリウレタン株式会社製)、サンキュアー2710(商品名、LUBRIZOL社製)、パーマリンUA−150(商品名、三洋化成工業社製)などの市販品を用いてもよい。
アクリル系樹脂は、少なくとも(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどのアクリル系単量体を重合して得られる重合体の総称であって、例えば、アクリル系単量体から得られる(メタ)アクリル樹脂や、アクリル系単量体とこれ以外の単量体(例えば、スチレンなどのビニル系単量体)との共重合体などが挙げられる。アクリル系単量体としてはアクリルアミド、アクリロニトリル等も使用可能である。アクリル系樹脂を原料とする樹脂エマルジョンには、市販品を用いてもよく、例えばFK−854(商品名、中央理科工業社製)、モビニール952B、718A(商品名、日本合成化学工業社製)、NipolLX852、LX874(商品名、日本ゼオン社製)等が挙げられる。
なお、本明細書において、アクリル系樹脂には、後述するスチレンアクリル系樹脂を含めても良い。また、本明細書において、(メタ)アクリルとの表記は、アクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味する。
スチレンアクリル系樹脂は、スチレン単量体とアクリル系単量体とから得られる共重合体であり、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。スチレンアクリル系樹脂には、市販品を用いても良く、例えば、ジョンクリル62J、7100、390、711、511、7001、632、741、450、840、74J、HRC−1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX−7630A、352J、352D、PDX−7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(商品名、BASF社製)、モビニール966A、975N(商品名、日本合成化学工業社製)、ビニブラン2586(日信化学工業社製)等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンを構造骨格
に有するものであり、公知のものを適宜選択して用いることができる。オレフィン樹脂としては、市販品を用いることができ、例えばアローベースCB−1200、CD−1200(商品名、ユニチカ株式会社製)等が挙げられる。
また、樹脂は、エマルションの形態で供給されてもよく、そのような樹脂エマルションの市販品としては、
マイクロジェルE−1002、E−5002(日本ペイント社製商品名、スチレン−アクリル系樹脂エマルション)、
ボンコート4001(DIC社製商品名、アクリル系樹脂エマルション)、ボンコート5454(DIC社製商品名、スチレン−アクリル系樹脂エマルション)、
ポリゾールAM−710、AM−920、AM−2300、AP−4735、AT−860、PSASE−4210E(アクリル系樹脂エマルション)、
ポリゾールAP−7020(スチレン・アクリル樹脂エマルション)、
ポリゾールSH−502(酢酸ビニル樹脂エマルション)、
ポリゾールAD−13、AD−2、AD−10、AD−96、AD−17、AD−70(エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルション)、
ポリゾールPSASE−6010(エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルション)(昭和電工社製商品名)、
ポリゾールSAE1014(商品名、スチレン−アクリル系樹脂エマルション、日本ゼオン社製)、
サイビノールSK−200(商品名、アクリル系樹脂エマルション、サイデン化学社製)、
AE−120A(JSR社製商品名、アクリル樹脂エマルション)、
AE373D(イーテック社製商品名、カルボキシ変性スチレン・アクリル樹脂エマルション)、
セイカダイン1900W(大日精化工業社製商品名、エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルション)、
ビニブラン2682(アクリル樹脂エマルション)、
ビニブラン2886(酢酸ビニル・アクリル樹脂エマルション)、
ビニブラン5202(酢酸アクリル樹脂エマルション)(日信化学工業社製商品名)、
エリーテルKA−5071S、KT−8803、KT−9204、KT−8701、KT−8904、KT−0507(ユニチカ社製商品名、ポリエステル樹脂エマルション)、ハイテックSN−2002(東邦化学社製商品名、ポリエステル樹脂エマルション)、
タケラックW−6020、W−635、W−6061、W−605、W−635、W−6021(三井化学ポリウレタン社製商品名、ウレタン系樹脂エマルション)、
スーパーフレックス870、800、150、420、460、470、610、700(第一工業製薬社製商品名、ウレタン系樹脂エマルション)、
パーマリンUA−150(三洋化成工業株式会社製、ウレタン系樹脂エマルション)、
サンキュアー2710(日本ルーブリゾール社製、ウレタン系樹脂エマルション)、
NeoRez R−9660、R−9637、R−940(楠本化成株式会社製、ウレタン系樹脂エマルション)、
アデカボンタイター HUX−380,290K(株式会社ADEKA製、ウレタン系樹脂エマルション)、
モビニール966A、モビニール7320(日本合成化学株式会社製)、
ジョンクリル7100、390、711、511、7001、632、741、450、840、74J、HRC−1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX−7630A、352J、352D、PDX−7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(以上、BASF社製)、
NKバインダーR−5HN(新中村化学工業株式会社製)、
ハイドランWLS−210(非架橋性ポリウレタン:DIC株式会社製)、
ジョンクリル7610(BASF社製)等が挙げられる。
無機酸化物粒子としては、カチオン性の無機酸化物粒子や、アニオン性の無機酸化物粒子、ノニオン性の無機酸化物粒子が挙げられる。カチオン性微粒子は、記録される画像の発色性を高める機能を備えており、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン等にカチオン性基を導入したものが挙げられる。アニオン性又はカチオン性の無機酸化物粒子は、非吸収性記録媒体上でインクの受容層を形成してインクの定着性を向上させる等の機能を備えており、アニオン性の無機酸化物粒子としては、例えば、シリカゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、酸化バナジウムゾル等が挙げられ、ノニオン性の無機酸化物粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン等が挙げられる。無機酸化物粒子を含有する場合の含有量は、反応液の全質量に対して、0.01質量%以上15質量%以下とすることができる。
界面活性剤は、表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG−50、104S、420、440、465、485、SE、SE−F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上全て商品名、日信化学工業社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル社製)が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えばポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−348(以上商品名、ビックケミー・ジャパン社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(以上商品名、信越化学工業社製)が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK−3440(ビックケミー・ジャパン社製)、サーフロンS−241、S−242、S−243(以上商品名、AGCセイミケミカル社製)、フタージェント215M(ネオス社製)等が挙げられる。
界面活性剤を含有する場合には、その含有量は、反応液の全質量に対して、0.1質量%以上1.5質量%以下とすることができる。
本実施形態に係る反応液は、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有してもよい。
1.1.5.反応液の物性
本実施形態に係る反応液は、記録媒体への濡れ拡がり性を適切なものとする観点から、25℃における表面張力は、40mN/m以下、好ましくは38mN/m以下、より好ましくは35mN/m以下、さらに好ましくは30mN/m以下であることが好ましい。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、25℃の環境下で白金プレートを組成物で濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、反応液は、インクジェット法によって記録媒体に付着されてもよく、そのようにする場合には、20℃における粘度を、1.5mPa・s以上15mPa・s以下とすることが好ましく、1.5mPa・s以上5mPa・s以下とすることがより好ましく、1.5mPa・s以上3.6mPa・s以下とすることがより好ましい。
一方、反応液は、インクジェット法以外の方法で行われてもよい。そのような方法としては、反応液を各種のスプレーを用いて記録媒体に塗布する方法、反応液に記録媒体を浸漬させて塗布する方法、反応液を刷毛等により記録媒体に塗布する方法等の非接触式及び接触式のいずれか又はそれらを組み合わせた方法が挙げられる。
反応液がこのようなインクジェット法以外の方法によって記録媒体に付着される場合には、20℃における粘度は、インクジェット法による場合よりも高くてもよく、例えば、1.5mPa・s以上100mPa・s以下、好ましくは1.5mPa・s以上50mPa・s以下、より好ましくは1.5mPa・s以上20mPa・s以下とすることが好ましい。なお、粘度の測定は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear
Rate200時の粘度を読み取ることにより測定することができる。
1.1.6.作用効果
本実施形態の反応液によれば、前処理液として使用することにより、インク組成物により記録媒体に対して、画質に優れた画像を形成することができる。より詳しくは、エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類の少なくとも一種の有機溶剤により、記録媒体への濡れ性、浸透性、及び、反応液の乾燥性が制御され、これにより凝集剤を記録媒体に対して均一に広げて付着させることができる。そのため、インク組成物の成分との反応を良好に進行させることができ、高画質な画像を形成することができる。また、係る有機溶剤により、凝集剤の溶解度を低下させず、反応液の乾燥の過程の終盤まで凝集剤の溶解性を維持しやすく、濡れ拡がり性を維持することができるので、記録媒体に対してより均一に広げて付着させることができる。
2.インク組成物
2.1.インク組成物の組成
本実施形態に係る反応液は、インクジェット記録用のインク組成物を用いて低吸水性又は非吸収性記録媒体に記録を行う記録方法に使用される。以下、上記の本実施形態に係る反応液とともに使用され得るインクの組成の一例について説明する。なお、本明細書では、インク組成物を単にインクと称することがある。
2.1.1.色材
本実施形態に係るインクは、色材を含有する。色材としては、上述した反応液に含まれる凝集剤との反応性が優れているという観点から、顔料及び酸性染料を好ましく用いることができる。
顔料のうち、無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、及び酸化チタンが挙げられる。上記のカーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、ファー
ネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、及びチャンネルブラック(C.I.ピグメントブラック7)が挙げられる。また、カーボンブラックの市販品として、例えば、No.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上全て商品名、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製、カラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250(以上全て商品名、デグサ社(Degussa AG)製)、コンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700(以上全て商品名、コロンビアカーボン社(Columbian Carbon Japan Ltd)製)、コロンビアンケミカルズ(Columbian Chemicals)製、リガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12(以上全て商品名、キャボット社(Cabot Corporation)製)が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料、及びアゾ系顔料が挙げられる。有機顔料の具体例としては、下記のものが挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、15:34、16、18、22、60、65、66、C.I.バットブルー4、60が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、254、264、C.I.ピグメントバイオレット19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、155、167、172、180、185、213が挙げられる。
なお、グリーンインクやオレンジインク等、上記以外の色のインクに用いられる顔料としては、従来公知のものが挙げられる。顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
酸性染料としては、アゾ系,アントラキノン系,ピラゾロン系,フタロシアニン系,キサンテン系,インジゴイド系,トリフェニルメタン系等の酸性染料が挙げられる。酸性染料の具体例としては、C.I.アシッドイエロー17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー9,45,249、C.I.アシッドブラック1,2,24,94等が挙げられ
る。染料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
色材の含有量は、インクの全質量(100質量%)に対して、例えば1質量%以上20質量%以下とすることができる。
色材として顔料を使用する場合には、顔料が水中で安定的に分散保持できるようにすることが好ましい。その方法としては、水溶性樹脂及び/又は水分散性樹脂等の樹脂分散剤にて分散させる方法(以下、この方法により処理された顔料を「樹脂分散顔料」ということがある。)、分散剤にて分散させる方法(以下、この方法により処理された顔料を「分散剤分散顔料」ということがある。)、顔料粒子表面に親水性官能基を化学的・物理的に導入し、前記の樹脂あるいは分散剤なしで水中に分散及び/又は溶解可能とする方法(以下、この方法により処理された顔料を「表面処理顔料」ということがある。)等が挙げられる。
本実施形態に係るインク組成物は、前記の樹脂分散顔料、分散剤分散顔料、表面処理顔料のいずれも用いることができ、必要に応じて複数種混合した形で用いることもできるが、樹脂分散顔料を含有していることが好ましい。
樹脂分散顔料に用いられる樹脂分散剤としては、ポリビニルアルコール類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、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、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等及びこれらの塩が挙げられる。これらの中でも、疎水性官能基を有するモノマーと親水性官能基を持つモノマーとの共重合体、疎水性官能基と親水性官能基とを併せ持つモノマーからなる重合体が好ましい。共重合体の形態としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれの形態でも用いることができる。
樹脂分散剤の含有割合は、分散すべき顔料によって適宜選択することができるが、インク中の顔料の含有量100質量部に対して、好ましくは5質量部以上200質量部以下、より好ましくは30質量部以上120質量部以下である。
2.1.2.樹脂
本実施形態に係るインクは、樹脂を含有してもよい。樹脂は、非吸収性記録媒体に対する反応液の密着性を向上させる機能を備えた、いわゆる定着用樹脂である。このような樹脂の具体例としては、上述した反応液の説明で例示したものを使用できるので、その説明を省略する。樹脂を含有する場合の含有量(固形分換算量)は、インクの全質量に対して、1質量%以上10質量%以下とすることができる。
2.1.3.有機溶剤
本実施形態に係るインクは、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は、非吸収性記録媒体に対するインクの密着性を高めたり、インクジェット記録装置のヘッドの乾燥を抑制するなどの機能を備える。有機溶剤としては、例えば、アルコール類、アルキレングリコールエーテル類、アルキレングリコール類、ピロリドン誘導体等が挙げられ、これらの具体例については、上述した反応液の説明で例示したものは例示したものを使用できるので、その説明を省略する。有機溶剤の含有量は、特に限定されるものではないが、インクの全
質量に対して、例えば1質量%以上40質量%以下とすることができる。アルキレングリコール類としては、炭素数2〜6のアルキレン基のグリコールが好ましく、炭素数は4以下がより好ましい。
本実施形態のインク組成物は、25℃の環境下において液体であって標準沸点が280℃を越える有機溶剤の含有量が反応液の全質量に対して5質量%以下(より好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下)であることが好ましい。標準沸点が280℃を超える有機溶剤を、5質量%以下とすることで、画像の乾燥性をさらに良好にすることができる。標準沸点が280℃を超える有機溶剤を含まないことでもよい。
インク組成物に含む有機溶剤として、25℃の環境下において液体であって標準沸点が280℃以下の有機溶剤を含むことが、画質や耐擦性などが特に優れる点で好ましい。有機溶剤の標準沸点は、260℃以下がより好ましく、250℃以下がさらに好ましく、150℃以上がより好ましく、170℃以上がさらに好ましい。
また、インク組成物に含む有機溶剤として、LogP値(水オクタノール分配係数)が0以下、好ましくは−0.5以下、より好ましくは−1.0以下の有機溶剤を用いることがより好ましい。このような有機溶剤を選択することにより、記録物の画質や光沢が一層優れる点で好ましい。また、LogP値(水オクタノール分配係数)が0以下の有機溶剤をインク組成物に含有する有機溶剤の総質量の50質量%含むことが好ましく、60質量%含むことがより好ましく、70質量%以上含むことがさらに好ましい。また、また、LogP値(水オクタノール分配係数)が0以下の有機溶剤をインク組成物の総質量に対して5質量%含むことが好ましく、10質量%含むことがより好ましく、15質量%以上含むことがさらに好ましい。上記のLogP値が好ましい理由は明らかではないが、本実施形態の反応液を付着させた記録媒体にインク組成物を付着させた際に、インク組成物に含む有機溶剤と記録媒体へ付着させた反応液の何らかの相互作用により画質や光沢が特に優れる傾向があったと推測する。また、インクの保存安定性が優れる点で上記のLogP値の範囲が好ましい。
2.1.4.水
本実施形態に係るインクは、水を含有する。好ましく用いられる水としては、反応液で述べたものと同様であるので、その説明を省略する。水の含有量は、インクの全質量に対して、例えば50質量%以上とすることができる。
2.1.5.界面活性剤
本実施形態に係るインクは、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、インクの表面張力を低下させ非吸収性記録媒体との濡れ性を向上させるなどの機能を備える。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。これらの界面活性剤の具体例については、反応液の説明で例示した界面活性剤と同様のものを使用できるので、その説明を省略する。界面活性剤の含有量は、特に限定されるものではないが、インクの全質量に対して、0.1質量%以上1.5質量%以下とすることができる。
2.1.6.その他の成分
本実施形態に係るインク組成物は、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有してもよい。
2.2.インク組成物の物性
本実施形態に係るインクは、画像品質とインクジェット記録用のインクとしての信頼性
とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、同様の観点から、本実施形態に係るインクの20℃における粘度は、3mPa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、3mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR−300(商品名、Pysica社製)を用いて、20℃の環境下での粘度を測定することができる。
ここで、上述した反応液をインクジェット記録方式によって非吸収性記録媒体に付与する場合には、インクジェット記録用のインクと同様の物性とすることが好ましく、具体的には、上記インクの表面張力の範囲や粘度範囲内とすることができる。
3.記録媒体
本実施形態に係る反応液は、インクジェット記録用のインクを用いて低吸収性又は非吸収性記録媒体に記録を行う記録方法に使用される。以下、本実施形態に係る反応液とともに使用される低吸収性又は非吸収性記録媒体の例について説明する。
本実施形態に係る低吸収性又は非吸収性記録媒体とは、インクを全く吸収しない、又はほとんど吸収しない性質を有する記録媒体を指す。定量的には、本実施形態で使用する記録媒体とは、「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/m以下である記録媒体」を指す。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。このような非吸収性の性質を備える記録媒体としては、インク吸収性を備えるインク受容層を記録面に備えない記録媒体や、インク吸収性の小さいコート層を記録面に備える記録媒体が挙げられる。
非吸収性被記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク吸収層を有していないプラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
低吸収性被記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。
本実施形態の反応液を用いれば、このようなインク非吸収性又はインク低吸収性の記録媒体に対しても、高画質で耐擦過性の良好な所定の画像をより容易に形成することができる。
また、係る記録媒体に記録を行う際に、上述の本実施形態の反応液を使用すれば、30mN/m以上であっても、濡れ拡がり性を維持することができるので、非常に良好な記録物を得ることができる。すなわち、本実施形態の反応液を用いれば、30mN/m以上の表面エネルギーを有する記録媒体に対して、高画質な所定の画像を容易に形成することが
できる。
4.記録方法
本実施形態に係る記録方法は、上記の記録媒体に対して、上記の反応液と、上記のインク組成物と、を用いて記録を行うものである。
このような記録方法の一態様として、例えば、反応液及びインク組成物を記録媒体に付与する付与工程が挙げられ、反応液及びインクを記録媒体上で接触させて画像を形成する。
付与工程では、記録媒体上にインクからなる画像を記録する画像記録工程後に、該画像に反応液を付着させる反応液付与工程を行ってもよいが、記録される画像の画質を向上させるという観点から、反応液付与工程後に画像記録工程を行うことが好ましい。以下、付与工程として、反応液付与工程後に画像記録工程を行う場合を例に挙げて詳細に説明する。
<反応液付与工程>
上述したように、付与工程では、画像記録工程に先立って、記録媒体に画像を形成する領域に、予め反応液を付与する反応液付与工程を行うことが好ましい。反応液を付与する方法としては、例えば、スピンコート、スプレーコート、グラビアロールコート、リバースロールコート、バーコート、インクジェット法等のいずれの方法も使用できる。これらの中でも、インクジェット法(インクジェット記録方式)を用いることが好ましい。インクジェット法を使用する場合には、インクジェット記録用ヘッドのノズルから反応液の液滴を吐出させて、記録媒体に付着させる。上述した反応液は、これに含まれる有機溶剤及び添加剤によって、その表面張力をインクジェット記録方式に適した値に設定しやすいため、反応液をノズルから吐出する際の吐出安定性が良好となる傾向にある。また、インクジェット法を用いる場合に、反応液を記録媒体へ必要な最小の量を付与する場合においても、記録媒体へ反応液を十分に濡れ広がらせることで画質を良好なものにできる点で、本実施形態の反応液が特に有用である。
反応液付与工程中及び/又は後、画像記録工程の前に、記録媒体に付与した反応液を乾燥させる工程を備えていてもよい。この場合には、例えば、記録媒体に付着した反応液に触れた際に、べたつきが感じられない程度まで乾燥を行う。反応液の乾燥工程は、自然乾燥で行ってもよいが、乾燥速度の向上などの観点により、加熱を伴う乾燥であることが好ましい。反応液の乾燥工程が加熱を伴う場合には、その加熱方法は、特に限定されるものではないが、例えば、記録媒体を熱源に接触させて加熱するプリントヒーター機構や、赤外線やマイクロウェーブ(2,450MHz程度に極大波長をもつ電磁波)などを照射する機構、ドライヤー等を用いた熱風乾燥機構などが挙げられる。該乾燥させる工程における記録媒体の表面温度は、50℃以下が好ましく、45℃以下がさらに好ましく、40℃以下がより好ましく、38℃以下が特に好ましい。
<画像記録工程>
上述した反応液付与工程の後に、画像記録工程を行うことが好ましい。画像記録工程は、上述した反応液付与工程の後に、反応液が付与された領域にインク組成物の液滴を付着させて、画像を記録する工程である。これにより、インクに含まれる成分等と反応液に含まれる凝集剤とが反応して、記録される画像の発色性が向上する。
画像記録工程は、インクジェット記録用ヘッドのノズルから上述したインクの液滴を吐出させて、非吸収性記録媒体に付与した反応液と接触させることで、画像を記録するものである。
インクや反応液をインクジェット記録用ヘッドのノズルから吐出させる方式としては、例えば以下のものが挙げられる。具体的には、ノズルとノズルの前方に置いた加速電極の間に強電界を印加し、ノズルから液滴状のインクを連続的に吐出させ、インクの液滴が偏向電極間を飛翔する間に記録情報信号を偏向電極に与えて記録する方式又はインクの液滴を偏向することなく記録情報信号に対応して吐出させる方式(静電吸引方式)、小型ポンプでインクに圧力を加え、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることにより、強制的にインクの液滴を吐出させる方式、インクに圧電素子で圧力と記録情報信号を同時に加え、インクの液滴を吐出・記録させる方式(ピエゾ方式)、インクを記録情報信号にしたがって微小電極で加熱発泡させ、インクの液滴を吐出・記録させる方式(サーマルジェット方式)等が挙げられる。
画像記録工程や上述した反応液付与工程をインクジェット記録方式によって実施する場合には、シリアル型の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置、及びライン型の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置のいずれも用いることができる。シリアル型の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置とは、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつ該インクを吐出させる走査(パス)を、複数回行うことによって記録を行うものである。シリアル型の記録ヘッドの具体例には、記録媒体の幅方向(記録媒体の搬送方向に交差する方向)に移動するキャリッジに記録ヘッドが搭載されており、キャリッジの移動に伴って記録ヘッドが移動することにより記録媒体上に液滴を吐出するものが挙げられる。一方、ライン型の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置は、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつ該インクを吐出させる走査(パス)を1回行うことにより記録を行うものである。ライン型の記録ヘッドの具体例には、記録ヘッドが記録媒体の幅よりも広く形成され、記録ヘッドが移動せずに記録媒体上に液滴を吐出するものが挙げられる。
本実施形態に係る記録方法は、画像記録工程の後に、記録媒体上の画像を乾燥させる工程を備えていてもよい。この場合には、例えば、記録媒体に付着した画像に触れた際に、べたつきが感じられない程度まで乾燥が行われる。画像の乾燥工程は、自然乾燥で行ってもよいが、反応液を乾燥させる場合において述べたことと同様の観点により、加熱を伴う乾燥であってもよい。画像の加熱方法は、特に限定されるものではないが、反応液の加熱方法で挙げたものと同様の方法を利用できる。
5.実施例及び比較例
以下、本発明の実施形態を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
5.1.インク組成物の調製
顔料の質量に対して30質量%の顔料分散剤(スチレン−アクリル系樹脂)を水に添加して、マグネチックスターラーで2時間混合及び攪拌した後、さらに、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルにて分散処理を行うことにより十分に混合し、1Hミリングして顔料分散液とした。表1の組成になるように各成分を容器に入れて、1時間攪拌してから、5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、実施例及び比較例に使用するインク組成物(インク1、インク2)を得た。表1中の数値は、質量%を示し、純水(イオン交換水)は各インク組成物の質量がそれぞれ100質量%となるように添加した。ただし表中の残分には顔料分散剤を含む。
Figure 0006866597
表1中、カーボンブラックは、MA100(三菱化学株式会社製)、BYK348は、ビックケミージャパン株式会社製:シリコン系界面活性剤、サーフィノールDF110Dは、日信化学工業(株)製:アセチレン系界面活性剤、ジョンクリル7610は、BASF社製:スチレンアクリル系樹脂エマルション(表中の値は、固形分濃度)である。
5.2.反応液の調製
表2及び表3の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合及び攪拌し十分に混合した。1時間攪拌してから、5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、各反応液を得た。表2、表3中の数値は、質量%を示し、純水(イオン交換水)は各前処理液の質量がそれぞれ100質量%となるように添加した。
Figure 0006866597
Figure 0006866597
表2及び表3中、ユニセンスKHE104Lは、固形分20%であり、センカ株式会社
製のカチオン性ポリマーである。ユニセンスKHE104Lについては、表には、固形分量ではなく添加量を記載した(すなわち25質量%は、固形分量で5質量%に相当する。)。また、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルは、東邦化学工業株式会社製のハイモールPMを用いた。これはCHO(CHCHO)H(n=約4(平均値))で表される溶剤である。
5.3.評価方法
5.3.1.記録物の作成
(画質評価用)
インクジェットプリンター:PX−G930(セイコーエプソン株式会社製)の改造機に記録媒体を搬入し、ヘッドに充填した各例の反応液を、720×720dpiの解像度、1.0mg/inchの付着量で、インクジェット塗布した。次いで、ヘッドに充填したインク組成物(ブラック)(インク1又はインク2)を、反応液が付着した面に、720×720dpiの解像度、10.0mg/inchの付着量でインクジェット塗布した。記録工程中は記録媒体の表面温度が35℃となるように調整した。また、記録工程後、プリンターから記録物を排出した後、80℃×5分で乾燥させた。使用した記録媒体は、光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社、型番SV−G−1270G))である。
(耐擦試験用及び光沢評価用)
インクジェットプリンター:PX−G930(セイコーエプソン株式会社製)に記録媒体を搬入し、ヘッドに充填した各例の反応液を、720×720dpiの解像度、1.0mg/inchの付着量で、インクジェット塗布した。次いで、ヘッドに充填したインク組成物(ブラック)(インク1又はインク2)を、反応液の付着した面に、720×720dpiの解像度、10.0mg/inchの付着量でインクジェット塗布した。記録工程中は記録媒体の表面温度が35℃となるように調整した。また、記録工程後、プリンタから記録物を排出した後、80℃×5分で乾燥させた。耐擦試験用及び光沢評価用には、記録媒体として、光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社、型番SV−G−1270G))を使用した。
5.3.2.画質の評価
上記のようにして、10mm×10mmのベタパターンを記録し、目視にて印刷ムラの有無を確認し、以下の基準で評価し、表2、表3に結果を記載した。
◎:パターン内にインクの濃さが不均一になっている様子が観察されない
○:細かな不均一さが認められる
△:大きな不均一さが認められるが白ヌケ部分がない
×:不均一さが認められ、白ヌケ部分がある
(但し、◎、○、△が実用範囲と考えられる。)
5.3.3.耐擦性の評価
上記のようにして、20mm×80mmのベタパターンを記録し、学振型摩擦堅牢度試験機AB−301(商品名、テスター産業社製)を用いて耐擦性の評価を行った。具体的には、画像の記録された記録媒体の表面を、白綿布(JIS L 0803準拠)を取り付けた摩擦子で、荷重300gをかけて塗膜が剥がれるまで、又は、30往復擦った。そして、記録媒体の表面における画像(塗膜)のはがれ具合を目視で観察した。評価基準は以下の通りであり、結果を表2、表3に記載した。
○:30往復擦っても塗膜が剥がれない
△:10往復以上29往復以下で塗膜の剥がれが認められた
×:9往復以内に塗膜の剥がれが認められた
5.3.4.光沢の評価
光沢度測定器:GM−268Plus (コニカミノルタ社製)を用いて60°光沢を測定した。評価基準は以下の通りであり、結果を表2、表3に記載した。
○:60以上
△:45以上60未満
×:45未満
5.4.評価結果
エステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類のいずれか一種以上の有機溶剤と、凝集剤と、を含有する、各実施例の反応液を用いた場合は、いずれも高画質な記録物を得ることができた。これに対してエステル類、アルキレングリコールエーテル類、環状エステル類及びアルコキシアルキルアミド類の少なくとも一種の有機溶剤を含まない比較例1、3、4の反応液は、画質が不十分であった。また、比較例2をみると、凝集剤を含まず、アルキレングリコールエーテル類を含有するだけでは、画質を向上させることができないことが分かった。
一方、実施例の反応液を比較すると、3−メトキシ−1−ブタノール(モノエーテル)を含む場合(実施例9)には、ジエーテルの場合と比較して、若干耐擦過性が劣ることが分かった。
また、実施例10及び15をみると、式(6)で表される化合物に包含される2−ピロリドンを含有しない場合でも、画質のよい記録物が得られることが分かった。
また、実施例18は、画質及び耐擦過性のよい記録物が得られたが、光沢が不十分であった。実施例18は、有機溶剤の反応液への溶解性が劣っていたため有機溶剤の含有量を少なくしたが、依然反応液が調製時点でわずかに濁っており、反応液組成が不均一になっており記録物の表面に微細な凹凸等が生じたためと考えられる。また、実施例17は反応液の濡れ広がり性が不十分であったため、画質及び光沢が若干低下していると考えられる。また、沸点が290℃のポリエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた実施例14においては、乾燥性が悪いため、画質は良好であるものの、耐擦性が低下した。
さらに、LogP値(水オクタノール分配係数)が−1よりも小さいジエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた実施例17の反応液、及び、2−ピロリドンへの溶解性が1%未満であるジエチレングリコールジn−ブチルエーテルを用いた実施例18の反応液については、いずれも光沢が劣る結果となった。
また、実施例19と実施例12の比較から、インク組成物に含む有機溶剤としてLogP値の低い有機溶剤を含むほうが、画質や光沢が一層優れることがわかった。また、インク1とインク2の保存安定性について別途確認した所、インク2はインク1よりも60℃×7日の保存試験を行ったときの保存前後の25℃におけるインクの粘度の増加が大きい傾向が見られ保存安定性の点で劣った。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

Claims (17)

  1. 2−ピロリドン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドから選ばれる1種以上と、
    ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピ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エチルメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、γ−ブチロラクトン、3−メトキシ−1−ブタノール及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドから選ばれる1種以上の特定溶剤と、
    インク組成物の成分を凝集させる凝集剤と、
    を含有し、
    前記特定溶剤のうち3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド以外のものを含まない場合は、2−ピロリドンを含み、
    2−ピロリドン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドの反応液全質量に対する合計の含有量が10質量%以上20質量%以下であり、
    前記特定溶剤の反応液全質量に対する合計の含有量が10質量%以上20質量%以下であり、
    前記インク組成物を用いて行う記録方法に用いる、反応液。
  2. 請求項1において、
    前記記録方法が、前記インク組成物と前記反応液とをそれぞれインクジェット記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させて行うものである、反応液。
  3. 請求項1又は請求項2において、
    水を含む水系組成物である、反応液。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
    前記特定溶剤として、標準沸点が150℃以上280℃以下の有機溶剤を含有する、反
    応液。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
    前記特定溶剤の前記反応液全質量に対する合計の含有量が1質量%以上20質量%以下である、反応液。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
    前記特定溶剤として、2−ピロリドンの20質量%濃度の水溶液への溶解度が1質量%以上である有機溶剤を含有する、反応液。
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれか一項において、
    標準沸点が280℃を超える有機溶剤の、前記反応液全質量に対する合計の含有量は、5質量%以下である、反応液。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれか一項において、
    前記インク組成物が、標準沸点が280℃を超える有機溶剤のインク組成物の全質量に対する含有量が5質量%以下である、反応液。
  9. 請求項1ないし請求項8のいずれか一項において、
    前記特定溶剤として、水オクタノール分配係数が−1以上4以下の有機溶剤を含む、反応液。
  10. 請求項1ないし請求項9のいずれか一項において、
    前記記録方法が、インク非吸収性又はインク低吸収性の記録媒体に対して記録を行うものである、反応液。
  11. 請求項1ないし請求項10のいずれか一項において、
    前記記録媒体の表面エネルギーが、30mN/m以上である、反応液。
  12. 請求項1ないし請求項11のいずれか一項において、
    前記凝集剤として、多価金属塩、有機酸、カチオン性化合物のいずれか一種以上を含む、反応液。
  13. 請求項1ないし請求項12のいずれか一項において、
    前記インク組成物が、水オクタノール分配係数が0以下の有機溶剤を含む、反応液。
  14. 請求項1ないし請求項13のいずれか一項において、
    前記特定溶剤として、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドを含む、反応液。
  15. 請求項1ないし請求項14のいずれか一項において、
    3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド及び2−ピロリドンを含む、反応液。
  16. 請求項1ないし請求項15のいずれか一項において、
    前記特定溶剤として、水オクタノール分配係数が−1以上1.19以下の有機溶剤を含む、反応液。
  17. 請求項1ないし請求項16のいずれか一項に記載のインク組成物と反応液と、を用いて行う、インクジェット記録方法。
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