JP2020082565A - インクジェット記録方法、インクセット及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録方法、インクセット及びインクジェット記録装置 Download PDF

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Abstract

【課題】耐擦性に優れた画像を記録するインクジェット記録方法、インクセット及びインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】本発明のインクジェット記録方法は、非吸収性及び低吸収性の記録媒体に樹脂液を付着する工程と、樹脂液を付着した記録媒体へ、有機溶剤の含有量が全質量に対し12.0質量%以下である水系インク組成物をインクジェット法で付着させる工程とを備える。【選択図】なし

Description

本発明は、画像のインクジェット記録方法、インクセット及びインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録方法は、インク滴を吐出させ、紙等の記録媒体に付着させて記録を行う記録方法である。近年のインクジェット記録技術の進歩により、インクジェット記録方法は、インクの吸収性が高い記録媒体(例えば、普通紙等)への画像の記録だけでなく、インクの低吸収性または非吸収性の記録媒体(例えばプラスチックフィルム等)に対する画像の記録にも用いられるようになってきた。このようなインクの低吸収性または非吸収性の記録媒体に対する画像の記録に用いられるインク組成物には、環境、安全性等の観点から、水をベースとした水系インク組成物が開示されている。
例えば特許文献1にはインク低吸収性または非吸収性の記録媒体に対するインクジェット記録方法が開示されている。特許文献1では、水系インク組成物を用いて記録される画像の耐擦性が不十分であるという問題を解決するために、水系インク組成物を用いて記録媒体に付着を行う工程の後に、着色剤を含まず、樹脂粒子を含む樹脂インクを上述した水系インク組成物で付着された画像に付着させ、耐擦性を向上させることが開示されている。
また、例えば特許文献2には着色剤を含まず、樹脂粒子を含む樹脂液をインク低吸収性または非吸収性の記録媒体に付着させ、記録媒体の表面改質を行い画像の濡れ広がりや耐擦性を向上させる記録方法が開示されている。
特開2010−6062号公報 特開2015−143003号公報
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載されている画像の記録方法を用いても耐擦性が不十分になりやすいという課題があった。及び又はラミネート強度が不十分であった。
本願発明は以下である。
[1]
樹脂を含む樹脂液を記録媒体に付着する工程と、
前記樹脂液を付着した前記記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する工程と、を備え、
前記水系インク組成物は、有機溶剤の含有量が前記水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下である、インクジェット記録方法。
[2]
前記樹脂液の付着工程において、前記樹脂液に含まれる前記樹脂の前記記録媒体への付着量が0.05mg/inch2以上、0.35mg/inch2以下である[1]に記載のインクジェット記録方法。
[3]
前記水系インク組成物が1,2−アルカンジオール類、グリコールエーテル類の何れかである有機溶剤を含む[1]又は[2]に記載のインクジェット記録方法。
[4]
前記水系インク組成物が、前記有機溶剤のうち標準沸点280℃超である有機溶剤の含有量が水系インク組成物の全質量に対し1.0質量%以下である、[1]から[3]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[5]
前記水系インク組成物は、前記有機溶剤の含有量が前記水系インク組成物の全質量に対し5.0質量%以下である[1]から[4]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[6]
前記記録媒体の記録面がポリオレフィンからなるフィルムである[1]から[5]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[7]
前記樹脂液は、前記有機溶剤の含有量が前記樹脂液の全質量に対し12.0質量%以下である[1]から[6]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[8]
前記水系インク組成物は20℃における粘度が4mPa・s以下である[1]から[7]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[9]
前記樹脂液がウレタン系樹脂を含み、
前記水系インク組成物がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂のうちの1種以上を含む[1]から[8]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[10]
前記水系インク組成物が樹脂を含み、前記記録媒体の、前記樹脂液と前記水系インク組成物とを付着させる領域における、前記樹脂液に含まれる前記樹脂の付着量と、前記水系インク組成物に含まれる前記樹脂の付着量と、の合計が0.8mg/inch2以下である[1]から[9]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[11]
前記樹脂液が、前記樹脂を樹脂微粒子として含む[1]から[10]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[12]
前記樹脂液の付着工程が、前記樹脂液をインクジェット法により前記記録媒体へ付着させる[1]から[11]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[13]
前記インクジェット記録方法により得た記録物が、ラミネートして用いられるものである、[1]から[12]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[14]
前記記録媒体の、前記樹脂液と前記水系インク組成物とを付着させる領域において、前記樹脂液の樹脂の付着量に対する、前記水系インク組成物の樹脂の付着量が1倍以上である[1]から[13]の何れかに記載のインクジェット記録方法。
[15]
水系インクジェットインク組成物と、樹脂液と、を備え、
前記水系インクジェットインク組成物は、有機溶剤の含有量が前記水系インクジェットインク組成物の全質量に対し12.0質量%以下であり、
前記樹脂液は、前記水系インクジェットインク組成物の下地液として用いられる、インクセット。
[16]
樹脂を含む樹脂液を記録媒体に付着する機構と、
前記樹脂液を付着した前記記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する機構と、を備え、
前記水系インク組成物は、有機溶剤の含有量が前記水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下である、インクジェット記録装置。
インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図。
以下、本実施形態のインクジェット記録方法に用いる、樹脂液及び水系インク組成物について説明する。
<樹脂液>
樹脂液は、樹脂を少なくとも含み、常温常圧で液体である。有機溶剤、水を溶媒成分として含んでもよく、好ましい。必要に応じて界面活性剤や、その他成分として、pH調整剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤を含んでもよい。
樹脂液は、記録方法において記録媒体に付着されて用いられるものである。また、記録媒体の樹脂液が付着した領域に、インク組成物が重ねて付着されるものであり、このような形態で用いられる樹脂液を、インク組成物の下地液として用いられる樹脂液と呼ぶ。
樹脂液は、記録媒体に着色する目的で付着させ用いるものではない。このため、樹脂液の色材の含有量は、0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましく、0.02質量%以下がさらに好ましい。色材を含まないものであってもよい。
(樹脂)
樹脂液に含まれる樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の公知の樹脂が挙げられる。また、樹脂は樹脂微粒子として含まれることが好ましい。樹脂微粒子を水媒体に分散させた、樹脂エマルションの形態の方が樹脂液の保存性、及びインクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができ好ましい。また、耐擦性やラミネート強度などがより優れる点でも好ましい。
上述した樹脂の中でも、本実施形態に係る樹脂液に含まれる樹脂はウレタン系樹脂であることが好ましい。記録媒体上に形成する密着層の濡れ性を高める効果や記録媒体との密着性を向上させる効果が得られる。すなわち、ウレタン系樹脂エマルションを用いることが好ましい。
ウレタン系樹脂エマルションとしては、分子中にウレタン結合を有する樹脂エマルションであれば特に限定されず、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン系樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン系樹脂、及び主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン系樹脂が挙げられる。上記ウレタン系樹脂エマルションの市販品としては、特に限定されないが、例えば、サンキュアー2710(日本ルーブリゾール社(The Lubrizol Corporation)製商品名)、パーマリンUA−150(三洋化成工業社(Sanyo Chemical Industries, Ltd.)製商品名)、スーパーフレックス 460、470、610、700(以上、第一工業製薬社(Dai−ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)製商品名)、NeRez R−9660、R−9637、R−940(以上、楠本化成社(Kusumoto Chemicals,Ltd.)製商品名)、アデカボンタイター HUX−380、290K(以上、アデカ(Adeka)社製商品名)、タケラック(登録商標) W−605、W−635、W−6061、WS−6021(以上、三井化学社(Mitsui Chemicals, Inc.)商品名)、ポリエーテル(大成ファインケミカル社(TAISEI FINECHEMICAL CO.,LTD)商品名、TG=20℃)が挙げられる。これらのウレタン系樹脂エマルションは、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良い。
樹脂液に含まれる樹脂量は、樹脂液の全質量に対して1.0質量%以上、15.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは1.0質量%以上、10.0質量%以下である。樹脂液に含まれる樹脂量が上記範囲であることにより、記録媒体上に形成される密着層の濡れ性を高める効果や、水系インク組成物の密着性を向上させる効果がより良好となる。また、樹脂量が10.0質量%以下であることで、インクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができる。
(有機溶剤)
樹脂液に含まれる有機溶剤としては、例えば1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、含窒素溶剤、グリコールエーテル類等が挙げられる。特に、1,2−アルカンジオール類、グリコールエーテル類が、記録物の画質や、耐擦性がより優れる点で好ましい。
1,2−アルカンジオール類としては、例えば、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール等が挙げられる。1,2−アルカンジオール類は、記録媒体に対する樹脂液の濡れ性を高めて均一に濡らす作用に優れている。すなわち1,2−アルカンジオール類を用いることが好ましい。1,2−アルカンジオール類としては、炭素数4以上のものが挙げられ、炭素数5以上が好ましい。炭素数の上限は10以下が好ましい。
多価アルコール類としては、例えば、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(1,2−プロパンジオール)、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、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール類を用いると、樹脂液の保湿性が向上し、インクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができる。多価アルコール類としては、炭素数3以下のアルカンジオール、炭素数3以下のアルカンジオールが分子間で水酸基同士が縮合したもの、炭素数4以上で1,2−アルカンジオールではないアルカンジオール、水酸基数が3個以上のアルコール類があげられる。炭素数4以上で1,2−アルカンジオールではないアルカンジオールは、炭素数は10以下が好ましい。
含窒素溶剤としては、例えば、ピロリドン誘導体、非環状アミド類などが挙げられる。ピロリドン誘導体としては、例えば、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、2−ピロリドン、N−ブチル−2−ピロリドン、5−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。
非環状アミド類としては、例えば、アルコキシアルキルアミド類があげられ、例えば、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−メトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、3−メトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−エトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、3−エトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−n−ブトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、3−n−ブトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、3−n−プロポキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−n−プロポキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、3−n−プロポキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、3−iso−プロポキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−iso−プロポキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、3−iso−プロポキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、3−tert−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−tert−ブトキシ−N,N−ジエチルプロピオンアミド、3−tert−ブトキシ−N,N−メチルエチルプロピオンアミド、等を例示することができる。含窒素溶剤を用いると、樹脂の良好な溶解剤として作用させることができる。
グリコールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、エチレングリコールモノイソオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−メチルペンチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びトリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。これらは、1種単独か又は2種以上を混合して使用することができる。グリコールエーテル類を用いると、樹脂液の記録媒体に対する濡れ性などを制御することができる。グリコールエーテル類としては、アルカンジオールのモノエーテルまたはジエーテルが挙げられる。エーテルとしては、アルキルエーテルが好ましい。グリコールエーテル類も、インクの記録媒体への濡れ性を高める点で好ましい。
上述した有機溶剤の含有量は、樹脂液の全質量に対して、0.1質量%以上、30.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは樹脂液の全質量に対して12.0質量%以下であり、さらに好ましくは10.0質量%以下であり、特に好ましくは7.0質量%以下であり、さらに好ましくは5.0質量%以下である。また、有機溶剤の含有量は、樹脂液の全質量に対して0.5質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく3.0質量%以上がさらに好ましい。樹脂液に含まれる有機溶剤量が上記範囲以下にあることで、密着層に残存する有機溶剤が少なくなり、耐擦性を向上させることができる。また、上記範囲以上であることで画質がより優れることができる。
有機溶剤は、標準沸点が、280℃以下の有機溶剤であることが好ましく、270℃以下であることがより好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。また標準沸点が160℃以上であることが好ましく、180℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがより好ましい。
また、標準沸点が280℃超の有機溶剤は水系インク組成物の全質量に対し3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。この場合、耐擦性などがより優れる点で好ましい。
(水)
後述するインク組成物に含まれ、樹脂液に含んでもよい水は、インク組成物や樹脂液の主となる媒体として機能し、乾燥により蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は、超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または、過酸化水素添加等により減菌した水を用いると、樹脂液を保存するうえでかびや、バクテリアの発生を防止することができる。
樹脂液や後述するインク組成物に含まれる水の含有量は、組成物の全質量に対して45.0質量%以上が好ましく、さらには50.0質量%以上が好ましく、95.0質量%以下が好ましい。さらには、好ましくは75.0質量%以上、90.0質量%以下である。水の含有量が上記範囲内であることにより、記録媒体上で水分が蒸発し、すばやく樹脂の密着層を形成することができる。
樹脂液やインク組成物などの組成物は、主要な溶媒成分として少なくとも水を含む水系組成物であることが好ましい。水系組成物は、組成物に対する水の含有量は45.0質量%以上が好ましい。
(界面活性剤)
樹脂液には、界面活性剤を含ませても良い。界面活性剤は樹脂液の表面張力を低下させ、記録媒体との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を好ましく用いることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、市販品としては、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG−50、104S、420、440、465、485、SE、SE−F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上全て商品名、日信化学工業社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル社製)が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましい。例えば、市販品としては、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−349(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(以上商品名、信越化学株式会社製)等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤の含有量としては、樹脂液の全質量に対し、0.1質量%以上、1.5質量%以下で用いてもよい。
(その他成分)
樹脂液には、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤を含ませてもよい。
pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
防腐剤、防かび剤としては、特に限定されないが、例えば、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−オン等が挙げられる。市販品ではプロキセルXL2、プロキセルGXL(以上商品名、アビシア社製)や、デニサイドCSA、NS−500W(以上商品名、ナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。
防錆剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
<水系インク組成物>
水系インク組成物は、色材、水を含む。さらに、樹脂、有機溶剤を含んでもよい。必要に応じて界面活性剤やその他成分として、pH調整剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤、キレート化剤を含んでもよい。水系インク組成物に含まれる色材としては、顔料が好ましい。以下、水系インク組成物に含む成分や含んでも良い成分を記載するが、水系インク組成物は、前述の樹脂液に含む成分や含んでも良い成分を含んでもよい。それらの成分の種類やインク組成物における含有量は、前述のものとすることができ、樹脂液に含むものや含有量とは独立したものとすることができる。
インク組成物は、記録媒体に着色するために付着させて用いられるものである。インクジェットヘッドから吐出して記録媒体に付着させて記録に用いられるインク組成物を、インクジェットインク組成物という。
(色材)
水系インク組成物に含まれる色材としては、顔料や染料などが挙げられ、顔料が耐擦性などが優れる点で好ましい。顔料は、従来公知の無機顔料や有機顔料を使用できる。
ブラック用水系インク組成物に使用される顔料としては、カーボンブラックを用いる。カーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)が挙げられる。
ホワイト用水系インク組成物に使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.(Colour Index Generic Name)ピグメントホワイト6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子が挙げられる。
その他の顔料として有機顔料を用いてもよい。有機顔料としては、例えば、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料、及びアゾ系顔料が挙げられる。有機顔料の具体例としては、下記のものが挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、15:34、16、18、22、60、65、66、C.I.バットブルー4、60が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、254、264、C.I.ピグメントバイオレット19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、155、167、172、180、185、213が挙げられる。
また、上記以外の顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントグリーン7,10、C.I.ピグメントブラウン3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、63が挙げられる。
色材の含有量は、水系インク組成物の全質量に対して0.2質量%以上、10.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、2.5質量%以上、7.5質量%以下である。色材の含有量が上記範囲内にあることで、水系インク組成物を付着させた記録物の発色性をより向上させることができる。
水系インク組成物中における顔料の分散性を高めるために、顔料に表面処理を施すか、分散剤などを配合してもよい。顔料の表面処理とは、物理的処理または化学的処理によって、顔料表面にカルボキシ基やスルホン基などの親水性基を導入する方法である。顔料の表面処理によって、顔料を水系インク組成物の媒体中に分散することが容易になる。
水系インク組成物に用いる分散剤は、分子構造における疎水部が顔料の粒子表面に吸着し、親水部が上記媒体側に配向する作用を有している。この作用により、顔料を上記媒体中で分散することが容易になる。分散剤としては、公知の界面活性剤や樹脂を用いることが可能である。また、分散樹脂で顔料粒子を被覆し、分散性を付与する方法を用いてもよい。顔料粒子を被覆する方法としては、酸析法、転送乳化法、ミニエマルション重合法などが採用可能である。
(樹脂)
水系インク組成物に含まれる樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の公知の樹脂が挙げられる。また、この中でも樹脂は樹脂微粒子を含むことが好ましい。樹脂微粒子を水媒体に分散させた、樹脂エマルションの形態の方が樹脂液の保存性、及びインクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができる。
上述した樹脂の中でも、本実施形態に係る水系インク組成物に含まれる樹脂は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂のうちの1種以上であることが好ましい。すなわち、水系インク組成物に含まれる樹脂としては、アクリル系樹脂エマルション、ウレタン系樹脂エマルションのうちの1種以上であることが好ましい。これによれば、記録媒体との密着性を向上させる効果や、記録物表面の樹脂被膜を強固にすることができ、耐擦性を向上させることができる。
アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系単量体を少なくとも用い、重合させて得た樹脂である。(メタ)アクリル系単量体としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリアミドなどがあげられる。アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル系単量体と他の単量体とを共重合させたものも挙げられる。他の単量体としては、ビニル系単量体などが挙げられ、たとえばスチレンなどが挙げられる。共重合体として、例えば、スチレンと(メタ)アクリル系単量体とスチレンの共重合体である、スチレンアクリル樹脂などが挙げられる。なお(メタ)アクリルと言う場合、メタクリル、アクリルを含めて言う意味である。
アクリル系樹脂としてアクリル系樹脂エマルジョンが好ましい。これらの市販品としては、特に限定されないが、例えば、モビニール966A(日本合成化学社(Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)製商品名)、マイクロジェルE−1002、マイクロジェルE−5002(以上商品名、日本ペイント社(Nippon Paint Co., Ltd)製)、ボンコート4001、ボンコート5454(以上商品名、DIC社製)、SAE1014(商品名、日本ゼオン社(Zeon Corporation)製)、サイビノールSK−200(商品名、サイデン化学社(SAIDEN CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)製)、ジョンクリル7100、ジョンクリル390、ジョンクリル711、ジョンクリル511、ジョンクリル7001、ジョンクリル632、ジョンクリル741、ジョンクリル450、ジョンクリル840、ジョンクリル62J、ジョンクリル74J、ジョンクリルHRC−1645J、ジョンクリル734、ジョンクリル852、ジョンクリル7600、ジョンクリル775、ジョンクリル537J、ジョンクリル1535、ジョンクリルPDX−7630A、ジョンクリル352J、ジョンクリル352D、ジョンクリルPDX−7145、ジョンクリル538J、ジョンクリル7640、ジョンクリル7641、ジョンクリル631、ジョンクリル790、ジョンクリル780、ジョンクリル7610(以上商品名、BASF社製)、NKバインダー R−5HN(新中村化学社製商品名、固形分44%)が挙げられる。
ウレタン系樹脂エマルションとしての具体例は、樹脂液の説明で例示した樹脂と同様のものを使用できるので、その説明を省略する。
水系インク組成物に含まれる樹脂量は、水系インク組成物の全質量に対して1.0質量%以上、15.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは1.0質量%以上、10.0質量%以下である。水系インク組成物に含まれる樹脂量が上記範囲により、上述した樹脂液と同様の効果を得ることができる。
(有機溶剤)
水系インク組成物に含まれる有機溶剤は、例えば1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、含窒素溶剤、グリコールエーテル類等が挙げられる。好ましくは、1,2−アルカンジオール類、グリコールエーテル類である。これらの有機溶剤としては、樹脂液の説明で例示した有機溶剤と同様のものが使用可能であり、説明を省略する。
上述した有機溶剤を含ませることで、上述した樹脂液で得られる同様の効果を得ることができる。
水系インク組成物に含まれる有機溶剤は、水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下である。より好ましくは樹脂液の全質量に対して10.0質量%以下であり、さらに好ましくは7.0質量%以下であり、特に好ましくは5.0質量%以下である。また、有機溶剤の含有量は、樹脂液の全質量に対して0.5質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく,3.0質量%以上が特に好ましい。
記録媒体に付着した樹脂液と水系インク組成物に含まれる有機溶剤の乾燥が不足すると、記録物上に有機溶剤が残存する。記録物上の残存有機溶剤によって樹脂粒子の硬化被膜の均一性が損なわれ、耐擦性が不十分になりやすい。このため、水系インク組成物に含まれる有機溶剤が上記範囲以下であることにより、均一な樹脂被膜が形成されやすく、耐擦性を向上させることができる。また、上記範囲以上であることで画質がより優れることができる。
また、標準沸点が280℃超の有機溶剤は水系インク組成物の全質量に対し3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。この場合、耐擦性などがより優れる点で好ましい。
(水)
水系インク組成物は水を含む。水の説明については上述した樹脂液と同様であるため、説明を省略する。
(界面活性剤)
水系インク組成物には、界面活性剤を含ませてもよい。界面活性剤は表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を好ましく用いることができる。界面活性剤の具体例、含有量の範囲については上述した樹脂液と同様であるため、説明を省略する。
(その他の成分)
水系インク組成物には、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤、キレート化剤を含ませてもよい。これらの成分の具体例については、上述した樹脂液で挙げたものと同様であるため、その説明を省略する。
水系インク組成物は、20℃における粘度が4mPa・s(ミリパスカル秒)以下であることが好ましい。上記粘度であることにより、インクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができる。なお、粘度の測定は、例えば粘弾性試験機MCR−300(商品名、Pysica社製)を用いて粘度の測定をすることができる。具体的には、水系インク組成物の温度を20℃に調整し、せん断速度を0.01s-1から1.00s-1に上げ、せん断速度が0.10s-1のときの粘度を読み取ることにより測定することが可能である。
以下、本実施形態のインクジェット記録装置、記録媒体及びインクジェット記録方法について説明する。
<インクジェット記録装置>
以下、図面を参照して、本実施形態の記録装置について説明する。
図1は本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。図1に示すように、インクジェット記録装置としてのインクジェットプリンター1は、フレーム2を有している。フレーム2には、プラテン3が設けられ、プラテン3上には、記録媒体送りモーター4の駆動により記録媒体Pが前方向へ送られるようになっている。また、フレーム2には、プラテン3の長手方向と平行に、棒状のガイド部材5が設けられている。ガイド部材5には、キャリッジ6がガイド部材5の軸線方向、すなわち左右方向に往復移動可能に支持されている。キャリッジ6は、フレーム2内に設けられたタイミングベルト7を介して、キャリッジモーター8に連結されている。そして、キャリッジ6は、キャリッジモーター8の駆動により、ガイド部材5に沿って往復移動されるようになっている。
キャリッジ6には、ヘッド9が設けられるとともに、ヘッド9に液体としての水系インク組成物を供給するためのインクカートリッジ10が着脱可能に配置されている。インクカートリッジ10内の水系インク組成物は、ヘッド9に備えられた図示しない圧電素子の駆動により、インクカートリッジ10からヘッド9へと供給され、ヘッド9のノズル形成面に形成された複数のノズルから、プラテン3上に送られた記録媒体Pに対して吐出されるようになっている。これにより記録物を作製する事が可能となる。
ヘッド9では、アクチュエーター(駆動手段)として圧電素子を用いているが、この方式に限定されない。例えば、アクチュエーターとしての振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、加熱によって生じる気泡によって水系インク組成物を液滴として吐出させる電気熱変換素子を用いてもよい。
図1はシリアル型のインクジェット記録装置である。一方、ライン型のインクジェット記録装置を用いてもよい。ライン型のインクジェット記録装置は、ヘッド(インクジェットヘッド)が記録媒体の幅方向に延びており、ヘッドの幅方向の長さが記録媒体の幅方向の記録領域の長さ以上の長さになっているラインヘッドとして構成されている。ラインヘッドは記録中に位置が固定されている。記録媒体を搬送しつつラインヘッドからインクを吐出して記録媒体へ付着させる走査を1回行うことにより記録を行う。ライン型のインクジェット記録方法である。ラインヘッドを記録媒体の搬送方向の上流側から下流側に複数個配置して、ラインヘッド毎に別の組成物を吐出させることで複数種の組成物を用いて記録を行うこともできる。記録装置をライン型のインクジェット記録装置とする場合は、インクジェットヘッドの構成や記録の方法以外の記録装置の構成としては、図1のものと同様に構成することができる。
<インクセット>
本実施形態のインクセットは、水系インクジェットインク組成物と、樹脂液と、を備え、水系インクジェットインク組成物は、有機溶剤の含有量が水系インクジェットインク組成物の全質量に対し12.0質量%以下であり、樹脂液は、水系インクジェットインク組成物の下地液として用いられるインクセットである。水系インクジェットインク組成物と樹脂液は、前述のものを用いることができる。
<記録媒体>
記録媒体とは、上述したインクジェット記録装置により、樹脂液及び水系インク組成物を記録するものである。記録媒体は、例えば、吸収性記録媒体、非吸収性記録媒体、又は低吸収性記録媒体が挙げられる。なかでも、非吸収性記録媒体、低吸収性記録媒体が好ましい。
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の記録本紙が挙げられる。
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク吸収層を有していないプラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに上記の記録媒体以外にも、鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート、ガラスなどのインク非吸収性又は低吸収性の記録媒体を用いることもできる。
好ましくは、本実施形態のインク組成物と樹脂液を用いた場合に、耐擦性やラミネート強度が特に優れる点で、非吸収性記録媒体であり、特に、記録面がポリオレフィンからなるフィルムとしてのプラスチックフィルムである。例えばポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。
上述したように、インクの吸収層を有していない記録媒体であることで、樹脂液を付着させた場合に、樹脂液が記録媒体に吸収されることなく記録媒体上に密着層を形成しやすくなる。
上述した、低吸収性記録媒体及び非吸収性記録媒体は、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msecまでの水吸収量が10mL/m2以下である記録媒体をいう。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。
<インクジェット記録方法>
本実施形態のインクジェット記録方法は、記録媒体に樹脂液を付着する工程と、樹脂液を付着した記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する工程とを備える。上述したインクジェット記録装置のヘッドのノズルから、水系インク組成物を記録媒体上の任意の領域に、任意の量だけ吐出させることができる。
(樹脂液付着工程)
樹脂液の付着工程は、記録媒体に樹脂を含む樹脂液を付着させる工程である。なお、本実施形態では、樹脂液の付着工程においては、インクジェット法に限定されない。樹脂液の付着工程では、浸漬塗布、ローラー塗布、スプレー塗布などの方法を用いてもよい。記録装置は、このような樹脂液の付着を行う機構を備える。これらのうちインクジェット法を用いる場合、記録媒体上の任意の領域に、任意の量だけ吐出させることができ、好ましい。
上述したように、樹脂液を付着する事により、記録媒体上に密着層を形成する事ができ、水系インク組成物が均一に濡れ広がり、耐擦性が向上する。また、記録媒体上に水系インク組成物の受容層も設けることができ、水系インク組成物による画像の記録ができる。
さらに、記録媒体上に密着層を形成するために樹脂液の樹脂の付着量は、0.03mg/inch2以上が好ましく、0.05mg/inch2以上がより好ましく、0.10mg/inch2以上がさらにより好ましく、0.15mg/inch2以上がさらに好ましい。付着量が上記範囲の場合、耐擦性や、ラミネート強度などがより優れる点で好ましい。また、記録媒体表面のインクのぬれ広がり易さを調整することができ、インクの画質が優れる点でも好ましい。
また、密着層にムラを生じにくくして均一に形成するために、樹脂の付着量は、0.5mg/inch2以下が好ましく、0.35mg/inch2以下がより好ましく、0.30mg/inch2以下がさらにより好ましく、0.25mg/inch2以下がさらに好ましく、0.20mg/inch2以下が特に好ましい。
なお、本実施形態の記録方法において、樹脂液の樹脂の付着量をいう場合は、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液に含む樹脂の付着量が、該付着量である領域を有するという意味である。
また、本実施形態の記録方法において、インク組成物の樹脂の付着量をいう場合は、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、インク組成物に含む樹脂の付着量が、該付着量である領域を有するという意味である。
また、本実施形態の記録方法において、インク組成物の樹脂と樹脂液の樹脂の合計の付着量をいう場合は、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液に含む樹脂とインク組成物に含む樹脂の合計の付着量が、該付着量である領域を有するという意味である。
好ましくは、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液に含む樹脂の付着量が最も多い領域の樹脂液に含む樹脂の付着量が該付着量である。
また、好ましくは、記録媒体の樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、インク組成物に含む樹脂の付着量が最も多い領域のインク組成物に含む樹脂の付着量が該付着量である。
また、好ましくは、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液に含む樹脂とインク組成物に含む樹脂の合計の付着量が最も多い領域の、該合計の樹脂の付着量が該付着量である。
樹脂液の付着工程を行った後、水系インク組成物の付着工程の前に、樹脂液を乾燥させる工程を備えてもよい。この場合、記録媒体に付着した密着層に触れた際にべたつきが感じられない程度まで乾燥を行う事が好ましい。樹脂液の乾燥は樹脂液に含まれる樹脂の融着を促進することや、樹脂液に含まれる有機溶剤、水の蒸発を促進する観点から加熱を伴う乾燥が好ましい。
(水系インク組成物付着工程)
水系インク組成物の付着工程は、樹脂液により記録媒体に形成された密着層の上に、顔料を含んだ水系インク組成物をインクジェット記録方法により、記録媒体の任意の領域に付着させ、画像を記録する工程である。記録装置は、水系インク組成物を吐出するヘッドを、水系インク組成物を付着する機構として備える。
水系インク組成物の付着工程により記録された画像の耐擦性を向上させるために、水系インク組成物の付着工程の後に、水系インク組成物を乾燥させる工程を備えることが好ましい。この場合、上述した乾燥方法を行うことで、付着した有機溶剤の残存量がより少なくなり、画像の耐擦性を一層向上させることができる。
また、記録媒体に付着したインク組成物の樹脂の付着量は、1.0mg/inch2以下が好ましく、0.8mg/inch2以上がより好ましく、0.40mg/inch2以下であることがさらに好ましい。記録媒体に付着した樹脂量が上記範囲以下であることにより、均一な樹脂被膜が形成され、耐擦性を向上させることができる。また、インク組成物の樹脂の付着量は、0.1mg/inch2以上が好ましく、0.2mg/inch2以上がより好ましい。付着量が上記範囲以上の場合、耐擦性などがより優れる点で好ましい。
記録媒体に付着したインク組成物の樹脂と樹脂液の樹脂の合計の付着量は、2.0mg/inch2以下が好ましく、1.0mg/inch2以上がより好ましく、0.8mg/inch2以下であることがさらに好ましく、0.5mg/inch2以下であることがよりさらに好ましい。また、合計の樹脂の付着量は、0.2mg/inch2以上が好ましく、0.3mg/inch2以上がより好ましい。付着量が上記範囲の場合、耐擦性などがより優れる点で好ましい。
また、記録媒体に付着した、水系インク組成物の樹脂の付着量の、樹脂液の樹脂の付着量に対する比が、1倍以上であることが好ましく、1倍超であることがより好ましく、1.5倍以上であることがさらに好ましい。水系インク組成物に含まれる顔料の付着量が増え、記録物の発色性が高まることや、水系インク組成物に含まれる樹脂の付着量が増えることで、記録物の耐擦性を向上させることができる。上記の比は、限るものでは無いが10倍以下が好ましく、5倍以下がより好ましく、4倍以下がさらに好ましい。
上記の比は、記録媒体の樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、インク組成物の付着量が最も多い領域における比であることが好ましい。インク組成物の付着量は記録物に記録する画像に応じて様々な付着量とする場合があるが、比を上記の範囲とする場合、耐擦性やラミネート強度がより優れる点で好ましい。
次に、記録媒体に付着したインク組成物の有機溶剤の付着量は、0.8mg/inch2以下が好ましく、0.5mg/inch2以上がより好ましく、0.4mg/inch2以下であることがさらに好ましい。また、インク組成物の有機溶剤の付着量は、0.1mg/inch2以上が好ましく、0.2mg/inch2以上がより好ましい。インク組成物の有機溶剤の付着量が上記範囲の場合、耐擦性やラミネート強度や、画質などがより優れ好ましい。
記録媒体に付着した樹脂液の有機溶剤の付着量は、0.5mg/inch2以下が好ましく、0.3mg/inch2以上がより好ましく、0.2mg/inch2以下であることがさらに好ましい。また、樹脂液の有機溶剤の付着量は、0.05mg/inch2以上が好ましく、0.1mg/inch2以上がより好ましい。樹脂液の有機溶剤の付着量が上記範囲の場合、耐擦性やラミネート強度や、画質などがより優れ好ましい。
記録媒体に付着したインク組成物の有機溶剤と樹脂液の有機溶剤の合計の付着量は、1.0mg/inch2以下が好ましく、0.8mg/inch2以上がより好ましく、0.5mg/inch2以下がさらに好ましい。また、合計の有機溶剤の付着量は、0.2mg/inch2以上が好ましく、0.3mg/inch2以上がより好ましい。合計の有機溶剤の付着量が上記範囲の場合、耐擦性やラミネート強度や、画質などがより優れ好ましい。
なお、本実施形態の記録方法において、樹脂液の有機溶剤の付着量をいう場合は、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液に含む有機溶剤の付着量が、該付着量である領域を有するという意味である。
また、本実施形態の記録方法において、インク組成物の有機溶剤の付着量をいう場合は、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、インク組成物に含む有機溶剤の付着量が、該付着量である領域を有するという意味である。
また、本実施形態の記録方法において、インク組成物の有機溶剤と樹脂液の有機溶剤の合計の有機溶剤の付着量をいう場合は、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液に含む有機溶剤とインク組成物に含む有機溶剤の合計の付着量が、該付着量である領域を有するという意味である。
好ましくは、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液の有機溶剤の付着量が最も多い領域の樹脂液の有機溶剤の付着量が該付着量である。
また、好ましくは、記録媒体の樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、インク組成物の有機溶剤の付着量が最も多い領域の、インク組成物の有機溶剤の付着量が該付着量である。
また、好ましくは、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域において、樹脂液の有機溶剤とインク組成物の有機溶剤の合計の付着量が最も多い領域の、該合計の有機溶剤の付着量が該付着量である。
また、記録において、記録媒体の、樹脂液とインク組成物とを付着させた領域の、インク組成物の付着量が最も多い領域において、インク組成物の付着量が、樹脂液の付着量より多いことが好ましく、1.5倍以上であることが好ましい。インク組成物の付着量を、記録する画像に応じ、多い付着量で付着させた場合でも、本実施形態によれば、優れた耐擦性やラミネート強度を得ることができる。
記録方法は、さらに、記録媒体の記録面に後述するラミネートを行う工程を備えていてもよい。
上述したインクジェット記録方法により得た記録物は、ラミネートをして用いられるものであることが好ましい。水系インク組成物の有機溶剤の含有量が12.0質量%以下であることで、記録物とラミネートとの密着強度を向上させることができる。また、得られた記録物は、このままで表示用等に用いることもできる。
ラミネートは、例えば、記録物の記録面に対して、フィルムを張り合わせる等して保護フィルムを積層して行うことができる。また、特に限定されないが、公知の接着剤を記録物の記録面に付着させ、そこにフィルムを張り合わせてもよく、接着剤が付着しているフィルムを記録物の記録面に張り合わせてもよい。他に、フィルムが溶融した溶融樹脂を用いて、記録物の記録面に溶融樹脂を押し出して、記録物の記録面上でフィルムとして成形することにより、行うこともできる。ラミネートに用いるフィルムなどの材料としては例えば樹脂製のフィルムを用いることができる。記録物をラミネートすることで、記録物の耐光性が優れたり、記録物に固体物が当たるなど過度の扱われかたをする場合の保護性が優れる点で好ましい。また、記録物とフィルムを張り合わせた後は、さらに加熱して又は常温で押圧して、充分に密着させることが好ましい。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(樹脂液及び水系インク組成物の調製)
表1の配合割合になるように各成分を混合、攪拌したのち、ポアサイズが8μmのフィルターを用いてろ過することにより樹脂液、インク組成物を得た。樹脂液の主な材料は、以下の通りである。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。顔料、樹脂、界面活性剤は、有効成分(固形分)の含有割合で表記している。
なお、顔料は、予め、顔料を、水溶性のスチレンアクリル系の樹脂である分散剤(表中には記載しない)を用いて、顔料:分散剤が1:0.5の質量比で水に混合させ、撹拌して、顔料分散液を調製し、これをインク組成物の調製に用いた。
<樹脂液及び水系インク組成物の材料>
実施例及び比較例において使用した樹脂液及び水系インク組成物の材料について下記に示す。
(顔料)
C.I.ピグメントブルー15:3
(樹脂)
アクリル系樹脂エマルション(BASF社製、製品名「ジョンクリル62J」)
ウレタン系樹脂エマルション(三井化学社製、製品名「タケラックW−6061」)
(有機溶剤)
1,2−ヘキサンジオール
プロピレングリコール
2−ピロリドン
グリセリン
トリエチレングリコールモノブチルエーテル
(界面活性剤)
シリコーン系界面活性剤(ビックケミー・ジャパン社製、製品名「BYK−348」)
Figure 2020082565
<記録物作成>
記録媒体(FOS−AQ(フタムラ化学社製)、OPPフィルム)に表1記載のサンプルを樹脂液付着工程及び水系インク組成物付着工程の順に記録した。
(インクジェット記録装置)
インクジェット記録装置には、インクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、製品名「PX−G930」改造機)を用いた。また、本装置にはプラテン(紙案内部)にヒーターを取り付けてプラテンの温度を50℃に調整し、印刷を行った。
(樹脂液付着工程)
上述したインクジェット記録装置のヘッドに表1に示す樹脂液を充填し、上述した記録媒体に記録解像度1440×1440dpiにて樹脂液を付着させた。この際、表2、表3に示す樹脂液の樹脂の付着量となるように付着量を調整した。
樹脂液を付着させた後、記録媒体を排出し、90℃に加熱したオーブンで10分間乾燥を行った後に、再びインクジェット記録装置にセットし、水系インク組成物付着工程へ進んだ。
(水系インク組成物付着工程)
インクジェット記録装置には表1に示す水系インク組成物をヘッドに充填してあり、樹脂液を付着させた記録媒体に、記録解像度1440×1440dpiにて水系インク組成物を付着させた。この際、表2、表3に示すインク組成物の樹脂の付着量となるように付着量を調整した。水系インク組成物や樹脂液の有機溶剤の付着量は、樹脂の付着量と、組成物の組成表から算出したものであり、表2、3に示すものとなった。
(水系インク組成物付着工程)
インクジェット記録装置に表1に示す水系インク組成物を充填し、樹脂液を付着させた記録媒体に記録解像度1440×1440dpiにて水系インク組成物を付着させた。この際、表2、表3に示す樹脂液の樹脂付着量となるように付着量を調整した。
水系インク組成物を付着させた後、記録媒体を排出し、90℃に加熱したオーブンで10分間乾燥を行った。常温に戻した後、下記の評価を直ちに行った。ただし耐擦性は、常温常湿環境下にて20時間保管した後に、評価した。
<耐擦性評価>
学振型摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製、製品名「AB−301」)を用いて、得られた記録物の耐擦性評価を行った。耐擦性評価では、耐乾摩擦性及び耐湿摩擦性を評価した。具体的には、耐乾摩擦性では、記録媒体表面に、白綿布を取り付けた摩擦子で、荷重200gをかけて100往復擦った。その後、白綿布の汚れ、及び記録物の剥がれ具合を目視で観察した。また、耐湿摩擦性では、JIS L 0803に準拠して、水に浸漬した後に絞った白綿布を取り付けた摩擦子で上述の試験を行った。その後、以下の評価基準に従って評価して、その結果を表2、3に示した。
(評価基準)
A:白綿布に汚れが認められず、記録物の剥がれも認められなかった。
B:白綿布に汚れが僅かに認められるが、記録物の剥がれは認められなかった。
C:白綿布汚れが認められ、記録物に20面積%以内の若干の剥がれが認められた。
D:白綿布に汚れが認められ、記録物に20面積%を超える剥がれが認められた。
E:往復10回の摩擦で、既に白綿布に汚れが認められ、画像に20面積%を超える剥がれが認められた。
<ラミネート強度評価>
各例で得られた記録物について、記録面にラミネートフィルムであるCPPフィルムFHK2(商品名、フタムラ化学社製)をラミネートした。ラミネートした記録物を40℃×湿度80%RHで5日放置し、放置後、記録物を目視で観察し、記録物からラミネートフィルムを剥離した。その後、以下の評価基準に従って評価して、その結果を表2、3に示した。
(評価基準)
A:ラミネートの内側に気泡の発生がなく、ラミネートが剥がし難い。
B:ラミネートの内側に気泡が若干見られ、ラミネートは剥がし難い。
C:ラミネートの内側に気泡が若干見られ、ラミネートが、やや剥がし易い。
D:ラミネートの内側に気泡がかなり見られ、ラミネートが剥がし易い。
<画質評価>
記録物の画像をルーペで観察した。その後、以下の評価基準に従って評価して、その結果を表2、3に示した。なおインクのぬれ広がりが悪いと、記録媒体がインクで埋まっていない微小な部分が白抜けとして観察される。
(評価基準)
A: 白抜けは見られない。
B: 白抜けが若干見られる。
C: 白抜けがかなり見られる。
Figure 2020082565
Figure 2020082565
評価結果から、樹脂液と、有機溶剤の含有量が12.0質量%以下である水系インク組成物と、を付着する工程とした実施例は、何れも、記録物の耐擦性(湿摩擦性)やラミネート強度が優れることが分かった。一方、そうではない比較例は何れも、耐擦性やラミネート強度が劣っていた。以下、詳細を記す。
実施例7と、実施例9、実施例12から、水系インク組成物に含まれる有機溶剤の含有量がより少ない方が耐湿摩擦性をより向上させる傾向があることが分かった。
実施例2と、実施例7から、樹脂液の樹脂量(樹脂付着量)と、水系インク組成物の樹脂量(樹脂付着量)と、の合計が少ない方が、より耐湿摩擦性を向上させる傾向があることが分かった。一方、実施例6から、インクの樹脂の付着量が少なくない方が、耐乾摩擦性がより優れていた。
実施例17は、インク組成物の付着量を多くすることで、インク組成物の樹脂の付着量を多くした例である。インク組成物の付着量が多くても、良好なラミネート強度が得られた。インク組成物の付着量を、記録する画像に応じて多くする場合でも、本実施形態の水系インク組成物を用いることで、優れた耐擦性やラミネート強度が得られることがわかった。また、インク組成物の付着量を多くする場合でも、樹脂液の付着量は、他の実施例と比較して多くしていないが、優れた耐擦性やラミネート強度が得られた。
比較例1〜3から、樹脂液を付着させる工程がない場合は、記録媒体に密着層が形成されないため、耐擦性が劣ることが分かった。比較例6および比較例7では、樹脂液と水系インク組成物を付着する工程としたものの、水系インク組成物に含まれる有機溶剤が、水系インク組成物の全質量に対し10質量%を超え、耐湿摩擦性やラミネート強度に悪影響を及ぼすことが分かった。
以下に、実施形態から導き出される内容をさらに記載する。
インクジェット記録方法は、樹脂を含む樹脂液を記録媒体に付着する工程と、樹脂液を付着した記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する工程とを備え、水系インク組成物は、有機溶剤の含有量が水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下である。
この構成によれば、記録物の耐擦性を向上させることができる。詳しくは、低吸収性または、非吸収性の記録媒体に樹脂液を付着させることで、記録媒体に樹脂粒子の密着層を形成させる。低吸収性または、非吸収性の記録媒体に水系インク組成物を付着させた場合、記録媒体表面で水系インク組成物が弾かれやすく、水系インク組成物の濡れが均一にならない。樹脂液により記録媒体表面に密着層が形成されることで、水系インク組成物が記録媒体上で弾かれにくくなり、水系インク組成物が密着層に濡れ広がり、水系インク組成物と密着層の付着面が広がる。そのため、密着層を介して水系インク組成物の記録媒体との密着性が強くなり水系インク組成物の耐擦性を向上させることができる。
また、水系インク組成物の全質量に対し有機溶剤の含有量が12質量%を超える場合、残存する有機溶剤によって樹脂粒子による硬化被膜の形成が阻害される。そのため、均一な硬化被膜が形成されにくい。有機溶剤の含有量が12質量%以下であることで、硬化被膜の形成を阻害する有機溶剤が少なくなり均一な硬化被膜が形成され、耐擦性を向上させることができる。さらには、記録物上に水が付着しても、残存する有機溶剤が少ない事で有機溶剤が水に溶解し、樹脂被膜を劣化させることが少なくなるため、樹脂被膜の耐水性が向上し、耐湿摩擦性を向上させることができる。
上記のインクジェット記録方法は、樹脂液の付着工程において、樹脂液に含まれる樹脂の記録媒体への付着量が0.05mg/inch2以上、0.35mg/inch2以下であるインクジェット記録方法であることが好ましい。
この構成によれば、樹脂液に含まれる樹脂の付着量が0.05mg/inch2以上であることにより、記録媒体表面に密着層を形成することができる。また、樹脂液に含まれる樹脂の付着量が0.35mg/inch2以下であることにより、均一な樹脂被膜が形成されやすくなる。したがって、記録媒体表面の密着層と、水系インク組成物との密着性が向上し、耐擦性を向上させることができる。
上記のインクジェット記録方法は、水系インク組成物が1,2−アルカンジオール類、グリコールエーテル類の何れかである有機溶剤を含むことが好ましい。
この構成によれば、水系インク組成物を付着させたときの密着層上でのインクの濡れ広がりを制御する事ができ、画像の耐擦性が向上する。
上記のインクジェット記録方法は、水系インク組成物が、有機溶剤のうち標準沸点280℃超である有機溶剤の含有量が水系インク組成物の全質量に対し1.0質量%以下であることが好ましい。
この構成によれば、水系インク組成物に含まれる標準沸点が280℃超の有機溶剤が1.0質量%以下であることにより、付着した水系インク組成物の残存有機溶剤量が少なくなり、耐擦性が向上する。
上記のインクジェット記録方法において、水系インク組成物中は、有機溶剤の含有量が水系インク組成物の全質量に対し5.0質量%以下であることが好ましい。
この構成によれば、水系インク組成物中の有機溶剤の含有量が少ない程、記録媒体へ付着後の残存有機溶剤の含有量が少なくなるため、耐擦性が向上する。
上記のインクジェット記録方法は、記録媒体の記録面がポリオレフィンからなるフィルムであることが好ましい。
この構成によれば、ポリオレフィンからなる非吸収性、低吸収性のフィルムにおいては密着層が記録媒体上に形成しやすくなる。そのため、記録物の耐擦性を向上させる効果が得られる。
上記のインクジェット記録方法において、樹脂液は、有機溶剤の含有量が樹脂液の全質量に対し12.0質量%以下であることが好ましい。
この構成によれば、樹脂液中の有機溶剤の含有量が12.0質量%以下であることにより、記録媒体に付着した密着層に残存する有機溶剤量が少なくなり、耐擦性を向上することができる。
上記のインクジェット記録方法において、水系インク組成物は20℃における粘度が4mPa・s以下であることが好ましい。
この構成によれば、水系インク組成物の20℃における粘度が4mPa・s以下であることにより、インクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができる。
上記のインクジェット記録方法は、樹脂液がウレタン系樹脂を含み、水系インク組成物がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂のうちの1種以上を含むことが好ましい。
この構成によれば、樹脂液がウレタン系樹脂を含むことで記録媒体に形成する密着層の濡れ性を高めることができる。水系インク組成物がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂のうちの1種以上を含むことで、樹脂被膜の強度が高まり、記録物の耐擦性を向上させることができる。
上記のインクジェット記録方法は、水系インク組成物が樹脂を含み、記録媒体の、樹脂液と水系インク組成物とを付着させる領域における、樹脂液に含まれる樹脂の付着量と、水系インク組成物に含まれる樹脂の付着量と、の合計が0.8mg/inch2以下であることが好ましい。
この構成によれば、記録媒体に付着した合計の樹脂付着量が0.8mg/inch2以下であることにより、僅かな水分の蒸発によっても均一な樹脂被膜の形成が可能であり、記録物の耐擦性が向上する。
上記のインクジェット記録方法は、樹脂液が樹脂を樹脂微粒子として含むことが好ましい。
この構成によれば、樹脂微粒子を水媒体に分散させた、樹脂エマルションの形態の方が樹脂液の保存性、及びインクジェット記録方法で安定した吐出を行うことができる。
上記のインクジェット記録方法は、樹脂液の付着工程が、樹脂液をインクジェット法により記録媒体へ付着させることが好ましい。
この構成によれば、インクジェット法による記録方法により記録媒体上の任意の領域に任意の量だけ樹脂液を付着させる制御が可能となり、均一な樹脂被膜が形成されやすくなる。
上記のインクジェット記録方法は、インクジェット記録方法により得た記録物が、ラミネートして用いられるものであることが好ましい。
この構成によれば、記録物の残存有機溶剤量が少ないため、記録物にラミネートを行っても、残存有機溶剤の経時揮発による影響が少なく、記録物とラミネートとの密着強度が向上する。
上記のインクジェット記録方法は、記録媒体の樹脂液と水系インク組成物とを付着させる領域において、樹脂液の樹脂の付着量に対する、水系インク組成物の樹脂の付着量が1倍以上であることが好ましい。
この構成によれば、水系インク組成物の付着量が樹脂液の付着量に対し1倍以上であることで、水系インク組成物に含まれる樹脂の付着量が増え、記録物の耐擦性が向上する。
インクセットは、水系インクジェットインク組成物と、樹脂液と、を備え、水系インクジェットインク組成物は、有機溶剤の含有量が水系インクジェットインク組成物の全質量に対し12.0質量%以下であり、樹脂液は、水系インクジェットインク組成物の下地液として用いられる。
この構成によれば、記録物の耐擦性を向上させるインクセットとすることができる。
インクジェット記録装置は、樹脂を含む樹脂液を記録媒体に付着する機構と、樹脂液を付着した記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する機構と、を備え、水系インク組成物は、有機溶剤の含有量が水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下である。
この構成によれば、記録媒体に記録された記録物の耐擦性を向上させるインクジェット記録装置を提供することができる。
1…インクジェットプリンター、2…フレーム、3…プラテン,4…記録媒体送りモーター、5…ガイド部材、6…キャリッジ、7…タイミングベルト、8…キャリッジモーター、9…ヘッド、10…インクカートリッジ、P…記録媒体。

Claims (16)

  1. 樹脂を含む樹脂液を記録媒体に付着する工程と、
    前記樹脂液を付着した前記記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する工程と、を備え、
    前記水系インク組成物は、有機溶剤の含有量が前記水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下であるインクジェット記録方法。
  2. 前記樹脂液の付着工程において、前記樹脂液に含まれる前記樹脂の前記記録媒体への付着量が0.05mg/inch2以上、0.35mg/inch2以下である請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記水系インク組成物が1,2−アルカンジオール類、グリコールエーテル類の何れかである有機溶剤を含む請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記水系インク組成物が、前記有機溶剤のうち標準沸点280℃超である有機溶剤の含有量が水系インク組成物の全質量に対し1.0質量%以下である請求項1から請求項3の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記水系インク組成物は、前記有機溶剤の含有量が前記水系インク組成物の全質量に対し5.0質量%以下である請求項1から請求項4の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記記録媒体の記録面がポリオレフィンからなるフィルムである請求項1から請求項5の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記樹脂液は、前記有機溶剤の含有量が前記樹脂液の全質量に対し12.0質量%以下である請求項1から請求項6の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  8. 前記水系インク組成物は20℃における粘度が4mPa・s以下である請求項1から請求項7の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  9. 前記樹脂液がウレタン系樹脂を含み、
    前記水系インク組成物がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂のうちの1種以上を含む請求項1から請求項8の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  10. 前記水系インク組成物が樹脂を含み、前記記録媒体の、前記樹脂液と前記水系インク組成物とを付着させる領域における、前記樹脂液に含まれる前記樹脂の付着量と、前記水系インク組成物に含まれる前記樹脂の付着量と、の合計が0.8mg/inch2以下である請求項1から請求項9の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  11. 前記樹脂液が、前記樹脂を樹脂微粒子として含む請求項1から請求項10の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  12. 前記樹脂液の付着工程が、前記樹脂液をインクジェット法により前記記録媒体へ付着させる請求項1から請求項11の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  13. 前記インクジェット記録方法により得た記録物が、ラミネートして用いられるものである、請求項1から請求項12の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  14. 前記記録媒体の、前記樹脂液と前記水系インク組成物とを付着させる領域において、前記樹脂液の樹脂の付着量に対する、前記水系インク組成物の樹脂の付着量が1倍以上である請求項1から請求項13の何れか一項に記載のインクジェット記録方法。
  15. 水系インクジェットインク組成物と、樹脂液と、を備え、
    前記水系インクジェットインク組成物は、有機溶剤の含有量が前記水系インクジェットインク組成物の全質量に対し12.0質量%以下であり、
    前記樹脂液は、前記水系インクジェットインク組成物の下地液として用いられる、インクセット。
  16. 樹脂を含む樹脂液を記録媒体に付着する機構と、
    前記樹脂液を付着した前記記録媒体へ水系インク組成物をインクジェット法で付着する機構と、を備え、
    前記水系インク組成物は、有機溶剤の含有量が前記水系インク組成物の全質量に対し12.0質量%以下である、インクジェット記録装置。
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