JP6163814B2 - インクジェット記録用の白色系インク組成物及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
本発明に係るインクジェット記録用の白色系インク組成物の一態様は、
屈折率が1.6以上の樹脂粒子(A)と、
屈折率が1.5以上1.6未満の第1材料、屈折率が1.4以上1.5未満の第2材料、および屈折率が1.4未満の第3材料からなる群から選択される少なくとも一種の材料(B)と、
を含有し、
金属酸化物および中空構造を有する樹脂粒子を実質的に含有せず、
前記第1材料を用いる場合には、該第1材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上34質量部以下であり、
前記第2材料を用いる場合には、該第2材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上50質量部以下であり、
前記第3材料を用いる場合には、該第3材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上100質量部以下である。
適用例1において、
前記樹脂粒子(A)を構成する材料が、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂およびフルオレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることができる。
適用例1または適用例2において、
前記材料(B)が、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂および重合性モノマーからなる群より選択される少なくとも1種であることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例において、
重合性モノマーの含有量が30質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記白色系インク組成物を用いて記録媒体上に画像を形成した場合において、該画像の全光線透過率の平均値(Tt)と拡散透過率の平均値(Td)との比(Td/Tt)が0.1以上であり、
前記Ttは、波長380nm〜800nmにおいて1nm毎に得られる各全光線透過率の平均値を表し、前記Tdは、波長380nm〜800nmにおいて1nm毎に得られる各拡散透過率の平均値を表すことができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか1例において、
前記樹脂粒子(A)の体積基準の平均粒子径が200nm以上であることができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか1例において、
前記樹脂粒子(A)の含有量が5質量%以上30質量%以下であることができる。
本発明のインクジェット記録方法の一態様は、
適用例1ないし適用例7のいずれか1例に記載の白色系インク組成物を用いて画像を形成する。
(式中、「実吐出ドット数」は単位面積当たりの実吐出ドット数であり、「縦解像度」および「横解像度」はそれぞれ単位長さ当たりの解像度である。)
以上含まない、さらに好ましくは0.05質量%以上含まない、特に好ましくは0.01質量%以上含まない、一層好ましくは0.001質量%以上含まないことである。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録用の白色系インク組成物(以下、単に「白色系インク」ともいう。)は、屈折率が1.6以上の樹脂粒子(A)と、屈折率が1.5以上1.6未満の第1材料、屈折率が1.4以上1.5未満の第2材料、および屈折率が1.4未満の第3材料からなる群から選択される少なくとも一種の材料(B)と、を含有し、金属酸化物および中空構造を有する樹脂粒子を実質的に含有せず、前記第1材料を用いる場合には、該第1材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上34質量部以下であり、前記第2材料を用いる場合には、該第2材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上50質量部以下であり、前記第3材料を用いる場合には、該第3材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上100質量部以下であることを特徴とする。
本実施形態に係る白色系インクは、屈折率が1.6以上の樹脂粒子(A)を含有する。樹脂粒子(A)は、1.6以上という高い屈折率を有するため、光散乱の効果が高く、記録される画像の白色度を著しく向上できる。本実施形態に係る白色系インクは、このような性質を有する樹脂粒子(A)を含有するため、従来から白色系色材として使用されている二酸化チタンや中空構造を有する樹脂粒子を実質的に含有せずとも、白色の画像を記録できる。
プソメーターを用いて、測定温度25℃、波長589.3nmの条件で測定すればよい。
には、市販品を用いてもよく、例えばDiofan(商品名、ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製)等が挙げられる。塩化ビニリデン系樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
本実施形態に係る白色系インクは、屈折率が1.6未満の材料(B)を含有する。材料(B)は、記録される画像の耐擦性を向上させるために用いられる。
イジオキソールコポリマー、ポリビニルフルオライド等が挙げられる。フッ素系樹脂には、市販品を用いてもよく、例えばポリテトラフルオロエチレン(商品名「ポリフロンD−210C」、ダイキン工業株式会社製)等が挙げられる。
白色度の低下を抑制できる。また、第1材料の含有量が5質量部以上であると、記録される画像の耐擦性が一層向上する傾向にある。
本実施形態に係る白色系インクは、水、有機溶剤、界面活性剤等を含有してもよい。これらの成分を含有することで、白色系インクの特性が向上する場合がある。
本実施形態に係る白色系インクは、水を50%以上含有する、いわゆる水系インクであってもよい。水系インクは、非水系(溶剤系)インク(例えば、記録物に用いるインクとしては特開2007−16103号公報に記載されたインクを参照)に比べて、記録ヘッドに用いられているピエゾ素子や、記録媒体に含まれる有機バインダー等への反応性が弱いので、これらを溶かしたり、腐食させたりすることを低減できる場合がある。また、水系インクは、高沸点・低粘度の溶剤を多く含有する非水系インクに比べて、乾燥性に優れた画像を形成することができる場合がある。さらに、水系インクは、組成の50%以上が水であるので環境にも良いという利点がある。
本実施形態に係る白色系インクは、有機溶剤を含有してもよい。白色系インクには、複数種の有機溶剤が含有されていてもよい。白色系インクに用いることができる有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、ピロリドン誘導体等が挙げられる。
本実施形態に係る白色系インクは、界面活性剤を含有してもよい。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、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
K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、信越化学工業社製)が挙げられる。
本実施形態に係る白色系インクは、さらに、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有することができる。
本実施形態に係る白色系インクは、インクジェット記録装置の吐出ヘッドから液滴状に吐出されて、記録媒体に液滴の集合からなる画像を形成することができる。本実施形態に係る白色系インクにより形成された画像は、以下のような特性を有する。
、日本分光株式会社製)を用いることができる。
本実施形態に係る白色系インクは、従来公知の装置、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、バスケットミル、ロールミルなどを使用して、従来の顔料インクと同様に調製することができる。調製に際しては、メンブランフィルターやメッシュフィルター等を用いて粗大粒子を除去することが好ましい。
以上、樹脂粒子(A)と材料(B)とを含有する白色系インクについて述べたが、例えば、樹脂粒子(A)と材料(B)とを異なるインクに含有するようにした場合、すなわち、樹脂粒子(A)を含有する第1インクと、材料(B)を含有する第2インクと、を含むインクセットとした場合にも、上述の白色系インクと同様の効果を示す場合がある。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、インクジェット記録装置のヘッドに設けられたノズルから上述の白色系インクの液滴を吐出させて、該液滴を記録媒体上に付着させて画像を形成する工程を含む。このようにして、記録媒体に白色画像が記録された記録物を得ることができる。
ェット、ローラーアプリケーション、スプレーアプリケーション等を採用したものを用いることができる。
以下、本発明の実施形態を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
表1に示す各成分を混合攪拌した後、孔径5μmの金属フィルターにてろ過、真空ポンプを用いて脱気処理をして、実施例および比較例に係る各白色系インクを得た。なお、表1中の数値は全て質量%を示し、白色系インクの全質量が100質量%となるようにイオン交換水を添加した。また、樹脂および樹脂粒子については、いずれも固形分換算した値である。
・フルオレン系樹脂粒子(フルオレン骨格を有するポリエステル樹脂からなる樹脂粒子、下記製造方法を参照、屈折率1.71、平均粒子径300nm)
・中空樹脂粒子(中空構造を有する樹脂粒子、特開2012−25886号公報明細書の実施例における白色中空樹脂粒子の製造方法に準じて作成、屈折率1.5、平均粒子径600nm)
・フッ素系樹脂(樹脂粒子、屈折率1.35)
・アクリル系樹脂(樹脂粒子、屈折率1.47)
・スチレン系樹脂(樹脂粒子、屈折率1.53)
・BYK−348(商品名、BYK社製、シリコーン系界面活性剤)
フルオレン系樹脂粒子は、次のように製造した。まず、テトラヒドロフラン(THF)45質量部に9,9−ビスフェニルフルオレン骨格を有するポリエステル樹脂(大阪ガスケミカル株式会社製、「OKP4」)を5質量部添加して得られた溶液中に、さらにアセトニトリル150質量部を添加して、これを室温(20℃)で混合攪拌(モータの回転速度200rpm)することにより、樹脂粒子を含む分散液を作製した。次いで、樹脂粒子を含む分散液を3つ口フラスコに入れてマントルヒータで加熱して、溶媒(THF及びアセトニトリル)を蒸発させた。この際、同時に水を添加し、樹脂粒子の分散濃度が一定になるように、樹脂粒子を溶媒から取り出すことなく、水性溶媒による樹脂粒子の分散処理をした。その後、液温度及び蒸気温度が100℃付近で安定したところで加熱を停止し、水による置換を完了させた。これを室温まで放冷して、樹脂粒子が分散した水分散液を得た。
上記の樹脂粒子および樹脂の屈折率の値は、次のようにして作成された塗膜の屈折率を指す。まず、媒体(エタノールあるいはトルエン)100質量部に対して樹脂粒子(または樹脂)1質量部を添加し、これを攪拌して樹脂分散液を調製した。次に、得られた樹脂分散液を平板ガラス上に塗布したものを真空乾燥装置にて25℃で24時間保存し、溶媒を揮発させることで、樹脂粒子(樹脂)からなる塗膜(厚み1μm)を得た。このようにして得られた塗膜を平板ガラスから剥がして、アッベ式屈折率計DR−A1(商品名、株式会社アタゴ製)を用いて、測定温度25℃・標準条件にて、塗膜の屈折率を測定した。
上記の樹脂粒子の粒子径は、体積基準の平均粒子径であって、粒度分布計マイクロトラックUPA(商品名、日機装株式会社製)を用いて測定した。
3.2.1.白色度
得られた白色系インクをインクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、製品名「PX−G930」)の専用カートリッジのインク室にそれぞれ充填した。そして、インクカートリッジをプリンターに装着し、記録媒体(商品名「エプソンクリアプルーフフィルム」、セイコーエプソン株式会社製、A4サイズに裁断したもの)に対してベタパターン画像の記録を行った。ベタパターン画像の記録は、ドット重量11ng、解像度1440×1440dpi、100%dutyの条件で行った。
A:L*が75以上
B:L*が70以上75未満
C:L*が60以上70未満
D:L*が60未満
上記「3.2.1.白色度」と同様にして得られたサンプルついて、隠蔽性の評価を行った。具体的には、各サンプルを偏角測色計ARM−500V(製品名、日本分光株式会社製)にセットして、可視光領域(380nm〜800nm)における1nm毎の各波長の透過率Tn(%)を測定した。得られた波長毎の透過率を積分して、隠蔽度Sを求めた。隠蔽度Sは、0〜32000の間の数値で、完全な遮蔽(隠蔽)では0、完全な透過では32000である。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表1に示す。
A:隠蔽度Sが500未満
B:隠蔽度Sが500以上1000未満
C:隠蔽度Sが1000以上1300未満
D:隠蔽度Sが1300以上
上記「3.2.1.白色度」と同様にして得られたサンプルついて、試験担当者の「指および爪による擦り試験」を行うことにより耐擦性を判定した。この指および爪による擦り試験は、指および爪で記録面を2〜3回擦る試験方法である。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表1に示す。
A:指や爪で強く擦っても剥がれない。
B:指で擦っても剥がれないが、爪で擦ると剥がれる。
C:指で軽く擦ると剥がれる。
上記「3.2.1.白色度」と同様にして得られたサンプルついて、試験担当者の「指および爪による擦り試験」を行うことにより物理的強度を判定した。この指および爪による擦り試験は、指および爪で記録面を2〜3回擦る試験方法である。評価基準は以下の通りであり、評価結果を表1に示す。
A:指や爪で強く擦っても、画像の潰れがない。
B:指で擦っても画像の潰れはないが、爪で擦ると画像が潰れる。
上記のようにして得られた白色系インクをイオン交換水で希釈して、白色系インクを10質量%含有する分散液(粘度10)を調製し、容量10mlのメスシリンダーに分散液10mlを入れて、室温25℃、湿度50%RHに1週間放置した。その後、メスシリンダー内の分散液の上澄み2mlを採取した。
吸光度の残存率(%)=100×(各サンプルの吸光度/調製直後の吸光度)
・・・(i)
A:残存率が90%以上
B:回復率が70%以上90%未満
C:回復率が70%未満
上記「3.2.1.白色度」と同様にして得られたサンプルのうち、実施例1、実施例3および比較例2に係る白色系インクを用いて得られたサンプルについて、全光線透過率の平均値(Tt)と拡散透過率の平均値(Td)との比(Td/Tt)を求めた。以下、当該比(Td/Tt)を「透過率比」という。具体的には、各サンプルを偏角測色計ARM−500V(製品名、日本分光株式会社製)にセットして、可視光領域(380nm〜800nm)における1nm毎の各波長の全光線透過率および拡散透過率を測定した。得られた波長毎の全光線透過率および拡散透過率をそれぞれ算術平均して、全光線透過率の平均値(Tt)および拡散透過率の平均値(Td)を求めた。得られたTtおよびTdを用いて、上記の透過率比を算出した。
白色度、遮蔽性、耐擦性、物理的強度および沈降性の評価結果を表1に併せて示す。また、透過率比(Td/Tt)を表2に示す。
Claims (7)
- 屈折率が1.6以上の樹脂粒子(A)と、
屈折率が1.5以上1.6未満の第1材料、屈折率が1.4以上1.5未満の第2材料、および屈折率が1.4未満の第3材料からなる群から選択される少なくとも一種の材料(B)と、
を含有し、
金属酸化物および中空構造を有する樹脂粒子を実質的に含有せず、
前記第1材料を用いる場合には、該第1材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上34質量部以下であり、
前記第2材料を用いる場合には、該第2材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上50質量部以下であり、
前記第3材料を用いる場合には、該第3材料の含有量が前記樹脂粒子(A)100質量部に対して5質量部以上100質量部以下であり、
前記材料(B)が、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂および重合性モノマーからなる群より選択される少なくとも1種である、
インクジェット記録用の白色系インク組成物。 - 請求項1において、
前記樹脂粒子(A)を構成する材料が、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂およびフルオレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である、インクジェット記録用の白色系インク組成物。 - 請求項1または請求項2において、
重合性モノマーの含有量が30質量%以下である、インクジェット記録用の白色系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、
前記白色系インク組成物を用いて記録媒体上に画像を形成した場合において、該画像の全光線透過率の平均値(Tt)と拡散透過率の平均値(Td)との比(Td/Tt)が0.1以上であり、
前記Ttは、波長380nm〜 800nmにおいて1nm毎に得られる各全光線透過率の平均値を表し、前記Tdは、波長380nm〜 800nmにおいて1nm毎に得られる各拡散透過率の平均値を表す、インクジェット記録用の白色系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、 前記樹脂粒子(A)の体積基準の平均粒子径が200nm以上である、インクジェット記録用の白色系インク組成物。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、
前記樹脂粒子(A)の含有量が5質量%以上30質量%以下である、インクジェット記録用の白色系インク組成物。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の白色系インク組成物を用いて画像を形成する、インクジェット記録方法。
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