JP5168463B2 - 水系インクジェット記録用赤外吸収インク、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

水系インクジェット記録用赤外吸収インク、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、赤外光を吸収する画像を形成することができる水系インクジェット記録用赤外吸収インク、そのインクを使用するインクジェット記録方法及びその方法を実現するインクジェット記録装置に関する。
バーコードやOCR文字等のコードマークを形成するためのインクとして、セキュリティー性向上の観点から、目視では容易に判別できないようなコードマークの形成を可能とする赤外吸収インクの開発が行われている。当該赤外吸収インクとしては、例えば、シアニン系色素やナフトキノン系色素等を用いたインク(特許文献1、特許文献2)や、錫ドープ酸化インジウム(ITO)粉を含む樹脂からなる色材を用いたインク(特許文献3)が提案されている。
特開平3−154187号公報 特開平3−227378号公報 特開2000−309736号公報
しかしながら、特許文献1、特許文献2の有機系色素を用いた赤外吸収インクの場合、可視領域に吸収があるため、インクの色調を制御できないという問題があった。一方、特許文献3のITO粉を用いた赤外吸収インクの場合、可視領域にほとんど吸収がない。しかし、ITO粉が高価な材料であり、また、ITO粉は一般的に有機溶媒を含むインク等で使用されることが多く、水系インク及び水系インクを使用するインクジェット記録方法に適用できるものではなかった。
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、インクの色調を変えず赤外領域の電磁波を吸収する水系インクジェット記録用赤外吸収インクを提供することを目的とする。
本発明者らは、ITO粉に比べて安価であり、可視光をほとんど吸収せず、近赤外領域の電磁波を吸収するアンチモン・錫複合酸化物微粒子(以下、ATO微粒子と記載する場合がある)を、赤外吸収剤として使用することにより上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、アンチモン・錫複合酸化物微粒子及び着色剤を含有することを特徴とする水系インクジェット記録用赤外吸収インク(以下、「水系インクジェット記録用赤外吸収インク」を「インク」と記載する場合がある)を提供する。
また、本発明は、被記録媒体にインクを吐出させ付着させることにより画像を記録するインクジェット記録方法において、記録されるべき画像に赤外吸収能を付与するために前記インクとしてアンチモン・錫複合酸化物微粒子及び着色剤を含有する水系インクジェット記録用赤外吸収インクを使用することを特徴とするインクジェット記録方法を提供する。
さらに、本発明は、アンチモン・錫複合酸化物微粒子及び着色剤を含有する水系インクジェット記録用赤外吸収インクを収納するインク収納部及び前記水系インクジェット記録用赤外吸収インクを液滴として吐出させるための吐出機構を備えることを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、赤外吸収剤としてATO微粒子を含有する。ATO微粒子は、可視領域にはほとんど吸収がないが、波長800nm以上の近赤外領域において、長波長になるにしたがい高い吸光度を示す。従って、本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクを用いて記録した画像、特に本発明のインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を用いて記録された画像については、記録物の色調がATO微粒子によって影響を受けず、しかも目視では赤外吸収能の有無を認識することができないが、近赤外領域における反射又は透過スペクトルを読み取ることで、他の赤外吸収材料で記録された記録物との識別ができる。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、アンチモン・錫複合酸化物微粒子と着色剤とを含有する。
本発明で使用するATO微粒子の粒子径に関し、平均粒子径が小さすぎるとATO微粒子の比表面積が大きくなりすぎるため、粒子間に働く引力が強くなり、本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インク中でのATO微粒子の分散安定性が低下する傾向がある。逆に、大きすぎると光を大きく散乱するため、本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクを用いて記録された画像の透明性が低下し、また、インクジェット記録ヘッドの目詰まりが生じやすくなる傾向がある。従って、水系インクジェット記録用赤外吸収インクの分散安定性を確保し、且つ被記録媒体として用いるOHPフィルム等の透明基材の透明性を維持したり、下地印刷における透明性を維持したい場合等、実質的に透明なコードマーク等を記録するために、ATO微粒子の平均粒子径は、好ましくは5nm〜800nm、より好ましくは5nm〜200nmである。
特に、400nm〜780nmの可視光線領域の光の散乱を抑制し、コードマークパターンに澄んだ透明性を必要とする場合は、ATO微粒子の平均粒子径は、好ましくは200nm以下、特に好ましくは150nm以下である。これは、粒子径が200nm以下になると、光散乱が低減してレイリー散乱領域になり、散乱光は粒子径の6乗に反比例して低減するため、粒子径の減少に伴って透明性がより向上するからである。また、粒子径が150nm以下になると、光の散乱がさらに少なくなりさらに吸収効率が向上するからである。
なお、ATO微粒子の平均粒子径は、分散安定性を考慮する場合、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上、さらに好ましくは50nm以上である。
このようなATO微粒子としては、酸化アンチモン粉末と酸化錫粉末を混合し、1000〜1300℃の温度で焼成し、常法に従って微粒子化したものを使用できる。具体例としては、SN−100D(石原産業(株)製)、TDL((株)JEMCO製)等が挙げられる。
以上説明したATO微粒子は、水系インクジェット記録用赤外吸収インク中において、少なすぎると被記録媒体上に付与される赤外吸収能が不充分となり、充分な赤外吸収能を得るためには重複印刷を行う等、コードマークの形成に必要な工程を煩雑にするため好ましくなく、多すぎるとインクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりが起きやすくなるため好ましくない。したがって、ATO微粒子の水系インクジェット記録用赤外吸収インク全量中における濃度は、好ましくは0.3重量%〜10重量%、より好ましくは0.3重量%〜7重量%、さらに好ましくは0.5重量%〜7重量%である。
本発明で使用する着色剤としては、水溶性染料、顔料又は両者の混合物から選択することができる。本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクで記録された画像は、可視光領域では着色剤に由来する吸収スペクトルを呈し、赤外領域ではATO微粒子に由来する特徴的な吸収スペクトルを示す。なお、記録物は、ATO微粒子の可視光領域における吸収がほとんどないため、着色剤自体の色調を保持している。例えば、赤外線が透過する着色剤として黒色染料を混合した水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、黒色染料のみを含む黒色インクと比較すると、人の目には同等の黒色として認識されるが、赤外線を照射して比較すると異なる透過プロファイルを示す。従って、この黒色の水系インクジェット記録用赤外吸収インクを用いて記録した画像(記録物)、例えばバーコードを記録した記録物は、赤外吸収材料を含まない通常の黒色インクをダミーとして印刷することで、さらに複雑で高度なセキュリティーを実現することができる。
本発明で使用し得る水溶性染料としては、従来のインクジェットインクにおいて、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性、耐オゾン性及びその他の要求される性能を満たすものとして使用されているものを使用することができる。染料の種類としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料及び反応性染料等が挙げられる。染料の構造で分類すれば、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、アニリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料及び金属フタロシアニン染料等が挙げられる。
好ましい水溶性染料の具体例としては、C.I.ダイレクトブラック17、19、32、51、71、108、146、154及び168等;C.I.ダイレクトイエロー12、24、26、27、28、33、39、58、86、98、100、132及び142等;C.I.ダイレクトレッド4、17、28、37、63、75、79、80、83、99、220、224及び227等;C.I.ダイレクトバイオレット47、48、51、90及び94等;C.I.ダイレクトブルー1、6、8、15、25、22、25、71、76、80、86、90、106、108、123、163、165、199及び226等;C.I.アシッドブラック2、7、24、26、31、52、63、112及び118等;C.I.アシッドイエロー3、11、17、19、23、25、29、38、42、49、59、61、71及び72等;C.I.アシッドレッド1、6、8、17、18、32、35、37、42、51、52、57、80、85、87、92、94、115、119、131、133、134、154、181、186、249、254、256、289、315、317及び407等;C.I.アシッドバイオレット10、34、49及び75等;C.I.アシッドブルー9、22、29、40、59、62、93、102、104、113、117、120、167、175、183、229及び234等;C.I.ベーシックブラック2等;C.I.ベーシックイエロー40等;C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14及び37等;C.I.ベーシックバイオレット7、14及び27等;C.I.ベーシックブルー1、3、5、7、9、24、25、26、28及び29等;C.I.リアクティブイエロー2、3、13及び15等;C.I.リアクティブレッド4、23、24、31、56及び180等;C.I.リアクティブブルー7、13及び21等が挙げられる。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクにおいて、水溶性染料を使用する場合、その含有割合は、所期の印字濃度及び色彩により異なるが、少なすぎると被記録媒体上での発色が不充分となり、多すぎるとインクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりが起きやすくなるので、水系インクジェット記録用赤外吸収インク全量に対して好ましくは0.1重量%〜10重量%、より好ましくは0.3重量%〜10重量%、特に好ましくは0.5重量%〜7重量%の範囲である。
また、好ましい顔料としては、赤外線を透過させる顔料が好ましい。イエロー系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー3、13、74、83及び154等が挙げられる。マゼンタ系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド5、48、112、122、177、202及び207等が挙げられる。シアン系顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、16及び60等が挙げられる。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクにおいて、顔料を使用する場合、その含有量は、少なすぎると被記録媒体上での発色が不充分となり、多すぎるとインクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりが起きやすくなるので、水系インクジェット記録用赤外吸収インク全量に対して、好ましくは1〜10重量%、より好ましくは1〜7重量%である。
また、顔料の粒子径としては、ATO微粒子の場合と同様の理由で、好ましくは5nm〜800nmである。さらに上限については、より好ましくは200nm以下、特に好ましくは150nm以下である。また、下限については、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上であり、さらに好ましくは50nm以上である。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは水を含有する。水としては、脱イオン水を使用することが好ましい。水の含有割合は、併用する水溶性有機溶剤の種類、組成あるいは所期のインクの特性に依存して広い範囲で決定されるが、少なすぎるとインクの粘度が上昇するため吐出が困難となり、多すぎると水分蒸発によって着色剤や添加剤の析出及び/又は凝集等が生じてインクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりが起きやすくなるため、水系インクジェット記録用赤外吸収インク全量に対して好ましくは10重量%〜95重量%、より好ましくは10重量%〜80重量%、特に好ましくは20重量%〜80重量%である。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、さらに、インクジェット記録用インクに一般的に使用される湿潤剤及び浸透剤等の水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。
湿潤剤は、インクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止するためにインクに添加されるものである。湿潤剤としては、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の水溶性グリコール類が挙げられる。
湿潤剤の水系インクジェット記録用赤外吸収インク中における含有割合は、少なすぎるとインクジェット記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止するために不充分であり、多すぎるとインクの粘度が上昇し、吐出が困難となるので、水系インクジェット記録用赤外吸収インク全量に対して好ましくは5重量%〜50重量%、より好ましくは10重量%〜40重量%、特に好ましくは15重量%〜35重量%である。
浸透剤は、印字した際、インクを被記録材内部に浸透させ易くするため及びインクの表面張力を調整するためのものである。浸透剤としては、例えば、エチレングリコール系及びプロピレングリコール系のアルキルエーテルに代表されるグリコールエーテル等が挙げられる。エチレングリコール系アルキルエーテルとしては、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコール−n−エチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコール−n−エチルエーテル、ジエチレングリコール−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコール−n−エチルエーテル、トリエチレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−n−ブチルエーテル及びトリエチレングリコールイソブチルエーテル等が挙げられる。プロピレングリコール系アルキルエーテルとしては、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコール−n−エチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−エチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−エチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル及びトリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル等が挙げられる。
浸透剤の水系インクジェット記録用赤外吸収インク中における含有割合は、少なすぎると浸透性が不充分となり、多すぎると過剰な浸透性によってフェザリング等のにじみを生じやすくなるので、好ましくは水系インクジェット記録用赤外吸収インク全量に対して好ましくは0.5重量%〜10重量%、より好ましくは0.5重量%〜7重量%である。
また、水系インクジェット記録用赤外吸収インクには湿潤剤及び浸透剤に加え、インクジェット記録ヘッドのノズル先端部におけるインクの乾燥を防止したり、印字濃度を高くしたり、鮮やかな発色をさせたりする等の別目的で、さらに他の水溶性有機溶剤を含むことができる。これら水溶性有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の低級アルコール;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;グリセリン;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等のピロリドン;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。
また、水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、表面張力調整のため、各種界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類及びアルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類及びポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。
本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、上述したATO微粒子及び着色剤と、水等の溶媒を常法により均一に混合分散させることにより製造することができる。
このようにして製造した水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、以下に説明するインクジェット記録方法に好ましく適用することができる。即ち、このインクジェット記録方法は、被記録媒体にインクを吐出させ付着させることにより画像を記録するインクジェット記録方法であって、記録されるべき画像に赤外吸収能を付与するために前記インクとして本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクを使用することを特徴とするものである。
このインクジェット記録方法は、インクとして本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクを使用する以外は、従来のインクジェット記録方法と同様の構成を取ることができる。従って、被記録媒体として、従来のインクジェット記録に用いる被記録媒体を使用することができ、例えば、両面又は片面に水性インクジェットインクを受容できるインク受容層が形成された記録紙を使用することができる。
また、本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インク及びインクジェット記録方法は、水系インクジェット記録用赤外吸収インクを収納するインク収納部及び前記水系インクジェット記録用赤外吸収インクを液滴として吐出させるための吐出機構を備えるインクジェット記録装置に好ましく適用することができる。このインクジェット記録装置も、インクとして本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクを使用すること以外は、従来のインクジェット記録装置と同じ構成を取ることができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。これらの実施例及び比較例においては、ATO微粒子を含有する赤外吸収性のブラックインク、イエローインク、マゼンタインク及びシアンインクを調製し、各インクを用いてインクジェット記録を行い、インクジェット記録紙に形成された記録領域の赤外領域における反射スペクトルを測定し、評価を行った。
(1)インクの調製
以下に示す方法により、各インクを調製した。調製後の各インク全量における各組成は表1〜4に示した通りである。なお、表1〜4に示されたインク組成は、各インク全量に含まれる実際のインク組成の配合量を重量%で示したものである。また、使用したATO微粒子における二次粒子の平均粒子径は、ATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製)をイオン交換水により1500倍に希釈して得た希釈液について、粒度分布を(株)堀場製作所製動的光散乱式粒度分布計(LB−500)で測定し得られた数値である。なお、本発明の実施例の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、インク1〜5,7〜11,13〜17、19〜23、25〜29、31〜35及び37〜41であり、他のインクはATO微粒子を含有していない比較例の水系インクジェット記録用インクである。
a)インク1(赤外吸収ブラック染料インク)
C.I.ダイレクトブラック154:3.0重量部、水(イオン交換水):54.3重量部、グリセリン:23.0重量部、及びジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:3.0重量部を混合してブラック染料水溶液83.3重量部を得た。得られたブラック染料水溶液83.3重量部を、撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):16.7重量部に徐々に加え、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク1を得た。ここで、インク1中におけるATO微粒子の配合割合は5重量%であった。
b)インク2(赤外吸収ブラック染料インク)
C.I.ダイレクトブラック154:3.0重量部、水(イオン交換水):60.0重量部、グリセリン:24.0重量部、及びジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:3.0重量部を混合してブラック染料水溶液90.0重量部を得た。得られたブラック染料水溶液90.0重量部を、撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):10.0重量部に徐々に加え、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク2を得た。ここで、インク2中におけるATO微粒子の配合割合は、3重量%であった。
c)インク3(赤外吸収ブラック染料インク)
C.I.ダイレクトブラック154:3.0重量部、水(イオン交換水):65.7重量部、グリセリン:25.0重量部、及びジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:3.0重量部を混合してブラック染料水溶液96.7重量部を得た。得られたブラック染料水溶液96.7重量部を、撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):3.3重量部に徐々に加え、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク3を得た。ここで、インク3中におけるATO微粒子の配合割合は、1重量%であった。
d)インク4(赤外吸収ブラック染料インク)
C.I.ダイレクトブラック154:3.0重量部、水(イオン交換水):66.8重量部、グリセリン:25.5重量部、及びジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:3.0重量部を混合してブラック染料水溶液98.3重量部を得た。得られたブラック染料水溶液98.3重量部を、撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):1.7重量部に徐々に加え、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク4を得た。ここで、インク4中におけるATO微粒子の配合割合は、0.5重量%であった。
e)インク5(赤外吸収ブラック染料インク)
C.I.ダイレクトブラック154:3.0重量部、水(イオン交換水):67.7重量部、グリセリン:26.0重量部、及びジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:3.0重量部を混合してブラック染料水溶液99.7重量部を得た。得られたブラック染料水溶液99.7重量部を撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):0.3重量部に徐々に加え、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク5を得た。ここで、インク5中におけるATO微粒子の配合割合は、0.1重量%であった。
f)インク6(ブラック染料インク)
C.I.ダイレクトブラック154:3.0重量部、水(イオン交換水):68.0重量部、グリセリン:26.0重量部、及びジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:3.0重量部を混合して、さらに30分間撹拌を続けた後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、ブラックインク6を得た。
g)インク7〜11(赤外吸収イエロー染料インク)及びインク12(イエロー染料インク)
インク組成を表1に示した通りに変更した以外は、インク1の場合と同様にしてインク7〜11、インク6の場合と同様にしてインク12を調製した。
h)インク13〜17(赤外吸収マゼンタ染料インク)及びインク18(マゼンタ染料インク)
インク組成を表2に示した通りに変更した以外は、インク1の場合と同様にしてインク13〜17、インク6の場合と同様にしてインク18を調製した。
i)インク19〜23(赤外吸収シアン染料インク)及びインク24(シアン染料インク)
インク組成を表2に示した通りに変更した以外は、インク1の場合と同様にしてインク19〜23、インク6の場合と同様にしてインク24を調製した。
j)インク25(赤外吸収イエロー顔料インク)
C.I.ピグメントイエロー74:15重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム:5.0重量部、グリセリン:15重量部、水(イオン交換水):65重量部を混合した後、直径0.3mmのジルコニアビーズを媒体とした湿式サンドミルにて分散処理を行い、イエロー顔料分散体を得た。
さらに、水(イオン交換水):49.1重量部、グリセリン:27.5重量部、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:2.5重量部を混合してインク溶媒79.1重量部を調製し、調製したインク溶媒79.1重量部を撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):20.9重量部に徐々に加え、さらに30分間撹拌を続け、ATO微粒子分散液を調製した。
その後、調製したATO微粒子分散液:80重量部を撹拌中のイエロー顔料分散体:20重量部に徐々に加え、さらに、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク25を調製した。ここで、インク25中におけるATO微粒子の配合割合は、5重量%であった。
k)インク26(赤外吸収イエロー顔料インク)
C.I.ピグメントイエロー74:15重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム:5.0重量部、グリセリン:15重量部、水(イオン交換水):65重量部を混合した後、直径0.3mmのジルコニアビーズを媒体とした湿式サンドミルにて分散処理を行い、イエロー顔料分散体を得た。
さらに、水(イオン交換水):56.9重量部、グリセリン:28.1重量部、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:2.5重量部を混合してインク溶媒87.5重量部を調製し、調製したインク溶媒87.5重量部を撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):12.5重量部に徐々に加え、さらに30分間撹拌を続け、ATO微粒子分散液を調製した。
その後、調製したATO微粒子分散液:80重量部を撹拌中のイエロー顔料分散体:20重量部に徐々に加え、さらに、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク26を調製した。ここで、インク26中におけるATO微粒子の配合割合は、3重量%であった。
l)インク27(赤外吸収イエロー顔料インク)
C.I.ピグメントイエロー74:15重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム:5.0重量部、グリセリン:15重量部、水(イオン交換水):65重量部を混合した後、直径0.3mmのジルコニアビーズを媒体とした湿式サンドミルにて分散処理を行い、イエロー顔料分散体を得た。
さらに、水(イオン交換水):64.6重量部、グリセリン:28.8重量部、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:2.5重量部を混合してインク溶媒95.9重量部を調製し、調製したインク溶媒95.9重量部を撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;平均粒子径128nm、固形分30重量%):4.1重量部に徐々に加え、さらに30分間撹拌を続け、ATO微粒子分散液を調製した。
その後、調製したATO微粒子分散液:80重量部を撹拌中のイエロー顔料分散体:20重量部に徐々に加え、さらに、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク27を調製した。ここで、インク27中におけるATO微粒子の配合割合は、1重量%であった。
m)インク28(赤外吸収イエロー顔料インク)
C.I.ピグメントイエロー74:15重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム:5.0重量部、グリセリン:15重量部、水(イオン交換水):65重量部を混合した後、直径0.3mmのジルコニアビーズを媒体とした湿式サンドミルにて分散処理を行い、イエロー顔料分散体を得た。
さらに、水(イオン交換水):66.0重量部、グリセリン:29.4重量部、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:2.5重量部を混合してインク溶媒97.9重量部を調製し、調製したインク溶媒97.9重量部を撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128m、固形分30重量%):2.1重量部に徐々に加え、さらに30分間撹拌を続け、ATO微粒子分散液を調製した。
その後、調製したATO微粒子分散液:80重量部を撹拌中のイエロー顔料分散体:20重量部に徐々に加え、さらに、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク28を調製した。ここで、インク28中におけるATO微粒子の配合割合は、0.5重量%であった。
n)インク29(赤外吸収イエロー顔料インク)
C.I.ピグメントイエロー74:15重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム:5.0重量部、グリセリン:15重量部、水(イオン交換水):65重量部を混合した後、直径0.3mmのジルコニアビーズを媒体とした湿式サンドミルにて分散処理を行い、イエロー顔料分散体を得た。
さらに、水(イオン交換水):67.4重量部、グリセリン:29.7重量部、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:2.5重量部を混合してインク溶媒99.6重量部を調製し、調製したインク溶媒99.6重量部を撹拌中のATO微粒子分散体(SN−100D、石原産業(株)製;二次粒子の平均粒子径128nm、固形分30重量%):0.4重量部に徐々に加え、さらに30分間撹拌を続け、ATO微粒子分散液を調製した。
その後、調製したATO微粒子分散液:80重量部を撹拌中のイエロー顔料分散体:20重量部に徐々に加え、さらに、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク29を調製した。ここで、インク29中におけるATO微粒子の配合割合は、0.1重量%であった。
o)インク30(イエロー顔料インク)
C.I.ピグメントイエロー74:15重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム:5.0重量部、グリセリン:15重量部、水(イオン交換水):65重量部を混合した後、直径0.3mmのジルコニアビーズを媒体とした湿式サンドミルにて分散処理を行い、イエロー顔料分散体を得た。
さらに、水(イオン交換水):54.0重量部、グリセリン:24.0重量部、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル:2.5重量部を混合してインク溶媒80重量部を調製し、調製したインク溶媒80.0重量部を撹拌中のイエロー顔料分散体:20重量部に徐々に加え、さらに、30分間撹拌した後に、孔径1μmのメンブランフィルターにて濾過し、インク30を調製した。
p)インク31〜35(赤外吸収マゼンタ顔料インク)及びインク36(マゼンタ顔料インク)
インク組成を表4に示した通りに変更した以外は、インク25の場合と同様にしてインク31〜35、インク30の場合と同様にしてインク36を調製した。
q)インク37〜41(赤外吸収シアン顔料インク)及びインク42(シアン顔料インク)
インク組成を表4に示した通りに変更した以外は、インク25の場合と同様にしてインク37〜41、インク30の場合と同様にしてインク42を調製した。




































Figure 0005168463


Figure 0005168463


Figure 0005168463





Figure 0005168463

(2)記録物の赤外反射スペクトルの測定と赤外吸収能の評価
前記のように調製した各インクを所望のインクカートリッジに充填し、ブラザー工業(株)製インクジェットプリンタ搭載デジタル複合機(DCP−115)を使用してブラザー専用A4インクジェット紙(BP60MA)に記録した。前記被記録媒体の反射率を基準としたときの記録物の反射スペクトルを(株)島津製作所製分光光度計(UV−3100PC)により、波長380〜2000nmの領域において測定した。記録物の赤外吸収能は、波長900nm、1400nm、2000nmにおける反射率を以下の評価基準に従って評価した。得られた結果を表5に示す。
<赤外吸収能評価基準>
AA:反射率が60%未満 (充分に赤外吸収能を確認できた)
A:反射率が60%以上75%未満 (充分に赤外吸収能を確認できた)
B:反射率が75%以上90%未満 (赤外吸収能を確認できた)
C:反射率が90%以上95%未満 (吸収は小さいが赤外吸収能を確認できた)
D:反射率が95%以上 (赤外吸収能を確認できなかった)
































Figure 0005168463


(3)評価結果
表5から解るように、ATO微粒子を含有しないインクで記録された記録物は、波長900nm、1400nm、2000nmのいずれに対しても、赤外吸収能評価がDであった。
一方、ATO微粒子を0.1重量%含有させたインクの場合には、含有させなかった場合に比べ、2000nmの波長に対する赤外吸収能評価がCとなり赤外吸収能が改善したことがわかった。また、ATO微粒子を0.5重量%含有させたインクの場合には、0.1重量%含有させた場合に比べ、2000nmの波長がBとなるだけでなく、1400nm及び900nmの波長に対しても赤外吸収能評価がCとなり、より改善したことがわかる。さらに、ATO微粒子を1.0重量%含有させたインクの場合には、0.5重量%含有させた場合に比べ、2000nmの波長に対して赤外吸収能評価がAとなり、1400nmの波長に対して赤外吸収能評価がBとなり、より改善されたことがわかった。ATO微粒子を3.0重量%含有させたインクの場合には、1.0重量%含有させた場合に比べ、2000nmの波長に対して赤外吸収能評価がAAとなり、1400nmの波長に対して赤外吸収能評価がAとなり、また、900nmの波長に対して赤外吸収能評価がBとなり、より改善されたことが解った。ATO微粒子を5.0重量%含有させたインクの場合には、3.0重量%含有させた場合に比べ、1400nmの波長に対して赤外吸収能評価がAAとなり、3.0重量%の場合よりもさらに改善されたことがわかった。
以上説明したように、ATO微粒子を含有する本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インクは、記録物に対し赤外吸収能を付与することができる。従って、その記録物は、近赤外領域において長波長領域の電磁波に対する吸光度が高くなるATO独特の反射(透過)スペクトルを示すことから、他の赤外吸収材料を用いたセキュリティー印刷物とも識別が可能である。また、ATO微粒子は可視領域にほとんど吸収を持たないため、記録画像の色調は保持される。よって、本発明の水系インクジェット記録用赤外吸収インク、それを用いるインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置は、インクジェット記録の実使用に有用である。

Claims (4)

  1. アンチモン・錫複合酸化物微粒子及び着色剤を含有する水系インクジェット記録用赤外吸収インクであって、
    アンチモン・錫複合酸化物微粒子の平均粒子径が20nm以上150nm以下であり、アンチモン・錫複合酸化物微粒子の含有量が0.5重量%〜7重量%である水系インクジェット記録用赤外吸収インク。
  2. 被記録媒体にインクを吐出させ付着させることにより画像を記録するインクジェット記録方法において、記録されるべき画像に赤外吸収能を付与するために前記インクとしてアンチモン・錫複合酸化物微粒子及び着色剤を含有する水系インクジェット記録用赤外吸収インクであって、アンチモン・錫複合酸化物微粒子の平均粒子径が20nm以上150nm以下であり、アンチモン・錫複合酸化物微粒子の含有量が0.5重量%〜7重量%である水系インクジェット記録用赤外吸収インクを使用することを特徴とするインクジェット記録方法。
  3. 水系インクジェット記録用赤外吸収インクの他に、更に、赤外吸収材料を含有しない、ダミー画像を記録するための水系インクジェット記録用赤外非吸収インクを併用する請求項2記載のインクジェット記録方法。
  4. アンチモン・錫複合酸化物微粒子及び着色剤を含有する水系インクジェット記録用赤外吸収インクであって、アンチモン・錫複合酸化物微粒子の平均粒子径が20nm以上150nm以下であり、アンチモン・錫複合酸化物微粒子の含有量が0.5重量%〜7重量%である水系インクジェット記録用赤外吸収インクを収納するインク収納部及び前記水系インクジェット記録用赤外吸収インクを液滴として吐出させるための吐出機構を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
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