JP4708731B2 - 液体組成物のセット、それを用いた液体付与方法および液体付与装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、上記の液体組成物のセットを用いて、機能性物質の定着部間でのにじみの発生を抑えた画像形成方法に用いる液体付与装置を提供するものである。
また、本発明における第3の発明は、第1の発明の液体組成物のセットが有する第1及び第2の液体組成物にエネルギーを作用させることにより、互いが接するように媒体に付与する液体付与手段と、前記液体付与手段を駆動するための駆動手段とを備えていることを特徴とする液体付与装置である。
また、本発明は、上記の液体組成物のセットを用いて、機能性物質の混合を抑制することで、機能性物質の定着部間でのにじみの発生を抑えた画像を記録媒体に形成する液体付与方法を提供することができる。
また、本発明は、上記の液体組成物のセットを用いて、機能性物質の定着部間でのにじみの発生を抑えた画像形成方法に用いる液体付与装置を提供することができる。
本発明にかかる液体組成物のセットには、互いに接触した際に少なくとも一方の液体組成物の、少なくとも他方との接触部において増粘が生じる2種の液体組成物の組合せが含まれる。更に、このような組合せの2以上が含まれていてもよい。例えば、3種の液体組成物からなるセットの場合に、第1の液体組成物と第2の液体組成物とが上記の関係を示す組合せを構成し、第2の液体組成物と第3の液体組成物が上記の関係を満たす組合せを構成しているものが例示できる。
本発明にかかる機能性物質とは、所望の機能を発揮する化合物または組成物を意味する。例えば、除草剤、殺虫剤等の農薬、抗がん剤、抗アレルギー剤、消炎剤等の医薬、また、色材、代表的には顔料あるいは染料をあげることができる。例えば、上記の農薬であれば除草効果を有する活性化合物、殺虫効果を有する活性化合物である。また、上記の医薬であれば、対象の症状を緩和または緩解する化合物である。本発明では、それら機能を有する物質を機能を発揮する場所への定着性、場所選択性を向上することにより機能発現を容易にすることができる。
色材としては前述したように顔料が例としてあり、無機の無彩色顔料、有機、無機の有彩色顔料があり、また、無色または淡色の顔料、金属光沢顔料等を使用してもよい。本発明のために、新規に合成した顔料を用いてもよい。
黒色の顔料としては、Raven1060(商品名、コロンビアン・カーボン社製)、MOGUL−L(商品名、キャボット社製)、Color Black FW1(商品名、デグッサ社製)、MA100(商品名、三菱化学社製)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
C.I.アシッドブラック,−2,−52,−208;C.I.アシッドイエロー,−11,−29,−71;C.I.アシッドレッド,−1,−52,−317;C.I.アシッドブルー,−9,−93,−254;C.I.アシッドオレンジ,−7,−19;C.I.アシッドバイオレット,−49等の酸性染料、 C.I.リアクティブブラック,−1,−23,−39;C.I.リアクティブイエロー,−2,−77,−163;C.I.リアクティブレッド,−3,−111,−221;C.I.リアクティブブルー,−2,−101,−217;C.I.リアクティブオレンジ,−5,−74,−99;C.I.リアクティブバイオレット,−1,−24,−38;C.I.リアクティブグリーン,−5,−15,−23;C.I.リアクティブブラウン,−2,−18,−33等の反応染料;
C.I.ベーシックブラック,−2;C.I.ベーシックレッド,−1,−12,−27;C.I.ベーシックブルー,−1,−24,;C.I.ベーシックバイオレット,−7,−14,−27;C.I.フードブラック,−1,−2等が挙げられる。
黒色の油溶性染料としては、C.I.Solvent Black−3,−22:1,−50等が挙げられるが、これらに限定されない。
オレンジの油溶性染料としては、C.I.Solvent Orange−1,−40:1,−99等が挙げられるが、これらに限定されない。
バイオレットの油溶性染料としては、C.I.Solvent Violet−2,−11,−47等が挙げられるが、これらに限定されない。
グリーンの油溶性染料としては、C.I.Solvent Green−1,−20,−33等が挙げられるが、これらに限定されない。
ブラウンの油溶性染料としては、C.I.Solvent Brown−1,−12,−58等が挙げられるが、これらに限定されない。
なお、一般式(1)で表される繰り返し単位構造の−(CH2 −CH)−に結合している側鎖の−OR1 基のみの構造を以下に示す。
両親媒性のブロックポリマーは、例えば疎水性のブロックセグメントと親水性のブロックセグメントを選択、合成することにより得ることができる。また、グラフトポリマーの場合、例えば疎水性のポリマーセグメントを親水性のポリマーにグラフト結合させることにより両親媒性のポリマーを得ることができる。
また、本発明の液体組成物には上記以外の、例えば酸化防止剤、減粘剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、防かび剤等の添加物を含有させることも可能である。
また、前記有機酸の組み合わせとして好ましいのは、pKaの大きいものと小さいものとがそれぞれ、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸、脂肪族カルボン酸と芳香族ジカルボン酸、脂肪族カルボン酸とハロゲン置換ベンゾイックアシッド基、脂肪族カルボン酸とスルホン酸基、芳香族カルボン酸と芳香族ジカルボン酸、芳香族カルボン酸とハロゲン置換ベンゾイックアシッド基、芳香族カルボン酸とスルホン酸基、芳香族ジカルボン酸と芳香族カルボン酸、芳香族ジカルボン酸とハロゲン置換ベンゾイックアシッド基、芳香族ジカルボン酸とスルホン酸基の組み合わせが好ましい例として挙げられる。
上記一般式(2)におけるA及びBのアルキレン基が有することのできる置換基としては、アルキル基などを挙げることができる。Dの芳香族環構造としては、フェニレン、ナフチレンなどを挙げることができる。
なお、上記式(2)及び(3)におけるMの金属カチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなどを挙げることができる。
なお、一般式(2)で表される繰り返し単位構造の−(CH2 −CH)−に結合している側鎖の−O(AO)m B(D)n COO- M基のみの構造を以下に示す。
なお、一般式(3)で表される繰り返し単位構造の−(CH2 −CH)−に結合している側鎖の−O(RO)m (CH2 )q COO- M基のみの構造を以下に示す。
なお、一般式(4)で表される繰り返し単位構造の−(CH2 −CH)−に結合している側鎖の−OR40基のみの構造を以下に示す。
なお、一般式(5)で表される繰り返し単位構造の−(CH2 −CH)−に結合している側鎖の−OR50基のみの構造を以下に示す。
一般式(6)で表される繰り返し単位構造の具体例としては、以下のものが例として挙げられる。
一方、本発明の液体組成物の増粘作用は、本発明の構成因子である両親媒性ブロックポリマーまたはグラフトポリマーによるものであり、それのみで十分効果的である。増粘作用を持つ添加剤を改めて加える必要はないが、もちろん本発明は補助な意味で該添加剤を加えることを排除するものではない。
図1は、インクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態を修正または変形することが可能である。例えば、上記説明ではヘッド70をXY軸方向に移動させる例を示したが、ヘッド70は、X軸方向(またはY軸方向)のみに移動するようにし、被記録媒体をY軸方向(またはX軸方向)に移動させ、これらを連動させながら描画を行うものであってもよい。
また、本発明の装置の構成として、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定化できるので好ましい。これらを具体的に挙げれば、ヘッドに対してのキャッピング手段、加圧または吸引手段、電気熱変換体またはこれとは別の加熱素子、または、これらの組合せを用いて加熱を行う予備加熱手段、インクの吐出とは別の、吐出を行なうための予備吐出手段などを挙げることができる。
本発明の装置では、インクジェット用インクの吐出ヘッドの各吐出口から吐出されるインクの量が、0.1ピコリットルから100ピコリットルの範囲であることが好ましい。
<合成例及び用いたブロックポリマー>
(1)イソブチルビニルエーテル(IBVE:Aブロック成分)と4−(2―ビニルオキシエトキシ)安息香酸ナトリウム(Bブロック成分)からなるABブロックポリマー、本ポリマーの酸のpKaは4.27。
マゼンダ顔料(C.I.Pigment Red122)3質量部、(1)のブロックコポリマー5質量部、およびジエチレングリコール15質量部をイオン交換水178質量部に加え、さらにpHを6.7に調製し、超音波ホモジナイザーを用いて分散した。1μmのフィルターを通して加圧濾過し、顔料分散水性インクを調製した。顔料の分散性は良好であった。
前記実施例1の黒色インクと、BJF800備え付けのマゼンタインクを用いて実施例1と同様の印字試験を行なったところ、黒とマゼンタの境界部に目視ではっきりとにじみが見られた。顕微鏡で観察したところにじみの平均の幅は0.24mmであった。
実施例1で用いたブロックコポリマー(2)26質量部と、脂溶性染料オイルブルーN(商品名、アルドリッチ社製)10質量部をジメチルフォルムアミド70質量部に共溶解し、蒸留水400質量部を用いて水相へ変換し、pHを11.9に調製し、インクを得た。同様にブロックポリマー(6)と黄色の脂溶性染料(オリエント化学社製、VALIFASTYELLOW3108)を用いて同様に、pHが7.2のインクを調製した。1mm間隔で交互のパターンを普通紙に記録したところ、境界線のにじみはほとんど無かった。顕微鏡で観察したところにじみの平均の幅は0.11mmであった。
ブロックコポリマー(7)のA成分である2−エトキシエチルビニルエーテル重合体は20℃以下で疎水性から親水性に変化する。つまり20℃以上のとき両親媒性となり、ミセルを形成するが、20℃以下になったときミセルが崩壊する。このインク組成物を0℃に冷却しミセルを崩壊させたところ、色材が溶出しインク上部に浮上、水相は完全に脱色した。このことから色材はブロックコポリマーミセル中に完全に内包されていたことがわかった。このインク組成物と前記消色した水相のλmaxにおける強度比による濃度比は、後者が前者の0.5%以下であった。99%以上の色材が内包されていたことわかった。
ブロックコポリマー(6)26質量部と、脂溶性染料オイルブルーN(商品名、アルドリッチ社製)10質量部をジメチルフォルムアミド70質量部に共溶解し、蒸留水400質量部を用いて水相へ変換し、pHを10.1に調製し、インクを得た。同様にブロックポリマー(7)と黄色の脂溶性染料(オリエント化学社製、VALIFASTYELLOW3108)を用いて同様に、pHが7.2のインクを調製した。実施例1と同様に1mm間隔で交互のパターンを普通紙に記録したところ、境界線のにじみはほとんど無かった。顕微鏡で観察したところにじみの平均の幅は0.10mmであった。
ブロックコポリマー(7)のA成分である2−エトキシエチルビニルエーテル重合体は20℃以下で疎水性から親水性に変化し、そうなったときミセルが崩壊する。このインク組成物を0℃に冷却しミセルを崩壊させたところ、色材が溶出しインク上部に浮上、水相は完全に脱色した。このことから色材はブロックコポリマーミセル中に完全に内包されていたことがわかった。このインク組成物と前記消色した水相のλmaxにおける強度比による濃度比は、後者が前者の0.5%で99%以上の色材が内包されていたことわかった。
ブロックポリマー(3)15質量部と、黒色顔料(商品名モーグルL、キャボット社製)7質量部をジメチルフォルムアミド150質量部に混合し、蒸留水500質量部を用いて水相へ変換し、KOH水溶液でpHを10.4に調整しインク組成物を得た。
上記液体組成物をそれぞれをTEM(FEI社製、クライオトランスファー)で水溶液を凍結し電子顕微鏡観察したところ、球状のミセル粒子のみが観察され、色材はブロックポリマー中に完全に内包されていたことがわかった。
ブロックポリマー(3)15質量部と、先の実施例3で使用した黄色の脂溶性染料7質量部をジメチルフォルムアミド150質量部に混合し、蒸留水500質量部を用いて水相へ変換し、KOH水溶液でpHを10.4に調整しインク組成物を得た。
上記液体組成物をそれぞれをTEM(FEI社製、クライオトランスファー)で水溶液を凍結し電子顕微鏡観察したところ、球状のミセル粒子のみが観察され、色材はブロックポリマー中に完全に内包されていたことがわかった。
青色水溶性染料であるアズレンスルホン酸ナトリウム1.5質量部と、エチレングリコール10質量部と、ジエチレングリコール10質量部と、蒸留水78.5質量部から染料インク組成物を得、pHを5.1に調整した。
また印字直後に蒸留水10mlで約50cm2 の面積にわたって濡らしたところ色の滲みと交じりが同時に激しく発生し、記録パターンが大きく変化した。
マゼンダ顔料(C.I.Pigment Red122)3質量部、スチレンアクリル酸ナトリウムブロックポリマー(1:1共重合体 数平均分子量6,300、重量平均分子量9,200)5質量部、およびジエチレングリコール15質量部をイオン交換水178質量部に加え、さらにpHを9.7に調製し、超音波ホモジナイザーを用いて分散した。1μmのフィルターを通して加圧濾過し、顔料分散水性インクを調製した。顔料の分散性は良好であった。
また印字直後に蒸留水10mlで約50cm2 の面積にわたって濡らしたところ色の滲みと交じりが同時に発生し、記録パターンが大きく変化した。
スチレンアクリル酸ナトリウムブロックポリマー(1:1共重合体 数平均分子量6,300、重量平均分子量9,200)7質量部と、黒色顔料(商品名モーグルL、キャボット社製)7質量部と、エチレングリコール40質量部と、蒸留水200質量部を、超音波ホモジナイザーを用いて分散した。1μmのフィルターを通して加圧濾過し、pHを9.3に調整し顔料分散水性インクを得た。
実施例1と同様に1mm間隔で交互のパターンを普通紙に記録したところ、境界線のにじみは顕微鏡で観察したところにじみの平均の幅は0.12mmであった。
上記顔料分散インク組成物をTEM(FEI社製、クライオトランスファー)で水溶液を凍結し電子顕微鏡観察したところ、顔料の剥き出しの粒子が全体の6割あった。
ブロックポリマー(3)15質量部と、黒色顔料(商品名モーグルL、キャボット社製)7質量部をジメチルフォルムアミド150質量部に混合し、蒸留水500質量部を用いて水相へ変換し、KOH水溶液でpHを10.4に調整しインク組成物を得た。
また印字直後に蒸留水10mlで約50cm2 の面積にわたって濡らしたところ色の滲みと交じりは観察されなかった。
ブロックポリマー(3)15質量部と、シアン顔料(C.I.ピグメント ブルー−15:3)7質量部をジメチルフォルムアミド150質量部に混合し、蒸留水500質量部を用いて水相へ変換し、KOH水溶液でpHを10.4に調整しインク組成物を得た。
上記液体組成物をそれぞれをTEM(FEI社製、クライオトランスファー)で水溶液を凍結し電子顕微鏡観察したところ、球状のミセル粒子のみが観察され、色材はブロックポリマー中に完全に内包されていたことがわかった。
ブロックポリマー(3)15質量部と、シアン顔料(C.I.ピグメント ブルー−15:3)7質量部をジメチルフォルムアミド150質量部に混合し、蒸留水500質量部を用いて水相へ変換し、KOH水溶液でpHを10.4に調整しインク組成物を得た。
また印字直後に蒸留水10mlで約50cm2 の面積にわたって濡らしたが色の滲みはまったく発生しなかった。
ブロックポリマー(3)15質量部と、黒色顔料(商品名モーグルL、キャボット社製)7質量部をジメチルフォルムアミド150質量部に混合し、先の実施例4と同様に蒸留水500質量部を用いて水相へ変換し、KOH水溶液でpHを10.4に調整しインク組成物を得た。
上記液体組成物をそれぞれをTEM(FEI社製、クライオトランスファー)で水溶液を凍結し電子顕微鏡観察したところ、球状のミセル粒子のみが観察され、色材はブロックポリマー中に完全に内包されていたことがわかった。
50 CPU
52 Xモータ駆動回路
54 Yモータ駆動回路
56 X方向駆動モータ
58 Y方向駆動モータ
60 ヘッド駆動回路
62 Xエンコーダ
64 Yエンコーダ
66 プログラムメモリ
70 ヘッド
Claims (4)
- 第1の液体組成物と前記第1の液体組成物よりpHが小さい第2の液体組成物とを少なくとも有する印刷用の液体組成物のセットであって、前記第1及び第2の液体組成物は、色材と、両親媒性のブロックコポリマーと、液媒体を含有し、前記第1の液体組成物が含有するブロックコポリマーの有機酸または有機酸の塩のpKaは前記第2の液体組成物が含有するブロックコポリマーの有機酸または有機酸の塩のpKaより大きく、前記第1の液体組成物が含有するブロックコポリマーの有機酸は芳香族ジカルボン酸であり、前記第2の液体組成物が含有するブロックコポリマーの有機酸はスルホン酸であり、前記第1及び第2の液体組成物を接触させたときに、前記第1の液体組成物のpHが小さくなることによって前記第1の液体組成物が増粘することを特徴とする液体組成物のセット。
- 前記両親媒性のブロックコポリマーにより前記色材が内包されている請求項1に記載の液体組成物のセット。
- 請求項1または2に記載の液体組成物のセットが有する第1及び第2の液体組成物を互いが接するように媒体に付与する工程を有することを特徴とする液体付与方法。
- 請求項1または2に記載の液体組成物のセットが有する第1及び第2の液体組成物にエネルギーを作用させることにより、互いが接するように媒体に付与する液体付与手段と、前記液体付与手段を駆動するための駆動手段とを備えていることを特徴とする液体付与装置。
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