JP6707841B2 - インクジェット記録方法、インクジェット記録装置および記録媒体の製造方法 - Google Patents

インクジェット記録方法、インクジェット記録装置および記録媒体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置および記録媒体の製造方法に関する。
サイン分野において、溶剤系インクを用いたインクジェット記録装置によりインクを吐出させて、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体に記録するインクジェット記録方法が用いられている。この記録方法で得られた記録物は屋外に掲示されることが多いため、得られた記録物は、耐水性、耐擦性および耐光性を備えた堅牢性を有している必要があり、また、この記録方法は、高濃度印刷可能であり、なおかつ、印刷後の乾燥時において寸法安定性を有している必要がある。
しかし、記録媒体である塩化ビニル系樹脂はインクの吸収性が悪く、インクが定着しにくいため、特に高濃度印刷ではインクが凝集して画質不具合が発生する場合がある。そこで、例えば、特許文献1には、記録媒体として、インクの吸収を阻害する可塑剤を含まない塩化ビニル系樹脂を用い、更に、その上に粘着層とインク定着層を形成した3層構造とすることにより、インクの定着性、乾燥硬化性、耐擦性、接着性等を向上させる印刷方法が開示されている。また、例えば、特許文献2には、可塑性を含まない塩化ビニル系樹脂の製造方法が開示されている。
特開平2−229070号公報 特開2011−25518号公報
しかしながら、記録媒体を3層構造とすると、インク定着層の最適化によりインクの凝集等の画質不具合の回避は可能となるが、記録媒体を積層化するためのプロセスが必要となり、製造コストが著しく高価となる。また、特許文献2に開示された塩化ビニル系樹脂は、可塑剤を含まないことにより乾燥速度が速くなり、高濃度印刷時におけるインクの凝集等の画質不具合が発生しにくいが、寸法安定性に劣り、特に高濃度印刷後に50℃〜70℃程度の高温で乾燥させると記録媒体が収縮する場合がある。
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、溶剤系インクを用いて塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体に記録するインクジェット記録方法において、高濃度印刷が可能であり、得られた記録物が高寸法安定性を有し、なおかつ得られた画像は堅牢性を備える、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置および記録媒体の製造方法を提供するものである。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
[適用例1]
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
インクジェットヘッドから溶剤系インクを吐出し、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体に記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録媒体は可塑剤を含まず、かつ下記(1)、(2)を満たすことを特徴とする。
(1):FT−IRピーク波数が2924cm−1未満
(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満
適用例1の態様によれば、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体が、インク中に含まれる溶剤と相溶する可塑剤を含まず、かつ上記(1)、(2)を満たすことにより、高濃度印刷が可能となり、さらには、高濃度印刷後の高温乾燥においても記録媒体が収縮しない。このため、この記録方法で得られた記録物が高寸法安定性を有し、なおかつ得られた画像は堅牢性を備える。
[適用例2]
上記適用例において、
前記可塑剤は、フタル酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤および脂肪酸エステル系可塑剤からなる群より選択される少なくとも一種であることができる。
[適用例3]
上記適用例において、
前記溶剤系インクは、少なくとも下記一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤およびラクトン系溶剤から選ばれる1種を含むインクであることができる。
11−(OC−OR12・・・・・(1)
(一般式(1)中、R11、R12は炭素数1〜3のアルキル基であり、同一でも、異なっていてもよく、nは2〜4の整数である。)
ことができる。
[適用例4]
上記適用例において、
前記ラクトン系溶剤は、γ−ブチロラクトン、もしくはγ−バレロラクトンであることができる。
[適用例5]
上記適用例において、
前記一般式(1)におけるR11、R12が直鎖状又は分枝状のアルキル基のものであり、かつ、沸点が大気圧下で150℃以上であることができる。
[適用例6]
上記適用例において、
前記溶剤系インクは、さらにバインダー樹脂を含有することができる。
[適用例7]
上記適用例において、
前記バインダー樹脂が(メタ)アクリル樹脂であることができる。
[適用例8]
本発明に係るインクジェット記録装置の一態様は、
上記適用例のインクジェット記録方法により記録することを特徴とする。
[適用例9]
本発明に係るインクジェット記録方法に用いる記録媒体の製造方法の一態様は、
前記塩化ビニル系樹脂を、(A)塩化ビニル系モノマーと、(B)アクリル酸−n−ブチルからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーとを、(A)/(B)=85質量%/15質量%〜75質量%/25質量%の範囲で懸濁重合法により共重合させて得ることを特徴とする。
[適用例10]
上記適用例において、
前記塩化ビニル系樹脂を、加熱によるエージング処理を行うことができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法を行うインクジェット記録装置の一例を模式的に示す図。 実施例1で用いた塩化ビニル樹脂系基材AのFT−IRスペクトル。 比較例1で用いた塩化ビニル樹脂系基材CのFT−IRスペクトル。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
本実施形態のインクジェット記録方法は、インクジェットヘッドから溶剤系インクを吐出し、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体に記録するインクジェット記録方法であって、前記記録媒体は可塑剤を含まず、かつ下記(1)、(2)を満たす。
(1):FT−IRピーク波数が2924cm−1未満
(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満
以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法により記録するインクジェット記録装置の構成、溶剤系インク、記録媒体の順に説明した上で、インクジェット記録方法を説明する。
なお、本発明において「溶剤系インク」とは、インクジェット記録方法に用いる「溶剤系インクジェットインク組成物」をさすものであり、有機溶剤を主要な溶媒として、水を主要な溶媒としないインクである。好ましくは、インク中の水の含有量が3質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下であり、さらに好ましく0.05質量%未満であり、一層好ましくは0.01質量%未満、さらに一層好ましくは0.005質量%未満、最も好ましくは0.001質量%未満であることをいう。あるいは、実質的に水を含有しないインク組成物としてもよい。「実質的に含有しない」とは、意図的に含有させないことを指す。溶剤系インク中の有機溶剤の含有量は、色材や樹脂などの有機溶剤以外の他の成分を含む場合は、当該他の成分を除く残りの残量とすることができ、例えば、70質量%以上、さらには80質量%以上とすることができ、含有量の上限は、100質量%以下、さらには、99質量%以下とすることができる。
また、溶剤系インクは、有機溶剤を主溶媒としていることから、耐水性等の堅牢性に優れた画像を形成することができ、低吸収性の記録媒体に付着した際の乾燥性に優れるという利点がある。さらに、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いる記録媒体に記録することによりインクDUTYが90%以上である高濃度印刷が可能となり、さらには、高濃度印刷後の高温乾燥においても記録媒体が収縮しないため、得られた記録物は高寸法安定性を有し、なおかつ得られた画像は堅牢性を備えるものである。
1.各構成
1.1.インクジェット記録装置
本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態に係るインクジェット記録方法に使用できるインクジェット記録装置は、以下の態様に限定されるものではない。
本実施形態に係るインクジェット装置としては、例えば、図1に示すインクジェットヘッドを搭載したインクジェット式プリンター(以下、プリンター)が挙げられる。図1に示すように、プリンター1は、記録媒体2の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、インクジェットヘッド3、インクジェットヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向(プリンター1の長手方向、すなわち、記録媒体2の幅方向。)に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向(主走査方向に直交する方向。)に移送する搬送機構6等を備えている。
ここで、本実施形態に係るインクジェット記録方法で用いる溶剤系インクは、インクカートリッジ7に貯留されている。このインクカートリッジ7は、インクジェットヘッド3に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジ7がプリンター1の本体側に配置され、当該インクカートリッジ7からインク供給チューブを通じてインクジェットヘッド3に供給される構成を採用することもできる。
上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモーター等のパルスモーター9により駆動される。従って、パルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向を往復移動する。
記録動作時のインクジェットヘッド3の下方には、プラテン11が配置されている。プラテン11は、記録動作を行う際のインクジェットヘッド3のノズル形成面(ノズルプレート;図示せず)に対して間隔を空けて配置され、記録媒体2を支持する。また、プラテン11の主走査方向の端部、詳しくは、プラテン11に配置された記録媒体2に対してインクが噴射される領域(記録領域)から外れた領域に、予備吐出部材であるフラッシングボックス12が設けられている。
インクジェットヘッド3は、記録媒体2に溶剤系インクを付着させる手段であり、溶剤系インクを吐出するノズル(図示せず)を備える。反応液やインク組成物をノズルから吐出させる方式としては、例えば、ノズルとノズルの前方に置いた加速電極の間に強電界を印加し、ノズルから液滴状の反応液を連続的に吐出させ、反応液の液滴が偏向電極間を飛翔する間に記録情報信号に対応して吐出させる方式(静電吸引方式);小型ポンプで反応液に圧力を加え、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることにより、強制的に反応液の液滴を吐出させる方式;反応液に圧電素子で圧力と記録情報信号を同時に加え、反応液の液滴を吐出・記録させる方式(ピエゾ方式);樹脂液を記録情報信号にしたがって微小電極で加熱発泡させ、反応液の液滴を吐出・記録させる方式(サーマルジェット方式)等が挙げられる。
インクジェットヘッド3としては、ライン式インクジェットヘッド、シリアル式インクジェットヘッドのいずれも使用可能であるが、本実施形態ではシリアル式インクジェットヘッドを用いている。
ここで、シリアル式インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置とは、記録
用のインクジェットヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつ該インク組成物を吐出させる走査(パス)を、複数回行うことによって記録を行うものである。シリアル型のインクジェットヘッドの具体例には、記録媒体の幅方向(記録媒体の搬送方向に交差する方向)に移動するキャリッジにインクジェットヘッドが搭載されており、キャリッジの移動に伴ってインクジェットヘッドが移動することにより記録媒体上に液滴を吐出するものが挙げられる。
一方、ライン式インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつ該インク組成物を吐出させる走査(パス)を1回行うことにより記録を行うものである。ライン型のインクジェットヘッドの具体例には、インクジェットヘッドが記録媒体の幅よりも広く形成され、インクジェットヘッドが移動せずに記録媒体上に液滴を吐出するものが挙げられる。
なお、図示していないが、本実施形態に係るインクジェット装置には、乾燥手段が設けられている。乾燥手段を設けることにより、記録媒体に付着させたインクから液状媒体を速やかに蒸発飛散させて、記録画像等を速やかに形成することができる。乾燥手段に採用可能な乾燥手段は、インクに含まれる液状媒体の蒸発飛散を促進させる構成を備えていれば、特に制限されない。例えば、記録媒体に熱を加える手段、反応液に風を吹き付ける手段、さらにそれらを組み合わせる手段等が挙げられる。具体的には、強制空気加熱、輻射加熱、電導加熱、高周波乾燥、マイクロ波乾燥等が好ましく用いられる。
また、乾燥手段による乾燥は、加熱を伴う乾燥であることが好ましく、インクジェット記録装置が、加熱された記録媒体へ吐出を行うことで記録を行うものであることが好ましい。加熱方法は、特に限定されるものではないが、例えばヒートプレス法、常圧スチーム法、高圧スチーム法、及びサーモフィックス法が挙げられ、記録媒体の加熱手段としては、例えば赤外線(ランプ)が挙げられる。この場合、加熱された記録媒体の温度は、50℃以上70℃以下であることが好ましく、50℃以上60℃以下であることがより好ましい。
1.2.溶剤系インク
次に、本実施形態に係るインクジェット記録方法に用いる溶剤系インクについて説明する。本実施形態で用いられる溶剤系インクは、少なくとも下記一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤およびラクトン系溶剤から選ばれる1種を含むインクである。
11−(OC−OR12・・・・・(1)
(一般式(1)中、R11、R12は炭素数1〜3のアルキル基であり、同一でも、異なっていてもよく、nは2〜4の整数である。)
本実施形態で用いられる溶剤系インクは、上記一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤またはラクトン系溶剤を単独で、もしくは併用して使用することにより、インクとした際のレベリング性、乾燥性に優れる。また、一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤とラクトン系溶剤は、高沸点、低蒸気圧であり、作業環境に優れるものである。以下、本実施形態で用いられる溶剤系インクに含まれる成分及び含まれ得る成分ついて詳細に説明する。
1.2.1.一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤
本実施形態で用いられる溶剤系インクは、一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤を単独で、または後述するラクトン系溶剤との混合溶剤として用いられる。
11−(OC−OR12・・・・・(1)
(一般式(1)中、R11、R12は炭素数1〜3のアルキル基であり、同一でも、異なっていてもよく、nは2〜4の整数である。)
一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤は、一般式(1)におけるR11、R12が、炭素数1〜3の直鎖状又は分枝状のアルキル基のものであり、また、沸点が大気圧下で150℃以上、好ましくは180℃以上のものである。上限値としては特に規定しないが、インクジェット記録用としての機能上240℃程度である。また、20℃での密度は0.9g/cm以上のものである。
上記一般式(1)において、R11及びR12としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基が挙げられる。一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤は、1種単独又は2種以上を混合して使用することができる。
このようなポリオキシエチレングリコール系溶剤としては、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコール−ジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−ジ−iso−プロピルエーテル等が例示されるが、好ましくはジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルである。
溶剤系インクに含まれる上記一般式(1)に示す化合物である溶剤の含有量は、溶剤系インクの全質量(100質量%)に対して、その下限値が10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることがさらにより好ましい。また、上限値は、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることがより一層好ましい。含有量が20質量%以上であることで、液滴の濡れ拡がり性が向上して、平滑性に優れた良好な画像を形成できる。また、含有量が95質量%以下であることで、ミストの発生により画像が汚れることを抑制する。
1.2.2.ラクトン系溶剤
本実施形態で用いられる溶剤系インクは、ラクトン系溶剤を単独で、または上述した一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤との混合溶剤として用いられる。溶剤系インクがラクトン系溶剤を含むことにより、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体の記録面の一部を溶解して記録媒体の内部に溶剤系インクを浸透させることができる。このように記録媒体の内部にインクが浸透することで、記録媒体上に記録した画像の耐擦性(摩擦堅牢性)を向上させることができる。換言すると、ラクトン系溶剤は、塩化ビニル系樹脂との親和性が高いため、溶剤系インクの成分を記録面に浸潤させやすい(食い付かせやすい)。ラクトン系溶剤がこのような作用を有する結果、これを配合した溶剤系インクは、ポリ塩化ビニル基材への浸透性、レベリング性、印字の乾燥性に優れるものとできる。
ラクトン系溶剤は、エステル結合による環状構造を持つ化合物であり、例えば、5員環構造のγ−ラクトンや6員環構造のδ−ラクトン、7員環構造のε−ラクトン等があり、例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ヘキサラクトン、γ−ヘプタラクトン、γ−オクタラクトン、γ−ノナラクトン、γ−デカラクトン、γ−ウンデカラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサラクトン、δ−ヘプタラクトン、δ−オクタラクト
ン、δ−ノナラクトン、δ−デカラクトン、δ−ウンデカラクトン、ε−カプロラクタムである。なお、ラクトン系溶剤の複素環の環員数には特に制限が無く、さらに、例えば、複素環の環員には任意の側鎖が結合していてもよい。また、ラクトン系溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
中でも、ラクトン系溶剤は5員環構造のγ−ラクトンが好ましく、側鎖を有さないことがより好ましく、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンンが好ましい。このようなラクトン系溶剤は、特にポリ塩化ビニルとの親和性が高いので、ポリ塩化ビニル基材への浸透性、レベリング性、印字の乾燥性、画像の耐擦性に優れるものとできる。
ラクトン系溶剤を配合する場合における、溶剤系インクの全量に対する含有量(複数種を使用する場合にはその合計量)は、5質量%以上50質量%以下であり、好ましくは7質量%以上30質量%以下、より好ましくは10質量%以上20質量%以下である。
また、一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤とラクトン系溶剤とを混合して混合溶剤として用いる場合には、混合溶剤におけるそれぞれの割合は、一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤1重量部に対してラクトン系溶剤を0.02〜4重量部、好ましくは0.05〜2重量部である。また、混合溶剤は、溶剤系インク中、少なくとも50質量%含有させるとよく、好ましくは70質量%以上含有させるとよい。これにより、ポリ塩化ビニル基材への浸透性、レベリング性、印字の乾燥性に優れるものとできる。
1.2.3.その他の溶剤
本実施形態で用いられる溶剤系インクにおいては、ノズル部やチューブ内等の機器内での溶剤系インクの揮発抑制、固化防止、また、固化した際の再溶解性を目的として、上記溶剤に加えて、下記一般式(2)で示されるポリオキシエチレングリコールモノアルキルエーテル)、下記一般式(3)で示されるポリオキシプロピレングリコールモノルキルエーテル、及びクエン酸トリエチルから選ばれる溶剤の少なくとも1種を併用するとよい。
21−(OC−OH・・・・・(2)
(一般式(2)中、R21は炭素数1〜6のアルキル基であり、nは3〜6の整数である。)
31−(OC−OH・・・・・(3)
(一般式(3)中、R31は炭素数1〜4のアルキル基であり、nは2〜3の整数である。)
一般式(2)で示されるポリオキシエチレングリコールモノアルキルエーテルにおいて、R21が炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基のものであり、nは3〜6の整数であり、例えば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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ペンタエチレングリコールモノメチルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノメチルエーテルの単独、またはそれらの混合物が例示される。大気圧下での沸点が200℃〜305℃、好ましくは240℃〜305℃である。
また、上記の一般式(2)の化合物と同様の作用を目的として、室温、大気圧下で液状の下記のごとき非イオン性ポリオキシエチレン誘導体を添加してもよい。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類であるニッサンノニオンP−208(日本油脂(株)製)等のポリオキシエチレンセチルエーテル類、ニッサンノニオンE−202S、E−205S(日本油脂(株)製)等のポリオキシエチレンオレイルエーテル類、エマルゲン106、108(花王(株)製)等のポリオキシエチレンラウリルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル類であるニッサンノニオンHS−204、HS−20
5、HS−206、HS−208(日本油脂(株)製)等のポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ソルビタンモノエステル類であるニッサンノニオンCP−08R(日本油脂(株)製)等のソルビタンモノカプリレート、ニッサンノニオンLP−20R(日本油脂(株)製)等のソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノエステル類であるニッサンノニオンOT−221(日本油脂(株)製)等のポリオキシエチレンソルピタンモノステアレート類、フローレンG−70(共栄社化学(株)製)等のポリカルボン酸系高分子活性剤、エマルゲン707、709(花王(株)製)等のポリオキシエチレン高級アルコールエーテル類、ポエムJ−4581(理研ビタミン(株)製)等のテトラグリセリンオレート類、アデカトールNP−620、NP−650、NP−660、NP−675、NP−683、NP−686(旭電化工業(株)製)等のノニルフェノールエトキシレート、アデカコールCS−141E、TS−230E(旭電化工業(株)製)等の脂肪族リン酸エステル類、ソルゲン30(第一工業製薬(株)製等のソルビタンセスキオレート、ソルゲン40(第一工業製薬(株)製)等のソルビタンモノオレート、ソルゲンTW−20(第一工業製薬(株)製)等のポリエチレングリコールソルビタンモノラウレート、ソルゲンTW−80(第一工業製薬(株)製)等のポリエチレングリコールソルビタンモノオレートが例示される。また、下記一般式(4)
(一般式(4)中、0≦p+q≦50、R41、R42、R43、R44はアルキル基、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基である。)
で表されるアセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。具体的には、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール等が例示され、市販品としてはサーフィノール104、82、465、485、またはTG(いずれも Air Products and ChemicaIs.1nc.より入手可能)、オルフィンSTG、オルフィンE1010(日信化学社製)、ニッサンノニオンA−10R、A−13R(日本油脂(株)製)、フローレンTG−740W、D−90(共栄社化学(株)製)、エマルゲンA−90、A−60(花王(株)製)、ノイゲンCX−100(第一工業製薬(株)製)等が例示される。これらのポリオキシエチレン誘導体は単独、または混合して添加してよい。
また、上記一般式(3)で示されるポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、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、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレンモノメチルエーテル等の単独、またはそれらの混合物が例示され、大気圧下での沸点が170℃〜245℃、好ましくは180℃〜240℃である。
上記の一般式(2)、(3)、クエン酸トリエチルの各溶剤は、溶剤系インクに揮発抑制性を付与することにより、インクカートリッジからプリンターへッドヘインク組成物を輸送するチューブ内でのインク組成物の蒸発を抑制してチューブ内での固形分の堆積を防止ないし軽減することができ、含有量としては溶剤系インク中0.01〜48質量%、好ましくは5〜30質量%である。
また、上記の一般式(2)、(3)、クエン酸トリエチルの各溶剤は、単独で使用してもよいが、複数組み合わせて添加することにより色材の分散安定性、インク揮発性の制御、及び粘度等の諸物性を調整することができる。
次に、本実施形態で用いられる溶剤系インクにおいて、上記の溶剤中に分散または溶解させる成分について説明する。
1.2.4.色材
色材としては、従来の溶剤系インクに通常用いられている無機顔料又は有機顔料等の顔料、染料の単独、または混合して用いることができる。顔料としてはカーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、ジケトピロロピロール、アンスラキノン、ベンズイミダゾロン、アンスラピリミジン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、又は金属錯体顔料等を用いることができる。染料としては、例えばアゾ染料、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、キサンチン染料、シアニン染料、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、ナフトキノン粟料、フタロシアニン染料、又は金属フタロシアニン染料を用いることができ、特に油溶性染料が好ましい。これらの顔料又は染料を単独で用いるか、あるいはそれらの2種又はそれ以上の組み合わせで使用することもできるが、耐候性の観点からは顔料が好ましい。顔料一次粒子の体積平均粒径は、50〜500nm、好ましくは50〜200nmである。
色材の含有量は、溶剤系インク中、0.5〜25質量%、好ましくは0.5〜15質量%、より好ましくは1〜10質量%である。
1.2.5.分散剤
分散剤としては、通常の溶剤系インク、特には、インクジェット記録用溶剤系インクにおいて用いられている任意の分散剤を用いることができる。分散剤としては、有機溶媒の溶解度パラメーターが8〜11であるときに有効に作用する分散剤を用いるのが好ましい。こうした分散剤としては市販品を利用することが可能であり、その具体例としてはヒノアクトKF1−M、T−6000、T−7000、T−8000、T−8350P、T−8000EL(武生ファインケミカル(株)製)等のポリエステル系高分子化合物、solsperse20000、24000、32000、32500、33500、34000、35200(アビシア(株)製)、disperbyk−161、162、163、164、166、180、190、191、192(ビック・ケミー社製)、フローレンDOPA−17、22、33、G−700(共栄社化学(株)製)、アジスパーPB821、PB711(味の素(株)製)、LP4010、LP4050、LP4055、POLYMER400、401、402、403、450、451、453(EFKAケミカルズ社製)の単独、または混合したものを挙げることができる。
溶剤系インクにおける分散剤の含有量は、インク組成物中の色材(特には顔料)の含有量に対して、5〜200質量%、好ましくは30〜120質量%であり、分散すべき色材によって適宜選択するとよい。
1.2.6.バインダー樹脂
本実施形態で用いられる溶剤系インクは、バインダー樹脂を含むことが好ましい。バイ
ンダー樹脂としては、溶媒系に溶解性を有するものであり、溶剤系インクの粘度調整、また、ポリ塩化ビニル基材への定着性を目的として添加され、例えばアクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ロジン変性樹脂、フェノール樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂、セルロースアセテートブチレート等の繊維素系樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体樹脂等の単独、またはそれらの混合物を用いることができる。
バインダー樹脂は(メタ)アクリル樹脂、すなわち、アクリル樹脂またはメタクリル樹脂であることが好ましく、更に好ましい態様では、メチルメタクリレート単独の単独重合体もしくはメチルメタクリレートとブチルメタクリレートとの共重合体である。
また、(メタ)アクリル樹脂の分子量は1万〜15万、好ましくは1万〜10万であり、かつ、ガラス転移温度(Tg)は40℃以上であり、上限は特に限定はないが、好ましくは105℃である。
また、(メタ)アクリル樹脂は、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂および/またはセルロースアセテートブチレート等の繊維素系樹脂と併用することが好ましく、基材に対する密着性により優れるものとでき、また、インクの粘度を調整するためにも有用である。
バインダー樹脂の含有量は、色材添加量(重量)に対して0.5〜3倍量、好ましくは0.75〜1.6倍量である。
1.2.7.その他の成分
本実施形態で用いられる溶剤系インクには、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、界面活性剤等を添加してもよい。酸化防止剤としてはBHA(2,3−ブチル−4−オキシアニソール)、BHT(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール)等が例示され、含有量は、溶剤系インク中0.01〜3.0質量%である。また、紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系化合物、又はベンゾトリアゾール系化合物を用いることができ、溶剤系インク中0.01〜0.5質量%である。また、界面活性剤としてはアニオン系、カチオン系、両性又は非イオン系のいずれの界面活性剤も用いることができ、含有量は、溶剤系インク中0.5〜4.0質量%である。
1.2.8.溶剤系インクの調製方法
本実施形態で用いられる溶剤系インクの調製法としては、上記した溶剤を任意の順序で混合して溶媒とし、その溶媒の一部に、顔料と分散剤を添加し、ボールミル、ビーズミル、超音波、又はジェットミル等で混合・分散させて顔料分散液を調製する。得られた顔料分散液に、上記で得た溶媒の残部とバインダー樹脂、その他の添加剤を攪拌下に添加し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得る。
1.2.9.溶剤系インクの物性
本実施形態で用いられる溶剤系インクは、20℃での粘度が2〜10mPa・s、好ましくは3〜5mPa・sに調整される。
また、本実施形態で用いられる溶剤系インクにおける表面張力は、好ましくは20〜50mN/mとするとよい。表面張力が20mN/m未満になるとインク組成物がインクジェットヘッドの表面に濡れ広がるか、又は滲み出してしまい、インク滴の吐出が困難になることがある。また、表面張力が50mN/mを越えると記録媒体の表面において濡れ広がらず、良好な印刷ができないことがある。
本発明の溶剤系インクは、撥インク処理された吐出ノズル表面に対して不活性であると
いう利点を有するので、例えば、撥インク処理された吐出ノズル表面を有するインクジェットヘッドから吐出させるインクジェット記録方法に有利に用いることができる。
1.3.記録媒体
次に、本実施形態で用いられる記録媒体について説明する。本実施形態で用いられる記録媒体は塩化ビニル系樹脂からなり、可塑剤を含まず、かつ下記(1)、(2)を満たすものである。
(1):FT−IRピーク波数が2924cm−1未満
(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満
本実施形態に係るインクジェット記録方法では、用いる記録媒体として上記3つの条件を満たすことにより、高濃度印刷が可能となり、さらには、高濃度印刷後の高温乾燥においても記録媒体が収縮しない。このため、この記録方法で得られた記録物は高寸法安定性を有し、なおかつ、上記した溶剤系インクを用いて記録することにより得られた画像は堅牢性を備える。
本実施形態で用いられる記録媒体は、可塑剤として、特に、フタル酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤を含まないものである。可塑剤は、通常、塩化ビニル系樹脂に30〜50質量%含まれるものである。これらの可塑剤、例えば、フタル酸ジオクチルのSP値は7.9cal/cm、フタル酸ジブチルのSP値は9.3cal/cm、アジピン酸ジオクチルのSP値は8.7cal/cmであり、溶剤系インクの主成分となる上記一般式(1)に示す化合物である溶剤、例えば、ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEDG)やジエチレングリコールメチルエチルエーテル(MEDG)のSP値と近い(DEDG:8.6cal/cm、MEDG:8.3cal/cm)。このため、記録媒体中にこれらの可塑剤が含まれると、溶剤系インクの溶剤が記録媒体中に留まって溶剤の揮発性が下がり、インク乾燥性に劣る原因となる。このため、特に高濃度印刷を行うと、インクの凝集等が発生し、画質不具合が発生する。これに対し、本実施形態で用いられる記録媒体ではそのような可塑剤を含まないため、溶剤系インクの溶剤が記録媒体中に留まることがなく、溶剤の揮発性に優れた速乾性の記録媒体となり、高濃度印刷におけるインクの凝集等が抑制される。
また、本実施形態で用いられる記録媒体は、(1):FT−IRピーク波数が2924cm−1未満であり、(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満であることにより、高濃度印刷後にインクの乾燥速度を高めるために強制乾燥、たとえば、50℃以上の加熱や赤外線照射を行っても記録媒体が収縮することがなく、寸法安定性に優れている。
上記条件の1つである(1)は、記録媒体を構成する塩化ビニル樹脂系基材表面をFT−IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy:フーリエ変換赤外分光光度計)を用いて赤外吸収スペクトルを測定すると、アルカンのCH結合の伸縮振動に基づく吸収ピークの波数(cm−1)が2924cm−1未満に観測されることを意味する。塩化ビニル樹脂系基材の内部応力の緩和に伴いCH結合を示す分子振動が低波数側にシフトしたことを反映し、本実施形態で用いられる記録媒体の記録面のFT−IRピーク波数が2924cm−1未満である場合には、熱による収縮率が低く、寸法安定性に優れた記録媒体となる。
本実施形態で用いられる記録媒体の赤外吸収スペクトルの測定においては、赤外線吸収スペクトルの測定方法がATR法(Attenuated Total Reflection:減衰全反射法)であることが好ましい。ATR法は赤外線吸収スペクトルを反射光で測定するため、塩化ビニル樹脂系基材表面を非破壊で精度よく測定することができる。
上記条件の1つである(2)の収縮率は、60℃で3時間放置前後の寸法変化より求めることができ、下記式により求める。
収縮率(%)={(放置前の長さ)−(放置後の長さ)}/(放置前の長さ)×100本実施形態で用いられる記録媒体は、60℃で3時間放置前後の収縮率(%)が、記録媒体の幅方向および長さ方向のいずれにおいても1.8%未満であることにより、高濃度印刷後にインクの乾燥速度を高めるために強制乾燥を行っても、記録媒体が収縮することがなく、寸法安定性に優れている。
本実施形態で用いられる記録媒体の印刷面は、画質も見栄えを変化させるために、光沢やマット等の画質制御が施されていることが好ましく、型押しや発泡によるエンボス加工が施されていてもよい。エンボス加工が施されている場合には、印刷後に裏面材料との接触面積が減るため、ロール巻き取り時の張り付き防止となる。また、巻き取り後の乾燥性も向上するため、印刷後に印刷面にラミネートフィルムや液体ラミネートを形成する場合には、ラミネートまでの時間を短縮することができる。
本実施形態で用いられる記録媒体を構成する塩化ビニル系樹脂組成物は、例えば、特開2011−25518号公報に記載の方法で製造することができる。
塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系モノマーと、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーとを、共重合して得られた樹脂を主成分とした樹脂組成物の一種であり、具体的には(A)塩化ビニル系モノマーと、(B)アクリル酸−n−ブチルからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーとを、(A)/(B)=85質量%/15質量%〜75質量%/25質量%の範囲で懸濁重合法により共重合して得られた樹脂を主成分とした樹脂組成物である。
本製造方法に使用する樹脂を構成する塩化ビニル系モノマーとしては特に限定はなく、例えば塩化ビニルモノマー、塩化ビニリデンモノマー、酢酸ビニルモノマーまたはこれらの混合物、または、この他にこれらと共重合可能で、好ましくは重合後の重合体主鎖に反応性官能基を有しないモノマー、例えばエチレン、プロピレンなどのα−オレフィン類から選ばれる1種または2種以上の混合物を使用しても良い。2種以上の混合物を使用する場合は、塩化ビニル系モノマー全体に占める塩化ビニルモノマーの含有率を50質量%以上、特に70質量%以上とすることが好ましい。中でも得られる共重合樹脂の物性等から、塩化ビニルモノマーあるいは塩化ビニリデンモノマーのいずれか1種のみを使用することが好ましく、塩化ビニルモノマーを使用することがさらに好ましい。
一般にマクロモノマーとは、重合体の末端に反応性の官能基を有するオリゴマー分子である。アクリル酸n−ブチルからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーは、反応性官能基として、アリル基、ビニルシリル基、ビニルエーテル基、ジシクロペンタジエニル基、下記一般式(a)から選ばれる重合性の炭素−炭素二重結合を有する基を、少なくとも1分子あたり1個、分子末端に有する、ラジカル重合によって製造されたものである。特に、塩化ビニル系モノマーとの反応性が良好なことから、重合性の炭素−炭素二重結合を有する基が、下記一般式(a):
−OC(O)C(R)=CH・・・・・(a)
で表される基が好ましい。
式(a)中、Rの具体例としては特に限定されず、例えば、−H、−CH、−CHCH、−(CH)nCH(nは2〜19の整数を表す)、−C、−CHOH、−CNの中から選ばれる基が好ましく、さらに好ましくは−H、−CHである。
次に、樹脂組成物のシート(基材)を製造する方法を説明する。
初めに、放射温度計S、4本のカレンダーロールC1〜C4、3本のテイクオフロールT、4本のガイドロールG、一対のエンボスロールEを主な構成要素とするカレンダー加工装置を始動させて、カレンダーロールC1〜C4、テイクオフロールT及びガイドロールGが、所定の速度で回転をさせる。
カレンダーロールC1〜C4の回転速度は、例えば10〜20m/minである。テイクオフロールTとガイドロールGの回転速度は、例えば15〜50m/minである。一対のエンボスロールEの回転速度は、例えば15〜50m/minである。
次に、後述の方法で溶融状態とされた樹脂組成物が、コンベヤHにより運ばれて、第1ロールと第2ロールの間に上方から投入される。
この際に、温度制御機構により、コンベヤH上の溶融樹脂組成物における位置Pの温度Rtが放射温度計Sで測定され、第1及び第2ロールC1,C2の表面温度を、Rtと同等又は同等以下に制御し、第3ロールC3の表面温度を、第1及び第2ロールC1,C2の両方の表面温度より低温となるように制御し、第4ロールC4の表面温度を、第3ロールC3の表面温度と同等又は同等以下に制御する。
例えば、第1及び第2ロールC1,C2の表面温度が、Rt±2℃に制御され、第3ロールC3の表面温度が(Rt−6℃)±2℃に制御され、第4ロールC4の表面温度が(Rt−12℃)±2℃に制御される。Rtは、例えば165〜175℃である。
この状態のカレンダーロールC1〜C4の間で、樹脂組成物は、最初は、第1ロールC1と第2ロールC2との間で、バンクを形成しつつ成形される。次に、この樹脂組成物は、第2ロールC2の表面により、第2ロールC2と第3ロールC3との間まで案内され、そこで再び成形される。更にこの樹脂組成物は、第3ロールC3の表面により、第3ロールC3と第4ロールC4との間に案内され、そこで更に成形される。この成形された樹脂組成物のシートは、第4ロールC4の表面に案内され移動する。
第4ロールC4からシートが最初に送り出される時は、あらかじめ、テイクオフロールT、ガイドロールG、エンボスロールEを上下方向に移動させ、ロール間の隙間を大きくした状態にしておく。そして、第4ロールC4から送り出されたシートの先端を、例えば、紐で縛り人手により紐を引くことにより、第4ロールC4から送り出されるスピードに合わせて、テイクオフロールT、ガイドロールG、エンボスロールE間を通す。その後、テイクオフロールT、ガイドロールG、エンボスロールEを、上下方向に移動させ、前述の図1の位置に戻す。すると、シートは、テイクオフロールT、ガイドロールG、エンボスロールEにより、これらのロールの間を自動的に移動する。
シートの自動的な移動について、詳述すれば、以下の通りである。なお、テイクオフロールTとガイドロールGの順番は、シート送りの上流側から数えるものとする。
第4ロールC4の表面により案内されて第4ロールC4から送り出されたシートは、テイクオフロールTにおける1本目の上側表面により案内されて移動し、その後、2本目の下側表面、3本目の上側表面により案内されて移動する。
次に、シートは、ガイドロールGの1本目の上側表面により案内されて移動し、その後、2本目の下側表面、3本目の上側表面、4本目の下側表面により案内されて移動する。
そして、シートは、一対のエンボスロールEにより案内され、巻き取りロール(図示略)側へと移動する。シートは一対のエンボスロールEの間で圧延され、シート表面が鏡面化される。なお、本実施形態では、カレンダーロールC1〜C4の第4ロールC4とエンボスロールEとの間で、樹脂組成物のシートを延伸するが、このシートの延伸は必ずしも必要ではない。
こうして、カレンダー加工装置を連続稼動することにより、シートが安定して長時間にわたり製造される。
カレンダーロール前の工程で、樹脂を溶融混練させる方法には特に限定はない。最初に、樹脂成分を所定量と、各種添加剤(熱安定剤、滑剤、安定化助剤、加工助剤、充填剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、強化剤、改質剤等)を配合したものを、例えばリボンブレンダー、スーパーミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ミキシングロール等の混合機および/または混合混練機等を用いて、ホットブレンドまたはコールドブレンド等の常法によって均一に混合または混合混練する。その際の配合順序等に特に限定はなく、本発明の目的を損なわない範囲の技術を任意に用いることができる。
このようにしてブレンドされた樹脂組成物を溶融混練する。その際には、コニーダー、バンバリーミキサー、押出機等の混練機等を用いて溶融しながら混練する。その後、組成物中に含まれる恐れのある異物の濾別と組成物の温度を均一化する目的でストレーナー押出機に通された後、カレンダー加工装置に投入される。
本実施形態の塩化ビニル系樹脂を主成分とする樹脂組成物には、必要に応じ熱安定剤、滑剤、安定化助剤、加工助剤、充填剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料等を、本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。
熱安定剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような熱安定剤としては、例えばジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジオクチル錫マレート、ジブチル錫ラウレート等の有機錫系熱安定剤;ステアリン酸鉛、二塩基性亜燐酸鉛、三塩基性硫酸鉛等の鉛系熱安定剤;カルシウム−亜鉛系熱安定剤;バリウム−亜鉛系熱安定剤;カルシウム−バリウム−亜鉛系熱安定剤;カドミウム−バリウム系熱安定剤;マグネシウム−アルミニウム系熱安定剤等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、5重量部以下の範囲である。
滑剤としては、ブリードアウト(シート製造後にシート表面に滲み出すこと、以下同じ)しやすいパラフィンワックス系滑剤、金属ステアレート系滑剤、アルコール系滑剤以外のものであれば、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような滑剤としては、例えば、ポリオレフィンワックス系滑剤、エステル系滑剤、オリゴマー系滑剤等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、3重量部以下の範囲である。
安定化助剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような安定化助剤としては、例えばエポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化テトラヒドロフタレート、エポキシ化ポリブタジエン、燐酸エステル
等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、5重量部以下の範囲である。
加工助剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような加工助剤としては、例えばアクリル酸−n−ブチル/メタクリル酸メチル共重合体、アクリル酸−2−エチルヘキシル/メタクリル酸メチル共重合体、アクリル酸−2−エチルヘキシル/メタクリル酸メチル/メタクリル酸−n−ブチル共重合体等のアクリル系加工助剤;ポリエステル系加工助剤等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、10重量部以下の範囲である。
充填剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような充填剤としては、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸リチウム、カオリングレー、石膏、マイカ、タルク、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、硼砂等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、50重量部以下の範囲である。
酸化防止剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような酸化防止剤としては、例えばフェノール系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、マグネシウム−アルミニウム系酸化防止剤等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、5重量部以下の範囲である。
光安定剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような光安定剤としては、例えばサリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤;ヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、5重量部以下の範囲である。
顔料としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような顔料としては、例えばアゾ系、インジゴ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ系、酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫化物・セレン化物系、フェロシアン化物系、群青系等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を併用しても良い。またその使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良いが、使用する場合には、好ましくは樹脂成分の総量100重量部に対し、20重量部以下の範囲である。
その他、本発明の目的を損なわない範囲の難燃剤、帯電防止剤、強化剤、改質剤等も必要に応じて適宜配合することができ、その使用量も特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲であれば良い。
なお、上記のシート状に形成された塩化ビニル系樹脂は、加熱によるエージング処理が施されていることが好ましい。上記したシート状に形成された可塑剤を含まない塩化ビニル系樹脂は、製造時に大きな力が必要となるため、シート状に形成された塩化ビニル系樹脂は応力が残留している場合があり、印刷後の高温乾燥時に、残留応力により記録媒体が
収縮する場合がある。そこで、塩化ビニル系樹脂のシートに対して加熱によるエージング処理を施すことにより、シート中の残留歪みを緩和することが好ましい。
エージング処理を施したシートにより構成された記録媒体は、高濃度印刷後の高温乾燥においても収縮せず、高寸法安定性を有した記録媒体となる。エージング処理を実施する温度は40℃以上80℃以下であることが好ましく、より好ましくは50℃以上60℃以下であり、エージング処理を実施する時間は、1時間以上24時間以下が好ましく、より好ましくは5時間以上15時間以下であるが、シート状に形成された塩化ビニル系樹脂の残留応力が緩和されれば条件は特に限定しない。例えば、エージング処理として、50℃の雰囲気で10時間の加熱処理を行う。なお、エージング処理としての加熱方法についても、特に限定はなく、公知の加熱方法が使用可能である。
さらに、上記シート状に形成された塩化ビニル系樹脂をサイン用途で使用する場合には、例えば、塩化ビニル系樹脂シートの片面に粘着層を形成し、次に、粘着層に接するようにセパレータ層を形成して記録媒体としてもよい。
2.インクジェット記録方法
次に、本実施形態に係るインクジェット記録方法の一例について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インクジェットヘッドから溶剤系インクを吐出し、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体に記録するインクジェット記録方法であって、前記記録媒体は可塑剤を含まず、かつ下記(1)、(2)を満たす、インクジェット記録方法である。
(1):FT−IRピーク波数が2924cm−1未満
(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満
本実施形態に係るインクジェット記録方法では、上記記録媒体に色材を含む溶剤系インクをインクジェットヘッドから吐出させて記録媒体へ記録を行う記録工程を有する。本実施形態では、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体が、インク中に含まれる溶剤と相溶する可塑剤を含まず、かつ上記(1)、(2)を満たすことにより、高濃度印刷が可能となり、さらには、高濃度印刷後の高温乾燥においても記録媒体が収縮しない。このため、この記録方法で得られた記録物が高寸法安定性を有し、なおかつ上記溶剤系インクを用いて記録しているため、得られた画像は堅牢性を備える。
ここで、上記記録工程における記録とは、インクジェットヘッドのノズルから溶剤系インクの液滴を吐出させて、記録媒体表面上に付着させることにより画像を記録するものである。これにより、記録媒体表面に溶剤系インクからなる画像が形成される。
本発明において「画像」とは、ドット群から形成される記録パターンを示し、テキスト印字、ベタ画像も含める。なお、「ベタ画像」とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録し、通常、記録媒体の記録領域がインクで覆われ記録媒体の地が見えていないような画像であるべき画像パターンを意味する。
なお、本実施形態において、溶剤系インクの記録媒体表面への最大付着量は、好ましくは5mg/inch以上15mg/inch以下である。溶剤系インクの記録媒体表面への最大付着量が前記範囲内にあると、溶剤系インクによる記録速度も速くできる点で好ましい。
また、本実施形態において、「高濃度印刷」とは、インクDUTYが90%以上である
印刷をさす。本実施形態では、上記した可塑剤を含まない記録媒体に対して記録しているため、溶剤系インクの溶剤が記録媒体中に留まることがなく、溶剤の揮発性に優れた速乾性の記録媒体となり、高濃度印刷におけるインクの凝集等が抑制される。
この高濃度印刷におけるインクの凝集については、DUTY制限値により評価することができる。「DUTY制限値」とは、インクの凝集等の画質不具合が発生しない最大DUTY値、つまり、「記録媒体の単位領域あたりに記録装置が形成可能なドット数(インク量)」に対する「記録媒体の単位領域あたりに記録媒体の吸収能力に応じて形成可能なドット数(最大DUTY)」の割合を意味する。本実施形態では、上記記録媒体を使用していることにより、DUTY制限値が90%以上となり、高濃度印刷が可能となる。
上記記録工程の後、記録媒体に付着させた溶剤系インクを乾燥させる乾燥工程を備える。乾燥工程では、記録媒体表面に付着させた溶剤系インクに触れた際に、べたつきが感じられない程度まで乾燥を行うことが好ましい。この乾燥工程は、自然乾燥で行ってもよいが、加熱を伴う乾燥であることが好ましい。加熱方法は、特に限定されるものではないが、この場合、記録媒体の温度が50℃以上70℃以下であることが好ましく、50℃以上60℃以下であることがより好ましい。記録媒体を前記温度となるように加熱することで、記録速度を速くすることができる。
本実施形態では、用いられる記録媒体が、(1):FT−IRピーク波数が2924cm−1未満であり、(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満であることにより、上記乾燥工程において高温で強制乾燥させても、記録媒体が収縮することがなく、寸法安定性に優れている。
3.実施例
以下、本発明を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。
・実施例1
<記録媒体の基材の調製>
基材として可塑剤を含まない厚み80μmの塩化ビニル樹脂系基材を調製し、その後50℃の雰囲気に10時間置いてエージング処理を行うことにより、基材の残留歪みを緩和して塩化ビニル樹脂系基材Aとした。エージング後の基材表面について、下記方法によりCHの伸縮振動に基づく吸収ピークの波数(cm−1)を測定した。
<基材表面のFT−IRピークの測定>
塩化ビニル樹脂系基材表面のFT−IRピークの測定は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR -6700Thunderdome製)に、全反射測定装置(ATR)をセットし、ゲルマニウムプリズム(Nicolet製)を用いて、入射角度45°、積算回数はオート(積算回数32回)、測定領域400〜4000cm−1の範囲でATR法により行い、得られたATRスペクトルの3000〜2800cm−1付近に見られるCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)を調べた。塩化ビニル樹脂系基材Aの表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)は2923.7cm−1だった。得られたスペクトルを図2に示す。
<記録媒体の作製>
次に、上記基材Aの片面に下記組成の粘着層形成組成物を乾燥膜厚20μmになるように塗布して粘着層を形成し、ついで、粘着層に下記の組成のセパレータ層形成組成物を乾
燥厚みが0.1μmになるように塗設して、セパレータ層を形成し、実施例1の記録媒体を得た。
粘着層形成組成物の組成:アクリル樹脂エマルジョンを酢酸ビニル樹脂と共重合させた改質タイプ接着剤。
セパレータ層形成組成物の組成:パルプを主成分とした基材の両面にポリエチレンをコーティングしたセパレータ。
<基材の収縮率の測定>
得られた記録媒体を幅方向に10mm、長さ方向(幅方向に直交する方向)に30mmに切り取り、予め幅方向及び長さ方向の放置前の長さを測定し、その後、基材を60℃の雰囲気に3時間放置した後の幅方向及び長さ方向の長さを測定し、放置前後の幅方向及び長さ方向における寸法変化から、次式により収縮率を求めた。
収縮率(%)={(放置前の長さ)−(放置後の長さ)}/(放置前の長さ)×100
<DUTY制限値の測定>
得られた記録媒体の塩化ビニル基材表面(粘着層が形成されていない側の面)に、下記組成の溶剤インクを搭載したインクジェトプリンター(SC−50650、セイコーエプソン株式会社製)を使用して、解像度720×1440dpi、走査回数6パスで印刷した後50℃で乾燥し、インクの凝集などの画質不具合が発生しない最大DUTY値を求めてDUTY制限値(%)とした。
溶剤インクは下記の組成であり、以下に記載のようにして調製した。
<溶剤インクの組成>
・ジエチレングリコールジエチルエーテル ・・・65〜70重量部
・ジエチレングリコールメチルエチルエーテル ・・・20重要部
・γ−ブチロラクトン ・・・10〜15重量部
上記組成の溶媒の一部に、カーボンブラック(三菱化学(株)製「MA−8」)3.5重量部と分散剤(ポリエステル系高分子化合物、武生ファインケミカル(株)製「ヒノアクトKF1−M」)2.0重量部とを添加し、ディゾルバーで3,000rpmにて1時間攪拌した後、ジルコニアビーズ(2mm)を充填したビーズミルで予備分散し、平均粒径5μm以下の顔料粒子を得た。
更に、ジルコニアビーズ(0.3mm)を充填したナノミルで本分散を行ない、顔料粒子の平均粒径が60nmの顔料分散液を得た。得られた顔料分散液を4,000rpmで攪拌しながら、バインダー樹脂(ローム&ハース社製「パラロイドB−99N」、分子量15,000、Tg=82℃、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとの共重合樹脂)3.0重量部と上記で作製した混合溶媒の残部とを添加して溶剤インクを調製した。
・実施例2
実施例1の塩化ビニル樹脂系基材Aと同様に調製して、可塑剤を含まない塩化ビニル樹脂系基材Bを得た。塩化ビニル樹脂系基材Bの表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)は2923.9cm−1であった。記録媒体は、実施例1と同様にして作製し、同様に収縮率とDUTY制限値を測定した。
・比較例1
実施例1の塩化ビニル樹脂系基材Aを、基材表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)が2924.5cm−1である塩化ビニル樹脂系基材Cに代え、その他は
実施例1と同様にして作製し、同様に収縮率とDUTY制限値を測定した。塩化ビニル樹脂系基材CのFT−IRスペクトルを図3に示す。
・比較例2
実施例1の塩化ビニル樹脂系基材Aを、基材表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)が2924.6cm−1である塩化ビニル樹脂系基材Dに代え、その他は実施例1と同様にして作製し、同様に収縮率とDUTY制限値を測定した。
・比較例3
実施例1の塩化ビニル樹脂系基材Aを、基材表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)が2925.2cm−1である塩化ビニル樹脂系基材Eに代え、その他は実施例1と同様にして作製し、同様に収縮率とDUTY制限値を測定した。
・比較例4
実施例1の塩化ビニル樹脂系基材Aを、基材表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)が2926.2cm−1である塩化ビニル樹脂系基材Fに代え、その他は実施例1と同様にして作製し、同様に収縮率とDUTY制限値を測定した。
・比較例5
実施例1の塩化ビニル樹脂系基材Aを、基材表面のCHの伸縮振動に基づくピークの波数(cm−1)が2926.3cm−1である塩化ビニル樹脂系基材Gに代え、その他は実施例1と同様にして作製し、同様に収縮率とDUTY制限値を測定した。
実施例1、2および比較例1〜5の基材のFT−IRピーク波数(cm−1)、収縮率(%)およびDUTY制限値(%)を下表1に示す。
実施例1、2では、可塑剤を含まないことにより、得られた記録物はインクの凝集等の画質不具合が発生しにくく、DUTY制限値が90%と高かった。これに対し、比較例2〜5ではインクの凝集等が多数発生して画質が低下し、DUTY制限値が低かった。また、実施例1、2では、エージング処理により残留応力を緩和した塩化ビニル樹脂系基材を使用したため、基材の収縮率が低かったのに対し、比較例1〜5では基材の収縮率が実施例より高く、寸法安定性に劣る結果となった。このように、記録媒体の印刷面である塩化ビニル樹脂系基材が可塑剤を含まず、なおかつ、(1):FT−IRピークが2924cm−1未満であり、(2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満、の3つの条件を満たさない場合には、記録媒体が収縮し、画質も低下することがわかった。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成するこ
とができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…プリンター、2…記録媒体、3…インクジェットヘッド、4…キャリッジ、5…キャリッジ移動機構、6…搬送機構、7…インクカートリッジ、8…タイミングベルト、9…パルスモーター、10…ガイドロッド、11…プラテン、12…フラッシングボックス

Claims (11)

  1. インクジェットヘッドから溶剤系インクを吐出し、塩化ビニル系樹脂からなる記録媒体に記録するインクジェット記録方法であって、
    前記記録媒体は可塑剤を含まず、かつ下記(1)、(2)を満たす、インクジェット記録方法。
    (1):3000〜2800cm −1 付近に見られる、アルカンのCHの伸縮振動に基づく吸収ピークのFT−IRピーク波数が2924cm−1未満
    (2):60℃で3時間放置前後の収縮率が1.8%未満
  2. 前記塩化ビニル系樹脂が、(A)塩化ビニル系モノマーと、(B)アクリル酸−n−ブチルからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーとの共重合体である、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記共重合体中の、前記(A)塩化ビニル系モノマーに由来する構造単位と、前記(B)アクリル酸−n−ブチルからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーに由来する構造単位との含有割合が、(A)/(B)=85質量%/15質量%〜75質量%/25質量%の範囲内である、請求項2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記溶剤系インクは、少なくとも下記一般式(1)で示されるポリオキシエチレングリコール系溶剤およびラクトン系溶剤から選ばれる1種を含むインクである、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
    11−(OC−OR12・・・・・(1)
    (一般式(1)中、R11、R12は炭素数1〜3のアルキル基であり、同一でも、異なっていてもよく、nは2〜4の整数である。)
  5. 前記ラクトン系溶剤は、γ−ブチロラクトン、もしくはγ−バレロラクトンである、請求項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記一般式(1)におけるR11、R12が直鎖状又は分枝状のアルキル基のものであり、かつ、沸点が大気圧下で150℃以上である、請求項又は請求項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記溶剤系インクは、さらにバインダー樹脂を含有する、請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  8. 前記バインダー樹脂が(メタ)アクリル樹脂である、請求項に記載のインクジェット記録方法。
  9. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法により記録する、インクジェット記録装置。
  10. 前記塩化ビニル系樹脂を、(A)塩化ビニル系モノマーと、(B)アクリル酸−n−ブチルからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーとを、(A)/(B)=85質量%/15質量%〜75質量%/25質量%の範囲で懸濁重合法により共重合させて得る、請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法に用いる記録媒体の製造方法。
  11. 前記塩化ビニル系樹脂を、加熱によるエージング処理を行う、請求項10に記載の記録媒体の製造方法。
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