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JP2020100126A - インクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録方法 Download PDF

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JP2020100126A
JP2020100126A JP2018241804A JP2018241804A JP2020100126A JP 2020100126 A JP2020100126 A JP 2020100126A JP 2018241804 A JP2018241804 A JP 2018241804A JP 2018241804 A JP2018241804 A JP 2018241804A JP 2020100126 A JP2020100126 A JP 2020100126A
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吉敬 鳥阪
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嘉秀 相川
将太 田中
Shota Tanaka
将太 田中
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Abstract

【課題】 耐擦過性及び耐貼りつき性に優れる画像を記録することができるインクジェット記録方法を提供する。【解決手段】 水性のインク及び水性の反応液を用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、カルボキシ基を持つ樹脂(1)を含有する前記インクを第1記録媒体に付与する工程、並びにオキサゾリン基又はカルボジイミド基を持つ樹脂(2)、及びジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物を含有する反応液を、前記インクを付与する領域と少なくとも一部で重なるように前記第1記録媒体に付与する工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録方法に関する。
近年、インクジェット記録装置は画質や記録速度の向上に伴い、商業印刷分野やオフィス印刷分野で使用する機会が増えている。そのような分野においては、連続して画像を記録することが多く、記録後の記録媒体同士が重なることが想定される。その場合、記録媒体の記録面と、別の記録媒体の記録面とは反対の面(裏面)とが擦れて、画像に傷がついたり、記録面と、別の記録媒体の裏面が貼りついて、画像が損なわれたりする。そのため、耐擦過性及び耐貼りつき性を有する画像を記録することがこれまで以上に求められている。
画像の定着性を向上させるために、カルボキシ基を持つ樹脂粒子を含有するインクを記録媒体に吐出する工程、及び樹脂粒子と架橋する架橋剤を含有する反応液を、インクの吐出前に記録媒体に塗布する工程を有する記録方法が記載されている(特許文献1参照)。
特開2011−189527号公報
本発明者らの検討の結果、特許文献1に記載の記録方法で画像を記録すると、耐貼りつき性は得られるものの、画像に傷がついてしまい、耐擦過性が得られないことがわかった。ここで、耐貼りつき性とは、記録した画像同士を重ねあわせる場合に、画像同士が貼りつきにくい特性のことである。
したがって、本発明の目的は、耐擦過性及び耐貼りつき性に優れる画像を記録することができるインクジェット記録方法を提供することにある。
上記の目的は、以下の本発明により達成される。すなわち、本発明のインクジェット記録方法は、水性のインク及び水性の反応液を用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、カルボキシ基を持つ樹脂(1)を含有する前記インクを第1記録媒体に付与する工程、並びにオキサゾリン基又はカルボジイミド基を持つ樹脂(2)、及びジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物を含有する反応液を、前記インクを付与する領域と少なくとも一部で重なるように前記第1記録媒体に付与する工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法に関する。
本発明によれば、耐擦過性及び耐貼りつき性に優れる画像を記録することができるインクジェット記録方法を提供することにある。
本発明のインクジェット記録方法に用いられる転写型インクジェット記録装置の一例を示す模式図である。 本発明のインクジェット記録方法に用いられる直接記録型インクジェット記録装置の一例を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に述べる。本発明においては、以下、水性のインクは、「インク」と記載することがある。また、水性の反応液は、「反応液」と記載することがある。各種の物性値は、特に断りのない限り、温度25℃における値である。「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」と記載した場合は、それぞれ「アクリル酸、メタクリル酸」、「アクリレート、メタクリレート」を表すものとする。
本発明のインクジェット記録方法は、水性のインク及び水性の反応液を用いて、記録媒体に画像を記録する。インクが樹脂を含有することで、記録媒体に樹脂膜が形成される。画像の耐擦過性及び耐貼りつき性を得るためには、この樹脂膜の強度を高めて、画像に傷をつきにくくするとともに、画像が別の記録媒体に貼りつき画像が損なわれることを抑制する必要がある。
そこで、インクには、カルボキシ基を持つ樹脂(1)を含有させ、反応液には、オキサゾリン基又はカルボジイミド基を持つ樹脂(2)を含有させることとした。反応液を、インクを付与する領域と少なくとも一部で重なるように第1記録媒体に付与すると、インク中の樹脂(1)の有するカルボキシ基と、反応液中の樹脂(2)の有するオキサゾリン基又はカルボジイミド基が反応する。以下、その反応について詳しく説明する。
反応液中の樹脂(2)が、下記式(1)で表されるオキサゾリン基を持つ場合、オキサゾリン基と、樹脂(1)の持つカルボキシ基がアミドエステル結合することで、樹脂(1)及び(2)が架橋される。
反応液中の樹脂(2)が、カルボジイミド基(−N=C=N−)を有する場合、カルボジイミド基と、樹脂(1)の持つカルボキシ基とでN−アシルウレア構造を形成することで、樹脂(1)及び(2)が架橋される。これにより、記録媒体に形成される樹脂膜の強度が高まり、画像の耐貼りつき性は得られる。しかしながら、樹脂膜の強度を高めても、耐擦過性はいまだに不十分であった。
そこで、反応液にジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物を含有させることとした。ジメチルポリシロキサンを用いることで、記録媒体に記録された画像の摩擦係数を小さくすることができる。そして、ジメチルポリシロキサンのなかでも、メチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物を用いると、反応液中の樹脂(2)の持つオキサゾリン基又はカルボジイミド基と反応して、記録媒体にシロキサン化合物を留めることができる。これにより、画像の摩擦係数を効率よく小さくでき、画像に傷がつきにくくなるため、耐擦過性が得られる。
本発明のインクジェット記録方法は、以下に示す(1)及び(2)のいずれの方法であっても、記録される画像の耐擦過性及び耐貼りつき性が得られる。
(1)インクを第1記録媒体に付与して形成された第1画像を記録媒体に転写して画像を記録する方法
(2)インクを記録媒体に直接付与して画像を記録する方法
(1)の場合、第1記録媒体が転写体であり、インクジェット記録方法は、液吸収工程を行った後に、転写体の第1画像を記録媒体に転写する転写工程を有することが好ましい。(1)及び(2)のそれぞれの場合で使用可能なインクジェット記録装置を説明する。以下、便宜的に(1)の場合に使用可能なインクジェット記録装置を、転写型インクジェット記録装置と称し、(2)の場合に使用可能なインクジェット記録装置を、直接記録型インクジェット記録装置と称する。
<転写型インクジェット記録装置>
図1は、本発明のインクジェット記録方法に用いられる転写型インクジェット記録装置の一例を示す模式図である。転写型インクジェット記録装置を利用する場合の第1記録媒体は、転写体である。
転写型インクジェット記録装置100は、転写体101を介してシート状の記録媒体108に第1画像を転写することで記録物を製造する、枚葉式のインクジェット記録装置である。X方向、Y方向、Z方向が、それぞれ、転写型インクジェット記録装置100の幅方向(全長方向)、奥行き方向、高さ方向を示す。記録媒体はX方向に搬送される。
転写型インクジェット記録装置100は、図1に示すように、支持部材102によって支持された転写体101、及び転写体101に反応液を付与する反応液付与装置103を有する。さらに、反応液が付与された転写体101にインクを付与して第1画像を形成する記録ヘッドを備えたインク付与装置104、第1画像を含む部分から液体成分を吸収する液吸収装置105、及び第1画像を記録媒体108に転写する押圧部材106を有する。記録ヘッドは、インクジェット方式によりインクを吐出する。転写型インクジェット記録装置100は、転写後の転写体101の表面をクリーニングする転写体クリーニング部材109を有してもよい。転写体101、反応液付与装置103、インク付与装置104の具備する記録ヘッド、液吸収装置105、及び転写体クリーニング部材109は、それぞれ、Y方向において、用いられる記録媒体108に対応する長さを有する。
転写体101は支持部材102の回転軸102aを中心として矢印Aの方向に回転する。この支持部材102の回転に伴い、転写体101が回転する。回転する転写体101には、反応液付与装置103から反応液が付与される。その後、転写体101の反応液が付与された領域に、インク付与装置104からインクが付与される。このようにして、転写体101に第1画像が形成される。転写体101に形成された第1画像は、転写体101の回転により、液吸収装置105が有する液吸収部材105aと接触する位置まで移動する。
液吸収部材105aは、転写体101の回転に同期して回転する。転写体101に形成された第1画像は、回転する液吸収部材105aと接触する。この接触状態の間に、液吸収部材105aは第1画像から液体成分を吸収する。この際、液体成分を効率よく吸収する観点から、液吸収部材105aは、所定の押圧力をもって転写体101に押圧されることが好ましい。
第1画像は反応液、及びインクで形成されるため、インク中の液体成分を吸収することとは、反応液、及びインク中の液体成分を吸収することを意味する。液体成分の吸収により、第1画像から液体成分が除去されるため、液体成分を吸収することはインクを濃縮することであるとも言える。インクの濃縮により、インク中の液体成分が減少することによって、インク中の色材や樹脂といった固形分の液体成分に対する比率が上昇する。
液体成分が吸収され、インクが濃縮された状態になっている第1画像は、転写体101の回転により、記録媒体108と接触する領域に移動する。第1画像と記録媒体108とは、転写体101と押圧部材106とに挟まれた状態で、押圧部材106側から押圧されることによって接触する。ローラ状の転写体101と円柱状の押圧部材106とを用いる場合、第1画像と記録媒体108とはY方向に沿って線状に接触する。この際、弾性を有する材料で構成された転写体101を用いると、押圧により転写体101が凹むため、第1画像と記録媒体108とが面で接触する。そのため、第1画像と記録媒体108が接触する点又は面を「領域」とし、この領域を含む部分を転写部111とする。液体成分が吸収された第1画像が記録媒体108と接触している間に、押圧部材106が転写体101を押圧することによって、記録媒体108に第1画像が転写される。記録媒体108に転写された画像は、転写体101に形成された第1画像の反転像である。ここで、画像は、最終画像のことであり、第1画像は、最終画像以外の画像のことである。
インクジェット記録方法は、画像(最終画像)が形成された記録媒体を加熱する加熱工程を有することが好ましい。具体的には、熱で変形しにくいダイカスト製法で作製したアルミニウム合金製のプラテンの下部に、ニッケル合金製のヒーターを配置し、ヒーターによりプラテンを加熱し、プラテンにより記録媒体を加熱しながら記録を行う方法などが挙げられる。また、上述のようなプラテンで記録媒体の裏面(画像を記録する面とは反対の面)を加熱する方法以外にも、シーズヒーターやハロゲンヒーターと熱反射板を用いて記録媒体の表面(画像を記録する面)を加熱する方法などが挙げられる。
加熱工程における記録媒体の加熱温度は、50℃以上130℃以下であることが好ましい。加熱温度が50℃未満であると、樹脂(1)及び(2)が架橋しにくく、樹脂膜の強度が高まりにくいため、耐擦過性及び耐貼りつき性が十分に得られない場合がある。加熱温度が130℃を超えると、記録媒体が変形しやすく、画像と記録媒体との密着性が低下することで、耐擦過性が十分に得られない場合がある。
インクや反応液に含有される液体成分は、一定の形を持たず、流動性及びほぼ一定の体積を有する。具体的には、インクや反応液に含有させる成分である水性媒体などが液体成分に当たる。
以下、転写型インクジェット記録装置を構成する主要な装置である[1]転写体、[2]支持部材、[3]反応液付与装置、[4]インク付与装置、[5]液吸収装置、[6]転写用の押圧部材、[7]記録媒体、及び[8]記録媒体搬送装置について説明する。
[1]転写体101
転写体101は、第1画像形成面としての表面層を有する。表面層を構成する材料としては、樹脂、セラミックなどが挙げられ、耐久性などの観点から圧縮弾性率の高い材料が好ましい。反応液の濡れ性、転写性などを向上させるために、表面処理を施してもよい。また、表面層に任意の形状を持たせてもよい。
転写体は、表面層と支持部材との間に、圧力変動を吸収する機能を有する圧縮層を有することが好ましい。圧縮層を設けることで、圧縮層が転写体の表面層の変形を吸収し、局所的な圧力変動に対してその変動を分散し、高速で記録する際においても良好な転写性を維持することができる。圧縮層を構成する材料としては、ゴム材料などの弾性を有する材料が挙げられる。なかでも、成形の際に、加硫剤、加硫促進剤などとともに、発泡剤、中空微粒子、塩などの充填剤を配合し、多孔質体となるように成形したゴム材料が好ましい。このような材料は、圧力変動に対して空隙部分が体積変化を伴って圧縮されるため、圧縮方向以外への変形が小さく、転写性、耐久性を向上することができる。多孔質体のゴム材料としては、各空隙が互いに連続した連続空隙構造のものと、各空隙がそれぞれ独立した独立空隙構造のものが挙げられる。
転写体は、表面層と圧縮層との間に弾性層を有することが好ましい。弾性層を構成する材料としては、樹脂材料、セラミック材料などが挙げられる。なかでも、加工しやすいとともに、温度による弾性率の変化が小さく、転写性に優れるため、ゴム材料などの弾性を有する材料を用いることが好ましい。
転写体を構成する各層(表面層、弾性層、圧縮層)は、接着剤や両面テープを用いて、接着することができる。装置に装着する際の横伸びを抑制し、コシを保つために圧縮弾性率が高い補強層を設けてもよい。補強層としては、織布などを用いることができる。転写体は、表面層以外は、弾性層や圧縮層を任意に組み合わせて作製することができる。
転写体の大きさは、記録速度や画像サイズに合わせて自由に選択することができる。転写体の形状としては、例えば、シート状、ローラ状、ベルト状、無端ウェブ状などが挙げられる。なかでも、転写体の形状は、シート状、ローラ状、又は無端ウェブ状であることが好ましい。
[2]支持部材102
転写体101は、支持部材102に支持されている。転写体の支持には、接着剤や両面テープを用いることができる。転写体に、金属、セラミック、樹脂などの材料で構成される設置用部材を取り付け、設置用部材を用いて転写体を支持部材102に設置してもよい。
支持部材102は、搬送精度や耐久性の観点からある程度の構造強度が求められる。支持部材を構成する材料としては、金属材料、セラミック材料、樹脂材料などが挙げられる。なかでも、転写の際の応力に耐えうる剛性や寸法精度のほか、動作時の慣性を軽減して制御の応答性を向上するために、アルミニウムなどの金属材料を用いることが好ましい。
[3]反応液付与装置103
本発明のインクジェット記録方法は、インクを付与する工程の前に、反応液を第1記録媒体に付与する工程を有してもよいし、インクを付与する工程の後に、反応液を第1記録媒体に付与する工程を有してもよい。なかでも、インクを付与する工程の前に、反応液を第1記録媒体に付与する工程を有することが好ましい。すなわち、反応液を付与した後に、反応液を付与した領域と少なくとも一部が重なるようにインクを付与することが好ましい。反応液が反応剤を含有する場合、反応液がインクと接触すると、反応剤によりインク中のアニオン性基を有する成分(樹脂、自己分散顔料など)を凝集させることが可能である。反応液を付与した領域と少なくとも一部が重なるようにインクを付与することで、隣接して付与されたインクが混じり合うブリーディングや、先に付与されたインクが後に付与されたインクに引き寄せられるビーディングを抑制することができる。
転写型インクジェット記録装置は、転写体101に反応液を付与する反応液付与装置103を有する。図1の反応液付与装置103は、反応液を収容する反応液収容部103aと、反応液収容部103aにある反応液を転写体101に付与する反応液付与部材103b、103cを有するグラビアオフセットローラの場合を示す。
反応液付与装置は、反応液を転写体に付与できればよく、例えば、グラビアオフセットローラ、インクジェット方式の記録ヘッドなどが挙げられる。なかでも、反応液は、転写体にローラで塗布されることが好ましい。
[4]インク付与装置104
転写型インクジェット記録装置は、転写体101にインクを付与するインク付与装置104を有する。
インク付与装置としては、インクジェット方式の記録ヘッドを用い、インクを吐出して記録媒体に付与することが好ましい。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられる。なかでも、インクに熱エネルギーを付与してインクを吐出する方式を採用することが好ましい。
記録ヘッドは、Y方向に沿って配置されたライン型の記録ヘッドであり、インクを吐出する吐出口が記録媒体の幅方向の全域にわたって配置されている。記録ヘッドは、吐出口列が形成された吐出口面を有しており、吐出口面と、吐出口面と対向する転写体101との隙間は、数mm程度とすることができる。
インク付与装置104は、転写体に、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック(CMYK)などの各色のインクを付与するために、記録ヘッドを複数有してもよい。例えば、CMYKの4種のインクを用いて第1画像を形成する場合、インク付与装置は、CMYKの4種のインクをそれぞれ吐出する4つの記録ヘッドを有することになり、これらはX方向に並ぶように配置される。
[5]液吸収装置105
液吸収装置105は、液吸収部材105a、及び液吸収部材105aを、転写体101の第1画像に押し当てる液吸収用の押圧部材105bを有する。液吸収部材105a、及び押圧部材105bの形状は、以下のようにすることができる。例えば、図1に示すように、押圧部材105bが円柱状であり、液吸収部材105aがベルト状であって、円柱状の押圧部材105bでベルト状の液吸収部材105aを転写体101に押し当てる構成が挙げられる。また、押圧部材105bが円柱状であり、液吸収部材105aを円柱状の押圧部材105bの周りの表面に貼りつけ、押圧部材105bの有する液吸収部材105aを転写体に押し当てる構成が挙げられる。インクジェット記録装置内でのスペースなどを考慮すると、液吸収部材105aはベルト状であることが好ましい。ベルト状の液吸収部材105aを有する液吸収装置105は、液吸収部材105aを張架する張架部材を有してもよい。105cは張架部材としての張架ローラである。図1では、張架ローラと同様に、押圧部材105bもローラ部材として示したが、これに限定されるものではない。
液吸収装置105は、押圧部材105bによって、多孔質層を有する液吸収部材105aを第1画像に接触させることで、第1画像に含まれる液体成分を液吸収部材105aに吸収させる。第1画像に含まれる液体成分を吸収させる方法として、液吸収部材を接触させる本方式に加え、加熱による方法、低湿空気を送風する方法、減圧する方法などを組み合わせて利用してもよい。また、液体成分を吸収させる前後の第1画像に、これらの方法を適用してさらに液体成分を吸収させてもよい。
[液吸収部材]
液吸収部材105aの具備する多孔質層が第1画像と接触することで、第1画像から液体成分の少なくとも一部を吸収する。このような多孔質層を有する液吸収部材は、転写体101の回転に連動して回転する。そのため、液吸収部材は、繰り返し液吸収を行うことができる形状であることが好ましく、具体的には、無端ベルト状やドラム状などの形状が挙げられる。このような形状を持つ液吸収部材のある領域が第1画像に接触し、液体成分を吸収した後、液吸収部材が矢印Bの方向に回転することで、この領域は第1画像の位置から移動する。その後も液吸収部材が回転し、この領域が新たな第1画像に接触するまでの間に、先の第1画像から吸収し、多孔質層に含まれることとなった液体成分を、多孔質部材から除去することが好ましい。多孔質部材に含まれることとなった液体成分は、多孔質部材の裏面から吸収する方法、多孔質部材を扱く部材を利用する方法などにより除去することができる。このようにして液体成分が除去されることによって、多孔質部材のある領域が新たな第1画像に接触する際には、第1画像に含まれる液体成分を再び効率よく吸収することが可能となる。
〔多孔質層〕
均一に高い通気性とするため、多孔質層の厚みは薄くすることが好ましい。通気性は、JIS P8117で規定されるガーレ値で示すことができ、ガーレ値は10秒以下であることが好ましい。ガーレ値は1秒以上であることが好ましい。しかし、多孔質層を薄くすると、多孔質層の有する合計の空隙体積が小さくなるため、最大で吸収できる液体成分の量も少なくなり、第1画像に含まれる液体成分を十分に吸収できない場合がある。そのため、多孔質層に加えて、多孔質層よりも大きな空隙を有するいくつかの層で構成される多孔質体を用いることで、第1画像に含まれる液体成分を十分に吸収することが可能である。液吸収部材は、第1画像と接触する層が多孔質層であればよく、第1画像と接触しない層は多孔質層でなくてもよい。
多孔質体のうち、第1画像と接触する多孔質層を第1の層、第1の層の第1画像とは反対の面に積層される層を第2の層として説明する。さらに多層の構成についても順次第1の層からの積層順で表記する。本明細書において、第1の層を「吸収層」、第2の層以降を「支持層」と記載する場合がある。
《第1の層》
第1の層を構成する材料としては、水に対する接触角が90°未満の親水性材料と、接触角が90°以上の撥水性材料のいずれも使用することができる。親水性材料としては、セルロースなどの繊維材料、ポリアクリルアミド樹脂などの樹脂材料が挙げられ、単一材料、又は複合材料などを用いることができる。また、後述するような撥水性材料の表面を親水化処理して用いることもできる。親水化処理としては、スパッタエッチング法、放射線やHOイオン照射、エキシマ(紫外線)レーザー光照射などの方法が挙げられる。
親水性材料を用いる場合、水に対する接触角が60°以下の親水性材料であることが好ましい。親水性材料の場合、毛管力により液体成分、特に水を吸い上げる作用を生ずる。一方、第1の層への色材の付着を抑制する、また、クリーニング性を高くする、などの観点から、第1の層の材料としては、表面自由エネルギーの低い、撥水性樹脂などを用いることが好ましい。なかでも、第1の層は、フッ素系樹脂を含むことが好ましい。フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレンなどが挙げられる。なかでも、フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、又はポリフッ化ビニリデンであることが好ましい。ポリプロピレンなどのオレフィン樹脂やポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル系樹脂と比べてフッ素系樹脂は、表面自由エネルギーが低く、撥水性がより高いため、第1の層への色材の付着をより効果的に抑制できる。
撥水性材料を用いる場合、親水性材料のように毛管力により液体成分を吸い上げる作用がほとんど生じず、液体成分を吸い上げるのに時間を要することがある。そのため、第1の層中に第1の層との接触角が90°未満である処理液をしみ込ませておくことが好ましい。この処理液は、液吸収部材の具備する多孔質層を第1画像に接触させる前に、液吸収部材のインクと接触する面から付与することで、第1の層中に液体をしみ込ませておくことができる。処理液は、水及び水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。水は、脱イオン水であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類を用いることができる。処理液は、さらに界面活性剤などの成分を混合して調製してもよい。処理液の付与方法としては、浸漬や滴下などが挙げられる。
第1の層の厚さは、350μm以下であることが好ましい。厚さは、1μm以上340μm以下であることがさらに好ましい。第1の層の厚さは、マイクロメータなどで任意の10点の厚さを測定し、その平均値を算出することで得られる。具体的には、デジマチック直進式外側マイクロメータ(OMV−25MX、ミツトヨ製)などを用いることができる。
第1の層は、公知の薄膜多孔質膜の製造方法により製造することができる。例えば、樹脂材料を押出成形などの方法でシート状物を得た後、所定の厚みに延伸して製造することができる。また、押出成形時の材料にパラフィンなどの可塑剤を添加し、延伸時に加熱などにより可塑剤を除去することで多孔質膜として製造することができる。孔径は添加する可塑剤の添加量、延伸倍率などを適宜調整することで調節することができる。
《第2の層》
第2の層は通気性を有する層であることが好ましい。具体的には、不織布、織布などが挙げられる。第2の層を構成する材料としては、第1の層の吸収した液体が逆流しないように、第1の層に対して第2インクとの接触角が同等かそれよりも低い材料、例えば、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂材料が挙げられる。第2の層の孔径は、第1の層よりも大きいことが好ましい。
《第3の層》
多孔質体は3層以上の構成であってもよい。第3の層以降の層としては、剛性の観点から不織布を用いることが好ましい。第3の層を構成する材料としては、第2の層のそれと同様のものが挙げられる。
《その他の部材》
液吸収部材は、上記の積層構造を有する多孔質体の他にも、液吸収部材の側面を補強する補強部材を有してもよい。また、シート状の多孔質体の長手方向端部を繋いでベルト状とする場合、非多孔質材料で構成されるテープなどの接合部材を利用してもよい。接合部材は、第1画像と接触しない位置、又は周期に配置することが好ましい。
《多孔質体の製造方法》
積層構造を有する多孔質体を製造する方法としては、複数の層を重ね合わせるだけでもよいし、接着剤や熱で接着させてもよい。通気性の観点から、接着剤を用いるのではなく、複数の層を熱で接着させることが好ましい。また、加熱により、層の一部を溶融させて接着させてもよい。さらに、ホットメルトパウダーのような融着材を層の間に介在させて、加熱することにより互いに接着させてもよい。第3の層以上を積層する場合は、一度に積層させてもよいし、順次積層させてもよく、その場合に積層順は適宜決定することができる。複数の層を接着させるために加熱を必要とする場合は、加熱されたローラで多孔質体を加圧しながら、接着することが好ましい。以下、液吸収装置105における、各種条件と構成について詳細に述べる。
《加圧条件》
転写体の第1画像に接触する際の液吸収部材の圧力は、2.9N/cm(0.3kg/cm)以上であれば、第1画像に含まれる液体成分をより短時間に固液分離でき、第1画像に含まれる液体成分を効率よく除去できる。液吸収部材の圧力とは、転写体と液吸収部材との間のニップ圧のことであり、例えば、圧力分布測定システムを用いて面圧測定を行い、加圧領域における加重を面積で割り、算出することができる。具体的には、面圧分布測定システム(I−SCAN、ニッタ製)などを用いることができる。
《作用時間》
液吸収部材105aの具備する多孔質層を第1画像に接触させる作用時間は、多孔質層への色材の付着をより抑制するために、50ミリ秒以下であることが好ましい。作用時間とは、上述した面圧測定における、転写体の移動方向における圧力感知幅を、転写体の移動速度で割って算出することができる。
[6]転写用の押圧部材106
第1画像から液体成分が吸収された後、この第1画像は、転写部111において記録媒体108に転写される。転写する際の装置構成、及び条件について説明する。
転写用の押圧部材106を用いることで、記録媒体108に第1画像を接触させ、記録媒体に第1画像を転写して、最終的に画像を記録する。記録媒体には、液体成分が吸収された後の第1画像が転写されるため、カールやコックリングなどを有効に抑制しうる。
押圧部材106は、記録媒体108の搬送精度や耐久性の観点から、ある程度の構造強度が求められる。押圧部材106を構成する材料としては、金属材料、セラミック材料、樹脂材料などが挙げられる。なかでも、転写の際の圧力に耐えうる剛性や寸法精度のほか、動作時の慣性を軽減して制御の応答性を向上するために、アルミニウムなどの金属材料を用いることが好ましい。これらを組み合わせて用いてもよい。
第1画像を記録媒体108に転写する際に、押圧部材106が転写体を押圧する時間(押圧時間)は、転写が良好に行われるとともに、転写体の損傷を抑制する観点から、5ミリ秒以上100ミリ秒以下であることが好ましい。押圧時間とは、記録媒体108と転写体101が接触している時間を意味する。押圧時間は、圧力分布測定システムを用いて面圧測定を行い、加圧領域の搬送方向長さを搬送速度で割り、算出することができる。具体的には、面圧分布測定システム(I−SCAN、ニッタ製)などを用いることができる。
第1画像を記録媒体108に転写する際の、押圧部材106が転写体101を押圧する圧力(押圧力)は、転写が良好に行われるとともに、転写体の損傷を抑制することが好ましい。このため、圧力が9.8N/cm(1kg/cm)以上294.2N/cm(30kg/cm)以下であることが好ましい。押圧力とは、記録媒体108と転写体101のニップ圧を意味する。押圧力は、圧力分布測定システムを用いて面圧測定を行い、加圧領域における加重を面積で割り、算出することができる。具体的には、面圧分布測定システム(I−SCAN、ニッタ製)などを用いることができる。
第1画像を記録媒体108に転写する際の、押圧部材106が転写体101を押圧するときの温度は、第1画像に含まれる樹脂成分のガラス転移点以上、又は軟化点以上であることが好ましい。樹脂成分の特性にもよるが、温度を調整するために、転写体101の第1画像、転写体101、及び記録媒体108を加熱する加熱手段を備えることが好ましい。押圧部材106の形状としては、例えば、ローラ状などの形状が挙げられる。
[7]記録媒体108
記録媒体108としては、ロール状に巻かれていてもよいシート、所定の寸法に裁断された枚葉のものなどが挙げられる。記録媒体108の構成材料としては、紙、プラスチックや金属などのフィルム、木板、段ボールなどが挙げられる。
[8]記録媒体搬送装置107
記録媒体108を矢印Cの方向に搬送するための記録媒体搬送装置107は、記録媒体を搬送できればよく、図1で示すように、記録媒体繰り出しローラ107a、及び記録媒体巻き取りローラ107bで構成することができる。記録媒体108の搬送速度は、各工程において要する速度を考慮して決定することが好ましい。
<直接記録型インクジェット記録装置>
図2は、本発明のインクジェット記録方法に用いられる直接記録型インクジェット記録装置の一例を示す模式図である。直接記録型インクジェット記録装置200を利用する場合の第1記録媒体は、転写体ではない、一般的な記録媒体であり、転写型を利用する場合で言うところの「第1画像が転写される記録媒体」である。直接記録型インクジェット記録装置は、前述した転写型インクジェット記録装置と異なり、転写体101、支持部材102、転写用の押圧部材106、及び転写体クリーニング部材109を有さず、記録媒体208に第1画像を形成し、最終的に画像を記録する。上記以外、すなわち反応液付与装置203、インク付与装置204、液吸収部材205aにより第1画像に含まれる液体成分を吸収する液吸収装置205、及び記録媒体208は、転写型インクジェット記録装置と同様の構成とすることができる。
図2の反応液付与装置203は、反応液を収容する反応液収容部203aと、反応液収容部203aにある反応液を記録媒体208に付与する反応液付与部材203b、203cを有するグラビアオフセットローラの場合を示す。液吸収装置205は、矢印Bの方向に回転する液吸収部材205a、及び液吸収部材205aを記録媒体208の第1画像に押し当てる液吸収用の押圧部材205bを有する。液吸収部材205a、及び押圧部材205bの形状は、転写型の場合と同様の形状とすることができる。液吸収装置205は、液吸収部材を張架する張架部材を有してもよい。図2において、205c、205d、205e、205f、205gは、張架部材としての張架ローラである。張架ローラの数は図2に示す5個に限定されず、装置の構成やサイズに応じて必要数を配置すればよい。インク付与装置204によって記録媒体208にインクを付与するインク付与部、及び液吸収部材205aが記録媒体の第1画像に接触し液体成分を吸収する液吸収部には、記録媒体を裏面から支持する不図示の記録媒体支持部材が設けられてもよい。記録媒体208を矢印Cの方向に搬送する記録媒体搬送装置207としては、図2の記録媒体繰り出しローラ207a、記録媒体巻き取りローラ207b、記録媒体搬送ローラ207c、207d、207e、207fを有する記録媒体搬送装置などが挙げられる。
<反応液>
以下、本発明で用いる反応液を構成する各成分について詳細に説明する。反応液中の色材の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、0.1質量%以下であることが好ましく、0.0質量%であることがさらに好ましい。反応液は、色材を含有しないことが好ましい。
(反応剤)
反応液は、インクと接触することによりインク中のアニオン性基を有する成分(樹脂、自己分散顔料など)を凝集させるものであり、反応剤を含有することが好ましい。反応剤としては、例えば、多価金属イオン、カチオン性樹脂などのカチオン性成分や、有機酸などが挙げられる。なかでも、反応剤は、有機酸であることが好ましい。
多価金属イオンとしては、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+及びZn2+などの2価の金属イオンや、Fe3+、Cr3+、Y3+及びAl3+などの3価の金属イオンが挙げられる。反応液に多価金属イオンを含有させるためには、多価金属イオンとアニオンとが結合して構成される多価金属塩(水和物であってもよい)を用いることができる。アニオンとしては、例えば、Cl、Br、I、ClO、ClO 、ClO 、ClO 、NO 、NO 、SO 2−、CO 2−、HCO 、PO 3−、HPO 2−、及びHPO などの無機アニオン;HCOO、(COO、COOH(COO)、CHCOO、C(COO、CCOO、C(COO及びCHSO などの有機アニオンが挙げられる。反応剤として多価金属イオンを用いる場合、反応液中の多価金属塩の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。
有機酸を含有する反応液は、酸性領域(pH7.0未満、好ましくはpH2.0〜5.0)に緩衝能を有することによって、インク中に存在する成分のアニオン性基を酸型にして凝集させるものである。有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸、グリコール酸、乳酸、サリチル酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピコリン酸、ニコチン酸、チオフェンカルボン酸、レブリン酸、クマリン酸などのモノカルボン酸及びその塩;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、セバシン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、などのジカルボン酸及びその塩や水素塩;クエン酸、トリメリット酸などのトリカルボン酸及びその塩や水素塩;ピロメリット酸などのテトラカルボン酸及びその塩や水素塩、などが挙げられる。なかでも、有機酸は、ジカルボン酸及びその塩や水素塩、並びにトリカルボン酸及びその塩や水素塩の少なくとも一方であることが好ましい。反応液中の有機酸の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましく、15.0質量%以上45.0質量%以下であることがさらに好ましい。
カチオン性樹脂としては、例えば、1〜3級アミンの構造を有する樹脂、4級アンモニウム塩の構造を有する樹脂などが挙げられる。具体的には、ビニルアミン、アリルアミン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、エチレンイミン、グアニジンなどの構造を有する樹脂などが挙げられる。反応液における溶解性を高めるために、カチオン性樹脂と酸性化合物とを併用したり、カチオン性樹脂の4級化処理を施したりすることもできる。反応剤としてカチオン性樹脂を用いる場合、反応液中のカチオン性樹脂の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、1.0質量%以上40.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがさらに好ましい。
(樹脂(2))
反応液は、オキサゾリン基又はカルボジイミド基を持つ樹脂(2)を含有する。樹脂(2)は、水性媒体に水溶性樹脂として溶解した状態であってもよく、水性媒体中に樹脂粒子として分散した状態であってもよい。
樹脂(2)のガラス転移温度は、加熱工程における記録媒体の加熱温度よりも低いことが好ましい。ここで、ガラス転移温度は、樹脂の溶融しやすさの指標である。樹脂(2)のガラス転移温度が記録媒体の加熱温度以上であると、樹脂(2)が溶融しにくく、インク中の樹脂(1)と接触しにくくなる。これにより、樹脂(1)及び(2)が架橋しにくくなり、樹脂膜の強度が高まりにくいため、画像の耐擦過性、及び耐貼りつき性が十分に得られない場合がある。樹脂(2)のガラス転移温度は、画像の耐貼りつき性の観点から、50℃を超えることが好ましく、51℃以上であることがさらに好ましい。これにより、画像の耐貼りつき性が向上する。ガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量計(DSC)などの熱分析装置を使用する通常の方法によって測定することができる。
オキサゾリン基を持つ樹脂(2)としては、WS−700、WS−300などのエポクロス(日本触媒製)などが挙げられる。カルボジイミド基を持つ樹脂(2)としては、V−02などのカルボジライト(NISSHINBO製)などが挙げられる。なかでも、反応液は、画像の耐擦過性及び耐貼りつき性の観点から、オキサゾリン基を持つ樹脂(2)を含有することが好ましい。
反応液中の樹脂(2)の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、3.0質量%以上16.0質量%以下であることが好ましく、4.0質量%以上15.0質量%以下であることがさらに好ましい。
(シロキサン化合物)
反応液は、ジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物を含有する。これにより、画像の耐擦過性が向上する。ジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物としては、X−22−162C、X−22−3710、X−22−3701E(いずれも信越化学工業製)などが挙げられる。
記録媒体の単位面積あたりのシロキサン化合物の付与量(g/m)は、0.02g/m以上0.11g/m以下であることが好ましい。前記付与量が0.02g/m未満であると、シロキサン化合物の付与量が少ないため、画像の耐擦過性が十分に得られない場合がある。前記付与量が0.11g/mを超えると、シロキサン化合物の付与量が多いため、樹脂(1)が持つカルボキシ基と、樹脂(2)が持つオキサゾリン基又はカルボジイミド基とが反応しにくくなる。これにより、樹脂(1)及び(2)が架橋しにくくなり、樹脂膜の強度が高まりにくく、画像の耐擦過性及び耐貼りつき性が十分に得られない場合がある。
反応液中のシロキサン化合物の含有量(質量%)は、反応液全質量を基準として、3.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。前記含有量が3.0質量%未満であると、反応液中のシロキサン化合物が少ないため、画像の耐擦過性が十分に得られない場合がある。前記含有量が10.0質量%を超えると、反応液中のシロキサン化合物が多いため、樹脂(1)が持つカルボキシ基と、樹脂(2)が持つオキサゾリン基又はカルボジイミド基とが反応しにくくなる。これにより、樹脂(1)及び(2)が架橋しにくくなり、樹脂膜の強度が高まりにくく、画像の耐擦過性及び耐貼りつき性が十分に得られない場合がある。
(その他の成分)
その他の成分としては、インクに用いることができるものとして後に挙げた、水性媒体、その他添加剤などと同様のものを用いることができる。
<インク>
以下、本発明で用いるインクを構成する各成分について詳細に説明する。
(色材)
色材としては、顔料や染料を用いることができる。インク中の色材の含有量は、インク全質量を基準として、0.5質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。
顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタンなどの無機顔料;アゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジンなどの有機顔料が挙げられる。
顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などを用いることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子の表面を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。
顔料を水性媒体中に分散させるための樹脂分散剤としては、アニオン性基の作用によって顔料を水性媒体中に分散させうるものを用いることが好ましい。樹脂分散剤としては、水溶性樹脂を用いることが好ましい。インク中の顔料の含有量(質量%)は、樹脂分散剤の含有量に対する質量比率で(顔料/樹脂分散剤)、0.3倍以上10.0倍以下であることが好ましい。
自己分散顔料としては、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基などのアニオン性基が、直接又は他の原子団(−R−)を介して顔料の粒子表面に結合しているものを用いることができる。アニオン性基は、酸型及び塩型のいずれであってもよく、塩型である場合は、その一部が解離した状態及び全てが解離した状態のいずれであってもよい。アニオン性基が塩型である場合のカウンターイオンとなるカチオンとしては、アルカリ金属カチオン;アンモニウム;有機アンモニウム;などが挙げられる。また、他の原子団(−R−)の具体例としては、炭素原子数1乃至12の直鎖又は分岐のアルキレン基;フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基;カルボニル基;イミノ基;アミド基;スルホニル基;エステル基;エーテル基などが挙げられる。また、これらの基を組み合わせた基としてもよい。
染料としては、アニオン性基を有するものを用いることが好ましい。染料の具体例としては、アゾ、トリフェニルメタン、(アザ)フタロシアニン、キサンテン、アントラピリドンなどの染料が挙げられる。なかでも、色材は、顔料であることが好ましい。
(樹脂(1))
インクは、カルボキシ基を持つ樹脂(1)を含有する。樹脂(1)は、水性媒体に水溶性樹脂として溶解した状態であってもよく、水性媒体中に樹脂粒子として分散した状態であってもよい。なかでも、樹脂(1)は、樹脂粒子であることが好ましい。
本発明において樹脂が水溶性であることとは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒径を測定しうる粒子を形成しないものであることとする。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒径を動的光散乱法により測定した場合に、粒径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、のように設定することができる。粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計(例えば、商品名「UPA−EX150」、日機装製)などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。
樹脂粒子の体積基準の累積50%粒径は、10nm以上1,000nm以下であることが好ましく、40nm以上500nm以下であることがさらに好ましい。
樹脂(1)中のカルボキシ基の量(μmol/mm)は、前記樹脂(2)中のオキサゾリン基の量(μmol/mm)に対する比率で、4.2倍以下であることが好ましい。前記比率が4.2倍を超えると、オキサゾリン基に対してカルボキシ基が多いため、樹脂膜における架橋密度が低下し、樹脂膜の強度が高まりにくく、耐擦過性、及び耐貼りつき性が十分に得られない場合がある。前記比率は、1.1倍以上であることが好ましい。反応液を第1記録媒体に塗布する場合、反応液が塗布された第1記録媒体にはインクが付与されていない部分があり、その部分では反応液がインクと反応することなく存在していることを意味する。前記比率が1.1倍未満であると、樹脂(1)中のカルボキシ基に対して樹脂(2)中のオキサゾリン基が多すぎるため、インクと反応せずに反応液のみが塗布された領域では、樹脂(2)によりべたつきやすくなる場合がある。
樹脂(1)は、カルボキシ基を有する単量体に由来するユニットで構成される。樹脂(1)としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。なかでも、樹脂(1)は、アクリル樹脂であることが好ましい。
アクリル樹脂としては、カルボキシ基を有する単量体に由来するユニットを有するものである。カルボキシ基を有する単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などのα,β−エチレン性不飽和結合を有する単量体が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和結合を有するカルボン酸は、その無水物、及びその塩であってもよい。塩としては、例えば、リチウム、ナトリウム及びカリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、及び有機アンモニウム塩が挙げられる。これらは必要に応じて1種のみを単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでもカルボキシ基を有する単量体は、(メタ)アクリル酸であることが好ましい。
アクリル樹脂は、カルボキシ基を有する単量体に由来するユニットの他に、その他のユニットで構成されることが好ましい。ここで、その他のユニットとは、カルボキシ基を有しない、その他の単量体に由来するユニットである。その他の単量体としては、芳香族基を有する単量体、アルキル(メタ)アクリレート類などが挙げられる。芳香族基を有する単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。なかでも芳香族基を有する単量体は、スチレン、及びベンジル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。アルキル(メタ)アクリレート類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは必要に応じて1種のみを単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでもアルキル(メタ)アクリレート類は、メチル(メタ)アクリレート、エチルメタクリレート、及び2−エチルヘキシルアクリレートからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
ウレタン樹脂としては、カルボキシ基を有するポリオールに由来するユニットを有するものである。カルボキシ基を有するポリオールに由来するユニットとしては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸などを挙げることができる。なかでも、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸が好ましい。ウレタン樹脂は、カルボキシ基を有するポリオールに由来するユニットの他に、例えば、ポリイソシアネート、酸基を有しないポリオール、及びポリアミンに由来するユニットを有することが好ましい。
インク中の樹脂(1)の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがさらに好ましい。
(水性媒体)
インクは、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。水性インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。また、水性インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類、(ポリ)アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。
(その他添加剤)
インクには、上記成分以外にも必要に応じて、消泡剤、界面活性剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤など種々の添加剤を含有してもよい。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。
<反応液の調製>
表1に記載の各成分(単位:%)を混合し、十分撹拌した。その後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧ろ過し、反応液を調製した。Capstone FS−3100は、デュポン製のノニオン性のフッ素系界面活性剤である。BYK−349は、ビックケミー製のシリコーン系のノニオン性界面活性剤である。エポクロスWS−700、WS−300は、日本触媒製のオキサゾリン基を持つ樹脂(2)である。カルボジライドV−02は、日清紡ケミカル製のカルボジイミド基を持つ樹脂(2)である。バーノックDNW−5000は、DIC製のウレタン樹脂である。X−22−3710は、信越化学工業製のジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物である。
<インクの調製>
(顔料分散液)
水5.5gに濃塩酸2.5gを溶かした溶液に、温度5℃で、p−アミノ安息香酸0.8gを加えた。温度10℃以下を維持するために、アイスバスで撹拌しながら、上記で得られた溶液に、水9.0gに亜硝酸ナトリウム0.9gを溶かした溶液を加えた。15分撹拌後、比表面積が220m/gであり、DBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラック9.0gを加え、混合した。さらに、15分撹拌後、得られたスラリーをろ紙(標準用ろ紙No.2、アドバンテック製)でろ過し、カーボンブラックを十分に水洗し、温度110℃のオーブンで乾燥させた。得られたカーボンブラックに水を添加して、自己分散カーボンブラックの含有量が20.0%である顔料分散液を得た。
(カルボキシ基を持つ樹脂(1)を含む液体)
過硫酸カリウム0.2部、及びイオン交換水79.8部を混合して、液体を得た。そして、メタクリル酸4.0部、ブチルアクリレート14.2部、及び反応性界面活性剤0.5部を混合して、乳化物を得た。反応性界面活性剤としては、アデカリアソープER−20(アデカ製)を用いた。窒素雰囲気下、得られた液体に1時間かけて乳化物を滴下した。その後、温度80℃で2時間撹拌し、イオン交換水を添加することで、カルボキシ基を持つ樹脂(1)の含有量が30.0%である樹脂(1)を含む液体を得た。樹脂(1)は、樹脂粒子であり、樹脂粒子の体積基準の累積50%粒径は、70nmであった。さらに、樹脂粒子の表面電荷量は、0.16mmol/gであった。
[体積基準の累積50%粒径の測定方法]
樹脂粒子の体積基準の累積50%平均粒径は、樹脂粒子を含む液体を純水で希釈し、樹脂粒子の含有量が1.0%の樹脂粒子を含む液体を測定サンプルとし、動的光散乱法による粒度分布計(ナノトラックUPA−EX150、日機装製)を使用して、測定した。測定条件は、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、形状:真球形、屈折率:1.6である。
[表面電荷量の測定方法]
樹脂粒子を含む液体に塩酸を添加して、pH2に調整して24時間撹拌した。得られた液体を遠心分離して、沈殿した固形物を分取して乾燥させた後、粉砕して試料を調製した。調製した試料1gに、0.1mmol/Lの炭酸水素ナトリウム水溶液30gを添加して15時間撹拌した後、遠心分離して上澄みを分取した。上澄み1gに純水を加えて希釈した液体15gを、電位差自動滴定装置(AT510、京都電子工業製)を用いて、0.1mol/Lの塩酸で滴定して、樹脂粒子の電荷量を測定した。測定した電荷量を上記で測定した体積基準の累積50%粒径から算出した樹脂粒子の表面積で除することで、樹脂粒子の表面電荷量(mmol/g)を算出した。
(インク)
40.0%の顔料分散液、30.0%のカルボキシ基を持つ樹脂(1)を含む液体、7.0%のグリセリン、0.5%のアセチレノールE100、22.5%の水を混合して十分撹拌した。その後、ポアサイズ3.0μmのミクロフィルタ(富士フイルム製)にて加圧ろ過して、インクを調製した。アセチレノールE100は、川研ファインケミカル製のノニオン性界面活性剤である。
<液吸収部材の多孔質体の作製>
(液吸収部材)
第1の層として、結晶化したフッ素系樹脂(ポリテトラフルオロエチレン)の乳化重合粒子を圧縮成形し、融点以下の温度で延伸することによりフィブリル化した多孔質層を作製した。延伸速度、及び温度を変更することにより、多孔質層の体積基準の累積10%孔径が0.2μmとなる第1の層を得た。第2の層としてはポリオレフィン系の不織布であるHOP60(廣瀬製紙製)を用いた。第1の層、及び第2の層を熱で接着して、多孔質体を得た。
[多孔質層の体積基準の累積10%孔径の測定方法]
多孔質層の体積基準の累積10%孔径は、ガス透過法による細孔径分布測定装置(POROMETER 3Gz、Quantachrome INSTRUMENTS製)を使用して、測定した。
<評価>
本発明においては、下記の評価の評価基準で、A、又はBを許容できるレベルとし、Cを許容できないレベルとした。本実施例において、1,200dpi×1,200dpiで、1/1,200インチ×1/1,200インチの単位領域に4.0ngを1滴付与する条件を、記録デューティが100%であるとする。実施例、及び比較例で使用する反応液、評価条件、及び評価結果は、表2及び3に記載する。
(実施例1〜21、比較例1〜5)
図1に示す転写型インクジェット記録装置を用いて画像を記録した。支持部材102として、アルミニウムからなる円筒のドラムを用いた。転写体101の表面層の部材としては、厚さ0.5mmのPETシートにゴム硬度(デュロメータ・タイプA)40°のシリコーンゴム(KE12、信越化学製)を0.2mmの厚さにコーティングしたものを用いた。そして、この表面に、常圧プラズマ処理装置(ST−7000、キーエンス製)を用いて、処理距離:5mm、プラズマモード:High、処理速度:100mm/secの条件でプラズマ表面処理を施した。さらに、この表面を、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む市販の中性洗剤の濃度が3%となるように純水で希釈した溶液に10秒間浸漬させた。この後、この表面を乾燥させることにより、転写体101の表面層の部材とした。得られた転写体101を、両面粘着テープを用いて支持部材102に固定した。
実施例1〜20において、反応液は、反応液付与装置103に搭載し、転写体101に反応液を1.0g/m塗布した。第1インクは、インク付与装置104に搭載し、インクに熱エネルギーを付与して、オンデマンド方式で転写体101に吐出した。転写体には、反応液は付与されているものの、インクが付与されていない部分があった。実施例21において、反応液は、記録ヘッドを用いて2.0g/mとなるように吐出した。
液吸収部材105aに用いられる多孔質体は上記で作製したものを用いた。液吸収部材を搬送する搬送ローラ105cの速度は、転写体101の移動速度と同等の速度になるよう調節した。搬送ローラ105cの搬送速度は0.4m/sであった。さらに、液吸収部材105aは、エタノール95.0部、及び水5.0部を含有する処理液に浸漬させ、多孔質体の空隙に液体を浸透させた後、水に置換して使用した。また、転写体101と液吸収部材105aとの間のニップ圧は、平均圧力が2kg/cmとなるよう押圧部材105bに圧力を印加した。
次いで、転写体101の移動速度と同等の速度となるように、記録媒体108を記録媒体繰り出しローラ107a、及び記録媒体巻き取りローラ107bにより搬送させ、転写体101と押圧部材106の間で記録媒体108と第1画像を接触させた。これにより、第1画像を転写体101から記録媒体108へ転写させた。転写後、加熱装置を用いて記録媒体108を加熱した。記録媒体108として、耐擦過性の評価の場合、坪量157g/mのOKプリンス紙(王子製紙製)、耐貼りつき性の評価の場合、坪量157g/mのオーロラコート紙(日本製紙製)を用いた。本実施例では転写体101と押圧部材106との間のニップ圧は、3kg/cmに調整した。
(実施例22〜42、及び比較例6〜10)
図2に示す直接記録型インクジェット記録装置を用いて画像を記録した。反応液付与装置203、インク付与装置204、記録媒体の搬送速度、液吸収装置205は、転写型インクジェット記録装置と同様の条件とした。記録媒体208として、耐擦過性の評価の場合、坪量157g/mのOKプリンス紙(王子製紙製)、耐貼りつき性の評価の場合、坪量157g/mのオーロラコート紙(日本製紙製)を用いた。
[耐擦過性]
転写型インクジェット記録装置を用いる場合、転写体にインクの記録デューティが100%である第1画像を形成し、OKプリンス紙に転写して画像(2.5cm×10cmのベタ画像)を記録した。直接記録型インクジェット記録装置を用いる場合、OKプリンス紙に、インクの記録デューティが100%である画像(2.5cm×10cmのベタ画像)を記録した。画像を記録した記録媒体を25mm幅の短冊状に切断し、学振型試験機である耐摩耗試験機(井本製作所製)を用いて、以下の条件で評価を行った。切断した記録媒体と摩擦子白紙のOKプリンス紙を設置し、荷重500gで10回の摩擦試験を行い、目視で耐擦過性を評価した。
A:画像に傷が全くつかなかった
B:画像にわずかに傷がついたが、許容範囲だった
C:画像に傷がついた。
[耐貼りつき性]
転写型インクジェット記録装置を用いる場合、転写体にインクの記録デューティが100%である第1画像を形成し、オーロラコート紙に転写して画像(2.5cm×10cmのベタ画像)を記録した。直接記録型インクジェット記録装置を用いる場合、オーロラコート紙に、インクの記録デューティが100%である画像(2.5cm×10cmのベタ画像)を記録した。画像を記録した記録媒体を25mm幅の短冊状に切断し、画像同士を重ねあわせた。画像に荷重10t/mを30分かけた状態で、温度65℃のオーブン内で放置した後、オーブンから画像を取りだし、画像に荷重10t/mをかけた状態で、温度25℃で30分放置した。その後、重ねあわせた画像同士が貼りついているかを目視で評価した。
A:画像同士が全く貼りつかなかった
B:画像が貼りつくが、画像同士を剥がした際に画像に損傷がなかった
C:画像が貼りつき、画像同士を剥がした際に画像に損傷があった。

Claims (7)

  1. 水性のインク及び水性の反応液を用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
    カルボキシ基を持つ樹脂(1)を含有する前記インクを第1記録媒体に付与する工程、並びに
    オキサゾリン基又はカルボジイミド基を持つ樹脂(2)、及びジメチルポリシロキサンの持つメチル基の少なくとも1つをカルボキシ基に置換したシロキサン化合物を含有する反応液を、前記インクを付与する領域と少なくとも一部で重なるように前記第1記録媒体に付与する工程を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
  2. 前記インクジェット記録方法が、前記画像が形成された前記記録媒体を加熱する加熱工程を有する請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記樹脂(2)のガラス転移温度が、前記加熱工程における前記記録媒体の加熱温度よりも低い請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記樹脂(2)のガラス転移温度が、50℃を超える請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記樹脂(1)中のカルボキシ基の量(μmol/mm)が、前記樹脂(2)中のオキサゾリン基の量(μmol/mm)に対する比率で、4.2倍以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記反応液中の前記シロキサン化合物の含有量(質量%)が、反応液全質量を基準として、3.0質量%以上10.0質量%以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記加熱工程における前記記録媒体の加熱温度が、50℃以上130℃以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
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