JP2019025651A - 記録方法、及び記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】記録後の画像に熱および圧力を加えても、画像剥がれを防止できる記録方法を提供する。【解決手段】記録媒体10にインクを付与する工程と、記録媒体のインクを付与した面に接しながら記録媒体に熱および圧力を加える工程と、を有し、記録媒体にインクで形成された印刷層を設ける記録方法であって、熱および前記圧力は、熱および圧力を加える手段14により印加され、熱および圧力を加える手段14の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは25mJ/m2以下であり、120℃のプローブで測定した前記印刷層のタック力は、28gf以下である。【選択図】図1
Description
本発明は、記録方法、及び記録装置に関する。
インクの印刷対象として、コート紙のような浸透性の低い塗工紙への用途拡大が求められている。このような記録媒体を用いた場合、インク中の色材を記録媒体に強固に定着させることは難しく、耐摺擦性が低下し、画像に抜けが生じる問題がある。この問題に対し、浸透性の有機溶剤を加えることで耐摺擦性を向上させたインクが知られている。しかし、浸透性の有機溶剤は水に比べて高沸点を有することが多く、記録媒体に付与されたインクの乾燥に時間を要する。
また、産業印刷分野では、高画質化を目的として、記録媒体に付与するインクの量を増加させることが求められており、記録媒体に付与されたインクの乾燥に時間を要する。
このような、インクの乾燥に時間を要する場合において、記録媒体の印刷面にローラ等の搬送部材が接触する際、乾燥が不十分なインクが記録媒体からローラに付着して画像剥がれが生じ得る。
また、産業印刷分野では、高画質化を目的として、記録媒体に付与するインクの量を増加させることが求められており、記録媒体に付与されたインクの乾燥に時間を要する。
このような、インクの乾燥に時間を要する場合において、記録媒体の印刷面にローラ等の搬送部材が接触する際、乾燥が不十分なインクが記録媒体からローラに付着して画像剥がれが生じ得る。
特許文献1には、搬送部材へのインク付着防止を目的として、記録媒体に印刷されたインク、及び印刷された記録媒体の印刷面に対向する搬送部材における表面自由エネルギーを規定した印刷方法が開示されている。
特許文献2には、画像部の定着時におけるオフセット防止を目的として、画像部のタック性が所定の値であるときに圧着付与手段を画像部に圧接させるインクジェット記録方法が開示されている。なお、タック性は23℃の球を用いたボールタック試験法により測定される。
しかしながら、従来の記録方法において、記録後の画像に熱および圧力を加えると、画像剥がれの課題が生じる。
請求項1に係る発明は、記録媒体にインクを付与する工程と、前記記録媒体の前記インクを付与した面に接しながら前記記録媒体に熱および圧力を加える工程と、を有し、前記記録媒体に前記インクで形成された印刷層を設ける記録方法であって、前記熱および前記圧力は、熱および圧力を加える手段により印加され、前記熱および圧力を加える手段の前記記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは25mJ/m2以下であり、120℃のプローブで測定した前記印刷層のタック力は、28gf以下である。
本発明の記録方法は、熱および圧力を加える工程を含む記録方法において、画像剥がれを抑制する効果を奏する。
以下、本発明の実施形態について説明する。
<<記録装置、記録方法>>
図1を参照して、本発明の一実施の形態に係る記録方法および記録装置について説明する。図1は、記録装置の一例を示す概略図である。
図1に示す記録装置1は、記録媒体10にインクを付与することで記録媒体10に画像を形成する装置である。記録装置1は、給紙手段11と、インクを付与する手段12と、乾燥手段13と、熱および圧力を加える手段14と、巻取り手段15と、を備える。
図1を参照して、本発明の一実施の形態に係る記録方法および記録装置について説明する。図1は、記録装置の一例を示す概略図である。
図1に示す記録装置1は、記録媒体10にインクを付与することで記録媒体10に画像を形成する装置である。記録装置1は、給紙手段11と、インクを付与する手段12と、乾燥手段13と、熱および圧力を加える手段14と、巻取り手段15と、を備える。
<給紙手段、給紙工程>
給紙手段11は、インクを付与する手段12がインクを付与する位置に記録媒体10を給紙する手段である。なお、記録方法の一工程としての給紙工程は、給紙手段により好適に実施することができる。
給紙手段11は、インクを付与する手段12がインクを付与する位置に記録媒体10を給紙する手段である。なお、記録方法の一工程としての給紙工程は、給紙手段により好適に実施することができる。
<インクを付与する手段、インクを付与する工程>
インクを付与する手段12は、給紙手段11から矢印16の方向に給紙された記録媒体10に対してインクを付与して画像を形成する手段である。インクを付与する手段12としては、シングルパス方式のインクジェットラインヘッドで構成されたヘッドユニットが好ましい。インクジェット記録方式で付与する手段の場合、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の各インクに対応する4つの吐出ヘッドを有していることが好ましい。また、オレンジ(O)、グリーン(G)などの特色インク、光沢性の付与や他の処理を行う後処理液を吐出する吐出ヘッドを有していてもよい。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などを用いてインクを付与する手段が挙げられる。なお、記録方法の一工程としてのインクを付与する工程は、インクを付与する手段により好適に実施することができる。また、インクの詳細は後述する。
インクを付与する手段12は、給紙手段11から矢印16の方向に給紙された記録媒体10に対してインクを付与して画像を形成する手段である。インクを付与する手段12としては、シングルパス方式のインクジェットラインヘッドで構成されたヘッドユニットが好ましい。インクジェット記録方式で付与する手段の場合、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の各インクに対応する4つの吐出ヘッドを有していることが好ましい。また、オレンジ(O)、グリーン(G)などの特色インク、光沢性の付与や他の処理を行う後処理液を吐出する吐出ヘッドを有していてもよい。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などを用いてインクを付与する手段が挙げられる。なお、記録方法の一工程としてのインクを付与する工程は、インクを付与する手段により好適に実施することができる。また、インクの詳細は後述する。
<乾燥手段、乾燥工程>
乾燥手段13は、インクを付与する手段12から記録媒体10に付与されたインクを乾燥させる手段である。乾燥手段13としては、記録媒体10のインクを付与されていない面に接触して加熱を行うヒートドラムであることが好ましい。ヒートドラムの温度は、印刷速度やインクの乾燥性にもよるが、100℃以上130℃以下であることが好ましい。ヒートドラム以外の乾燥手段としては、例えば、温風加熱、赤外線照射、紫外線照射等の手段、これらを組み合わせた手段が挙げられる。なお、記録方法の一工程としての乾燥工程は、乾燥手段により好適に実施することができる。
乾燥手段13は、インクを付与する手段12から記録媒体10に付与されたインクを乾燥させる手段である。乾燥手段13としては、記録媒体10のインクを付与されていない面に接触して加熱を行うヒートドラムであることが好ましい。ヒートドラムの温度は、印刷速度やインクの乾燥性にもよるが、100℃以上130℃以下であることが好ましい。ヒートドラム以外の乾燥手段としては、例えば、温風加熱、赤外線照射、紫外線照射等の手段、これらを組み合わせた手段が挙げられる。なお、記録方法の一工程としての乾燥工程は、乾燥手段により好適に実施することができる。
<熱および圧力を加える手段、熱および圧力を加える工程>
熱および圧力を加える手段14は、インクを付与する工程の後、記録媒体10上のインクを付与された領域である印刷層と接触する手段であって、記録媒体10に熱および圧力を加える。また、熱および圧力を加える手段14は、乾燥工程の後、記録媒体10上の印刷層が初めて接触する手段であることが好ましい。熱および圧力を加える手段14としては、ローラであることが好ましい。なお、熱および圧力を加える手段が乾燥手段を兼ねる場合、上記の乾燥手段および乾燥工程は省略することができる。
熱および圧力を加える手段14の温度は、印刷速度やインクの乾燥性などにもよるが、100℃以上130℃以下であることが好ましい。また、熱および圧力を加える手段14自体が、熱を発する手段を有していてもよいが、間接的に熱を発していてもよい。間接的に熱を発するとは、例えば、熱および圧力を加える手段14自体は熱を発する手段を有さないが、乾燥手段などの熱を発する手段と隣接して設けられ、又は近接して設けられたこと等により熱および圧力を加える手段14が熱を有することをいう。なお、印刷層を有する記録媒体10に熱を加えた場合、一般に画像剥がれが生じやすくなる傾向にある。そのため、記録媒体10上の印刷層が接触する手段を冷却することもあり得る。しかし、この場合、インクの乾燥が不十分となり、画像剥がれを防止することが難しい。例えば、乾燥手段13の直後に、記録媒体10上の印刷層と接触する手段を設けていた場合、記録媒体10上の印刷層は、乾燥手段13を通過した後も乾燥手段13から受け取った熱により乾燥が継続しているが、印刷層が接触する手段を冷却することで、この乾燥が停止してしまうためである。
熱および圧力を加える手段14が記録媒体10に加える圧力は、印刷速度などにもよるが、0.005kgf/cm2以上0.015kgf/cm2以下であることが好ましい。熱を加え、且つこの圧力を加えた場合、一般に画像剥がれが生じやすくなる課題が生じるが、本発明により解決できるからである。この圧力は、給紙手段11および巻取り手段15が記録媒体10を搬送する際、記録媒体10に加えた張力に基づいて発生することが好ましい。すなわち、熱および圧力を加える手段14が、記録媒体10の搬送方向を変える手段であって、搬送方向を変える際に、記録媒体10に対し張力に基づく圧力を加えることが好ましい。この場合、記録媒体10としては、連続紙が用いられる。連続紙とは、画像形成の際の搬送方向に連続し、搬送方向におけるプリント単位(1ページ)の長さよりも長い記録媒体である。連続紙の長さは、給紙手段11から巻取り手段15に至るまでの搬送経路の長さより長いことが好ましい。連続紙としては、例えば、ロール状に丸められたロール紙を用いることができる。図1に示す例では、ロール状に丸められた記録媒体10が給紙手段11にセットされている。そして、給紙手段11から給紙された記録媒体10を、巻取り手段15を用いて巻き取ることで、記録媒体10が搬送方向(図1の矢印16、及び矢印17で示す方向)に搬送される。なお、熱および圧力を加える手段14と対向する手段を設け、それらの間を記録媒体が搬送される際に挟み込むことで圧力をかけてもよい。その場合、記録媒体10としては、連続紙に限らずカット紙を記録媒体として用いてもよい。カット紙とは、画像形成の際の搬送方向におけるプリント単位(1ページ)ごとに独立した記録媒体である。
熱および圧力を加える手段14の、記録媒体10上の印刷層と接する面における表面自由エネルギーは、25mJ/m2以下であり、11mJ/m2以上であることが好ましい。表面自由エネルギーがこの範囲であることにより、熱および圧力を加える手段14に対する印刷層のタック性を低下させることができ、画像剥がれを抑制することができる。なお、表面自由エネルギーは、一例として、次のようにして測定する。
[表面自由エネルギー]
25℃において、表面張力の異なる表面張力試験液(純正化学工業株式会社製)を用いて接触角を接触角計(Dataphsics社製、OCA20)で測定し、Zismanプロットを作成して、cosθ=1(θ=0)の場合の表面張力γc(臨界表面張力)、即ち表面自由エネルギーを求める。
熱および圧力を加える手段14の表面自由エネルギーは、材料固有のものであるが、表面を改質することにより変化させることができる。表面を改質して表面自由エネルギーを変化させる方法としては、(1)酸化処理、プラズマ処理等による方法、(2)異なる表面自由エネルギーを持つ物質との複合化などが挙げられる。(2)に関しては、固体表面上に異なる表面自由エネルギーを持つ層を塗布、電着などによって形成する方法、異なる表面自由エネルギーを持った物質をベースになる固体中に入れて複合化する方法などがある。例えば、樹脂、ゴムに対して、酸化処理、プラズマ処理を行って表面自由エネルギーを上げたり、フッ素元素を分子中に有するフッ素化合物や、ケイ素元素を分子中に有するポリシロキサン化合物を含有する低表面自由エネルギー処理剤を塗布して表面自由エネルギーを下げたりすることが好ましい。しかし、熱および圧力を加える手段14は、高速で加熱・加圧・紙の搬送を行う用途で用いられるため、高い耐久性が求められる。長期にわたる連続使用でも、表面自由エネルギーが変化しない、単一の材料で作られた熱および圧力を加える手段14を使用することがより好ましい。なお、熱および圧力を加える手段14の表面に微細な凹凸を設け画像剥がれを防止する方法を組み合わせてもよい。
なお、記録方法の一工程としての熱および圧力を加える工程は、熱および圧力を加える手段により好適に実施することができる。
熱および圧力を加える手段14は、インクを付与する工程の後、記録媒体10上のインクを付与された領域である印刷層と接触する手段であって、記録媒体10に熱および圧力を加える。また、熱および圧力を加える手段14は、乾燥工程の後、記録媒体10上の印刷層が初めて接触する手段であることが好ましい。熱および圧力を加える手段14としては、ローラであることが好ましい。なお、熱および圧力を加える手段が乾燥手段を兼ねる場合、上記の乾燥手段および乾燥工程は省略することができる。
熱および圧力を加える手段14の温度は、印刷速度やインクの乾燥性などにもよるが、100℃以上130℃以下であることが好ましい。また、熱および圧力を加える手段14自体が、熱を発する手段を有していてもよいが、間接的に熱を発していてもよい。間接的に熱を発するとは、例えば、熱および圧力を加える手段14自体は熱を発する手段を有さないが、乾燥手段などの熱を発する手段と隣接して設けられ、又は近接して設けられたこと等により熱および圧力を加える手段14が熱を有することをいう。なお、印刷層を有する記録媒体10に熱を加えた場合、一般に画像剥がれが生じやすくなる傾向にある。そのため、記録媒体10上の印刷層が接触する手段を冷却することもあり得る。しかし、この場合、インクの乾燥が不十分となり、画像剥がれを防止することが難しい。例えば、乾燥手段13の直後に、記録媒体10上の印刷層と接触する手段を設けていた場合、記録媒体10上の印刷層は、乾燥手段13を通過した後も乾燥手段13から受け取った熱により乾燥が継続しているが、印刷層が接触する手段を冷却することで、この乾燥が停止してしまうためである。
熱および圧力を加える手段14が記録媒体10に加える圧力は、印刷速度などにもよるが、0.005kgf/cm2以上0.015kgf/cm2以下であることが好ましい。熱を加え、且つこの圧力を加えた場合、一般に画像剥がれが生じやすくなる課題が生じるが、本発明により解決できるからである。この圧力は、給紙手段11および巻取り手段15が記録媒体10を搬送する際、記録媒体10に加えた張力に基づいて発生することが好ましい。すなわち、熱および圧力を加える手段14が、記録媒体10の搬送方向を変える手段であって、搬送方向を変える際に、記録媒体10に対し張力に基づく圧力を加えることが好ましい。この場合、記録媒体10としては、連続紙が用いられる。連続紙とは、画像形成の際の搬送方向に連続し、搬送方向におけるプリント単位(1ページ)の長さよりも長い記録媒体である。連続紙の長さは、給紙手段11から巻取り手段15に至るまでの搬送経路の長さより長いことが好ましい。連続紙としては、例えば、ロール状に丸められたロール紙を用いることができる。図1に示す例では、ロール状に丸められた記録媒体10が給紙手段11にセットされている。そして、給紙手段11から給紙された記録媒体10を、巻取り手段15を用いて巻き取ることで、記録媒体10が搬送方向(図1の矢印16、及び矢印17で示す方向)に搬送される。なお、熱および圧力を加える手段14と対向する手段を設け、それらの間を記録媒体が搬送される際に挟み込むことで圧力をかけてもよい。その場合、記録媒体10としては、連続紙に限らずカット紙を記録媒体として用いてもよい。カット紙とは、画像形成の際の搬送方向におけるプリント単位(1ページ)ごとに独立した記録媒体である。
熱および圧力を加える手段14の、記録媒体10上の印刷層と接する面における表面自由エネルギーは、25mJ/m2以下であり、11mJ/m2以上であることが好ましい。表面自由エネルギーがこの範囲であることにより、熱および圧力を加える手段14に対する印刷層のタック性を低下させることができ、画像剥がれを抑制することができる。なお、表面自由エネルギーは、一例として、次のようにして測定する。
[表面自由エネルギー]
25℃において、表面張力の異なる表面張力試験液(純正化学工業株式会社製)を用いて接触角を接触角計(Dataphsics社製、OCA20)で測定し、Zismanプロットを作成して、cosθ=1(θ=0)の場合の表面張力γc(臨界表面張力)、即ち表面自由エネルギーを求める。
熱および圧力を加える手段14の表面自由エネルギーは、材料固有のものであるが、表面を改質することにより変化させることができる。表面を改質して表面自由エネルギーを変化させる方法としては、(1)酸化処理、プラズマ処理等による方法、(2)異なる表面自由エネルギーを持つ物質との複合化などが挙げられる。(2)に関しては、固体表面上に異なる表面自由エネルギーを持つ層を塗布、電着などによって形成する方法、異なる表面自由エネルギーを持った物質をベースになる固体中に入れて複合化する方法などがある。例えば、樹脂、ゴムに対して、酸化処理、プラズマ処理を行って表面自由エネルギーを上げたり、フッ素元素を分子中に有するフッ素化合物や、ケイ素元素を分子中に有するポリシロキサン化合物を含有する低表面自由エネルギー処理剤を塗布して表面自由エネルギーを下げたりすることが好ましい。しかし、熱および圧力を加える手段14は、高速で加熱・加圧・紙の搬送を行う用途で用いられるため、高い耐久性が求められる。長期にわたる連続使用でも、表面自由エネルギーが変化しない、単一の材料で作られた熱および圧力を加える手段14を使用することがより好ましい。なお、熱および圧力を加える手段14の表面に微細な凹凸を設け画像剥がれを防止する方法を組み合わせてもよい。
なお、記録方法の一工程としての熱および圧力を加える工程は、熱および圧力を加える手段により好適に実施することができる。
<巻取り手段、巻取り工程>
巻取り手段15は、給紙手段11と対向する位置に配置されており、給紙手段11から給紙され、印刷層を形成された記録媒体10を巻き取る手段である。給紙手段11と巻取り手段15の回転速度をそれぞれ調整することで、記録媒体10に働く張力を調整することができる。なお、記録媒体の種類によっては、給紙手段および巻取り手段を省略することができる。なお、記録方法の一工程としての巻取り工程は、巻取り手段により好適に実施することができる。
巻取り手段15は、給紙手段11と対向する位置に配置されており、給紙手段11から給紙され、印刷層を形成された記録媒体10を巻き取る手段である。給紙手段11と巻取り手段15の回転速度をそれぞれ調整することで、記録媒体10に働く張力を調整することができる。なお、記録媒体の種類によっては、給紙手段および巻取り手段を省略することができる。なお、記録方法の一工程としての巻取り工程は、巻取り手段により好適に実施することができる。
<その他>
この記録装置には、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
この記録装置には、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
<<印刷物>>
印刷物は、上記記録装置を用いた記録方法を経て形成され、記録媒体と、記録媒体上にインク等で形成された印刷層と、を有する。
印刷物は、上記記録装置を用いた記録方法を経て形成され、記録媒体と、記録媒体上にインク等で形成された印刷層と、を有する。
<記録媒体>
記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙などが挙げられる。
特に、本発明において効果が得られる記録媒体としては、支持体と、支持体の少なくとも一方の面側に設けられた塗工層とを有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる記録媒体などが挙げられる。
支持体と塗工層を有する記録媒体においては、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録媒体への転移量は、2mL/m2以上3.1mL/m2以下が好ましく、2.3mL/m2以上3.1mL/m2以下がより好ましい。また、動的走査吸液計にて測定した接触時間400msにおける純水の記録媒体への転移量は、3mL/m2以上4.9mL/m2が好ましく、3.5mL/m2以上4.9mL/m2以下がより好ましい。純水の記録媒体に対する転移量が上記範囲である記録媒体は、インク吸収性が低く、記録媒体に付与されたインクが十分に乾燥しないまま熱および圧力を加える手段と接触することになる。そのため、他の記録媒体に比べて、画像剥がれの課題が生じやすく、より本発明を適用する意義が大きい。なお、接触時間100ms及び400msにおける純水の記録媒体への転移量は、いずれも記録媒体の塗工層を有する側の面において測定することができる。
ここで、動的走査吸収液計(dynamic scanning absorptometer;DSA,紙パ技協誌、第48巻、1994年5月、第88頁〜92頁、空閑重則)は、極めて短時間における吸液量を正確に測定できる装置である。動的走査吸液計は、吸液の速度をキャピラリー中のメニスカスの移動から直読する、試料を円盤状とし、この上で吸液ヘッドをらせん状に走査する、予め設定したパターンに従って走査速度を自動的に変化させ、1枚の試料で必要な点の数だけ測定を行う、という方法によって測定を自動化したものである。
紙試料への液体供給を行う液体供給ヘッドはテフロン(登録商標)管を介してキャピラリーに接続され、キャピラリー中のメニスカスの位置は光学センサで自動的に読み取られる。具体的には、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工株式会社製)を用いて、純水又はインクの転移量を測定することができる。
接触時間100ms及び接触時間400msにおける転移量としては、それぞれの接触時間の近隣の接触時間における転移量の測定値から補間により求めることができる。
記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙などが挙げられる。
特に、本発明において効果が得られる記録媒体としては、支持体と、支持体の少なくとも一方の面側に設けられた塗工層とを有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる記録媒体などが挙げられる。
支持体と塗工層を有する記録媒体においては、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録媒体への転移量は、2mL/m2以上3.1mL/m2以下が好ましく、2.3mL/m2以上3.1mL/m2以下がより好ましい。また、動的走査吸液計にて測定した接触時間400msにおける純水の記録媒体への転移量は、3mL/m2以上4.9mL/m2が好ましく、3.5mL/m2以上4.9mL/m2以下がより好ましい。純水の記録媒体に対する転移量が上記範囲である記録媒体は、インク吸収性が低く、記録媒体に付与されたインクが十分に乾燥しないまま熱および圧力を加える手段と接触することになる。そのため、他の記録媒体に比べて、画像剥がれの課題が生じやすく、より本発明を適用する意義が大きい。なお、接触時間100ms及び400msにおける純水の記録媒体への転移量は、いずれも記録媒体の塗工層を有する側の面において測定することができる。
ここで、動的走査吸収液計(dynamic scanning absorptometer;DSA,紙パ技協誌、第48巻、1994年5月、第88頁〜92頁、空閑重則)は、極めて短時間における吸液量を正確に測定できる装置である。動的走査吸液計は、吸液の速度をキャピラリー中のメニスカスの移動から直読する、試料を円盤状とし、この上で吸液ヘッドをらせん状に走査する、予め設定したパターンに従って走査速度を自動的に変化させ、1枚の試料で必要な点の数だけ測定を行う、という方法によって測定を自動化したものである。
紙試料への液体供給を行う液体供給ヘッドはテフロン(登録商標)管を介してキャピラリーに接続され、キャピラリー中のメニスカスの位置は光学センサで自動的に読み取られる。具体的には、動的走査吸液計(K350シリーズD型、協和精工株式会社製)を用いて、純水又はインクの転移量を測定することができる。
接触時間100ms及び接触時間400msにおける転移量としては、それぞれの接触時間の近隣の接触時間における転移量の測定値から補間により求めることができる。
−支持体−
支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木材繊維主体の紙、木材繊維及び合成繊維を主体とした不織布のようなシート状物質などが挙げられる。
支持体の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50μm〜300μmが好ましい。 また、支持体の坪量は、45g/m2〜290g/m2が好ましい。
支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、木材繊維主体の紙、木材繊維及び合成繊維を主体とした不織布のようなシート状物質などが挙げられる。
支持体の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50μm〜300μmが好ましい。 また、支持体の坪量は、45g/m2〜290g/m2が好ましい。
−表面層−
表面層は、顔料、バインダー(結着剤)を含有し、更に必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有する。
顔料としては、無機顔料、もしくは無機顔料と有機顔料を併用したものを用いることができる。無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クロライトなどが挙げられる。無機顔料の添加量は、バインダー100質量部に対し50質量部以上が好ましい。
有機顔料としては、例えば、スチレン−アクリル共重合体粒子、スチレン−ブタジエン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン粒子等の水溶性ディスパージョンがある。有機顔料の添加量は、表面層の全顔料100質量部に対し2質量部〜20質量部が好ましい。
バインダーとしては、水性樹脂を使用することが好ましい。水性樹脂としては、水溶性樹脂及び水分散性樹脂の少なくともいずれかを好適に用いることができる。水溶性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンなどが挙げられる。
表面層に必要に応じて含有される界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アニオン活性剤、カチオン活性剤、両性活性剤、非イオン活性剤のいずれも使用することができる。
表面層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、支持体上に表面層を構成する液を含浸又は塗布する方法により行うことができる。表面層を構成する液の付着量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、固形分で、0.5g/m2〜20g/m2が好ましく、1g/m2〜15g/m2がより好ましい。
表面層は、顔料、バインダー(結着剤)を含有し、更に必要に応じて、界面活性剤、その他の成分を含有する。
顔料としては、無機顔料、もしくは無機顔料と有機顔料を併用したものを用いることができる。無機顔料としては、例えば、カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、非晶質シリカ、チタンホワイト、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クロライトなどが挙げられる。無機顔料の添加量は、バインダー100質量部に対し50質量部以上が好ましい。
有機顔料としては、例えば、スチレン−アクリル共重合体粒子、スチレン−ブタジエン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン粒子等の水溶性ディスパージョンがある。有機顔料の添加量は、表面層の全顔料100質量部に対し2質量部〜20質量部が好ましい。
バインダーとしては、水性樹脂を使用することが好ましい。水性樹脂としては、水溶性樹脂及び水分散性樹脂の少なくともいずれかを好適に用いることができる。水溶性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルとポリウレタンなどが挙げられる。
表面層に必要に応じて含有される界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アニオン活性剤、カチオン活性剤、両性活性剤、非イオン活性剤のいずれも使用することができる。
表面層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、支持体上に表面層を構成する液を含浸又は塗布する方法により行うことができる。表面層を構成する液の付着量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、固形分で、0.5g/m2〜20g/m2が好ましく、1g/m2〜15g/m2がより好ましい。
<印刷層>
印刷層は、記録媒体上にインク等で形成された層である。印刷層のタック力は、28gf以下であり、1gf以上であることが好ましい。この範囲内であることにより画像剥がれを抑制することができる。
[タック力評価]
タック力は、JIS Z3284・IIW・SC/IA−SP058、IPC・SP−819準拠の方法により好適に行うことができる。この方法を用いた装置としては、例えば、タッキング試験機(レスカ社製:TAC−II)が挙げられる。
この装置では、試料の粘着面(印刷層)を上にして置き、上部から金属などで作製された円柱形の直径3〜5mm程度のプローブの円形の面を試料に接触、加圧、保持の後、引き剥がし、その際にかかる力を検出する。このとき、試料にかける荷重が大きいほどタック力は高い値を示す傾向がある。サンプルを設置するステージの温調が可能であり、温調をした場合、試料とプローブの温度が高いほど、また接触する時間が長いほど、タック力は大きくなる傾向にある。それ以外の測定条件は、事前に測定を行い最もばらつきが少なくなる条件を選択する。タック力の測定環境としては25℃、50%RHの環境で行う。以下、上記装置を用いたタック力の評価における評価条件を列挙する。
・測定対象:印刷してから30分経過した印刷物
・測定温度:25℃
・湿度:50%RH
・プローブ押し込み速度:5mm/分
・プローブ引き上げ速度:5mm/分
・荷重:38g/cm2
・接触時間(加圧時間):2秒
・プローブ直径:5mm
・プローブの形状:円柱状
・プローブの材質:SUS
・プローブの温度:120℃
印刷層のタック力は、特に印刷層に残留する溶剤の影響を受ける。120℃のプローブを接触させ、擬似的に熱および圧力を加える工程を模した上記試験を行った際のタック力が28gfを超える印刷物は、タック力が28gfを超えない印刷物に比べ印刷層により多くの残留溶剤を含んでいる。結果として、残留溶剤の影響によりインクに含まれる樹脂が可塑化され、タック力が上昇し、画像剥がれが起こりやすい。そのため、残留溶剤の原因となる、インクに添加される有機溶剤量を減らすことで、乾燥工程におけるタック力を低減させ、画像剥がれの発生を抑えることができる。しかし、インクジェットにおけるインク吐出工程、着弾工程において高い画像品質を持つ印刷物を実現するためには、インク内で有機溶剤と樹脂がよく混合しており、着弾後の記録媒体表面にインクが速やかに凹凸なく濡れ広がることが求められる。そのため、樹脂と親和性の高い有機溶剤をインクから減らすことは困難であった。本発明は、有機溶剤を用いたとしても、上記の印刷層のタック力の範囲を満たすことができるインクを用いる。印刷層のタック力は、インク中の樹脂、有機溶剤等の影響を受けるが、印刷層のタック力の範囲を満たすことができる一例としての樹脂、有機溶剤等の種類については、以降で詳細に説明する。
印刷層は、記録媒体上にインク等で形成された層である。印刷層のタック力は、28gf以下であり、1gf以上であることが好ましい。この範囲内であることにより画像剥がれを抑制することができる。
[タック力評価]
タック力は、JIS Z3284・IIW・SC/IA−SP058、IPC・SP−819準拠の方法により好適に行うことができる。この方法を用いた装置としては、例えば、タッキング試験機(レスカ社製:TAC−II)が挙げられる。
この装置では、試料の粘着面(印刷層)を上にして置き、上部から金属などで作製された円柱形の直径3〜5mm程度のプローブの円形の面を試料に接触、加圧、保持の後、引き剥がし、その際にかかる力を検出する。このとき、試料にかける荷重が大きいほどタック力は高い値を示す傾向がある。サンプルを設置するステージの温調が可能であり、温調をした場合、試料とプローブの温度が高いほど、また接触する時間が長いほど、タック力は大きくなる傾向にある。それ以外の測定条件は、事前に測定を行い最もばらつきが少なくなる条件を選択する。タック力の測定環境としては25℃、50%RHの環境で行う。以下、上記装置を用いたタック力の評価における評価条件を列挙する。
・測定対象:印刷してから30分経過した印刷物
・測定温度:25℃
・湿度:50%RH
・プローブ押し込み速度:5mm/分
・プローブ引き上げ速度:5mm/分
・荷重:38g/cm2
・接触時間(加圧時間):2秒
・プローブ直径:5mm
・プローブの形状:円柱状
・プローブの材質:SUS
・プローブの温度:120℃
印刷層のタック力は、特に印刷層に残留する溶剤の影響を受ける。120℃のプローブを接触させ、擬似的に熱および圧力を加える工程を模した上記試験を行った際のタック力が28gfを超える印刷物は、タック力が28gfを超えない印刷物に比べ印刷層により多くの残留溶剤を含んでいる。結果として、残留溶剤の影響によりインクに含まれる樹脂が可塑化され、タック力が上昇し、画像剥がれが起こりやすい。そのため、残留溶剤の原因となる、インクに添加される有機溶剤量を減らすことで、乾燥工程におけるタック力を低減させ、画像剥がれの発生を抑えることができる。しかし、インクジェットにおけるインク吐出工程、着弾工程において高い画像品質を持つ印刷物を実現するためには、インク内で有機溶剤と樹脂がよく混合しており、着弾後の記録媒体表面にインクが速やかに凹凸なく濡れ広がることが求められる。そのため、樹脂と親和性の高い有機溶剤をインクから減らすことは困難であった。本発明は、有機溶剤を用いたとしても、上記の印刷層のタック力の範囲を満たすことができるインクを用いる。印刷層のタック力は、インク中の樹脂、有機溶剤等の影響を受けるが、印刷層のタック力の範囲を満たすことができる一例としての樹脂、有機溶剤等の種類については、以降で詳細に説明する。
また、印刷層の表面自由エネルギーは、30mJ/m2以上60mJ/m2以下であることが好ましい。印刷層の表面自由エネルギーがこの範囲であることにより、熱および圧力を加える手段に対する印刷層のタック性を低下させることができ、画像剥がれを抑制することができる。なお、印刷層の表面自由エネルギーの測定方法は、熱および圧力を加える手段における表面自由エネルギーの測定方法と同様である。
なお、インクを付与して設けられた層の上に、更に、コート層などの後処理工程に由来する層が設けられている場合、印刷層のタック力、及び表面自由エネルギーは、最表面の層における値を指す。
<<インク>>
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
以下、インクに用いる有機溶剤、水、色材、樹脂、添加剤等について説明する。
<有機溶剤>
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
また、有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分子内の炭素数が6以上あり、且つ、エーテル結合を含む有機溶剤を含むことが特に好ましい。この有機溶剤としては、例えば、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類が挙げられる。有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類等が挙げられる。
有機溶剤のインク中における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
<樹脂>
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はないが、ウレタン樹脂であることが好ましい。その中でも、融点が十分高く、印刷層の熱および圧力を加える手段に対するタック性を低下させることができるという点から、ウレタン結合を含む平均分子量10000以上である化合物が好ましい。さらに、樹脂を熱分解GC/MSにより分析を行った際、ポリオールとジイソシアネートが検出されるとよい。また、このような樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像硬度を得る点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着性、インクの保存安定性の点から、インク全量に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はないが、ウレタン樹脂であることが好ましい。その中でも、融点が十分高く、印刷層の熱および圧力を加える手段に対するタック性を低下させることができるという点から、ウレタン結合を含む平均分子量10000以上である化合物が好ましい。さらに、樹脂を熱分解GC/MSにより分析を行った際、ポリオールとジイソシアネートが検出されるとよい。また、このような樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像硬度を得る点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着性、インクの保存安定性の点から、インク全量に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
また、ウレタン樹脂と、上記の分子内の炭素数が6以上であり、且つ、エーテル結合を有する有機溶剤を併用することにより、この有機溶剤がウレタン樹脂を可塑化し、記録媒体に付与されたインクをより平滑に広げることができる。それにより、印刷層が平滑化し印刷層のタック力を上記の範囲にすることが容易になる。なお、有機溶剤の沸点が高いほど、印刷層を平滑化することが容易となるが、一方で乾燥性が低下し、印刷層のタック力が上がり、画像剥がれの原因となることから、ウレタン樹脂と併用する有機溶剤は沸点が250℃以下であることが好ましい。
なお、ウレタン樹脂と、分子内の炭素数が6未満であり、且つ、エーテル結合を有さない有機溶剤を併用した場合であっても、印刷層のタック力を上記の範囲にすることができる場合がある。例えば、分子量が小さく沸点が低い有機溶剤を用いた場合、印刷層における乾燥が早くなる。また、エーテル結合を有さないため、ウレタン樹脂との親和性が低くなり、乾燥が早くなる。そのため、印刷層が形成されてから短時間でタック力が下がり、印刷層のタック力を上記の範囲にすることが容易になる。
なお、ウレタン樹脂と、分子内の炭素数が6未満であり、且つ、エーテル結合を有さない有機溶剤を併用した場合であっても、印刷層のタック力を上記の範囲にすることができる場合がある。例えば、分子量が小さく沸点が低い有機溶剤を用いた場合、印刷層における乾燥が早くなる。また、エーテル結合を有さないため、ウレタン樹脂との親和性が低くなり、乾燥が早くなる。そのため、印刷層が形成されてから短時間でタック力が下がり、印刷層のタック力を上記の範囲にすることが容易になる。
<水> インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。
<色材> 色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、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、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、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、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、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、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
インク中の色材の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
顔料を分散してインクを得るためには、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<顔料分散体>
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インク中の固形分の粒径については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、吐出安定性、画像濃度などの画像品質を高くする点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。固形分は樹脂粒子や顔料の粒子等が含まれる。粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
<添加剤>
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
<界面活性剤>
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。インク中に界面活性剤を含有させることで、吐出安定性の向上、及び吐出されたインクとメディアの界面におけるインクの濡れ性向上を実現させることができる。また、インクが記録媒体に付与され、浸透した後の印刷層における表面自由エネルギーを低下させることができる。表面自由エネルギーを低下させることで、熱および圧力を加える手段に対する印刷層のタック性を低下させることができ、画像剥がれを抑制することができる。具体的には、界面活性剤は、印刷層の表面自由エネルギーを30mJ/m2以上60mJ/m2以下とすることができるものであることが好ましい。この範囲であることにより、インクの表面張力を低下させすぎて画像にじみが発生する等の不具合が発生することも抑制できる。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。インク中に界面活性剤を含有させることで、吐出安定性の向上、及び吐出されたインクとメディアの界面におけるインクの濡れ性向上を実現させることができる。また、インクが記録媒体に付与され、浸透した後の印刷層における表面自由エネルギーを低下させることができる。表面自由エネルギーを低下させることで、熱および圧力を加える手段に対する印刷層のタック性を低下させることができ、画像剥がれを抑制することができる。具体的には、界面活性剤は、印刷層の表面自由エネルギーを30mJ/m2以上60mJ/m2以下とすることができるものであることが好ましい。この範囲であることにより、インクの表面張力を低下させすぎて画像にじみが発生する等の不具合が発生することも抑制できる。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
(但し、一般式(S−1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が2〜16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素数が4〜16である化合物がより好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
上記一般式(F−1)で表される化合物において、水溶性を付与するためにmは0〜10の整数が好ましく、nは0〜40の整数が好ましい。
上記一般式(F-2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1でmは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CmF2m+1でmは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。nは1〜6の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。 この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。 これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。 この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
インク中における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましい。
<消泡剤>
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
<防腐防黴剤>
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
<防錆剤>
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
<pH調整剤>
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
<<前処理液>>
前処理液は、凝集剤、有機溶剤、水を含有し、必要に応じて界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等を含有しても良い。
有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤は、インクに用いる材料と同様の材料を使用でき、その他、公知の処理液に用いられる材料を使用できる。
凝集剤の種類は特に限定されず、水溶性カチオンポリマー、酸、多価金属塩等が挙げられる。
前処理液は、凝集剤、有機溶剤、水を含有し、必要に応じて界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等を含有しても良い。
有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤は、インクに用いる材料と同様の材料を使用でき、その他、公知の処理液に用いられる材料を使用できる。
凝集剤の種類は特に限定されず、水溶性カチオンポリマー、酸、多価金属塩等が挙げられる。
<<後処理液>>
後処理液は、透明な層を形成することが可能であれば、特に限定されない。後処理液は、有機溶剤、水、樹脂、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等、必要に応じて選択し、混合して得られる。また、後処理液は、記録媒体に形成された記録領域の全域に塗布しても良いし、インク像が形成された領域のみに塗布しても良い。
後処理液は、透明な層を形成することが可能であれば、特に限定されない。後処理液は、有機溶剤、水、樹脂、界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等、必要に応じて選択し、混合して得られる。また、後処理液は、記録媒体に形成された記録領域の全域に塗布しても良いし、インク像が形成された領域のみに塗布しても良い。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
また、実施例及び比較例で用いた印刷層、熱および圧力を加える手段の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、以下のようにして求めた。
また、実施例及び比較例で用いた印刷層、熱および圧力を加える手段の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、以下のようにして求めた。
<表面自由エネルギー>
25℃において、表面張力の異なる表面張力試験液(純正化学工業株式会社製)を用いて接触角を接触角計(Dataphsics社製、OCA20)で測定し、Zismanプロットを作成して、cosθ=1(θ=0)の場合の表面張力γc(臨界表面張力)、即ち表面自由エネルギーを求めた。
25℃において、表面張力の異なる表面張力試験液(純正化学工業株式会社製)を用いて接触角を接触角計(Dataphsics社製、OCA20)で測定し、Zismanプロットを作成して、cosθ=1(θ=0)の場合の表面張力γc(臨界表面張力)、即ち表面自由エネルギーを求めた。
<熱および圧力を加える手段1の作成>
外径30mmのアルミニウム製円筒状基体に、フッ素系コーティング剤(エスエフコート、AGCセイケミカル株式会社製)の5wt%メタノール溶液を浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥させて厚さ0.3μmの塗工層を有するローラである熱および圧力を加える手段1を形成した。熱および圧力を加える手段1の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、11mJ/m2だった。
外径30mmのアルミニウム製円筒状基体に、フッ素系コーティング剤(エスエフコート、AGCセイケミカル株式会社製)の5wt%メタノール溶液を浸漬塗布し、100℃で10分間乾燥させて厚さ0.3μmの塗工層を有するローラである熱および圧力を加える手段1を形成した。熱および圧力を加える手段1の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、11mJ/m2だった。
<熱および圧力を加える手段2の作成>
外径30mmのポリイミド製円筒状基体に、スパッタリング法で厚さ約50nmのSiO2層を形成した後、フッ素系シランカップリング剤である変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業製オプツールDSX)を真空蒸着法により厚さ約100nm付着させた。次いで、シリコーン樹脂(東レダウコーニングシリコーン社製SR2411)をリグロインで5倍希釈し、変性パーフルオロポリオキセタン層上に、ディッピング法により約0.1mg/cm2付着させ、ローラである熱および圧力を加える手段2を形成した。熱および圧力を加える手段2の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、25mJ/m2だった。
外径30mmのポリイミド製円筒状基体に、スパッタリング法で厚さ約50nmのSiO2層を形成した後、フッ素系シランカップリング剤である変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業製オプツールDSX)を真空蒸着法により厚さ約100nm付着させた。次いで、シリコーン樹脂(東レダウコーニングシリコーン社製SR2411)をリグロインで5倍希釈し、変性パーフルオロポリオキセタン層上に、ディッピング法により約0.1mg/cm2付着させ、ローラである熱および圧力を加える手段2を形成した。熱および圧力を加える手段2の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、25mJ/m2だった。
<熱および圧力を加える手段3の作成>
ポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(F302、ダイキン工業社製、パーフルオロアルキルとビニルエーテル変性PTFE、焼成後の結晶融解開始温度約270℃、焼成後の100%結晶融解温度約335℃)100重量部に、アイソパーE(エクソン化学社製)22重量部を混合し、25℃にて24時間熟成したものを成型物の外径が30mmとなるよう製作されたローラ金型に隙間無く押し固め、トンネル炉(最終温度390℃)で連続的に乾燥して焼成し、外径30mmのローラである熱および圧力を加える手段3を形成した。熱および圧力を加える手段3の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、18mJ/m2だった。
ポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(F302、ダイキン工業社製、パーフルオロアルキルとビニルエーテル変性PTFE、焼成後の結晶融解開始温度約270℃、焼成後の100%結晶融解温度約335℃)100重量部に、アイソパーE(エクソン化学社製)22重量部を混合し、25℃にて24時間熟成したものを成型物の外径が30mmとなるよう製作されたローラ金型に隙間無く押し固め、トンネル炉(最終温度390℃)で連続的に乾燥して焼成し、外径30mmのローラである熱および圧力を加える手段3を形成した。熱および圧力を加える手段3の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、18mJ/m2だった。
<熱および圧力を加える手段4の作成>
外径30mmのアルミニウム製円筒状基体を熱および圧力を加える手段4として使用した。熱および圧力を加える手段3の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、840mJ/m2だった。
外径30mmのアルミニウム製円筒状基体を熱および圧力を加える手段4として使用した。熱および圧力を加える手段3の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、840mJ/m2だった。
<熱および圧力を加える手段5の作成>
攪拌翼がついた容器に、モレキュラーシーブにて十分に脱水したジメチルホルムアミド(DMF:三菱ガス株式会社製)を1500g入れ、4、4′−ジアミノジフェニルエーテル(東京化成工業株式会社製)を200g加え、完全に溶解するまで攪拌した。次に金属フィラー(FT−2000、石原産業社製)60gとDMF300gを別の容器に入れ、よく攪拌し、さらに超音波分散機にかけることで分散液中の金属フィラーを均一に分散させた。上記で得られた金属フィラー分散液とカーボンブラック分散液を、同一のビーカー中にそれぞれ98gおよび45g採取し、よく攪拌した。このビーカー中に、上記で得られたポリイミド前駆体300gを溶かし入れ、さらによく攪拌した。このようにして、ポリイミド前駆体の乾燥重量100重量部に対して、金属フィラー約25重量部、カーボンブラック約3重量部含有する混合溶液を得た。さらにこの溶液に、15gのイソキノリン(東京化成工業株式会社製)を触媒として混ぜ入れることで、ポリイミド前駆体を調製した。
得られたポリイミド前駆体を、成型物の外径が30mmとなるよう製作されたローラー金型に充填した。金型に均一にポリイミド前駆体が充填された後、内型の片端開放部を密閉し、他端開放部から無水酢酸:DMF=5:1であるポリイミド前駆体を化学的に硬化せしめる液体を、圧縮空気を用いて導入することで、内型がポリイミド前駆体と接している面から、上述のポリイミド前駆体を化学的に硬化せしめる液体を滲出させた。この際の液温は21℃であった。10分放置後、金型を取り外し、100℃に設定したオーブンに投入し10分間加熱した。次いで、100℃から380℃まで、約30分かけて昇温することで、イミド転化反応を進行させた。その後、金型を室温で放冷し、金型から樹脂を取り外し、外径30mmのポリイミドローラーである熱および圧力を加える手段5を形成した。熱および圧力を加える手段5の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、50mJ/m2だった。
攪拌翼がついた容器に、モレキュラーシーブにて十分に脱水したジメチルホルムアミド(DMF:三菱ガス株式会社製)を1500g入れ、4、4′−ジアミノジフェニルエーテル(東京化成工業株式会社製)を200g加え、完全に溶解するまで攪拌した。次に金属フィラー(FT−2000、石原産業社製)60gとDMF300gを別の容器に入れ、よく攪拌し、さらに超音波分散機にかけることで分散液中の金属フィラーを均一に分散させた。上記で得られた金属フィラー分散液とカーボンブラック分散液を、同一のビーカー中にそれぞれ98gおよび45g採取し、よく攪拌した。このビーカー中に、上記で得られたポリイミド前駆体300gを溶かし入れ、さらによく攪拌した。このようにして、ポリイミド前駆体の乾燥重量100重量部に対して、金属フィラー約25重量部、カーボンブラック約3重量部含有する混合溶液を得た。さらにこの溶液に、15gのイソキノリン(東京化成工業株式会社製)を触媒として混ぜ入れることで、ポリイミド前駆体を調製した。
得られたポリイミド前駆体を、成型物の外径が30mmとなるよう製作されたローラー金型に充填した。金型に均一にポリイミド前駆体が充填された後、内型の片端開放部を密閉し、他端開放部から無水酢酸:DMF=5:1であるポリイミド前駆体を化学的に硬化せしめる液体を、圧縮空気を用いて導入することで、内型がポリイミド前駆体と接している面から、上述のポリイミド前駆体を化学的に硬化せしめる液体を滲出させた。この際の液温は21℃であった。10分放置後、金型を取り外し、100℃に設定したオーブンに投入し10分間加熱した。次いで、100℃から380℃まで、約30分かけて昇温することで、イミド転化反応を進行させた。その後、金型を室温で放冷し、金型から樹脂を取り外し、外径30mmのポリイミドローラーである熱および圧力を加える手段5を形成した。熱および圧力を加える手段5の記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、50mJ/m2だった。
<樹脂分散液1の作成>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,6−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサン二酸をOH/COOH=1.5、となるように、チタンテトライソプロポキシド(1000ppm対樹脂成分)とともに投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温し、次いで、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後さらに、1334〜2000Pa(10〜15mmHg)の減圧で5時間反応させ、中間体ポリエステルを得た。次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステルとイソホロンジイソシアネートをモル比で1:2となるよう投入し、酢酸エチルで48%となるように希釈後、100℃で5時間反応させた。大量の水を加え、脱溶を行い、10質量%樹脂分散液1を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,6−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサン二酸をOH/COOH=1.5、となるように、チタンテトライソプロポキシド(1000ppm対樹脂成分)とともに投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温し、次いで、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後さらに、1334〜2000Pa(10〜15mmHg)の減圧で5時間反応させ、中間体ポリエステルを得た。次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステルとイソホロンジイソシアネートをモル比で1:2となるよう投入し、酢酸エチルで48%となるように希釈後、100℃で5時間反応させた。大量の水を加え、脱溶を行い、10質量%樹脂分散液1を得た。
<樹脂分散液2の作成>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,4−ブタンジオール、1,4−ブタン二酸をOH/COOH=1.5、となるように、チタンテトライソプロポキシド(1000ppm対樹脂成分)とともに投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温し、次いで、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後さらに、1334〜2000Pa(10〜15mmHg)の減圧で5時間反応させ、中間体ポリエステルを得た。次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステルとイソホロンジイソシアネートをモル比で1:2となるよう投入し、酢酸エチルで48%となるように希釈後、100℃で5時間反応させた。大量の水を加え、脱溶を行い、10質量%樹脂分散液2を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、1,4−ブタンジオール、1,4−ブタン二酸をOH/COOH=1.5、となるように、チタンテトライソプロポキシド(1000ppm対樹脂成分)とともに投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温し、次いで、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後さらに、1334〜2000Pa(10〜15mmHg)の減圧で5時間反応させ、中間体ポリエステルを得た。次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステルとイソホロンジイソシアネートをモル比で1:2となるよう投入し、酢酸エチルで48%となるように希釈後、100℃で5時間反応させた。大量の水を加え、脱溶を行い、10質量%樹脂分散液2を得た。
<インク1の調製>
顔料分散体CAB−O−JET200(カーボンブラック、CABOT社製)を15.0質量%、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド(B100、出光興産株式会社製、沸点:252℃)27.0質量%、プロピレングリコールメチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点:120℃)3.0質量%、1,2−プロパンジオール(株式会社ADEKA製、沸点:188℃)16.0質量%、樹脂分散液1を5.0質量%、アクリルシリコーン樹脂粒子(サイマックUS480、東亜合成株式会社製)11.0質量%、ポリエーテル変性シロキサン界面活性剤(TEGO Wet270、エボニック社製)1.0質量%、及び合計が100質量%となるように水を残量添加し、混合撹拌した後、平均孔径1.5μmポリプロピレンフィルター(商品名:プロファイルスター、日本ポール株式会社製)で濾過して、インク1を得た。
顔料分散体CAB−O−JET200(カーボンブラック、CABOT社製)を15.0質量%、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミド(B100、出光興産株式会社製、沸点:252℃)27.0質量%、プロピレングリコールメチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点:120℃)3.0質量%、1,2−プロパンジオール(株式会社ADEKA製、沸点:188℃)16.0質量%、樹脂分散液1を5.0質量%、アクリルシリコーン樹脂粒子(サイマックUS480、東亜合成株式会社製)11.0質量%、ポリエーテル変性シロキサン界面活性剤(TEGO Wet270、エボニック社製)1.0質量%、及び合計が100質量%となるように水を残量添加し、混合撹拌した後、平均孔径1.5μmポリプロピレンフィルター(商品名:プロファイルスター、日本ポール株式会社製)で濾過して、インク1を得た。
<インク2〜14の調製>
インク1の調製において、下記表1の組成、及び含有量に変更した以外は、インク1の調製と同様にして、インク2〜14を得た。なお、下記表1中のインクの組成を示す数字は、質量%を表す。
インク1の調製において、下記表1の組成、及び含有量に変更した以外は、インク1の調製と同様にして、インク2〜14を得た。なお、下記表1中のインクの組成を示す数字は、質量%を表す。
なお、上記表1において、成分の商品名、及び製造会社名については下記の通りである。
・トリプロピレングリコールメチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点242℃)
・ジプロピレングリコールメチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点190℃)
・エチレングリコール(三菱化学株式会社製、沸点197.6℃)
・トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点274℃)
・フッ素系ノニオン性界面活性剤(FC−4430 菱江化学株式会社製)
・トリプロピレングリコールメチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点242℃)
・ジプロピレングリコールメチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点190℃)
・エチレングリコール(三菱化学株式会社製、沸点197.6℃)
・トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル(安藤パラケミー株式会社製、沸点274℃)
・フッ素系ノニオン性界面活性剤(FC−4430 菱江化学株式会社製)
[印刷層の表面自由エネルギー]
インクジェットプリンティングシステムであるRICOH Pro VC60000(リコー製)を用いて印刷した印刷物の印刷層における表面自由エネルギーを測定した。記録媒体としては、Lumi Art Gloss 90gsm、200gsm (Stora Enso社製、紙幅520.7mm)、PODグロスコート128gsm(王子製紙株式会社製、紙幅520.7mm)、Magno Gloss(Sappi Global社製)を用い、1200dpiの解像度でベタ画像作成を行った。熱および圧力を加える手段の温度は100度に設定した。巻取り装置はRewinding module RW6(Hunkeler社製)を用いた。その際、巻取りテンションを変動させ、画像にかかる圧力を0.01kgf/cm2になるように調整した。結果を表2に示した。
インクジェットプリンティングシステムであるRICOH Pro VC60000(リコー製)を用いて印刷した印刷物の印刷層における表面自由エネルギーを測定した。記録媒体としては、Lumi Art Gloss 90gsm、200gsm (Stora Enso社製、紙幅520.7mm)、PODグロスコート128gsm(王子製紙株式会社製、紙幅520.7mm)、Magno Gloss(Sappi Global社製)を用い、1200dpiの解像度でベタ画像作成を行った。熱および圧力を加える手段の温度は100度に設定した。巻取り装置はRewinding module RW6(Hunkeler社製)を用いた。その際、巻取りテンションを変動させ、画像にかかる圧力を0.01kgf/cm2になるように調整した。結果を表2に示した。
[タック力]
上記印刷層の表面自由エネルギーの測定と同一の条件で印刷した印刷物を、適当な大きさに切り取り、タッキング試験機(レスカ社製:TAC−II)を用いて印刷物の印刷層におけるタック力を測定した。測定は以下の条件で行った。結果を表2に示した。
・測定対象:印刷してから30分経過した印刷物
・測定温度:25℃
・湿度:50%RH
・プローブ押し込み速度:5mm/分
・プローブ引き上げ速度:5mm/分
・荷重:38g/cm2
・接触時間(加圧時間):2秒
・プローブ直径:5mm
・プローブの形状:円柱状
・プローブの材質:SUS
・プローブの温度:120℃
上記印刷層の表面自由エネルギーの測定と同一の条件で印刷した印刷物を、適当な大きさに切り取り、タッキング試験機(レスカ社製:TAC−II)を用いて印刷物の印刷層におけるタック力を測定した。測定は以下の条件で行った。結果を表2に示した。
・測定対象:印刷してから30分経過した印刷物
・測定温度:25℃
・湿度:50%RH
・プローブ押し込み速度:5mm/分
・プローブ引き上げ速度:5mm/分
・荷重:38g/cm2
・接触時間(加圧時間):2秒
・プローブ直径:5mm
・プローブの形状:円柱状
・プローブの材質:SUS
・プローブの温度:120℃
[画像剥がれ]
上記印刷層の表面自由エネルギーの測定と同一の条件で印刷した印刷物において、以下の基準により画像剥がれを評価した。結果を表2に示した。許容範囲はA〜Dである。
A:画像剥がれなく、視覚的に均一な画像になっている。
B:画像剥がれはないが、10μ程度の微小な画像抜けがある。
C:画像剥がれはないが、20μ程度の微小な画像抜けがある。
D:画像剥がれはないが、30μ程度の微小な画像抜けがある。
E:画像が著しく欠ける。
上記印刷層の表面自由エネルギーの測定と同一の条件で印刷した印刷物において、以下の基準により画像剥がれを評価した。結果を表2に示した。許容範囲はA〜Dである。
A:画像剥がれなく、視覚的に均一な画像になっている。
B:画像剥がれはないが、10μ程度の微小な画像抜けがある。
C:画像剥がれはないが、20μ程度の微小な画像抜けがある。
D:画像剥がれはないが、30μ程度の微小な画像抜けがある。
E:画像が著しく欠ける。
1 記録装置
10 記録媒体
11 給紙手段
12 インクを付与する手段
13 乾燥手段
14 熱および圧力を加える手段
15 巻取り手段
16 記録媒体の搬送方向
17 記録媒体の搬送方向
10 記録媒体
11 給紙手段
12 インクを付与する手段
13 乾燥手段
14 熱および圧力を加える手段
15 巻取り手段
16 記録媒体の搬送方向
17 記録媒体の搬送方向
Claims (18)
- 記録媒体にインクを付与する工程と、前記記録媒体の前記インクを付与した面に接しながら前記記録媒体に熱および圧力を加える工程と、を有し、前記記録媒体に前記インクで形成された印刷層を設ける記録方法であって、
前記熱および前記圧力は、熱および圧力を加える手段により印加され、前記熱および圧力を加える手段の前記記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは25mJ/m2以下であり、
120℃のプローブで測定した前記印刷層のタック力は、28gf以下である記録方法。 - 前記印刷層の表面自由エネルギーは、30mJ/m2以上60mJ/m2以下である請求項1に記載の記録方法。
- 前記熱および前記圧力を加える手段は、フッ素またはケイ素の元素を分子中に含む材料を表面に有する請求項1または2に記載の記録方法。
- 前記インクは、ウレタン結合を有する樹脂、及び炭素数が6以上のエーテル結合を有する有機溶剤を含む請求項1乃至3のいずれか一項に記載の記録方法。
- 前記記録媒体は、支持体と、前記支持体の少なくとも一方の面側に設けられた塗工層と、を有し、動的走査吸液計により測定した接触時間100msにおける純水の前記塗工層への転移量が、2mL/m2以上3.1mL/m2以下であり、かつ前記接触時間400msにおける純水の前記塗工層への転移量が、3mL/m2以上4.9mL/m2以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の記録方法。
- 前記熱および前記圧力を加える手段の温度は、100℃以上130℃以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の記録方法。
- 前記記録媒体は、連続紙である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の記録方法。
- 前記連続紙を、前記インクを付与する工程で用いるために給紙する給紙工程と、前記印刷層を設けられた前記連続紙を巻き取る巻取り工程と、を有し、
前記連続紙の搬送方向における長さは、前記給紙工程を行う給紙手段から前記巻き取り工程を行う巻取り手段に至る搬送経路の長さより長い請求項7に記載の記録方法。 - 前記圧力は、前記熱および圧力を加える手段が前記連続紙の搬送方向を変えるときに、前記給紙手段および前記巻取り手段が前記連続紙に加える張力に基づいて生じる請求項8に記載の記録方法。
- 記録媒体にインクを付与する手段と、前記記録媒体の前記インクを付与される面に接するように設けられ前記記録媒体に熱および圧力を加える手段と、を有し、前記記録媒体に前記インクで形成された印刷層を設ける記録装置であって、
前記熱および圧力を加える手段の前記記録媒体に接する面における表面自由エネルギーは、25mJ/m2以下であり、
120℃のプローブで測定した前記印刷層のタック力は、28gf以下である記録装置。 - 前記印刷層の表面自由エネルギーは、30mJ/m2以上60mJ/m2以下である請求項10に記載の記録装置。
- 前記熱および前記圧力を加える手段は、フッ素またはケイ素の元素を分子中に含む材料を表面に有する請求項10または11に記載の記録装置。
- 前記インクは、ウレタン結合を有する樹脂、及び炭素数が6以上のエーテル結合を有する有機溶剤を含む請求項10乃至12のいずれか一項に記載の記録装置。
- 前記記録媒体は、支持体と、前記支持体の少なくとも一方の面側に設けられた塗工層と、を有し、動的走査吸液計により測定した接触時間100msにおける純水の前記塗工層への転移量が、2mL/m2以上3.1mL/m2以下であり、かつ前記接触時間400msにおける純水の前記塗工層への転移量が、3mL/m2以上4.9mL/m2以下である請求項10乃至13のいずれか一項に記載の記録装置。
- 前記熱および前記圧力を加える手段の温度は、100℃以上130℃以下である請求項10乃至14のいずれか一項に記載の記録装置。
- 前記記録媒体は、連続紙である請求項10乃至15のいずれか一項に記載の記録装置。
- 前記連続紙を、前記インクを付与する手段に給紙する給紙手段と、前記印刷層を設けられた前記連続紙を巻き取る巻取り手段と、を有し、
前記連続紙の搬送方向における長さは、前記給紙手段から前記巻取り手段に至る搬送経路の長さより長い請求項16に記載の記録装置。 - 前記圧力は、前記熱および圧力を加える手段が前記連続紙の搬送方向を変えるときに、前記給紙手段および前記巻取り手段が前記連続紙に加える張力に基づいて生じる請求項17に記載の記録装置。
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