【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクを吐出させて画像の記録を行うインクジェット記録方法に用いられるインク及び、それを用いた記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット方式は、種々の作動原理よりインクの微小液滴を飛翔させて被記録媒体(紙など)に付着させ、画像や文字などの記録を行う記録方式であり、高速、低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が高い、現像および定着が不要などの特徴があり、様々な用途において急速に普及している。インクジェット記録方法で記録する際の被記録媒体としては普通紙、コート紙、光沢紙、OHPシート、バックプリントフィルムなど様々なものが市販されているが、一般のオフィスでのビジネス用途では低価格の普通紙を用いることが多い。この際の要求特性としては前述した特性を満足しながら、紙が多くのインクを付与された際に生じるカール(紙が反る、丸まる)現象を緩和、抑制することが挙げられる。ここでは記録中のカールはもとより、記録後、水分が乾燥、蒸発して起こる記録後カールの緩和、抑制が重要になってくる。
【0003】
インクジェットで記録した記録物の使用については多様であり、カールした紙は積み重ねたり、ファイリングした際に丸まったり、平坦性を保てないために様々な不具合を生じる。また、OHPの発表用原稿のためし印刷を価格の安い普通紙を用いて行うこともあり、その際に図や写真、更には背景などを青などの2次色で記録すると紙が反ることにより取扱いに困ることが多い。
【0004】
ここでカールが起きる現象は水分の付与が大きく起因している。すなわち、記録面積が広い場合、更には記録の際のインク付与量が大きい際に著しくカールが起きることが分かっている。
【0005】
このカールを緩和、抑制する方法として従来幾つかの方法が提案されている。例えば、特開平4−332775号公報(特許文献1)において、分子構造中に水酸基を4個以上有し、水または水性有機溶媒に溶解な固体物質を含むインクジェット用インクが提案されている。また、特開平6−157955号公報(特許文献2)には糖類などのカール低減剤を含有するインクが提案されている。また、特開平6−240189号公報(特許文献3)、特開平9−165539号公報(特許文献4)には糖類、糖アルコール類を含有したインクが提案されている。また、特開平9−176538号公報(特許文献5)にはカール低減剤として特定のアミド化合物を含有したインクが提案されている。また、特開平10−130550号公報(特許文献6)には特定の多価アルコールとグリセリンを組み合わせて含有したインクが提案されている。また、特開2000−198267号公報(特許文献7)には溶媒、高分子バインダ、媒染剤、水溶性カール低減化合物、水溶性糊抜き化合物、耐光性化合物、消泡剤などを含むインクが提案されている。
【0006】
また、特開平9−207424号公報(特許文献8)には反応液とインクを別々に記録し、それぞれにカールを低減する化合物を含有するインクが提案され、ある種のポリオールを反応液の多価金属の量よりも多く入れている。
【0007】
また、インクジェット記録においては更に高速化が進んでおり、高速印刷する際の吐出安定性や信頼性が重要になり、そのために、インク自身の安定性、浸透性、粘度などの諸物性を得た上でカールを緩和・抑制することが重要になっている。
【0008】
【特許文献1】
特開平4−332775号公報
【特許文献2】
特開平6−157955号公報
【特許文献3】
特開平6−240189号公報
【特許文献4】
特開平9−165539号公報
【特許文献5】
特開平9−176538号公報
【特許文献6】
特開平10−130550号公報
【特許文献7】
特開2000−198267号公報
【特許文献8】
特開平9−207424号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの検討によると上記従来技術に記載の方法ではカールをある程度抑制することはできるが、改善の余地があった。また、特にカールの抑制を十分に行うためにカール抑制物質を多量に入れると、吐出性が悪化してしまう場合も多々あった。従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題を解決し、カールを十分に抑制し、特に普通紙の印刷物を扱い易くするものである。また、本発明はインク付与量の多い印字パターンを必要とする場合、更には長期的にカールを抑制することを目的とする。更には、高精細な画像特性、特に、ブリード抑制、定着性、画像濃度の点について良好な特性を得るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、着色材と水を含む水性記録インクと少なくとも水を含む無色の水性液体組成物とを被記録媒体上に付与するインクジェット記録方法であって、記録インク、液体組成物の双方が少なくとも下記1)および2)から選択される1つ以上の化合物を含有し、且つ、該水性記録インクと該液体組成物とによって被記録媒体へ打ち込まれる下記1)および2)より選択される化合物の総量(該化合物総量)と、該水性記録インクと該液体組成物とによって被記録媒体へ打ち込まれる総水分量の比が、総水分量/該化合物総量=2.0以上3.2以下であることを特徴とするインクジェット記録方法に関する。
1) 化学構造が炭素数が4以上であって、OH基を3つ以上もつ化合物、
2) 化学構造が炭素数が7以上であって、OH基を2つもつ化合物
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、好適な実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
【0012】
本発明者等は、着色剤を含む水性記録インクと、該記録インクと共に被記録媒体上に付与する色材を含まない水性液体組成物の双方を用いて画像形成を行う際に、特定の化合物をインク中に含有させる記録方法であり、水分との関係について十分に鑑みた結果に基づき、良好な画像特性、安定な印字特性、記録物の取扱い性を考慮した印字ができるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものである。
【0013】
本発明は下記の1)および2)に示す化合物より選択される1つ以上の化合物(カール低減剤)を添加したインクを用いる。
1) 化学構造が炭素数が4以上であって、OH基を3つ以上もつ化合物
2) 化学構造が炭素数が7以上であって、OH基を2つもつ化合物
これらの物質を記録インクと共に被記録媒体上に付与する色材を含まない水性液体組成物にも含有し、この液体組成物と前記インクとを用いて画像形成を行う。
【0014】
(カール低減剤)
1)、2)の化合物の具体例としては、炭素数が4以上であって、OH基を3つ以上もつ化合物として、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、1,2,6ヘキサントリオール、ジグリセリン、ジグリセリンのEO付加物、糖類、糖アルコール類、オリゴ糖類、環状オリゴ糖類等がある。糖類としては具体的に、D−型およびL−型のフルクトース、タガトース、ソルポース、リボース、キシロース、アラビノース、リキソース、グルコース、マンノース、アロース、アルトロース、ギュロース、イドース、ガラクトース、タロース、グロース、マルトース、セロビオース、トレハロース、ゲンチオビオース、イソマルトース、ラクトース、ラクトース、スクロース、ショ糖、ラフィノース、ゲンチアノース、スタキオース、キシラン等が挙げられる。
【0015】
糖アルコールとしては、単糖、多糖アルコール類が挙げられ、具体的には、
テトリトール、D−エリトール、L−エリトール、D−アラビニトール、キシリトール、アドニトール、リビトール、D−ソルビトール、アリトール、D−マンニトール、D−イジトール、D−タリトール、ズルシトール、ヘプチトール、マルチトール等が挙げられる。
【0016】
炭素数が7以上であって、OH基を2つもつジオール類としては1,7ヘプタンジオール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、等が挙げられる。
【0017】
これらの化合物がインク及び、水性液体組成物に含有されインクジェット記録方法によってカールの少ない印字物が得られ、更に、印字物を保存後も長期的にカールを抑制できる理由は以下と考えられる。
【0018】
被記録媒体である紙に水分が付与される場合、紙のセルロース繊維間に形成されている水素結合が一度切断される。すなわち、水分の付与により、セルロースの膨潤が生じるとともに化学的な現象が生じている。この時、紙は必ず膨潤しているため、水分を付与した面の反対側に反りカールする、すなわちマイナスカールを起こす。ところが、一度、吸収したセルロース中の水分は次第に蒸発し、セルロースの収縮が始まるとともに、一旦切れた水素結合の再結合が起こる。その際に切れた位置で再結合せず、別の位置で再結合するために紙は水分を付与した面の方向に次第に反りカールする。すなわちプラスカールを起こす。このプラスカールが普通紙などにインクジェット記録をした場合に問題になっている。
【0019】
ここで普通紙とは一般に市販されているコピー用紙、コピー用再生紙、インクジェット用普通紙、カラーインクジェット用普通紙、インクジェット・電子写真共用紙、和紙等が挙げられる。より具体的には紙表面に特別の白色顔料がコートされていないか、コートされていても塗工量が少なく下地の紙(基紙)のパルプ繊維が部分的にでも露出しているものも含む。
【0020】
本発明者はこの水分の付与→膨潤→マイナスカールの現象と蒸発→収縮→プラスカールの現象を十分に解析し、特に紙に付与される水分量とインクに添加する化合物によっていかにしてプラスカールを抑制するかを鋭意検討の結果、上述した特定のカール低減化合物を複数用い、更に、被記録媒体上での上記化合物と水分量の打ち込み量の比を制御することにより、カール低減化合物が効果的に、繊維のセルロース間に入り込み、水素結合の再結合の際に、紙が収縮しやすい結合を引き起こしくいようにしていることを見出した。すなわち、上記複数の化合物を用いて、被記録媒体に打ち込まれる化合物総量と総水分量を本発明のようにコントロールすることにより、水分の蒸発時に紙の伸縮がマイナスカールの方向に作用が働き、これらの化合物を単独で含有する場合よりカール低減効果に優れるものであった。更に、上記したカール低減効果のある化合物を単独で含むインクを用いて優れたカール低減効果を達成しようとするとインクの粘度上昇等による、信頼性が低下するという問題が生じる場合があったが、記録インクと水性媒体とを用いることで、各々のカール低減化合物の含有量を低下させることができるため信頼性が向上し、記録安定性が得られる。特に高速印字における安定性が高くなることを見出した。
【0021】
これは、印字後、数時間や1日程度の短期間に効果を得るものではなく、1週間以上の長期的に効果が得られるところに大きな特徴がある。ここでの、上記化合物と水分の付与量は比の関係により既定でき、被記録媒体上に画像を形成する際に打ち込まれる該化合物総量と、双方によって打ち込まれる総水分量の比は十分なカール低減効果と長期的なカール低減効果を達成するために総水分量/該化合物総量=2.0以上3.2以下であることが好ましい。ここで、上記化合物と水分を付与する際に、着色剤を含む水性記録インクと、該記録インクと共に被記録媒体上に付与する色材を含まない水性液体組成物の双方を用いて画像形成を行うインクジェット記録方法が有効であり、上記化合物と水分の比を効果的にコントロールできる。
【0022】
また、本記録方法においてはフルべた印字して、1200dpi×1200dpi換算で200%の印字密度(デューティ)のような付与する水分量が多い場合でもカールの抑制効果が十分発揮される。また、記録インク及び、色材を含まない水性液体組成物にそれぞれ含まれる水分量としてはそれぞれが100質量%に対して、10〜90%が好適であり、本発明の効果を発揮するためには30〜80%が更に好適である。
【0023】
次に、この時の記録インク及び、色材を含まない水性液体組成物について詳細に述べる。
【0024】
まず、本発明で使用されるインクについて述べる。
【0025】
(着色剤:染料、顔料)
記録するインクの着色材は水性染料、水分散性顔料、またはそれらの組み合わせによって用いられる。色材としてはブラック、シアン、イエロー、マゼンタの他、従来公知のオレンジ、グリーン、ブルーの染料、顔料も問題なく使用できる。
【0026】
水溶性染料については可溶化基としてアニオン性基を有するものを用いる。
【0027】
本発明で使用されるインクには、さらにこれに水、水溶性有機溶媒、及びその他の成分、例えば粘度調整剤、pH調整剤、防かび剤、中性またはアニオン性の界面活性剤、酸化防止剤等が必要に応じて含まれる。
【0028】
(染料)
本発明において、処理液を付与する、色を記録するインクの色はブラック、シアン、マゼンタ、イエローの他、従来公知のオレンジ、グリーン、ブルーが使用可能であり、色材としてはアニオン性の水溶性染料が挙げられる。
【0029】
本発明で使用されるアニオン性基を有する水溶性染料としては、カラーインデックス(COLOUR INDEX)に記載されている水溶性の酸性染料、直接染料、反応性染料であれば特に限定はない。また、カラーインデックスに記載のない染料であっても、アニオン性基、例えばスルホン基を有するものであれば特に制限はない。これらの染料はインク中に1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲で用いる。
【0030】
具体的な染料としては、
C.I.ダイレクトイエロー 8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、98、100、110
C.I.ダイレクトレッド 2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、230
C.I.ダイレクトブルー 1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226
C.I.アシッドイエロー 1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99
C.I.アシッドレッド 6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、94、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289
C.I.アシッドブルー 1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、117、127、138、158、161
C.I.ダイレクトブラック 17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168
C.I.アシッドブラック 2、48、51、52、110、115、156
C.I.リアクティブブラック 1、8、12、13
C.I.フードブラック 1、2
等が挙げられる。勿論以上に限定されるものではない。
【0031】
また、前記以外に本発明に用いる色を記録するインクの色材として可溶化基として、カルボキシル基を持つ染料が挙げられる。ここでは、pHに対して溶解度の依存性を示す染料が挙げられる。これらの染料はインク中に1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲で用いる。
【0032】
(顔料)
次に、本発明において使用される顔料としては、具体的には、黒色のインクに使用されるものとしてカーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックであって、一次粒子径が15〜40nm、BET法による比表面積が50〜300m2/g、DBP吸油量が40〜150ml/100g、揮発分が0.5〜10%、pH値が2〜9等の特性を有するものが好ましく用いられる。この様な特性を有する市販品としては、例えば、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、No.2200B(以上三菱化成製)、RAVEN 1255(以上コロンビア製)、REGAL 400R、REGAL 330R、REGAL 660R、MOGUL L(以上キャボット製)、Color Black FW1、COLOR Black FW 18、Color Black S170、Color Black S150、Printex 35、Printex U(以上デグッサ製)等があり、いずれも好ましく使用することが出来る。
【0033】
又、イエローインクに使用される顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1、C.I.Pigment Yellow 2、C.I.Pigment Yellow 3、C.I.Pigment Yellow 13、C.I.Pigment Yellow 16、C.I.Pigment Yellow74、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 128等が挙げられ、
マゼンタインクに使用される顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red 12、C.I.Pigment Red 48(Ca)、C.I.Pigment Red 48(Mn)、C.I.Pigment Red 57(Ca)、C.I.Pigment Red 112、C.I.Pigment Red l22等が挙げられ、
シアンインクに使用される顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Blue 2、C.I.Pigment Blue 3、C.I.Pigment Blue15:3、C.I.Pigment Blue 16、C.I.Pigment Blue 22、C.I.Vat Blue 4、C.I.Vat Blue 6等が挙げられるが、これらに限られるものではなく、また、オレンジ、グリーン、ブルーの色調をもつ顔料も使用可能である。又、以上の他、本発明の為に新たに製造された顔料も勿論、使用することが可能である。
【0034】
本発明で使用されるインクの色材として顔料が用いられている場合には、顔料の量は、インク全質量に対して、質量比で1〜20質量%、好ましくは2〜12質量%の範囲で用いる。
【0035】
又、顔料を使用する場合に、顔料をインク中に含有させる分散剤としては、水溶性樹脂であればどの様なものでも使用することが出来るが、重量平均分子量が1,000〜30,000の範囲のものが好ましく、更には、3,000〜15,000の範囲のものが好ましく使用される。この様な分散剤として、具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びその誘導体等から選ばれた少なくとも2つ以上の単量体(このうち少なくとも1つは親水性単量体)からなるブロック共重合体、或いはランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。或いは、ロジン、シェラック、デンプン等の天然樹脂も好ましく使用することが出来る。これらの樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶であり、アルカリ可溶型樹脂である。尚、これらの顔料分散剤として用いられる水溶性樹脂は、インク全質量に対して0.1〜5質量%の範囲で含有させるのが好ましい。
【0036】
特に、上記した様な顔料が含有されているインクの場合には、インク全体が中性又はアルカリ性に調整されていることが好ましい。この様なものとすれば、顔料分散剤として使用される水溶性樹脂の溶解性を向上させ、長期保存性に一層優れたインクとすることが出来るので好ましい。但し、この場合、インクジェット記録装置に使われている種々の部材の腐食の原因となる場合があるので、好ましくは、7〜10のpH範囲とするのが望ましい。
【0037】
この際に使用されるpH調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸物等の無機アルカリ剤、有機酸や鉱酸等が挙げられる。上記した様な顔料及び分散剤である水溶性樹脂は、水性液媒体中に分散又は溶解される。
【0038】
上記した様な顔料が含有されたインクの作成方法としては、始めに、分散剤としての水溶性樹脂及び水が少なくとも含有された水性媒体に顔料を添加し、撹拌した後、後述の分散手段を用いて分散を行い、必要に応じて遠心分離処理を行って所望の分散液を得る。次に、この分散液にサイズ剤、及び、上記で挙げた様な適宜に選択された添加剤成分を加え、撹拌して本発明で使用するインクとする。
【0039】
尚、分散剤として前記した様なアルカリ可溶型樹脂を使用する場合には、樹脂を溶解させる為に塩基を添加することが必要であるが、この際の塩基類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミンメチルプロパノール、アンモニア等の有機アミン、或いは水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩基が好ましく使用される。
【0040】
又、顔料が含有されているインクの作成方法においては、顔料を含む水性媒体を撹拌し分散処理する前に、プレミキシングを30分間以上行うのが効果的である。即ち、この様なプレミキシング操作は、顔料表面の濡れ性を改善し、顔料表面への分散剤の吸着を促進することが出来る為、好ましい。
【0041】
上記した顔料の分散処理の際に使用される分散機は、一般に使用される分散機なら、如何なるものでもよいが、例えば、ボールミル、ロールミル及びサンドミル等が挙げられる。その中でも、高速型のサンドミルが好ましく使用され、この様なものとしては、例えば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミル及びコボルミル(いずれも商品名)等が挙げられる。
【0042】
又、顔料が含有されているインクをインクジェット記録方法に使用する場合には、耐目詰り性等の要請から、最適な粒度分布を有する顔料が用いられるが、所望の粒度分布を有する顔料を得る方法としては、分散機の粉砕メディアのサイズを小さくすること、粉砕メディアの充填率を大きくすること、処理時間を長くすること、吐出速度を遅くすること、粉砕後フィルターや遠心分離機等で分級すること及びこれらの手法の組合せ等の手法が挙げられる。
【0043】
(アニオン性添加剤)
本発明において、顔料を含有するインクを使用する場合には、インク中に上記で説明した各種成分の他に、アニオン性の界面活性剤或いはアニオン性の高分子物質等、アニオン性化合物を添加するのが好ましい。特に、分散剤としてアニオン性化合物が用いられていない場合には、この様なアニオン性物質を添加することが必須である。この際の添加量としては、0.05〜10質量%、好ましくは0.2〜5質量%とする。
【0044】
又、両性界面活性剤をその等電点以下のpHに調整して含有させるのも好ましい態様である。この際に使用されるアニオン性界面活性剤の例としては、カルボン酸塩型、硫酸エステル型、スルホン酸塩型、燐酸エステル型等、一般に使用されているものをいずれも好ましく使用することが出来る。又、アニオン性高分子の例としては、アルカリ可溶型の樹脂、具体的には、ポリアクリル酸ソーダ、或いは高分子の一部にアクリル酸を共重合したもの等を挙げることが出来るが、勿論、これらに限定されない。
【0045】
(インクの液媒体)
本発明で使用されるインクにおいて好適な水性液媒体は、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。
【0046】
本発明においては着色材と特定のカール低減剤、すなわち、
1)化学構造が炭素数が4以上であって、OH基を3つ以上もつ化合物、および2)化学構造が炭素数が7以上であって、OH基を2つもつ化合物
から選ばれる少なくとも1化合物を必須とし、それ以外に水と混合して使用できる水溶性有機溶剤を適宜配合して用いてもよい。
【0047】
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【0048】
上記した様な水溶性有機溶剤のインク中における含有量は、一般的にはインク全質量の0.5〜20質量%の範囲とし、好ましくは1〜10質量%の範囲とする。又、使用される水の含有量としては、インク全質量の10〜90質量%、好ましくは30〜80質量%の範囲とする。
【0049】
又、本発明で使用されるインクは、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインクとする為に、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を適宜に添加することが出来る。
【0050】
また、上述した水溶性染料と水分散性顔料を微妙な調色の目的や色濃度の調整などのために組み合わせることも可能である。このとき、水性染料と水分散性顔料は目的に応じて10:1〜1:10の範囲で配合可能である。
【0051】
本発明における記録インクの物性として好適な範囲は25℃付近で、pHは3〜12、好ましくは7〜10、表面張力は10〜60mN/m(10〜60dyn/cm)、好ましくは10〜40mN/m(10〜40dyn/cm)であり、粘度は1〜30mPa・s、好ましくは1〜5mPa・sである。
【0052】
(液体組成物)
次に、本発明に使用する色材を含まない水性液体組成物について説明をする。液体組成物は本発明における化合物(カール低減剤)を必須成分とするが、必要により下記の2つの成分の何れかを更に含有する。
【0053】
記録インクと反応性を有する化合物
水溶性ポリマー
勿論1)の物質が2)の特性を兼ね備えても良い。
【0054】
以下1)に使用する化合物について説明する。
1)に使用される化合物は
a)カチオン性有機化合物
b)多価金属塩
のいずれかである。
【0055】
a)について説明する。
本発明に使用するカチオン性有機化合物としては、例えば、少なくともカチオン性基をもつ高分子化合物、オリゴマー類や界面活性剤等の低分子カチオン性化合物が挙げられる。
【0056】
カチオン性の高分子物質としては、例えば、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリアミンスルホン塩酸塩、ポリビニルアミン塩酸塩、キトサン酢酸塩等を挙げることができるが、勿論これらに限定されるわけではないし、また、塩酸塩型、酢酸塩型の化合物に限定されるわけでもない。また、上記に挙げたものの他、下記に挙げるようなノニオン性高分子物質の一部をカチオン化した化合物を用いることもできる。具体的には、ビニルピロリドンとアミノアルキルアルキレート4級塩との共重合体、アクリルアマイドとアミノメチルアクリルアマイド4級塩との共重合体等を挙げることができる。勿論これらの化合物に限定されないことは言うまでもない。更に、上記に列挙したような高分子物質及びカチオン性の高分子物質は、水溶性のものであれば申し分ないが、ラテックスやエマルジョンの様な分散体であってもかまわない。
【0057】
次に、本発明において用いることのできる低分子カチオン性化合物の具体例を以下に列挙する。しかし、本発明においては、必ずしも下記に例示した低分子カチオン性化合物に限定されないことは言うまでもない。
【0058】
低分子カチオン性化合物としては、先ず、1級或いは2級或いは3級アミン塩型の低分子カチオン性化合物を用いることができる。具体的には、ラウリルアミン、ヤシアミン、ステアリルアミン、ロジンアミン等の塩酸塩、酢酸塩等を挙げられる。また、第4級アンモニウム塩型の低分子カチオン性化合物を用いることができる。具体的には、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジ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等を挙げられる。また、ピリジニウム塩型の低分子カチオン性化合物を用いることができる。具体的には、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等を挙げられる。イミダゾリン型の低分子カチオン性化合物を用いることができるが、具体的には、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン等が挙げられる。また、高級アルキルアミンのエチレンオキシド付加物等の低分子カチオン性化合物を用いることができるが、具体的には、ジヒドロキシエチルステアリルアミン等が挙げられる。
【0059】
更に、本発明では、低分子カチオン性化合物として、あるpH領域においてカチオン性を有する両性界面活性剤を使用することもできる。このようなものとしては、アミノ酸型両性界面活性剤、R−NH−CH2−CH2−COOH型の化合物、ベタイン型の化合物等が挙げられるが、より具体的には、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等のカルボン酸塩型両性界面活性剤の他、硫酸エステル型、スルホン酸型、燐酸エステル型等の両性界面活性剤等を使用することができる。勿論、これらの両性界面活性剤を使用する場合には、それらの等電点以下のpHになるようにプリント性向上液のpHを調整するか、記録媒体上で記録インクと混合した場合に、混合液がそれらの等電点以下のpHになるように調整するか、何れかの方法をとる必要がある。
【0060】
b)について説明する。
【0061】
b)については、下記のような多価金属塩類を挙げることができる。代表的な好ましい材料としては、次に列挙するような2価および3価の金属陽イオンを含有する塩溶液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。即ち、2価の金属陽イオンとしては、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、及びBa2+等、3価の金属陽イオンとしては、Al3+、Y3+、Fe3+等を挙げることができる。また、これらの陽イオンと結合する好ましい陰イオンとしては、硝酸イオンや酢酸イオン等が挙げられる。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。
【0062】
次に2)水溶性ポリマーについて説明する。
【0063】
液体組成物は、アニオン性、カチオン性もしくはノニオン性の水溶性ポリマー(水溶性樹脂)の何れかを含有してもよい。カチオン性樹脂を用いた場合には前記1)の特性も兼ね備えるのでより好ましい。
【0064】
具体例を挙げれば、ノニオン性水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、ゼラチン、カゼイン等のタンパク質、グアーガム、キサンタンガム、デンプン等が挙げられる。
【0065】
カチオン性水溶性樹脂としてはポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアミンスルホン、ポリアクリルアミド、ポリアリルアミン、キトサン等の塩酸塩、硫酸塩及び酢酸塩等、また別の具体例としては、ノニオン性高分子物質の一部をカチオン化した化合物でもよい。具体的には、ビニルピロリドンとアミノアルキルアルキレート4級塩との共重合体、アクリルアマイドとアミノメチルアクリルアマイド4級塩との共重合体、カチオン化デンプン等を挙げることができる。
【0066】
アニオン性水溶性樹脂の具体例を挙げれば、スチレン−アクリル酸共重合体、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−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、アルギン酸、ポリアクリル酸或いはこれらの塩、および誘導体、等を挙げることができるが、もちろんこれらの化合物に限定されないことは言うまでもない。
【0067】
さらに本発明における液体組成物は上述した化合物の他に、本発明におけるカール低減剤に該当しない水溶性有機化合物、界面活性剤、pH調整剤、防腐剤等を適宜含有してもよい。
【0068】
本発明で述べる液体組成物は、色材を含まず、無色または記録インクと共に付与し形成される画像の色調に変化を与えない範囲の色調を有するものである。この液体組成物の物性として好適な範囲は25℃付近で、pHは3〜12、好ましくは4〜8、表面張力は10〜60mN/m(10〜60dyn/cm)、好ましくは10〜40mN/m(10〜40dyn/cm)であり、粘度は1〜30mPa・s、好ましくは1〜5mPa・sである。
【0069】
(記録装置、記録方法について)
本発明のインクは、熱エネルギーの作用により液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録方式にとりわけ好適に用いられるが、他のインクジェット記録方法や一般の筆記用具としても使用できることはいうまでもない。
【0070】
本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な記録装置としては、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該エネルギーにより液滴を発生させる装置が挙げられる。
【0071】
図1は、本発明に係る吐出時に気泡を大気と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッドおよびこのヘッドを用いる液体吐出装置としてのインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。図1においては、インクジェットプリンタは、ケーシング 1008 内に長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙 1028 を図1に示す矢印Pで示す方向に間欠的に搬送する搬送装置 1030 と、搬送装置 1030 による用紙 1028 の搬送方向Pに略直交する方向Sに略平行に往復運動せしめられる記録部 1010 と、記録部 1010 を往復運動させる駆動手段としての移動駆動部 1006 とを含んで構成されている。
【0072】
搬送装置 1030 は、互いに略平行に対向配置される一対のローラユニット 1022a および 1022b と、一対のローラユニット 1024a および 1024b と、これらの各ローラユニットを駆動させる駆動部 1020 とを備えている。これにより、駆動部 1020 が作動状態とされるとき、用紙 1028 が図1に示す矢印P方向にそれぞれのローラユニット 1022a および 1022b と、ローラユニット 1024a および 1024b により狭持されて間欠送りで搬送されることとなる。
【0073】
移動駆動部 1006 は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ 1026a および 1026b に巻きかけられるベルト 1016 と、ローラユニット 1022a および 1022b に略平行に配置され記録部 1010 のキャリッジ部材 1010aに連結されるベルト 1016 を順方向および逆方向に駆動させるモータ 1018 とを含んで構成されている。
【0074】
モータ 1018 が作動状態とされてベルト 1016 が図7の矢印R方向に回転したとき、記録部 1010 のキャリッジ部材 1010a は図7の矢印S方向に所定の移動量だけ移動される。また、モータ 1018 が作動状態とされてベルト 1016 が図1の矢印R方向とは逆方向に回転したとき、記録部 1010 のキャリッジ部材 1010aは図1の矢印S方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動されることとなる。さらに、移動駆動部 1006 の一端部には、キャリッジ部材 1010a のホームポ ジションとなる位置に、記録部 1010 の吐出回復処理を行うための回復ユニット1026 が記録部 1010 のインク吐出口配列に対向して設けられている。
【0075】
記録部 1010 は、インクジェットカートリッジ(以下、単にカートリッジと記述する場合がある)1012Y、1012M、1012Cおよび 1012Bが各色、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックごとにそれぞれ、キャリッジ部材 1010aに対して着脱自在に備えられる。
【0076】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。尚、文中「部」または「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
【0077】
[実施例1]
実施例1に使用する記録インク1および液体組成物1、および比較例1に使用する比較インク1を下記の要領で作製した。
【0078】
(記録インク1の作製)
下記成分を混合し、更にポアサイズが0.2ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧濾過し、記録インク1を得た。
C.I.ダイレクトブルー199 3部
トリメチロールプロパン 25部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
イオン交換水 71部。
【0079】
(液体組成物1の作製)
下記成分を混合し、更にポアサイズが0.2ミクロンのメンブレンフィルターにて加圧濾過し、液体組成物1を得た。
D−ソルビトール 25部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
イオン交換水 74部。
【0080】
(比較インク1の作製)
記録インク1と同様の方法により下記成分からなる比較インク1を得た。
C.I.ダイレクトブルー199 3部
グリセリン 25部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
イオン交換水 71部。
【0081】
下記表1に示した記録インクと液体組成物の組み合わせで、実施例1および比較例1の記録を行った。
【0082】
【表1】
ここで使用したインクジェト記録装置としては、図1に示したのと同様の記録装置を用いた。
【0083】
用いた記録ヘッドは、1200dpiの記録密度を有し、駆動条件としては、駆動周波数10kHzとした。1200dpiのヘッドを使用したときの1ドット当たりの吐出量はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックインク及び液体組成物共に4.5pLのヘッドを使用した。尚、これらの記録条件は、実施例及び比較例を通じて同一である。
【0084】
実施例1および比較例1においてはこの記録ヘッドのうち2ヘッドを用いて液体組成物と記録インクからなるA4フルベタ(20.3×27.1cm)のカラー(シアン)画像を形成した。この際、液体組成物を先打ちして先ず記録紙上に付着させ、その次に記録インクを同パス内で付着させた。評価に用いた記録紙はA4サイズのPPC用紙(キヤノン製)である。また、印字は印字領域を1回の走査で行なう1パス印字を行い、実施例1及び比較例1を通じて、液体組成物の記録媒体への付着領域は、インクの画像形成領域と同一領域であり、印字のデューティは液体組成物、インクのどちらも100%である。
【0085】
[実施例1の評価]
上記条件で印字した印字物のカール量を以下のようにして評価した。
【0086】
印字物を常温/常湿下で1週間放置した後、カール量を測定した。印字物の紙が凹状にカールした場合を+(プラスカール)、凸状にカールした場合を−(マイナスカール)とし、カールした紙の先端から紙の接地面までの距離を定規で測定した。
【0087】
カール判定基準は以下の通りである。
A…20mm未満:全く問題ないレベル
B…20mm以上35mm未満:実用上問題ないレベル
C…35mm以上:実用上問題あり
評価結果を表2に示す。
【0088】
【表2】
上の表の結果の通り、本発明における記録インク、液体組成物の双方によって打ち込まれるカール低減剤総量と、双方によって打ち込まれる総水分量の比が総水分量/該化合物総量=3.2以下である実施例1はほとんどカールしないのに対し、該比が3.2以上である比較例1はカールが激しかった。
【0089】
[実施例2]
次に実施例2に使用する記録インク2および液体組成物2を実施例1と同じ要領で作製した。
【0090】
(記録インク2の作製)
記録インク1と同様の方法により下記成分からなる記録インク2を得た。
C.I.ダイレクトブルー199 3部
トリメチロールプロパン 12.5部
D−ソルビトール 10部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
イオン交換水 73.5部。
【0091】
(液体組成物2の作製)
液体組成物1と同様の方法により下記成分からなる液体組成物2を得た。
D−ソルビトール 15部
PEG300 10部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
イオン交換水 74部
[実施例2の評価]
記録インク2および液体組成物2を用いて、実施例1と同じ要領で印字を行い、得られた印字物のカール量の評価を行なった。評価結果を表3に示す。
【0092】
【表3】
[実施例3〜5]
次に実施例3〜5に使用する記録インクセット3、4、液体組成物3、4、5、および比較例2に使用する比較インクセット2を作製した。尚ここで言う記録インクセットとはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色からなる記録インクのセットである。
【0093】
(記録インクセット3の作製)
(イエロー記録インク3)
実施例1における記録インク1と同様の方法により、下記成分からなるイエロー記録インク3を得た。
C.I.アシッドイエロー23 2.5部
1,2,6−ヘキサントリオール 5部
マルチトール 10部
PEG200 8部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.5部
イオン交換水 74部。
【0094】
(マゼンタ記録インク3)
実施例1における記録インク1と同様の方法により、下記成分からなるマゼンタ記録インク3を得た。
Projet Fast Magenta2(Zeneca社製) 3部
1,2,6−ヘキサントリオール 5部
マルチトール 10部
PEG300 8部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.5部
イオン交換水 73.5部。
【0095】
(シアン記録インク3)
実施例1における記録インク1と同様の方法により、下記成分からなるシアン記録インク3を得た。
C.I.ダイレクトブルー199 3部
1,2,6−ヘキサントリオール 5部
マルチトール 10部
PEG200 8部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.5部
イオン交換水 73.5部。
【0096】
(ブラック記録インク3)
実施例1における記録インク1と同様の方法により、下記成分からなるブラック記録インク3を得た。
C.I.ダイレクトブラック195 4部
1,2,6−ヘキサントリオール 5部
マルチトール 10部
PEG400 8部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.5部
イオン交換水 72.5部。
【0097】
以上によりイエロー記録インク3、マゼンタ記録インク3、シアン記録インク3およびブラック記録インク3の4色からなる記録インクセット3を得た。
【0098】
(記録インクセット4の作製)
(イエロー記録インク4の作製)
スチレン−アクリル酸共重合体(Joncryl 678、ジョンソンポリマー社製)とこれを中和するのに必要な所定量の水酸化カリウム、及び水を混合して、約60℃に保温した状態でこれらを撹拌混合し、10%のスチレン−アクリル酸共重合体水溶液を作製した。
【0099】
次に下記成分を混合して30分間撹拌後、下記の条件で分散処理を行った。
10%スチレン−アクリル酸共重合体水溶液 30部
ピグメントイエロー74 10部
イオン交換水 60部
・分散機:サンドグラインダー(五十嵐機械製)
・粉砕メディア:ジルコニウムビーズ、1mm径
・粉砕メディアの充填率:50%(体積比)
・粉砕時間:3時間
更に遠心分離処理(12,000rpm.、20分間)を行い、粗大粒子を除去して分散液とした。
【0100】
上記の顔料分散液を使用し、下記の組成比を有する成分を混合し、顔料を含有するインクを作製し、これをイエロー記録インク4とした。
上記顔料分散液 30.0部
トリメチロールプロパン 10.0部
D−ソルビトール 7.0部
PEG300 5.0部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
イオン交換水 47.0部
このインクのカール低減剤量は22部、水分量は73.1部である。
【0101】
(マゼンタ記録インク4の作製)
イエロー記録インク4の調製の際に使用したピグメントイエロー74(10部)を、ピグメントレッド122に代えたこと以外はイエロー記録インク4の調製と同様にして、顔料含有マゼンタ記録インク4を調製した。
【0102】
(シアン記録インク4の作製)
イエロー記録インク4の調製の際に使用したピグメントイエロー74(10部)を、ピグメントブルー15:3に代えたこと以外はイエロー記録インク4の調製と同様にして、顔料含有シアン記録インク4を調製した。
【0103】
(ブラック記録インク4の作製)
イエロー記録インク4の調製の際に使用したピグメントイエロー74(10部)を、カーボンブラック(MCF88、三菱化成製)に代えたこと以外はイエロー記録インク4の調製と同様にして、顔料含有ブラック記録インク4を調製した。
【0104】
以上によりイエロー記録インク4、マゼンタ記録インク4、シアン記録インク4およびブラック記録インク4の4色からなる記録インクセット4を得た。
【0105】
(比較インクセット2の作製)
(比較イエロー記録インク2の作製)
実施例1における記録インク1と同様の方法により、下記成分からなる比較イエロー記録インク2を得た。
C.I.アシッドイエロー23 2.5部
グリセリン 7.5部
ジエチレングリコール 7.5部
トリメチロールプロパン 5部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.5部
イオン交換水 74部。
【0106】
(比較マゼンタ記録インク2の作製)
比較イエロー記録インク2におけるC.I.アシッドイエロー23(2.5部)をProjet Fast Magenta2(Zeneca社製)(3部)に変えたこと以外は全く同じ要領で比較マゼンタ記録インク2を得た。
【0107】
(比較シアン記録インク2の作製)
比較イエロー記録インク2におけるC.I.アシッドイエロー23(2.5部)をC.I.ダイレクトブルー199(3部)に変えたこと以外は全く同じ要領で比較シアン記録インク2を得た。
【0108】
(比較ブラック記録インク2の作製)
比較イエロー記録インク2におけるC.I.アシッドイエロー23(2.5部)をC.I.ダイレクトブラック195(4部)に変えたこと以外は全く同じ要領で比較ブラック記録インク2を得た。
【0109】
以上により比較イエロー記録インク2、比較マゼンタ記録インク2、比較シアン記録インク2および比較ブラック記録インク2の4色からなる比較記録インクセット2を得た。
【0110】
液体組成物3、4、5
(液体組成物3の作製)
下記成分を混合溶解し、更に、ポアサイズが1μmのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、液体組成物3を得た。
・硝酸カルシウム 7部
・トリメチロールプロパン 18部
・PEG400 10部
・グルコース 2部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1部
・イオン交換水 62部
この液体組成物のカール低減剤量は30部、水分量は62部である。
【0111】
(液体組成物4の作製)
下記成分を混合溶解し、更に、ポアサイズが1μmのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、液体組成物4を得た。
塩化ベンザルコニウム
(商品名:G−50、三洋化成製) 5部
1,2,6−ヘキサントリオール 10部
ジグリセリンEO付加物
(商品名:SCE450、阪本薬品工業社製) 7部
ガラクトース 12.5部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.4部
イオン交換水 65.1部
この液体組成物のカール低減剤量は29.5部、水分量は65.1部である。
【0112】
(液体組成物5の作製)
下記成分を混合溶解し、更に、ポアサイズが1μmのメンブレンフィルターにて加圧ろ過し、液体組成物5を得た。
ポリビニルアルコール(Mw:6000) 3部
還元澱粉糖化物
(商品名:PO40、東和化成工業社製) 6部
マルチトール 12.5部
トリメチロールプロパン 10部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.4部
イソプロピルアルコール 3部
イオン交換水 65.1部
この液体組成物のカール低減剤量は28.5部、水分量は65.1部である。
【0113】
下記表4に示す記録インクと液体組成物、および液体組成物の記録インクに対する印字のデューティの組み合わせで、実施例3〜7および比較例2、3の記録を行った。
【0114】
【表4】
実施例3〜比較例3で使用したインクジェト記録装置、記録ヘッドは実施例1で使用したものと同じものを用いた。記録ヘッドの5つを用いて、4色からなる記録インクセットと液体組成物を用いて画像形成を行なった。
【0115】
また反応系の液体組成物を用いた実施例についてはカール量の評価の他に、下記のような画像特性の評価を行なった。反応系の液体組成物を用いない実施例7はカール量の評価のみ行なった。カール量の評価方法は実施例1で示したものと同じ要領で行なった。評価に用いた記録紙もA4サイズのPPC用紙(キヤノン製)である。
【0116】
[画像特性評価項目]
(BKカラー間のブリード性)
イエローとブラックのベタ画像を隣接して印字した後、色間境界部のブリードを目視で評価した。印字は印字領域を1回の走査で行なう1パス印字であり、この際、液体組成物を先打ちして先ず記録紙上に付着させ、その次に記録インクを同パス内で付着させた。評価基準は、以下の通りである。
AA ブリーディングを現認できない。
A ブリーディングはほとんど目立たない。
B ブリーディングはしているが、実質上問題のないレベルである。
C 色の境界紙がハッキリしないほどブリーディングしている。
【0117】
(定着性)
液体組成物と、ブラック記録インクとを用いて、ブラックのベタ画像を形成し、下記の方法で評価した。ベタ画像を形成した後、一定の時間経過した段階でベタ画像の上に別の白紙をその自重で重ねて、該白紙の裏側に、記録した画像の転写がなくなり、地汚れが発生しなくなるまでの時間を測定し、その時間を定着性の尺度とした。測定時間は、記録終了時点を時間ゼロとして表した。この時間を用いての評価基準は、以下の通りである。
【0118】
A:定着性が10秒未満であり優れている。
【0119】
B:定着性が10秒以上〜20秒未満であり、実用上問題ない。
【0120】
C:定着性が20秒以上であり、実用上問題が生じる。
【0121】
(画像濃度)
ベタ画像を液体組成物とブラックの記録インクとで形成し、得られた画像を12時間放置した後、その反射濃度を反射濃度計マクベスRD915(マクベス社製)にて測定し、その値で評価した。評価基準は以下の通りである。
AA:反射濃度が1.50以上あり、非常に優れている。
A:反射濃度が1.35以上〜1.50未満であり、優れている。
B:反射濃度が1.25以上〜1.35未満であるが実用上問題ない。
C:反射濃度が1.25未満であり、好ましくない。
以下表5及び表6に評価結果を示す。
【0122】
【表5】
【0123】
【表6】
【0124】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、普通紙へのインクジェット記録方法に関して、特に長期間においてもカールの発生がなく、しかも高速印字においても優れた画像濃度、ブリード性、高速定着性を得ることができるインクジェット記録方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1008 ケーシング
1010 記録部
1010a キャリッジ部材
1012 カートリッジ
1012Y,M,C,B インクジェットカートリッジ
1016 ベルト
1018 モータ
1020 駆動部
1022a,1022b ローラユニット
1024a,1024b ローラユニット
1026 回復ユニット
1026a,1026b プーリ
1028 用紙
1030 搬送装置
インク用)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink used in an inkjet recording method for recording an image by discharging ink, and a recording method using the same.
[0002]
[Prior art]
Ink jet system, by ejecting fine droplets of ink from the various working principles adhered to a recording medium (such as paper), a recording method for recording an image or character, fast, low noise, multi-color It is widely used in various applications because it is easy to use, has high flexibility of recording patterns, and does not require development and fixing. Plain paper as a recording medium for recording by the inkjet recording method, coated paper, glossy paper, OHP sheet, but various things such as a back print film is commercially available, is a business applications in a general office low cost We often use plain paper. The required characteristics at this time include, while satisfying the above-mentioned characteristics, alleviating and suppressing the curl (curling or curling) phenomenon that occurs when a large amount of ink is applied to the paper. Here, it is important to alleviate and suppress curl during recording as well as curl after recording, which is caused by moisture drying and evaporation after recording.
[0003]
Are varied for use of the recorded matter recorded by the ink-jet paper or stack curled, or curled upon filing, resulting in various troubles to not keep the flatness. In addition, there may be carried out using a cheap plain paper of the price the trial printing of the announcement for the manuscript of the OHP, paper is warped and that time in diagrams and photos, and even record the background, and more at the secondary color, such as blue it is often trouble in handling by.
[0004]
Here curl occurs phenomenon grant of moisture is largely due. That is, it has been found that when the recording area is large, and when the amount of applied ink at the time of recording is large, the curl is remarkably caused.
[0005]
Alleviate the curl, several methods have been proposed as a method of suppressing. For example, in JP-A 4-332775 (Patent Document 1), a hydroxyl group having four or more in the molecular structure, the inkjet ink comprising a solid substance dissolved in water or aqueous organic solvent is proposed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-157555 (Patent Document 2) proposes an ink containing a curl reducing agent such as a saccharide. Further, JP-A-6-240189 (Patent Document 3), in JP-A-9-165539 (Patent Document 4) saccharides, ink containing the sugar alcohol has been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-176538 (Patent Document 5) proposes an ink containing a specific amide compound as a curl reducing agent. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-130550 (Patent Document 6) proposes an ink containing a combination of a specific polyhydric alcohol and glycerin. Further, JP-solvent for 2000-198267 (Patent Document 7), polymeric binder, mordant, water-soluble curl-reducing compound, water-soluble desizing compound, light compounds, is proposed ink containing a defoaming agent ing.
[0006]
Further, the reaction liquid and an ink recorded separately in JP-A 9-207424 (Patent Document 8), is proposed ink containing a compound that reduces the curl each multi certain polyol reaction It has put more than the amount of value metal.
[0007]
In addition, the speed of ink jet recording has been further increased, and ejection stability and reliability at the time of high-speed printing have become important. Above, it is important to reduce and suppress curl.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-4-332775
[Patent Document 2]
JP-A-6-157555
[Patent Document 3]
JP-A-6-240189
[Patent Document 4]
JP-A-9-165538
[Patent Document 5]
JP-A-9-176538
[Patent Document 6]
JP-A-10-130550
[Patent Document 7]
JP 2000-198267 JP
[Patent Document 8]
JP-A-9-207424
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the study of the present inventors, although the curl can be suppressed to some extent by the method described in the related art, there is room for improvement. Further, in particular, when a large amount of a curl suppressing substance is added in order to sufficiently suppress curling, the dischargeability often deteriorates. Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, curled sufficiently suppressed, particularly easy to handle prints of plain paper. Another object of the present invention is to suppress curling over a long period of time when a print pattern with a large amount of applied ink is required. Furthermore, it is possible to obtain high-definition image characteristics, particularly, excellent characteristics in terms of bleed control, fixability, and image density.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention is an ink jet recording method for applying an aqueous recording ink containing a colorant and water and a colorless aqueous liquid composition containing at least water on a recording medium, wherein both the recording ink and the liquid composition are used. Contains at least one or more compounds selected from the following 1) and 2), and is selected from the following 1) and 2) driven into a recording medium by the aqueous recording ink and the liquid composition. The ratio of the total amount of the compound (the total amount of the compound) to the total amount of water injected into the recording medium by the aqueous recording ink and the liquid composition is such that the total water amount / the total amount of the compound = 2.0 or more and 3.2 or less. The present invention relates to an ink jet recording method characterized by the following.
1) a compound having a chemical structure of 4 or more carbon atoms and having 3 or more OH groups,
2) Compounds with a chemical structure of 7 or more carbon atoms and two OH groups
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of preferred embodiments.
[0012]
The present inventors, when performing image formation using both an aqueous recording ink containing a colorant and an aqueous liquid composition that does not contain a coloring material provided on a recording medium together with the recording ink, a specific compound Is a recording method in which the ink is contained in the ink, and based on the result of sufficiently considering the relationship with moisture, it has been found that printing can be performed in consideration of good image characteristics, stable printing characteristics, and handleability of recorded matter. Was. The present invention is based on such findings.
[0013]
The present invention uses an ink to which one or more compounds (curl reducing agents) selected from the following compounds 1) and 2) are added.
1) A compound having a chemical structure of 4 or more carbon atoms and 3 or more OH groups
2) Compounds with a chemical structure of 7 or more carbon atoms and two OH groups
These substances are contained together with the recording ink in an aqueous liquid composition that does not contain a coloring material to be applied on a recording medium, and an image is formed using the liquid composition and the ink.
[0014]
(Curl reducing agent)
As specific examples of the compounds 1) and 2), compounds having 4 or more carbon atoms and three or more OH groups include trimethylolpropane, trimethylolethane, tris (hydroxymethyl) aminomethane, Examples include 2,6 hexanetriol, diglycerin, EO adducts of diglycerin, sugars, sugar alcohols, oligosaccharides, and cyclic oligosaccharides. Specifically as sugars, D- type and L- type fructose, tagatose, Soruposu, ribose, xylose, arabinose, lyxose, glucose, mannose, allose, altrose, gulose, idose, galactose, talose, gulose, maltose, Cellobiose, trehalose, gentiobiose, isomaltose, lactose, lactose, sucrose, sucrose, raffinose, gentianose, stachyose, xylan and the like.
[0015]
Examples of sugar alcohols include monosaccharides and polysaccharide alcohols. Specifically,
Tetritol, D-erythol, L-erythitol, D-arabinitol, xylitol, adonitol, ribitol, D-sorbitol, allitol, D-mannitol, D-iditol, D-talitol, dulcitol, heptitol, maltitol and the like.
[0016]
Examples of diols having 7 or more carbon atoms and two OH groups include 1,7 heptanediol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
[0017]
These compounds are inks and less printed product curled by the inkjet recording method is contained in the aqueous liquid composition is obtained, further, why printed matter as possible after storage also long term suppression of curling is considered less.
[0018]
When water is applied to paper as a recording medium, hydrogen bonds formed between cellulose fibers of the paper are once broken. That is, the moisture of imparting chemical phenomena occurs with swelling of the cellulose occurs. At this time, since the paper is always swollen, the paper is warped and curled on the opposite side of the surface to which water is applied, that is, minus curl is caused. However, once absorbed water in the cellulose gradually evaporates, the cellulose starts to shrink, and the hydrogen bond once broken is recombined. At that time, the paper does not recombine at the cut position, but recurs at another position, so that the paper gradually warps and curls in the direction of the moistened surface. That is, plus curl occurs. This plus curl poses a problem when ink jet recording is performed on plain paper or the like.
[0019]
Here, the plain paper includes copy paper, recycled paper for copy, plain paper for ink jet, plain paper for color ink jet, paper for both ink jet and electrophotography, Japanese paper and the like which are generally commercially available. More or specifically particular white pigment on the paper surface is not coated, even those pulp fibers coated amount less underlying paper be coated (base paper) is exposed even partially Including.
[0020]
The present inventor has sufficiently analyzed the phenomenon of the addition of water → swelling → minus curl and evaporation → shrinkage → plus curl, and in particular, how the plus curl depends on the amount of water given to the paper and the compound added to the ink. As a result of intensive studies on whether or not to suppress the curl, the curl-reducing compound has an effect by using a plurality of the above-described specific curl-reducing compounds, and further controlling the ratio of the amount of the compound and the amount of water injected on the recording medium. to, enters between cellulose fibers, upon recombination of hydrogen bonds, paper found that so that pile cause binding and easy contraction. That is, by using the plurality of compounds, by controlling the total amount of compounds and the total amount of water to be injected into the recording medium as in the present invention, the expansion and contraction of the paper at the time of evaporation of water acts in the direction of minus curl, The curl reduction effect was superior to the case where these compounds were contained alone. Furthermore, if an attempt is made to achieve an excellent curl reduction effect using an ink containing the above-described compound having a curl reduction effect alone, a problem such as an increase in the viscosity of the ink may occur that the reliability is reduced. By using a recording ink and an aqueous medium, the content of each curl reducing compound can be reduced, so that reliability is improved and recording stability is obtained. In particular, it has been found that the stability in high-speed printing is improved.
[0021]
This has a great feature in that the effect is not obtained in a short time such as several hours or one day after printing, but is obtained in a long term of one week or more. Here, the amount of the compound and the amount of water to be applied can be determined by the relationship of the ratio, and the ratio of the total amount of the compound to be driven when forming an image on the recording medium and the total amount of the water to be driven by both is sufficient curl. In order to achieve a reduction effect and a long-term curl reduction effect, it is preferable that the total water content / the total amount of the compounds be 2.0 or more and 3.2 or less. Here, when applying the compound and water, an aqueous recording ink containing a colorant, the image formed using both of the aqueous liquid composition containing no coloring material applied on top of the recording medium with the recording ink The ink jet recording method to be performed is effective, and the ratio of the compound to water can be effectively controlled.
[0022]
Further, in the present recording method, even when full printing is performed and a large amount of water is applied, such as a print density (duty) of 200% in terms of 1200 dpi × 1200 dpi, the effect of suppressing curling is sufficiently exhibited. Further, the amount of water contained in each of the recording ink and the aqueous liquid composition containing no coloring material is preferably from 10 to 90% with respect to 100% by mass, respectively. Is more preferably 30 to 80%.
[0023]
Next, the recording ink and the aqueous liquid composition containing no coloring material at this time will be described in detail.
[0024]
First, the ink used in the present invention will be described.
[0025]
(Colorant: dye, pigment)
The colorant of the ink to be recorded is an aqueous dye, a water-dispersible pigment, or a combination thereof. As the coloring material, conventionally known orange, green, and blue dyes and pigments can be used without any problem in addition to black, cyan, yellow, and magenta.
[0026]
As the water-soluble dye, those having an anionic group as a solubilizing group are used.
[0027]
The ink used in the present invention further includes water, a water-soluble organic solvent, and other components such as a viscosity modifier, a pH regulator, a fungicide, a neutral or anionic surfactant, and an antioxidant. Agents and the like are included as needed.
[0028]
(dye)
In the present invention, in addition to black, cyan, magenta, and yellow, conventionally known oranges, greens, and blues can be used as the color of the ink for applying the treatment liquid and recording the color. Sex dyes.
[0029]
The water-soluble dye having an anionic group used in the present invention is not particularly limited as long as it is a water-soluble acid dye, direct dye, or reactive dye described in Color Index (COLOUR INDEX). In addition, there is no particular limitation on dyes not described in the color index as long as they have an anionic group, for example, a sulfone group. These dyes are used in the ink in the range of 1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.
[0030]
Specific dyes include
C. I. Direct Yellow 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 98, 100, 110
C. I. Direct Red 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228, 230
C. I. Direct Blue 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199, 226
C. I. Acid Yellow 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98, 99
C. I. Acid Red 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 87, 89, 92, 94, 106, 114, 115, 133, 134, 145, 158, 198, 249, 265, 289
C. I. Acid Blue 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40, 43, 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 117, 127, 138, 158, 161
C. I. Direct Black 17, 19, 22, 31, 32, 51, 62, 71, 74, 112, 113, 154, 168
C. I. Acid Black 2, 48, 51, 52, 110, 115, 156
C. I. Reactive Black 1, 8, 12, 13
C. I. Food black 1,2
And the like. Of course, it is not limited more.
[0031]
In addition to the above, a dye having a carboxyl group as a solubilizing group may be used as a coloring material of an ink for recording a color used in the present invention. Here, dyes exhibiting solubility dependence on pH are exemplified. These dyes are used in the ink in the range of 1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.
[0032]
(Pigment)
Next, specific examples of the pigment used in the present invention include carbon black used in black ink. The carbon black is, for example, a carbon black produced by a furnace method or a channel method, and has a primary particle diameter of 15 to 40 nm and a specific surface area of 50 to 300 m by a BET method. 2 / G, DBP oil absorption of 40 to 150 ml / 100 g, volatile matter of 0.5 to 10%, and pH of 2 to 9 are preferably used. As a commercially available product having such characteristics, for example, 2300, no. 900, MCF88, No. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, No. 2200B (manufactured by Mitsubishi Kasei), RAVEN 1255 (manufactured by Columbia), REGAL 400R, REGAL 330R, REGAL 660R, MOGUL L (manufactured by Cabot), Color Black FW1, COLOR Black FW 18, Color Black Scor, Col. Printex 35 and Printex U (all manufactured by Degussa) and the like can be preferably used.
[0033]
As the pigments used in yellow ink, for example, C. I. Pigment Yellow 1, C.I. I. Pigment Yellow 2, C.I. I. Pigment Yellow 3, C.I. I. Pigment Yellow 13, C.I. I. Pigment Yellow 16, C.I. I. Pigment Yellow 74, C.I. I. Pigment Yellow 83, C.I. I. Pigment Yellow 128 and the like,
Examples of pigments used in magenta ink, for example, C. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 12, C.I. I. Pigment Red 48 (Ca), C.I. I. Pigment Red 48 (Mn), C.I. I. Pigment Red 57 (Ca), C.I. I. Pigment Red 112, C.I. I. Pigment Red 122 and the like,
Examples of pigments used in the cyan ink, for example, C. I. Pigment Blue 1, C.I. I. Pigment Blue 2, C.I. I. Pigment Blue 3, C.I. I. Pigment Blue15: 3, C. I. Pigment Blue 16, C.I. I. Pigment Blue 22, C.I. I. Vat Blue 4, C. I. Vat Although Blue 6, and the like, and not limited thereto, also pigments with orange, green, the color blue can be used. In addition to the above, of course, pigments newly produced for the present invention can also be used.
[0034]
If the pigment is used as coloring material of ink to be used in the present invention, the amount of pigment, based on the total mass of the ink, from 1 to 20 wt% in mass ratio, preferably 2 to 12 wt% used in the range.
[0035]
When a pigment is used, any dispersing agent for incorporating the pigment into the ink can be used as long as it is a water-soluble resin, but the weight average molecular weight is 1,000 to 30,000. And those having a range of 3,000 to 15,000 are preferably used. Specific examples of such a dispersant include styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene, vinyl naphthalene derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids, acrylic acid, acrylic acid derivatives, and maleic acid. , Maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives, vinyl acetate, vinylpyrrolidone, acrylamide, and derivatives thereof, and at least two or more monomers (at least one of which is Block copolymer comprising a (hydrophilic monomer), a random copolymer, a graft copolymer, or a salt thereof. Alternatively, natural resins such as rosin, shellac and starch can also be preferably used. These resins are soluble in an aqueous solution in which a base is dissolved, and are alkali-soluble resins. The water-soluble resin used as the pigment dispersant is preferably contained in the range of 0.1 to 5% by mass based on the total mass of the ink.
[0036]
In particular, in the case of an ink containing the above-described pigment, it is preferable that the entire ink is adjusted to be neutral or alkaline. If such a thing, to improve the solubility of the water-soluble resin used as a pigment dispersing agent, it is possible to more excellent ink long-term storage properties preferred. However, in this case, it may cause corrosion of various members used in the ink jet recording apparatus.
[0037]
Examples of the pH adjuster used at this time include, for example, diethanolamine, various organic amines such as triethanolamine, sodium hydroxide, lithium hydroxide, inorganic alkali agents such as hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide, organic acids or mineral acids, and the like. The water-soluble resin as the pigment and the dispersant as described above is dispersed or dissolved in an aqueous liquid medium.
[0038]
As a method for preparing an ink containing a pigment as described above, first, a pigment is added to an aqueous medium containing at least a water-soluble resin and water as a dispersant, and after stirring, a dispersing unit described below is used. And a centrifugation treatment is performed as necessary to obtain a desired dispersion. Then, sizing agent to the dispersion, and the additive component selected in such suitably listed above was added, and ink used in stirring to the present invention.
[0039]
In addition, when using the alkali-soluble resin as described above as a dispersant, it is necessary to add a base to dissolve the resin, as the bases in this case, monoethanolamine, Organic amines such as diethanolamine, triethanolamine, amine methylpropanol, and ammonia, and inorganic bases such as potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferably used.
[0040]
Further, in the method of creating ink pigment is contained, prior to stirring and dispersed the aqueous medium containing the pigment, perform premixing for 30 minutes or more is effective. That is, such premixing serves to improve the wettability of pigment surfaces, since it is possible to promote the adsorption of the dispersant to the pigment surface, preferably.
[0041]
The dispersing machine used in the above-mentioned pigment dispersion treatment may be any commonly used dispersing machine, and examples thereof include a ball mill, a roll mill, and a sand mill. Among them, a high-speed type sand mill is preferably used. Examples of such a type include a super mill, a sand grinder, a bead mill, an agitator mill, a Glen mill, a Dyno mill, a pearl mill, and a Kobol mill (all trade names).
[0042]
Further, when an ink containing a pigment is used in an ink jet recording method, a pigment having an optimum particle size distribution is used due to requirements for clogging resistance and the like, but a pigment having a desired particle size distribution is obtained. Methods include reducing the size of the grinding media in the disperser, increasing the filling rate of the grinding media, increasing the processing time, slowing the discharge speed, and classifying with a filter or centrifuge after grinding. and that the method of combination of these techniques to the like.
[0043]
(Anionic additives)
In the present invention, when an ink containing a pigment is used, in addition to the various components described above, an anionic compound such as an anionic surfactant or an anionic polymer is added to the ink. preference is. In particular, when an anionic compound is not used as a dispersant, it is essential to add such an anionic substance. The addition amount at this time is 0.05 to 10% by mass, preferably 0.2 to 5% by mass.
[0044]
It is also a preferred embodiment that the amphoteric surfactant is contained after adjusting to a pH below its isoelectric point. Examples of the anionic surfactant used at this time include carboxylate type, sulfate type, sulfonate type, phosphate type and the like, and any commonly used one can be preferably used. . Examples of the anionic polymer include an alkali-soluble resin, specifically, sodium polyacrylate, or a polymer obtained by copolymerizing acrylic acid with a part of the polymer. Of course, not limited to these.
[0045]
(Ink in the liquid medium)
The aqueous liquid medium suitable for the ink used in the present invention is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. The water is not general water containing various ions, but ion-exchanged water (deionized water). Preference is given to using.
[0046]
In the present invention, a coloring material and a specific curl reducing agent, that is,
1) a compound having a chemical structure of 4 or more carbon atoms and having 3 or more OH groups; and 2) a compound having a chemical structure of 7 or more carbon atoms and having 2 OH groups.
At least one compound selected from the group consisting of water and a water-soluble organic solvent that can be used by mixing with water may be appropriately used.
[0047]
Examples of the water-soluble organic solvent to be used by mixing with water include, for example, C 1 -carbon alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, and tert-butyl alcohol. Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and triethylene glycol Glycols in which the alkylene group contains 2 to 6 carbon atoms, such as thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol; glycerin; ethylene glycol monomethyl Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether and triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3- Dimethyl-2-imidazolidinone and the like.
[0048]
The content of the water-soluble organic solvent in the ink as described above is generally in the range of 0.5 to 20% by mass, and preferably in the range of 1 to 10% by mass of the total mass of the ink. The content of water used is in the range of 10 to 90% by mass, preferably 30 to 80% by mass of the total mass of the ink.
[0049]
Further, in addition to the above-mentioned components, the ink used in the present invention optionally contains a surfactant, an antifoaming agent, a preservative, and the like in order to obtain an ink having desired physical properties. it can be.
[0050]
It is also possible to combine the above-mentioned water-soluble dyes and water-dispersible pigments for the purpose of subtle toning or for adjusting the color density. At this time, the aqueous dye and the water-dispersible pigment can be mixed in a range of 10: 1 to 1:10 according to the purpose.
[0051]
The preferable range of the physical properties of the recording ink in the present invention is around 25 ° C., the pH is 3 to 12, preferably 7 to 10, and the surface tension is 10 to 60 mN / m (10 to 60 dyn / cm), preferably 10 to 40 mN. / M (10 to 40 dyn / cm), and the viscosity is 1 to 30 mPa · s, preferably 1 to 5 mPa · s.
[0052]
(Liquid composition)
Next, the aqueous liquid composition containing no coloring material used in the present invention will be described. The liquid composition contains the compound (curl reducing agent) of the present invention as an essential component, and further contains one of the following two components as necessary.
[0053]
Compound having reactivity with recording ink
Water-soluble polymer
Of course, the substance of 1) may have the property of 2).
[0054]
It will be described compounds used in the following 1).
Compounds used in 1)
a) Cationic organic compound
b) polyvalent metal salts
Is one of
[0055]
a) will be described.
Examples of the cationic organic compound used in the present invention include a low molecular weight cationic compound such as a polymer compound having at least a cationic group, an oligomer, and a surfactant.
[0056]
Examples of the cationic polymer substance include, for example, polyallylamine hydrochloride, polyamine sulfone hydrochloride, polyvinylamine hydrochloride, chitosan acetate, and the like. salt type, nor limited to the compounds of the acetate salt form. In addition to the above-mentioned compounds, it is also possible to use a compound obtained by partially cationizing a nonionic polymer substance as shown below. Specific examples include a copolymer of vinylpyrrolidone and a quaternary salt of aminoalkyl alkylate, and a copolymer of acrylamide and a quaternary salt of aminomethylacrylamide. It goes without saying of course not limited to these compounds. Further, the high molecular substances and the cationic high molecular substances listed above are satisfactory as long as they are water-soluble, but may be a dispersion such as a latex or an emulsion.
[0057]
Next, specific examples of the low molecular weight cationic compound that can be used in the present invention are listed below. However, it goes without saying that the present invention is not necessarily limited to the low molecular weight cationic compounds exemplified below.
[0058]
The low molecular cationic compound, first, it is possible to use a primary or secondary or tertiary amine salt-type low molecular cationic compound. Specific examples thereof include hydrochlorides such as laurylamine, cocoamine, stearylamine, and rosinamine, and acetates. Further, a quaternary ammonium salt type low molecular cationic compound can be used. Specific examples include lauryl trimethyl ammonium chloride, lauryl dimethyl benzyl ammonium chloride, benzyl tributyl ammonium chloride, benzalkonium chloride and the like. Further, a low molecular weight cationic compound of a pyridinium salt type can be used. Specific examples include cetylpyridinium chloride and cetylpyridinium bromide. It can be used imidazoline type low molecular cationic compounds, specifically, 2-heptadecenyl - hydroxyethyl imidazoline, and the like. Further, it is possible to use a low molecular cationic compound of ethylene oxide adducts of higher alkyl amines, specifically, dihydroxyethyl stearylamine, and the like.
[0059]
Further, in the present invention, as the low molecular weight cationic compound, an amphoteric surfactant having a cationic property in a certain pH range can be used. As such, the amino acid type amphoteric surfactants, R-NH-CH 2 -CH 2 -COOH type compounds, betaine type compounds and the like, and more specifically, carboxylate type amphoteric surfactants such as stearyl dimethyl betaine, lauryl dihydroxyethyl betaine, sulfate ester type, sulfonic acid type , it can be used amphoteric surfactants such as phosphate ester type. Of course, when using these amphoteric surfactants, the pH of the printability improving liquid is adjusted so as to have a pH below their isoelectric point, or when mixed with a recording ink on a recording medium, It is necessary to adjust the mixture so as to have a pH below their isoelectric point or to take any method.
[0060]
b) will be described.
[0061]
b) For, mention may be made of polyvalent metal salts as described below. Exemplary preferred materials, divalent and trivalent metal cations containing salt solution such as will be enumerated include but not limited to. That is, the divalent metal cations, Ca 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , And Ba 2+ And examples of the trivalent metal cation, Al 3+ , Y 3+ , Fe 3+ And the like. Preferred anions that bind to these cations include nitrate ions and acetate ions. However, the present invention is not limited to this.
[0062]
Then 2) described water-soluble polymer.
[0063]
The liquid composition may contain any of an anionic, cationic or nonionic water-soluble polymer (water-soluble resin). The use of a cationic resin is more preferable because it also has the characteristics of 1).
[0064]
Specific examples of the nonionic water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polyethylene oxide, methylcellulose, gelatin, protein such as casein, guar gum, xanthan gum, and starch.
[0065]
Examples of the cationic water-soluble resin include polyethyleneimine, polyvinylamine, polyamine sulfone, polyacrylamide, polyallylamine, hydrochlorides such as chitosan, sulfates and acetates, and other specific examples include nonionic polymer substances. parts may be compounds cationized the. Specific examples thereof include a copolymer of vinylpyrrolidone and a quaternary salt of aminoalkyl alkylate, a copolymer of acrylamide and a quaternary salt of aminomethylacrylamide, and cationized starch.
[0066]
Specific examples of the anionic water-soluble resin include styrene-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid-alkyl acrylate Copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-maleic acid half-ester copolymer, vinylnaphthalene-acrylic acid copolymer, alginic acid, polyacrylic acid or These salts and derivatives can be mentioned, but it goes without saying that they are not limited to these compounds.
[0067]
Further, the liquid composition of the present invention may appropriately contain a water-soluble organic compound, a surfactant, a pH adjuster, a preservative and the like which do not correspond to the curl reducing agent of the present invention, in addition to the above-mentioned compounds.
[0068]
The liquid composition described in the present invention does not contain a coloring material and has a color tone that is colorless or in a range that does not change the color tone of an image formed by being applied together with the recording ink. The suitable range of the physical properties of the liquid composition is around 25 ° C., the pH is 3 to 12, preferably 4 to 8, and the surface tension is 10 to 60 mN / m (10 to 60 dyn / cm), preferably 10 to 40 mN / m. m (10 to 40 dyn / cm), and the viscosity is 1 to 30 mPa · s, preferably 1 to 5 mPa · s.
[0069]
(Recording device, method for recording)
The ink of the present invention is particularly preferably used in an ink jet recording system in which droplets are ejected by the action of thermal energy to perform recording, but it goes without saying that it can be used as another ink jet recording method or a general writing instrument. .
[0070]
An example of a printing apparatus suitable for performing printing using the ink of the present invention is an apparatus that applies thermal energy corresponding to a printing signal to ink in a room of a printing head and generates droplets using the energy.
[0071]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a main part of an example of a liquid discharge head as a liquid discharge head of a discharge method and a liquid discharge apparatus using the head according to the present invention in which bubbles communicate with the atmosphere during discharge. is there. In FIG. 1, the inkjet printer includes a transport device 1030 intermittently transporting a sheet 1028 as a recording medium provided in a casing 1008 along a longitudinal direction in a direction indicated by an arrow P shown in FIG. The recording unit 1010 is configured to reciprocate substantially parallel to a direction S that is substantially perpendicular to the transport direction P of the paper 1028, and a moving drive unit 1006 as a driving unit that reciprocates the recording unit 1010.
[0072]
The transport device 1030 includes a pair of roller units 1022a and 1022b arranged to face each other substantially parallel to each other, a pair of roller units 1024a and 1024b, and a driving unit 1020 for driving each of these roller units. Thus, when the drive unit 1020 is activated, the sheet 1028 is nipped and conveyed by the respective roller units 1022a and 1022b and the roller units 1024a and 1024b in the direction of arrow P shown in FIG. and thus.
[0073]
The movement driving unit 1006 is arranged substantially parallel to the belt 1016 wound around the pulleys 1026a and 1026b arranged on the rotating shafts opposed to each other at a predetermined interval, and the carriage member 1010a of the recording unit 1010 arranged substantially parallel to the roller units 1022a and 1022b. And a motor 1018 for driving a belt 1016 connected to the motor 1010 in forward and reverse directions.
[0074]
When the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction of arrow R in FIG. 7, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 is moved by a predetermined amount in the direction of arrow S in FIG. Also, when the motor 1018 is activated and the belt 1016 rotates in the direction opposite to the direction of arrow R in FIG. 1, the carriage member 1010a of the recording unit 1010 moves in the predetermined direction in the direction opposite to the direction of arrow S in FIG. and thus it is moved by the movement amount. Further, at one end of the movement driving unit 1006, a recovery unit 1026 for performing a discharge recovery process of the recording unit 1010 is provided at a position serving as a home position of the carriage member 1010a, facing the ink discharge port arrangement of the recording unit 1010. It is provided.
[0075]
The recording unit 1010 is configured such that inkjet cartridges 1012Y, 1012M, 1012C, and 1012B are detachably attached to a carriage member 1010a for each color, for example, yellow, magenta, cyan, and black. provided.
[0076]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited by the following examples unless it exceeds the gist. In the following description, “parts” or “%” is based on mass unless otherwise specified.
[0077]
[Example 1]
A recording ink 1 and a liquid composition 1 used in Example 1 and a comparative ink 1 used in Comparative Example 1 were produced in the following manner.
[0078]
(Preparation of Recording Ink 1)
The following components were mixed, and the mixture was filtered under pressure through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to obtain Recording Ink 1.
C. I. Direct Blue 199 3 copies
Trimethylolpropane 25 parts
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1.0 part
71 parts of ion-exchanged water.
[0079]
(Preparation of liquid composition 1)
The following components were mixed, and the mixture was filtered under pressure through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to obtain Liquid Composition 1.
D-sorbitol 25 parts
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1.0 part
74 parts of ion exchange water.
[0080]
(Preparation of Comparative Ink 1)
Comparative Ink 1 comprising the following components was obtained in the same manner as in Recording Ink 1.
C. I. Direct Blue 199 3 copies
Glycerin 25 parts
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1.0 part
71 parts of ion-exchanged water.
[0081]
A combination of the recording ink and the liquid composition are shown in Table 1, was recorded in Example 1 and Comparative Example 1.
[0082]
[Table 1]
As the inkjet recording apparatus used here, the same recording apparatus as that shown in FIG. 1 was used.
[0083]
The recording head used had a recording density of 1200 dpi, and the driving conditions were a driving frequency of 10 kHz. The ejection amount per dot when a 1200 dpi head was used was 4.5 pL for each of the yellow, magenta, cyan, black ink and liquid compositions. These recording conditions are the same throughout the examples and comparative examples.
[0084]
In Example 1 and Comparative Example 1, an A4 full solid (20.3 × 27.1 cm) color (cyan) image composed of the liquid composition and the recording ink was formed using two of the recording heads. At this time, the liquid composition was first applied and deposited on the recording paper, and then the recording ink was deposited in the same pass. The recording paper used for the evaluation is A4 size PPC paper (manufactured by Canon). In addition, the printing is performed by one-pass printing in which the printing area is scanned by one scan. Through Example 1 and Comparative Example 1, the area where the liquid composition adheres to the recording medium is the same as the image forming area of the ink. The printing duty is 100% for both the liquid composition and the ink.
[0085]
[Evaluation of Example 1]
The curl amount of printed material in which printing is performed with the above conditions was evaluated as follows.
[0086]
After the printed matter was allowed to stand at normal temperature / humidity for one week, the curl amount was measured. When the printed paper was curled in a concave shape, it was defined as + (plus curl), and when it was curled in a convex shape, it was defined as-(minus curl). The distance from the leading edge of the curled paper to the ground surface of the paper was measured with a ruler.
[0087]
Curl determination criteria are as follows.
A: Less than 20 mm: no problem
B: 20 mm or more and less than 35 mm: a level at which there is no practical problem
C: 35 mm or more: Practical problem
Table 2 shows the evaluation results.
[0088]
[Table 2]
As shown in the above table, the ratio of the total amount of curl reducing agent injected by both the recording ink and the liquid composition to the total amount of water injected by both in the present invention is (total water amount / total amount of the compound) = 3.2 or less. while hardly curled example 1 is Comparative example 1 the ratio is 3.2 or more curl was intense.
[0089]
[Example 2]
Next, a recording ink 2 and a liquid composition 2 used in Example 2 were produced in the same manner as in Example 1.
[0090]
(Preparation of recording ink 2)
Recording ink 2 comprising the following components was obtained in the same manner as recording ink 1.
C. I. Direct Blue 199 3 copies
12.5 parts of trimethylolpropane
D-sorbitol 10 parts
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1.0 part
73.5 parts of ion-exchanged water.
[0091]
(Preparation of liquid composition 2)
A liquid composition 2 comprising the following components was obtained in the same manner as for the liquid composition 1.
D-sorbitol 15 parts
PEG300 10 copies
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1.0 part
74 parts of ion exchange water
[Evaluation of Example 2]
Using the recording ink 2 and the liquid composition 2, printing was performed in the same manner as in Example 1, and the curl amount of the obtained printed matter was evaluated. Table 3 shows the evaluation results.
[0092]
[Table 3]
[Examples 3 to 5]
Recording ink set 3, 4 and then used in the Examples 3-5, the liquid composition 3, 4, 5, and Comparative Ink Set 2 used in Comparative Example 2 was produced. Note The recording ink set herein yellow, the set of the recording ink comprising a cyan, magenta, four colors of black.
[0093]
(Preparation of recording ink set 3)
(Yellow recording ink 3)
A yellow recording ink 3 comprising the following components was obtained in the same manner as in recording ink 1 in Example 1.
C. I. Acid Yellow 23 2.5 parts
1,2,6-hexanetriol 5 parts
Maltitol 10 parts
PEG200 8 parts
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.5 parts
74 parts of ion exchange water.
[0094]
(Magenta recording ink 3)
A magenta recording ink 3 comprising the following components was obtained in the same manner as in the recording ink 1 in Example 1.
Projet Fast Magenta2 (Zeneca) 3 parts
1,2,6-hexanetriol 5 parts
Maltitol 10 parts
PEG300 8 parts
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.5 parts
73.5 parts of ion-exchanged water.
[0095]
(Cyan recording ink 3)
Cyan recording ink 3 consisting of the following components was obtained in the same manner as in recording ink 1 in Example 1.
C. I. Direct Blue 199 3 copies
1,2,6-hexanetriol 5 parts
Maltitol 10 parts
PEG200 8 parts
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.5 parts
73.5 parts of ion-exchanged water.
[0096]
(Black recording ink 3)
A black recording ink 3 comprising the following components was obtained in the same manner as in recording ink 1 in Example 1.
C. I. Direct Black 195 4 parts
1,2,6-hexanetriol 5 parts
Maltitol 10 parts
PEG400 8 parts
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.5 parts
72.5 parts of ion-exchanged water.
[0097]
Yellow recording ink 3 by the above, the magenta recording ink 3, to obtain a recording ink set 3 consisting of four colors of cyan recording ink 3 and black recording ink 3.
[0098]
(Preparation of recording ink set 4)
(Preparation of Yellow Recording Ink 4)
A styrene-acrylic acid copolymer (Joncryl 678, manufactured by Johnson Polymer Co.), a predetermined amount of potassium hydroxide necessary for neutralizing the same, and water were mixed, and these were kept at about 60 ° C. The mixture was stirred and mixed to prepare a 10% styrene-acrylic acid copolymer aqueous solution.
[0099]
Next, the following components were mixed, stirred for 30 minutes, and then subjected to a dispersion treatment under the following conditions.
30% 10% styrene-acrylic acid copolymer aqueous solution
Pigment Yellow 74 10 parts
60 parts of ion exchange water
・ Dispersing machine: Sand grinder (made by Igarashi Kikai)
・ Pulverizing media: zirconium beads, 1mm diameter
-Filling ratio of grinding media: 50% (volume ratio)
・ Pulverization time: 3 hours
Further, centrifugation (12,000 rpm, 20 minutes) was performed to remove coarse particles to obtain a dispersion.
[0100]
Using the above pigment dispersion, mixing the components having the following composition ratio to prepare an ink containing a pigment, which was used as a yellow recording ink 4.
30.0 parts of the above pigment dispersion
Trimethylolpropane 10.0 parts
D-sorbitol 7.0 parts
PEG300 5.0 parts
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1.0 part
47.0 parts of ion exchange water
This ink had a curl reducing agent amount of 22 parts and a water amount of 73.1 parts.
[0101]
(Preparation of magenta recording ink 4)
Pigment Yellow 74 was used in the preparation of the yellow recording ink 4 (10 parts), except that instead of the Pigment Red 122 in a manner similar to the preparation of the yellow recording ink 4 was prepared pigmented magenta recording ink 4.
[0102]
(Production of Cyan Recording Ink 4)
Pigment Yellow 74 was used in the preparation of the yellow recording ink 4 (10 parts), Pigment Blue 15: except that instead of 3 in the same manner as the preparation of the yellow recording ink 4, preparing a pigment-containing cyan recording ink 4 did.
[0103]
(Preparation of Black Recording Ink 4)
Pigment Yellow 74 was used in the preparation of the yellow recording ink 4 (10 parts), carbon black (MCF88, manufactured by Mitsubishi Kasei) except that instead of in the same manner as the preparation of the yellow recording ink 4, pigment-containing black recording Ink 4 was prepared.
[0104]
Yellow recording ink 4 by the above, the magenta recording ink 4, to obtain a recording ink set 4 consisting of four colors of cyan recording ink 4 and black recording ink 4.
[0105]
(Preparation of comparative ink set 2)
(Preparation of Comparative Yellow Recording Ink 2)
A comparative yellow recording ink 2 comprising the following components was obtained in the same manner as in recording ink 1 in Example 1.
C. I. Acid Yellow 23 2.5 parts
Glycerin 7.5 parts
Diethylene glycol 7.5 parts
Trimethylolpropane 5 parts
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.5 parts
74 parts of ion exchange water.
[0106]
(Preparation of Comparative Magenta recording ink 2)
C. in Comparative yellow recording ink 2 I. Was obtained Acid Yellow 23 (manufactured by Zeneca Co.) (2.5 parts) Projet Fast Magenta2 Comparative Magenta recording ink 2 in exactly the same way except that was changed to 3 parts.
[0107]
(Preparation of Comparative Cyan recording ink 2)
C. in Comparative yellow recording ink 2 I. Acid Yellow 23 (2.5 parts) C. I. Comparative cyan recording ink 2 was obtained in exactly the same manner except that Direct Blue 199 (3 parts) was used.
[0108]
(Preparation of comparative black recording ink 2)
C. in Comparative yellow recording ink 2 I. Acid Yellow 23 (2.5 parts) C. I. Comparative Black Recording Ink 2 was obtained in exactly the same manner except that Direct Black 195 (4 parts) was used.
[0109]
Thus, a comparative recording ink set 2 including four colors of comparative yellow recording ink 2, comparative magenta recording ink 2, comparative cyan recording ink 2, and comparative black recording ink 2 was obtained.
[0110]
Liquid compositions 3, 4, 5
(Preparation of liquid composition 3)
The following components were mixed and dissolved, and the mixture was filtered under pressure with a membrane filter having a pore size of 1 μm to obtain Liquid Composition 3.
- calcium nitrate 7 parts
Trimethylolpropane 18 parts
・ PEG400 10 copies
・ 2 parts of glucose
・ Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemical) 1 copy
・ 62 parts of ion exchange water
This liquid composition has a curl reducing agent amount of 30 parts and a water amount of 62 parts.
[0111]
(Preparation of liquid composition 4)
The following components were mixed and dissolved, and the mixture was further subjected to pressure filtration with a membrane filter having a pore size of 1 μm to obtain Liquid Composition 4.
Benzalkonium chloride
(Trade name: G-50, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 5 parts
1,2,6 10 parts
Diglycerol EO adduct
(Product name: SCE450, manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.) 7 copies
12.5 parts of galactose
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.4 parts
65.1 parts of ion exchange water
This liquid composition had a curl reducing agent amount of 29.5 parts and a water amount of 65.1 parts.
[0112]
(Preparation of Liquid Composition 5)
The following components were mixed and dissolved, and the mixture was further filtered under pressure with a membrane filter having a pore size of 1 μm to obtain Liquid Composition 5.
Polyvinyl alcohol (Mw: 6000) 3 parts
Reduced starch saccharified
(Product name: PO40, manufactured by Towa Kasei Kogyo) 6 parts
Maltitol 12.5 parts
Trimethylolpropane 10 parts
Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.4 parts
3 parts of isopropyl alcohol
65.1 parts of ion exchange water
This liquid composition had a curl reducing agent amount of 28.5 parts and a water amount of 65.1 parts.
[0113]
The recordings of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 2 and 3 were performed using the combinations of the printing inks, the liquid compositions, and the printing duties of the liquid compositions shown in Table 4 below.
[0114]
[Table 4]
The same ink jet recording apparatus and recording head used in Example 3 to Comparative Example 3 as those used in Example 1 were used. Using five recording heads, an image was formed using a recording ink set of four colors and a liquid composition.
[0115]
In the examples using the liquid composition of the reaction system, the following image characteristics were evaluated in addition to the evaluation of the curl amount. In Example 7, which did not use the liquid composition of the reaction system, only the curl amount was evaluated. The curl amount was evaluated in the same manner as in Example 1. The recording paper used for the evaluation was also A4 size PPC paper (manufactured by Canon).
[0116]
[Image characteristic evaluation items]
(Bleeding between the BK color)
After printing solid yellow and black images adjacent to each other, the bleed at the boundary between colors was visually evaluated. The printing was a one-pass printing in which the printing area was scanned by one scan. At this time, the liquid composition was first applied and deposited on recording paper, and then the recording ink was deposited in the same pass. The evaluation criteria are as follows.
The AA bleeding can not be the current certification.
A bleeding is hardly noticeable.
B: Bleeding is at a level where there is virtually no problem.
The border paper of C color is bleeding so as not to be clear.
[0117]
(Fixing)
Using the liquid composition and the black recording ink, a black solid image was formed and evaluated by the following method. After forming a solid image, superimposed with its own weight of another blank onto the solid image at a certain time stages, the back side of the white paper, there is no transfer of recorded images, until scumming does not occur Was measured, and the time was used as a measure of fixability. Measuring time represented the recording end time as time zero. Evaluation criteria for using this time is as follows.
[0118]
A: The fixing is excellent there in less than 10 seconds.
[0119]
B: Fixability is 10 seconds or more to less than 20 seconds, and there is no practical problem.
[0120]
C: is the fixability 20 seconds or more, a practical problem arises.
[0121]
(Image density)
The solid image was formed with the recording ink of the liquid composition and the black, and the obtained image was allowed to stand for 12 hours, to measure the reflection density by a reflection densitometer Macbeth RD915 (manufactured by Macbeth Co.), evaluated at the value did. The evaluation criteria are as follows.
AA: The reflection density There are more than 1.50, are very good.
A: The reflection density is not less than 1.35 and less than 1.50, which is excellent.
B: The reflection density is 1.25 or more and less than 1.35, but there is no practical problem.
C: The reflection density is less than 1.25 is not preferable.
The following shows the evaluation results in Tables 5 and 6.
[0122]
[Table 5]
[0123]
[Table 6]
[0124]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, with respect to the ink jet recording method on plain paper, particularly, no curl occurs even for a long time, and excellent image density, bleeding property, and high-speed fixing property can be obtained even in high-speed printing. An inkjet recording method is provided.
[Brief description of the drawings]
1 is a perspective view showing an example of an ink-jet recording apparatus.
[Explanation of symbols]
1008 Casing
1010 Recorder
1010a Carriage member
1012 cartridge
1012Y, M, C, B inkjet cartridge
1016 belt
1018 motor
1020 drive unit
1022a, 1022b roller unit
1024a, 1024b roller unit
1026 Recovery unit
1026a, 1026b pulley
1028 paper
1030 Transport device
For ink)