JP7112667B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
また、別の本発明は、処理液及び白色インクを用いたインクジェット記録方法において、耐ひび割れ性及び白色度を向上させることができるインクジェット記録方法(第2の発明)を提供することを目的とする。
また、本発明者らは、白色顔料を含む白インクに無機微粒子を入れることで白色度が優れ、かつひび割れの少ない画像の記録を行うことができることを見出した(第2の発明)。
[1]
記録媒体を加熱する加熱工程と、
加熱工程で加熱された前記記録媒体へ白色水系インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して前記記録媒体へ付着するインク付着工程とを備え、
前記インク付着工程を前記インクジェットヘッドと前記記録媒体との相対位置を走査方向へ変えながらインク組成物を吐出する走査を複数回行うことにより行い、1回の走査の最大時間が0.8秒以上であり、
前記白色水系インク組成物が白色顔料である第1粒子と前記第1粒子とは異なる種類の粒子であり無機微粒子である第2粒子とを含有する、インクジェット記録方法。
[2]
前記白色水系インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を前記記録媒体に付着する工程を備える、
[1]記載のインクジェット記録方法。
[3]
前記第1粒子の体積平均粒子径が150nm以上であり、前記第2粒子の体積平均粒子径が100nm以下である、
[1]又は[2]に記載のインクジェット記録方法。
[4]
前記第1粒子が無機酸化物からなる白色顔料であり、前記第2粒子が無機酸化物の粒子である、
[1]~[3]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[5]
前記第1粒子が前記白色水系インク組成物中に7~15質量%含まれる、
[1]~[4]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[6]
前記白色水系インク組成物が前記第1粒子100質量部に対して前記第2粒子を1~20質量部含む、
[1]~[5]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[7]
インク付着時の前記記録媒体の表面温度が30~45℃である、
[1]~[6]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[8]
前記白色水系インク組成物が前記処理液との混合後の粘度の増加率が2.5倍以下である、
[2]に記載のインクジェット記録方法。
[9]
前記記録媒体の走査方向の幅が50cm以上である、
[1]~[8]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
[10]
前記処理液の付着量が前記白色水系インク組成物の付着量の5~20質量%である付着領域を有する、
[2]に記載のインクジェット記録方法。
[11]
前記処理液に含まれる前記凝集剤が多価金属塩、カチオンポリマー、有機酸の1種以上である、
[2]に記載のインクジェット記録方法。
[12]
前記第2粒子が前記第1粒子より透過率が高い、
[1]~[11]のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
さらに前記第1の[1]~[12]の何れか1つ以上の態様を備える上記第2の発明の一態様のインクジェット記録方法である。
本実施形態に係るインクジェット記録方法では、白色顔料である第1粒子と第1粒子とは種類が異なる無機微粒子である第2粒子とを含有する白色水系インク組成物(以下、単に白色インク組成物という。)を用いる。水系とは水を組成物の主要な溶媒成分の1つとする組成物であり水の組成物における含有量は40質量%以上が好ましい。
なお、単に第1粒子、第2粒子という場合、これらを区別して言う程度の意味であり、これらの成分や特性を限定する意味ではない。
第1粒子は白色顔料である。白色顔料とは、白色インク組成物に含む顔料であり、インクに該白色顔料を含むことでインクが白色インク組成物となるような顔料である。また、顔料を固形分10質量%で含む顔料の水分散液を上記の白色インク組成物と同様に記録媒体に付着させ同様に測色したときの測色値が白色インク組成物を満たすような顔料を白色顔料としてもよい。
第2粒子は第1粒子とは種類が異なる粒子である。種類が異なるとは粒子の大きさが異なるか材質が異なることをいう。粒子の大きさが異なるとは前述の体積平均粒子径が異なることをいう。材質が異なるとは、粒子の材料が異なることを言う。例えば酸化マグネシウムと酸化ジルコニウムの様な関係をいう。
第2粒子が第1粒子とは粒子の大きさが異なる場合、第1粒子が第2粒子よりも体積平均粒子径が大きいことが好ましく、70nm以上大きいことが好ましく、100nm以上大きいことがより好ましく、150nm以上大きいことがさらにより好ましく、200nm以上大きいことが特に好ましい。また限るものでは無いが300nm以下で大きいことが好ましい。
第2粒子は第1粒子とは材質が異なることが好ましく、材質が異なりかつ粒子の大きさが異なることがより好ましい。
これらの場合、透過率がより高いものにできる点や、第1粒子の隙間に入り込むことで、第1粒子による耐目詰まりの低下を防止できることがより優れる点で好ましい。
何れの場合も、第2粒子は、無機微粒子を固形分10質量%の水分散液としてこれを上記の白色インク組成物と同様に記録媒体に付着させ同様に測色したときの測色値が-4.5≦a*≦2、-10≦b*≦2.5、の範囲を満たすことが好ましい。白色インク組成物に用いるものであるため第2粒子が無彩色なものであることが好ましい。該測色値が-4.5≦a*≦2、-10≦b*≦2.5、の範囲を満たすことを無彩色とする。
さらに後述するように第2粒子が第1粒子と比べて透過率が高いことが好ましい。つまり、無色透明か無色透明に近いものであるものが好ましい。
このような無機微粒子を白色顔料と併用することにより、白インクに必要な画質(遮蔽性や白色度)を維持しつつ、耐目詰まり性を向上させることができる。
また、インクがこのような無機微粒子である第2粒子を含むことにより、耐ひび割れ性が優れる。その原因としては下記の様に推測する。処理液を用いる記録方法を行う場合、非白色インクと白色インクを重ねて記録すると、後加熱工程後の温度低下の際にひび割れが発生することがある。後加熱工程によりインク層が加熱されその後の冷却がされ、その際に白色インクの層と非白色インクの層とで収縮率が異なるなどのためと推測する。処理液を用いると処理液によりインクの成分が凝集して急激に固化してインク層を形成し、このようなインク層のほうがひび割れがより発生しやすい。インク層において第2粒子が第1粒子の隙間に入り込むことで第1粒子のひび割れの発生を抑制すると推測する。ただしこれは推測であって原因はこれに限るものではない。
また第2粒子の含有量は、インク組成物100質量%に対して、0.1~5質量%であることが好ましく、0.5~3質量%であることがより好ましく、0.5~2質量%であることがさらに好ましい。
白色インク組成物は、樹脂粒子を含んでもよい。これにより、画像の定着性及び耐擦性を向上させることができる。樹脂粒子は樹脂エマルジョンなどの形態で用いることができる。
樹脂を構成する成分(樹脂の重合に用いるモノマー成分)に少なくともアクリル系モノマーを用いたものをアクリル系樹脂とする。アクリル系樹脂はアクリル系モノマーとアクリル系モノマー以外のモノマーとの共重合体でも良い。アクリル系モノマーを少なくとも用いた単独重合体又は共重合体である。このなかでも、アクリル系モノマーとビニル系モノマーを用いたビニル-アクリル共重合体が好ましく、ビニル系モノマーの中でもスチレンを用いた、スチレン-アクリル共重合体がより好ましく、スチレンと(メタ)アクリル酸を少なくとも用いた共重合体樹脂がさらに好ましい。
樹脂の中でも、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂が好ましくアクリル系樹脂がより好ましい。
なお、上記の共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、及グ ラフト共重合体のうちいずれの形態であってもよい。
白色インク組成物は、ワックスを含んでもよい。記録用ヘッドが加熱された場合、水分の蒸発に伴い樹脂粒子が凝集固着し、記録用ヘッドのノズル目詰まりをひきおこして、安定した吐出が妨げられる可能性がある。これに対してワックスを併用すると、水分蒸発の際のポリマー粒子の凝集が抑制される。これにより、記録用ヘッドのノズルへの樹脂粒子の固着による、吐出不良、目詰まりを抑制することができ、ひいては記録安定性に優れるインク組成物となる。また、高温記録時において、ワックスは樹脂粒子による皮膜が脆くなりすぎることを抑制する。そのため、高温記録したとしても耐擦性が劣化しにくいインク組成物となる。
白色インク組成物は、有機溶剤を含むことが好ましく、より好ましくは標準沸点180~250℃の有機溶剤を含む。これにより、ヘッド内のインク組成物に含まれる有機溶剤の揮発を防止して、ノズルの目詰まりを防止できる。また、記録媒体上においてインク組成物と混合した際には速やかに有機溶剤を揮発させることができ、記録媒体において、十分な画質を得ることができる。
アミドエーテル系としては例えば、アルコキシアルキルアミドとも言うものがあげられ、例えば、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-メトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-エトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-ブトキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-n-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド、3-iso-プロポキシ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-tert-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミドなどがあげられる。
ポリオール化合物としては炭素数4以下のアルカンのポリオール、炭素数4以下のアルカンのポリオールの水酸基同士の分子間縮合物があげられる。該炭素数は3以下が好ましい。分子間縮合物の縮合した分子数は2~4が好ましい。
アルカンジオール化合物としては炭素数5以上のアルカンのジオール化物があげられる。該炭素数は5以上が好ましく10以下が好ましく7以下がより好ましい。
グリコールエーテル化合物としてはアルカンジオールの水酸基の1つまたは2つがエーテル化したものがあげられエーテルはアルキルエーテルまたアリールエーテエルがあげられ前者が好ましい。
上記の有機溶剤またはその他の有機溶剤の例としては、特に限定されないが、具体的には、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、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル1,3-ヘキサンジオール、ジエチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-iso-プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ-iso-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-iso-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-iso-プロピルエーテル、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、iso-ブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノール等のアルコール類又はグリコール類が挙げられる。その他の溶剤は、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。
含窒素溶剤の含有量は、インク組成物の総量に対して、好ましくは3.0質量%以上であり、より好ましくは5.0質量%以上30質量%以下であり、さらに好ましくは7質量%以上25質量%以下であり、よりさらに好ましくは10質量%以上20質量%以下である。
白色インク組成物は、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、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が好ましい。
白色インク組成物は、水を含む。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、顔料分散液及びこれを用いたインクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。
本実施形態で用いるインクは、その保存安定性及びヘッドからの吐出安定性を良好に維持するため、目詰まり改善のため、又はインクの劣化を防止するため、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤などの、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法では、白色インク組成物に加えて、白色インク組成物以外の非白色水系インク組成物を用いてもよい。非白色水系インク組成物は白色インク組成以外の着色インク組成物が好ましい。着色インク組成物は記録媒体を着色して用いるインク組成物である。
以下、カラーインク組成物ともいうがブラックインク組成物であってもよく、非白色の着色インク組成物をさしていう。カラーインク組成物も、水系が好ましく、水の組成物における含有量は40質量%以上が好ましい。
カラーインク組成物は非白色色材を含む。非白色色材とは、白色色材以外の色材のことを指す。非白色色材として顔料又は染料を用いることができるが、好ましくは、顔料が用いられる。顔料としては、特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を記録媒体に付着する工程を備えることが好ましい。処理液は、好ましくは、水を組成物の主要な溶媒成分の1つとする水系組成物であり、水の組成物における含有量は40質量%以上が好ましい。処理液はさらに有機溶剤を含有しても良い。処理液を用いることで、インク組成物の画質等を優れたものにすることができる。一方、画像の光沢が低下することがある。その原因としては処理液によりインクの成分が凝集してインク膜が平滑化しにくいためと推測する。処理液は、インク組成物を付着させる前に記録媒体に付着させることが好ましい。処理液を予め記録媒体に塗布しておくことにより、記録媒体に直接インク組成物を付着させる場合と比べて、画質を向上させることができる。以下に処理液中の成分について説明する。成分を凝集させるインク組成物は白色インク組成物であってもよいし非白色インク組成物であってもよい。
凝集剤は、インク組成物に含まれるいずれかの成分、好ましくは色材と樹脂のいずれかと反応することで、インク組成物に含まれる樹脂とともに色材を凝集させるという機能を有する。これにより、着弾後にインク滴の色材を凝集させて増粘させ、インク滴間の干渉を抑えることができ、濃度むらのない画像を形成できる。
ポリアミン樹脂は樹脂の主骨格中にアミノ基を有する樹脂であり、エピハロヒドリンとアミン化合物から生成される樹脂などがあげられる。ポリアリルアミン樹脂は、ポリアリルアミンの四級塩等であってもよい。ポリアミド樹脂は樹脂の主骨格中にアミド基を有する樹脂である。水に可溶であり且つ水中で正に荷電するカチオンポリマーである。
処理液は、好ましくは有機溶剤を含み、さらに好ましくは標準沸点180~250℃の有機溶剤を含む。これにより、ヘッド内の処理液に含まれる有機溶剤の揮発を防止して、ノズルの目詰まりを防止できる。また、記録媒体上においてインク組成物と混合した際には速やかに有機溶剤を揮発させることができ、記録媒体において、十分な画質を得ることができる。
インクの粘度の増加率は、インクに含む凝集剤によって凝集する成分として、より凝集しやすいものを用いることで高くすることができ、より凝集しにくいものを用いることで低くすることができる。このような成分としては顔料、樹脂があげられる。
本実施形態に係る記録装置は、本実施形態の記録方法で記録を行う記録装置である。以下、本実施形態に係る記録装置の構成の一例を説明する。
コントローラー10は、インクジェット記録装置100の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部11(I/F)は、コンピューター90とインクジェット記録装置100との間でデータの送受信を行うためのものである。CPU12は、インクジェット記録装置100全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー13は、CPU12のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。CPU12は、ユニット制御回路14により各ユニットを制御する。なお、インクジェット記録装置内の状況を検出器群60が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラー10は各ユニットを制御する。
本実施形態では、記録媒体1としては、非吸収性又は低吸収性の記録媒体を用いることが好ましい。非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体は、低吸収、さらには非吸収であるほど水系インク組成物のはじきによる埋まり性が低下しやすい。そこで、そのような記録媒体に対して、本実施形態に係るインクジェット記録方法を用いることが有利となる。非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体は、記録媒体自身の耐水性や耐久性があり記録物を様々な用途に利用でき有用である。
ガラスなどのインク非吸収性又は低吸収性の記録媒体を用いることもできる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述した白色インク組成物を加熱された記録媒体に付着するインク付着工程を有するものである。以下、記録方法について手順を追って説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インク付着工程の前又はインク付着工程の際に記録媒体1を加熱する工程を備える。この記録媒体1の加熱は、例えば、プラテンヒーター4aを用いて行われる。ただし、記録媒体を加熱する手段はプラテンヒーターに限られず、記録媒体に対して熱を有する空気を送る送風手段や記録媒体へ熱を発生する放射線を照射する手段でもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述した処理液を記録媒体に付着させる工程を備えることが好ましい。処理液付着工程は、インク組成物を凝集させる凝集剤を含む処理液を記録媒体に付着させる工程である。凝集剤は、インク組成物に含まれる顔料や、インク組成物に含まれ得る顔料分散樹脂などと反応して、顔料を凝集させるという機能を有する。これにより、インク組成物を用いて記録される画像のブリード等の発生を抑制することができ、優れた画質の画像が得られる。反面、ひび割れが発生しやすくなる傾向があるが本発明によればひび割れ低減が可能となり好ましい。
インク組成物付着工程は、白色インク組成物と、カラーインク組成物と、を含むインクセットを、インクジェットヘッドから吐出して、低吸収性または非吸収性の記録媒体1へ付着する工程である。白色インク組成物及びカラーインク組成物を吐出する順序に限定はない。そして、記録媒体上において白色インク組成物の画像と、カラーインク組成物の画像が重なるように記録することが好ましい。
「1回の走査の最大時間」とは、1回の走査において、記録媒体の走査方向の端から端まで仮に記録した場合に、インクジェットヘッドの一点が記録媒体と対向している時間をいう。なお記録方法を行う際には記録すべき画像に応じて上記の1回の走査の最大時間より短い時間の走査も行われてもよい。1回の走査の最大時間は、より好ましくは0.8~5秒以下であり、より好ましくは0.8秒以上4秒以下であり、さらに好ましくは1秒以上3秒以下であり、特に好ましくは1.5~2.5秒である。1走査を1パスともいう。
1回の走査の最大時間が上記範囲以上であることにより、記録媒体の幅が広い表示用などに有用な記録物の作成が可能となり好ましい。反面、走査の最大時間が長ければ走査中のノズルのインクの乾燥が生じやすく、目詰まりが生じやすくなるが、本実施形態によれば耐目詰まりが優れ好ましい。なお、走査における平均走査速度は、好ましくは60~100cm/秒である。
走査数をパス数ともいう。シリアル方式の記録方法の場合に、記録媒体の記録するある位置に対して、ある組成物の記録に用いるノズル群が対向して通過する走査の回数を該組成物の走査数という。走査数は組成物毎に決められる。例えばノズル列にあるインクを充填し該ノズル列を記録に用いる場合に、1回の副走査の距離が該ノズル列の副走査方向の長さの2分の1の距離だった場合、該インクの走査数は2である。走査数が多いほうが、付着させる組成物の合計の付着量を多くすることができることや組成物を複数回の走査で分けて付着させることができる点で好ましい。一方、走査数が少ない場合、記録速度が早い点で好ましい。走査数は1回の副走査の距離を短くすることで多くすることができ、該距離を長くすることで少なくすることができる。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インク付着工程後に、さらに記録媒体を加熱する後加熱工程を含むことが好ましい。この後加熱工程は、例えば、アフターヒーター5により行われる。これにより、記録媒体上のインク組成物を乾燥させるとともに、インク組成物に含まれる樹脂が、溶融し、埋まり性の良い記録物を形成することができる。後加熱工程における記録媒体の加熱温度は、好ましくは60℃以上であり、より好ましくは60~150℃であり、さらにより好ましくは70℃以上120℃以下であり、よりさらに好ましくは80℃以上110℃以下である。加熱温度が上記範囲内であることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。
以上、第1の発明の実施形態を説明したが、以下に、第2の発明の実施形態について説明する。
なお、第2の発明においては、加熱工程で加熱された記録媒体にインクの付着を行うことは必ずしも必要ない。
前述したようにひび割れは白画像の上に非白色画像を重ねて記録する場合に発生する傾向がある。白画像とカラー画像が加熱乾燥後の収縮率が異なることが原因と推測する。
補足すると、白色顔料に用いる白色顔料は平均粒子径が比較的大きいものであることや含有量が比較的多いことがあり、非白色インクとはインク層の収縮率が異なることがある。白色顔料の間に無機微粒子が入り込むことで白画像の収縮率を非白色画像のものに近づけることができ、又は、収縮時の応力を緩和できたことによりひび割れが低減できたと推測される。処理液を使うと非白色インク組成物の凝集により塗膜のひび割れ性が悪化する傾向があった。本発者らは、この処理液使用時の耐ひび割れ性に対し無機微粒子が有効であることを見出した。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の例において実施例の名前になっている例は、第1の発明に該当する例であり、第2の発明においては実施例の名前になっている例が比較例に該当するものある。
各材料を下記の表1に示す組成(質量%)で混合し、十分に撹拌し、種々の処理液及び白色インク組成物を準備した。顔料、樹脂、ワックスはそれぞれの固形分のインク等における含有量である。実施例では、第1インク組成物として白色インク組成物を準備し、第2インク組成物として非白色インク組成物、具体的にはシアンインク組成物を準備した。
顔料は事前に分散剤樹脂(スチレンアクリル系の水溶性樹脂)と顔料:分散剤樹脂が6:1の質量比で水に混合しビーズミルで撹拌して顔料分散液を調製し、これをインクの調製に用いた。凝集剤として多価金属塩の水和物を用いる場合は、固形分は水和物の水を除いた固形分としている。
凝集剤A:多価金属塩「硫酸マグネシウム・7水和物」
凝集剤B:カチオンポリマー「カチオマスターPD-7、ポリアミン樹脂(エピクロルヒドリン-アミン誘導体樹脂)」
樹脂: スレンアクリル系「ジョンクリル62」
ワックス:ポリエチレン系「AQ515」
界面活性剤:シリコン系「BYK348」
二酸化チタン、コロイダルシリカ(シリカ粒子)は、市販の二酸化チタン顔料やコロイダルシリカを入手して必要に応じてこれを分級して表中の平均粒径(体積平均粒子径)となるように調製して用いた。
エプソン製SC-S40650改造機を作製した。ヘッドは記録媒体の搬送方向の上流側とその下流側さらにその下流側に3個配置した。上流から第1ヘッド、第2ヘッド、第3ヘッドとする。第1ヘッドの1ノズル列に処理液、第2ヘッドの1ノズル列に白色インク、第3ヘッドの1ノズル列に非白インク組成物(カラーインク組成物)を充填した。カラーインク組成物として、「白Aインク」の組成において白色顔料と無機酸化物微粒子の代わりに、Pigmentblue15:3を3質量%含むシアンインクを調製した。記録媒体に白色インク組成物で記録した。表3において処理液を記載した例は処理液記録後に白インクを重ねて記録した。試験によっては白色インク組成物にさらにカラーインク組成物で重ねて記録した。なお1走査(パス)ごとにプラテンの横のフラッシングボックスで全ノズルのフラッシングを行った。3つのヘッドと対向する共通プラテンにはプラテンヒータを設けた。ヘッドより下流のアフターヒーター(二次乾燥炉)で二次乾燥をおこなった。プラテンヒーターを制御して付着工程時の記録媒体表面温度を表中の値とした。ただし25℃の例はプラテンヒーターをオフにした。二次乾燥は80℃で行った。
白色インク: 14mg/inch2
カラーインク: 12mg/inch2
処理液: インク合計付着量に対して表中の付着量。カラー使用時は白色インク及びカラーインクの合計付着量に対して表中の付着量。
処理液、インク毎に走査数を8とした。つまり1回の副走査の距離を1つのヘッドのノズル列の副走査方向の長さの8分の1の距離とした。
記録媒体としてLAGジェット E-1000ZC(リンテック製 透明塩化ビニルフィルム)を使用した。これを切断又は張り付けて記録媒体幅を表中の値とした。記録媒体幅のため1走査(パス)時間は表中の値となった。
表中に記載の凝集増粘率は、インクと処理液を10:1の質量比で混合し1分撹拌後、粘度を25℃で測定した場合における、混合前のインクの粘度に対する混合後の混合液の粘度の倍率である。
白色インク組成物で記録したテストパターンを目視で評価した。
A ベタ面内に濃淡のムラや、淵のインクたまり無し。
B ベタ面内に濃淡のムラはないが、淵のインクたまりが若干あり。
C ベタ面内に濃淡のムラ、淵のインクたまりが共にあり。
白画質と同じ条件で記録したテストパターンを使用し、画像の白色度(L*)を、分光測色計Gretag Macbeth Spectrolino(製品名、X-RITE社製)によって測定した。測定時にはOD値2.1の黒色台紙を下地として用いた。
A L*値75以上
B L*値70以上75未満
C L*値70未満
白画質と同じ条件で記録したテストパターンを使用し、該テストパターン部を蛍光灯に透かした際の蛍光灯の外観の目視の見え方により評価した。
A ほとんど見えない
B にごって見える
C はっきり見える
白画質と同じ条件でメディアの全体に3×3cmの四角形のテストパターンを縦横方向に並べて記録し、各テストパターン間を3cmの間隔で離して記録した。2時間連続で記録した。記録後、白ノズル列(360個ノズル)の検査を行った。記録中にテストパターンから外れたノズルは使用しないので間欠印刷となりノズルの乾燥が進む。なお実施例1の記録条件でシアンインクまで用いてシアンインクのパターンを白インクのパターンに重ねて記録し同様に2時間連続印刷した後のシアンインクの耐目詰まり性はAであった。
A 不吐出ノズル無し
B 不吐出ノズル2%以下
C 不吐出ノズル2%超5%以下
D 不吐出ノズル5%超
白画質と同じ条件で記録したテストパターンを使用して下記のように耐擦性を評価した。ただし記録媒体はGIY43R5(リンテックサインシステム社製透明塩ビ)を用いた。二次乾燥は80℃環境で10分乾燥とした。
A 学振耐擦試験で、荷重500g10回擦った際に剥がれが生じない。
B 学振耐擦試験で、荷重500g10回擦った際に剥がれが生じるが、評価面積に対し1割以内の剥がれであった。
C 学振耐擦試験で、荷重500g10回擦った際に剥がれが1割以上生じた。
白色画像の上にカラーインク組成物でカラー画像を記録し、カラー画像を目視で観察した。
A 画像中に濃淡むらが無い。
B 画像中に細かな濃淡ムラが見える。
C 画像中に大きな濃淡ムラが見える
白色画像の上にカラーインク組成物でカラー画像を記録し、カラー画像を目視で観察した。ただしカラーインクは、3mg/inch2と12mg/inch2でそれぞれ別々に記録し、白画像の上のカラー画像を目視で観察した。
A カラーインク12mg/inch2において画像中にひび割れが無い。目視、ルーペともにひび割れが見えない。
B カラーインク12mg/inch2において目視ではひび割れが見えないがルーペで見える。
C カラーインク12mg/inch2において目視でもひび割れが見える。
D カラーインク3mg/inch2において目視でもひび割れが見える。
第1粒子と第2粒子を含む白色インクを用いて加熱された記録媒体へインクの付着を行い1走査の最大時間が0.8秒以上である実施例は何れも白画質が優れ白色度と耐目詰まり性が優れていた。これに対してそうではない比較例は何れも、白色度と耐目詰まり性の何れかが劣っていた。以下詳細を記す。
実施例12,13と1の比較、25と15の比較から、インク付着時の記録媒体温度が高いほうが白画像がより優れる反面、耐目詰まり性は低下した。
実施例5と9の比較、10、11と1の比較、26と15の比較から、1走査最大時間が長いほど耐目詰まり性は低下する傾向があったが白画質はよくなる傾向があった。1走査最大時間が長いほど次の走査までの時間が長くインクの乾燥が進み白画質が向上すると推測する。
比較例1、2、6はインクが第2粒子を含まず耐目詰まり性が劣った。
比較例3~5、7~9は、インクが第1粒子を含まず白色度が劣った。
参考例1、2は1走査の最大時間が0.8秒未満であり表示用などに有用な記録物の記録が行えないものであった。また白画質が劣ったが1走査の最大時間が短く次の走査までにインクが乾燥できなかったためと推測する。
参考例3~5は加熱した記録媒体へインクの付着をおこなうものではなかったため白画質が劣った。なお、参考例5はインクが第2粒子を含むものでは無かったにもかかわらず耐目詰まり性は比較的よかった。
また第2の発明として見ると、実施例のうち第1粒子と第2粒子を含む白色インクと処理液とを用いている実施例14~26と参考例4は何れも白色度とカラー画質と耐ひび割れ性が優れていた。これに対してそうではない実施例1~13、比較例は、何れも白色度とカラー画質と耐ひび割れ性の何れかが劣っていた。以下詳細を記す。
実施例22、23と14の比較から処理液の付着量が多い方が耐ひび割れ性が低下した。
実施例25と15の比較からインク付着時の記録媒体温度が高いほうがカラー画質がより優れていた。
実施例26と15の比較から、1走査最大時間が長いほどカラー画質が向上する傾向があった。1走査最大時間が長いほど次の走査までの時間が長くインクの乾燥が進みカラー画質が向上すると推測する。
比較例6、参考例5はインクが第2粒子を含まず耐目詰まり性が劣った。
比較例3~5、7~9はインクが第1粒子を含まず白色度が劣った。
実施例1~13、比較例1、2、参考例1~3は処理液を用いずカラー画質が劣った。
Claims (15)
- 記録媒体を加熱する加熱工程と、
加熱工程で加熱された前記記録媒体へ白色水系インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して前記記録媒体へ付着するインク付着工程とを備え、
前記インク付着工程を前記インクジェットヘッドと前記記録媒体との相対位置を走査方向へ変えながらインク組成物を吐出する走査を複数回行うことにより行い、1回の走査の最大時間が0.8秒以上であり、
前記加熱工程は、前記インク付着工程の際に行われ、前記加熱工程による前記インク付着時の前記記録媒体の表面温度が30~45℃であり、
前記白色水系インク組成物が白色顔料である第1粒子と前記第1粒子とは異なる種類の粒子であり無機微粒子である第2粒子とを含有し、
前記記録媒体は、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体である、インクジェット記録方法。 - 前記白色水系インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を前記記録媒体に付着する工程を備える、
請求項1記載のインクジェット記録方法。 - 前記第1粒子の体積平均粒子径が150nm以上であり、前記第2粒子の体積平均粒子径が100nm以下である、
請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。 - 前記第1粒子が無機酸化物からなる白色顔料であり、前記第2粒子が無機酸化物の粒子である、
請求項1~3のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記第1粒子が前記白色水系インク組成物中に7~15質量%含まれる、
請求項1~4のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記白色水系インク組成物が前記第1粒子100質量部に対して前記第2粒子を1~20質量部含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - インク付着時の前記記録媒体の表面温度が30~40℃である、
請求項1~6のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記白色水系インク組成物が前記処理液との混合後の粘度の増加率が2.5倍以下である、
請求項2に記載のインクジェット記録方法。 - 前記記録媒体の走査方向の幅が50cm以上である、
請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記処理液の付着量が前記白色水系インク組成物の付着量の5~20質量%である付着領域を有する、
請求項2に記載のインクジェット記録方法。 - 前記処理液に含まれる前記凝集剤が多価金属塩、カチオンポリマー、有機酸の1種以上である、
請求項2に記載のインクジェット記録方法。 - 前記第2粒子が前記第1粒子より透過率が高い、
請求項1~11のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 1回の走査の最大時間が1~5秒である、
請求項1~12のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記記録媒体の走査方向の幅が80~500cmである、
請求項1~13のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。 - 前記加熱工程の加熱を、プラテンヒーター、IRヒーター、送風手段のいずれかにより行う、
請求項1~14のいずれか一項に記載のインクジェット記録方法。
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