JP2021081485A - 画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の課題は、加飾のために固着された粉体の脱離が抑制され、メタリック感の高い画像を実現する画像形成方法を提供することである。【解決手段】本発明の画像形成方法は、少なくとも、記録媒体上に形成された樹脂画像層に、粉体を供給して固着する画像形成方法であって、前記樹脂画像層に粉体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成方法に関し、より詳しくは、加飾のために固着された粉体の脱離が抑制され、メタリック感の高い画像を実現する画像形成方法に関する。
近年、オンデマンド印刷市場において、加飾印刷、高付加価値印刷の需要が高まっている。中でも、メタリック印刷に関する要望は特に大きく、多種多様な検討が行われてきた。ここで、メタリック印刷とは金属光沢を有する画像の印刷をいう。
その方法の一つとして、トナー画像を利用して、金属箔や樹脂箔を転写する方法が検討されてきた。例えば、特許文献1では、トナー画像を形成し、トナー部にのみ転写箔を接着する方法が提案されている。この方法では、画像の一部のみに箔を転写する場合、残りの転写箔はすべて無駄になるという問題があった。
一方で、トナー中に光輝性顔料を添加したメタリックトナーに関しても検討が行われてきた。例えば、特許文献2では、光輝性顔料をトナーに含有させることで、必要な部分にのみメタリック画像を形成する方法が提案されている。しかし、この方法では、要求されるメタリック感には到達していない。
そこで、メタリック感の高い画像を必要な部分に無駄なく形成することを目的として、粉体を画像表面に接着しメタリック感をもたせる技術が提案されている。例えば、特許文献3では、トナー画像を加熱することによってトナーを軟化させることで接着力(粘着力)を生じさせ、その接着力を用いて粉体を接着、固定しメタリック感を表現する方法が提案されている。
しかしながら、この方法は粉体の接着力に問題があり、擦過等により粉体がトナー画像から脱離しやすく、メタリック感の低下を起こしてしまうという問題があった。
特開平01−200985号公報 特開2014−157249号公報 特開2013−178452号公報
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、加飾のために固着された粉体の脱離が抑制され、メタリック感の高い画像を実現する画像形成方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、記録媒体上に形成された樹脂画像層に粉体を供給し、当該樹脂画像層と粉体とを被覆するように硬化性液体を供給し硬化させて、透光性コート層を形成することで、前記粉体の脱離を抑制する画像形成方法が得られることを見出した。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.記録媒体上に形成された樹脂画像層に、粉体を供給して固着する画像形成方法であって、
少なくとも、前記樹脂画像層に粉体を供給する工程と、
前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する工程と、
前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。
2.前記透光性コート層の厚さを、前記樹脂画像層に前記粉体を供給した後の表面最大粗さRz以上とすることを特徴とする第1項に記載の画像形成方法。
3.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、光の照射によって硬化する光重合性化合物を含有することを特徴とする第1項又は第2項に記載の画像形成方法。
4.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、ホットメルト樹脂を含有することを特徴とする第1項又は第2項に記載の画像形成方法。
5.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、顔料又は染料を0〜30質量%の範囲内で含有することを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
6.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体の粘度が、2〜500mPa・s(25℃)の範囲内であることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
7.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、アクリル系樹脂、アクリル系不飽和ポリエステル樹脂、アミノアルキッド系樹脂、又はニトロセルロース系樹脂のいずれかを含有することを特徴とする第1項から第6項までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
8.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体を、液体供給ヘッドから非接触方式で前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように供給することを特徴とする第1項から第7項までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
9.前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体を、複数回に分けて前記樹脂画像層と前記粉体を被覆するように供給することを特徴とする第1項から第8項までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
本発明の上記手段により、加飾のために固着された粉体の脱離が抑制され、メタリック感の高い画像を実現する画像形成方法を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
前述のとおり、例えば、樹脂画像層であるトナー画像を加熱することによってトナーを軟化させることで接着力(粘着力)を生じさせ、その接着力を用いて粉体を接着、固定しメタリック感を表現する方法が提案されているが、この方法では、粉体の接着力に問題があり、擦過等により粉体が脱離しやすく、メタリック感の低下を起こしてしまうという問題があった。
特に、粉体の粒径が大きくなるほど、光を反射する面積が大きくなり、反射率が高くなり、高い金属光沢を得ることができるが、粒径の大きな粉体はより脱離しやすいという問題がある。
そこで、本発明では、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給し、前記硬化性液体を、鉛筆硬度(引っかき硬度試験法(鉛筆法))がF以上になるように硬化させて、透光性コート層を形成することで、前記樹脂画像層とともに前記粉体も前記透光性コート層によって被覆されるため、粉体の脱離が抑制でき、メタリック感の高い画像を実現することができるものと推察される。
記録媒体上に形成された樹脂画像層に粉体粒子を供給して固着し、透光性コート層を形成する概略図 樹脂画像層に粉体粒子を供給して固着し、透光性コート層で被覆した断面図 本発明の画像形成方法に用いられるニススポットコーターを説明する概略図 粉体画像サンプルの撮影画像と表面最大粗さRz値(μm)の一例を示す画像(サンプル)
本発明の画像形成方法は、記録媒体上に形成された樹脂画像層に、粉体を供給して固着する画像形成方法であって、少なくとも、前記樹脂画像層に粉体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する工程と、を有することを特徴とする。この特徴は、下記実施態様に共通する又は対応する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記透光性コート層の厚さを、前記樹脂画像層に前記粉体を供給した後の表面最大粗さRz以上とすることが、前記粉体の脱離を抑制でき、さらに透光性コート層の厚さを調整することで表面が平滑になるため、粉体由来の輝度を損なわない観点から、好ましい。
前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体として、光の照射により硬化する光重合性化合物を含有するか、又は加熱により溶融し、冷却によって硬化するホットメルト樹脂を含有することが、生産性の観点から、好ましい。
また、前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、顔料又は染料を0〜30質量%の範囲内で含有することが、高い透光性を有し、粉体による加飾表現を阻害しない観点から、好ましい。
前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体の粘度が、2〜500mPa・s(25℃)の範囲内であることが、コート層形成時の供給部材からの液だれを防ぎ、所望の厚さを有する透光性コート層を生産性よく被覆/形成する観点から、好ましい。
特に、前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、アクリル系樹脂、アクリル系不飽和ポリエステル樹脂、アミノアルキッド系樹脂、又はニトロセルロース系樹脂のいずれかを含有することが、好ましい。
前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体は、液体供給ヘッドから非接触方式で前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように供給することが、供給部材に粉体が付着することなく、また、粉体の付着した画像を乱すことなく、コーティングすることが可能となり、好ましい。
また、前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体を、複数回に分けて前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように供給することが、前記樹脂画像層と前記粉体の被覆を確実に行い均一な厚さを有する透光性コート層を形成する観点から、好ましい態様である。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
≪本発明の画像形成方法の概要≫
本発明の画像形成方法は、記録媒体上に形成された樹脂画像層に、粉体を供給して固着する画像形成方法であって、少なくとも、前記樹脂画像層に粉体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
ここで、本発明に係る「透光性コート層」とは、膜厚30μmで形成したコート層を23℃・55%RHの環境下で調湿後測定したときの可視光領域における全光線透過率が、50%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上である光透過性のコート層をいう。当該「透光性コート層」を樹脂画像層及び粉体上に形成することにより、粉体による加飾表現を充分に活用することができる。全光線透過率は、JIS K 7361−1:1997「プラスチック−全光線透過率及び全光線反射率の求め方」に従って測定することができる。
また、本発明でいう「被覆する」とは、樹脂画像層及び粉体の表面に透光性コート層が完全に覆い被さっている状態をいい、粉体が当該コート層から露出しない状態をいう。
また、「硬化性液体」とは、光照射又は冷却によって硬化する性質を有し、コーティングする際に液体状の組成物をいう。
また、本発明では、「粉体」は「粉体粒子」という場合があるが、同義として扱っている。
本発明の画像形成方法の代表的なフローを図によって説明する。但し、このフローに限定されるものではない。
図1は、記録媒体上に形成された樹脂画像層に粉体を供給し、透光性コート層を形成して粉体を固着する概略図である。
搬送される記録媒体1上に形成された樹脂画像層2を、加熱ローラー3又は裏面からヒーター4にて加熱して溶融又は軟化し、粉体収容部5及び粉体供給ローラー6から粉体粒子7が樹脂画像層2上に供給される。次いで、摺擦部材8によって、樹脂画像層2に粉体粒子7を押圧しながら配向するように固着する。固着した粉体粒子はそのままでは、擦過等の外部圧力によって脱離しやすいことから、前記樹脂画像層2と前記粉体粒子7とを被覆するように硬化性液体10を、液体塗布ヘッド9から供給し、鉛筆硬度がF以上になるように、光照射装置11又は冷却装置(不図示)によって硬化させることで、透光性コート層12を形成し、粉体粒子の脱離を抑制する。
図2は、樹脂画像層に粉体粒子を供給して固着し、透光性コート層で被覆した断面図である。
図2(a)は、記録媒体1上に形成された樹脂画像層2上に粉体粒子7が固着しており、硬化性液体10を硬化した透光性コート層12によって、樹脂画像層2及び粉体粒子7を被覆したときの断面図である。(a)では、硬化性液体10の粘度を低く調整し、粉体粒子が単層又は積層によって形成された凹凸に沿って透光性コート層12が形成されるときの断面図である。前記樹脂画像層2に前記粉体粒子7を供給した後の表面最大粗さRzより膜厚が厚いコート層が最大粗さRzを有する凸部箇所にのみ被覆するように形成され、全体として凹凸形状は残る。
図2(b)は、透光性コート層12によって、樹脂画像層2及び粉体粒子7を被覆した別の断面図である。(b)では、硬化性液体10の粘度を調整し、粉体粒子によって形成された凹凸をならすように透光性コート層12が一様に形成されたときの断面図である。前記樹脂画像層2に前記粉体粒子7を供給した後の表面最大粗さRzより膜厚が厚いコート層が均一な膜厚で形成され、全体として平滑になる。
いずれの場合も、透光性コート層の最大膜厚が前記表面最大粗さRzより小さく、粉体が当該コート層から露出する場合は、本発明の粉体脱離性抑制の効果が得られない。
以下、本発明の画像形成方法の構成要件について詳細に説明する。
〔1〕記録媒体
本発明の画像形成方法において、本発明に係る画像は、記録媒体と、その上に配置される粉体を固着した樹脂画像層と、少なくとも当該樹脂画像層と粉体とを被覆するように形成された透光性コート層で構成されている。
記録媒体としては、特に制限されず、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙又はコート紙などの塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙等の紙類;ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の樹脂製フィルム;布などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、記録媒体の色は特に限定されず、種々の色の記録媒体を使用することができる。
一方で、記録媒体は、光照射工程で照射される光に対して耐性(すなわち、耐光性)を有するものが好ましい。なお、「耐光性」とは、光、特に紫外光の照射前と後とで、記録媒体の表面状態の変化、化学変化、物理的変化のいずれもが小さいことを意味する。
〔2〕樹脂画像層
樹脂画像層は、表面に粉体粒子を固着できるものであれば特に限定されず、例えば、加熱により軟化又は可塑化する樹脂を含有することが好ましい。
樹脂画像層形成工程は、例えば、加熱により軟化する化合物、樹脂及び任意で含まれる他の成分(例えば、着色剤等)を適当な溶媒に溶解させて得た溶液を、記録媒体の表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。この場合、樹脂画像層の塗布は、一般的に用いられるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布、ディップ塗布、スピンコート等の方法により行うことができる。
また、上記樹脂画像層は、インクジェット方式や、電子写真方式(電子写真法)といった印刷方式で記録媒体上に印刷された画像であってもよい。インクジェット方式及び電子写真方式による画像の形成は、それぞれ公知の画像形成装置によって行うことができる。
本発明の効果をより得られやすいという観点から、樹脂画像層は、電子写真方式によって形成された画像であることが好ましい。電子写真方式では、感光体表面の静電潜像パターンへトナー粒子を付着させてトナー画像を形成し、当該トナー画像を紙などの記録媒体に転写する。ここで、トナー画像を形成するトナー粒子は、一般に、結着樹脂としての熱可塑性樹脂を含む。よって、電子写真方式で形成された画像(トナー画像)は、加熱にて軟化又は溶融しやすいことから、本発明の効果をより顕著に発揮することができると考えられる。
このような樹脂として、例えば、熱可塑性樹脂や熱溶融性樹脂が挙げられる。また、熱可塑性樹脂以外に、着色剤、分散剤、界面活性剤、可塑剤、離型剤、酸化防止剤等の他の成分を含有してもよい。
熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有する公知の樹脂を用いることができ、特に制限されない。また、熱溶融性樹脂は、熱溶融性を有する公知の樹脂を用いることができ、特に制限されない。
熱可塑性樹脂又は熱溶融性樹脂の例としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、オレフィン樹脂(環状オレフィン樹脂を含む)、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ハロゲン含有樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂など)、ポリスルホン樹脂(ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど)、セルロース誘導体(セルロースエステル類、セルロースカーバメート類、セルロースエーテル類など)、シリコーン樹脂(ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンなど)、ポリビニルエステル樹脂(ポリ酢酸ビニルなど)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリビニルアルコール樹脂及びこれらの誘導体樹脂、ゴム又はエラストマー(ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴムなど)などが挙げられる。上記熱可塑性樹脂及び熱溶融性樹脂は、単独でも又は2種以上組み合わせても使用することができる。なお、本明細書中、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル及び/又はメタクリル」を示すものである。
熱可塑性樹脂及び熱溶融性樹脂は、共重合体であってもよい。熱可塑性樹脂が共重合体である場合の共重合体の形態は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又は交互共重合体のいずれでもよい。
また、熱可塑性樹脂及び熱溶融性樹脂としては、合成品を用いてもよいし市販品を用いてもよい。これらの熱可塑性樹脂及び熱溶融性樹脂を合成するための重合方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。例えば、高圧ラジカル重合法、中低圧重合法、溶液重合法、スラリー重合法、塊状重合法、乳化重合法、気相重合法等を挙げることができる。また、重合時に使用するラジカル重合開始剤や触媒も特に制限はなく、例えば、アゾ系又はジアゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤といったラジカル重合開始剤;過酸化物触媒、チーグラー−ナッタ触媒、メタロセン触媒といった重合触媒;等を用いることができる。
樹脂画像層の表面状態を制御しやすいという観点から、熱可塑性樹脂及び熱溶融性樹脂は、上述の樹脂の中でも、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン・アクリル樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含んでいると好ましく、スチレン・アクリル樹脂及びポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。
本発明でいうスチレン・アクリル樹脂とは、少なくともスチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体とを用いて、重合を行うことにより形成されるものである。ここで、スチレン単量体とは、CH=CH−Cの構造式で表されるスチレンの他、スチレン構造中に公知の側鎖や官能基を有する構造のものも含まれる。
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体とは、エステル結合を有する官能基を側鎖に有するものである。具体的には、CH=CHCOOR(Rはアルキル基)で表されるアクリル酸エステル単量体の他、CH=C(CH)COOR(Rはアルキル基)で表されるメタクリル酸エステル単量体などのビニル系エステルが含まれる。
また、スチレン・アクリル樹脂には、上述したスチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体のみで形成された共重合体の他に、一般のビニル単量体(オレフィン類、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、ビニルケトン類、N−ビニル化合物類など)をさらに用いて形成される共重合体も含まれる。
さらに、スチレン・アクリル樹脂には、スチレン単量体、(メタ)アクリル酸エステル単量体及びその他の一般のビニル単量体の他、多官能性ビニル単量体や、側鎖にイオン性解離基(カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基など)を有するビニル単量体を用いて形成される共重合体も含まれる。かようなビニル単量体の例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などがある。
ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸成分)と、2価以上のアルコール(多価アルコール成分)との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂である。なお、ポリエステル樹脂は、非晶性であってもよいし結晶性であってもよい。
多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分の価数としては、好ましくはそれぞれ2〜3であり、特に好ましくはそれぞれ2であるため、特に好ましい形態として価数がそれぞれ2である場合(すなわち、ジカルボン酸成分、ジオール成分)について説明する。
ジカルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸;メチレンコハク酸、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸、ドデセニルコハク酸などの不飽和脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p−フェニレン二酢酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸などの不飽和芳香族ジカルボン酸;などが挙げられ、また、これらの低級アルキルエステルや酸無水物を用いることもできる。ジカルボン酸成分は、単独でも又は2種以上混合して用いてもよい。
その他、トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸、及び上記のカルボン酸化合物の無水物、又は炭素数1〜3のアルキルエステルなども用いることができる。
ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール、ネオペンチルグリコールなどの飽和脂肪族ジオール;2−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,4−ジオール、2−ブチン−1,4−ジオール、3−ブチン−1,4−ジオール、9−オクタデセン−7,12−ジオールなどの不飽和脂肪族ジオール;ビスフェノールA、ビスフェノールFなどのビスフェノール類、及びこれらのエチレンオキサイド付加物、プロピレ
ンオキサイド付加物などのビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などの芳香族ジオールが挙げられ、また、これらの誘導体を用いることもできる。ジオール成分は、単独でも又は2種以上混合して用いてもよい。
ポリエステル樹脂の製造方法は特に制限されず、例えば公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分を重縮合する(エステル化する)方法が挙げられる。
樹脂画像層に含有される前記樹脂の重量平均分子量は特に制限されないが、好ましくは2000〜1000000であり、より好ましくは5000〜100000であり、特に好ましくは10000〜50000の範囲内である。
(重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn))
測定対象となる樹脂を、濃度1mg/mLとなるようにテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブレンフィルターを用いて濾過し、得られた溶液をGPC測定用のサンプルとして用いた。GPC測定条件は、下記に示すGPC分析条件を採用し、サンプル中に含まれる樹脂の重量平均分子量又は数平均分子量を測定した。
〈GPC測定条件〉
GPC装置として「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー株式会社製)」を用い、カラムとして「TSKgel、SuperHM−H(東ソー株式会社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を用いた。分析は、流速0.6mL/min、サンプル注入量10μL、測定温度40℃、RI検出器を用いて行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。なお、試料解析におけるデータ収集間隔は300msとした。
樹脂画像層中における樹脂の含有量は特に制限されないが、樹脂画像層の表面を軟化させ、樹脂画像層の表面状態を制御しやすくするという観点から、樹脂画像層の総質量に対して、0質量%より多く95質量%以下の範囲であると好ましく、0質量%より多く50質量%以下の範囲であるとより好ましく、5〜50質量%の範囲であるとさらに好ましく、10〜50質量%の範囲であると特に好ましい。
一方、樹脂画像層が樹脂とともに他の成分(例えば、着色剤、離型剤等)を含む場合、当該他の成分の含有量は特に制限されないが、樹脂画像層の表面を溶融又は軟化させ、樹脂画像層の表面状態を制御しやすくするという観点から、樹脂画像層の総質量に対して3〜40質量%であると好ましく、5〜20質量%の範囲内であるとより好ましい。
上記他の成分としての着色剤は、特に制限されず、公知の染料及び顔料を用いることができる。このような着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、鉄・チタン複合酸化物ブラックなど;C.I.ソルベントイエロー19、同44などの染料;C.I.ピグメントイエロー14、同17などの顔料;C.I.ソルベントレッド1、同49などの染料;C.I.ピグメントレッド5、同122などの顔料;C.I.ソルベントブルー25、同36などの染料;C.I.ピグメントブルー1、同7などの顔料が挙げられるが、これらに制限されない。
また、上記他の成分としての離型剤は、特に制限されず、公知の離型剤を用いることができる。かような離型剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど
のポリオレフィンワックス;マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス;パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス;ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス;カルナウバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘニル、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1、18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス;エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックス等が挙げられるが、これらに制限されない。
樹脂画像層の厚さは特に制限されないが、例えば、1〜100μmの範囲内であると好ましく、1〜50μmの範囲内であるとより好ましい。樹脂画像層の厚さが上記範囲であると、粉体粒子の配向をより制御しやすくなり、質感の調節が容易となる。
〔3〕粉体
本発明の画像形成方法において、粉体は、加飾の目的や、所期の質感に応じて適宜選択することができる。ここで、粉体とは粒子の集合体をいい、最終的な画像においても粉体としての状態で残存する物質をいう。前述のとおり、本発明に係る粉体は「粉体粒子」ともいう。
〔3.1〕粉体の詳細
樹脂画像層上に供給される粉体の形状、大きさは特に制限されず、所期の質感を達成するために適切な形状及び大きさを選択することが好ましい。
粉体は、形状の観点から、球形(球形粉体)又は非球形(非球形粉体)に大別される。ここで、「球形粉体」とは、その断面形状又は投影形状の平均円形度が0.970以上である粉体をいう(上限:1.000)。なお、当該平均円形度は、「Wadellの式」にしたがい求めることができるが、例えば、以下のフロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(Sysmex社製)を用いて測定した値であってもよい。具体的には、粉体を界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、「FPIA−3000」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数4000個の適正濃度で測定を行う。円形度は下記式で計算される。
円形度=(粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
また平均円形度は、各粒子の円形度を足し合わせ、測定した全粒子数で割った算術平均値である。
したがって、「非球形粉体」は、球形粉体以外の粉体であり、その断面形状又は投影形状の平均円形度が0.970未満である粉体をいう。
中でも、粉体の配向を制御することにより所期の質感(特に、ミラー調・パール調からグリッター調まで)を達成するという観点から、粉体の形状は、非球形であることが好ましい。すなわち、粉体が非球形粉体を含むことが好ましい。さらに同様の観点から、上記非球形粉体は、扁平状粉体(すなわち、扁平な形状を有する粒子)を含むとより好ましい。ここで、「扁平状」又は「扁平な形状」とは、当該粉体(粒子)における最大長さを長径L、当該長径Lに直交する方向における最大長さを短径l、上記長径Lに直交する方向の最少長さを厚さt、とするときに、厚さtに対する短径lの比率(l/t)が5以上である形状であることをいう。「扁平状」及び「扁平な形状」の用語には、例えば、フレーク状、鱗片状、板状、薄片状等と称される形状が包含される。
上記扁平状粉体の平均厚さは特に制限されないが、当該粉体の配向の制御による、光沢の質感の調節を行いやすくするという観点から、0.2〜10μmであることが好ましく、0.2〜3.0μmであることがより好ましい。
上記平均厚さを0.2μm以上とすることで、良好な配向状態を形成することができる。具体的には、扁平状粉体の扁平な面(すなわち、上記長径L方向及び上記短径l方向を含む平面)が樹脂画像層表面に対して沿った形態となるように制御しやすくなる。一方、上記平均厚さを10μm以下とすることで、形成される最終画像が摩擦された際、樹脂画像層からの粉体の脱落を抑制することができる。
粉体の平均粒径(粉体が非球形粉体である場合には、直線距離で最も長い部分の長さの平均値)は、0.5〜1000μmであると好ましく、1〜500μmであるとより好ましく、5〜100μmであると特に好ましい。かような範囲であれば、十分な光沢を有する画像において、ミラー調・パール調(乱反射の少ない金属光沢)からグリッター調(乱反射の多い金属光沢)といった幅広い質感を発現させることができる。また、粉体の平均粒径が小さいほど、ミラー調・パール調の質感を、粉体の平均粒径が大きいほど、グリッター調の質感を表現することができる。
上記粉体の平均厚さは、任意に100個の粉体粒子について測定した厚さの平均値であり、上記粉体の平均粒径は、任意に100個の粉体粒子について測定した粒径の平均値である。また、個々の粉体粒子の厚さ、粒径(長径、短径を含む)は、例えば、走査型電子顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)観察により測定できる。また、扁平状粉体の長径、短径及び厚さの値は、上記方法により測定された値の平均値を採用する。
粉体の材料は、特に限定されず、例えば、樹脂、ガラス、金属、金属酸化物等の種々の材料を用いることができる。なかでも、粉体は、金属又は金属酸化物を含むことが好ましい。金属又は金属酸化物を含んでいると、十分な光沢を有する画像において、ミラー調・パール調(乱反射の少ない金属光沢)からグリッター調(乱反射の多い金属光沢)といった幅広い質感を発現させることができる。
また、粉体を構成する材料は、1種単独であってもよいし、2種以上であってもよい。粉体が2種以上の材料を含む場合は、均一に分散されている形態であってもよいし、一方の材料に他の材料が積層されてなる(被覆されてなる)形態であってもよい。かような形態として、例えば、樹脂やガラス等からなる基材(コア)に対して金属及又は金属酸化物からなる被膜(シェル)が積層した形態;金属又は金属酸化物からなる基材(コア)に対して樹脂やガラス等からなる被膜(シェル)が積層した形態;などが挙げられるが、これらに限定されない。
上記粉体は、合成品であってもよいし市販品であってもよい。非球形粉体の例としては、メタシャイン(登録商標)(日本板硝子株式会社)、サンシャインベビー クロムパウダー、オーロラパウダー、パールパウダー(以上株式会社GGコーポレーション)、ICEGEL ミラーメタルパウダー(株式会社TAT)、ピカエース(登録商標) MCシャインダスト、エフェクトC(株式会社クラチ)、プリジェル(登録商標) マジックパウダー、ミラーシリーズ(有限会社プリアンファ)、Bonnail(登録商標)シャインパウダー(株式会社ケイズプランイング)、エルジーneo(登録商標)(尾池工業株式会社)等が挙げられる。また、球形粉体の例としては、高精度ユニビーズ(登録商標)(ユニチカ株式会社)、ファインスフィア(登録商標)(日本電気硝子株式会社)等が挙げられる。
なお、樹脂画像層上に供給される粉体は、1種のみであってもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
〔3.2〕粉体供給工程
粉体供給工程は、記録媒体上にあらかじめ粉体を供給する場合や、前記記録媒体上に形成された樹脂画像層上に粉体を供給する場合のどちらでも適宜選択される。粉体の供給方法は特に制限されず、粉体供給工程において用いられる粉体供給手段としては、粉体の性状に応じて公知の装置を用いることができる。例えば、特開2013−178452号公報(上記特許文献3)に記載された粉末供給手段を、本発明に係る粉体供給手段として用いることができる。また、本発明の一形態に係る粉体供給手段は、図1に示すような、粉体収容部5及び粉体供給ローラー6を備えた粉体供給装置であってもよい。
粉体の供給方法のさらに具体的な例として、粉体が絶縁性粉体である場合には、正又は負に帯電させた絶縁性粉体を、粉体収容部5から導電性の粉体供給ローラー(導電性ローラー)6へ供給し、当該導電性ローラーによって担持搬送される上記絶縁性粉体を樹脂画像層上に供給する方法が挙げられる。すなわち、粉体が絶縁性粉体である場合には、粉体収容部5及び導電性の粉体供給ローラー(導電性ローラー)6を有する粉体供給装置(粉体供給手段)を用いることが好ましい。
また、粉体の供給方法の他の具体的な例として、粉体が磁性粉体である場合には、磁性粉体を、粉体収容部5から磁性を有する粉体供給ローラー(マグネットローラー)6へ供給し、当該マグネットローラーによって担持搬送される磁性粉体を樹脂画像層上に供給する方法が挙げられる。すなわち、粉体が磁性粉体である場合には、粉体収容部5及び磁性を有する粉体供給ローラー(マグネットローラー)6を有する粉体供給装置(粉体供給手段)を用いることが好ましい。
樹脂画像層に対して供給される粉体の量は、特に制限されず、所期の質感を表現できる量であれば特に制限されない。
粉体は、樹脂画像層上にのみ選択的に供給されてもよいし、樹脂画像層上のみならず、樹脂画像層が形成されていない部分も含む記録媒体表面の全体に対して供給されてもよい。
〔3.3〕摺擦工程
本発明の画像形成方法は、上記粉体供給工程に加え、さらに、粉体が供給された樹脂画像層を摺擦する摺擦工程を含むことが好ましい。ミラー調・パール調(乱反射の少ない金属光沢)からグリッター調(乱反射の多い金属光沢)といった幅広い質感を発現させるという観点から、すなわち、質感の制御範囲を広くするという観点から、本発明の一形態に係る画像形成方法は、摺擦工程をさらに含んでいることが好ましい。なお、「質感の制御範囲が広い」とは、具体的には、画像からの反射光(受光)角度の分布を測定して得られるピークの半値幅の値や、画像の光沢度の値をそれぞれ広い範囲にわたって制御できることをいう。例えば、上記半値幅が5〜20°である場合と、10〜15°である場合とでは、前者の方が質感の制御幅が広いと言える。
(反射光の分布測定)
入射角度20°における反射光(受光)角度を測定する反射測定を、変角光度計「GP−5」(株式会社村上色彩技術研究所)を用いて、−10〜50°の受光角度の範囲で行い、ピークの半値幅を求めることができる。
摺擦工程は、粉体が付着した状態にある樹脂画像層を、粉体の上から摺擦する工程であり、前記粉体供給工程及び前記光照射工程の後に行われる。ここで、「摺擦」とは、摺擦手段(摺擦部材)が記録媒体上の樹脂画像層の表面に接触しながら、当該表面に沿って、上記樹脂画像層に対して相対的に移動することをいう。
このように粉体が付着した状態にある樹脂画像層を、粉体の上から摺擦することにより、樹脂画像層の表面に対して粉体の配向を揃えることができる。より具体的には、摺擦することにより、樹脂画像層表面に対する粉体の角度が揃いやすくなるため、乱反射の少ないミラー調やパール調といった所期の質感を容易に形成することができる。特に、粉体が扁平状粉体である場合、扁平な面が樹脂画像層表面に沿うように配向を整えられるため、乱反射の少ないミラー調やパール調といった所期の質感の形成がより容易となる。
したがって、本発明の画像形成方法は、粉体供給工程の後に、粉体が供給された樹脂画像層を摺擦する摺擦工程をさらに含むことが好ましい。
また、上記「摺擦」は、樹脂画像層(粉体が付着した樹脂画像層)の押圧を伴うことが好ましい。すなわち、摺擦工程では、粉体が供給された樹脂画像層を摺擦すると共に、押圧することを含むことが好ましい。樹脂画像層を押圧することにより、粉体の一部が樹脂画像層の内部に押し込まれるため、樹脂画像層に対する粉体の接着を強くすることができる。よって、最終的に形成される光沢画像の強度を向上させられることに加え、形成される光沢画像におけるミラー調やパール調などの所期の外観を明瞭にすることができる。ここで、「押圧」とは、樹脂画像層の表面に対して交差する方向(例えば垂直方向)に樹脂画像層の表面を押すことをいう。
摺擦工程は、粉体が付着した樹脂画像層を、摺擦手段を用いて摺擦することにより行う。具体的には、摺擦工程は、粉体が付着した樹脂画像層に対し、摺擦手段としての摺擦部材を接触させ、当該樹脂画像層に対して摺擦部材を相対的に移動させることにより行う。このとき、摺擦部材を移動させる方向は特に制限されず、一方向のみであってもよいし、往復運動させてもよいし、さらに多数の方向であってもよい。ただし、粉体の配向を制御しやすく、乱反射の少ないミラー調やパール調といった質感を形成するためには、摺動部材の移動方向は、一方向のみであることが好ましい。
制御工程では、上記のように、ミラー調・パール調からグリッター調といった幅広い質感を発現させる目的から、摺擦条件を制御することが好ましい。この時、摺擦条件とは、摺擦速度(樹脂画像層表面に対する摺擦部材の摺擦部分の相対速度)、押圧力などが含まれる。また、以下で説明するように、摺擦部材として回転部材を用いる場合には、摺擦条件として、回転速度を制御することが好ましい。
摺擦工程において、樹脂画像層表面に対する摺擦部材の摺擦部分の相対的な速度は、特に制限されないが、5〜500mm/秒の範囲であることが好ましい。5mm/秒以上であると、樹脂画像層の表面に対して粉体の配向を十分に添わせることができる。また、500mm/秒以下であると樹脂画像層に対し、十分に粉体を付着させることができ、最終的に形成される光沢画像におけるミラー調やパール調などの所期の外観を明瞭にすることができる。
また、摺擦工程において、樹脂画像層の表面に対する摺擦部材の摺擦部分の接触幅は、特に制限されないが、樹脂画像層の表面に付着する粉体の所期の配向性及び記録媒体の搬送性という観点から、1〜200mmの範囲であることが好ましい。1mm以上であると、摺擦部分が樹脂画像層の表面に沿って移動する際に粉体の向きのばらつきを抑制でき、樹脂画像層に付着する粉体の配向を十分に制御することができる。また、200mm以下であると、安定して容易に記録媒体の搬送を行うことができる。なお、「接触幅」とは、樹脂画像層に対する摺擦部材の摺擦部分の移動方向の長さをいう。
また、摺擦と共に押圧を行う場合、押圧力は、特に制限されないが、樹脂画像層の表面に対して1〜30kPaの範囲であることが好ましい。1kPa以上であると、樹脂画像層に対する粉体の付着強度を十分に得ることができる。また、30kPa以下であると、記録媒体上に形成された樹脂画像層を安定して保持することが
できる。
摺擦工程において用いられる摺擦手段としては特に制限されず、公知の装置を用いることができる。図1に示されるように、本発明の一形態に係る摺擦手段としての摺擦部材8は、記録媒体の搬送方向に対して、粉体供給装置(粉体供給手段)6の後に備えられうる。これらの装置の配設順序は、各工程が行われる順序に応じて、適宜決定される。
摺擦手段に備えられる摺擦部材としては、例えば、図1に示すような回転部材であってもよいし、往復運動する部材や、固定されている部材のような非回転部材であってもよい。より具体的には、摺擦部材は、水平な表面を有する樹脂画像層の表面に接して水平方向に、当該表面に対して相対的に移動可能な部材であってもよいし、樹脂画像層の表面に接する回転自在なローラー(回転ローラー)であってもよい。中でも、作業効率の観点から、摺擦部材は、回転部材であると好ましく、回転自在なローラー(回転ローラー)であるとより好ましい。
摺擦部材として回転部材(特に、回転ローラー)を用いる場合、その回転速度は特に制限されない。
上記摺擦部材は、樹脂画像層を押圧しながら、その表面が上記樹脂画像層の表面に対して相対的に移動自在に構成されることが好ましい。摺擦部材によって押圧を行う場合、例えば、搬送されている記録媒体(樹脂画像層が形成された記録媒体)を、固定された摺擦部材で押圧することによって押圧を行ってもよい。又は、上記押圧は、記録媒体の搬送方向と同じ方向に回転し、且つ記録媒体の搬送速度よりも遅い速度で回転するローラーで摺擦することによって押圧を行ってもよいし、又は、記録媒体の搬送方向とは逆の方向に回転するローラーで摺擦することによって行ってもよいし、又は、記録媒体の搬送方向に対してその回転軸が斜めとなる向きに配置された回転自在なローラーで摺擦することによって押圧を行ってもよいし、又は、樹脂画像層の表面上を往復運動する部材で摺擦することによって押圧を行ってもよい。
よって、摺擦部材は、樹脂画像層の表面を押圧しながら記録媒体に対して相対的に異なる方向へ移動自在に構成されていることが好ましい。
また、上記摺擦部材は、柔軟性を有することが好ましい。摺擦部材の柔軟性は、例えば、摺擦時に、樹脂画像層の表面の形状に追従可能な程度に摺擦部材の表面が変形する程度の柔らかさであることが好ましい。すなわち、摺擦部材は、変形追従性を有していることが好ましい。このような柔軟性を有する摺擦部材としては、例えば、スポンジ、ブラシ等が挙げられるがこれらに制限されない。
(粉体除去工程)
本発明の画像形成方法は、粉体供給工程又は摺擦工程の後に、粉体除去工程をさらに含んでいてもよい。粉体除去工程では、樹脂画像層に付着しなかった粉体粒子を記録媒体上から除去する。このとき、記録媒体上から除去された粉体粒子を回収して再利用してもよい。すなわち、本発明の画像形成方法は、粉体供給工程又は摺擦・固着工程の後、樹脂画像層に付着しなかった粉体粒子を記録媒体上から回収する、粉体回収工程をさらに含んでいてもよい。このように、加飾に用いられなかった余分な粉体粒子を回収することは、経済性の観点及び環境負荷の軽減の観点から好ましい。
粉体粒子の除去又は回収方法は特に制限されず、公知の方法により行うことができる。例えば、刷毛やブラシ等の部材で掻きとる方法、粘着テープ等の粘着部材で除去する方法、粉体粒子を吸引又は吸着することができる集粉器等の公知の器械で吸引する方法等が挙げられる。このように、粉体粒子の除去又は回収工程を行うための粉体除去手段(部材)又は粉体回収手段(部材)としては、上述のように、刷毛やブラシ等の部材、粉体粒子に対して粘着性を有する粘着部材、粉体粒子を吸引する吸引部材を有する集粉器等を用いることができる。また、粉体粒子が磁性粉末である場合には、マグネット部材を有する集粉器を用いてもよい。
(追い刷り印刷工程)
本発明の画像形成方法は、粉体除去工程の後に、追い刷り印刷工程をさらに含んでいてもよい。追い刷り印刷工程では、粉体粒子の付着した樹脂画像層(すなわち、すでに加飾の施された光沢画像)を有する記録媒体上に、さらに画像を形成する。これによって、樹脂画像層の表面に固着された粉体粒子による表面平均被覆率を調整することができる。
追い刷り印刷方法については、特に制限されず、公知の手法を用いることができ、例えば、インクジェット方式や、電子写真方式といった印刷方式を用いることができる。また、追い刷り印刷工程を行うための追い刷り印刷手段としては、公知の装置を用いることができる。印刷物の付加価値をさらに向上させるという観点からは、追い刷り印刷工程をさらに行うことが好ましい。
(定着工程)
本発明の画像形成方法は、粉体供給工程又は摺擦工程、粉体除去工程又は追い刷り印刷工程の後に、必要であれば定着工程を設けることも好ましい。
当該定着工程は特に制限されるものではなく、公知の定着画像形成装置、特には、電子写真方式を利用した画像形成装置によって行うことができる。定着画像形成方法の一例として、トナー画像が転写された記録媒体に、定着手段にて熱及び圧力を加え、記録媒体上のトナー画像を記録媒体上に定着させる方法が採用されうる。
さらには、当該定着工程は光照射によって定着させることも好ましい。その照射条件は適宜調整されうるものである。
〔4〕透光性コート層の形成工程
本発明の画像形成方法は、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する工程と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する工程と、を有することを特徴とする。当該鉛筆硬度はF以上であることが粉体の脱離を防ぐのに必要であり、F〜3Hの範囲であることが好ましい。
前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体として、後述する光の照射によって硬化する光重合性化合物を含有するか、加熱によって溶融し、冷却によって硬化するホットメルト樹脂を含有することが、好ましい。
前記硬化性液体を構成する化合物として、特に限定されるものではないが、中でも(メタ)アクリル系樹脂、アクリル系不飽和ポリエステル樹脂、アミノアルキッド系樹脂、又はニトロセルロース系樹脂のいずれかを含有することが、透光性と生産性の観点から、好ましい。
さらに、前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、顔料又は染料を0〜30質量%の範囲内で含有することが、透光性コート層に所望の光透過性を付与すること、及び粉体による加飾表現を阻害しない観点から、好ましい。中でも、透光性及び加飾表現を阻害しない観点からは、含有しない(0質量%)ことがより好ましい。
前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体の粘度が、2〜500mPa・s(25℃)の範囲内であることが、図2(a)及び(b)で示したように、コート層の膜厚を制御する観点から好ましい。前記粉体と周辺の基材上で速やかに塗れ広がり、コート層形成に要する時間を短くできる塗布性の観点から、50〜300mPa・s(25℃)の範囲内であることがより好ましい。粘度の調整は、後述する化合物の種類、含有量、溶媒の種類と量などで調整することができる。
〔4.1〕光重合性化合物
本実施形態の光重合性化合物は、光の照射によって重合する、光ラジカル重合性化合物又は光カチオン重合性化合物であり、光重合性のモノマー又はオリゴマーであってよい。これらは、光重合開始剤と共に用いられる。光ラジカル重合性化合物は光ラジカル重合開始剤と共に用いられ、光カチオン重合性化合物は光カチオン重合開始剤と共に用いられる。言い換えれば、コート層組成物は、光重合性化合物及び光重合開始剤を含む光重合性成分を含有していてよく、光ラジカル重合性化合物及び光ラジカル重合開始剤を含む光ラジカル重合性成分を含有していてもよく、光カチオン重合性化合物及び光カチオン重合開始剤を含む光カチオン重合性成分を含有していてもよい。光ラジカル重合性化合物と光カチオン重合性化合物とを併用してもよく、光ラジカル重合性と光カチオン重合性を具備した化合物を用いてもよく、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤とを併用してもよい。光重合性化合物は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
光ラジカル重合性化合物としては、(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。(メタ)アクリレート化合物は、(メタ)アクリロイル基を一つ有する単官能(メタ)アクリレートであってよく、(メタ)アクリロイル基を複数有する多官能(メタ)アクリレートであってもよい。コート層組成物にした際の流動性に優れる観点、吐出安定性により優れる観点から、単官能(メタ)アクリレートと多官能(メタ)アクリレートとを組み合わせて用いることが好ましい。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」を意味する。「(メタ)アクリロイル」との表現についても同様である。
単官能(メタ)アクリレートとしては、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、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルベ
ンジル(メタ)アクリレート、コハク酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、N−[2−(アクリロイルオキシ)エチル]フタルイミド、N−[2−(アクリロイルオキシ)エチル]テトラヒドロフタルイミド等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートは、2官能(メタ)アクリレート、3官能(メタ)アクリレート、4官能(メタ)アクリレート、5官能(メタ)アクリレート、6官能(メタ)アクリレート等であってよく、例えば、ジオール化合物の2つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ(メタ)アクリレート、トリオール化合物の2つ又は3つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ又はトリ(メタ)アクリレート等であってよい。
2官能(メタ)アクリレートの具体例としては、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコ−ルヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレ−ト、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートの2つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール1モルに4モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られるジオールの2つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに2モルのエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られるジオールの2つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られるトリオールの2つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに4モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られるジオールの2つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
3官能(メタ)アクリレートの具体例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られるトリオールの3つのヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
4官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが挙げられる。
5官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。
6官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートは、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のジペンタエリスリトールの複数のヒドロキシ基が(メタ)アクリロイルオキシ基によって置換されたポリ(メタ)アクリレートであってもよい。
(メタ)アクリレート化合物は、リン酸基を有する、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性アルキルリン酸(メタ)アクリレート等であってもよい。
光カチオン重合性化合物としては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニルエーテル化合物等が挙げられる。
エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等の脂肪族系エポキシ化合物、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロへキサン、1−メチル−4−(2−メチルオキシラニル)−7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン等の脂環式エポキシ化合物などが挙げられる。
エポキシ化合物として市販品を使用することも可能である。エポキシ化合物の市販品としては、例えば、ダイセル化学工業(株)製の「セロキサイド2000」、「セロキサイド3000」及びセロキサイド4000」等を用いることができる。
カチオン重合性のオキセタン化合物としては、2-エチルヘキシルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−メチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−エチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−プロピルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−ノルマルブチルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−フェニルオキセタン、3−ヒドロキシメチル−3−ベンジルオキセタン、3−ヒドロキシエチル−3−メチルオキセタン、3−ヒドロキシエチル−3−エチルオキセタン、3−ヒドロキシエチル−3−プロピルオキセタン、3−ヒドロキシエチル−3−フェニルオキセタン、3−ヒドロキシプロピル−3−メチルオキセタン、3−ヒドロキシプロピル−3−エチルオキセタン、3−ヒドロキシプロピル−3−プロピルオキセタン、3−ヒドロキシプロピル−3−フェニルオキセタン、3−ヒドロキシブチル−3−メチルオキセタン等が挙げられる。
オキセタン化合物として市販品を使用することも可能である。オキセタン化合物の市販品としては、例えば、東亜合成(株)製のアロンオキセタンシリーズ(「OXT−101」、「OXT−212」、「OXT−121」、「OXT−221」等);ダイセル化学工業(株)製の「セロキサイド2021」、「セロキサイド2021A」、「セロキサイド2021P」、「セロキサイド2080」、「セロキサイド2081」、「セロキサイド2083」、「セロキサイド2085」、「エポリードGT300」、「エポリードGT301」、「エポリードGT302」、「エポリードGT400」、「エポリードGT401」及び「エポリードGT403」;ダウ・ケミカル日本(株)製の「サイラキュアUVR−6105」、「サイラキュアUVR−6107」、「サイラキュアUVR−6110」、「サイラキュアUVR−6128」、「ERL4289」及び「ERL4299」などを用いることができる。また、公知のオキセタン化合物(例えば、特開2009−40830号公報等に記載のオキセタン化合物)を使用することもできる。
ビニルエーテル化合物としては、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、トリエチレングリコールビニルモノエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等が挙げられる。
また、本実施形態における光重合性化合物として、特開2013−182215号公報の段落0042〜0049に記載の光重合性化合物を用いることもできる。
本実施形態のコート層組成物において、硬化可能成分を、光重合性化合物のみ又はそれを主成分として構成する場合には、上記したような光重合性化合物としては、重合性官能基を一分子中に2以上有する2官能以上の多官能の光重合性化合物を必須成分として用いることが、硬化物の耐久性(強度、耐熱性等)をより高めることができることからより好ましい。
光重合性化合物は、アルカリ不溶性であってよい。本明細書中、光重合性化合物がアルカリ不溶性であるとは、1質量%の水酸化カリウム水溶液に対する25℃における光重合性化合物の溶解量が、光重合性化合物の全質量を基準として、30質量%以下であることを意味する。光重合性化合物の上記溶解量は、好ましくは、10質量%以下であり、より好ましくは3質量%以下である。
光重合性化合物の含有量は、コート層組成物として適正な粘度が得られやすい観点、コート層組成物の硬化性が良好となる観点、並びに、コート層の耐溶剤性及び磨耗性が向上する観点から、コート層組成物の不揮発分の質量を基準として、10質量%以上であってもよく、15質量%以上であってもよく、20質量%以上であってもよい。光重合性化合物の含有量は、コート層組成物として適正な粘度が得られやすい観点、及び、より優れた光学特性(透光性)が得られる観点から、コート層組成物の不揮発分の質量を基準として、90質量%以下であってよく、80質量%以下であってもよく、70質量%以下であってもよく、60質量%以下であってもよく、50質量%以下であってもよい。
光重合性化合物は、透光性コート層の安定性に優れる(例えば、経時劣化を抑制でき、高温保存安定性及び湿熱保存安定性に優れる)観点から、架橋性基を有していてもよい。架橋性基は、熱又は活性エネルギー線(例えば、紫外線)により他の架橋性基と反応する官能基であり、例えば、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基等が挙げられる。
[光ラジカル重合開始剤]
光ラジカル重合開始剤としては、分子開裂型又は水素引き抜き型の光ラジカル重合開始剤が好適である。
分子開裂型の光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾインイソブチルエーテル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、(2,4,6−トリメチルベンゾイル)エトキシフェニルホスフィンオキシド等が好適に用いられる。これら以外の分子開裂型の光ラジカル重合開始剤として、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン及び2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンを併用してもよい。
水素引き抜き型の光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィ
ド等が挙げられる。分子開裂型の光ラジカル重合開始剤と水素引き抜き型の光ラジカル重合開始剤とを併用してもよい。
[光カチオン重合開始剤]
光カチオン重合開始剤としては、例えば、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェート等のポリアリールスルフォニウム塩;ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、P−ノニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等のポリアリールヨードニウム塩などを挙げることができる。
光カチオン重合開始剤として市販品を用いることもできる。市販品としては、サンアプロ社製の「CPI−100P」等のスルホニウム塩系光カチオン重合開始剤、BASF社製の「Lucirin TPO」等のアシルフォスフィンオキサイド化合物、BASF社製の「Irgacure 907」、「Irgacure 819」、「Irgacure 379EG」「、Irgacure 184」及び「Irgacure PAG290」などが挙げられる。
光重合開始剤の含有量は、コート層組成物の硬化性の観点から、光重合性化合物100質量部に対して、0.1質量部以上であってよく、0.5質量部以上であってもよく、1質量部以上であってもよい。光重合開始剤の含有量は、コート層組成物の経時安定性の観点から、光重合性化合物100質量部に対して、40質量部以下であってよく、30質量部以下であってもよく、20質量部以下であってもよい。
〔4.2〕ホットメルト樹脂
本実施形態において、ホットメルト樹脂とは、透光性コート層中においてバインダーとして機能する、加熱により溶融し、冷却することにより架橋し硬化する樹脂をいう。
ホットメルト樹脂は、ホットメルト接着剤として市販されているものを含み、当該ホットメルト接着剤は、一般に使用されているものを用いることができる。当該ホットメルト接着剤の主成分としては、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)系、ポリエステル系、ポリアミド系、熱可塑性エラストマー系、ポリオレフィン系などが挙げられる。ポリアミド系ホットメルト接着剤としてはHenkel社製のマクロメルトシリーズ等があり、熱可塑性エラストマー系ホットメルト接着剤としてはシェル化学社製カリフレックスTR及びクレイトンシリーズ、旭化成社製タフプレン、Firestone Synthetic Rubber and Latex社製タフデン、Phillips Petroleum社製ソルプレン400シリーズ等がある。ポリオレフィン系ホットメルト接着剤としては住友化学社製スミチック、チッソ石油化学製ビスタック、三菱油化製ユカタック、Henkel社製マクロメルトシリーズ、三井石油化学社製タフマー、宇部レキセン社製APAO、イーストマンケミカル社製イーストボンド、ハーキュレス社製A−FAX等がある。
本発明において、ホットメルト接着剤は反応型が好ましい。当該反応型ホットメルト接着剤(以下、反応型接着剤)は樹脂を溶融させて接着した後、冷却する際に湿気を吸収して樹脂が硬化するタイプの接着剤である。その特徴として、通常のホットメルトと比較して硬化反応を有する上、それに要するだけ接着可能時間が長く、かつ接着後に軟化温度が高くなるため耐久性に富み、低温での加工に適していることが挙げられる。反応型接着剤の1例として、分子末端にイソシアネート基含有ウレタンポリマーを主成分とし、このイソシアネート基が水分と反応して架橋構造を形成するものがある。本発明に使用できる反応型接着剤としては住友スリーエム社製TE030、TE100、日立化成ポリマー社製ハイボン4820、カネボウエヌエスシー社製ボンドマスター170シリーズ、Henkel社製Macroplast QR 3460等が挙げられる。
本発明に係る硬化性液体中のホットメルト接着剤の含有量は、コート層組成物として適正な粘度が得られやすい観点、コート層組成物の硬化性が良好となる観点、並びに、透光性コート層の耐溶剤性及び磨耗性が向上する観点から、コート層組成物の不揮発分の質量を基準として、10質量%以上であってよく、15質量%以上であってもよく、20質量%以上であってもよい。ホットメルト接着剤の含有量は、コート層組成物の粘度が高くなりすぎず、コート層の厚さが厚くなりすぎない観点から、コート層組成物の不揮発分の質量を基準として、90質量%以下であってよく、80質量%以下であってもよく、70質量%以下であってもよく、60質量%以下であってもよく、50質量%以下であってもよい。
〔4.3〕透光性コート層の形成方法
透光性コート層は、特に制限はないが、本発明に係る硬化性液体であるコート層組成物を、スピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法等のウエットコーティング法、或いは、蒸着法等のドライコーティング法により形成することができ、中でも前記ウエットコーティング法を採用することがより好ましい。
前記コート層組成物では、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を加えることができる。
樹脂を溶媒に溶解又は分散させた塗布液を用いて透光性コート層を形成する際に、使用する溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、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モノエチルエーテル、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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシエチルアセテート、シクロヘキシルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、安息香酸メチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。
前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体(コート層組成物)を、液体供給ヘッドから非接触方式で前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように供給することが、生産性の観点と供給された粉体の配置、固着に影響しない観点から好ましい。
非接触方式での供給手段としては、インクジェット印刷法によるインクジェットヘッドから供給する方法やディスペンサーを用いる方法などが、好ましい。中でも、後述するインクジェットヘッドから供給するスポットコーターを用いる方法が、供給部位を自由に制御できる観点から、好ましい。
また、前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体(コート層組成物)を、複数回に分けて前記樹脂画像層と前記粉体を被覆するように供給することが、均一な透光性コート層を形成しやすく、粉体の脱離をより抑制する観点から、好ましい。
コート層組成物に光重合性化合物を用いる場合、硬化するときの光照射装置は、透光性コート層に光を均一に照射できるものであれば、特に制限されない。例えば、発光ダイオード(LED)ランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ハロゲンランプ、水銀−キセノンランプ、カーボンアークランプ、アルゴンレーザー、エキシマーレーザー、YAGレーザー、又は色素レーザーが挙げられる。
光の照射は、透光性コート層が形成された記録媒体を静置した状態で行ってもよいし、移動させながら行ってもよい。記録媒体を移動させながら光を照射する方法としては、例えば、記録媒体をベルトコンベア等の搬送手段によって移動させながら光を照射する方法が挙げられ、生産性、記録媒体へのダメージの抑制の観点から、適宜調整される。
また、光の照射は、1回であってもよいし、2回以上行ってもよい。すなわち、透光性コート層のある部分に対し、1回のみ光を照射する形態であってもよいし、2回以上光を照射する形態であってもよい。ただし、生産性の観点から、光の照射回数は1回であることが好ましい。
コート層組成物にホットメルト樹脂を用いて硬化を冷却により行う場合、冷却温度は、例えば、用いる材料によって適宜選択されるものであるが、30℃以下であってよく、25℃以下であってよい。冷却時間は、例えば、1〜20分の範囲内であってよく、3〜10分の範囲内であってよい。冷却手段は非接触手段である冷却ファンや、接触手段である冷却ローラーなどを用いて行うことが好ましい。
[スポットコーター]
スポットコーターは、例えば、株式会社デュプロ製デジタルスポットUVコーターDDC−810などを例示することができる。当該スポットコーターはニススポットコーターであり、本発明に係る透光性コート層を、記録媒体上の樹脂画像層に部分的又は記録媒体全体に形成することが可能である。
図3は、本発明の画像形成方法に用いられるニススポットコーターを説明する概略図である。
画像形成システムは、記録媒体の給紙装置120、画像形成装置110、後処理/中継装置130、ニススポットコーター140、後処理/排紙装置150が、この順で機械的及び電気的に接続されている。なお、この実施形態では、画像形成装置110とその他の装置とによって画像形成システムが構成されているものとして説明するが、画像形成装置110を画像形成装置本体として、その他の装置、例えばニススポットコーターなどとともに画像形成装置を構成するものであってもよい。
給紙装置120は、画像形成を行う用紙などの転写媒体を収納し、画像形成に備えて画像形成装置110からの要求によって給紙および搬送を行う。
画像形成装置110では、画像データーに基づいて印字部で転写媒体に印刷を行う。その際に画像データーは、画像処理装置100で画像処理がされる。なお、転写媒体は、紙でもその他の材質でもよい。
画像データーは、画像形成装置110に備える読み取り装置(不図示)で原稿を読み取って生成されるものでもよく、外部で生成された画像データーをネットワークなどを介して受けるものであってもよい。
後処理/中継装置130は、後処理装置の一つであり、画像形成装置110で印刷が行われた転写媒体を、反転したり、所定枚数スタックしたりすることができる。反転された転写媒体はそのまま、スタックされた転写媒体は所定のタイミングで中継装置130の排紙側に搬送することができる。
ニススポットコーター140は、設定に従って、印刷が行われた用紙にニス(をコートする。ニスのコートは、印刷領域全面に行っても、印刷領域の一部によって行ってもよい。設定は、画像形成装置110で印刷条件として行ってもよく、また、画像データーの印刷条件に含まれるものであってもよい。ニスは、本発明に係る透光性コート層組成物に相当し、その塗布層が本発明に係る透光性コート層に相当する。
ニスのオーバープリントが行われる領域とニスのオーバープリントが行われない領域とは、画像形成装置110の画像処理装置100で把握されている。例えば、画像形成装置110で設定を行っている場合、画像処理装置100で領域が判別される。また、画像データーに含まれる場合も、画像処理装置100で画像データーを受け入れることで上記領域の判別がなされる。
後処理/排紙装置150は、後処理装置の一つであり、一以上の後処理部を有していてもよく、そのまま転写媒体を後処理することなく排紙するものであってもよい。
プリントコントローラ160は、例えば外部装置などのアプリケーションプログラム等により生成された画像データーなどを受けることができる。画像データーの生成方法は特に限定されるものではない。
画像データーは、プリントコントローラ160で受信され、プリントコントローラ160に含まれる記憶部(HDD)に展開、格納される。画像データーは、画像処理装置100に送信される。また、画像データーにニスコートの設定が含まれる場合、設定内容がプリントコントローラ160からニススポットコーター140に送信されて、転写媒体に対するニスのオーバープリントが行われる。
なお、この実施形態では、画像処理装置100が画像形成装置110内に備えられるものとして説明しているが、本発明としては、画像処理装置100が画像形成装置110とは別体で備えられているものでもよく、また、ネットワークを介して、画像処理装置100と、画像形成装置110やニススポットコーター140等とが電気的に接続されているものであってもよい。
〔5〕画像形成装置
本発明の画像形成方法を行うための画像形成装置は、少なくとも、記録媒体上に形成された樹脂画像層上に粉体を供給する粉体供給手段、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する手段と、前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する手段を有することを特徴とする。透光性コート層を形成する手段には、塗布手段に加えて光照射手段及び冷却手段が含まれる。
さらに、上記画像形成装置は、必要に応じて、粉体が供給された樹脂画像層(粉体が付着した樹脂画像層)を摺擦する摺擦手段、樹脂画像層に付着しなかった粉体を記録媒体上から除去する粉体除去手段(好ましくは、粉体回収手段)、及び粉体の付着した樹脂画像層(すなわち、すでに加飾の施された光沢画像)を有する記録媒体上に、さらに画像を形成する画像形成手段(追い刷り印刷手段)及び前記画像を定着する手段をさらに有していることが好ましい。これら摺擦手段、粉体除去手段(好ましくは粉体回収手段)、画像形成手段(追い刷り印刷手段)及び定着手段は、単独で、又は2種以上を組み合わせて画像形成装置に備えられうる。なかでも、画像形成装置が上記画像形成手段(追い刷り印刷手段)をさらに有していると、高い付加価値を有する画像の生産性を高めるという観点から好ましい。
なお、上記の粉体供給手段、摺擦手段、粉体除去手段(粉体回収手段)、画像形成手段(追い刷り印刷手段)、定着手段、硬化性液体供給手段、透光性コート層形成手段、光照射手段、及び冷却手段等の具体的な説明は、上記各工程に係る説明に記載のとおりである。
また、上記の画像形成装置において、粉体固着までの手段と透光性コート層を形成する手段は連続して同じ装置内で行ってもよく、また別の装置として行ってもよい。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
≪実施例1≫
〔粉体画像サンプル1の作製〕
<トナー画像サンプルの作製>
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m)を記録媒体として、「AccurioPressC2060」(コニカミノルタ株式会社製、「AccurioPress」は同社の登録商標)を用いてブルーベタ画像(シアントナー層、マゼンタトナー層からなる二層の樹脂画像層)を5cm×10cmの帯状画像層として前記記録媒体上に出力し、トナー画像を樹脂画像層としたトナー画像サンプルを作製した。
<粉体保持部材上での粉体薄層形成>
粉体保持部材としてミスミ株式会社の市販品であるシリコンゴム(品番RBAM、ゴム厚2mm)を平板上に固定し、メタシャイン2025PS(日本板硝子株式会社製)の粉体を0.12g散布し、SBR製のスポンジ(ラミューズ メイクアップスポンジ)を摺擦部材として当接した状態で摺擦部材の押圧力5kPa、摺擦距離1cm、摺擦速度200mm/sec、摺擦回数10回の条件で平行移動させて摺擦し、メタシャイン2025PS粉体薄層サンプルを作製した。
<トナー画像サンプルへの粉体薄層の転写(粉体画像サンプルの作製)>
150℃に加熱したホットプレートの上に前記トナー画像サンプルを、上記帯状画像面を上面に向けて置き、前記粉体薄層サンプルの粉体薄層面を前記帯状画像面に当接、加圧することで帯状画像部に粉体を転移させ、ミラー調の粉体画像サンプルを作製した。
<表面粗さ測定>
レーザー顕微鏡VK−X100(キーエンス社製)を用いて上記粉体画像サンプルを倍率100倍で観察し、撮影画像を得た。その後、前記撮影画像に対し解析アプリケーション(キーエンス社製)にて表面粗さ計測を実施し、表面最大粗さRzを測定したところ、Rz:20μmであった。粉体画像サンプルの撮影画像と測定した表面最大粗さRz(μm)を図4に示す。
<透光性コート層の形成>
上記粉体画像サンプルに卓上コーターTC−1型(三井電気精器株式会社製)とバー(Webster Co.,Ltd.製バーコーターNo.18)と、バー(オーイージーシステムプロダクツ株式会社製 ノンワイヤーバーコーターOSP04)を用いて透光性ニスコート液FAST DRYING GLOSSY VARNISH JV3DS(MGI社製:表中略称JV3DS)を2回塗布し25℃で乾燥することで、粉体画像サンプル上に表面最大粗さRz以上となる厚さで透光性コート層を形成し、透光性コート層付き粉体画像サンプルを作製した。なお、透光性ニスコート液の粘度は、50mPa・s(25℃)であった。また、前記透光性ニスコート液は顔料及び染料を含有していなかった。
形成した透光性コート層の厚さは、マイクロメータMDC−25J(株式会社ミツトヨ製)にて、25℃環境下で測定したところ26μmであり、その断面形状は図2(a)で示す断面あった。前記粉体とその周辺上に供給するものは液体であるため、粉体と周辺の基材上で塗れ広がり最小限の厚みで覆いきることができ、硬化性液体の消費も最小限で済むという利点があった。
〔粉体画像サンプル2の作製〕
粉体画像サンプル1の作製において、透光性ニスコート液JV3DSの粘度を300mPa・s(25℃)に調整し、さらに供給量を増加して塗布、乾燥し、断面が図2(b)で示される粉体画像サンプル2を作製した。その結果、表面が平滑になり、粉体の脱離を防止しつつ、覆った粉体由来の輝度を損なわない画像を作製できる利点があった。
〔粉体画像サンプル3の作製〕
粉体画像サンプル1の作製において、透光性コート層を形成しなかった以外は同様にして、比較例の粉体画像サンプル3を作製した。
〔粉体画像サンプル4の作製〕
粉体画像サンプル1の作製において、透光性ニスコート液を1回塗布し、透光性コート層の厚さを1μmにした比較例の粉体画像サンプル4を作製した。透光性コート層の最大膜厚が表面最大粗さRzより小さく、粉体が当該コート層から露出していた。
〔粉体画像サンプル5の作製〕
粉体画像サンプル1の作製において、透光性ニスコート液JV3DSの代わりに、下記紫外線硬化コート組成物を用いた以外は同様にして、粉体画像サンプル5を作製した。なお、紫外線硬化コート組成物を硬化するのに、UV:365nmを1J/cmの照射条件で1分照射した。
粉体とその周辺の樹脂画像層上に供給する硬化性液体として光によって硬化する液体を用いると、前記粉体と周辺の樹脂画像層上で塗れ広がり、最小限の厚さで覆いきることができ、覆いきるためのコート材の消費が最小限で済むという利点があった。また、硬化させる際のエネルギー効率が良い。
〈紫外線硬化コート組成物〉
(活性線硬化樹脂)
ペンタエリスリトールトリ/テトラアクリレート(NKエステルA−TMM−3L、新中村化学工業(株)製) 70質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT
新中村化学工業(株)製) 30質量部
(光重合開始剤)
イルガキュア184(BASFジャパン(株)製) 6質量部
(溶剤)
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20質量部
酢酸メチル 30質量部
メチルエチルケトン 70質量部
〔粉体画像サンプル6の作製〕
粉体画像サンプル5の作製において、紫外線硬化コート組成物を硬化するのに、UV:365nmを0.1J/cmの照射条件で1分照射し、比較例の粉体画像サンプル6を作製した。
〔粉体画像サンプル7の作製〕
粉体画像サンプル1の作製において、透光性ニスコート液JV3DSの代わりに、ホットメルト接着剤として、Henkel社製マクロメルトQ5352をコート組成物として用いた以外は同様にして、粉体画像サンプル7を作製した。なお、上記コート組成物は100℃に加温して溶融し液状化したものを、塗布後20℃に冷却することで硬化した。
熱によって溶融し、常温で硬化するホットメルト樹脂の液体を用いると、前記粉体と周辺の基材上で塗れ広がり、最小限の厚みで覆いきることができ、覆いきるためのコート材消費が最小限で済むという利点があった。
〔粉体画像サンプル8〜16の作製〕
粉体画像サンプル1の作製において、粉体であるメタシャイン2025PSの代わりに,以下の粉体を用い、表Iに記載の条件で粉体画像サンプル8〜16をそれぞれ作製した。
粉体をエルジーneo#325(堀金箔粉株式会社製)、散布量を0.06gに変えてエルジーneo#325を用いた粉体画像サンプル8〜10を作製した。
粉体をFrost SL(東洋アルミニウム株式会社製)、散布量を0.12gに変えてFrost SLを用いた粉体画像サンプル11〜13を作製した。
粉体をCrystal SL(東洋アルミニウム株式会社製)、散布量を0.12gに変えてCrystal SLを用いた粉体画像サンプル14〜16を作製した。
≪評価≫
<透光性:全光線透過率>
透光性コート層を、評価用コート層として膜厚30μmで形成し、23℃・55%RHの環境下で調湿後可視光領域における全光線透過率を、JIS K 7361−1:1997「プラスチック−全光線透過率及び全光線反射率の求め方」に従って測定した。
<鉛筆硬度>
上記作製した粉体画像サンプル1〜16の透光性コート層表面を、JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))にて、それぞれ鉛筆硬度を測定した。
<粉体の脱離評価>
上記粉体画像サンプル1〜16にメンディングテープ810−1−12D(株式会社3M製)を貼り付けた後、手でそのテープを剥がし、前記テープの表面をレーザー顕微鏡VK−X100(キーエンス社製)にて倍率100倍で観察し、テープ側への粉体の脱離有無を評価した。
◎:粉体の脱離がまったくない
〇:粉体の脱離がややあるが、実用上問題がない
×:粉体の脱離が多く、実用上問題がある
以上、の結果を表1に示す。
Figure 2021081485
本発明の粉体画像サンプルは、粉体とその周辺の樹脂画像層が透光性コート層に被覆されていることにより、比較例の粉体画像サンプルに比較して、粉体の脱離が大幅に抑制されていることが分かる。
また、粉体とその周辺の樹脂画像層上に供給する硬化性液体として、顔料や染料を含まない硬化性液体を用いることで、覆った粉体由来の輝度や、基材の色味を損なわないで済むため好ましいことが分かった。
さらに、粉体とその周辺の樹脂画像層上に供給する硬化性液体として、2〜500mPa・s(25℃)の粘度の液体を用いると、前記粉体と周辺の基材上で速やかに塗れ広がり、コート層形成に要する時間を短くすることができるため好ましい。また、適宜粘度調整し供給量を調整することによって、図2(a)又は図2(b)のような断面を有する粉体画像サンプルを形成できることが分かった。
また、上記粉体画像サンプル1、3及び4の比較において、粉体とその周辺の基材上に供給する硬化性液体を複数回に分けて供給すると、粉体画像サンプル4のように既にコーティングされているコート層の厚さが粉体の脱離に対して十分でない場合に、脱離を十分に抑制できるコート層が得られることが分かった。
≪実施例2≫
実施例1では、透光性コート層の塗布にバーコーターを使用したが、ミニスポットコーター140としてインクジェットヘッドを搭載した図3で示すスポットコーターを用いて、粉体画像サンプルを作製した。
本発明の粉体画像サンプル1、5、7、8、11及び14と同じ条件で粉体画像サンプルをそれぞれ作製し、粉体の脱離性を評価したところ、粉体の脱離評価が〇から◎にそれぞれ向上した。
これは、粉体とその周辺の樹脂画像層上に供給する硬化性液体が、液体供給ヘッドから非接触で粉体とその周辺の樹脂画像層に供給されると、供給部材に粉体が付着することなく、また、粉体の付着した画像を乱すことなく、コーティングすることが可能になったためと推察される。したがって、液体供給ヘッドとして、例えば、上記インクジェットヘッドやディスペンサーなどを用いることが好ましいことが分かった。
1 記録媒体
2 樹脂画像層
3 加熱ローラー
4 ヒーター
5 粉体収容部
6 粉体供給ローラー
7 粉体粒子
8 摺擦部材
9 液体塗布ヘッド
10 硬化性液体
11 光照射装置
12 透光性コート層
100 画像処理装置
110 画像形成装置
120 給紙装置
130 後処理/中継装置
140 ニススポットコーター
150 後処理/排紙装置
160 プリントコントローラ

Claims (9)

  1. 記録媒体上に形成された樹脂画像層に、粉体を供給して固着する画像形成方法であって、
    少なくとも、前記樹脂画像層に粉体を供給する工程と、
    前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように硬化性液体を供給する工程と、
    前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆した前記硬化性液体を、鉛筆硬度(JIS K 5600−5−4:1999に規定される引っかき硬度試験法(鉛筆法))が、F以上になるように硬化させることで、透光性コート層を形成する工程と、
    を有することを特徴とする画像形成方法。
  2. 前記透光性コート層の厚さを、前記樹脂画像層に前記粉体を供給した後の表面最大粗さRz以上とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、光の照射によって硬化する光重合性化合物を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成方法。
  4. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、ホットメルト樹脂を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成方法。
  5. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、顔料又は染料を0〜30質量%の範囲内で含有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
  6. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体の粘度が、2〜500mPa・s(25℃)の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
  7. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体が、アクリル系樹脂、アクリル系不飽和ポリエステル樹脂、アミノアルキッド系樹脂、又はニトロセルロース系樹脂のいずれかを含有することを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
  8. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体を、液体供給ヘッドから非接触方式で前記樹脂画像層と前記粉体とを被覆するように供給することを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
  9. 前記透光性コート層の形成に用いられる前記硬化性液体を、複数回に分けて前記樹脂画像層と前記粉体を被覆するように供給することを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の画像形成方法。
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