JP2012051287A - 転写媒体の製造方法、これに用いられるインクと接着液とのセット、及び転写媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェットヘッドから樹脂を含有するインクを吐出し基材上に付着させるインク付着工程と、前記基材に付着した前記インクに含まれる液体成分の少なくとも一部を蒸発させる蒸発工程と、前記基材における、前記液体成分の少なくとも一部が蒸発した前記インクが付着した面上に、インクジェットヘッドから樹脂を含有する接着液を吐出し付着させる接着液付着工程と、を含み、前記インク中の前記樹脂の含有割合が前記接着液中の前記樹脂の含有割合よりも少ない、転写媒体の製造方法である。
【選択図】なし
Description
[1]
インクジェットヘッドから樹脂を含有するインクを吐出し基材上に付着させるインク付着工程と、前記基材に付着した前記インクに含まれる液体成分の少なくとも一部を蒸発させる蒸発工程と、前記基材における、前記液体成分の少なくとも一部が蒸発した前記インクが付着した面上に、インクジェットヘッドから樹脂を含有する接着液を吐出し付着させる接着液付着工程と、を含み、前記インク中の前記樹脂の含有割合が前記接着液中の前記樹脂の含有割合よりも少ない、転写媒体の製造方法。
[2]
前記インクが水性顔料インクである、[1]に記載の転写媒体の製造方法。
[3]
前記水性顔料インクが、70℃以上250℃以下の水溶性有機溶剤を含み、前記水溶性有機溶剤が、ラクタム類、カルボン酸エステル類、アルキレングリコールエーテル類、及びアルコール類から選ばれる1種以上を含む水性液体である、[2]に記載の転写媒体の製造方法。
[4]
前記接着液が、70℃以上250℃以下の水溶性有機溶剤を含み、前記水溶性有機溶剤が、ラクタム類、カルボン酸エステル類、アルキレングリコールエーテル類、及びアルコール類から選ばれる1種以上を含む水性液体である、[1]〜[3]のいずれかに記載の転写媒体の製造方法。
[5]
前記接着液がエマルジョン形態の熱可塑性樹脂を含む水性液体である、[1]〜[4]のいずれかに記載の転写媒体の製造方法。
[6]
前記基材が、金属、プラスチック、又は紙である、[1]〜[5]のいずれかに記載の転写媒体の製造方法。
[7]
[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方法により得られる、転写媒体。
[8]
[1]〜[6]のいずれかに記載の転写媒体の製造方法に用いられるインクと接着液とのセット。
本明細書において、「固形分」とは、1atm、25℃の条件下で固体の状態にある物質を意味する。
なお、本明細書において、「転写」とは貼合を含む意味である。
本発明の一実施形態は、転写媒体の製造方法に係る。当該製造方法は、インクジェットヘッドから樹脂を含有するインクを吐出し基材上に付着させるインク付着工程と、前記基材に付着した前記インクに含まれる液体成分の少なくとも一部を蒸発させる蒸発工程と、前記基材における、前記液体成分の少なくとも一部が蒸発した前記インクが付着した面上に、インクジェットヘッドから樹脂を含有する接着液を吐出し付着させる接着液付着工程と、を含み、前記インク中の前記樹脂の含有割合が前記接着液中の前記樹脂の含有割合よりも少ないことを特徴とする。以下、各工程について詳細に説明する。
本実施形態におけるインク付着工程では、インクジェットヘッドから樹脂を含有するインクを吐出し、基材上の所定の部分に付着させる。これにより、基材上に着色層のパターンが形成される。本工程を行うための装置としてインクジェット記録装置が使用可能であり、インクジェット記録装置の具体例として、以下に限定されないが、PX−7550(インクジェットプリンタ、セイコーエプソン社(Seiko Epson Corporation)製)が挙げられる。本工程におけるインク吐出時の液滴質量は、例えば5〜15ngの範囲で調整すればよい。
上記のインクは、着色層を形成するために用いられ、転写の容易性、及び、転写時に被転写媒体又は接着層との接着性を高める観点から、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。このインクとしては、吐出安定性に優れるため、水性インクが好ましい。
(1)顔料、
(2)顔料分散剤としての、エマルジョン形態の熱可塑性樹脂(以下、「樹脂エマルジョン」ともいう。)又は水溶性の熱可塑性樹脂(以下、「水溶性樹脂」ともいう。)、
(3)1atm相当の沸点が70℃以上250℃以下である水溶性有機溶剤、
(4)界面活性剤、
(5)水。
なお、上記各成分についての詳細は後述する。
上記の基材としては、特に限定はされるものではなく、金属、木材、プラスチック又は紙が挙げられ、基材を所望の形状に加工しやすいため、金属、プラスチック、又は紙が好ましく、コストの観点を加味するとプラスチックがより好ましい。上記の金属としては、コストの観点からアルミニウムが好ましく挙げられ、上記のプラスチックとしては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等が好ましく挙げられ、上記の紙としては、普通紙、上質紙、塗工紙等が好ましく挙げられる。基材は、転写媒体の使用を容易にするため、シート又はフィルム状であると好ましい。基材の厚さは10〜50μmであると好ましい。
本実施形態における蒸発工程(以下、「第1の蒸発工程」ともいう。)では、前記基材に付着した前記インクに含まれる液体成分の少なくとも一部を蒸発させる。この液体成分は、固形分を除いた成分と換言することができる。
なお、上記(1)〜(5)の各成分のうち、固形分は、上記(1)、(2)、及び(4)の各成分に相当し、上記の液体成分は上記(3)及び(5)の各成分に相当する。
本実施形態における接着液付着工程では、上記の基材に付着したインクのうち液体成分の少なくとも一部が蒸発した状態で、前記インクが付着した面上の所定の部分に、インクジェットヘッドから樹脂を含有する接着液を吐出し付着させる。これにより、基材上及び着色層上に接着層のパターンが形成される。本工程を行うための装置として、上記インク付着工程の項で挙げたインクジェット記録装置が使用可能である。本工程における接着液吐出時の液滴質量は、例えば5〜15ngの範囲で調整すればよい。
上記の接着液は、接着層を形成するために用いられ、転写の容易性、及び、転写時に被転写媒体又は着色層との接着性を良好にするため、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。この接着液としては、エマルジョン形態の熱可塑性樹脂を含む水性液体が挙げられ、接着剤として機能する熱可塑性樹脂を表層に効率よく分布させることができるため、エマルジョン形態の熱可塑性樹脂を含む水性液体が好ましい。
(6)樹脂エマルジョン、
(7)1atm相当の沸点が70℃以上250℃以下である水溶性有機溶剤、
(8)水。
なお、上記各成分についてのその他の詳細は後述する。
なお、本実施形態における接着液は、熱可塑性樹脂を含む接着剤成分を内包したマイクロカプセルを液体中に分散させたものであってもよい。かかる接着液を用いると、加熱処理や加圧処理などの付加処理を施してマイクロカプセルを破壊することによって接着性が向上する。
[インク]:[接着液]=1:2〜1:10
上記の特徴に起因して、転写後の転写媒体における接着性が優れたものとなる。具体的にいえば、剥離層−着色層間の接着力よりも、着色層−接着層間の接着力の方が大きくなるため、優れた接着性が得られるものと推測される。
ここでいう「樹脂」は、インク及び接着液のそれぞれに含まれる全ての樹脂であり、好ましくは熱可塑性樹脂であり、より好ましくは水溶性樹脂と樹脂エマルジョンに含まれる熱可塑性樹脂の両方である。
本実施形態の製造方法は、基材上の着色層及び接着層に含まれる液体成分(固形分以外の成分)を強制的に蒸発させるための工程(本明細書において「第2の蒸発工程」ともいう。)をさらに有してもよい。第2の蒸発工程における強制的な蒸発の手段としては、例えば、加熱、減圧、並びに、乾燥空気や温風を接触させることが挙げられる。この手段を実現するための装置としては、温風ヒーターが挙げられる。第2の蒸発工程においては、前記基材に付着した前記インクのうち固形分を除いた成分の95質量%を超えて蒸発させることが好ましい。
なお、この第2の蒸発工程を行わず、上記の接着液付着工程を経た後、自然乾燥により、着色層及び接着層に含まれる液体成分を蒸発させることも勿論可能である。
なお、図2中、Xはキャリッジ27(図1)が移動する幅方向を表し、Yはプラテン19(図1)の送り方向を表す。
以下では、上記のインク及び接着液の構成成分について、詳細に説明する。
インクに含まれる顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
本実施形態において、インク及び接着液に含まれ得る樹脂エマルジョン及び水溶性樹脂としては、以下に列記するものが好ましい。樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
1atm相当の沸点が70℃以上250℃以下である水溶性有機溶剤をインク(水性顔料インク)や接着液に含有させることにより、インクや接着液中で樹脂を安定化させることができ、インク(水性顔料インク)や接着液の吐出安定性及び揮発性に優れ、かつ、画像の転写ムラを効果的に防止することができる。
上記の水溶性有機溶剤は、吐出安定性に優れるため、ラクタム類、カルボン酸エステル類、アルキレングリコールエーテル類、及びアルコール類から選ばれる1種以上を含む水性液体であることが好ましい。これらの中でも、2−ピロリドン類(γ−ブチロラクタム類)、乳酸エステル類、アルキレングリコールエーテル類、アルコール類を含む水性液体であることがより好ましい。
本実施形態において、インクに用いられる界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤からなる群から選択される一種以上の界面活性剤が挙げられる。
水は、本実施形態で用いるインクが水性インクである場合の主溶媒であり、また、接着液にも含まれる。水としては、イオン性の不純物を極力低減するため、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、もしくは蒸留水等の純水、又は超純水を用いることが好ましい。また、紫外線照射や過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、顔料分散液及びこれを用いた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。
(その他の添加剤)
本発明の一実施形態は、インクと接着液とのセットに係る。当該セットは、好ましくは顔料、樹脂、及び溶媒を含むインクと、好ましくは樹脂及び溶媒を含む接着液と、のセットであって、インク中の樹脂の含有割合が接着液中の樹脂の含有割合よりも少ないものである。上記のセットは、転写媒体を製造する際に用いられると、本発明による有利な効果を奏することができるため有用である。インク及びこれに含まれる各成分、並びに、接着液及びこれに含まれる各成分は、上述と同様であればよいので、ここでは詳細な説明を省略する。
本発明の一実施形態は、転写媒体に係る。当該転写媒体は、上記実施形態の製造方法を実施することにより得ることができる。この転写媒体は、インク由来の着色層中の樹脂量が接着液由来の接着層の樹脂量よりも少ないという特徴を有する。
〔インク1〕
3質量部のジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)、0.8質量部のシリコーン系界面活性剤(BYK−348、ビックケミー社製)、及び30質量部の純水(イオン交換水)を混合し、常温で20分間攪拌して予備混合液を得た。次に、顔料分散剤として1.5質量部の水溶性樹脂(JONCRYL680、BASF社製アクリル系樹脂、分子量4,900、酸価215)、及びpH調整剤として0.1質量%の水酸化カリウム(KOH)をこの予備混合液に添加し、40℃で1時間攪拌することで、混合液Iを調製した。
混合液I調製時における顔料分散剤としての水溶性樹脂の添加量を2.0質量部に変更し、かつ、分散液I調製時において混合液Iに添加するマゼンタ顔料を、4質量部のイエロー顔料(C.I.ピグメントイエロー 180、大日精化工業社(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.)製)に変更した点以外は、インク1の調製と同様にして、表1に組成を示すインク2を調製した。
混合液I調製時における顔料分散剤としての水溶性樹脂の添加量を1.4質量部に変更し、BYK−348の添加量を0.5重量部に変更し、分散液I調製時において混合液Iに添加するマゼンタ顔料をシアン顔料(C.I.ピグメントブルー 15:3、DIC社製)に変更し、かつ、調製された分散液Iに、1,2−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、プロピレングリコール、アクリル系樹脂エマルジョン(AP−4735、有効成分50%、昭和高分子社製)(表1中、単に「樹脂EM」と示す。)、アセチレングリコール系界面活性剤(サーフィノール465、Air Products and Chemicals Inc.製、HLB値13)(表1中、単に「465」と示す。)、Proxel−XL2、及び純水(イオン交換水)を表1に示す分量(質量部)で添加し、40℃で20分間攪拌して分散液IIを得ることに変更した点以外は、インク1の調製と同様にして、表1に組成を示すインク3を調製した。
〔接着液1〕
1,2−ヘキサンジオール(1,2−HD)、2−ピロリドン(表2中、単に「ピロリドン」と示す。)、プロピレングリコール(PG)、AM710(アクリル系樹脂エマルジョン、有効成分50.5%、昭和高分子社製)(表2中、単に「樹脂EM」と示す。)、及び純水(イオン交換水)を混合し、40℃で20分間攪拌後、5μm径のメンブランフィルターにてろ過し、下記表2に示す接着液1を調製した。
1,2−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、プロピレングリコール、AM920(アクリル系樹脂エマルジョン、有効成分45%、昭和高分子社製)、及び純水(イオン交換水)を混合し、40℃で20分間攪拌後、5μm径のメンブランフィルターにてろ過し、下記表2に示す接着液2を調製した。
1,2−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、プロピレングリコール、ポリゾールAT860(アクリル系樹脂エマルジョン、有効成分50%、昭和高分子社製)、及び純水(イオン交換水)を混合し、40℃で20分間攪拌後、5μm径のメンブランフィルターにてろ過し、下記表2に示す接着液3を調製した。
1,2−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、プロピレングリコール、AM920(アクリル樹脂エマルジョン、有効成分45%、昭和高分子社製)、及び純水(イオン交換水)を混合し、40℃で20分間攪拌後、5μm径のメンブランフィルターにてろ過し、表2に示す接着液4を調製した。
インク1〜3及び接着液1〜4を用いたインクジェットヘッドによる吐出実験は、PX−7550(インクジェットプリンタ、セイコーエプソン社(Seiko Epson Corporation)製)を用いて行ったが、本実験は本発明を限定するものではない。
温度25℃及び相対湿度40%RHの環境下において、インク及び接着液のインクジェットヘッドからの吐出を連続して行った。吐出条件は、駆動周波数を50kHzとし、1440dpi×1440dpiの解像度において100%dutyとした(いわゆるベタ印刷)。ここで、「duty」とは、下式で算出される値である。
duty(%)=実記録ドット数/(縦解像度×横解像度)×100
(式中、「実記録ドット数」は単位面積当たりの実記録ドット数であり、「縦解像度」及び「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。)
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表3に示す。
A:ドット抜け又は飛行曲がりが15分経過しても発生しなかったか、あるいは、15分以内に発生したがクリーニング動作で回復した。
C:ドット抜け又は飛行曲がりが15分以内に発生し、クリーニング動作を行っても回復しなかった。
図1に示すものと同様の構成を備える転写媒体製造装置であって、更にインク中の固形分を除いた成分を蒸発させるための蒸発装置を設けた転写媒体製造装置を用いて、転写媒体を作製した。具体的には、まず、ロール状の幅600mm、厚さ12μmの二軸延伸PETフィルム上にワックスを膜厚20nmに塗布して離型層とした。さらに、熱硬化性のメラミン樹脂層を10nm厚に塗布後180℃で5分加熱硬化させて保護層とし、転写フィルムベース媒体を作製した。次に、前記転写フィルムベース媒体を転写媒体製造装置の所定の位置に装着し、インクジェットヘッドのピエゾ素子駆動電圧波形を変化させて5〜15ngの液滴を適宜質量調整した。そして、記録用のソフトウェアプログラムにより、2,880dpi×1,440dpiの解像度で文字及び画像パターンを印刷した。なお、上記文字には5ポイント及び7ポイントの全角ひらがな(フォント:MS明朝)を使用した。
インク1中の固形分を除いた成分の70質量%を蒸発させた。
インク2中の固形分を除いた成分の80質量%を蒸発させた。
インク3中の固形分を除いた成分の90質量%を蒸発させた。
インク3中の固形分を除いた成分の90質量%を蒸発させた。
インク2中の固形分を除いた成分の95質量%を蒸発させた。
インク3中の固形分を除いた成分の90質量%を蒸発させた。
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表4に示す。
A:5ポイント以下の文字も明瞭に判読可能であった。
C:5ポイント以下の文字が判読不能であった。
100mm幅にスリット加工した転写媒体をホットスタンピングマシン(R415F−TP、ロールオンタイプ、尼崎機械工業社(AMAGASAKI MACHINERY Co., Ltd)製)の所定位置に装着し、熱圧着ローラー温度を150℃、圧力を30kg/cm2、速度を20cm/秒として、被転写媒体であるアクリル樹脂板に転写した。
評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表4に示す。
A:5ポイント以下の文字も完全に転写することができた。
C:5ポイント以下の文字の転写が不完全であった。
上記の転写性評価において転写されたアクリル樹脂板上の着色層に対し、JIS D0202−1988に準拠して、碁盤目テープ剥離試験を行った。セロハンテープ(登録商標)(CT24、ニチバン社(Nichiban Co., Ltd.)製)を、上記の着色層上に指の腹で押し付けて密着させた後、このセロハンテープを剥がした。100マスのうち、着色層が剥離しなかったマス目の数で表すことにより判定した。つまり、着色層が全く剥離しなかった場合を「100/100」とし、着色層が完全に剥離した場合を「0/100」とした。評価基準は下記のとおりである。評価結果を下記表4に示す。
S :0/100
AAA:0/100を超えて10/100未満
AA :10/100以上20/100未満
A :20/100以上30/100未満
C :30/100以上
Claims (8)
- インクジェットヘッドから樹脂を含有するインクを吐出し基材上に付着させるインク付着工程と、
前記基材に付着した前記インクに含まれる液体成分の少なくとも一部を蒸発させる蒸発工程と、
前記基材における、前記液体成分の少なくとも一部が蒸発した前記インクが付着した面上に、インクジェットヘッドから樹脂を含有する接着液を吐出し付着させる接着液付着工程と、
を含み、
前記インク中の前記樹脂の含有割合が前記接着液中の前記樹脂の含有割合よりも少ない、転写媒体の製造方法。 - 前記インクが水性顔料インクである、請求項1に記載の転写媒体の製造方法。
- 前記水性顔料インクが、70℃以上250℃以下の水溶性有機溶剤を含み、
前記水溶性有機溶剤が、ラクタム類、カルボン酸エステル類、アルキレングリコールエーテル類、及びアルコール類から選ばれる1種以上を含む水性液体である、請求項2に記載の転写媒体の製造方法。 - 前記接着液が、70℃以上250℃以下の水溶性有機溶剤を含み、
前記水溶性有機溶剤が、ラクタム類、カルボン酸エステル類、アルキレングリコールエーテル類、及びアルコール類から選ばれる1種以上を含む水性液体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の転写媒体の製造方法。 - 前記接着液がエマルジョン形態の熱可塑性樹脂を含む水性液体である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の転写媒体の製造方法。
- 前記基材が、金属、プラスチック、又は紙である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の転写媒体の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法により得られる、転写媒体。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の転写媒体の製造方法に用いられるインクと接着液とのセット。
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