JP6241043B2 - 記録物の製造方法 - Google Patents
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Description
従来の製造方法では、インクを記録媒体上に吐出した後、画像層をインクの最低造膜温度で加熱すると同時に、溶剤の除去を行っている。
しかしながら、係る方法で製造した記録物では、画像層中に内部応力が掛かった状態で画像が固定化されるため、この内部応力によって、画像層にクラック等が発生し、画像層の記録媒体に対する密着性が低下するといった問題があった。
本発明の記録物の製造方法は、樹脂と溶剤Aとを含むインクを記録媒体に吐出して画像層を形成する画像層形成工程と、
前記画像層を前記樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記画像層中の前記溶剤を除去する溶剤除去工程と、を有することを特徴とする。
これにより、画像層中の内部応力が緩和され、画像層の密着性に優れた記録物を容易に製造することができる。
これにより、画像層中から効率よく溶剤Aを除去することができる。
本発明の記録物の製造方法では、前記気体の温度は、60℃以上加熱工程の温度以下であることが好ましい。
これにより、画像層中からさらに効率よく溶剤Aを除去することができる。
これにより、記録媒体に対する画像層の密着性をより優れたものとすることができる。また、画像層の内部応力をより効果的に緩和することができる。
本発明の記録物の製造方法では、前記加熱工程における加熱温度は、50℃以上150℃以下であることが好ましい。
これにより、画像層中の樹脂をより確実に膜化することができ、記録媒体に対する画像層の密着性をより効率よく向上させることができる。
これにより、得られる記録物の耐熱性や耐擦性をより優れたものとすることができる。
本発明の記録物の製造方法では、前記保護層を形成するのに用いる保護層形成用インクは、沸点が180℃以上の溶剤Bを含むことが好ましい。
これにより、加熱工程や溶剤除去工程において、保護層中から溶剤Bが除去されて保護層が膜化することによって画像層からの溶剤Aの蒸発を阻害するのを防止することができる。その結果、画像層の内部応力をより確実に緩和することができる。
本発明の記録物は、本発明の記録物の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、画像層中の内部応力が緩和され、画像層の密着性に優れた記録物を提供することができる。
≪記録物の製造方法≫
以下、本発明の記録物の製造方法の好適な実施形態について説明する。
本発明の記録物の製造方法は、樹脂と溶剤Aとを含むインクを記録媒体に吐出して記録物を製造する方法である。
しかしながら、従来の方法で製造した記録物では、画像層中に内部応力が掛かった状態で画像が固定化されるため、この内部応力によって、画像層にクラック等が発生し、画像層の記録媒体に対する密着性が低下するといった問題があった。
このような特徴を有することにより、画像層中の内部応力を緩和することができ、画像層にクラック等が発生するのを防止することができる。その結果、製造される記録物は、画像の密着性が優れたものとなり、極めて高い堅牢性を示すものとなる。これは、以下の理由によるものと考えられる。
<記録媒体準備工程>
まず、記録媒体を準備する。
記録媒体としては、インク吸収性の記録媒体、インク非吸収性および低吸収性の記録媒体等を用いることができる。
また、インク低吸収性の記録媒体としては、例えば、アート紙、コート紙、およびマット紙などの印刷本紙が挙げられる。
また、インク非吸収性の記録媒体としては、例えば、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および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。当該プラスチックとしては、特に限定されないが、例えば、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、およびポリプロピレンが挙げられる。
また、記録媒体は、画像層の密着性を向上させる下地層を有していてもよい。
下地層は、例えば、樹脂と溶剤とを含むインクを記録媒体上に付与することにより形成することができる。樹脂と溶剤とを含むインクにより下地層を形成する場合には、下地層中には、画像層の視認性を向上する目的で、着色剤を含んでいてもよい。
本工程では、樹脂と溶剤Aとを含むインクを記録媒体に吐出して画像層を形成する。
記録媒体に対してインクを吐出する方法としては、特に限定されないが、インクジェット方式を用いるのが好ましい。これにより、版が不要となり、オンデマンド印刷が可能となる。その結果、他品種少量生産に容易に対応することができる。
以下、インク中の各成分について説明する。
(樹脂)
インクは、樹脂を含んでいる。インクが樹脂を含有することにより、画像の記録媒体に対する密着性が向上し、記録物の堅牢性(耐擦性)を優れたものとすることができる。
樹脂のガラス転移温度は、−30℃以上150℃以下であるのが好ましく、50℃以上150℃以下であるのがより好ましい。これにより、記録媒体に対する画像層の密着性をより優れたものとすることができる。また、画像層の内部応力をより効果的に緩和することができる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」はアクリルおよびそれに対応するメタクリルのうち少なくともいずれかを意味する。
インクは、溶剤Aを含んでいる。
溶剤Aは、インク中において樹脂の分散性を安定させる機能を有している。また、溶剤Aは、インクの保湿剤としても機能する。
溶剤Aとしては、例えば、ポリオール化合物、グリコールエーテル等が挙げられる。ポリオール化合物としては、例えば、具体例としては、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。
グリコールエーテルとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト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およびトリプロピレングリコールから選択されるグリコールのモノアルキルエーテル等が挙げられる。
なお、インクは、溶剤Aとして複数種含んでいてもよい。
インクは、着色剤を含有していてもよい。
着色剤としては、顔料および染料が挙げられる。
−顔料−
顔料は、水に不溶または難溶であるだけでなく光やガス等に対しても退色しにくい性質を有する。そのため、顔料を用いたインクにより記録された記録物は、耐水性、耐ガス性、耐光性、および保存安定性が良好となる。
無機顔料としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、発色性が良好であって、比重が小さいため分散時に沈降しにくいことから、カーボンブラックを用いるのが好ましい。
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、およびチャンネルブラック(C.I.ピグメントブラック7)が挙げられる。また、カーボンブラックの市販品として、例えば、No.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上全て商品名、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、カラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250(以上全て商品名、デグサ社(Degussa AG)製)、コンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700(以上全て商品名、コロンビアカーボン社(Columbian Carbon Japan Ltd)製)、リガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12(以上全て商品名、キャボット社(Cabot Corporation)製)が挙げられる。
有機顔料は、発色性が良好であり、比重が小さく分散時に沈降しにくいことから、好適に用いることができる。
シアンインクに使用される有機顔料としては、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有機顔料としては、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。
なお、グリーンインクやオレンジインク等、上記以外の色のインクに用いられる顔料としては、従来公知のものが挙げられる。
顔料は、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よい。
染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が挙げられる。染料の具体例として、C.I.アシッドイエロー17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー9,45,249、C.I.アシッドブラック1,2,24,94、C.I.フードブラック1,2、C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック3,4,35が挙げられる。
染料は、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よい。
インクは、安全性、取扱性および性能面(発色性、裏抜け適性、インク信頼性)の観点から水を含んでいてもよい。
水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水を用いることが好ましい。特に、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いることが、カビやバクテリアの発生を防止してインクの長期保存を可能にする点で好ましい。
インク中には、界面活性剤が含まれていてもよい。
界面活性剤としては、特に限定されないが、ノニオン系界面活性剤をもちいるのが好ましい。ノニオン系界面活性剤は、記録媒体100上でインクを均一に拡げる作用がある。そのため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いてインクジェット記録を行った場合、滲みの殆ど無い高精細な画像が得られる。
このようなノニオン系界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、多環フェニルエーテル系、ソルビタン誘導体、およびフッ素系等の界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(その他の成分)
インクは、上記の成分に加えて、上記以外の有機溶剤、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、およびキレート化剤などをさらに含有してもよい。
本工程では、上記画像層の外表面側に、保護層を形成する。保護層を形成することにより、得られる記録物の耐熱性や耐擦性をより優れたものとすることができる。
保護層の形成方法としては、特に限定されないが、保護層形成用インクを吐出することにより形成するのが好ましい。
保護層形成用インクに含まれる樹脂としては、例えば、上述した「インク」の項で説明した樹脂を用いることができる。
また、保護層形成用インクに含まれる樹脂としては、上述した画像層形成に用いるインクに含まれる樹脂よりも、ガラス転移温度が高い樹脂を用いるのが好ましい。これにより、得られる記録物の耐熱性や耐擦性をさらに優れたものとすることができる。
溶剤Bは、その沸点が180℃以上のものを用いるのが好ましく、220℃以上のものを用いるのがより好ましい。少なくとも、保護層を形成するインクに含まれる溶剤の沸点は、画像層を形成するインクに含まれる溶剤の沸点よりも高い方が良い。これにより、後述する加熱工程や溶剤除去工程において、保護層中からの溶剤Bの蒸発を、画像層からの溶剤Aの蒸発よりも遅らせることができる。そのため、保護層中から溶剤Bが除去されて画像層よりも早く保護層が膜化されることが抑えられ、保護層の膜化により画像層からの溶剤Aの蒸発を阻害するのを防止することができる。その結果、画像層の内部応力をより確実に緩和することができる。すなわち、複数層を重ねて形成する場合は、下層を形成するインクに含まれる溶剤の沸点よりも、上層を形成するインクに含まれる溶剤の沸点が高い方が好ましい。これにより、上層が下層よりも先に膜化し、下層を形成するインクに含まれる溶剤が蒸発し難くなるのを防げる。なお、下層を形成するインクに含まれる溶剤の蒸発が妨げられなければ、下層を形成するインクに含まれる溶剤の沸点と、上層を形成するインクに含まれる溶剤の沸点が同じでもよい。
本工程では、上記画像層形成工程で形成された画像層をインク中の樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱する。これにより、画像層中に含まれる樹脂が膜状となり、画像層が記録媒体に密着する。
本工程では、インク中の樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱するが、加熱工程における加熱温度は、具体的には、50℃以上150℃以下であるのが好ましく、75℃以上90℃以下であるのがより好ましい。これにより、画像層中の樹脂をより確実に膜化することができ、記録媒体に対する画像層の密着性をより効率よく向上させることができる。
加熱時間は、加熱温度に達してから2秒以上5秒以下であるのが好ましい。これにより、画像層内部からの溶剤の蒸発を抑制しつつ、画像層内部の樹脂をより確実に柔らかくすることができる。その結果、画像層の内部応力をさらに確実に緩和することができる。
本工程では、樹脂を柔らかくすることを目的としており、溶剤Aの大部分は、画像層内に残留している。
また、本工程を行う間、記録媒体の周囲を溶剤の蒸気で満たしてもよい。これにより、画像層内部からの溶剤の蒸発を抑えることができる。
本工程は、上述した加熱工程(加熱処理)を行った後に、行う工程である。
本工程では、画像層内の溶剤Aを除去することを目的としている。
溶剤Aを除去する方法としては、特に限定されないが、画像層に対して気体を吹き付ける方法を用いるのが好ましい。このような方法を用いることにより、画像層中から効率よく溶剤Aを除去することができる。
また、吹き付ける気体の速度(風速)は、5m/s以上であるのが好ましい。これにより、画像層中からさらに効率よく溶剤Aを除去することができる。
また、溶剤Aを除去する方法としては、記録媒体の周囲を減圧してもよい。減圧する場合に、同時に加熱する方が好ましい。これにより、短時間で溶剤Aを除去することができる。
本発明の記録物は、上述した本発明の記録物の製造方法により製造されたものである。
したがって、本発明の記録物は、画像の密着性が優れたものとなり、極めて高い堅牢性を示す。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の製造方法は、前述した工程以外の他の工程を有するものであってもよい。
<1> 下地層形成用インクの調製
表1に示す材料を常法に従って混合し、下地層形成用インク(S1〜S5)を調製した。
なお、表中、沸点をbp、ガラス転移温度をTgと示した。
表2に示す材料を常法に従って混合し、画像層形成用インク(C1、C2)を調製した。
なお、表中、沸点をbp、ガラス転移温度をTgと示した。
表3に示す材料を常法に従って混合し、画像層形成用インク(OP1、OP2)を調製した。
なお、表中、沸点をbp、ガラス転移温度をTgと示した。
(実施例1)
プラスチックフィルム(フタムラ化学社製、商品名「FOR−BT」)上に上記下地層形成用インクS1を、インクジェットプリンタ(エプソン社製、商品名「PX−G5300」)を用いて、100%Dutyで付与し、下地層を形成し、記録媒体を用意した。
次に、画像層上に、保護層形成用インクOP1を上記インクジェットプリンタにより50%Dutyで付与し、保護層を形成した。
次に、赤外線ヒータを用いて、昇温速度40℃/s、加熱温度80℃で、2秒加熱した。
次に、赤外線ヒータで加熱しながら、記録媒体に90℃の温風を15m/sの風速で58秒間当てた。
以上のようにして、記録物を得た。
下地層形成用インク、画像層形成用インク、保護層形成用インクとして、表4に示すものを用い、加熱工程における昇温速度、加熱温度および加熱時間、溶剤除去工程における温風温度、風速、送風時間を表4に示すように設定した以外は、前記実施例1と同様にして記録物を製造した。
プラスチックフィルム(フタムラ化学社製、商品名「FOR−BT」)上に上記下地層形成用インクS1を、インクジェットプリンタ(エプソン社製、商品名「PX−G5300」)を用いて、100%Dutyで付与し、下地層を形成し、記録媒体を用意した。
次に、用意した記録媒体の下地層上に、上記インクジェットプリンタを用いて、画像層形成用インクC1を100%Dutyでベタ印刷し、画像層を形成した。
次に、赤外線ヒータを用いて、昇温速度40℃/s、加熱温度80℃で、2秒加熱しながら、記録媒体に90℃の温風を15m/sの風速で58秒間当てた。
以上のようにして、記録物を得た。
JIS K5600に準拠してクロスカット法により、画像層の密着性を評価した。
なお、透明感圧付着テープの剥がす速度は、0.6m/minとした。
評価は、画像層が剥離した面積の割合(剥離率)を測定し、以下の基準に従って評価した。
B :剥離率が15%よりも大きく25%以下であった。
C :剥離率が25%よりも大きかった。
その結果を表4に合わせて示す。
表4からわかるように、本発明の記録物の製造方法で得られた記録物では、画像の密着性に優れており、優れた堅牢性を示した。また、本発明では、良好な画質の画像が得られた。これに対して、比較例では、十分な結果が得られなかった。
Claims (8)
- 樹脂と溶剤Aとを含むインクを記録媒体に吐出して画像層を形成する画像層形成工程と、
前記画像層を前記樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記画像層中の前記溶剤を除去する溶剤除去工程と、
を有し、
前記加熱工程における昇温速度は、30℃/秒以上であることを特徴とする記録物の製造方法。 - 前記溶剤除去工程では、前記画像層に対して気体を吹き付ける請求項1に記載の記録物の製造方法。
- 前記気体の温度は、60℃以上加熱工程の温度以下である請求項2に記載の記録物の製造方法。
- 前記樹脂のガラス転移温度は、−30℃以上150℃以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の記録物の製造方法。
- 前記加熱工程における加熱温度は、50℃以上150℃以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の記録物の製造方法。
- 前記画像層の前記記録媒体とは反対側に、保護層を形成する保護層形成工程を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の記録物の製造方法。
- 前記保護層を形成するのに用いる保護層形成用インクは、沸点が180℃以上の溶剤Bを含む請求項1ないし6のいずれか1項に記載の記録物の製造方法。
- 前記溶剤除去工程では、吹き付ける前記気体の速度が5m/秒以上である請求項2に記載の記録物の製造方法。
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