JP3908289B2 - 水性インク用被記録材の再利用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は水性インク用被記録材の再利用方法に関し、さらに詳しくは、水性インクの吸収性がよく、インクの広がりが少なくて解像度の高い画質などの良好な記録ができる水性インク用被記録材、さらに水によって水性インクによる記録を容易に除去でき、繰り返し利用できる水性インク用被記録材の再利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水性インクによる記録は、環境や人体に対する悪影響が少ないため、様々な分野で使用され、従来からの水性ペン、ペンプロッタ等に加えて、近年ではインクジェットプリンタ等が広く普及し、使用量が拡大してきている。
【０００３】
このような水性インクの記録に用いる被記録材としては、紙が一般的であるが、近年、オ−バ−ヘッドプロジェクタ用、製図用等で樹脂製シ−トに記録する必要のある場合が多く、特に、オ−バ−ヘッドプロジェクタ用シ−トへの記録は、インクジェットプリンタの普及とともに増加している。
【０００４】
しかしながら、水性インクの主成分は、一般に水または水に高沸点のアルコ−ル等を混合したものであるため、基材が樹脂製フィルムである静電複写機用のオ−バ−ヘッドプロジェクタ用シ−ト等に用いると、水性インクが全く吸収されずにはじかれてしまったり、いつまでも乾かずに触れたりすると取れてしまったりする。
【０００５】
このため、表面層に高吸水性樹脂や水溶性樹脂を用いたり（特公昭６４−５５５２号、特開昭６０−２２４５７８号、特開昭６１−２４４９３号）、また、無機または有機粒子を混入して多孔性にしたり（特開昭６１−２４４９４号、特開昭６０−２１９０８３号、特開昭５７−１４０９１号）、表面に凹凸を設けてインクの乗りをよくする（特開昭６１−１２７３８６号）等の方法で、インクの吸収性を改善することが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、表面層に高吸水性樹脂や水溶性樹脂を用いたり、無機または有機粒子を混入して多孔性にしたり、表面に凹凸を設けるなどの方法では、実用に耐えうるインクの吸収性や乗りが得られるものの、水性インクが広がりやすく、解像度の高い画質が得られないという問題があった。
【０００７】
また、基材が樹脂製フィルムであるオ−バ−ヘッドプロジェクタ用シ−ト等は、表面層に高吸水性樹脂や水溶性樹脂を用いたり、無機または有機粒子を混入して多孔性にしたり、表面に凹凸を設けたりしなければならないため一般に高価であり、さらに、使い捨てにすると環境破壊につながるゴミを発生するため、回収して再生したり、再利用することが望まれるが、リサイクル技術は未だ確立されていない。
【０００９】
この発明は、かかる現状に鑑み、種々検討を行った結果、なされたものである。すなわち、この発明は、基体上に、ヒドロキシプロピルセルロースをこれに含まれる水酸基またはこの水酸基を介して導入された他の官能基を用いて架橋させた樹脂成分を含有する、水に膨潤するが溶解することのない表面層を設けることによって、インクの広がりがさらに少なくて、一段と解像度の高い画質などの良好な記録ができる水性インク用被記録材を得、これに水性インクで記録し，この記録を水により除去して、繰り返し利用することを特徴とする水性インク用被記録材の再利用方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の水性インク用被記録材の再利用方法は、基体上に、ヒドロキシプロピルセルロースをこれに含まれる水酸基またはこの水酸基を介して導入された他の官能基を用いて架橋させた樹脂成分を含有する、水に膨潤するが溶解することのない表面層を設けた水性インク用被記録材に、インクジェット記録により水性インクで記録し、この記録を水により除去して、繰り返し利用するようにしている。
【００１２】
【作用】
この発明の再利用方法においては、基体上に、ヒドロキシプロピルセルロースをこれに含まれる水酸基またはこの水酸基を介して導入された他の官能基を用いて架橋させた樹脂成分を含有する、水に膨潤するが溶解することのない表面層を設けた水性インク用被記録材を使用したことにより、水性インクに含まれる水や高級アルコール等の高沸点溶剤の吸収性が一段とよく、水性インクの広がりがさらに抑制されて一段と解像度の高い画質などの良好な記録が行えるとともに、この記録を水により除去することができ、繰り返し利用することができる。
【００１３】
この発明において、基体上に設ける表面層は、樹脂成分としてヒドロキシプロピルセルロ−スを含有するものであることが好ましく、このヒドロキシプロピルセルロ−スを樹脂成分として含有すると、水性インクに含まれる溶剤である水や、高級アルコ−ル等の高沸点溶剤のいずれにも高い吸収性を有し、その結果、水性インクの溶剤の吸収・拡散に比べて水性インクの色素の吸収・拡散が遅くなり、水性インクの広がりが抑制されて、解像度の高い画質などの良好な記録が行える。
【００１４】
このヒドロキシプロピルセルロ−スは、ヒドロキシプロピル基またはその重合物をセルロ−スに結合したもので、たとえば、セルロ−ス中の水酸基に酸化プロピレンを反応させるなどの方法で得られ、セルロ−スに付加したヒドロキシプロピル基の量は水および高級アルコ−ル等の溶剤の吸収性の観点から２０％以上９０％以下（日本薬局方による）であることが好ましい。
【００１５】
このようなヒドロキシプロピルセルロ−スは、表面層の硬さ、粘着性、色素の定着性、架橋性等の種々の特性を改善するため、他の成分を結合してもよく、この結合は、たとえば、エポキシ、ハロゲン、イソシアネ−ト、カルボン酸、無水カルボン酸、酸塩化物等の官能基と、セル−ス中の水酸基との反応により結合させて行われ、これらの反応により、アルキル、二重結合、エポキシ、イソシアネ−ト、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、アミン等の官能基、あるいはこれらの中で塩になるものの塩等が導入される。
【００１６】
また、この種のヒドロキシプロピルセルロ−スは、架橋させると、水性インクの広がりを抑制する効果はより高くなり、一段と解像度の高い画質などの良好な記録が行える。
【００１７】
架橋剤としては、タンニン酸、グリオキザ−ル、メチロ−ルメラミン樹脂、尿素ホルマリン樹脂、ポリイソシアネ−ト等が使用され、ヒドロキシプロピルセルロ−スのヒドロキシプロピル基の水酸基に反応させて架橋結合される。この他、水酸基以外の架橋性の官能基をヒドロキシプロピルセルロ−ス中に持たせ、それらを架橋剤の官能基またはヒドロキシプロピルセルロ−ス中の官能基と反応させてもよく、これらの官能基をヒドロキシプロピルセルロ−ス中に持たせるためには、前記のようにヒドロキシプロピルセルロ−スに他の成分を結合させてやればよい。
【００１８】
さらに、ヒドロキシプロピルセルロ−スを架橋すると、水に漬けても表面層が溶解してしまうことがない特徴を有し、ヒドロキシプロピルセルロ−スが高い親水性を有しているため、表面層は膨潤し、その内部にまで水が入り込むことができる。そこで、この発明の被記録材に水性インクにより記録して印字を施した後水で洗浄すれば、表面層を失うことなく、記録された印字の水性インクをほとんど除去することが可能となり、再び記録することができる。
【００１９】
従って、ヒドロキシプロピルセルロ−スを架橋させた表面層を有するこの発明の被記録材は、記録された印字の水性インクを除去して再利用することが可能である。この際、表面層の膨潤率は、1.５倍以上が水性インクの除去し易さの観点から好ましく、ゲル分率については５０％以上が２回目以降の印字性能の観点から、実用上好ましい。
【００２０】
この発明における表面層には、上記の樹脂成分の他、無機または有機フィラ−を含ませることができ、これにより水性インクの吸収性が向上して、印字性が高められ、また層間粘着や水性インク移りの防止等にも好結果が得られる。
【００２１】
無機フィラ−としては、シリカ、アルミナの微粒子等があり、球状、棒状、繊維状、不定形等いずれの形状のものも用いることができ、有機フィラ−としては、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ベンゾグアナミンと（メラミン）ホルムアルデヒドの縮合体等が挙げられる。
【００２２】
このような無機または有機フィラ−は、短径が１μｍ以下の微小粒子を使用すると、水性インクの吸収性に顕著な効果を発揮する。代表的なものとしては、コロイダルシリカ、シリカゾルまたはアルミナゾル等が挙げられる。また、水性インクに含まれる水以外の高沸点アルコ−ル等の吸収性は、シリカ微小粒子を混合したものが特に優れ、水の吸収性はアルミナ微小粒子を混合したものが特に優れる場合がしばしばあり、表面層の上部に主にシリカ微小粒子を含み、下部に主にアルミナ微小粒子を含ませることが効果的である。また、短径が１μｍ以上のものは層間粘着やインク移りの防止等に効果があり、これらは必要に応じて単独で使用しても併用してもよい。
【００２３】
このような無機または有機フィラ−の含有量は、多すぎると水性インクをはじく傾向を示すことがあるため、通常５０重量％以下にするのが好ましく、0.０１〜３０重量％の範囲内にするのがより好ましい。
【００２４】
このような表面層には、上記の樹脂成分および無機フィラ−または有機フィラ−の他、さらに必要に応じて他の各種の物質を添加使用してもよく、たとえば、帯電防止剤、可塑剤、潤滑剤、染料、顔料、分散剤、前記以外の他の樹脂成分等が添加使用される。
【００２５】
この発明の被記録材は、上記の表面層を基材上に設けたことを特徴とし、紙を始め各種基材を用いることが可能であるが、水性インクの吸収性のない樹脂フィルム、金属ホイルまたはこれらの複合材や積層材等を基材とする場合に効果的であり、特に、上記の表面層を透明なフィルム上に設けたものは、オ−バ−ヘッドプロジェクタ用シ−トとして好適に使用される。
なお、オ−バ−ヘッドプロジェクタ用シ−トとして使用する場合、画像の視認性を確保するため、全光線または波長５５０ｎｍの光線の透過率が７０％以上であることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
次に、この発明の実施例について説明する。なお、以下に記載の「実施例１，２」のうち、「実施例１」は、参考例としての被記録材を示したものであり、「実施例２」が本発明（特許請求の範囲に記載の「再利用方法」の発明）に使用する被記録材を示したものである。
実施例１
ヒドロキシプロピルセルロース（信越化学社製；ＨＰＣ Ｅ １０重量部
Ｆ−Ｇ、ヒドロキシプロピル基５３．４〜７７．５％）
水 ７０ 〃
テトラヒドロフラン ２０ 〃
この組成からなる塗布液を、厚さが１００μｍの易接着処理（ポリウレタン処理）を施したポリエチレンテレフタレートフィルム上に５０番のバーコーターにより塗布し、室温で乾燥した後、１１０℃で５時間高温処理を施して、厚さが約６μｍの表面層を有する被記録材を作製した。
【００２７】
実施例２
実施例１における塗布溶液の組成において、新たにポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業社製；ＤＣ−３７１２）を０．７５重量部追加した以外は、実施例１と同様にして被記録材を作製した。
なお、このように作製した被記録材の表面層は、ヒドロキシプロピルセルロースの水酸基とポリイソシアネート架橋剤との架橋反応により、水に膨潤するが溶解することのない性質を有していた。
【００２８】
比較例１
インクジェットプリンタ（ヒューレットパッカード社製；ＤｅｓｋＷｒｉｔｅｒ５５０Ｃ）専用オーバーヘッドプロジェクタ用シート「ＨＰ５１６３６Ｇ」を、被記録材として使用した。
【００２９】
各実施例および比較例で得られた被記録材に、インクジエットプリンタ（ヒュ−レットパッカ−ド社製；ＤｅｓｋＷｒｉｔｅｒ５５０Ｃ）で、グレ−のパタ−ンによりシアン、マゼンタ、イエロ−のドットを、またシアン、マゼンタ、イエロ−、ブラックのそれぞれのベタを印字し、下記の方法でドットサイズおよび水性インクの除去性を評価した。
【００３０】
＜ドットサイズ＞
グレ−パタ−ン印字部分の５０倍の拡大写真を光学顕微鏡（オリンパス社製；ＢＨ２）により撮影し、写真上でシアン、マゼンタ、イエロ−のドット各１０個の短径を定規により計測し、平均を求めた。
【００３１】
＜インク除去性＞
各色ベタを印字した各被記録材を水道水中に一晩浸漬し、その前後の各色ベタ印字部分の印字濃度をマクベス濃度計（マクベス社製；ＲＤ９１５）により測定し、濃度の低下率を求めた。表中には最も低い低下率の値を示した。
下記表１はその結果である。
【００３２】

【００３３】
【発明の効果】
上記表１から明らかなように、この発明の実施例２の被記録材によれば、従来のオーバーヘッドプロジェクタ用シート（比較例１）に比べて、ドットサイズが小さくて、水性インクに適しており、しかも繰り返し再利用できるものであることがわかる。

Claims (1)

1. 基体上に、ヒドロキシプロピルセルロースをこれに含まれる水酸基またはこの水酸基を介して導入された他の官能基を用いて架橋させた樹脂成分を含有する、水に膨潤するが溶解することのない表面層を設けた水性インク用被記録材に、インクジェット記録により水性インクで記録し、この記録を水により除去して、繰り返し利用することを特徴とする水性インク用被記録材の再利用方法