JP5703624B2 - インクジェット記録方法および記録物 - Google Patents
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まず、本発明のインクジェット記録方法の説明に先立ち、本発明のインクジェット記録方法に適用されるインクジェット装置(液滴吐出装置)の実施形態について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法では、先ず被吐出媒体に下地層を形成する下地層形成工程を備えている。下地層形成工程とは、例えばインク非吸収性または吸収性が著しく低い被吐出媒体では、インク受容層を設けなければ、インクが乾燥をする前に溶剤等が対流して光輝性顔料の表面の平滑性が失われることから、光沢劣化の問題等が発生していた。また、インク非吸収性または吸収性が著しく低い被吐出媒体では、光輝性顔料の被吐出媒体への密着性が十分ではなく、良好な耐擦性(摩擦に対する耐久性)が得られないという問題があった。また、表面粗さ(例えば算術平均粗さ)が非常に大きい被吐出媒体の場合も、光輝性顔料が平滑に配列するのが困難であり良好な光輝性が得られなかった。
D1>D2
を満足する第1下地層と第2下地層を形成する。
duty(%)=実記録ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
実記録ドット数とは、単位面積当たりの実記録ドット数
縦解像度、横解像度とは、それぞれ単位面積当たりの解像度
本実施形態に係る樹脂インクについて説明する。本実施形態にかかる樹脂インクは、水溶性樹脂溶剤(溶媒)と、樹脂成分としての、前記水溶性樹脂溶剤に相溶する樹脂とを含んでいる。相溶とは、前記水溶性樹脂溶剤中に樹脂を混ぜると溶解あるいは粒子が膨潤する組み合わせを指す。なお、本発明において樹脂インクは、水系のインク(水分含有量が50%以上)、非水系(水分含有量が50%未満)のインクのいずれであってもよい。以下、水系のインクの場合を具体例にして各成分を説明する。
水は、水系インクの主な媒体であり、好ましい水は、イオン性の不純物を極力低減することを目的として、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、紫外線照射、または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、顔料分散液及びこれを用いた水系インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
水溶性樹脂溶剤は、樹脂インクに同時に添加している樹脂と相溶する水溶性溶剤から選ばれる。用いる樹脂によって最適な組み合わせはあるが、例えば、水溶性の複素環式化合物、水溶性のアルキレングリコールアルキルエーテル等が好ましく、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、および2−ピロリドン等のピロリドン類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、ε−カプロラクタム等のラクタム類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸イソプロピル、および乳酸ブチル等のエステル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、およびジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等のオキシアルキレングリコールエーテル類、1,4−ジオキサン等の環式エーテル類が好ましい。特に、樹脂インクの保存安定性、十分な乾燥速度、と下地層の皮膜化促進の点で、ピロリドン類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類が特に好ましい。
樹脂は、水溶性樹脂溶剤と相溶することで、樹脂インクの乾燥後に強固な樹脂膜(下地層)を形成することができる。
インクジェット装置に用いる場合には、水に分散可能な樹脂を用いることで、樹脂インク中に十分な量の樹脂成分を添加しつつ、各インクの粘度を低く抑えることができ、高速記録において吐出安定性を確保することができるため好ましい。
水系樹脂インクは、さらにワックスを添加してもよい。これにより、乾燥後のインク膜表面の摩擦抵抗を低減する特性を有する。このようなワックスを構成する成分としては、例えばカルナバワックス、キャンデリワックス、みつろう、ライスワックス、ラノリン等の植物・動物系ワックス;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト等の鉱物系ワックス;カーボンワックス、ヘキストワックス、ポリオレフィンワックス、ステアリン酸アミド等の合成ワックス類、α−オレフィン・無水マレイン酸共重合体等の天然・合成ワックスエマルジョンや配合ワックス等を単独あるいは複数種を混合して用いることができる。この中で好ましいワックスの種類としては、ポリオレフィンワックス、特にポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスであり、さらには、インク非吸収性または低吸収性の被吐出媒体に対する耐擦性の観点から、ポリエチレンワックスがより好ましい。ワックスとしては市販品をそのまま利用することもでき、例えばノプコートPEM17(商品名、サンノプコ株式会社製)、ケミパールW4005(商品名、三井化学株式会社製)、AQUACER515、AQUACER593(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。
その他の成分として、樹脂インクは、必要に応じて、水溶性溶剤や、界面活性剤を含む。これらの添加量は、被吐出媒体やインクの種類に応じて適宜調整できる。さらに必要に応じて添加するものとして、保湿剤、防腐剤・防かび剤、pH調整剤、溶解助剤、酸化防止剤・紫外線吸収剤、金属トラップ剤などがあげられる。
水溶性溶剤は、後述する界面活性剤と相乗して、被吐出媒体に対する樹脂インクの濡れ性を高めて均一に濡らす作用を有する。そのため、樹脂インクに水溶性溶剤を含有させることは、均一に下地層を形成できるという観点から好ましい。このような水溶性溶剤としては、1価アルコール、または多価アルコールおよびその誘導体が挙げられる。
界面活性剤は、上述した水溶性溶剤と相乗して、被吐出媒体に対する色インクの濡れ性を高めて均一に濡らす作用を有する。界面活性剤としては、シリコン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。
(5−3)保湿剤
保湿剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキシレングリコール、2,3−ブタンジオール等の多価アルコール、または糖類および糖アルコール等が挙げられる。
防腐剤・防かび剤の例としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジソチアゾリン−3−オン(ICI社のプロキセルCRL、プロキセルBDN、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)などが挙げられる。
pH調整剤としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリン等のアミン類及びそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類、水酸化アンモニウム、四級アンモニウム水酸化物(テトラメチルアンモニウムなど)、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩類その他燐酸塩等があげられる。
溶解助剤としては、尿素、チオ尿素、ジメチル尿素、テトラエチル尿素などがあげられる。
酸化防止剤・紫外線吸収剤としては、アロハネート、メチルアロハネート、などのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、L−アスコルビン酸およびその塩等、チバガイギー社製のTinuvin328、900、1130、384、292、123、144、622、770、292、Irgacor252、153、Irganox1010、1076、1035、MD1024など、あるいはランタニドの酸化物等があげられる。
金属トラップ剤としては、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム等のキレート剤などがあげられる。
樹脂インクは、活性エネルギー線により重合反応により硬化させる場合には、従来より用いられている重合性化合物、重合開始剤等を有していても良い。重合開始剤としては、例えばベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、ベンジル、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、2−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、ポリ塩化ポリフェニル、ヘキサクロロベンゼン等が挙げられる。
水系光輝性インク(以下、適宜光輝性インクという)は、光輝性顔料と、水を50質量%以上含有する(水系インク)。光輝性インクに含有される光輝性顔料としては、インクジェット記録方法によって当該インクの液滴を吐出できる範囲内で、任意のものを用いることができる。光輝性顔料は、光輝性インクが樹脂インクの層の上に付着したときに、光輝性を付与する機能を有し、また、付着物に光輝性を付与することもできる。このような光輝性顔料としては、パール顔料や金属粒子があげられる。パール顔料の代表例としては、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔、酸塩化ビスマス等の真珠光沢や干渉光沢を有する顔料が挙げられる。一方、金属粒子としてはアルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅等の粒子を挙げることができ、これらの単体またはこれらの合金およびこれらの混合物から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
本実施形態で使用される光輝性顔料は、光沢度(光輝性)の高さの観点から、銀粒子を用いることが好ましい。以下、光輝性インクの具体例として銀インクを用いて説明する。
上述したように、本実施形態に係る銀インクは、銀粒子を含むものである。このように、銀インクが、銀粒子を含むものであることにより(特に、所定の条件を満足するワックスとともに含むことにより)、優れた金属光沢を有する画像を形成することができる。また、銀は、各種金属の中でも、白色度の高い金属であるため、他色のインクと重ね合わせることにより、金色、銅色等の様々な金属色を表現することができる。
本発明に係る銀インクは、樹脂を含有していても良く、これを含有することで定着性や耐擦性が向上する。樹脂としては、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリメタアクリル酸エステル、ポリエチルアクリル酸、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、クロロプレン共重合体、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン、ポリオレフィン樹脂、セルロース、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、ポリスチレン、スチレン−アクリルアミド共重合体、ポリイソブチルアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ロジン系樹脂、ポリエチレン、ポリカーボネート、塩化ビニリデン樹脂、セルロースアセテートブチレートなどのセルロース系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、ロジンエステル等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
本発明にかかるインクは、水を含むものである。インク中において、水は、主に銀粒子およびワックス粒子を分散させる分散媒として機能する。インクが水を含むことにより、銀粒子等の分散安定性等を優れたものとすることができ、また、後述するような液滴吐出装置のノズル付近でのインクの不本意な乾燥(分散媒の蒸発)を防止しつつ、インクが付与される記録媒体上での乾燥を速やかに行うことができるため、所望の画像の高速記録を、長期間にわたって好適に行うことができる。インク中における水の含有率は、特に限定されないが、20質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、25質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。
本発明に係るインクは、多価アルコールを含有することが好ましい。多価アルコールは、本実施形態に係るインクをインクジェット式記録装置に適用した場合に、インクの乾燥を抑制し、インクジェット式記録ヘッド部分におけるインクによる目詰まりを防止することができる。
本発明に係るインクは、グリコールエーテルを含有することが好ましい。グリコールエーテルを含有することにより、記録媒体などの被記録面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。
本発明に係るインクは、アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキサン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキサン系界面活性剤は、記録媒体などの被記録面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。
本発明に係るインクは、上記以外の成分(その他の成分)を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、pH調整剤、浸透剤、有機バインダー、尿素系化合物、アルカノールアミン(トリエタノールアミン等)等の乾燥抑制剤、チオ尿素等が挙げられる。
色材が添加されたインク(以下、カラーインク)としては、水系、非水系どちらであってもよい。また、色材は染料であっても、顔料であってもよい。本実施形態では、顔料の水系カラーインク(以下、カラーインクという)を具体例として説明する。
樹脂インクの調整は、スチレン−アクリル酸共重合体(熱可塑性樹脂粒子、平均粒子径50nm、分子量55000、ガラス転移温度80℃、酸価130)を25質量%、1,2−ヘキサンジオール2を5質量%、2−ピロリドンを4質量%、シリコン系界面活性剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名「BYK−348」、ポリエーテル変性シロキサン)を0.5質量%、アセチレングリコール系界面活性剤(日信化学工業株式会社製、商品名「サーフィノール104PG−50」)を0.2質量%、プロピレングリコールを6質量%、残分としてイオン交換水としてそれぞれ添加した。そして、その後常温で1時間混合攪拌した。
ポリビニルピロリドン(PVP、重合平均分子量10000)を70℃の条件下で15時間加熱して、その後室温で冷却をした。そのPVP1000gを、エチレングリコール溶液500mlに添加してPVP溶液を調整した。別の容器にエチレングリコールを500ml入れ、硝酸銀128gを加えて電磁攪拌器で十分に攪拌をして硝酸銀溶液を調整した。PVP溶液を120℃の条件下でオーバーヘッドミキサーを用いて攪拌しつつ、硝酸銀溶液を添加して約80分間加熱して反応を進行させた。そして、その後室温で冷却をさせた。得られた溶液を遠心分離機で2200rpmの条件下で10分間遠心分離を行った。その後、分離が出来た銀粒子を取り出して、余分なPVPを除去するためエタノール溶液500mlに添加した。そして、さらに遠心分離を行い、銀粒子を取り出した。さらに、取り出した銀粒子を真空乾燥機で35℃、1.3Paの条件下で乾燥させた。
色材として、カーボンブラックのMA77(商品名、三菱化学株式会社製)4質量%、色材の分散樹脂としてアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体を2質量%、スチレンーアクリル酸共重合体を2質量%、水溶性浸透溶剤として1,2−ヘキサンジオール 5質量%、界面活性剤としてBYK−348(商品名、ビックケミー・ジャパン(株)製のポリエーテル変性オルガノシロキサン)を0.4質量%、サーフィノールDF−110Dを0.2質量%、水溶性樹脂溶剤として2−ピロリドンを5質量%、保湿剤としてプロピレングリコールを10質量%、残分をイオン交換水として、カラーインクの一例である黒色インクを調整した。
(実施例1〜10)
まず、インクジェットプリンタとしてPX−G930(セイコーエプソン社製)を用いて、表1に示す被吐出媒体に、表1に示す単位面積当たりの吐出量で、樹脂インクの層を形成した。なお、樹脂インクの層はプラテンを50℃で加熱して形成した。そして、樹脂インクの層に、100%dutyで黒色インク(カラーインク)の層を、100%dutyで光輝性インクの層をそれぞれ記録して記録物を得た。なお、表1において、「PET」とはPETフイルム(リンテック社製、商品名「K2411」)を、「合成紙(PP)」とはポリプロピレン合成紙(リンテック社製、商品名「ユポ80」)を示す。
まず、インクジェットプリンタとしてPX−G930(セイコーエプソン社製)を用いて、表1の被吐出媒体に100%dutyで黒色インク(カラーインク)を、100%dutyで光輝性インクの層をそれぞれ記録して記録物を得た。
[5.1]光沢度
前記各実施例および各比較例、各参考例に係る吐出物の吐出面について、光沢度計(MINOLTA MULTI GLOSS 268)を用い、煽り角度60°での光沢度を測定し、以下の基準に従い評価した。
(1)光輝性インク
A :光沢度が330以上。
B :光沢度が230以上330未満。
C :光沢度が130以上230未満。
D :光沢度が30以上130未満。
E :光沢度が30未満。
前記各実施例および各比較例、各参考例に係る吐出物の吐出面について、光学濃度計SpectroEye(商品名;X−rite社製)を用い、光学濃度(OD値)を測定し、以下の基準に従い評価した。
A :OD値が2以上
B :OD値が2未満
乾燥後の記録物を学振型摩耗堅牢度試験機AB−301(商品名、テスター産業株式会社製)にセットし、接触部に白綿布(JIS L 0803準拠)を取り付けた摩擦子(荷重;300g)にて10回擦ることで、耐摩耗性評価を実施した。そして、樹脂インクの層を付与しなかった場合に対して、耐擦性の向上が見られた場合は、「○」とした。
Claims (6)
- インクジェット法により、光輝性顔料を分散させた光輝性インクと、色材が溶媒に分散または溶解したカラーインクと、を被吐出媒体に吐出するインクジェット記録方法であって、
被吐出媒体に、樹脂成分が溶媒に分散または溶解した樹脂インクを付与して下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層における第1記録領域に、前記光輝性インクを吐出する光輝性インク記録工程と、
前記下地層における前記第1記録領域とは異なる第2記録領域に、前記カラーインクを吐出するカラーインク記録工程と、を有し、
前記下地層形成工程は、前記第1記録領域に前記樹脂インクを吐出することにより第1下地層を形成する第1記録領域下地層形成工程と、前記第2記録領域に前記樹脂インクを吐出することにより第2下地層を形成する第2記録領域下地層形成工程であって、
前記第1下地層の前記樹脂インクの単位面積あたりの吐出量D1と、前記第2下地層の
前記樹脂インクの単位面積あたりの吐出量D2とは、以下の関係であることを特徴とするインクジェット記録方法。
D1>D2 - 前記樹脂インクの成分として、スチレンーアクリルとポリウレタンから選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
- 前記吐出量D1と、前記吐出量D2との差は、被吐出媒体の種類によって異なっている請求項1または2に記載のインクジェット記録方法。
- 前記下地層形成工程とは、前記樹脂インクが付与された後、前記樹脂インクを乾燥させる乾燥工程を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記乾燥工程における乾燥温度が、30℃以上120℃以下である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法によって記録されたことを特徴とする記録物。
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