JP2015074091A - 画像形成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非塗工紙と、紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層と、色材を含み画像を構成する画像層と、をこの順に有する画像形成物。
【選択図】図2
Description
例えば特許文献1には、中間転写フィルムのインクジェット受像層面に、インクジェット方式で、有機系赤外線吸収剤を含む不可視画像と、可視画像とを形成し、前記不可視画像と前記可視画像が形成されたインクジェット受像層を被転写体に転写し、インクジェット受像層を不可視画像に対する保護層とする画像形成方法が開示されている。
例えば特許文献2には、表面に画像が形成された基材と、前記基材の画像が形成された面に設けられたオーバーコートフィルムとを具備し、前記オーバーコートフィルムが、紫外線吸収剤を含有する透明ホログラム層及び紫外線を吸収する保護樹脂層と透明ホログラム層とを直接重ね合わせてなる積層体のいずれか一方で構成された画像表示体が開示されている。
請求項1に係る発明は、
非塗工紙と、
紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層と、
色材を含み画像を構成する画像層と、
をこの順に有する画像形成物。
前記画像が、コード画像、文字画像、及び線画像の少なくともいずれかの画像であり、該画像を構成する前記画像層ごとにその下部に前記紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の周囲に前記非塗工紙の表面が露出している、請求項1に記載の画像形成物。
前記画像が、コード画像、文字画像、及び線画像の少なくともいずれかの画像であり、該画像が存在する領域の全面に前記紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の露出面が凹凸形状を有する、請求項1に記載の画像形成物。
前記コード画像が、色材として赤外線吸収剤を含むドット状の画像層が2次元に配列した赤外線吸収画像である、請求項2又は請求項3に記載の画像形成物。
請求項2に係る発明によれば、画像が存在する領域の全面に紫外線吸収層が存在する場合に比べて、筆記性に優れる画像形成物が提供される。
請求項3に係る発明によれば、画像が存在する領域において紫外線吸収層の露出面が凹凸形状を有しない場合に比べて、筆記性に優れる画像形成物が提供される。
請求項2を引用する請求項4に係る発明によれば、赤外線吸収画像が存在する領域の全面に紫外線吸収層が存在する場合に比べて、筆記性に優れる、赤外線吸収画像を有する画像形成物が提供される。
請求項3を引用する請求項4に係る発明によれば、赤外線吸収画像が存在する領域において紫外線吸収層の露出面が凹凸形状を有しない場合に比べて、筆記性に優れる、赤外線吸収画像を有する画像形成物が提供される。
本実施形態に係る画像形成物は、非塗工紙と、紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層と、色材を含み画像を構成する画像層と、がこの順に積層された画像形成物である。
これに対して、本発明の発明者は、画像層の下側(紙面側。視認される側の逆側)に紫外線吸収層を設けることを提案する。本発明者による鋭意検討によると、紫外線は一部が画像層を通過し紙表面で反射されるので、色材は、画像層の上側(露出面側)からだけでなく下側(紙面側)からも紫外線に曝露されており、画像が経時的に大きな影響を受けることが分かった。本実施形態に係る画像形成物は、非塗工紙と画像層との間に紫外線吸収層を有することにより、下側(紙面側)から画像層に照射する紫外線量が低減されるので、非塗工紙と画像層との間に紫外線吸収層を有しない場合に比べて、画像の耐光性に優れる。
そして、本実施形態に係る画像形成物は、画像形成面の最上層全面にオーバーコーティングした(例えば、紫外線吸収フィルムを貼ったり紫外線吸収層を塗工したりした)画像形成物に比べて、例えばボールペン等の筆記具を使用した際の筆記性に優れる。
本実施形態に係る画像形成物は、例えば、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、シルク印刷等の印刷;インクジェットプリント;電子写真方式の画像形成;などによって製造し得る。
即ち、紫外線吸収層の形成用の紫外線吸収層形成材料と、画像層の形成用の画像形成材料と、をそれぞれ、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、シルク印刷等の印刷用インク;インクジェットプリンタ用インク;電子写真用トナー;などとして構成し、これらインク又はトナーを用いて、非塗工紙上に、紫外線吸収層と画像層とを順次形成することによって、本実施形態に係る画像形成物を製造し得る。
ほかに、液状に構成した紫外線吸収層形成材料を、非塗工紙上にローラやコータで塗布し紫外線吸収層を形成した後、該紫外線吸収層の上に、インク又はトナーとして構成した画像形成材料を用いて画像層を形成することによって、本実施形態に係る画像形成物を製造し得る。
樹脂としては、透明性に優れるものが望ましく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びこれらの混合物などが挙げられる。
油脂類としては、インク又はトナーの材料として公知の、鉱物油、植物油、合成油、ワックス類が挙げられる。
その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、帯電制御剤、耐水化剤等が挙げられる。
溶剤としては、水や、インクの材料として公知の有機溶剤が挙げられる。
一方で、オフセット印刷は、他の印刷方法に比べて画像の膜厚が薄く、そのため、画像を通過し紙表面で反射される紫外線量が比較的多いが、本実施形態に係る画像形成物によれば、画像と紙との間に紫外線吸収層を設けて紙側からの紫外線照射量を低減することにより、画像の耐光性に優れるオフセット印刷物を提供し得る。
本実施形態に係る画像形成物が有する紫外線吸収層は、紫外線吸収剤を含み、紫外線を吸収する。
紫外線吸収層に含まれる紫外線吸収剤としては、例えば、従来公知の、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾエート系化合物、サリチル酸系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、アゾメチン系化合物、インドール系化合物等が挙げられる。紫外線吸収効率の高さ及び紫外線吸収層の着色を抑制する観点で、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物が望ましい。
本実施形態に係る画像形成物が有する画像層は、色材を含み、画像を構成する。
画像層に含まれる色材は、その色調に特に制限はない。色材は、顔料でも染料でもよく、色材には、可視光の波長領域の吸収がほとんどない色素;蛍光やリン光を発する色素;感圧色素、感熱色素、赤外線吸収剤等の機能性色素;なども含まれる。
・第1実施形態:画像が、コード画像、文字画像、及び線画像の少なくともいずれかの画像であり、該画像を構成する画像層ごとにその下部に紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の周囲に非塗工紙の表面が露出している、画像形成物。
・第2実施形態:画像が、コード画像、文字画像、及び線画像の少なくともいずれかの画像であり、該画像が存在する領域の全面に紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の露出面が凹凸形状を有する、画像形成物。
図1は、第1実施形態に係る画像形成物の概略平面図である。図2は、第1実施形態に係る画像形成物の概略断面図である。
なお、図中では、説明のために紫外線吸収層14を視認できるように示しているが、紫外線吸収層14は、ヒトの肉眼で視認されにくい又は視認されない層であることが望ましい。
第2実施形態においては、筆記性の観点で、紫外線吸収層24の露出面を凹凸形状にするが、第1実施形態においては、画像の構成要素の周囲に非塗工紙12の表面が露出していることで筆記性が確保されるため、紫外線吸収層14の上面を平坦化することがゆるされる。紫外線吸収層の上面が平坦化されていると、上記の理由で色材の色味の視認性や機能性色素の機能性が良好であるので、この点で、第2実施形態に比べて第1実施形態が有利である。
加えて、紫外線吸収層14の平均厚は、上記の範囲で、非塗工紙12表面の凹凸(深さ数μm乃至数十μm)を埋め紫外線吸収層14の上面ができるだけ平坦化される形態が望ましい。
図3は、第2実施形態に係る画像形成物の概略平面図である。図4は、第2実施形態に係る画像形成物の概略断面図である。
なお、図中では、説明のために紫外線吸収層24を視認できるように示しているが、紫外線吸収層24は、ヒトの肉眼で視認されにくい又は視認されない層であることが望ましい。
本発明の第1実施形態及び第2実施形態を、赤外線吸収画像を有する画像形成物に適用した例を説明する。
ペン状デバイスは、例えば、赤外線吸収率の低いインクが装填されたボールペン等の筆記手段と、赤外線を照射する光源と、赤外線を検知する検知手段と、を備えており、このペン状デバイスの専用紙は、位置情報を符号化したコード画像が、赤外線吸収剤を含有するインクやトナーでドット状に形成されている。
そして、ペン状デバイスは、筆記手段によって文字等を専用紙に書き込みつつ、光源から照射され紙面で反射された赤外線を検知手段によって検知し紙面の位置情報を読み取って、筆記された情報を電子化する。
・第1実施形態による例:画像が、色材として赤外線吸収剤を含むドット状の画像層が2次元に配列した赤外線吸収画像であり、該画像を構成する画像層ごとにその下部に紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の周囲に非塗工紙の表面が露出している、画像形成物。
・第2実施形態による例:画像が、色材として赤外線吸収剤を含むドット状の画像層が2次元に配列した赤外線吸収画像であり、該画像が存在する領域の全面に紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の露出面が凹凸形状を有する、画像形成物。
図6は、第1実施形態による画像形成物の拡大図であり、図5の拡大部分に相当する。図7は、第2実施形態による画像形成物の拡大図であり、図5の拡大部分に相当する。図6及び7中では、説明のために、紫外線吸収層44及び54、並びに画像層46及び56を視認できるように示しているが、紫外線吸収層44及び54、並びに画像層46及び56は、ヒトの肉眼で視認されにくい又は視認されない層であることが望ましい。
画像層の一部は、赤外線吸収剤を含み、ドット状に複数存在して、赤外線吸収画像36Aを構成している。
画像層の他の一部は、例えば顔料を含み、文字や線画などの可視画像36Bを構成している。赤外線吸収画像36Aと可視画像36Bとが重なる場合、可視画像36Bは赤外線吸収性の低い色材(理想的には、赤外線を吸収しない色材)で形成される。
第1実施形態は、紫外線吸収層44及び画像層46が存在する箇所以外は、非塗工紙の表面が露出しているので、第2実施形態よりも筆記性に優れる。
また、第1実施形態は、紫外線吸収層44及び画像層46が存在しない箇所に非塗工紙の表面が露出していることによって筆記性が確保されるので、紫外線吸収層44の上面を平坦化することがゆるされる。紫外線吸収層44の上面が平坦化されていると、画像層46の上面、即ち赤外線吸収画像36Aの表面も平坦化される。赤外線吸収画像36Aの表面が平坦化され凹凸形状を有していないと、該表面における光散乱が抑制されるので、前記ペン状デバイスによる位置情報の読み取りが良好である。
以下の記載において、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
〔紫外線吸収層形成材料(UV1)の調製〕
・ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤(チバ・ジャパン社製TINUVIN479) 10部
・インキベース(T&K TOKA社製ベストワンGIGAメジウム) 90部
上記の材料を混合しロールミルにて分散し、紫外線吸収層形成材料(UV1)とした。
紫外線吸収層形成材料(UV1)の調製と同様にして、ただし、紫外線吸収剤をアゾメチン系紫外線吸収剤(オリヱント化学工業社製BONASORB UA−3701)に変更して、紫外線吸収層形成材料(UV2)を調製した。
〔画像形成材料(IR1)の調製〕
−ペリミジン系スクアリリウム顔料(IR1顔料)の調製−
1,8−ジアミノナフタレン4.68g(98%、29.0mmol)、3,5−ジメチルシクロヘキサノン3.74g(98%、29.1mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物20mg(0.11mmol)、及びトルエン45mlの混合液を窒素ガスの雰囲気中に攪拌しながら加熱し、2時間還流させた。反応中にできた水を共沸蒸留により除去した。冷却後、この反応液に3,4−ジヒドロキシシクロブタ−3−エン−1,2−ジオン1.14g(10.0mmol)、n−ブタノール70ml、及びトルエン70mlを加えた。この混合液を窒素ガスの雰囲気中に攪拌しながら加熱し、1.5時間脱水還流させた。その後、反応液を一時冷却し、3,4−ジヒドロキシシクロブタ−3−エン−1,2−ジオン376mg(3.3mmol)を加え、さらに1.5時間還流反応させた。反応中にできた水は共沸蒸留により除去した。反応終了後、トルエンを窒素雰囲気中に蒸留してから、反応混合物を室温まで冷却した。得られた沈殿物を減圧濾過し、2−プロパノールで洗浄し、乾燥後黒青色粉末7.4g(収率91%)を得た。これを、ソルトミリング、洗浄、乾燥して微細化した顔料を得た。
・IR1顔料 7部
・インキベース(T&K TOKA社製ベストワンGIGAメジウム) 93部
上記の材料を混合しロールミルにて分散し、画像形成材料(IR1)とした。
画像形成材料(IR1)の調製と同様にして、ただし、赤外線吸収剤をバナジルナフタロシアニン(山本化成社製YKR−501)に変更して、画像形成材料(IR2)を調製した。
非塗工紙(北越紀州製紙社製の上質紙、商品名:紀州上質紙84gsm)の一方の面に、紫外線吸収層形成材料(UV1)を用いて、オフセット印刷にて、紫外線吸収層(600dpiの2ドット×2ドットの素子画像を像密度10%でランダム位置に並べたパターン、平均厚1.0μm)を形成した。
次に、紫外線吸収層の上に、画像形成材料(IR1)を用いて、オフセット印刷にて、赤外線吸収画像(上記と同じ位置で同程度の大きさ、平均厚0.6μm)を形成した。
こうして、画像形成物(1)を作製した。
実施例1と同様にして、ただし、インキ盛り厚を変えたり繰返し重ね塗りしたりすることで、紫外線吸収層の平均厚を表1に記載のとおりに変更して、画像形成物(2)〜(4)を作製した。
非塗工紙(北越紀州製紙社製の上質紙、商品名:紀州上質紙84gsm)の一方の面の全面に、紫外線吸収層形成材料(UV1)を展色機(谷口インキ製造社製LTテスター)にて付与し、紫外線吸収層(平均厚1.0μm)を形成した。
次に、紫外線吸収層の上に、画像形成材料(IR1)を用いて、オフセット印刷にて、実施例1と同じ赤外線吸収画像を形成した。
こうして、画像形成物(5)を作製した。
実施例5と同様にして、ただし、インキ盛り厚を変えたり繰返し重ね塗りしたりすることで、紫外線吸収層の平均厚を表1に記載のとおりに変更して、画像形成物(6)〜(8)を作製した。
実施例1と同様にして、ただし、紫外線吸収層形成材料(UV1)を紫外線吸収層形成材料(UV2)に変更して、画像形成物(9)を作製した。
実施例1と同様にして、ただし、画像形成材料(IR1)を画像形成材料(IR2)に変更して、画像形成物(10)を作製した。
実施例1と同様にして、ただし、紫外線吸収層を形成せずに、画像形成物(C1)を作製した。
実施例1と同様にして、ただし、紫外線吸収層を形成せず、画像形成材料(IR1)を画像形成材料(IR2)に変更して、画像形成物(C2)を作製した。
実施例1〜10及び比較例1〜2の画像形成物について、以下の評価を行った。
各画像形成物に油性ボールペン(トンボ鉛筆社製BR−VS33)で筆記して、筆記線のはじきやカスレの有無を肉眼で観察し、下記の判定基準に従い筆記性を判定した。その結果を表1に示す。
−判定基準−
A:はじき及びカスレが認められない。
B:僅かなはじきが認められる。
C:はじきが認められる。
D:カスレが認められる。
各画像形成物に対し、光照射装置(東洋精機社製SUNTEST XLS+)を用いて光照射(光源:キセノンランプ、放射照度:540W/m2=100kルクス、UVカットフィルタなし)を36時間行った。光照射前後の各画像形成物について、吸光度を顕微分光スペクトル測定装置(CRAIC Technologies社製CRAIC 308PV)で測定した。下記の判定基準に従い、画像の耐光性を判定した。その結果を表1に示す。
下記の式において、R0及びRは波長850nmにおける反射率(%)であり、R0は光照射前の反射率、Rは光照射後の反射率である。波長850nmは、本明細書中で説明したペン状デバイスが検知する中心波長の一例である。
−判定基準−
A:(100−R)/(100−R0)≧0.7
B:0.7>(100−R)/(100−R0)≧0.4
C:0.4>(100−R)/(100−R0)≧0.2
D:0.2>(100−R)/(100−R0)
非塗工紙(北越紀州製紙社製の上質紙、商品名:紀州上質紙84gsm)に、紫外線吸収層形成材料(UV1)を用いて、展色機(谷口インキ製造社製LTテスター)にて、紫外線吸収層(10cm×10cm、平均厚0.8μm)を形成した。
次に、紫外線吸収層の上に、枚葉オフセットインキ(T&K TOKA社製ベストワンスーパーテックGT Mタイプ藍)を用いて、展色機(谷口インキ製造社製LTテスター)にて、画像(10cm×10cm、平均厚0.8μm)を形成した。
こうして、画像形成物(101)を作製した。
実施例101と同様にして、ただし、紫外線吸収層を形成せずに、画像形成物(C101)を作製した。
実施例101及び比較例101の画像形成物について、以下の評価を行った。
各画像形成物に対し、光照射装置(東洋精機社製SUNTEST XLS+)を用いて光照射(光源:キセノンランプ、放射照度:540W/m2=100kルクス、UVカットフィルタなし)を100時間行った。光照射前後の各画像形成物について、吸光度を分光光度計(日立製作所製U−4100)で測定した。下記の判定基準に従い、画像の耐光性を判定した。その結果を表2に示す。
下記の式において、R0及びRは波長650nmにおける反射率(%)であり、R0は光照射前の反射率、Rは光照射後の反射率である。波長650nmは、肉眼で認識される藍色の吸収波長を意味する。
−判定基準−
A:(100−R)/(100−R0)≧0.7
B:0.7>(100−R)/(100−R0)≧0.4
C:0.4>(100−R)/(100−R0)≧0.2
D:0.2>(100−R)/(100−R0)
12、22、32・・・・・・非塗工紙
14、24、44、54・・・紫外線吸収層
16、26、46、56・・・画像層
36A・・・・・・・・・・・赤外線吸収画像
36B・・・・・・・・・・・可視画像
Claims (4)
- 非塗工紙と、
紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層と、
色材を含み画像を構成する画像層と、
をこの順に有する画像形成物。 - 前記画像が、コード画像、文字画像、及び線画像の少なくともいずれかの画像であり、該画像を構成する前記画像層ごとにその下部に前記紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の周囲に前記非塗工紙の表面が露出している、請求項1に記載の画像形成物。
- 前記画像が、コード画像、文字画像、及び線画像の少なくともいずれかの画像であり、該画像が存在する領域の全面に前記紫外線吸収層が存在し、該紫外線吸収層の露出面が凹凸形状を有する、請求項1に記載の画像形成物。
- 前記コード画像が、色材として赤外線吸収剤を含むドット状の画像層が2次元に配列した赤外線吸収画像である、請求項2又は請求項3に記載の画像形成物。
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