JPWO2017149918A1 - インク組成物及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、比較的安価な金属材料として、アルミニウムに着目し、保存安定性に優れ、20度、60度、85度の鏡面光沢度がそれぞれ200、200、100以上の数値を示す、高い金属鏡面光沢を有するインク組成物として、平板状金属粒子である金属顔料を含み、平板状金属粒子の平面上の長径をX、短径をY、厚みをZとした場合、平板状金属粒子のX−Y平面の面積より求めた円相当径の50%平均粒子径R50が0.5〜3μmであり、かつ、R50/Z>5の条件を満たす顔料分散液を含むインク組成物が知られている(例えば、特開2008−174712号公報参照)。
また、金属光沢を有する記録物の作製が可能であり、記録安定性に優れ、かつメディア(記録媒体)対応性及び定着性に優れたインク組成物として、顔料と、有機溶剤と、定着樹脂とを含有するインク組成物であって、顔料は、平均厚みが30nm以上100nm以下であり、50%体積平均粒子径が1.0μm以上4.0μm以下であり、かつ、粒度分布における最大粒子径が12μm以下である金属箔片からなる、インク組成物が知られている(例えば、特開2011−149028号公報参照)。
また、金属効果のある可変模様を印刷できるインクジェットインクとして、貴金属のナノ粒子を含有するインクジェットインクが知られている(例えば、特表2009−507692号公報参照)。
また、優れた金属光沢を有するとともに、印刷媒体への定着性に優れた画像を形成できるインクとして、平均粒径3nm以上100nm以下の銀粒子を含むインクが知られている(例えば、特開2012−143871号公報参照)。
また、優れた金属光沢を有するとともに、優れた耐擦性を有する画像の形成に用いることのできるインク組成物として、平均粒径5nm以上100nm以下の銀粒子とワックス粒子と水とを含むインク組成物が知られている(例えば、特開2012−041378号公報参照)。
しかし、インク組成物中の金属粒子の粒子サイズを小さくした場合、形成された画像に色味(詳細には、有彩色の色味。以下同じ。)が生じる場合がある。この理由としては、金属粒子の粒子サイズを小さくしたことによるプラズモン共鳴の影響が考えられる。
例えば、特表2013−512291号公報に記載の印刷インクを用いて形成される画像は、「視角の機能として色の変動を示す」画像、即ち、色味があるメタリック調の画像である。
また、特表2009−507692号公報、特開2012−143871号公報、及び特開2012−041378号公報に記載のインク組成物を用いて画像を形成した場合にも、金属粒子のサイズが小さい場合には、画像の色味(有彩色の色味)が生じる場合がある。
また、前述のとおり、特開2008−174712号公報及び特開2011−149028号公報に記載のインク組成物は、インクジェットヘッドのノズルからの吐出性が悪いという問題があった。
<1> インクジェット法による画像形成に用いられ、
平板状金属粒子と、沸点が150℃以上であり溶解度パラメーターが24MPa1/2以上である有機溶剤と、を含有し、
300nm〜2500nmの波長範囲における最大吸収波長が、800nm〜2500nmの波長範囲に存在するインク組成物。
<2> 平板状金属粒子は、標準酸化還元電位が−1.65Vより貴である金属元素を含む<1>に記載のインク組成物。
<3> 平板状金属粒子が、金、銀、及び白金からなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む<1>又は<2>に記載のインク組成物。
<4> 平板状金属粒子が、銀を、平板状金属粒子の全量に対して80質量%以上含む<1>〜<3>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<5> 平板状金属粒子は、平均厚さに対する平均円相当径の比である平均アスペクト比が、10以上である<1>〜<4>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<6> 平板状金属粒子の平均円相当径が、10nm〜300nmである<1>〜<5>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<7> 平板状金属粒子の含有量が、インク組成物の全量に対し、3質量%〜10質量%である<1>〜<6>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<8> 上記有機溶剤の含有量が、インク組成物の全量に対し、5質量%〜80質量%である<1>〜<7>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<9> 最大吸収波長における吸光度に対する波長500nmにおける吸光度の比が、0.2以下である<1>〜<8>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<10> 更に、水を含有する<1>〜<9>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<11> 更に、ゼラチンを含有する<10>に記載のインク組成物。
<12> ゼラチンの含有質量に対する平板状金属粒子の含有質量の比が、1〜100である<11>に記載のインク組成物。
<13> 有機溶剤が、プロピレングリコール、グリセリン、及びエチレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種である<1>〜<12>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<14> 更に、下記式(1)で定義されるpKspが14以上である銀イオントラップ剤を含有し、
平板状金属粒子が銀を含む<1>〜<13>のいずれか1つに記載のインク組成物。
pKsp=−logKsp … 式(1)
式(1)において、Kspは、25℃における銀塩の溶解度積を表す。
<15> 銀イオントラップ剤が、メルカプト基及び含窒素ヘテロ環構造の少なくとも一方を含む有機化合物である<14>に記載のインク組成物。
<16> インクジェット法による加飾印刷に用いられる<1>〜<15>のいずれか1つに記載のインク組成物。
<17> <1>〜<16>のいずれか1つに記載のインク組成物を、インクジェット法によって基材に付与するインク付与工程を有する画像形成方法。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、「光」は、γ線、β線、電子線、紫外線、可視光線、赤外線といった活性エネルギー線を包含する概念である。
本明細書中において、「色味」とは、有彩色(赤色、青色、黄色等)の色味を意味する。
本開示のインク組成物(以下、単に「インク」ともいう)は、平板状金属粒子と、沸点が150℃以上であり溶解度パラメーターが24MPa1/2以上である有機溶剤と、を含有し、300nm〜2500nmの波長範囲における最大吸収波長が、800nm〜2500nmの波長範囲に存在する。
また、本開示のインクは、インクジェット法による画像形成に用いられるものである。
以下、300nm〜2500nmの波長範囲における最大吸収波長を、単に、「最大吸収波長」ともいう。
本明細書中において、インクジェットヘッドのノズルからの吐出性に優れるとは、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する際、ノズルの詰まりを抑制できることを意味する。
また、本明細書中において、インクジェットヘッドのノズルからの吐出性を、単に「吐出性」と称することがある。
本開示のインクにより、上述した効果が得られる理由は、以下のように推測される。但し、本開示のインクは、以下の理由によって限定されることはない。
可視領域の波長以下のサイズの粒径を有する金属粒子では、プラズモン共鳴が生じる。このプラズモン共鳴に起因し、金属粒子が可視領域中の特定の波長の光を吸収する場合がある。インク中の金属粒子が可視領域中の特定の波長の光を吸収する結果、このインクを用いて形成された画像に色味が生じると考えられる。例えば、金属粒子の形状が立方体形状又は球形状であると、金属粒子が、可視領域中の特定の波長の光を吸収し、形成された画像に色味が生じると考えられる。
本開示のインクの最大吸収波長が近赤外域に存在する理由の一つとして、インクが平板状金属粒子(即ち、平板形状の金属粒子)を含むことが考えられる。平板状金属粒子は、粒子サイズが小さくなってプラズモン共鳴を生じる場合においても、プラズモン共鳴による吸収波長を、可視領域ではなく近赤外域に有する。このため、インクが平板状金属粒子を含むことにより、インクの最大吸収波長が近赤外域に存在することとなると考えられる。
メトリック彩度値が低いほど、画像の色味が抑制されていることを意味する。
本明細書中において、画像の鏡面光沢性は、20°グロス値、60°グロス値、及び官能評価(目視による画像評価)によって評価される。
20°グロス値及び60°グロス値は、いずれも数値が高いほど、画像の鏡面光沢性に優れることを意味する。
詳細には、有機溶剤の沸点が150℃以上であることにより、有機溶剤の揮発に起因するノズルの詰まりが抑制され、その結果、インクの吐出性が向上する。
また、有機溶剤の溶解度パラメーター(SP値)が24MPa1/2以上であることにより、基材上に付与されたインク(即ち、画像)中において、平板状金属粒子の分散性が向上し、平板状金属粒子の配向性が向上する。その結果、画像の鏡面光沢性が向上する。
標準酸化還元電位が−1.65Vより貴である金属元素としては、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、又はロジウム(Rh)が好ましい。
標準酸化還元電位が−1.65Vより貴である金属元素としては、画像の鏡面光沢性の観点から、金、銀、又は白金が好ましく、金又は銀がより好ましい。
標準酸化還元電位が−1.65Vより貴である金属元素としては、画像の色味をより抑制する観点から、銀又は白金が好ましく、銀が特に好ましい。
平板状金属粒子の平均アスペクト比が10以上であると、最大吸収波長を800nm〜2500nmの波長領域により存在させ易い。このため、画像の色味がより抑制し易い。
また、平板状金属粒子の平均アスペクト比が10以上であると、平板状金属粒子の側面(即ち、主平面以外の面)における光の散乱が抑制されるので、画像の鏡面光沢性も向上する。
平板状金属粒子の平均アスペクト比は、12以上であることが好ましく、13以上であることがより好ましい。
平板状金属粒子の平均アスペクト比の上限には特に制限はないが、平板状金属粒子の分散安定性の観点からは、上限としては、50が好ましく、40がより好ましく、30が特に好ましい。
平均円相当径、平均厚さ、及び平均アスペクト比を求める方法については後述する。
平板状金属粒子の平均円相当径が300nm以下であると、インクの吐出性がより向上する。
更に、平板状金属粒子の平均円相当径が、300nm以下であると、インクの経時安定性にも優れる。
平板状金属粒子の平均円相当径が10nm以上であると、平板状金属粒子の製造がより容易となる。
平板状金属粒子の平均円相当径は、50nm〜300nmであることが好ましく、100nm〜250nmであることがより好ましい。
平板状金属粒子の含有量が、1質量%以上であると、画像の鏡面光沢性がより向上する。
平板状金属粒子の含有量が、20質量%以下であると、インクの吐出性がより向上する。
吸光度比〔500nm/最大〕が0.3以下であると、画像の色味がより抑制される。
また、本開示のインクが、標準酸化還元電位が−1.65Vより貴である金属元素を含む平板状金属粒子を含有する場合には、インクが水を含有する場合であっても、平板状金属粒子の酸化を抑制でき、この酸化に起因する画像の鏡面光沢性の低下を抑制できる。
一方で、インクの吐出性の観点からは、インク中における水の含有量は、インクの全量に対し、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、70質量%以下が特に好ましい。
これにより、平板状金属粒子の分散性がより向上するので、インクの吐出性がより向上する。
本開示のインクがゼラチンを含有する場合、ゼラチンの含有質量に対する平板状金属粒子の含有質量の比(以下、「質量比〔平板状金属粒子/ゼラチン〕」ともいう)は、1〜100であることが好ましい。
本開示のインクは、平板状金属粒子を少なくとも1種含有する。
平板状金属粒子は、平板形状を有する金属粒子である。
ここで、「平板状」とは、2つの主平面を有する形状を意味する。
インク中における平板状金属粒子の含有量の好ましい範囲は前述したとおりである。
平板状金属粒子の形状としては、平板状、即ち、2つの主平面を有する形状であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
平板状金属粒子の形状としては、例えば、三角形状、四角形状、六角形状、八角形状、円形状などが挙げられる。中でも、可視光域の吸収率が低い点で、六角形状以上の多角形状及び円形状(以下、「六角形状乃至円形状」ともいう)が好ましい。
六角形状としては、透過型電子顕微鏡(TEM)で平板状金属粒子を主平面の直交方向から観察した際に、六角形状であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
六角形状の角は、鋭角でも鈍角でもよいが、可視光域の吸収を軽減し得る点で、鈍角が好ましい。
ここで、個数%は、平板状金属粒子500個中における六角形状乃至円形状の平板状金属粒子の数の割合(百分率)を意味する。個数%は、TEMで主平面方向から平板状金属粒子を500個観察することによって求める。
平板状金属粒子の平均円相当径の好ましい範囲は前述したとおりである。
本明細書において、平板状金属粒子の平均円相当径は、平板状金属粒子500個の円相当径の数平均値を意味する。
個々の平板状金属粒子の円相当径は、透過型電子顕微鏡像(TEM像)に基づき求める。詳細には、TEM像における平板状金属粒子の面積(投影面積)と同一面積の円の直径を、円相当径とする。
平板状金属粒子の平均円相当径の測定方法の例は、後述の実施例に示すとおりである。
ここで、平板状金属粒子の粒度分布における変動係数とは、平板状金属粒子500個の円相当径(粒度分布)の標準偏差を、平板状金属粒子500個の円相当径の数平均値(平均円相当径)で割って100を乗じた値(%)を意味する。
平板状金属粒子の平均厚さは、インクにおける平板状金属粒子の分散性、及び、インクの吐出性の観点から、30nm以下であることが好ましく、5nm〜20nmであることがより好ましく、5nm〜16nmであることが特に好ましく、5nm〜12nmであることがより特に好ましい。
本明細書において、平板状金属粒子の平均厚さは、平板状金属粒子500個の厚さの数平均値を意味する。
平板状金属粒子の厚さは、FIB−TEM(Focused Ion Beam−Transmission electron microscopy)法により測定する。
平板状金属粒子の平均厚さの測定方法の例は、後述の実施例に示すとおりである。
平板状金属粒子の平均アスペクト比の好ましい範囲は前述したとおりである。
平板状金属粒子の平均アスペクト比とは、前述のとおり、平板状金属粒子における、平均厚さに対する平均円相当径の比〔平均円相当径/平均厚さ〕を意味する。
平板状金属粒子の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、三角形状〜六角形状の平板状金属粒子を合成する方法としては、化学還元法、光化学還元法、電気化学還元法等の液相法などが挙げられる。
これらの中でも、形状とサイズ制御性の点で、化学還元法又は光化学還元法が好ましい。
三角形状〜六角形状の平板状金属粒子を合成する場合、合成後、例えば、硝酸、亜硫酸ナトリウム等の銀を溶解する溶解種によるエッチング処理、加熱によるエージング処理などを行うことにより、三角形状〜六角形状の平板状金属粒子の角を鈍らせてもよい。
更なる処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開2014−184688号公報の段落〔0068〕〜〔0070〕に記載の高屈折率シェル層の形成、特開2014−184688号公報の段落〔0072〕〜〔0073〕に記載の各種添加剤を添加することなどが挙げられる。
本開示のインクが水を含有する場合、本開示のインクは、平板状金属粒子の分散性の観点から、ゼラチンを少なくとも1種含有することが好ましい。
特に、本開示のインクが水を含有する場合において、インクが更にゼラチンを少なくとも1種含む場合には、平板状金属粒子の分散性が顕著に向上する。
上記GPCは、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標)、Super Multipore HZ−H(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて行う。
また、GPCは、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、示差屈折率(RI)検出器を用いて行う。
検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
ゼラチン以外の分散剤としては、ゼラチン以外の樹脂、多糖類、等が挙げられる。
ゼラチン以外の樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、(飽和)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ゼラチン以外の天然高分子(例えばセルロース)、等が挙げられる。
本明細書において「水溶性」とは、25℃の水100gに対して5g以上(より好ましくは10g以上)溶解する性質をいう。
水溶性樹脂としては、上述したゼラチン以外の樹脂の中から、水溶性の樹脂を適宜選択して用いることができる。
本開示のインクは、沸点が150℃以上であり溶解度パラメーター(以下、「SP値」ともいう)が24MPa1/2以上である有機溶剤(以下、「特定有機溶剤」ともいう)を含有する。
本開示のインクに含有される特定有機溶剤は、1種のみであっても2種以上であってもよい。
特定有機溶剤の沸点は、インクの吐出性の観点から、170℃以上であることが好ましく、180℃以上であることがより好ましい。
特定有機溶剤の沸点の上限には特に制限はない。特定有機溶剤の沸点の上限は、インクの粘度の観点から、300℃が好ましい。
沸点は、沸点測定器(Titan Technologies社製、DosaTherm300)により求めることができる。
また、本明細書における沸点は、大気圧下での沸点を意味する。
特定有機溶剤のSP値は、25MPa1/2以上がより好ましく、26MPa1/2以上が更に好ましく、27MPa1/2以上が特に好ましい。
特定有機溶剤のSP値の上限値には特に制限はない。特定有機溶剤のSP値の上限値は、インクの粘度の観点から、40MPa1/2が好ましい。
特定有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール(197℃、29.9MPa1/2)、ジエチレングリコール(244℃、24.8MPa1/2)、トリエチレングリコール(125℃(0.1mmHg、文献値)、27.8MPa1/2)、プロピレングリコール(188℃、27.6MPa1/2)、1,4−ブタンジオール(230℃、30.7MPa1/2)、1,2−ペンタンジオール(206℃、28.6MPa1/2)、1,5−ペンタンジオール(206℃、29.0MPa1/2)、1,6−ヘキサンジオール(250℃、27.7MPa1/2)、グリセリン(290℃、33.8MPa1/2)、ホルムアミド(210℃、39.3MPa1/2)、ジメチルホルムアミド(153℃、30.6MPa1/2)、メタノール(65℃、28.2MPa1/2)、イソプロピルアルコール(82℃、28.7MPa1/2)、トリエタノールアミン(208℃(20hPa)、32.3MPa1/2)、ポリエチレングリコール(250℃、26.1MPa1/2)、1,2−へキサンジオール(223℃、24.1MPa1/2)、ジプロピレングリコール(230℃、27.1MPa1/2)、1,2−ブタンジオール(191℃(747mmHg、文献値)、26.1MPa1/2)が挙げられる。
これらの中でも、インクの吐出性の観点から、プロピレングリコール、グリセリン、又はエチレングリコールが好ましい。
特定有機溶剤の含有量が上記範囲内であることで、平板状金属粒子の分散性、並びにインクの粘度及び吐出性の点で有利である。
但し、インクの吐出性をより向上させる観点から、特定有機溶剤以外の有機溶剤の含有量は、インクの全量に対し、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、1質量%以下が更に好ましく、0質量%(即ち、本開示のインクが特定有機溶剤以外の有機溶剤を含有しないこと)が最も好ましい。
前述のとおり、本開示のインクは、水を含有することが好ましい。
水の含有量の好ましい範囲は前述したとおりである。
本開示のインクは、界面活性剤を少なくとも1種含有してもよい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、特に制限されず公知のフッ素系界面活性剤から選択できる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、「界面活性剤便覧」(西一郎、今井怡知一郎、笠井正蔵編、産業図書株式会社、1960年発行)に記載されているフッ素系界面活性剤が挙げられる。
フッ素系界面活性剤の屈折率が1.30〜1.42であることにより、形成された画像の鏡面光沢性がより向上する。
屈折率は、カルニュー精密屈折計((株)島津製作所製、KPR−3000)により測定できる。フッ素系界面活性剤が液体の場合、フッ素系界面活性剤をセルに収容し屈折率を測定する。フッ素系界面活性剤が固体の場合、固体試料をカルニュー精密屈折計((株)島津製作所製、KPR−3000)付属のVブロックプリズムに設置するVブロック法にて、屈折率を測定する。
フッ素系界面活性剤の含有量が上記の範囲であると、インク組成物の吐出性がより良好な範囲に、インク組成物の表面張力を調整しやすい。
本開示のインクにおける平板状金属粒子が銀を含む場合、本開示のインクは、更に、下記式(1)で定義されるpKspが13以上である銀イオントラップ剤を含有することが好ましい。
言い換えれば、本開示のインクは、更に、下記式(1)で定義されるpKspが13以上である銀イオントラップ剤を含有し、平板状金属粒子が銀を含む態様であることが好ましい。
pKsp=−logKsp … 式(1)
式(1)において、Kspは、25℃における銀塩の溶解度積を表す。
銀イオントラップ剤のpKspの上限は、例えば20である。
銀イオントラップ剤を化合物HAとした場合、化合物HA(銀イオントラップ剤)の、Ka、pKa、Ksp、及びpKspは、それぞれ、以下のように定義される。
アニオンA−は、銀イオンAg+と反応し、難溶性の銀塩Ag・A(s)を生成する。
銀塩の溶解度積Kspは、アニオンA−と銀イオンAg+との相互作用の強さの目安になる。Kspは、「坂口喜堅・菊池真一,日本写真学会誌,13,126,(1951)」及び「A.Pailliofet and J.Pouradier,Bull.Soc.chim.France,1982,I-445(1982)」を参照して測定することができる。
化合物(T)の分子量の下限は特に制限はないが、下限として、例えば90が挙げられる。
また、含窒素ヘテロ環構造は、単環構造であっても縮環構造であってもよい。縮環構造である場合には、少なくとも1つの環に窒素原子が含まれていればよい。
また、含窒素ヘテロ環構造は、メルカプト基以外の置換基を有してもよい。
メルカプト基以外の置換基としては、ニトロ基、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、等)、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基、シアノエチル基、等)、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基(例えば、フェニル基、4−メタンスルホンアミドフェニル基、4−メチルフェニル基、3,4−ジクロルフェニル基、ナフチル基、等)、置換もしくは無置換のアルケニル基(例えば、アリル基等)、置換もしくは無置換のアラルキル基(例えば、ベンジル基、4−メチルベンジル基、フェネチル基、等)、スルホニル基を有する基(例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、p−トルエンスルホニル基、等)、置換もしくは無置換のカルバモイル基(例えば、無置換カルバモイル基、メチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基、等)、置換もしくは無置換のスルファモイル基(例えば、無置換スルファモイル基、メチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基、等)、カルボンアミド基(例えば、アセトアミド基、ベンズアミド基、等)、スルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、p−トルエンスルホンアミド基、等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、等)、スルホニルオキシ基(例えば、メタンスルホニルオキシ基等)、置換もしくは無置換のウレイド基(例えば、無置換ウレイド基、メチルウレイド基、エチルウレイド基、フェニルウレイド基、等)、アシル基(例えば、アセチル基、ベンゾイル基、等)、オキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、等)、オキシカルボニルアミノ基(例えば、メトキシカルボニルアミノ基、フェノキシカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルオキシカルボニルアミノ基、等)、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、などが挙げられる。
置換基は、一つの環に複数置換してもよい。
アルキルメルカプト化合物としては、システインやチオリンゴ酸などが挙げられる。
アリールメルカプト化合物としては、チオサリチル酸などが挙げられる。
ヘテロ環メルカプト化合物としては、2−フェニル−1−メルカプトテトラゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトピリミジン、2,4−ジメルカプトピリミジン、2−メルカプトピリジンなどが挙げられる。
これらの有機メルカプト化合物は、アルキル基、カルボキシル基、スルホ基、などの置換基を有してよい。
本開示のインクは、ワックスを含有していてもよい。これにより、印刷物の耐擦性がより向上する。
本開示のインクがワックスを含有する場合、ワックスの含有量には特に制限なないが、インクの全量に対し、0.02質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。
ワックスの含有量が0.02質量%以上であると、印刷物の耐擦性がより向上する。
ワックスの含有量が1.5質量%以下であると、印刷物の鏡面光沢性がより向上する。
本開示のインクは、ワックスを含有する場合、含有されるワックスは、1種のみであっても2種以上であってもよい。
これらのうち、パラフィン混合ワックス、ポリエチレンワックス、又はポリエチレン混合ワックスが好ましい。
市販のワックス分散液(エマルションワックス)としては、例えば、AQUACER507(ビックケミー社製)、AQUACER515(ビックケミー社製)、AQUACER531(ビックケミー社製)、AQUACER537(ビックケミー社製)、AQUACER539(ビックケミー社製)、CERAFLOUR990(ビックケミー社製)、CERAFLOUR995(ビックケミー社製)等が挙げられる。
本開示のインクは、糖及び糖の誘導体の少なくとも一方(以下、「糖類」とも称する)を含有していてもよい。
これにより、印刷物の耐ガス性がより向上する。
糖類としては特に限定はないが、印刷物の耐ガス性向上及びインクの吐出安定性向上の観点から、4糖以上の糖であることが好ましい。
インクが単糖と4糖以上の糖とを含有している場合、単糖を45質量%以下含有し、かつ、4糖以上の糖を10質量%以上含有していることが好ましく、単糖を7質量%以下含有し、かつ、4糖以上の糖を70質量%以上含有していることが特に好ましい。
糖として、具体的には、グルコース、リボース、マンニトール、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、等が挙げられる。
糖アルコールとしては、一般式HOCH2(CHOH)nCH2OH(ここで、n=2〜5の整数を表す)で表される糖アルコールが挙げられる。
市販品の混合糖(シラップ)としては、例えば、HS−20、HS−30、HS−40、HS−60、HS−300、HS−500等の還元澱粉糖化物(以上、林原社の商品名)、ハローデックス、マビット(以上、林原社の商品名)等が挙げられる。
本開示のインクが糖類を含有する場合、インクの吐出安定性及び印刷物の耐擦性の観点から、糖類の含有量は、インクの全量に対し、2質量%以上45質量%以下であることが好ましく、2質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上20質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。
本開示のインクは、上記の各成分以外のその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、防腐剤、消泡剤等が挙げられる。
防腐剤としては、特開2014−184688号公報の段落〔0073〕〜〔0090〕の記載を参照することができる。
消泡剤としては、特開2014−184688号公報の段落〔0091〕及び〔0092〕の記載を参照することができる。
ポリマー粒子としては、特開2010−64480号公報の段落0090〜0121、特開2011−068085号公報の段落0130〜0167、及び特開2011−62998号公報の段落0180〜0234に記載されている自己分散性ポリマー粒子が挙げられる。
但し、画像の色味抑制の観点から、本開示のインクにおける着色剤の含有量は、インクの全量に対し、1質量%以下が好ましく、0.1質量%以下がより好ましく、0質量%(即ち、本開示のインクが着色剤を含有しないこと)が最も好ましい。
重合性化合物としては、例えば、2011−184628号公報の段落0128〜0144、特開2011−178896号公報の段落0019〜0034、又は特開2015−25076の段落0065〜0086等に記載されている重合性化合物(例えば、2官能以上の(メタ)アクリルアミド化合物)が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、特開2011−184628号公報の段落0186〜0190、特開2011−178896号公報の段落0126〜0130、又は特開2015−25076の段落0041〜0064に記載されている公知の重合開始剤が挙げられる。
本開示のインクの物性には特に制限はないが、以下の物性であることが好ましい。
本開示のインクは、25℃(±1℃)におけるpHが7.5以上であることが好ましい。
インクのpH(25℃±1℃)は、pH7.5〜13が好ましく、7.5〜10がより好ましい。
粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて30℃の条件下で測定されるものである。
前述のとおり、本開示のインクによれば、基材に対し、鏡面光沢性に優れ、色味が抑制された画像(例えば、ニュートラルなメタリック調の画像)を形成できる。
本開示のインクは、鏡面光沢性の効果をより効果的に得る観点から、最小幅1mm以上の画像の形成に用いられることが好ましい。
本開示のインクによって形成される画像の最小幅は、2mm以上であることがより好ましく、3mm以上であることが特に好ましい。
本開示のインクによって形成される画像の最小幅の上限には特に制限はないが、上限としては、例えば300mmが挙げられ、200mmが好ましい。
ここで、加飾印刷とは、対象物に対し装飾を加えることを目的とした印刷全般を意味する。加飾印刷は、上記目的以外の印刷(例えば、電子回路を印刷するための印刷)とは異なる。
本開示のインクを加飾印刷に用いた場合には、対象物に対し、鏡面光沢性に優れ、色味が抑制された装飾(例えば、ニュートラルなメタリック調の装飾)を加えることができる。
本開示のインクの製造方法には特に制限はなく、上述した各成分を混合する方法を適宜適用できる。
本開示のインクの好ましい製造方法は、平板状金属粒子を含有する分散液を準備する工程と、少なくとも上記分散液と上記特定有機溶剤とを混合する工程と、を有する製造方法(以下、「製造方法A」とする)である。
本開示のインクが更に水を含有する場合、上記製造方法Aにおける分散液は、更に水を含有することが好ましい。
上記分散液は、本開示のインクと同様に、最大吸収波長が800nm〜2500nmの波長範囲に存在することが好ましい。
上記分散液の分光特性の好ましい態様は、本開示のインクの分光特性の好ましい態様と同様である。
製造方法Aにおける上記混合する工程は、上記分散液及び上記特定有機溶剤(及び、必要に応じ界面活性剤)と、その他の成分と、を混合してもよい。
上記混合する工程において混合し得る、界面活性剤及びその他の成分については、それぞれ、インクに含まれ得る界面活性剤及びその他の成分として前述したとおりである。
本開示のインクを用いた画像形成の方法には特に制限はないが、下記の本実施形態の画像形成方法が好ましい。
本実施形態の画像形成方法は、上述した本開示のインクを、インクジェット法によって基材に付与するインク付与工程を有する。
基材としては、紙基材、樹脂基材等を特に制限無く使用できる。
光沢紙は、原紙と、原紙上に配置された高分子粒子又は多孔性粒子と、を備える紙基材である。
光沢紙の市販品としては、特に限定されないが、例えば、富士フイルム(株)製の「画彩(登録商標)」、セイコーエプソン(株)製の写真用紙又はフォト光沢紙、コニカミノルタ(株)製の光沢紙、等が挙げられる。
コート紙は、原紙と、原紙上に配置されたコート層と、を備える紙基材である。
コート紙の市販品としては、特に限定されないが、例えば、王子製紙(株)製の「OKトップコート(登録商標)+」、日本製紙(株)の「オーロラコート」、等が挙げられる。
紙基材としては、画像の鏡面光沢性により優れた画像が得られる点で、光沢紙又はコート紙が好ましく、光沢紙がより好ましい。
樹脂基材(例えば樹脂フィルム)の樹脂としては、ポリ塩化ビニル、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、等が挙げられる。
中でも、画像の鏡面光沢性により優れた画像が得られる点で、ポリ塩化ビニル(PVC)又はポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましい。
即ち、本実施形態の画像形成方法は、既に有色(有彩色でも無彩色であってもよい)の画像が形成されている基材の上記有色の画像上に、本開示のインクを用いて画像を形成する方法であってもよい。
また、インクジェットヘッドからのインクの吐出方式としては、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等);電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(登録商標)型等);静電吸引方式(例えば、電界制御型、スリットジェット型等);放電方式(例えば、スパークジェット型等);などを具体的な例として挙げることができるが、いずれの吐出方式を用いてもよい。
尚、インクジェット法によりインクを吐出する際に使用するインクノズル等については特に制限はなく、目的に応じて、適宜選択することができる。
乾燥は、室温における自然乾燥であっても加熱乾燥であってもよい。
基材として樹脂基材を用いる場合には、加熱乾燥が好ましい。
加熱乾燥の温度としては、50℃以上が好ましく、60℃〜150℃程度がより好ましく、70℃〜100℃程度が更に好ましい。
加熱乾燥の時間は、インクの組成及びインクの吐出量を加味して適宜設定することができ、1分〜180分が好ましく、5分〜120分がより好ましく、5分〜60分が特に好ましい。
金属粒子の分散液として、金属粒子分散液Aを調製した。以下、詳細を説明する。
高Cr−Ni−Moステンレス鋼(NTKR−4、日本金属工業(株)製)製の反応容器を準備した。この反応容器は、ステンレス鋼(SUS316L)製のシャフトにNTKR−4製のプロペラ4枚及びNTKR−4製のパドル4枚を取り付けたアジターを備えている。
上記反応容器内で、イオン交換水13L(リットル)を上記アジターによって撹拌しながら、ここに10g/Lのクエン酸三ナトリウム(無水物)水溶液1.0Lを添加した。得られた液体を35℃に保温した。
35℃に保温された上記液体に対し、8.0g/Lのポリスチレンスルホン酸水溶液0.68Lを添加し、更に、水素化ホウ素ナトリウムの濃度を23g/Lに調節した水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.041Lを添加した。ここで、水素化ホウ素ナトリウム水溶液の濃度の調節は、0.04N(mol/L;以下同じ)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液を用いて行った。
水素化ホウ素ナトリウム水溶液が添加された液体に対し、更に0.10g/Lの硝酸銀水溶液13Lを5.0L/minの速度で添加した。
得られた液体に対し、更に、10g/Lのクエン酸三ナトリウム(無水物)水溶液1.5L及びイオン交換水11Lを添加し、更に80g/Lのヒドロキノンスルホン酸カリウム水溶液0.68Lを添加した。
次に、撹拌の速度を800rpm(round per minute;以下同じ)に上げ、次いで0.10g/Lの硝酸銀水溶液8.1Lを0.95L/minで添加した後、得られた液体の温度を30℃に降温した。
30℃に降温した液体に対し、44g/Lのメチルヒドロキノン水溶液8.0Lを添加し、次いで、後述する40℃のゼラチン水溶液を全量添加した。
次いで撹拌の速度を1200rpmに上げ、後述する亜硫酸銀白色沈殿物混合液を全量添加した。亜硫酸銀白色沈殿物混合液が添加された液体のpHは、除々に変化した。
上記液体のpHの変化が止まった段階で、この液体に対し、1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0Lを0.33L/minで添加した。得られた液体をNaOH及びクエン酸(無水物)を用いてpH=7.0±1.0に調整した。次に、このpH調整後の液体に対して2.0g/Lの1−(m−スルホフェニル)−5−メルカプトテトラゾールナトリウム水溶液0.18Lを添加し、次いでアルカリ性に調整して溶解させた70g/Lの1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン水溶液0.078Lを添加した。
以上により、金属粒子形成液を得た。
SUS316L製のアジターを備えるSUS316L製の溶解タンクを準備した。
この溶解タンク内にイオン交換水16.7Lを入れ、上記アジターで低速撹拌しながら、ここに、脱イオン処理を施したアルカリ処理牛骨ゼラチン(GPC重量平均分子量20万)1.4kgを添加した。
得られた液体に、更に、脱イオン処理、蛋白質分解酵素処理、及び過酸化水素による酸化処理を施したアルカリ処理牛骨ゼラチン(GPC重量平均分子量2.1万)0.91kgを添加した。
その後、液体の温度を40℃に昇温し、ゼラチンの膨潤及び溶解を同時に行うことにより、ゼラチンを完全に溶解させた。
以上によりゼラチン水溶液を得た。
SUS316L製のアジターを備えるSUS316L製の溶解タンクを準備した。
この溶解タンク内にイオン交換水8.2Lを入れ、ここに100g/Lの硝酸銀水溶液8.2Lを添加した。
得られた液体を上記アジターで高速撹拌しながら、ここに、140g/Lの亜硫酸ナトリウム水溶液2.7Lを短時間で添加することにより、亜硫酸銀の白色沈澱物を含む混合液(即ち、亜硫酸銀白色沈殿物混合液)を得た。
この亜硫酸銀白色沈殿物混合液は、使用する直前に調製した。
前述の金属粒子形成液をイオン交換水で希釈し、分光光度計((株)日立製作所製、U−3500)を用いて分光特性を測定したところ、300nm〜2500nmの波長領域における最大吸収波長は850nmであり、この最大吸収波長における吸収ピークの半値全幅は270nmであった。
また、波長500nmにおける吸光度を上記最大吸収波長における吸光度で割ることにより、吸光度比〔500nm/最大〕を求めたところ、0.12であった。
金属粒子形成液の物理特性は、25℃においてpH=9.4(アズワン(株)製のKR5Eで測定)、電気伝導度8.1mS/cm(東亜ディーケーケー(株)製のCM−25Rで測定)、及び粘度2.1mPa・s((株)エー・アンド・デイ製のSV−10で測定)であった。
得られた金属粒子形成液は、ユニオンコンテナーII型の20Lの容器(低密度ポリエチレン製容器、アズワン(株)製)に収納し、30℃で貯蔵した。
上記金属粒子形成液に対し、脱塩処理及び再分散処理を施すことにより金属粒子分散液Aを得た。詳細な操作は以下のとおりである。
上記pH調整後の金属粒子形成液に対し、遠心分離機(日立工機(株)製himacCR22GIII、アングルローターR9A)を用い、35℃、9000rpm、60分間の条件の遠心分離操作を行った後、上澄液を784g捨てた。残った固体(金属粒子及びゼラチンを含む固体)に、0.2mmol/LのNaOH水溶液を加えて合計400gとし、撹拌棒を用いて手撹拌することにより、粗分散液Xを得た。
上記操作により、粗分散液Xを24本分調製し、これらの粗分散液Xを全て(即ち、合計で9600g)SUS316L製のタンクに添加して混合した。次いでここに、更に、Pluronic31R1(BASF社製、ノニオン系界面活性剤)の10g/L溶液(溶媒は、メタノール:イオン交換水=1:1(体積比)の混合液)を10mL添加した。
次に、プライミクス(株)製オートミクサー20型(撹拌部はホモミクサーMARKII)を用いて、タンク中の粗分散液Xの混合物に対し、9000rpmで120分間のバッチ式分散処理を施した。分散中の液温は50℃に保った。
上記で濾過した液(濾液)を遠沈管に800g採取し、採取した濾液に対し、上記遠心分離機を用い、35℃、9000rpm、60分間の条件の遠心分離操作を行った後、上澄液を784g捨てた。残った固体(金属粒子及びゼラチンを含む固体)に、0.2mmol/LのNaOH水溶液を加えて合計40gとし、撹拌棒を用いて手撹拌することにより、粗分散液Yを得た。
上記操作により、粗分散液Yを120本分調製し、得られた粗分散液Yを全て(即ち、合計で4800g)SUS316L製のタンクに添加して混合した。次いでここに、更に、Pluronic31R1(BASF社製、ノニオン系界面活性剤)の10g/L溶液(溶媒は、メタノール:イオン交換水=1:1(体積比)の混合液)を5mL添加した。
次に、プライミクス(株)製オートミクサー20型(撹拌部はホモミクサーMARKII)を用いて、タンク中の粗分散液Yの混合物に対し、9000rpmで120分間のバッチ式分散処理を施した。分散中の液温は50℃に保った。
得られた金属粒子分散液Aの分光特性を、金属粒子形成液と同様の方法で測定した。
結果を表1に示す。
上記金属粒子分散液Aの物理特性は、25℃においてpH=7.0、電気伝導度0.08mS/cm、粘度7.4mPa・sであった。
また、金属粒子分散液A中における金属粒子(実施例1では平板状銀粒子)の含有量は10質量%であり、ゼラチンの含有量は1質量%であった。
得られた金属粒子分散液Aは、ユニオンコンテナーII型の20Lの容器に収納し、30℃で貯蔵した。
上記金属粒子分散液Aを透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察することにより、分散液Aに含有される金属粒子の形状を確認したところ、表1に示すように、平板形状であった。
上記金属粒子分散液Aを透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察して得られたTEM像を、画像処理ソフトImageJ(アメリカ国立衛生研究所(NIH:National Institutes of Health)提供)に取り込み、画像処理を施した。
より詳細には、数視野のTEM像から任意に抽出した500個の金属粒子に関して画像解析を行い、同面積円相当直径を算出した。得られた500個の金属粒子の同面積円相当直径を単純平均(数平均)することにより、金属粒子の平均円相当径を求めた。
結果を表1に示す。
上記金属粒子分散液Aをシリコン基板上に滴下して乾燥させて観察用サンプルとした。 観察用サンプルを用い、上記金属粒子分散液Aに含まれる金属粒子500個の厚さを、FIB−TEM(Focused Ion Beam−Transmission electron microscopy)法によってそれぞれ測定した。
500個の金属粒子の厚さを単純平均(数平均)することにより、金属粒子の平均厚さを求めた。
結果を表1に示す。
上記金属粒子の平均円相当径を金属粒子の平均厚さで割ることにより、金属粒子の平均アスペクト比を求めた。
結果を表1に示す。
上述の「−金属粒子形成液の調製−」において、「0.10g/Lの硝酸銀水溶液13L」の添加量、及び、「1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0L」の添加のタイミングを変えたこと以外は、金属粒子分散液Aの調製と同様にして、金属粒子分散液B〜Fをそれぞれ調製した。
金属粒子分散液B〜Fのそれぞれに対し、金属粒子分散液Aと同様の測定及び確認を行った。
結果を表1に示す。
また、「1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0L」の添加のタイミングを早めること(例えば、亜硫酸銀白色沈殿物混合液が添加された液体のpHの変化が止まる前に、「1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0L」を添加すること)により、平均アスペクト比を低下させた。
金属粒子分散液Gとして、金ナノ粒子分散液を調製した。
詳細には、まず、Pelaz et al. “Tailoring the synthesis and heating ability of gold nanoprisms for bioapplications”, Langmuir 2012, 28, 8965-70により記載された方法で金ナノ粒子形成液を調製し、次いで、金ナノ粒子形成液に対し、金属粒子分散液Aの調製において行った脱塩処理及び再分散処理と同様にして、脱塩処理及び再分散処理を行うことにより、金属粒子分散液Gを得た。
金属粒子分散液Gに対し、金属粒子分散液Aと同様の測定及び確認を行った。
結果を表1に示す。
金属粒子分散液Hとして、ECKART社製のアルミニウム粒子分散液「SB11015」を準備した。
金属粒子分散液Hに対し、金属粒子分散液Aと同様の測定及び確認を行った。
結果を表1に示す。
金属粒子分散液Iとして、ECKART社製のアルミニウム粒子分散液「SB11020」を準備した。
金属粒子分散液Iに対し、金属粒子分散液Aと同様の測定及び確認を行った。
結果を表1に示す。
・最大吸収波長欄の「無し」とは、300nm〜2500nmの波長範囲に明確なピークが存在せず、最大吸収波長を明確には定義できなかったことを示す。
・吸光度比〔500nm/最大〕は、最大吸収波長における吸光度に対する波長500nmにおける吸光度の比を示す。最大吸収波長欄が「無し」の場合、吸光度比〔500nm/最大〕は「1」とした。
・「ND」は、測定結果無し(No Data)を意味する。
<インクの調製>
上記金属粒子分散液A、有機溶剤(プロピレングリコール)、サーフロン(登録商標)S−243(AGCセイミケミカル(株)のフッ素系界面活性剤)、及びイオン交換水を用い、下記組成のインクを調製した。
−インクの組成−
・金属粒子 … 5質量%
(実施例1では平板状銀粒子)
・ゼラチン … 0.5質量%
(重量平均分子量20万のアルカリ処理牛骨ゼラチンと重量平均分子量2.1万のアルカリ処理牛骨ゼラチンとの混合物)
・プロピレングリコール … 30質量%
(PG;沸点188℃、SP値27.6(MPa)1/2の有機溶剤)
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.14質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル(株)製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
得られたインクの分光特性(最大吸収波長、及び、吸光度比〔500nm/最大〕)を、金属粒子分散液Aの分光特性と同様の方法で測定した。
結果を表2に示す。
インクに含まれる金属粒子の形状及びサイズ(詳細には、形状、平均円相当径、平均厚さ、及び平均アスペクト比)を、金属粒子分散液Aに含まれる金属粒子の形状及びサイズと同様にして確認した。
結果を表2に示す。
インクジェットプリンター(FUJIFILM DIMATIX社製、DMP−2831)の専用カートリッジ(Dimatix Materials Cartridge(Jetpowerd))に上記インクを充填した。上記専用カートリッジは、インクカートリッジとインクジェットヘッドとが一体化された構造を有する。上記専用カートリッジのインクジェットヘッドは、ノズル径21.5μm及びノズル数16のノズルを有する。
次に、上記インクが充填された専用カートリッジを、上記インクジェットプリンターにセットした。
次に、上記インクジェットプリンターを用い、上記インクを上記専用カートリッジのノズルから吐出することにより、基材としての光沢紙(富士フイルム(株)製の「画彩」(登録商標))上に、室温でベタ画像(長さ70mm×幅30mm)を形成した。ベタ画像の形成において、ドット密度は1200dpi(dot per inch)とし、打滴量は23g/m2とした。
結果を表2に示す。
上記画像形成中に、インクジェットヘッドのノズルを目視で観察し、吐出できたノズルの数を確認した。
観察結果に基づき、下記評価基準に従い、インクの吐出性を評価した。評価基準において、AA及びAであれば、実用に適する。なお、表2中では、インクの吐出性を、単に「吐出性」と表記する。
AA:全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が14〜16であった。
A :全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が10〜13であった。
B :全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が7〜9であった。
C :全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が1〜6であった。
D :全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が0であった。
上記ベタ画像について、スペクトロアイ分光光度計(サカタインクスエンジニアリング社製)を用い、a*及びb*を測定した。この結果から、算出式(a*2+b*2)1/2によりメトリック彩度を算出した。得られたメトリック彩度に基づき、下記評価基準に従い、画像の色味を評価した。
メトリック彩度は、数値が小さいほど、画像の色味が抑制されていること(即ち、ニュートラルな画像であること)を示している。即ち、下記評価基準において、画像の色味が最も抑制されている結果は、「S」である。
S :メトリック彩度値が1未満
AA:メトリック彩度値が1以上3未満
A :メトリック彩度値が3以上5未満
B :メトリック彩度値が5以上10未満
C :メトリック彩度値が10以上
上記ベタ画像について、光沢時計(BYK製micro−TRI−gloss)を用い、20°グロス値及び60°グロス値をそれぞれ測定した。測定結果に基づき、下記評価基準に従い、画像の鏡面光沢性を評価した。
20°グロス値及び60°グロス値は、いずれも数値が高いほど、鏡面光沢性に優れている。即ち、下記評価基準において、画像の鏡面光沢性に最も優れる結果は、「S」である。
S :20°グロス値が1000以上
AA:20°グロス値が800以上1000未満
A :20°グロス値が600以上800未満
B :20°グロス値が300以上600未満
C :20°グロス値が300未満
S :60°グロス値が1000以上
AA:60°グロス値が800以上1000未満
A :60°グロス値が500以上800未満
B :60°グロス値が300以上500未満
C :60°グロス値が300未満
上記ベタ画像を目視で観察することにより、下記評価基準に基づき、画像の鏡面光沢性を評価した。
画像の鏡面光沢性に最も優れる結果は、「S」である。
S :極めて優れた鏡面光沢性を有し、映りこんだ物が鏡に映った像のように明確に見える
AA:優れた鏡面光沢性を有し、映りこんだ物体が何であるかが識別できる
A :鏡面光沢性を有するが、映りこんだ物体が何であるかまでは識別できない
B :金属調の弱い光沢を示すが、鏡面光沢性を有さず、物体が映りこまない
C :光沢がなく、灰色に見える
上記画像形成後、インクカートリッジを5時間室温で放置し、放置後、上記画像形成と同様の画像形成(以下、「放置後画像形成」ともいう)を行った。
上記放置後画像形成中に、インクジェットヘッドのノズルを目視で観察し、吐出できたノズルの数を確認した。
観察結果に基づき、下記評価基準に従い、インクの経時安定性を評価した。評価基準において、AまたはBであれば、実用に適する。なお、表2中では、インクの経時安定性を、単に「経時安定性」と表記する。
A : 全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が10以上であった。
B : 全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が5〜9であった。
C : 全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が1〜4であった。
D : 全ノズル数16のうち、吐出できたノズルの数が0であった。
金属粒子分散液の種類、金属粒子のインク全量に対する量、及び有機溶剤の種類の組み合わせを、下記表2に示すように変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表2に示す。
いずれの例においても、インク全量に対する有機溶剤の含有量は、30質量%となるようにした。また、金属粒子のインク全量に対する量は、金属粒子分散液の使用量を変更することにより変更した。
インクを、特表2008−523246号の実施例7に準じて調製した比較用インク(比較例9)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表2に示す。
240gの通常の骨ゼラチン、1.5mLのPLURONIC(商標)31R1(オキシラン、メチル−、ポリマー)、及びイオン交換水を混合し、6.9Lの溶液を調製した。得られた溶液に対し、液温75℃の条件で、3M AgNO3及びNaClを加え、ダブルジェット沈殿によって、100%AgCl立方体粒子の分散体(以下、「塩化銀分散体」ともいう)を調製した。ここで、AgNO3溶液の流量は、当初の2.5分間は32mL/分とし、次いで25分間掛けて200mL/分に上げた。その後、流量は4LのAgNO3溶液が消費されるまで200ml/分に維持した。
50.0gのエリトルビン酸ナトリウム(現像剤)、
3.0gのHMMP(4’−ヒドロキシメチル−4−メチル−1−フェニル−3−ピラゾリドン;現像剤)、
8.0gのチオ硫酸ナトリウム(定着剤)、
20gのK2CO3(バッファー)、及び
900mLのイオン交換水を混合し、得られた液体のpHを、BAS−2013によって11.5に調整し、次いでイオン交換水を1000mLまで注ぎ足し、現像剤組成物を得た。
このカブった塩化銀粒子を含む分散体と15Lの現像剤組成物とを、40℃に保持された反応釜に直接添加し(急速に、約2秒間赤く発光)、次いでプロップスターラーを用いて高速で撹拌した。反応釜の中身は2〜3秒で灰色になった。次いで、最初の3分間は反応釜の中身のpHを10超とし、その後10分間はpHを11とすることにより、カブった塩化銀粒子を現像することにより、銀粒子を得た。pHの調整は、水酸化ナトリウム水溶液を添加することにより行った。次いで、上記銀粒子を含む液体を限外濾過装置によってUF洗浄し、次いで20mS未満の溶液電導度まで濃縮することにより、銀粒子分散体を得た。
・最大吸収波長欄の「無し」とは、300nm〜2500nmの波長範囲に明確なピークが存在せず、最大吸収波長を明確には定義できなかったことを示す。
・吸光度比〔500nm/最大〕は、最大吸収波長における吸光度に対する波長500nmにおける吸光度の比を示す。最大吸収波長欄が「無し」の場合、吸光度比〔500nm/最大〕は「1」とした。
・有機溶剤は以下のとおりである。
PG … プロピレングリコール
GL … グリセリン
EG … エチレングリコール
DEGmEE … ジエチレングリコールモノエチルエーテル
EGmBE … エチレングリコールモノブチルエーテル
MeOH … メタノール
i−PrOH … イソプロパール
・「ND」は、測定結果無し(No Data)を意味する。
一方、インクの最大吸収波長が800nm未満の波長範囲に存在する比較例1及び6、並びに、インクに含有される有機溶剤のSP値が24MPa1/2未満である比較例2及び3では、いずれも画像の色味が生じた。
また、インクに含有される有機溶剤の沸点が150℃未満である比較例4及び5では、いずれもインクの吐出性が低下した。
また、インクにおいて、300nm〜2500nmの波長範囲に明確なピークが存在しなかった比較例7〜9では、インクの吐出性が低下した。比較例7〜9のインクは、300nm〜2500nmの波長範囲に明確なピークが存在しないことから、粗大な金属粒子を含有していると考えられる。その結果、インクの吐出性が低下したと考えられる。
実施例1〜9及び比較例7〜9において、基材としての光沢紙(画彩、富士フイルム(株)製)を、コート紙(王子製紙(株)製の「OKトップコート(登録商標)+」に変更したこと以外は、上記「画像形成及び評価(基材:光沢紙)」の項目中に示した操作と同様の操作を行った。
結果を表3に示す。
実施例1〜9及び比較例7〜9において、基材としてのインクジェット用紙(画彩、富士フイルム(株)製)を、基材としてのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡製、A4300)に変更し、かつ、画像形成後、80℃のホットプレート上で画像を60分間加熱乾燥させたこと以外は、上記「画像形成及び評価(光沢紙)」の項目中に示した操作と同様の操作を行った。
結果を表4に示す。
インクの組成に、更に、表5に示す銀イオントラップ剤を追加したこと以外は実施例1と同様にしてインクを調製した。
これら実施例11〜13のインクでは、銀イオントラップ剤の含有量は、平板状金属粒子の含有量に対し、10質量%とした。
インクの組成に、更に、表5に示す銀イオントラップ剤を追加したこと以外は比較例7と同様にしてインクを調製した。
この比較例14のインクでは、銀イオントラップ剤の含有量は、平板状金属粒子の含有量に対し、10質量%とした。
実施例1及び11〜13並びに比較例14のインクを60℃で2ヶ月間経時させた。以下、2ヶ月経時させたインクを、「2ヶ月経時インク」とする。
実施例1及び11〜13並びに比較例14の2ヶ月経時インクを用い、実施例1の「画像形成及び評価(基材:光沢紙)」の項目中、「インクの経時安定性」以外の操作と同様の操作を行った。
結果を表5に示す。
銀イオントラップ剤を含む実施例11〜13の2ヶ月経時インクは、実施例1の2ヶ月経時インクと比較して、画像の鏡面光沢性向上及び画像の色味抑制の効果により優れていた。
比較例14はノズル詰まりが発生して評価できなかった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
Claims (17)
- インクジェット法による画像形成に用いられ、
平板状金属粒子と、沸点が150℃以上であり溶解度パラメーターが24MPa1/2以上である有機溶剤と、を含有し、
300nm〜2500nmの波長範囲における最大吸収波長が、800nm〜2500nmの波長範囲に存在するインク組成物。 - 前記平板状金属粒子は、標準酸化還元電位が−1.65Vより貴である金属元素を含む請求項1に記載のインク組成物。
- 前記平板状金属粒子が、金、銀、及び白金からなる群から選択される少なくとも1種の金属元素を含む請求項1又は請求項2に記載のインク組成物。
- 前記平板状金属粒子が、銀を、前記平板状金属粒子の全量に対して80質量%以上含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記平板状金属粒子は、平均厚さに対する平均円相当径の比である平均アスペクト比が、10以上である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記平板状金属粒子の平均円相当径が、10nm〜300nmである請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記平板状金属粒子の含有量が、インク組成物の全量に対し、3質量%〜10質量%である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記有機溶剤の含有量が、インク組成物の全量に対し、5質量%〜80質量%である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 前記最大吸収波長における吸光度に対する波長500nmにおける吸光度の比が、0.2以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、水を含有する請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、ゼラチンを含有する請求項10に記載のインク組成物。
- 前記ゼラチンの含有質量に対する前記平板状金属粒子の含有質量の比が、1〜100である請求項11に記載のインク組成物。
- 前記有機溶剤が、プロピレングリコール、グリセリン、及びエチレングリコールからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 更に、下記式(1)で定義されるpKspが13以上である銀イオントラップ剤を含有し、
前記平板状金属粒子が銀を含む請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のインク組成物。
pKsp=−logKsp … 式(1)
式(1)において、Kspは、25℃における銀塩の溶解度積を表す。 - 前記銀イオントラップ剤が、メルカプト基及び含窒素ヘテロ環構造の少なくとも一方を含む有機化合物である請求項14に記載のインク組成物。
- インクジェット法による加飾印刷に用いられる請求項1〜請求項15のいずれか1項に記載のインク組成物。
- 請求項1〜請求項16のいずれか1項に記載のインク組成物を、インクジェット法によって基材に付与するインク付与工程を有する画像形成方法。
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