JP7427915B2 - インクジェット記録方法及びインクセット - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット記録方法及びインクセットに関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。例えば、特許文献1には、インクの成分を凝集又は増粘させる凝集剤を含む処理液と、インクとをこの順に重ねて付着させる記録方法が記載されている。
特開2015-147405号公報
特許文献1に示されるように、凝集剤を含む処理液と、インク組成物と、を用いると、顔料等のインク組成物の成分が凝集して早期に記録媒体に固定されることで、優れた画質が得られる。一方で、白色インク組成物と処理液とを用いて記録する場合、耐擦性が低下しやすい。つまり、凝集剤を含む処理液及び白色インク組成物を用いるインクジェット記録方法は、優れた画質を得ながら、優れた耐擦性を示す画像を得るという点において課題を有している。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、インクジェット記録方法により形成される非白色インク層と、白色インク層と、処理液層とが重なる領域を有し、当該白色インク組成物及び当該非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含み、又は、白色インク組成物及び非白色インク組成物の一方が、樹脂粒子を含み、他方が水溶性樹脂を含み、且つ、水溶性樹脂のガラス転移温度が、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高い場合に、優れた画質を示し、さらに優れた耐擦性を示す画像を有する記録物が得られることを見出した。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
本発明の一実施形態は、白色インク組成物と、非白色インク組成物と、凝集剤を含む処理液と、を用いる記録媒体へのインクジェット記録方法であって、
当該処理液を当該記録媒体へ付着させ、処理液層を形成する処理液付着工程と、
当該非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して当該記録媒体へ付着させ、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、
当該白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して当該記録媒体へ付着させ、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、
を含み、
当該記録媒体が、当該非白色インク層と、当該白色インク層と、当該処理液層とが重なる領域を有し、
当該白色インク組成物及び当該非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含み、又は、当該白色インク組成物及び当該非白色インク組成物の一方が、樹脂粒子を含み、他方が水溶性樹脂を含み、
当該水溶性樹脂のガラス転移温度が、当該樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高い、
インクジェット記録方法に関する。
本発明の一実施形態は、白色インク組成物と、非白色インク組成物と、凝集剤を含む処理液と、を含む、記録媒体への記録方法に用いるインクセットであって、
当該記録方法が、
当該処理液を当該記録媒体へ付着し処理液層を形成する処理液付着工程と、
当該非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して当該記録媒体に付着し非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、
当該白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して当該記録媒体へ付着し白色インク層を形成する白色インク付着工程と、含み、
当該非白色インク層と当該白色インク層と当該処理液層とが重なる領域を有するインクジェット記録方法であり、
当該白色インク組成物及び当該非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含み、又は、当該白色インク組成物及び当該非白色インク組成物の一方が、樹脂粒子を含み、他方が水溶性樹脂を含み、
当該水溶性樹脂のガラス転移温度が、当該樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高いガラス転移温度を有する、インクセットに関する。
当該白色インク組成物が、好ましくは、当該樹脂粒子と当該水溶性樹脂とを含む。当該白色インク組成物及び当該非白色インク組成物の少なくとも一方が、当該樹脂粒子と当該水溶性樹脂とを含み、当該インク組成物における当該樹脂粒子の含有量が、好ましくは、当該水溶性樹脂の含有量の2倍以上である。当該水溶性樹脂が、好ましくは、当該樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度より、10~100℃高いガラス転移温度を有する。当該水溶性樹脂が、好ましくは90℃以上のガラス転移温度を有し、当該樹脂粒子の樹脂が、好ましくは90℃未満のガラス転移温度を有する。当該樹脂粒子の樹脂が、好ましくは、アクリル系樹脂を含み、当該水溶性樹脂が、好ましくはウレタン系樹脂を含む。当該非白色インク組成物が、好ましくは、クリアインク組成物を含み、当該非白色インク付着工程が、好ましくは、当該クリアインク組成物をインクジェットヘッドから吐出して当該記録媒体へ付着させ、当該非白色インク層として、クリアインク層を形成する。当該処理液に含まれる当該凝集剤が、好ましくは、多価金属塩、有機酸、又はカチオンポリマーを含む。当該非白色インク付着工程、又は当該白色インク付着工程における、インク組成物の付着時の当該記録媒体の表面温度が、好ましくは45℃以下である。当該処理液付着工程、当該非白色インク付着工程、及び当該白色インク付着工程の後に、記記録媒体を加熱する後加熱工程を含み、前記後加熱工程の前記記録媒体の表面温度が90℃以下であることが好ましい。当該非白色インク組成物が、好ましくは、非白色着色インク組成物を含み、当該非白色インク付着工程が、好ましくは、当該非白色着色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して当該記録媒体へ付着させ、当該非白色インク層として、非白色着色インク層を形成する。当該非白色インク付着工程により形成した当該非白色インク層に、当該白色インク付着工程により、当該白色インク層を形成することが好ましい。
本実施形態に用い得るインクジェット記録装置の一例の全体の概略を示す側面図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。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、白色インク組成物と、非白色インク組成物と、凝集剤を含む処理液(以下、単に「処理液」ともいう)と、を用いる記録媒体への記録方法である。
また、本実施形態の記録方法は、処理液を記録媒体へ付着させ、処理液層を形成する処理液付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、を含む。
本実施形態のインクジェット記録方法では、記録媒体が、非白色インク層と、白色インク層と、処理液層とが重なる領域を有する。
本実施形態のインクジェット記録方法では、白色インク組成物及び非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含み、又は、白色インク組成物及び非白色インク組成物の一方が、樹脂粒子を含み、他方が水溶性樹脂を含む。
本実施形態のインクジェット記録方法では、水溶性樹脂のガラス転移温度が、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高い。
本実施形態のインクジェット記録方法は、以上の構成を有することで、優れた画質を示し、さらに優れた耐擦性を示す画像を有する記録物が得られる。
本実施形態の記録方法により、上述の効果が得られる理由は定かではないが、以下のように考えられる。ただし、理由は下記のものに限定されない。
凝集剤を含む処理液と、インク組成物と、を用いると、顔料等のインク組成物の成分が凝集して早期に記録媒体に固定されることで、優れた画質が得られる。一方で、処理液を用いると、インク組成物の成分が凝集することで、粗大粒子が生成されやすくなり、画像表面に凹凸が形成され、耐擦性が低下することがある。白色インク組成物と処理液とを用いて記録する場合、特に粗大粒子が生成されやすく、塗膜の表面を充分に平滑化することができず、耐擦性が低下しやすくなる。耐擦性を向上させる手段として、画像を記録媒体上に定着させる樹脂粒子をインク組成物に用いることが挙げられるが、インク組成物に水溶性樹脂をさらに含有させて印刷したところ、水溶性樹脂も定着樹脂の機能を示し、記録物の耐擦性が向上した。
また、樹脂粒子と水溶性樹脂との組合せを検討する中で、以下の二つの知見を得た。第1に、樹脂粒子としてガラス転移温度が低いものを用いることで、加熱時に画像の平滑化がしやすく、記録物の耐擦性に優れる。第2に、水溶性樹脂は、加熱によらず画像を平滑化することができるため、水溶性樹脂としてガラス転移温度が高いものを用いることで、記録物の耐擦性に優れる。よって、樹脂粒子及び水溶性樹脂を用い、水溶性樹脂のガラス転移温度が、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高いものの組み合わせを選択することで、より優れた耐擦性が得られることが見出された。
以下、各実施形態において、各種用語の定義は以下のとおりである。
「処理液層」、「非白色インク層」及び「白色インク層」における「層」とは、重なりをなすものの一つを意味する。各層は、例えば、ベタ画像のように連続的な領域に付着したものであってもよいし、ドットが島状に形成されたものであってもよい。
「重なる」又は「重ねる」とは、記録媒体上で層の少なくとも一部が重なっていればよい。
「樹脂粒子」とは、インク組成物の媒体中で分散している樹脂を意味する。
「水溶性樹脂」とは、常温(25℃)で水に1質量%で樹脂を混合、攪拌後、液体全体が白濁することがないものや、液中に沈降物がないものをいう。
インクジェット記録方法
本実施形態の記録方法は、処理液を記録媒体へ付着させ、処理液層を形成する処理液付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、を含む。
処理液付着工程、非白色インク付着工程及び白色インク付着工程は、使用する記録媒体や、その用途に応じて、いかなる順序で行ってもよい。例えば、処理液付着工程、白色インク付着工程、及び非白色インク付着工程の順序であってもよく、処理液付着工程、非白色インク付着工程、及び白色インク付着工程の順序であってもよい。
非白色インク付着工程として、クリアインク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、クリアインク層を形成するクリアインク付着工程、又は、非白色着色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、非白色着色インク層を形成する非白色着色インク付着工程を有していてもよい。
非白色付着工程により形成した非白色インク層上に、白色インク付着工程により、白色インク層を形成することが好ましい。また、非白色インク層上に直接白色インク層が形成されていることが好ましい。このような順序で層が形成されることで、記録物の画質及び耐擦性をより向上させることができる。
本実施形態のインクジェット記録方法が、非白色インク付着工程として、クリアインク付着工程、及び、非白色着色インク付着工程を有する場合、処理液付着工程、クリアインク付着工程、非白色着色インク付着工程、及び白色インク付着工程は、使用する記録媒体や、その用途に応じて、いかなる順序で行ってもよい。そのような順序の中でも、処理液付着工程、白色インク付着工程、非白色着色インク付着工程、及びクリアインク付着工程の順序が好ましい。
以下、本実施形態のインクジェット記録方法について、処理液付着工程、白色インク付着工程、非白色着色インク付着工程、及びクリアインク付着工程の順序で説明するが、当該順序には限定されない。
-インクジェット記録装置-
図1は、本実施形態の記録方法に用い得るインクジェット記録装置1の一例の全体の概略を示す側面図である。図1に示すように、インクジェット記録装置1は、記録媒体の給送部10と、搬送部20と、記録部30と、乾燥装置90と、排出部70とを備えている。また、インクジェット記録装置1は、図示しないプレヒーターも備えており記録媒体Fは記録前から加熱されていてもよい。
乾燥装置90は、記録媒体の乾燥工程を行う第1乾燥部40と、本実施形態に係る記録方法により得られた記録物を乾燥する第2乾燥部50とを有する。第2乾燥部50は、記録媒体を加熱するためのヒーターを備える。乾燥装置90におけるヒーターは、非接触式ヒーターであっても、接触式ヒーターであってもよい。
給送部10は、記録媒体Fを搬送部20へ給送することができるように設けられている。具体的には、給送部10は、ロール媒体ホルダー11を有し、ロール媒体ホルダー11が記録媒体Fを保持している。そして、ロール媒体ホルダー11を回動させることにより、送り方向Y下流側の搬送部20へ記録媒体Fを給送することができるように構成されている。なお、記録媒体Fはロール状に限定されない。
さらに、搬送部20は、給送部10から送られた記録媒体Fを記録部30へ搬送することができるように設けられている。具体的には、搬送部20は、第1送りローラー21を有し、送られた記録媒体Fをさらに送り方向Y下流側の記録部30へ搬送することができるように構成されている。
記録部30は、搬送部20から送られた記録媒体Fに対して処理液を付着させ、インク組成物を吐出して記録することができるように設けられている。具体的には、記録部30は、処理液付着工程を行うヘッド31と、白色インク付着工程を行うヘッド32と、非白色着色インク付着工程を行うヘッド33と、クリアインク付着工程を行うヘッド34と、媒体支持部としてのプラテン35と、を備える。処理液付着工程を行うヘッド31と、白色インク付着工程を行うヘッド32と、非白色着色インク付着工程を行うヘッド33と、の配列順序は、本実施形態のインクジェット記録方法の工程順序に応じて適宜変更可能である。非白色着色インク付着工程を行うヘッド33は、図では1個のヘッドであるが、2種以上の非白色着色インクを用いる場合は、2個以上のヘッドを使用してもよい。その場合、例えば、記録装置が、ラインプリンタ又はシリアルプリンタの場合に、記録媒体の搬送方向に、2個以上のヘッドが、順番に設けられていてもよい。または、記録装置がシリアルプリンタの場合に、図の手前-奥の方向に、2個以上のヘッドが順番に設けられていてもよい。
なお、処理液の付着方法はインクジェットに限定されず、特に処理液はローラー塗布、スプレー塗布などにより付着させてもよい。必要な領域に付着位置や付着量を高精度で付着可能な点でインクジェットが好ましい。
インクジェット記録装置1は、各ヘッドがラインヘッドであり、搬送される記録媒体に対して、1回の走査で記録を行うライン記録方式で記録を行うラインプリンタでもよい。ラインヘッドは、記録場体の記録幅以上の長さを有するインクジェットヘッドである。または、各ヘッドが記録媒体に対し図の手前-奥方向へ移動しながらインクを記録媒体へ付着する主走査と、記録媒体が搬送される副走査と、を交互に繰り返し行うシリアル記録方式で記録を行うシリアルプリンタでもよい。
プラテン35は、記録媒体Fを裏面から支持することができるように設けられている。また、プラテン35には、記録媒体Fに付着した処理液及びインク組成物を乾燥させる第1乾燥部40が設けられている。さらに、プラテン35より送り方向Y下流側には、第2送りローラー43が設けられている。そして、第2送りローラー43は、記録された記録媒体Fを送り方向Y下流側である第2乾燥部50へ送ることができるように構成されている。
第2乾燥部50は、記録媒体Fに付着した処理液及びインク組成物をさらに乾燥させることができるように構成されている。さらに、第2乾燥部50の出口64近傍には、第3送りローラー65が設けられている。第3送りローラー65は、記録媒体Fの裏面と接触するように配設され、送り方向Y下流側である排出部70へ記録媒体Fを送ることができるように構成されている。
さらに、排出部70は、第2乾燥部50から送られた記録媒体Fをさらに送り方向Y下流側へ送り、インクジェット記録装置1の外部へ排出することができるように設けられている。具体的には、排出部70は、第4送りローラー71と、第5送りローラー72と、第6送りローラー73と、第7送りローラー74と、巻き取りローラー75とを有している。このうち、第4送りローラー71及び第5送りローラー72は、記録媒体Fと接触するように配設されている。また、第6送りローラー73及び第7送りローラー74はローラー対を成すように配設されている。そして、巻き取りローラー75は、第6送りローラー73及び第7送りローラー74によって排出された記録媒体Fを巻き取るように設けられている。
以下、本実施形態のインクジェット記録方法に用いる各種材料について、詳細に説明する。
―インク組成物―
本実施形態のインクジェット記録方法では、白色インク組成物及び非白色インク組成物を含むインク組成物を用いる。ここで、本実施形態においては、白色インク組成物及び非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含む、又は、白色インク組成物及び非白色インク組成物の一方が、樹脂粒子を含み、他方が水溶性樹脂を含む。つまり、白色インク組成物と非白色インク組成物の、少なくとも何れかに樹脂粒子が含まれ、少なくとも何れかに水溶性樹脂が含まれる。インク組成物がこのように樹脂粒子及び水溶性樹脂を含むことで、優れた耐擦性を示す記録物が得られる。樹脂粒子及び水溶性樹脂は、それぞれ、独立して、いずれのインク組成物に含有されていてもよい。本実施形態のインクジェット記録方法により形成された各層が重なることによって、白色インク層の形成による凹凸の平滑化に寄与すれば、いずれのインク組成物に含有されていてもよい。
非白色インク組成物としては、例えば、非白色着色インク組成物及びクリアインク組成物が挙げられる。これらのインク組成物は、いずれか一方のインク組成物を用いてもよいし、両方のインク組成物を用いてもよい。
なお、水溶性樹脂はインク組成物の媒体中に溶解したものであり、顔料分散剤としての樹脂ではないものである。水溶性樹脂は、白色インク組成物以外のインク組成物に含有される場合も、白色インク組成物と重ねて記録することで、記録物の耐擦性をより向上させることができる。ただし、白色インク組成物の成分と同一層内に存在しやすくすることが好ましく、白色インク組成物が水溶性樹脂を含有することが好ましい。水溶性樹脂を含有するインク組成物は、白色インク組成物と重ねて記録することが好ましいが、クリアインク組成物であれば重ねて記録がしやすい。非白色着色インク組成物が水溶性樹脂を含有する場合であって、デザイン上、記録媒体上に白色インク層のみが存在する領域がある場合、例えば、記録物の、白色インク層に対して見て用いる側の反対側に、別途非白色着色インク層を設けることで、白色インク組成物と重ねて記録することができる。
別の観点から、インク組成物が樹脂粒子及び水溶性樹脂を含むことで、本実施形態のインクジェット記録方法により得られる記録物のひび割れを抑制することができる。従来、記録物が非白色インク層と白色インク層とが重なる領域を有するよう、白色インク組成物と非白色インク組成物とを積層印刷する場合、記録後の乾燥の際にインク積層膜にひび割れ(クラック)が発生しやすくなるという課題を有していた。当該ひび割れの課題は、処理液を用いた場合、特に顕著になる。これは、インク組成物が処理液と反応することでインク組成物中の成分が凝集して粗大粒子が形成され、これが記録後の乾燥時にひび割れの原因になるためと推測される。また、白色インク組成物と非白色インク組成物の積層膜を形成した場合にひび割れが起こることから、積層する各インク層の成分が異なる場合にひび割れが発生すると推測される。インク組成物に、水溶性樹脂を含有させたところ、記録物のひび割れが低減することがわかった。これは、熱収縮の際、白色インク層及び非白色インク層のひび割れを和らげる効果があったものと推測される。また、記録後の乾燥を、低い温度や短時間でできることも、ひび割れ低減には有利である。
本実施形態のインクジェット記録方法では、水溶性樹脂のガラス転移温度は、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高い。水溶性樹脂と、樹脂粒子における樹脂とが、このような範囲のガラス転移温度の関係を有することで、記録物の優れた耐擦性を得ることができる。
水溶性樹脂は、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度より、5℃以上高いことが好ましく、10℃以上高いことがより好ましい。また、水溶性樹脂は、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度より、10℃以上100℃以下高いガラス転移温度を有することが好ましく、20℃以上80℃以下高いガラス転移温度を有することがより好ましく、30℃以上60℃以下高いガラス転移温度を有することがさらに好ましい。水溶性樹脂と、樹脂粒子における樹脂とが、このような範囲のガラス転移温度の関係を有することで、記録物の耐擦性をより向上させることができる。なお、水溶性樹脂と、樹脂粒子の樹脂のガラス転移温度の差は、本実施形態のインクジェット記録方法で使用するインク組成物中に含まれる水溶性樹脂又は樹脂粒子が、複数種のものを用いる場合は、それらのなかでいずれかの組合せで上記の範囲の関係を満たせばよい。さらに、複数種のものを用いる場合、水溶性樹脂と、樹脂粒子の樹脂のガラス転移温度の関係は、用いる水溶性樹脂及び当該樹脂粒子の組み合わせの数のうち、1/4以上の組み合わせで、上記の範囲の関係を満たすことがより好ましい。さらには組み合わせの数のうち、1/2以上の組み合わせで上記関係を満たすことがより好ましく、3/2以上の組み合わせで上記の関係を満たすことが、さらにより好ましい。さらには、用いる水溶性樹脂及び当該樹脂粒子の全ての組み合わせにおいて、上記の範囲の関係を満たすことが、特に好ましい。
水溶性樹脂及び樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度は、JIS K7121:1987に準拠し、示差走査熱量測定(DSC)により測定できる。示差走査熱量測定(DSC)装置の市販品としては、例えば、「DSC6220」(製品名、セイコー電子株式会社製)が挙げられる。
―――樹脂粒子―――
本実施形態に係る樹脂粒子は、樹脂を含有する。樹脂粒子を用いることにより、インク組成物の乾燥に伴い、樹脂粒子と、色材等の他の成分とがそれぞれ互いに融着して記録媒体に固着されるため、記録物における画像の耐擦性をより向上させることができる。樹脂粒子の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ビニルピロリドン系樹脂、ビニルピリジン系樹脂、ビニルカルバゾール系樹脂、ビニルイミダゾール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、及びフッ素系樹脂が挙げられる。これらの中でも、アクリル系樹脂、又はウレタン系樹脂が好ましく、アクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、アクリル系モノマーとビニル系モノマーとの共重合体であってもよく、例えば、アクリルスチレン樹脂であってもよい。ウレタン系樹脂は、分子中にウレタン構造を多数有する樹脂である。なお、アクリル系モノマーを用いて調製したものでもあるウレタン系樹脂は、ウレタン系樹脂とする。
本実施形態に係る樹脂粒子は、樹脂エマルションの樹脂粒子であることが好ましい。樹脂エマルションは、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。樹脂エマルションとしては、公知の材料及び製造方法により得られるものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。樹脂エマルションの市販品としては、特に限定されないが、例えば、モビニール966A(製品名、日本合成化学工業株式会社製、アクリル樹脂エマルション)、マイクロジェルE-1002、マイクロジェルE-5002(以上製品名、日本ペイント株式会社製)、ボンコート4001、ボンコート5454(以上製品名、DIC株式会社製)、SAE1014(製品名、日本ゼオン株式会社製)、サイビノールSK-200(製品名、サイデン化学株式会社製)、ジョンクリル7100、ジョンクリル390、ジョンクリル711、ジョンクリル511、ジョンクリル7001、ジョンクリル632、ジョンクリル741、ジョンクリル450、ジョンクリル840、ジョンクリル62J、ジョンクリル74J、ジョンクリルHRC-1645J、ジョンクリル734、ジョンクリル852、ジョンクリル7600、ジョンクリル775、ジョンクリル537J、ジョンクリル1535、ジョンクリルPDX-7630A、ジョンクリル352J、ジョンクリル352D、ジョンクリルPDX-7145、ジョンクリル538J、ジョンクリル7640、ジョンクリル7641、ジョンクリル631、ジョンクリル790、ジョンクリル780、ジョンクリル7610(以上製品名、BASF社製)、NKバインダーR-5HN(製品名、新中村化学工業株式会社製、アクリル樹脂エマルション、固形分量44%)が挙げられる。
樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度は、好ましくは-30℃以上であり、耐ひび割れ性を向上させる観点から、より好ましくは20℃以上であり、さらに好ましくは40℃以上である。また、そのガラス転移温度は、耐擦性をより向上させる観点から、さらに好ましくは50℃以上であり、よりさらに好ましくは60℃以上である。当該ガラス転移温度は、好ましくは120℃以下であり、記録物の耐擦性をより向上させる観点から、より好ましくは90℃未満であり、さらに好ましくは80℃以下である。
樹脂粒子は、市販品を用いることもできる。その場合、上述の方法でガラス転移温度を測定し、所望のガラス転移温度を有するものを選択すればよい。または、樹脂粒子は、公知の方法で、重合により調製して得てもよい。この場合、乳化重合、溶液重合などを用いることができる。調製して得る場合、重合に用いる単量体により、重合体のガラス転移温度が異なる点を利用して、用いる単量の種類やその組成比を調整すればよい。上述の方法で、ガラス転移温度を測定し、所望のガラス転移温度になるように、単量体の種類や組成比を調整して、フィードバックし重合を行えばよい。
樹脂粒子の体積平均粒子径は、好ましくは10nm以上300nm以下であり、より好ましくは20~200nmであり、更に好ましくは50~150nmである。体積平均粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。このような粒度分布測定装置としては、例えば、マイクロトラックベル社製の「ナノトラック」シリーズ(商品名)などが挙げられる。体積平均粒子径は、D50で示される値とする。
樹脂粒子の樹脂の重量平均分子量は、好ましくは1万~30万であり、より好ましくは2~20万である。樹脂粒子の樹脂の数平均分子量は、好ましくは1万~30万であり、より好ましくは2~20万である。上記各範囲の場合、耐擦性などがより優れ好ましい。
樹脂粒子の含有量は、インク組成物の総質量に対して、好ましくは1.0質量%以上15.0質量%以下であり、より好ましくは2.0質量%以上10.0質量%以下であり、さらに好ましくは3.0質量%以上8.0質量%以下である。当該含有量は、1種のインク組成物における含有量を意味する。上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性などをより向上させることができる。
樹脂粒子の含有量は、2種以上のインク組成物に含む場合は、樹脂粒子を含むインク組成物の総質量に対する樹脂粒子の各含有量を、合計したものが、好ましくは1.0質量%以上15.0質量%以下であり、より好ましくは2.0質量%以上10.0質量%以下であり、さらに好ましくは2.5質量%以上8.0質量%以下である。当該合計は、本実施形態のインクジェット記録方法で使用するインク組成物のうちの樹脂粒子を含有するインク組成物の総量に対する樹脂粒子の合計含有量でもある。上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性などをより向上させることができる。
―――水溶性樹脂―――
本実施形態に用いるインク組成物には、水溶性樹脂が含まれる。水溶性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、水溶性アクリル系樹脂、水溶性スチレン-アクリル系樹脂、水溶性アクリロニトリル-アクリル系樹脂、水溶性酢酸ビニル-アクリル系樹脂、水溶性ポリウレタン系樹脂、水溶性ポリエステル系樹脂が挙げられる。これらの中でも、水溶性アクリル系樹脂、水溶性ポリウレタン系樹脂、又は水溶性ポリエステル系樹脂であることが好ましく、水溶性アクリル系樹脂であることが好ましい。ここでもアクリル系樹脂は、アクリル系モノマーとビニル系モノマーとの共重合体であってもよく、例えば、スチレン-アクリル系樹脂であってもよい。
水溶性樹脂は、親水性の構造を分子中に多く有することで、水溶性にすることができ、好ましい。親水性の構造としては、例えば、水酸基、ポリアルキレン基、カルボキシル基及びその塩等が挙げられる。
水溶性アクリル系樹脂は、例えば、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等の酸性基を有するモノマーを共重合モノマーとする共重合体樹脂である。共重合体樹脂は、下記の3種のモノマーの共重合体であることが好ましい。
a)酸性基を有するモノマー
b)ホモポリマーのTgが100℃以上となるモノマー
c)ホモポリマーのTgが30℃以下となるモノマー
上記の共重合体の水溶性を高めるために、酸性基を部分的又は完全に塩基性物質で中和することが好ましい。塩基性物質としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属含有塩基性物質、アンモニア、アルカノールアミン、アルキルアミン等の含窒素塩基性物質が挙げられる。これらの中でも、含窒素塩基性物質が好ましい。
含窒素塩基性物質の沸点(1atm)は、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。このような範囲の沸点の含窒素塩基性物質で中和することで、より優れた画質を得ることができる。
水溶性樹脂は、アクリル酸、又はメタクリル酸を共重合モノマーとして含有し、アンモニアで部分的又は完全に中和されている樹脂であることが好ましい。
水溶性ポリウレタン樹脂は、分子中にウレタン構造を多数有する樹脂である。上述するような親水性の構造を分子中に有するように調製されたものを用いることができる。なお、アクリル系モノマーを用いて調製したものでもあるポリウレタン樹脂は、ポリウレタン樹脂とする。
水溶性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは1万~30万であり、より好ましくは2~20万である。水溶性樹脂の数平均分子量は、好ましくは1万~30万であり、より好ましくは2~20万である。上記各範囲の場合、耐擦性などがより優れ好ましい。
水溶性樹脂のガラス転移温度は、好ましくは90℃以上であり、より好ましくは100℃以上であり、さらに好ましくは105℃以上である。当該ガラス転移温度は、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは180℃以下であり、さらに好ましくは150℃以下である。水溶性樹脂のガラス転移温度の測定方法は、上述の樹脂のガラス転移温度の測定方法と同様である。
水溶性樹脂も、前述の樹脂粒子と同様に、市販品を用いることや、公知の方法で、重合により調製して得てもよい。また同様にして、所望のガラス転移温度を有する水溶性樹脂を得ることができる。
水溶性樹脂の含有量は、インク組成物の総質量に対して、好ましくは0.1質量%以上15.0質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以上10.0質量%以下であり、さらに好ましくは1.0質量%以上5.0質量%以下である。当該含有量は、1種のインク組成物における含有量を意味する。上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
水溶性樹脂の含有量は、水溶性樹脂を含むインク組成物が2種以上の場合は、インク組成物の総質量に対する水溶性樹脂の各含有量を、合計したものが、好ましくは0.1質量%以上15.0質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以上10.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.8質量%以上8.0質量%以下である。当該含有量は、水溶性樹脂を含むインク組成物の総質量に対する水溶性樹脂含有量をも意味する。上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
樹脂粒子及び水溶性樹脂の合計含有量は、好ましくは1.1質量%以上であり、より好ましくは2.0質量%以上であり、さらに好ましくは3.0質量%以上である。当該合計含有量が当該下限値以上であることで、記録物の画質及び耐擦性をより向上させることができる。樹脂粒子及び水溶性樹脂の合計含有量は、好ましくは30.0質量%以下であり、より好ましくは20.0質量%以下であり、さらに好ましくは10.0質量%以下であり、よりさらに好ましくは8.0質量%以下である。当該合計含有量が当該上限値以下であることで、記録物の耐目詰り性をより向上させることができる。
樹脂粒子及び水溶性樹脂の合計含有量は、樹脂粒子を含むインク組成物における、インク組成物の総質量に対する樹脂粒子の各含有量を合計したものと、水溶性樹脂を含むインク組成物における、インク組成物の総質量に対する水溶性樹脂の各含有量を合計したものと、を合計したものである。
本実施形態のインクジェット記録方法で使用するインク組成物において、樹脂粒子を含有するインク組成物の、樹脂粒子の含有量の合計は、水溶性樹脂を含有するインク組成物の、水溶性樹脂の含有量の合計に対して、好ましくは、2倍以上であり、より好ましくは3倍以上であり、さらに好ましくは4倍以上である。上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性をより向上させることができる。上限は、限るものではないが、15倍以下が好ましく、10倍以下がより好ましく、5倍以下がさらに好ましい。
上記の、樹脂粒子の含有量の合計/水溶性樹脂の含有量の合計の比は、好ましくは30/70以上95/5以下であり、より好ましくは50/50以上90/10以下であり、さらに好ましくは60/40以上85/15以下である。当該比が、上記範囲内であることにより、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
また、インク組成物が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含有するインク組成物を含む場合は、該インク組成物において、樹脂粒子の含有量と水溶性樹脂の含有量の合計が、上記範囲であることも好ましい。また、該インクにおいて、樹脂粒子の含有量が、水溶性樹脂の含有量に対し、上記範囲であることも好ましい。
これらの場合、同一のインク組成物に樹脂粒子と水溶性樹脂を、上記の範囲で含有することで、インク層中において、樹脂粒子と水溶性樹脂が、層内の同じ個所に、上記の質量比の範囲で存在しやすくなり、上記の効果が特に奏しやすく、好ましい。さらに樹脂粒子と水溶性樹脂とを含有するインク組成物は、非白色インク組成物であってもよく、白色インク組成物であってもよく、白色インク組成物である場合、インク層中において樹脂粒子と水溶性樹脂が、白色インクの他の成分と、インク層中の近い箇所に存在しやすくなり、上述の効果が、特に奏しやすく、好ましい。
―――界面活性剤―――
本実施形態のインクジェット記録方法で使用するインク組成物は、好ましくは界面活性剤を含む。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。これらの中でも、記録媒体へのインク等の濡れ広がりが優れる点で、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール及び2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに2,4-ジメチル-5-デシン-4-オール及び2,4-ジメチル-5-デシン-4-オールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、オルフィン104シリーズ、オルフィンE1010等のEシリーズ(以上製品名、エアプロダクツ株式会社製)、サーフィノール465、サーフィノール61(製品名、日信化学工業株式会社製)が挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、S-144、S-145(以上製品名、AGC株式会社製)、FC-170C、FC-430、フロラード-FC4430(以上製品名、住友スリーエム株式会社製)、FSO、FSO-100、FSN、FSN-100、FS-300(以上製品名、Dupont社製);FT-250、251(以上製品名、株式会社ネオス製)が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。シリコーン系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、BYK-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349(以上製品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、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(以上製品名、信越化学株式会社製)が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、各インク組成物の総質量に対し、好ましくは0.1質量%以上5.0質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以上3.0質量%以下である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、記録媒体に付着したインク組成物の濡れ性がより向上する傾向にある。
-記録媒体-
本実施形態のインクジェット記録方法における記録媒体は、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体であっても、吸収性記録媒体であってもよいが、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体が好ましい。吸収性記録媒体は、耐水性や耐擦性などに劣り、表面にインク受容層を設けて構成した吸収性記録媒体の場合、高コストとなる場合がある。それに対して、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体は、耐水性、耐擦性、表面にインク受容層を設けて構成した吸収性記録媒体と比べて低コストの点で優れる。
ここで、「低吸収性記録媒体」又は「非吸収性記録媒体」は、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msecまでの水吸収量が10mL/m2以下である記録媒体をいう。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙-液体吸収性試験方法-ブリストー法」に述べられている。
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。具体的には、表面に塗料を塗布し、美感や平滑さを高めた紙で、経済産業省の「生産動態統計分類」で印刷用塗工紙に分類されるものが挙げられる。塗料としては、カオリン等のクレイ、炭酸カルシウム等の無機化合物である白色顔料と、デンプン等の接着剤を混合して作成するものが挙げられる。塗料の塗布量としては10~40g/m2程度が好ましい。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙、キャスト紙等の記録本紙が挙げられる。
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク吸収層を有していないプラスチックフィルム、表面にプラスチックがコーティングされている記録媒体、表面にプラスチックフィルムが接着されている記録媒体、鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート、ガラスが挙げられる。
ここでいう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、ポリプロピレン、ポリアクリルが挙げられる。
以下、本実施形態のインクジェット記録方法の各工程について、詳細に説明する。
-処理液付着工程-
処理液付着工程は、凝集剤を含む処理液を記録媒体へ付着させ、処理液層を形成する工程である。付着手段としては、特に限定されないが、例えば、ローラー塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布を利用することができる。なお、本実施形態のインクジェット記録方法は、処理液付着工程中又は処理液付着工程後において記録媒体へ付着した処理液の少なくとも一部を乾燥する工程をさらに有していてもよい。
処理液の付着量は、記録媒体上で処理液が付着した領域(以下、「処理液の付着領域」ともいう。)の単位面積当たりで、好ましくは1mg/inch2以上10mg/inch2以下であり、より好ましくは1mg/inch2以上7mg/inch2以下である。以下、各実施形態においてこの付着量を単に「処理液の付着量」ともいう。処理液の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質がより優れる傾向にある。
処理液の付着量は、全てのインク組成物の合計付着量に対して、好ましくは1質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上40質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上30質量%以下である。処理液の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質がより優れる傾向にある。
処理液に含まれる凝集剤の付着量は、処理液の付着領域の単位面積当たりで、好ましくは3×10-5mmol/inch2以上150×10-5mmol/inch2以下である。当該付着量は、より好ましくは5×10-5mmol/inch2以上であり、さらに好ましくは10×10-5mmol/inch2以上であり、よりさらに好ましくは20×10-5mmol/inch2以上である。当該付着量は、より好ましくは100×10-5mmol/inch2以下であり、さらに好ましくは80×10-5mmol/inch2以下であり、よりさらに好ましくは50×10-5mmol/inch2以下であり、さらにより好ましくは40×10-5mmol/inch2以下である。当該付着量が上記範囲内であることにより、記録物の画質がより向上する。
-処理液-
処理液は、凝集剤を含む。処理液が凝集剤を含むことにより、加熱をしなくても、白色インク組成物及び非白色着色インク組成物に含まれる顔料を早期に凝集させることができ、白色インク組成物及び非白色着色インク組成物の凝集ムラを防止することが可能となり、画質に優れる記録物を得ることができる。
――凝集剤――
凝集剤としては、特に限定されないが、例えば、多価金属塩、有機酸、及びカチオンポリマーが挙げられる。
―――多価金属塩―――
多価金属塩としては、特に限定されないが、例えば、酸の多価金属塩が挙げられる。
多価金属塩としては、特に限定されないが、例えば、マグネシウム、カルシウム等の周期表の第2族のアルカリ土類金属;チタン、ジルコニウムの周期表の第3族の遷移金属;アルミニウム等の周期表の第13族の土類金属;及びランタン、ネオジム等のランタノイド;の塩を挙げることができる。これらの中でも、周期表の第2族のアルカリ土類金属の塩が好ましく、カルシウム塩又はマグネシウム塩がより好ましく、カルシウム塩がさらに好ましい。
多価金属と塩を形成する酸としては、特に限定されないが、例えば、カルボン酸、硫酸、硝酸、塩酸、及びチオシアン酸が挙げられる。カルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、及び安息香酸が挙げられる。これらの中でも、カルボン酸、又は硝酸が好ましく、酢酸、プロピオン酸、又は硝酸がより好ましく、プロピオン酸、又は硝酸がさらに好ましい。
これらの多価金属塩の中でも、カルボン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硫酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及びチオシアン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩が挙げられる。多価金属塩を構成する上記多価金属と有機酸又は無機酸は、いずれを組み合わせたものであってもよく、水和物であってもよい。なお、多価金属塩は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
―――有機酸―――
有機酸としては、特に限定されないが、例えば、リン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸、及び酢酸が挙げられる。これらの中でも、1価又は2価以上のカルボン酸が好ましい。なお、有機酸は1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
また、有機酸は塩の状態であってもよい。ただし有機酸の塩で多価金属塩でもあるものは多価金属塩とする。有機酸塩としては、特に限定されないが、例えば、上記有機酸の1価の金属塩が挙げられる。金属塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等の周期表第1族のアルカリ金属塩が挙げられる。有機酸の塩としては、特に限定されないが、例えば、酢酸ナトリウムなどが挙げられる。なお、有機酸塩は1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
―――ポリマー―――
ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、カチオンポリマーが挙げられる。カチオンポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、アミン系ポリマーが挙げられる。アミン系ポリマーは構造中にアミノ基を有する樹脂であればよい。アミン系樹脂としては、アミン・エピクロロヒドリン縮合型ポリマー、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体などのアミン系ポリマーが挙げられる。カチオンポリマーは、処理液に可溶な樹脂、又は樹脂エマルションなどの状態で処理液中に分散するものが好ましく、前者がより好ましい。
処理液中、凝集剤の含有量は、処理液の総質量に対して、好ましくは0.1質量%以上30.0質量%以下である。凝集剤の含有量は、より好ましくは1.0質量%以上であり、さらに好ましくは5.0質量%以上であり、よりさらに好ましくは10.0質量%以上である。凝集剤の含有量は、より好ましくは25.0質量%以下であり、さらに好ましくは20.0質量%以下である。凝集剤の含有量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質をより向上させることができる。
――界面活性剤――
処理液は、界面活性剤を含んでいてもよい。処理液に含まれる界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、及びカチオン性界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
処理液における界面活性剤の含有量は、処理液の総質量に対して、好ましくは0.1質量%以上3.0質量%以下であり、より好ましくは0.2質量%以上2質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以上1.5質量%以下である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、処理液の濡れ性がより向上する傾向にある。
――消泡剤――
処理液は、消泡剤を含んでいてもよい。消泡剤としては、特に制限されないが、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、及びアセチレングリコール系消泡剤が挙げられる。消泡剤の市販品としては、BYK-011、BYK-012、BYK-017、BYK-018、BYK-019、BYK-020、BYK-021、BYK-022、BYK-023、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-038、BYK-044、BYK-080A、BYK-094、BYK-1610、BYK-1615、BYK-1650、BYK-1730、BYK-1770(以上製品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、サーフィノールDF37、DF110D、DF58、DF75、DF220、MD-20、エンバイロジェムAD01(以上製品名、日信化学工業株式会社製)が挙げられる。消泡剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
処理液における消泡剤の含有量は、処理液の総質量に対して、好ましくは0.03質量%以上0.7質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以上0.5質量%以下であり、さらに好ましくは0.08質量%以上0.3質量%以下である。
――水――
処理液は、水を含有することが好ましい。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等によって滅菌した水を用いると、処理液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。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
処理液における水の含有量は、処理液の総質量に対して、好ましくは55質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは60質量%以上90質量%以下であり、さらに好ましくは65質量%以上80質量%以下である。処理液は水系の処理液が好ましい、水系とは、組成物中の水の含有量が40質量%以上の組成物である。
――有機溶剤――
処理液は、有機溶剤を含有することが好ましい。有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、アルコール類、グリコール類、及び含窒素有機溶剤が挙げられる。アルコール類及びグリコール類としては、特に限定されないが、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、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、1,4-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、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-イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ-イソプロピルエーテル、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-tert-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-tert-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-tert-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-イソプロピルエーテル、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-イソプロピルエーテル、ジ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、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソ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、イソブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノールが挙げられる。含窒素有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、及び1,1,3,3-テトラメチル尿素が挙げられる。これらの中でも、1,2-ヘキサンジオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、又はジプロピレングリコールモノプロピルエーテルが好ましい。また、有機溶剤としては、揮発性の水溶性有機溶剤がより好ましい。有機溶剤は、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。
処理液における有機溶剤の含有量は、処理液の総質量に対して、好ましくは1質量%以上40質量%以下であり、より好ましくは3質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以上10質量%以下である。
-白色インク付着工程-
白色インク付着工程は、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、白色インク層を形成する工程である。処理液と白色インク組成物が反応すると、迅速に白色インク組成物を凝集することが可能となり好ましい。なお、この工程において処理液は完全に乾燥していなくてもよい。処理液を乾燥する工程を省くことにより、後に続くインク付着工程を早く始めることができ、記録速度がより高速化する傾向にある。なお、本実施形態の記録方法は、白色インク付着工程中又は白色インク付着工程後において記録媒体へ塗布した処理液及びインク組成物の少なくとも一部を乾燥する工程をさらに有していてもよい。
白色インク組成物の付着量は、記録媒体上で白色インク組成物が付着した領域(以下、「白色インク組成物の付着領域」ともいう。)の単位面積当たりで、好ましくは2mg/inch2以上25mg/inch2以下であり、より好ましくは10mg/inch2以上18mg/inch2以下である。以下、各実施形態においてこの付着量を単に「白色インク組成物の付着量」ともいう。白色インク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質及び耐擦性により優れる傾向にある。
白色インク組成物に含まれる白色色材の付着量は、白色インク組成物の付着領域の単位面積当たりで、好ましくは0.13mg/inch2以上3.0mg/inch2以下である。当該付着量は、好ましくは0.20mg/inch2以上であり、より好ましくは0.40mg/inch2以上であり、さらに好ましくは0.80mg/inch2以上である。当該付着量は、好ましくは2.0mg/inch2以下であり、より好ましくは1.8mg/inch2以下であり、さらに好ましくは1.6mg/inch2以下である。当該付着量が上記である場合、記録物の画質をより向上させることができる。
白色インク付着工程における白色インク組成物の付着時の記録媒体の表面温度は、好ましくは45℃以下であり、より好ましくは40℃以下であり、さらに好ましくは35℃以下である。当該表面温度は、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは15℃以上であり、さらに好ましくは20℃以上である。当該記録媒体の表面温度が当該範囲であることで、表面の凹凸形成が抑制され、記録物の画質及び耐擦性をより向上させることができる。当該表面温度は、例えば、プラテン35の第1乾燥部40に備えられるプラテンヒーターにより調節することができる。
――白色インク組成物――
本実施形態のインクジェット記録方法で使用する白色インク組成物は、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含むことが好ましい。白色インク組成物に、樹脂粒子と水溶性樹脂とが含まれることで、処理液層に白色インク組成物が付着した際に、白色インク組成物に含まれる白色色材の凝集により生じる凹凸を、加熱時により平滑化しやすくなり、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
白色インク組成物は、白色色材を含有し、記録媒体に白色インク層を形成するインクである。白色インク層と非白色インク層を記録媒体に重ねて形成することで、例えば、透明な記録媒体や白色以外の色を有する記録媒体に記録する場合に、記録媒体を、非白色インク層側から視認して用いる場合に、非白色インク層の視認性を良くすることができる。白色インク組成物は、このような白色インク層の機能を奏するものであればよく、白色は、純白に限らず、若干の有彩色が付与していてもよいものである。
白色インク組成物における樹脂粒子の含有量及び水溶性樹脂の含有量は、上述のインク組成物において示した範囲が好ましい。
白色インク組成物における樹脂粒子の含有量は、好ましくは、水溶性樹脂の含有量の2倍以上であり、より好ましくは、水溶性樹脂の含有量の3倍以上であり、さらに好ましくは、水溶性樹脂の含有量の4倍以上である。
―――白色色材―――
白色インク組成物(ホワイトインク)は白色色材を含む。白色色材としては、白色染料及び白色顔料が挙げられ、この中でも白色顔料が好ましい。白色色材としては、特に限定されないが、例えば、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸や合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、二酸化チタン、及び酸化亜鉛等の金属化合物、タルク、クレイが挙げられる。これらの中でも、二酸化チタンが好ましい。白色色材として、より具体的には、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21が挙げられる。
白色色材の含有量は、好ましくは1.0質量%以上25.0質量%以下であり、より好ましくは3.0質量%以上20.0質量%以下であり、さらに好ましくは5.0質量%以上15.0質量%以下である。白色色材が当該範囲で含まれることで、記録物の画質を向上させることができる。
―――ワックス―――
白色インク組成物は、耐擦性をより向上させる観点から、ワックスを含有することが好ましい。ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、炭化水素ワックス、及び脂肪酸と1価アルコール又は多価アルコールとの縮合物であるエステルワックスが挙げられる。炭化水素ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、パラフィンワックス、並びに、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックスが挙げられる。これらのワックスは1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。これらのワックスの中でも、耐擦性を向上させる観点から、炭化水素ワックスが好ましく、ポリオレフィンワックスがより好ましく、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
パラフィンワックスの市販品としては、例えば、AQUACER497、及びAQUACER539(以上製品名、BYK社製)が挙げられる。
ポリオレフィンワックスの市販品としては、例えば、ケミパール S120、S650、S75N(製品名、三井化学株式会社製)、AQUACER501、AQUACER506、AQUACER513、AQUACER515、AQUACER526、AQUACER593、及びAQUACER582(製品名、BYK社製)が挙げられる。
ワックスの融点は、好ましくは50℃以上200℃以下であり、より好ましくは70℃以上180℃以下であり、さらに好ましくは90℃以上180℃以下である。
ワックスは、例えば、ワックスを水中に分散させた水系エマルション中に含まれるワックス粒子として添加することが好ましい。ワックス粒子は、例えば、分散のため界面活性剤を含有していてもよい。
ワックスの含有量は、白色インク組成物の総質量に対して、好ましくは0.1質量%以上5.0質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以上4.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.5質量%以上3.0質量%以下である。ワックスの含有量が上記範囲内にあることにより、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
―――その他の成分―――
本実施形態に係る白色インク組成物は、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、又はインク組成物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、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
―――溶剤―――
本実施形態における白色インク組成物は、溶剤をさらに含むことが好ましい。溶剤としては、特に限定されないが、例えば、有機溶剤及び水が挙げられる。
水としては、特に限定されないが、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等によって滅菌した水を用いると、インク組成物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。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
水の含有量は、白色インク組成物中、好ましくは30.0質量%以上90.0質量%以下であり、より好ましくは40.0質量%以上85.0質量%以下であり、さらに好ましくは50.0質量%以上80.0質量%以下である。インク組成物は、前述したような水系の組成物であることが好ましい。
有機溶剤としては、揮発性の水溶性有機溶剤がより好ましい。有機溶剤としては、特に限定されないが、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ペンタメチレングリコール、トリメチレングリコール、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、1,4-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、2-ブテン-1,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、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イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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-tert-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-tert-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-tert-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イソプロピルエーテル、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イソプロピルエーテル、ジ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、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソ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、イソブタノール、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、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,1,3,3-テトラメチル尿素、1,3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、グリセリン、メソエリスリトール、及びペンタエリスリトールが挙げられる。これらの有機溶剤は、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。これらの有機溶剤の中でも、アルコール類又はグリコール類が好ましく、プロピレングリコール及び1,2-ヘキサンジオールがより好ましい。
有機溶剤の含有量は、白色インク組成物中、好ましくは1.0質量%以上50.0質量%以下であり、より好ましくは3.0質量%以上30.0質量%以下であり、さらに好ましくは5.0質量%以上20.0質量%以下である。
-非白色インク付着工程-
非白色インク付着工程は、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、非白色インク層を形成する工程である。このとき、処理液、及び白色インク組成物は完全には乾燥していなくてもよい。これらが完全には乾燥していない状態で、非白色インク組成物を付着させることで、記録速度の高速化が達成できる。また、本実施形態の記録方法は、非白色インク付着工程の前に、記録媒体上に付着した処理液、及び白色インク組成物の少なくとも一部を乾燥する工程を有していてもよい。なお、このような乾燥工程は、処理液及び白色インク組成物を完全には乾燥させず一部を乾燥させる工程とすることが好ましい。また、本実施形態の記録方法は、非白色インク付着工程中または工程後に記録媒体へ塗布した非白色インク組成物の少なくとも一部を乾燥する工程を有していてもよい。
非白色インク付着工程における非白色インク組成物の付着量は、好ましくは2mg/inch2以上20mg/inch2以下であり、より好ましくは2mg/inch2以上10mg/inch2以下である。非白色インク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質及び耐擦性をより向上させることができる。
白色インク付着工程及び非白色インク付着工程においては、インクジェット法により、ラインヘッド又はシリアルヘッドのノズルから白色インク組成物又は非白色インク組成物を吐出し、記録媒体上に付着させることができる。ラインヘッドを用いたライン方式では、ヘッドを固定して、記録媒体を副走査方向(記録媒体の縦方向、搬送方向)に沿って移動させ、この移動に連動してヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録することができる。また、シリアルヘッドを用いたシリアル方式では、ヘッドを主走査方向(記録媒体の横方向、幅方向)に沿って移動させ、この移動に連動してヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録することができる。
処理液に含まれる凝集剤の記録媒体への付着領域の単位面積当たり付着量(単位:mol)に対する、白色インク組成物に含まれる白色顔料の記録媒体への付着領域の単位面積当たりの付着量(単位:g)の比A(単位:g/mol)は、好ましくは900以上35000以下である。処理液に含まれる凝集剤が多価金属塩を含む場合、比Aは、好ましくは1700以上35000以下である。処理液に含まれる凝集剤が有機酸多価金属塩を含む場合には、比Aは、好ましくは900以上6000以下である。比Aが900以上であることにより、処理液の凝集剤の析出、処理液による白濁、べたつき、臭気の発生を防止することができる。また、比Aが35000以下であることにより、インク組成物の重ね合わせ時の画質をより向上させることができる。なお、比Aは、白色インク組成物及び処理液の付着量により制御することができる。
非白色インク付着工程における非白色インク組成物の付着時の記録媒体の表面温度は、好ましくは45℃以下であり、より好ましくは40℃以下であり、さらに好ましくは35℃以下である。当該表面温度は、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは15℃以上であり、さらに好ましくは20℃以上である。当該記録媒体の表面温度が当該範囲であることで、表面の凹凸の平滑化が促進され、記録物の画質及び耐擦性をより向上させることができる。当該表面温度は、例えば、プラテン35の第1乾燥部40に備えられるプラテンヒーターにより調節することができる。
非白色インク付着工程は、非白色着色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、非白色着色インク層を形成する非白色着色インク付着工程、及び、クリアインク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、クリアインク層を形成するクリアインク付着工程を含んでいてもよい。
非白色インク付着工程は、非白色着色インク付着工程、及びクリアインク付着工程のうち、いずれか一方を含むことが好ましく、非白色着色インク付着工程、及びクリアインク付着工程の両方を含むことがより好ましい。
非白色インク組成物は、白色インク組成物以外のインク組成物である。例えば、非白色着色インク組成物、クリアインク組成物などがあげられる。非白色インク組成物の成分や組成などは、後述すること以外は、前述の白色インク組成物における利用可能な成分や組成などのうちの、白色色材以外のものと同様なものが利用可能である。
-非白色着色インク付着工程-
非白色着色インク付着工程は、非白色着色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、非白色着色インク層を形成する工程である。このとき、処理液、及び白色インク組成物は完全には乾燥していなくてもよい。これらが完全には乾燥していない状態で、非白色着色インク組成物を付着させることで、記録速度の高速化が達成できる。また、本実施形態の記録方法は、非白色着色インク付着工程中または工程後に記録媒体へ塗布した非白色着色インク組成物の少なくとも一部を乾燥する工程を有していてもよい。
非白色着色インク組成物の付着領域の単位面積当たりの記録媒体への付着量は、好ましくは1mg/inch2以上10mg/inch2以下であり、より好ましくは2mg/inch2以上8mg/inch2以下であり、さらに好ましくは3mg/inch2以上7mg/inch2以下である。非白色着色インク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質がより優れる傾向にある。
非白色着色インク組成物の付着量は、全てのインク組成物の全質量に対して、好ましくは1質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上40質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以上35質量%以下である。非白色着色インク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質がより優れる傾向にある。
――非白色着色インク組成物――
本実施形態のインクジェット記録方法で使用する非白色着色インク組成物は、非白色の色材を含む。この非白色着色インク組成物は、樹脂粒子又は水溶性樹脂を含むことが好ましく、樹脂粒子及び水溶性樹脂を含むことがより好ましい。非白色着色インク組成物に、樹脂粒子又は水溶性樹脂が含まれることで、白色インク層の形成により生じる凹凸を、加熱時により平滑化しやすくなり、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
非白色インク組成物は、非白色の着色インク層を記録媒体に形成することができるものである。非白色の着色層により、視認性に優れる画像を記録することができる。
非白色着色インク組成物における樹脂粒子の含有量及び水溶性樹脂の含有量は、上述のインク組成物において示した範囲が好ましい。
―――色材―――
非白色着色インク組成物に使用される色材について、以下説明する。また、色材としては、染料及び顔料が挙げられ、この中でも顔料が好ましい。
ブラックインクに使用されるブラック色材はカーボンブラックが挙げられ、特に限定されないが、例えば、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上製品名、三菱化学株式会社製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上製品名、コロンビアカーボン社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(以上製品名、キャボット社製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上製品名、デグッサ社製)が挙げられる。
カラーインクであるイエローインクに使用されるカラー色材であるイエロー色材としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
カラーインクであるマゼンタインクに使用されるカラー色材であるマゼンタ色材としては、特に限定されないが、例えば、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、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
カラーインクであるシアンインクに使用されるカラー色材であるシアン色材としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
マゼンタ、シアン、及びイエロー以外のカラー色材としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメント グリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
上記色材として顔料を用いる場合、顔料は、分散剤により水に分散させて得られる顔料分散液として、あるいは、顔料粒子表面に化学反応を利用して親水性基を導入した自己分散型の表面処理顔料を水に分散させて得られるか、又は、ポリマーで被覆された顔料を水に分散させて得られる顔料分散液として、非白色着色インク組成物に添加することが好ましい。
分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤、界面活性剤が挙げられる。高分子分散剤としては、特に限定されないが、例えば、にかわ、ゼラチン、カゼイン、アルブミンのタンパク質類、アラビアゴム、トラガントゴムの天然ゴム類、サポニンのグルコシド類、アルギン酸及びプロピレングリコールエステル、アルギン酸トリエタノールアミン、アルギン酸アンモニウムのアルギン酸発酵体メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、エチルヒドロキシセルロースのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール類、ポリピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸-アクリルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム-アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体のアクリル系樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-m-メチルスチレン-アクリル酸共重合体のスチレン-アクリル系樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-アクリル酸共重合体、酢酸ビニル-エチレン共重合体、酢酸ビニル-脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル-マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル-クロトン共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸共重合体の酢酸ビニル系共重合体及びそれらの塩が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤が挙げられる。
上述の親水性基を導入した自己分散型の表面処理顔料は、顔料の表面にカルボキシル基及びその塩が直接結合するような表面処理により、分散剤なしに水に分散又は溶解できるようにされたものである。より詳細には、真空プラズマの物理的処理や次亜塩素酸ナトリウムやオゾンの酸化剤を用いた化学的処理により、官能基又は官能基を含んだ分子を顔料の表面にグラフトさせることによって得ることができる。一つの顔料粒子にグラフトされる官能基は単一でも複数種であってもよい。グラフトされる官能基の種類及びその程度は、非白色着色インク組成物中での分散安定性、色濃度、及びインクジェットヘッド前面での乾燥性を考慮しながら適宜決定されてよい。
上述のポリマーで被覆された顔料は、特に限定されないが、例えば、重合性基を有する分散剤を用いて顔料を分散させた後、その分散剤と共重合可能なモノマー(共重合性モノマー)と、光ラジカル重合開始剤と、を用いて水中で乳化重合を行うことにより、得ることができる。このポリマーの中でも、二重結合としてアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を有するモノマーやオリゴマーが、光ラジカル重合開始剤を使用する公知の重合法に従って重合されたものが、好適に使用可能である。乳化重合は、一般的な方法を用いることができ、重合は乳化剤の存在下で水溶性の光ラジカル重合開始剤の熱分解で発生するフリーラジカルにより進行する。
上記顔料分散液を構成する顔料及び分散剤は、それぞれ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。
色材の含有量は、好ましくは1.0質量%以上20.0質量%以下であり、より好ましくは2.0質量%以上15.0質量%以下であり、さらに好ましくは3.0質量%以上10.0質量%以下である。色材が当該範囲で含まれることで、記録物の画質を向上させることができる。
非白色着色インク組成物は、記録物の耐擦性をより向上させるため、ワックスを含有することが好ましい。ワックスの種類及び含有量は、上述の白色インク組成物について述べた態様が好ましい。
非白色着色インク組成物は、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、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を含有していてもよい。
非白色着色インク組成物における溶剤について、上述の白色インク組成物の説明において述べた溶剤の種類及び量が好ましい。
-クリアインク付着工程-
クリアインク付着工程は、クリアインク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させ、クリアインク層を形成する工程である。このとき、処理液、白色インク組成物、及び非白色着色インク組成物は完全には乾燥していなくてもよい。これらが完全には乾燥していない状態で、クリアインク組成物を付着させることで、記録速度の高速化が達成できる。また、本実施形態の記録方法は、クリアインク付着工程中または工程後に記録媒体へ塗布したクリアインク組成物の少なくとも一部を乾燥する工程を有していてもよい。
クリアインク組成物の付着領域の単位面積当たりの記録媒体への付着量は、好ましくは1mg/inch2以上10mg/inch2以下であり、より好ましくは1mg/inch2以上5mg/inch2以下であり、さらに好ましくは1mg/inch2以上3mg/inch2以下である。クリアインク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質がより優れる傾向にある。
クリアインク組成物の付着量は、全てのインク組成物の全質量に対して、好ましくは1質量%以上30質量%以下であり、より好ましくは2質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましくは3質量%以上10質量%以下である。クリアインク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質がより優れる傾向にある。
――クリアインク組成物――
本実施形態のインクジェット記録方法で使用するクリアインク組成物は、樹脂粒子又は水溶性樹脂を含むことが好ましく、樹脂粒子及び水溶性樹脂を含むことがより好ましい。クリアインク組成物は、記録媒体に着色するために用いるインクではないインクである。また、前述の凝集剤を含む処理液ではないものである。クリアインク組成物は、画像の表面を覆うために用いられることから、白色インク層の全面を被覆するような態様で用いられることが多い。そのためクリアインク組成物に樹脂粒子又は水溶性樹脂が含まれることで、白色インク層の形成により生じる凹凸を、加熱時により平滑化しやすくなり、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
クリアインク組成物における樹脂粒子の含有量及び水溶性樹脂の含有量は、上述のインク組成物において示した範囲が好ましい。
クリアインク組成物は、色材を実質的に含有しなくてもよい。記録媒体を着色するためのインクではない範囲で、クリアインク組成物における色材の含有量は、好ましくは1.0質量%未満であり、より好ましくは0.1質量%以下であり、さらに好ましくは0.01質量%以下である。
クリアインク組成物は、記録物の耐擦性をより向上させるため、ワックスを含有することが好ましい。ワックスの種類及び含有量は、上述の白色インク組成物について述べた態様が好ましい。
クリアインク組成物は、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、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を含有していてもよい。
クリアインク組成物における溶剤について、上述の白色インク組成物の説明において述べた溶剤の種類及び量が好ましい。
-後加熱工程-
本実施形態のインクジェット記録方法は、処理液付着工程、非白色インク付着工程、及び白色インク付着工程の後に、記録媒体を、その表面温度が90℃以下になるよう加熱する後加熱工程を含むことが好ましい。後加熱工程を設けることで、インク組成物中に含まれる樹脂粒子を溶融させ、記録物表面に形成された凹凸を平滑化することができ、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
後加熱工程における記録媒体の表面温度は、好ましくは45℃超であり、より好ましくは50℃以上であり、さらに好ましくは60℃以上である。当該表面温度は、好ましくは85℃以下である。当該表面温度とすることで、記録物の耐擦性をより向上させることができる。
後加熱工程は、例えば、インクジェット記録装置1の第2乾燥部50で行うことができる。記録媒体の表面温度は、例えば、第2乾燥部50に備えられるヒーターにより調節することができる。
-記録物-
本実施形態のインクジェット記録方法により得られる記録媒体(以下、「記録物」ともいう)は、非白色インク層と、白色インク層と、処理液層と有する。また、当該記録物は、非白色インク層と、白色インク層と、処理液層とが重なる領域を有する。このように各層が重なる領域を有することで、記録物の優れた画質と、優れた耐擦性が得られる。
記録物は、例えば、記録媒体、処理液層、白色インク層、及び非白色インク層の順に積層された構成を有していてもよいし、記録媒体、処理液層、非白色インク層、及び白色インク層の順に積層された構成を有していてもよい。
インクセット
本実施形態の記録媒体への記録方法に用いるインクセット(以下、単に「インクセット」ともいう)は、本実施形態の白色インク組成物と、本実施形態の非白色インク組成物と、本実施形態の処理液と、を含む。記録方法は、上述の本実施形態のインクジェット記録方法である。本実施形態のインクセットでは、白色インク組成物及び非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含み、又は、白色インク組成物及び非白色インク組成物の一方が、樹脂粒子を含み、他方が水溶性樹脂を含む。加えて、本実施形態のインクセットでは、水溶性樹脂のガラス転移温度が、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高いガラス転移温度を有する。
以上の構成により、本実施形態のインクジェット記録方法に用いることで、優れた画質を示し、さらに優れた耐擦性を示す画像を有する記録物が得られる。
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。
-ガラス転移温度-
樹脂粒子及び水溶性樹脂のガラス転移温度は、JIS K7121:1987に準拠し、示差走査熱量測定(DSC)装置「DSC6220」(製品名、セイコー電子株式会社製)により測定した。
-表面温度-
第1加熱温度は、インク付着工程における、該工程を受ける記録媒体の部分の、記録面側の表面温度の最高温度である。具体的には、記録中にインクジェットヘッドと対向する記録媒体の部分の温度である。なお本実施形態の記録方法は、インク付着工程において、記録媒体を加熱しなくても良いものであるが、ここでは、第1加熱温度と記載した。
第2加熱温度は、記録中の後加熱工程における、加熱を受ける記録媒体の記録面側の表面温度の最高温度である。
各温度は、非接触式の温度計により測定した。
-インク組成物及び処理液の調製-
各材料を下記の表1に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各インク組成物及び処理液を得た。具体的には、各材料を均一に混合し、フィルタで不溶解物を除去することにより、各インク組成物及び処理液を調製した。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。また、各インク組成物は、表2に示す種類及び量の樹脂粒子及び水溶性樹脂を含有する。なお、色材は、顔料を予め、表中に記載しない顔料分散剤を用いて、水中に分散して顔料分散液を調製し、これをインク組成物の調製に用いた。
白色色材:酸化チタン
非白色色材:C.I.ピグメントブルー 15:3
ノニオン性界面活性剤:BYK-348(シリコーン系界面活性剤、BYKケミー社製)
カチオンポリマー:カチオマスターPDT-2(製品名、四日市合成株式会社)
―インクジェット記録方法(実施例1~19、比較例1~8)-
インクジェットプリンタは、セイコーエプソン株式会社製シリアルプリンタ「SC-S80650」を改造して、図1のようなシリアルプリンタを構築して、これを使用した。下記の印刷条件にて印刷を行った。インクジェット記録中、プラテンヒーターを作動させ、ヘッドと対抗する位置の記録媒体の記録側表面温度(記録中の最高温度)を表中に第1加熱温度として示した。ヘッドより下流に第2乾燥部を設けた。第2乾燥部における記録媒体の記録面での表面温度を表中に第2加熱温度として示した。
インクジェットプリンタは、記録媒体搬送方向の上流側から順番に処理液ヘッド、着色インクヘッド1、着色インクヘッド2、クリアインクヘッドの順に配置し、この順にインク組成物が記録媒体に付着されるようにした。
表中「白先」と表示されている実施例では、着色インクヘッド1から白色インク組成物、着色インクヘッド2から非白色着色インク組成物がそれぞれ吐出されるようにセットした。それぞれのインク組成物を記録媒体に付着させた。こうして記録媒体に白色インク層の上に、重ねて非白色インク層を形成した。
表中「白後」と表示されている実施例では、着色インクヘッド1から非白色着色インク組成物、着色インクヘッド2から白色インク組成物がそれぞれ吐出されるようにセットした。それぞれのインク組成物を記録媒体に付着させた。こうして記録媒体に非白色インク層の上に、重ねて白色インク層を形成した。
表中、「処理液」に処理液の種類が記載されている実施例及び比較例では、処理液ヘッドから処理液を吐出し、記録媒体に付着させた。こうして記録媒体に処理液層の上に、重ねて各インク層を形成した。
表中、クリアの欄が設けられた実施例及び比較例では、クリアインクヘッドからクリアインクを吐出し、記録媒体に付着させた。こうして記録媒体の各インク層の上に、重ねてクリアインク層を形成した。
こうして評価用の画像を記録した。以下、画像をベタパターンともいう。
――印刷条件――
各層における付着量:
白色インク組成物:15mg/inch2
非白色着色インク組成物:7mg/inch2
クリアインク組成物:2mg/inch2
処理液:各インク組成物の合計付着量に対する処理液付着量を表中に示した値にした。
各インク組成物、及び処理液での印刷パス数:4パス
ヘッドのノズル列のノズル密度:600dpi、600個ノズル。
記録媒体:2軸延伸ポリプロピレンフィルム「パイレン(登録商標)フィルム-OT、型番P2111」(製品名、東洋紡株式会社、厚さ20μm)
―評価-
――耐擦性――
ベタパターン部を学振式耐擦試験機(荷重500g)により平織布で100回擦った際のパターンの剥がれ度合を、以下の評価基準にて目視評価した。
評価基準
A:ベタパターン部に剥がれなし。
B:ベタパターン部の総面積の10%以下の剥がれあり。
C:ベタパターン部の総面積の10%超30%以下の剥がれあり。
D:ベタパターン部の総面積の30%超の剥がれあり。
――画質――
画像を、5×5cmの四角いベタパターンとした。非白色着色インク層側からそのベタパターンを目視で観察し、以下の評価基準にて評価した。
評価基準
A:ベタパターン中に濃淡ムラが見えない。
B:ベタパターン中に濃淡ムラが若干見える。
C:ベタパターン中に濃淡ムラがかなり見える。
――耐ひび割れ――
画像を矩形のベタパターン部とした。記録媒体の両面から観察し、以下の評価基準にて評価し、悪い方の側の評価をその実施例及び比較例の評価とした。
評価基準
A:ベタパターン部に、目視、ルーペともにひび割れが見えない。
B:ベタパターン部に、目視ではひび割れが見えないがルーペでひび割れが若干見える。
C:目視でひび割れが見える。
――耐目詰まり性――
上述のインクジェット記録方法の印刷条件で、記録を120分間連続で行った。記録後、白色インクノズル及び非白色インクノズルについてそれぞれのノズルの不吐出有無を検査した。
評価基準
A:不吐出ノズルなし。
B:ノズル全体の1%以下の不吐出ノズルあり。
C:ノズル全体の1%超が不吐出ノズル。
――密着性――
上述のインクジェット記録方法の印刷条件で得た記録物のベタパターンの部分にクロスカット試験を行った。
切り込み工具(一般に市販されているカッター)で、パターンに対して垂直になるように切り込み工具の刃を当てて、切込み間の距離が1mmのマス目を入れて、10×10マスの格子を作った。
格子に、約75mmの長さの透明付着テープ(幅25mm)を貼り付け、パターンが透けて見えるように十分指でテープを擦った。次に、テープを貼り付けて5分以内に、60°に近い角度で、0.5~1.0秒で確実にテープをパターンから引き剥がして、格子の状態を目視やルーペにて観察し、以下の評価基準にて評価した。なお、各格子において、形成したインク層の少なくとも何れかが剥がれていれば、剥がれたとした。
評価基準
A:格子にパターンの剥離が認められなかった。
B:格子の5%未満にパターンの剥離が認められた。
C:格子の5%以上35%未満にパターンの剥離が認められた。
D:格子の35%以上にパターンの剥離が認められた。
なお、表中、樹脂粒子の量は固形分量である。
樹脂粒子1:アクリル樹脂粒子「ボンコートCP-6450」(製品名、DIC株式会社製、Tg=41℃)
樹脂粒子2:アクリル樹脂粒子「AST499」(製品名、ダイセルファインケム株式会社製、Tg=80℃)
樹脂粒子3:アクリル樹脂粒子「XK-52」(製品名、楠本化成株式会社製、Tg=108℃)
樹脂粒子4:アクリル樹脂粒子「ビニブラン2600」(製品名、信越化学工業株式会社製、Tg=-27℃)
樹脂粒子5:ウレタン樹脂粒子「スーパーフレックス170」(製品名、第一工業製薬株式会社製、Tg=75℃)
水溶性樹脂1:水溶性ウレタン樹脂(Tg=118℃)
水溶性樹脂2:水溶性ウレタン樹脂(Tg=97℃)
水溶性樹脂3:水溶性アクリル樹脂(Tg=105℃)
上述の水溶性ウレタン樹脂は、ウレタン重合時に、親水性成分を多く用いて水溶性のウレタン樹脂とした。また用いた成分を選択してガラス転移温度を所定の値とした。
上述の水溶性アクリル樹脂は、アクリル酸、及びアクリレートモノマーを、親水性成分を多く用いて共重合させて、水溶性アクリル樹脂を得た。また用いた成分を選択してガラス転移温度を所定の値とした。
以上、実施例及び比較例の結果から、本実施形態のインクジェット記録方法によれば、優れた画質を示し、さらに優れた耐擦性を示す画像を有する記録物が得られることがわかる。
実施例1と、比較例1~4とを対比することで、インク組成物が樹脂粒子及び水溶性樹脂粒子を含有することで、優れた画質を示し、さらに優れた耐擦性を示す画像を有する記録物が得られるインクジェット記録方法となることがわかる。
実施例1と、比較例5又は6とを対比することで、水溶性樹脂のガラス転移温度が、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高いことで、優れた画質を示し、さらに優れた耐擦性を示す画像を有する記録物が得られるインクジェット記録方法となることがわかる。
実施例1と、比較例7又は8とを対比することで、処理液を用いることで、インクジェット記録方法により得られる記録物の画質を向上させることができることがわかる。加えて、比較例7と比較例8との対比、比較例7と他の比較例との対比からも、処理液を用いない場合には、耐擦性の課題が生じないことがわかり、本実施形態により解決される課題が、処理液を用いた場合に生じる特有の課題であることが理解できる。
実施例1と、実施例2とを対比することで、樹脂粒子の樹脂のガラス転移温度が、高くなることで、記録物の耐擦性をより向上させられることがわかる。
実施例1と、実施例3とを対比することで、樹脂粒子の樹脂のガラス転移温度が、高くなることで、記録物の耐ひび割れ性を向上させられることがわかる。
実施例1、4及び5から、樹脂粒子と水溶性樹脂粒子との質量比が広範な範囲において本実施形態のインクジェット記録方法による効果が得られることがわかる。また、実施例1と実施例4の結果の対比から、樹脂粒子の割合を多くすることで、優れた画像の密着性が得られることがわかる。
実施例1と実施例6との対比により、樹脂粒子及び水溶性樹脂の含有量が低くなることで、耐目詰まり性を向上させられることがわかる。
実施例1、2、7~9の結果から、樹脂粒子及び水溶性樹脂として広範な種類の樹脂で同様の効果が得られることがわかる。
実施例1と実施例10との対比により、水溶性樹脂は、白色インク組成物及び非白色インク組成物のいずれに含まれていてもよいが、白色インク組成物に含まれていることで耐擦性をより向上させられることがわかる。
実施例1、11及び12の結果から、種々の凝集剤を用いた場合であっても、本実施形態に係る効果が得られることがわかる。
実施例13~15の結果から、非白色インク組成物として、非白色着色インク組成物及びクリアインク組成物を用いた場合であっても、本実施形態に係る効果が得られることがわかる。
実施例1と、実施例16との対比により、一次加熱温度が低い方が、耐目詰まり性が、より優れることが判った。
実施例17の結果から、二次加熱温度が低い場合であっても、樹脂粒子のガラス転移温度を低くすることで、記録物の画質及び耐擦性を向上させられることがわかる。
実施例18の結果から、樹脂粒子のガラス転移温度を低くすることで耐擦性を向上させられることがわかる。また当該対比から樹脂粒子のガラス転移温度を高くすることで、耐ひび割れ性を向上させられることがわかる。
実施例19の結果から、処理液の付着量を減らしたとしても本実施形態に係る効果が得られることがわかる。
1…インクジェット記録装置、10…給送部、11…ロール媒体ホルダー、20…搬送部、21…第1送りローラー、30…記録部、31…ヘッド、32…ヘッド、33…ヘッド、34…ヘッド、35…プラテン、40…第1乾燥部、43…第2送りローラー、50…第2乾燥部、64…出口、65…第3送りローラー、70…排出部、71…第4送りローラー、72…第5送りローラー、73…第6送りローラー、74…第7送りローラー、75…巻き取りローラー、90…乾燥装置、F…記録媒体、Y…送り方向。

Claims (13)

  1. 白色インク組成物と、非白色インク組成物と、凝集剤を含む処理液と、を用いる記録媒体へのインクジェット記録方法であって、
    前記記録媒体は、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体であり、
    前記処理液を前記記録媒体へ付着させ、処理液層を形成する処理液付着工程と、
    前記非白色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させ、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、
    前記白色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させ、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、
    を含み、
    前記記録媒体が、前記非白色インク層と、前記白色インク層と、前記処理液層とが重なる領域を有し、
    前記白色インク組成物及び前記非白色インク組成物の少なくとも一方が、樹脂粒子と水溶性樹脂とを含み、当該インク組成物における前記樹脂粒子の含有量が、前記水溶性樹脂の含有量の2倍以上であり、
    前記水溶性樹脂のガラス転移温度が、前記樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度よりも高く、
    前記樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度は、40℃以上であり、
    前記白色インク組成物は、白色顔料と、前記白色顔料を分散させる顔料分散剤と、を含有し、
    前記非白色インク組成物は、顔料と、前記顔料を分散させる顔料分散剤と、を含有する非白色着色インク組成物であるか、又はクリアインク組成物であり、
    前記水溶性樹脂は、顔料を分散させるための顔料分散剤としての樹脂ではないものである、
    インクジェット記録方法。
  2. 前記白色インク組成物が、前記樹脂粒子と前記水溶性樹脂とを含む、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
  3. 前記白色インク組成物及び前記非白色インク組成物の少なくとも一方が、前記樹脂粒子と前記水溶性樹脂とを含み、前記インク組成物における前記樹脂粒子の含有量が、前記水溶性樹脂の含有量の2倍以上15倍以下である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録方法。
  4. 前記水溶性樹脂が、前記樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度より、10~100℃高いガラス転移温度を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  5. 前記水溶性樹脂が、90℃以上のガラス転移温度を有し、前記樹脂粒子の樹脂が、90℃未満のガラス転移温度を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  6. 前記樹脂粒子の樹脂が、アクリル系樹脂を含み、前記水溶性樹脂が、ウレタン系樹脂を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記非白色インク組成物が、クリアインク組成物を含み、
    前記非白色インク付着工程が、前記クリア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させ、前記非白色インク層として、クリアインク層を形成する、請求項1~6のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  8. 前記処理液に含まれる前記凝集剤が、多価金属塩、有機酸、又はカチオンポリマーを含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  9. 前記非白色インク付着工程、又は前記白色インク付着工程における、インク組成物の付着時の前記記録媒体の表面温度が、45℃以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  10. 前記処理液付着工程、前記非白色インク付着工程、及び前記白色インク付着工程の後に、前記記録媒体を加熱する後加熱工程を含み、
    前記後加熱工程の前記記録媒体の表面温度が90℃以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  11. 前記非白色インク組成物が、非白色着色インク組成物を含み、
    前記非白色インク付着工程が、前記非白色着色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させ、前記非白色インク層として、非白色着色インク層を形成する、請求項1~10のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  12. 前記非白色インク付着工程により形成した前記非白色インク層に、前記白色インク付着工程により、前記白色インク層を形成する、請求項1~11のいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  13. 請求項1~12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インクセットであって、
    前記白色インク組成物と、前記非白色インク組成物と、前記凝集剤を含む処理液と、を含む、
    インクセット。
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