WO2017069074A1 - 記録方法、乾燥方法、記録システムおよび乾燥装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a recording method, a drying method, a recording system, and a drying apparatus.
- the inkjet recording method can produce images easily and inexpensively, it has been applied to various printing fields including special printing such as photographs, various printing, marking, and color filters.
- Ink-jet inks used in ink-jet recording systems are water-based inks composed of water and a small amount of organic solvents, non-aqueous inks that contain organic solvents but do not substantially contain water, and heat inks that are solid at room temperature for printing.
- water-based inks are generally widely used in home printers because they are generally less odorous and safe.
- the recording medium is dried to evaporate the moisture brought from the ink to the recording medium. If this drying is inadequate, bleeding occurs on the image when the roller rubs the ink-laden surface of the recording medium, or the recording media stick together or are rubbed together during storage. May cause blurring in the image.
- the length of the drying device is usually 10 m or more, although the length of the printing unit is less than 2 m. It may be 20m or more.
- the large size of such a drying apparatus is a problem, and it is often difficult to install a printer.
- a printer When a film is used as a recording medium, recording is performed by a printer that can unfold a film stored in a roll shape in a flat shape to record an image, and then wind the film again in a roll shape after the image is recorded. May be.
- the drive roller that controls the transport speed of the film to be transported and the tension roller that controls the tension of the film are usually placed on a winder that winds the film into a roll after recording an image.
- the drying device when the drying device is large, the drive roller and the tension roller are placed in a place away from the inkjet head.
- Patent Document 3 a coating liquid containing an ink-absorbing additive is applied to a drying apparatus having a vertical conveyance path that is folded and stacked.
- the recording medium coated with the coating liquid is dried while the length of the drying device is shortened by conveying the recorded recording medium and simultaneously blowing warm air.
- the invention described in Patent Document 4 is a water-based ink containing a colorant, a water-soluble organic solvent, a surfactant and a penetrating agent on plain paper to which a treatment liquid containing a cationic resin, an acid and a surfactant is applied.
- the paper introduced into the drying apparatus is first dried with the ink landing surface facing downward in the vertical direction.
- an absorptive recording medium such as paper used in Patent Document 1
- the ink flows or the color material (pigment etc.) moves. Degradation of image quality is unlikely to occur.
- a non-absorbing recording medium such as a film
- a large amount of ink that is not absorbed exists on the printing surface, and the coloring material is not fixed inside the film. This tendency is particularly remarkable with water-based ink. Therefore, when a film on which ink is landed is introduced into the drying apparatus disclosed in Patent Document 1, the flow of ink and the movement of the color material occur, and the image is blurred.
- the drying apparatus disclosed in Patent Document 2 is configured to move the inside of the air blowing path to the recording medium in a state where the surface on which the ink has landed is directed upward in the vertical direction, thereby drying the recording medium.
- a film on which water-based ink is landed is introduced into the drying apparatus disclosed in Patent Document 2
- the length of the drying process is insufficient, and the pigment landed on the film cannot be sufficiently fixed. Therefore, unless the film transport speed is extremely slow, the film cannot be dried sufficiently, and the roller comes into contact with the surface on which the ink has landed in the subsequent transport path, causing blurring or winding the film. There is a risk of film sticking when removed.
- Patent Document 3 requires large-scale gas pressure control in order to blow warm air, and it is difficult to reduce the size of the apparatus. Also, if the recording medium is transported to the transport path in the vertical direction, ink may flow during drying and image quality may deteriorate. In particular, when an image is recorded by the ink jet recording method, the viscosity of the ink is adjusted to be low in order to improve the ink dischargeability from the ink jet head, so that the ink flows due to the blowing of warm air and the image is blurred. There is a fear. This tendency is particularly remarkable with water-based ink.
- Patent Document 4 there is no description about drying of a recording medium after recording an image.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an inkjet recording method using water-based ink that can suppress the occurrence of bleeding on an image formed by drying while reducing the size of a drying device. It is an object of the present invention to provide a recording method and a recording system.
- a recording method comprising a step of discharging a water-based ink containing a pigment and water from a nozzle of an inkjet head to land on a region to be recorded on a film, and a step of drying the film landed with the water-based ink Because
- the film is one in which a pigment flocculant and a resin are attached to the area to be recorded
- the step of landing is a step of landing the water-based ink on the region of the film where the pigment flocculant and resin are attached
- the drying step includes A first drying step of drying the film in a state where the surface of the film on which the water-based ink has landed faces upward in the vertical direction; A first reversing step of reversing the film so that the surface of the film on which the water-based ink has landed faces downward in the vertical direction; And a second drying step of drying the film in a state in which the surface of the film on which the water-based
- the recording method according to [1], wherein the film is a biaxially stretched polypropylene film (OPP) or a polyester film (PE).
- OPP biaxially stretched polypropylene film
- PE polyester film
- the amount of the organic solvent contained in the aqueous ink is 40% by mass or less based on the total mass of the aqueous ink.
- the method further includes a second inversion step of inverting the film so that the surface of the film on which the water-based ink has landed is directed upward in the vertical direction.
- the method includes a step of developing the film stored in a roll shape into a flat shape, and a step of winding the film into a roll shape after the drying step.
- a method of drying a film in which a pigment flocculant and a resin, and an aqueous ink containing a pigment and water are attached to an area to be recorded A first drying step of drying the film with the surface of the film on which the pigment flocculant and the resin and the water-based ink are attached facing upward in the vertical direction; A first inversion step of inverting the film so that the surface of the film to which the pigment flocculant and the resin and the water-based ink are attached faces downward in the vertical direction; A second drying step of drying the film with the surface of the film on which the pigment flocculant and the resin and the water-based ink are attached facing downward in the vertical direction; The drying method characterized by including these in this order.
- a recording apparatus that discharges an aqueous ink containing a pigment and water from a nozzle of an ink jet head to land on a region to be recorded on the film;
- a drying device provided on the downstream side of the recording device in the transport direction of the film and drying the film on which the water-based ink has landed by the recording device;
- a recording system comprising: The recording apparatus causes the water-based ink to land on a region on the film to which the pigment flocculant and resin are attached, The drying device A first drying unit that dries the film in a state where the surface of the film on which the water-based ink has landed faces upward in the vertical direction; A first reversing portion for reversing the direction of the surface of the film on which the water-based ink has landed, vertically downward; A second drying unit that dries the film in a state where the surface of the film on which the water-based ink has landed is directed downward in the vertical direction;
- a recording system comprising: [12] A film
- a recording method and an ink jet recording system by an ink jet recording method using water-based ink which can suppress the occurrence of bleeding on an image formed by drying while reducing the size of a drying device.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of an ink jet recording system according to the present invention.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of a drying apparatus included in the ink jet recording system according to the present invention.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the reversing unit provided in the drying device included in the inkjet recording system according to the present invention.
- the recording method of the present invention includes a step of discharging a water-based ink containing a pigment and water from a nozzle of an inkjet head and landing on the film, and a step of drying the film landed with the ink.
- the ink lands on the region of the film where the pigment flocculant and resin are attached.
- the drying step includes a first drying step of drying the film with the surface of the film landed with the water-based ink (hereinafter, also simply referred to as “recording surface”) facing upward in the vertical direction; A first reversing step of reversing the orientation of the recording surface downward in the vertical direction; and a second drying step of drying the film with the recording surface facing downward in the vertical direction.
- the recording method of the present invention can be performed on a film stored in a roll shape.
- the recording method of the present invention includes a step of developing a roll-shaped film into a flat shape before the landing step, and a step of winding the film into a roll shape after the drying step.
- the recording method of the present invention may include a step of adhering a pigment flocculant to an area to be recorded on the film.
- the inventors of the present invention have made it possible to land the aqueous ink containing the pigment and water on the region of the film where the pigment flocculant and the resin are attached, thereby causing the fluidity of the ink by drying. It has been found that the decline of can be accelerated. By adopting such a configuration, it is possible to reduce the viscosity of the ink to the extent that the pigment does not move on the film even when the recording surface is directed downward in the vertical direction by drying with a transport distance shorter than the conventional drying process. Can do.
- the recording medium conveyance path in the drying apparatus can be folded and stacked, so that the size of the drying apparatus can be reduced.
- Step of landing In this step, a water-based ink containing a pigment and water is discharged from the nozzles of the inkjet head to land on the film. At this time, the ink is landed on the region of the film where the pigment flocculant and the resin are attached.
- Water-based ink contains a pigment and water.
- the water-based ink may further contain an organic solvent.
- Water-based ink means ink containing an amount of water larger than an unavoidable amount.
- Water-based inks are preferable because they are safer to the human body than non-aqueous inks, hot melt inks, actinic ray curable inks, and the like. Since water has the highest vapor pressure among the solvents usually used in water-based inks, in the recording method of the present invention, the film is easier to dry when the amount of water contained in the water-based ink is large.
- the water-based ink preferably contains 60% by mass or more of water with respect to the total mass of the ink.
- Pigment The pigment may be a known pigment for recording an image by being contained in water-based ink.
- the pigment may be a water-dispersible pigment or a solvent-dispersible pigment that is dispersed by adding a solvent to the aqueous ink.
- examples of pigments include organic pigments including insoluble pigments and lake pigments, and inorganic pigments including carbon black. Only one kind of these pigments may be contained, or two or more kinds may be contained in combination.
- insoluble pigments examples include azo, azomethine, methine, diphenylmethane, triphenylmethane, quinacridone, anthraquinone, perylene, indigo, quinophthalone, isoindolinone, isoindoline, azine, oxazine, thiazine, dioxazine, thiazole, phthalocyanine and diketo.
- Pigments having a structure such as pyrrolopyrrole are included.
- Examples of preferable pigments include pigments represented by the following color indexes.
- pigments exhibiting magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, and C.I. I. Pigment Red 222 is included.
- pigments exhibiting orange or yellow include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 15: 3, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 94, and C.I. I. Pigment Yellow 138 is included.
- pigments exhibiting green or cyan examples include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, and C.I. I. Pigment Green 7 is included.
- pigments exhibiting black examples include C.I. I. Pigment black 1, C.I. I. Pigment black 6, and C.I. I. Pigment Black 7 is included.
- the water-based ink may contain the following pigment.
- pigments include C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 194, C.I. I. Pigment red 209, and C.I. I. Pigment red 224, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Bat Violet 3, C.I. I. Pigment violet 19, C.I. I. Pigment violet 23, and C.I. I. Pigment violet 37, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment green 36, and C.I. I. Pigment Blue 15: 6 is included.
- the pigment is preferably dispersed together with a dispersant and other additives necessary according to other desired purposes.
- Dispersion can be performed by a conventionally known ball mill, sand mill, line mill, high-pressure homogenizer, or the like.
- the dispersant include a dispersion resin described later.
- the average particle diameter of the dispersed pigment is preferably 10 nm to 200 nm, more preferably 10 nm to 100 nm, and more preferably 10 nm. More preferably, it is 50 nm or less.
- the average particle diameter can be measured with a commercially available particle size measuring instrument using a light scattering method, an electrophoresis method, a laser Doppler method, or the like. Further, by taking a particle image with a transmission electron microscope on at least 100 particles and performing statistical processing on the image using image analysis software such as Image-Pro (manufactured by Media Cybernetics), the above average is also obtained. The particle size can be determined.
- Organic solvent The type of the organic solvent is not particularly limited as long as the effects of the present invention are exhibited. From the viewpoint of increasing the compatibility with water, the organic solvent is preferably water-soluble. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohols, polyhydric alcohols, amines, amides, glycol ethers, and 1,2-alkanediols having 4 or more carbon atoms. Only one kind of these organic solvents may be contained, or two or more kinds thereof may be contained in combination.
- alcohols examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, secondary butanol and tertiary butanol.
- polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol having 5 or more ethylene oxide groups, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and propylene oxide groups.
- Polypropylene glycol having a number of 4 or more, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol and the like are included.
- amines examples include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, N-ethylmorpholine, ethylenediamine, diethylenediamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyethyleneimine Pentamethyldiethylenetriamine and tetramethylpropylenediamine.
- amides examples include formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
- glycol ethers examples include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and tripropylene glycol. Monomethyl ether and the like are included.
- 1,2-alkanediols having 4 or more carbon atoms examples include 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol and 1,2-heptanediol. It is.
- the organic solvent is a polyhydric alcohol
- preferable polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol.
- the mass ratio of the polyhydric alcohols relative to the total mass of the organic solvent is set higher than the mass ratio of the other organic solvents, thereby preventing bleeding of the formed image. It can be made more difficult to occur.
- the mass ratio of the polyhydric alcohol to the mass of the whole organic solvent is 50% or more.
- the total mass ratio of all the polyhydric alcohols only needs to be higher than the mass ratio of any other kind of organic solvent.
- the mass of the whole organic solvent The mass ratio of the polyhydric alcohol to the suffices should be 50% or more.
- the content of the organic solvent in the recording ink can be, for example, in the range of 5% by mass to 60% by mass.
- the content of the organic solvent in the recording ink is in the range of 10% by mass to 40% by mass.
- water as a solvent evaporates from the ink droplets that have landed on the recording medium, so that the ink droplets contract and the image may crack.
- the resin is appropriately swollen and dissolved by the polyhydric alcohols. The swelled / dissolved resin is re-formed in an image formed by increasing the viscosity. It is considered that the resin film formed in this way makes it difficult for the ink droplets to shrink when the formed image is dried, and the image does not easily crack.
- the water-based ink is a resin, surfactant, oil droplet fine particle, ultraviolet absorber, anti-fading agent, fluorescent whitening agent, pH adjuster, polysaccharide, viscosity adjustment.
- An agent, a specific resistance adjusting agent, a film forming agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a fungicide, a rust inhibitor and the like may be contained. Only one kind of these components may be contained, or two or more kinds may be contained in combination.
- the resin examples include a dispersion resin for imparting dispersion stability to the pigment, a fixing resin for imparting fixability to the film for the pigment, and a resin as a thickener for adjusting the viscosity of the ink. And other resins. Only one kind of these resins may be contained, or two or more kinds may be contained in combination.
- the resin is preferably anionized.
- the resin preferably has an amine value from the viewpoint of facilitating the aggregation of the pigment when the pH of the landed ink is lowered by the pigment flocculant on the film.
- the anionized resin examples include resins containing an anionic functional group such as a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, and a phosphoric acid group.
- an anionic functional group such as a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, and a phosphoric acid group.
- the anionic functional group may be contained in the resin in an amount such that the acid value is 10 mg / KOH or more and 350 mg / KOH or less. preferable.
- the anionic functional group is preferably a carboxylic acid group or a phosphoric acid group.
- the viscosity can be sufficiently increased by the above pH variation to aggregate the pigment.
- the amine value at this time is preferably in the range of 10 to 200 mg / KOH.
- the viscosity can be sufficiently increased by a salting-out reaction to aggregate the pigment.
- the amine value at this time is preferably in the range of 10 to 500 mg / KOH.
- these resins may be contained in a copolymer or may be dispersed in an emulsion state.
- the particle diameter is preferably 300 nm or less from the viewpoint of not impairing the jetting property by inkjet.
- the composition and molecular weight are not particularly limited. However, since a polymer having a higher degree of polymerization tends to deteriorate injection properties, the molecular weight is preferably 50,000 or less, although it depends on the composition of the polymer.
- the above-mentioned surfactant can improve the dischargeability from the nozzles of the inkjet head and the wettability of the ink landed on the recording medium.
- the surfactant include cationic, anionic, amphoteric and nonionic surfactants.
- cationic surfactants include aliphatic amine salts, aliphatic quaternary ammonium salts, benzalkonium salts, benzethonium chloride, pyridinium salts and imidazolinium salts.
- anionic surfactants include fatty acid soap, N-acyl-N-methylglycine salt, N-acyl-N-methyl- ⁇ -alanine salt, N-acyl glutamate, acylated peptide, alkylsulfone Acid salt, alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl sulfoacetate, ⁇ -olefin sulfonate, N-acylmethyl taurine, sulfated oil, higher alcohol sulfate, second Grade higher alcohol sulfate, alkyl ether sulfate, secondary higher alcohol ethoxy sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, monoglycolate, fatty acid alkylolamide sulfate, alkyl ether phosphate, and alkyl Acid ester salts are included.
- amphoteric surfactants include carboxybetaine type, sulfobetaine type, aminocarboxylate, and imidazolinium betaine.
- nonionic surfactants include polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene Glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil, hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, fatty acid alkanol Amides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkylamines, alkylamine oxides It includes acetylene glycol and acetylene alcohol. From the viewpoint of
- oil droplet fine particles examples include liquid paraffin, dioctyl phthalate, tricresyl phosphate, and silicon oil. Only one type of these oil droplet fine particles may be contained, or two or more types may be contained in combination.
- Examples of the ultraviolet absorber include compounds described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988, and JP-A-62-261476. Only one type of these ultraviolet absorbers may be contained, or two or more types may be contained in combination.
- color fading inhibitor examples include JP-A-57-74192, JP-A-57-87989, JP-A-60-72785, JP-A-61-146591, JP-A-1-95091. And compounds described in JP-A-3-13376. Only one type of these anti-fading agents may be contained, or two or more types may be contained in combination.
- optical brightener examples include JP-A-59-42993, JP-A-59-52689, JP-A-62-280069, JP-A-61-242871, and JP-A-4-242. 219266 gazette is included. These fluorescent brighteners may contain only one type, or may contain two or more types in combination.
- Examples of the pH adjusting agent include known acids, alkalis and buffers.
- Examples of the alkalis and buffers include ammonia, monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, methylethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, methylaminoethanol, and dimethylaminoethanol.
- the water-based ink preferably has a viscosity of 1 cP or more and less than 100 cP.
- the viscosity of the water-based ink is preferably 1 cP or more and 50 cP or less, and more preferably 1 cP or more and 15 cP or less.
- the surface tension of the water-based ink is preferably 20 mN / m or more and 50 mN / m or less. From the viewpoint of enhancing the wettability with respect to the film and making the formed image higher definition, the surface tension of the water-based ink is more preferably 20 mN / m or more and 35 mN / m or less.
- the surface tension of the water-based ink can be adjusted to the above range by changing the type or amount of the surfactant and the organic solvent.
- Film A film means a recording medium having a thickness of less than 0.25 mm and at least a region to be recorded is non-absorbing.
- the material of the non-absorbing region may be any material that can record an image by landing and drying the water-based ink.
- films include: biaxially oriented polypropylene film (OPP), uniaxially oriented polypropylene film and polypropylene film including unstretched polypropylene film (CPP), polyethylene film including high density polyethylene film and low density polyethylene film, nylon Film, polyester film (PE), ethylene / vinyl acetate copolymer film (EVA), vinylon, and polyvinyl chloride are included.
- the film may be a multi-layer recording medium in which a layer such as a PVA coat is provided on the surface of an absorbent recording medium such as paper to make the area to be recorded non-absorbable.
- the film is preferably a polypropylene film and a polyester film, more preferably a biaxially stretched polypropylene film (OPP) and a polyester film (PE). preferable.
- Pigment flocculant The pigment flocculant is not particularly limited as long as it can agglomerate the pigment contained in the aqueous ink.
- examples of such pigment flocculants include polyvalent metal salts and acids. These pigment aggregating agents may be used alone or in combination of two or more.
- Examples of the polyvalent metal salt include calcium chloride, magnesium nitrate and aluminum chloride.
- Examples of the acid include malonic acid, malic acid, citric acid, phosphoric acid, succinic acid, oxalic acid, phthalic acid, oxydiacetic acid, fumaric acid, glutamic acid, and acetic acid.
- an acid is preferable, and a polyvalent organic acid is more preferable.
- preferred polyvalent organic acids include succinic acid, fumaric acid, glutamic acid, oxydiacetic acid, citric acid, malonic acid, malic acid and oxydiacetic acid.
- the acid is preferably a solid acid having a solubility in water of 5 g / 100 g or more.
- solid acids having a solubility in water of 5 g / 100 g or more include citric acid, malonic acid, malic acid, and oxydiacetic acid. Of these, malonic acid and malic acid are preferred from the viewpoint of further increasing the solubility in aqueous ink.
- the pigment flocculant aggregates the pigment and fixes it to the film. Therefore, in the method of the present invention, even if the film is dried with the recording surface facing downward in the vertical direction in the second drying step, the pigment is less likely to move from the recorded image and bleeding is less likely to occur.
- the type of resin is not particularly limited as long as the above-mentioned pigment flocculant can be retained and dispersed.
- the resin is preferably a cationic resin or a nonionic resin from the viewpoint of increasing compatibility with the pigment flocculant.
- examples of such resins include urethane resins, acrylic resins, olefin resins and polyvinyl alcohol.
- the resin may be a hybrid resin. Examples of the hybrid resin include urethane-acrylic hybrid resin having a hydrophobic part and a hydrophilic part and having a core-shell structure. Only one type of these resins may be used, or two or more types may be used.
- the resin After the resin is swollen or dissolved, the resin is thickened and re-formed to fix the pigment aggregated by the pigment flocculant more firmly on the recording medium. Therefore, in the method of the present invention, even if the ink droplet contracts due to drying, the pigment does not easily move and the image does not easily crack. Further, even if the film is dried with the recording surface facing downward in the vertical direction in the second drying step, the pigment is less likely to move from the recorded image and bleeding is less likely to occur.
- the resin is preferably resin fine particles.
- the average particle diameter of the resin fine particles is preferably in the range of 10 nm to 500 nm.
- the average particle size can be measured by a commercially available particle size measuring instrument using a dynamic light scattering method, an electrophoresis method, etc., but the measurement by the dynamic light scattering method is simple and the particle size region is Accurate measurement.
- the resin can prevent the flocculant from depositing on the film.
- the amount of the resin applied to the recording medium is preferably 0.3 g / m 2 or more. More preferably, it is 0.8 g / m 2 or more. There is no particular upper limit on the amount, but when the recording medium to which the resin is attached is wound up and stored in a roll shape, it is 11.0 g / m 2 or less from the viewpoint of facilitating winding. It is preferable. Further, from the viewpoint of further reducing the load and cost required for drying the recording medium, it is preferably 3.0 g / m 2 or less.
- the water-based ink droplets are discharged from the nozzles of the inkjet head of the printer loaded with the inkjet ink and land on the film.
- the ejection method from the inkjet head may be either an on-demand method or a continuous method.
- On-demand inkjet heads include electro-mechanical conversion methods such as single cavity type, double cavity type, bender type, piston type, shear mode type and shared wall type, as well as thermal inkjet type and bubble jet. Any of electric-thermal conversion methods such as Canon Inc. registered trademark) may be used.
- the inkjet head is preferably a piezo-type inkjet head having a nozzle diameter of 30 ⁇ m or less.
- the inkjet recording method is preferably a one-pass type.
- the one-pass inkjet recording method means that when a film, which is a recording medium, passes under one inkjet head unit, ink droplets are applied to all pixels where dots should be formed in one pass. To do.
- the ink jet head is preferably a line head type.
- the line head type inkjet head means an inkjet head having a length equal to or greater than the width of the printing range in a direction orthogonal to the film transport direction.
- the line head type inkjet head may be composed of a single head having a length equal to or greater than the width of the printing range, or a combination of a plurality of heads as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-320278. It may be configured to be longer than the width of the range. From the viewpoint of achieving higher definition of the formed image, the plurality of heads form a plurality of rows in a direction perpendicular to the film transport direction, and the heads of each row emit nozzles to the film. It is preferable that the positions are different.
- Step of drying the film on which the water-based ink has landed in the step of landing is dried.
- the film can be dried by a known method for drying a film on which an image is recorded with aqueous ink. Examples of the drying method include hot air blowing, infrared irradiation, and ionizing radiation. These drying methods can be performed by any dryer (hot air dryer or the like) which is a means for drying. In the method of the present invention, it is preferable that each of the first drying step and the second drying step, which will be described later, be performed independently using separate dryers.
- the hot air blowing and the irradiation with infrared rays or ionizing radiation may be performed on the recording surface of the film, or a surface located on the back side of the recording surface (hereinafter also simply referred to as “back surface”). You may go. Only one of these drying methods may be performed, two may be combined at the same time, or one method may be switched to another method during the drying process. According to these drying methods, water is easily evaporated by the heat applied to the film, so that the drying time can be shortened and the drying apparatus can be further downsized.
- blowing hot air is preferable because the configuration of the apparatus is simple and the drying apparatus can be made more compact. In addition, since the blowing of hot air disturbs the air layer on the drying surface and accelerates evaporation, the drying time can be further shortened and the drying apparatus can be further miniaturized.
- the temperature of the hot air when the film is dried by blowing hot air is preferably higher than 40 ° C. and lower than 120 ° C. By making the temperature of the hot air higher than 40 ° C., it is possible to achieve an effect that the film is more easily dried. In addition, by setting the temperature of the hot air to less than 120 ° C., the film is not easily deformed by heat, and the smoothness of the film is easily maintained. From the viewpoint of making the above effects compatible to a higher extent, the temperature of the hot air is more preferably higher than 60 ° C and lower than 100 ° C. The hot air is preferably blown onto the recording surface of the film.
- the infrared ray may be either a far infrared ray or a near infrared ray, but preferably has a wavelength that is easily absorbed by an OH group contained in water, and is preferably an infrared ray having a wavelength of 2.5 ⁇ m to 3.5 ⁇ m.
- the ionizing radiation preferably has a wavelength that easily excites water intermolecular vibrations, and is preferably a microwave having a wavelength of 100 ⁇ m to 1 m. Microwaves make the ink easier to evaporate due to the intermolecular absorption of water, and cause little damage to the paper.
- heat may be applied to the film before the landing step.
- the strength of the drying method so that the temperature of the film does not become higher than the heat resistant temperature.
- the heat-resistant temperature can be appropriately determined depending on the type and thickness of the film.
- the temperature of the film during the drying process is preferably higher than 40 ° C. and lower than 100 ° C.
- the temperature of the K solid part using carbon black or the part where the ink is not landed becomes the highest, so adjust the strength of the drying method so that the temperature of these parts does not exceed the heat resistance temperature of the film It is preferable to do. At this time, you may monitor the temperature of a film, especially the temperature of the said part.
- the temperature of the film can be adjusted so as not to become higher than the heat resistance temperature by decreasing the strength of the drying method.
- the strength of the drying method can be weakened by reducing the amount of hot air blown or reducing the amount of infrared or ionizing radiation.
- First drying step In the first drying step, the film on which the water-based ink has landed is introduced into the drying apparatus with the recording surface facing upward in the vertical direction.
- the introduced film is dried in the above method by the above-mentioned arbitrary dryer in a drying apparatus.
- the state where the recording surface is directed upward in the vertical direction includes a state where the recording surface is inclined from the horizontal direction to the extent that water-based ink does not flow through the film.
- the angle at which the water-based ink does not flow through the film can be appropriately set depending on the type of the flocculant. For example, the angle at which the recording surface in the first drying process is inclined with respect to the horizontal direction may be within 30 °.
- the film is preferably transported in the horizontal direction, but the transport direction of the film may be inclined with respect to the horizontal direction as long as the aqueous ink does not flow through the film.
- the angle at which the film inclines at this time can also be appropriately set depending on the type of the flocculant.
- the angle at which the film transport direction in the first drying step is inclined with respect to the horizontal direction may be within 30 °.
- the film is not completely dried in the first drying step.
- the film drying in the first drying process may be performed at least to the extent that image bleeding due to ink flow does not occur in the second drying process.
- the liquid in the portion where the ink remains most on the film is preferably 12 g / m 2 or less, and more preferably 5 g / m 2 or less.
- the minimum value of the liquid amount is 0 g / m 2 , but if it is 0.5 g / m 2 or more, the film can be efficiently dried by the method of the present invention.
- the drying process is blowing hot air
- the hot air is preferably blown at a wind speed of 1 m / s to 15 m / s for 2 seconds to 30 seconds.
- the hot air is preferably blown onto the recording surface of the film. You may isolate
- the integrated light amount may be 3 mJ / cm 2 or more and 12 mJ / cm 2 or less. In particular, it is preferable to irradiate infrared rays having a wavelength of 2.5 ⁇ m to 3.5 ⁇ m.
- the method of the present invention even if the time for drying the film in the first drying step is shorter than before, it is possible to make it difficult for the image to blur due to the ink flow in the second drying step.
- the pigment flocculant aggregates the pigment and immobilizes it on the film, so that even if the recording surface is faced down before the film is completely dried, bleeding due to the elution of the pigment is unlikely to occur. It is done. Therefore, the distance for transporting the film with the recording surface facing upward in the vertical direction can be shortened, and the transport path of the film can be folded and laminated in the middle of the drying process to reduce the size of the drying apparatus.
- the transport length of the film in the first drying step is preferably 1 m or more and 15 m or less, and more preferably 1 m or more and 5 m or less.
- the drying time of the film in the first drying step is preferably 2 seconds or longer and 30 seconds or shorter, and more preferably 2 seconds or longer and 10 seconds or shorter.
- the direction of the recording surface is inverted downward in the vertical direction.
- the inversion of the film can be performed by a known method. However, since the film is not yet completely dried at this point, it is preferable to invert the film without contacting the recording surface.
- the film can be reversed by pressing a reverse roller against the back surface of the film and changing the transport direction of the film by a certain rotation angle along the roller with the central axis of the roller as the rotation axis. .
- the said rotation angle should just be made into the angle which the conveyance direction of the film in the said 1st drying process and the conveyance direction of the film in the 2nd drying process mentioned later make.
- the image when a roller is pressed against the recording surface of the film and the film is reversed, the image may be destroyed due to the roller rubbing the pigment. In addition, by pressing the roller, the image may be destroyed by crushing the portion of the film where the amount of ink landing is large. On the other hand, by reversing the film by pressing a reversing roller against the back surface of the film, the recording surface becomes convex outward at the time of reversal.
- the rotation radius of the film in the transport direction is preferably 1 cm or more and 100 cm or less.
- the turning radius By setting the turning radius to 1 cm or more, the film deflection during reversal can be further reduced.
- the radius of rotation By setting the radius of rotation to 100 cm or less, the time for the film transport direction to be vertically downward is shortened, the ink flow downward in the vertical direction along the film is reduced, and the occurrence of bleeding on the image is caused. Can be reduced.
- Second Drying Step the film is dried with the recording surface facing downward in the vertical direction.
- the second drying step may be performed until the film is completely dried, but may optionally be completed before the film is completely dried when it has a second inversion step and then further drying steps.
- the film is preferably dried by a dryer different from the first drying step.
- the ink that has landed on the film is less likely to flow in the first drying step, and the solvent evaporated in the second drying step is mainly an organic solvent, not water. Therefore, in the second drying step, it is preferable to adjust the drying method so that organic solvents other than water can be easily dried.
- the drying of the film in the second drying step is performed by blowing hot air
- the temperature of the hot air is preferably lower than the heat resistant temperature of the film, and is blown for 2 seconds to 30 seconds at a wind speed of 1 m / s to 15 m / s. It is preferable.
- the hot air is preferably blown onto the recording surface of the film. You may isolate
- the drying process is irradiation with infrared rays or ionizing radiation
- the integrated light amount may be 3 mJ / cm 2 or more and 12 mJ / cm 2 or less.
- the second drying step dries the film by the same method as the first drying step.
- the transport length of the film and the drying time of the film in the second drying step are preferably approximately the same as those in the first drying step.
- the transport length of the film in the second drying step is preferably 1 m or more and 15 m or less, and more preferably 1 m or more and 5 m or less. From the viewpoint of further simplifying the configuration of the drying device and further reducing the size of the drying device, it is desirable that the transport length of the film in the second drying step is the same as the length of the first step.
- the drying time of the film is preferably 2 seconds or longer and 30 seconds or shorter, and more preferably 2 seconds or longer and 10 seconds or shorter.
- the state where the recording surface is directed downward in the vertical direction includes a state where the recording surface is tilted from the horizontal direction to the extent that water-based ink does not flow through the film.
- the angle at which the water-based ink does not flow can be appropriately set depending on the type of the flocculant. For example, the angle at which the recording surface in the second drying process is inclined with respect to the horizontal direction may be within 30 °.
- the film is preferably transported in the horizontal direction, but the transport direction of the film may be inclined with respect to the horizontal direction as long as the aqueous ink does not flow through the film.
- the angle at which the film inclines at this time can also be appropriately set depending on the type of the flocculant.
- the angle at which the film transport direction in the second drying step is inclined with respect to the horizontal direction may be within 30 °.
- Second reversing step In the second reversing step, the direction of the recording surface is reversed again upward in the vertical direction.
- the second reversing step may use the same roller as in the first reversing step to change the film transport direction so as not to touch the recording surface of the film and so that the film transport paths do not cross each other. However, since the film is dried to some extent, the roller may be brought into contact with the recording surface of the film to change the film transport direction.
- the flatness of the formed image can be improved and the gloss of the image viewed from the recording surface can be further increased.
- the mirror roller can be heated by a known method. From the viewpoint of adjusting the temperature more precisely, it is preferable to connect the heater and heat the mirror roller alone. On the other hand, from the viewpoint of drying at a lower cost, it is preferable to heat the mirror roller with the heat of the drying step.
- the temperature of the mirror roller is preferably lower than the heat resistance temperature of the film, and is preferably higher than 40 ° C. and lower than 100 ° C., for example.
- the drying step may include a further heating step between the second inversion step and the discharge port of the drying device. This further heating step may be performed in the same manner as the first drying step or the second drying step, and if the film is dried to some extent, while further tilting the film transport direction, May be performed. Further, the drying device can be further miniaturized by further combining the first inversion step, the second inversion step, and the additional drying step, and stacking a plurality of conveyance paths.
- Step of attaching pigment flocculant and resin The method of the present invention can include a step of attaching the pigment flocculant and resin to the film by a known method before the step of drying.
- the pigment flocculant and the resin can be attached to the film, for example, by applying a treatment liquid containing them to the film.
- the application can be performed by a roller coating method such as gravure roll or flexo.
- this step is not necessary when the method of the present invention is performed on a film to which the pigment flocculant and the resin have been previously adhered.
- the method of the present invention may further include a step of drying the treatment liquid between the step of applying the treatment liquid to the film and attaching the pigment flocculant and the resin, and the step of landing.
- Step of developing film When the film before printing is housed in a roll shape, the method of the present invention is the step of developing the film by a known method, or the step of drying or attaching the pigment flocculant and the resin. It can be included before the process.
- the process of winding a film can include the process of winding a film in roll shape by a well-known method after the said drying process.
- An inkjet recording system 100 according to the present invention is configured by connecting a recording apparatus 20 and a drying apparatus 30 from the upstream side along the film transport direction, as shown in FIG. 1, for example.
- the inkjet recording system 100 according to the present invention may further include a delivery device 10 on the upstream side of the recording device 20.
- the ink jet recording system 100 according to the present invention may further include a winding device 40 on the downstream side of the drying device 30.
- the ink jet recording system 100 according to the present invention may further include a control unit 50.
- the delivery device 10 is a device that delivers the film 60 to the recording device 20.
- a roll-shaped film 60 is wound around a support shaft and held rotatably.
- the delivery device 10 conveys the film 60 wound around the support shaft to the outside at a constant speed via a plurality of rollers (for example, a feed roller and a paper feed roller).
- a plurality of rollers for example, a feed roller and a paper feed roller.
- FIG. 1 only one film 60 is shown in the delivery device 10, but a plurality of films may be held in the housing of the delivery device 10.
- the recording device 20 is a device that records an image on a film by an inkjet method.
- One or a plurality of inkjet heads 21 are mounted on the recording apparatus 20.
- four ink jet heads 21 are mounted on the recording apparatus 20 in FIG. 1, and yellow, magenta, cyan, and black inks can be ejected from the nozzles 22 of the ink jet heads 21.
- the recording device 20 ejects water-based ink containing a pigment and water from the nozzles 22 to land on an area to be recorded on the film 60. When the water-based ink is landed, a pigment flocculant and a resin are attached to a region on the film 60 where recording is to be performed.
- the pigment flocculant and the resin may be attached to the film 60 in advance, or may be attached to the film 60 in the recording apparatus 20.
- the recording apparatus 20 may have a treatment liquid application unit 23.
- the treatment liquid application unit 23 applies a treatment liquid containing a pigment flocculant and a resin to the film, and causes the pigment flocculant and the resin to adhere to an area on the film 60 to be recorded.
- the treatment liquid application unit 23 is a dispenser 25 that supplies the treatment liquid to the application roller 24, an application roller 24 that applies the supplied treatment liquid to the film, It can be set as the structure containing.
- the drying device 30 includes a first drying unit 31, a first inversion unit 32, and a second drying unit 33 from the upstream side along the film conveyance direction.
- the drying device 30 may further include a second reversing unit 34.
- the first drying unit 31 dries the film 60 sent from the recording apparatus 20 and having the water-based ink landed on the area to be recorded with the recording surface facing upward in the vertical direction.
- the first drying unit 31 blows hot air from the hot air dryer 35-1 serving as a dryer on the recording surface of the film 60 to dry the film 60.
- the dryer is not limited to a hot air dryer, and an infrared irradiator, an ionizing radiation irradiator, or the like can be appropriately employed depending on the means for drying the film.
- the first drying unit 31 dries the film to such an extent that the pigment aggregating agent aggregates the pigment and immobilizes the pigment to fix the film to the extent that the bleeding due to the elution of the pigment is less likely to occur even when the recording surface faces downward.
- the conveyance length of the film in the first drying unit 31 is preferably 1 m or more and 15 m or less, and more preferably 1 m or more and 5 m or less.
- the film drying time in the first drying section 31 is preferably 2 seconds or longer and 30 seconds or shorter, and more preferably 2 seconds or longer and 10 seconds or shorter.
- the first reversing unit 32 reverses the film 60 and sets the direction of the recording surface downward in the vertical direction.
- the 1st inversion part 32 can be used as the roller which can be rotated while supporting the film 60 from a back surface.
- the rotation radius of the roller is preferably 1 cm or more and 100 cm or less.
- the second drying unit 33 further dries the film 60 whose recording surface is oriented downward in the vertical direction by the first reversing unit 32.
- the second drying unit 33 blows warm air from the warm air dryer 35-2 onto the recording surface of the film 60 to dry the film 60.
- the dryer is not limited to the hot air dryer 35-2, and a room temperature dryer, an infrared irradiator, an ionizing radiation irradiator, or the like can be appropriately employed depending on the means for drying the film 60.
- the same dryer as the dryer in the 1st dryer 31 may be sufficient as the said dryer in the 2nd dryer 33, and a different means may be sufficient as it.
- the second drying step dries the film 60 by the same method as the first drying step.
- the transport length of the film 60 and the drying time of the film 60 in the first drying step are substantially the same as those in the first drying step.
- the transport length of the film 60 in the second drying step is preferably 1 m or more and 15 m or less, more preferably 1 m or more and 5 m or less, and the drying time of the film 60 is 2 seconds or more and 30 seconds. Or less, more preferably 2 seconds or more and 10 seconds or less.
- the second reversing unit 34 reverses the direction of the recording surface again upward in the vertical direction.
- the second reversing unit 34 may change the transport direction of the film 60 using a roller having an opening as described later in FIG. 3 without touching the image so that the image passes through the opening. Since the film 60 is dried to some extent, the conveyance direction of the film 60 may be changed by touching the recording surface of the film 60 with a roller.
- the heated mirror surface roller when the heated mirror surface roller is brought into contact with the recording surface of the film 60 to change the conveyance direction of the film 60, the flatness of the formed image can be improved and the gloss of the image viewed from the recording surface can be further increased.
- the mirror roller can be heated by a known method. From the viewpoint of adjusting the temperature more precisely, it is preferable to connect the heater and heat the mirror roller alone. On the other hand, from the viewpoint of drying at a lower cost, it is preferable to heat the mirror roller with the heat of the drying step.
- the temperature of the mirror roller is preferably higher than 40 ° C. and lower than 100 ° C.
- the drying device 30 may further include an additional drying unit and a reversing unit depending on the shape of the film conveyance path. Further, depending on the shape of the film conveyance path, the additional reversing unit may be a conveyance direction changing unit capable of arbitrarily changing the film conveyance direction.
- the winding device 40 is a device that winds up the film 60 conveyed from the drying device 30.
- the film 60 is wound around a support shaft and held in a roll shape.
- the winding device 40 winds the film 60 conveyed from the drying device 30 on a support shaft at a constant speed via a plurality of rollers (for example, a feeding roller and a paper discharge roller).
- the control unit 50 controls the feeding operation of the feeding device 10, the ink ejection operation of the recording device 20, the drying operation of the drying device 30 and the winding operation of the winding device 40.
- control unit 50 changes the rotation speed of the roller included in the winding device 40 to adjust the feeding speed of the film 60 from the feeding device 10 and the winding speed of the film 60 in the winding device 40. Further, the control unit 50 controls the ink jet head 21 of the recording apparatus 20 according to the content to be recorded, and discharges water-based ink from the nozzle 22. At this time, the control unit 50 may adjust the application amount of the processing liquid from the processing liquid application unit 23. The application amount of the treatment liquid from the treatment liquid application unit 23 can be appropriately adjusted by changing the supply amount of the treatment liquid from the dispenser 25 and the rotation speed of the application roller 24, for example. In addition, the control unit 50 controls the dryer of the drying device 30 according to the conveyance speed of the film 60 and the amount of water-based ink ejected to sufficiently dry the film 60.
- Pigment Dispersion The following materials were charged into the heat-resistant container in the following amounts, and stirred and mixed while being heated to dissolve each other.
- Jonkrill 819 BASF, “Jonkrill” is a registered trademark of the company
- Dimethylaminoethanol 0.5 parts by weight
- Deionized water 80 parts by weight
- pigment dispersion 33 parts by weight Surfactant (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., E1010) 0.5 parts by weight Ethylene glycol 20 parts by weight Diethylene glycol monobutyl ether 4 parts by weight Water balance (amount that makes the whole 100 parts by weight)
- pigment flocculant 5 parts by weight of malonic acid
- Resin Superflex 620 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “Superflex” is a registered trademark of the company) 85 parts by weight
- Organic solvent 2 parts by weight of diethylene glycol 8 parts by weight of water
- OPP biaxially stretched polypropylene film
- the treatment solution was applied while the OPP film was conveyed at a speed of 1 m / min. After coating, the film was dried with a hot air dryer at 80 ° C. and wound up as it was. The dry film thickness after coating was approximately 2 g / m 2 .
- a pigment flocculant was adhered to a polyester film (PE) (“Taiko Polyester Film FE # 50-FE2001” manufactured by Phutamura Chemical Co., Ltd.).
- the heat resistant temperature of the OPP is in the range of 100 ° C. to 130 ° C.
- the heat resistant temperature of the PE is in the range of 70 ° C. to 110 ° C.
- the head used was a Konica Minolta Co., Ltd. 360 dpi, two independent drive heads with a discharge amount of 14 pL arranged so that the nozzles were staggered so that an image of 720 dpi ⁇ 720 dpi could be printed by a one-pass method.
- drying device two types of drying devices having the same configuration as the drying device 30 illustrated in FIG. 1 (hereinafter, also simply referred to as “drying device 1” and “drying device 2”), and Patent Literature, respectively. 3.
- a drying apparatus (hereinafter, also simply referred to as “drying apparatus 3”) having a vertical conveyance path that is folded and stacked as described in No. 3 was used.
- the drying device 1 and the drying device 2 have different configurations only in whether a normal roller or a mirror surface roller is used as the second reversing unit.
- a heater was connected to the mirror roller of the drying apparatus 2 so that the mirror roller could be heated to a desired temperature.
- the drying apparatus 3 As shown in FIG. 2, after the film introduced into the drying apparatus is once transported downward, a total of seven reversing parts 70 and reversing parts 71 perform four times upward and three times downward.
- the film was conveyed one by one.
- the first two reversing portions 70 that are reversed from the downward direction to the upward direction are provided with an opening 75 in the rotation direction so that the reversing portion 70 does not contact the black solid portion.
- the opening 75 (arrow part in the figure) was passed.
- All the drying apparatuses had a substantially rectangular parallelepiped shape having a film discharge port opposite to a surface having a film introduction port.
- the length of the drying device was measured as the distance between the surface having the film inlet and the surface having the film outlet, the length of the drying device 1 and the drying device 2 was 5 m, and the drying device 3 was 4m long.
- the total length of the film transport path in the drying apparatus was 15 m.
- a hot air dryer is arranged in the drying device, and when the film is an OPP film in all parts of the transport path from the introduction of the film into the drying device, the recording surface is heated at 80 ° C.
- the film was a PE film, it was placed and dried so that the recording surface was exposed to hot air of 45 ° C., respectively.
- the temperature of the black solid part was measured with a non-contact infrared thermometer (“MRH-1” manufactured by Custom Co., Ltd.) at the position exiting the discharge port of the drying apparatus, all of the OPP films were 80 ° C. and PET films. Was 45 ° C.
- the film conveyance speed was 50 m / min.
- Example 1 Using the drying apparatus 1, the above recording and drying were performed on an OPP film coated with a pigment flocculant.
- Example 2 Using the drying apparatus 2 in which the surface of the mirror roller was heated to 90 ° C., the above recording and drying were performed on the OPP film coated with the pigment flocculant.
- Example 3 Using the drying apparatus 2 in which the surface of the mirror roller was heated to 40 ° C., the above recording and drying were performed on the OPP film coated with the pigment flocculant.
- Example 4 Using the drying apparatus 2 in which the surface of the mirror roller was heated to 120 ° C., the above recording and drying were performed on the OPP film coated with the pigment flocculant.
- Example 5 Using the drying device 2 that did not heat the surface of the mirror surface roller, the above recording and drying were performed on the OPP film coated with the pigment flocculant. The temperature of the surface of the mirror roller at this time was 25 ° C.
- Example 6 Using the drying apparatus 1, the above recording and drying were performed on a PE film coated with a pigment flocculant.
- Table 1 shows the results of evaluation of the film, drying apparatus, and shape and gloss used in each example and comparative example.
- Table 1 also shows the type of film and whether or not a pigment flocculant is applied.
- Table 1 also shows the type of drying device, the length of the drying device, and the temperature of the mirror roller when the drying device 2 is used for the drying device. In Comparative Examples 1 and 2 in which bleeding occurred, it was judged that a practical image was not formed, and gloss was not evaluated.
- Example 2 in which the mirror roller heated to a temperature higher than 40 ° C. and lower than 100 ° C. in the second reversal step was brought into contact with the recording surface of the film to change the film transport direction, the gloss of the formed image was further increased. It was. On the other hand, in Example 4 in which a mirror roller having a temperature comparable to the heat resistant temperature of the film was brought into contact with the film, although the gloss was increased, the film was slightly curled.
- Comparative Example 1 which was dried using the drying apparatus 3 that dries the film surface vertically, a trace of ink flow occurred on the film, and the blank characters in the solid image were crushed.
- Comparative Example 2 recorded without applying the pigment flocculant, the ink adhered to the roller that touched the printing surface, and the ink flowed on the film, which seems to have been transferred to the subsequent film. The double was occurring.
- the ink jet recording method of the present invention it is possible to record an image with less bleeding with water-based ink.
- the present invention is expected to expand the range of application of water-based ink by the ink jet method and contribute to the advancement and spread of technology in the same field.
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Abstract
本発明は、水性インクをフィルムに着弾させる工程と、フィルムを乾燥させる工程とを含む記録方法である。前記フィルムは、顔料凝集剤および樹脂が付着したものである。前記乾燥させる工程は、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、をこの順で含む。本発明によれば、乾燥装置の大きさを小さくしつつ、乾燥による形成された画像への滲みの発生を抑制することができる、水性インクを用いたインクジェット記録方式による記録方法が提供される。
Description
本発明は、記録方法、乾燥方法、記録システムおよび乾燥装置に関する。
インクジェット記録方式は簡便かつ安価に画像作製できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷を含む様々な印刷分野に応用されてきている。
インクジェット記録方式で用いられるインクジェットインクには、水と少量の有機溶剤からなる水性インク、有機溶剤を含むが実質的に水を含まない非水系インク、室温では固体のインクを加熱溶融して印字するホットメルトインク、印字後に活性光線を照射されることにより硬化する活性光線硬化性インク等、複数の種類があり、これらのインクは用途に応じて使い分けられている。
この中で、水性インクは一般に臭気が少なく安全性が高い点から家庭用プリンタなどに広く用いられる。水性インクを用いたインクジェット記録方式では、インクを記録媒体に着弾させた後に、記録媒体を乾燥させてインクから記録媒体に持ち込まれた水分を蒸発させる。この乾燥が不十分であると、記録媒体のインクが着弾した面をローラーがこすった際に画像に滲みが発生したり、または、収納時に、記録媒体同士が張り付いたり、記録媒体同士のこすれにより画像に滲みが生じてしまったりする。
水性インクを用いたインクジェット記録方式では、上記乾燥工程に時間がかかるため、装置が大型化するという問題がある。特に、薄厚プラスチックフィルム(以下、単に「フィルム」ともいう。)などの非吸収性の記録媒体に画像を記録する場合、形成された画像の崩れを防ぐために、記録媒体が十分に乾燥するまで、ローラーや他の媒体等を記録面に接触させることができない。そのため、乾燥工程において記録媒体を積載して搬送するためのコンベアを折り返すことができず、直線状のコンベアを用いて乾燥が行われているのが現状である。
たとえば、高速印刷やインク付量の多い高画質の印刷を行おうとした場合、プリント部の長さは2m未満であるのにもかかわらず、乾燥装置の長さは通常10m以上となり、場合によっては20m以上となることもある。このような乾燥装置の大きなが問題となって、プリンタの設置が困難となることも多い。
また、フィルムを記録媒体として用いる場合、ロール状に収納されたフィルムを平面状に展開して画像を記録し、画像の記録後に再びフィルムをロール状に巻き取ることができるプリンタで、記録が行われることがある。このとき、搬送されるフィルムの搬送速度を制御するドライブローラーやフィルムの張力を制御するテンションローラーは、通常、画像の記録後にフィルムをロール状に巻き取る巻取機に載置されることが多い。このようなプリンタにおいて、乾燥装置が大きいと、上記ドライブローラーやテンションローラーがインクジェットヘッドから離れた場所に載置されることになる。そのため、上記ドライブローラーやテンションローラーによる制御中に不可避的に生じるわずかなずれが、インクジェットヘッドの直下では大きなずれとなってしまい、インクジェットヘッドから吐出されたインクが予想外の箇所に着弾し、形成される画像の画質が劣化することもありうる。
このような問題があるため、水性インクを用いてフィルムにインクジェット記録方式で画像を記録するとき、乾燥装置を小型化すること、およびそれにより印刷速度と画質をより向上することが、求められている。
今までに、乾燥装置を小型化するための様々な方法が提案されている。たとえば、特許文献1および特許文献2に開示される乾燥装置では、折り返して積層された水平方向の搬送路を有する乾燥装置内に、画像を記録された紙を搬送することで、乾燥装置の長さを短くしつつ、インクが着弾した紙を乾燥させている。
また、画像を記録した記録媒体の乾燥方法ではないものの、特許文献3では、折り返して積層された鉛直方向の搬送路を有する乾燥装置内に、インク吸収性の添加剤を含有する塗布液を塗布された記録媒体を搬送し、同時に温風を吹きつけることで、乾燥装置の長さを短くしつつ、上記塗布液が塗布された記録媒体を乾燥させている。
水性インクを用いたインクジェット記録方式では、記録媒体に処理液を予め塗布して、形成される画像の品質を高める技術が知られている。たとえば、特許文献4に記載の発明は、カチオン樹脂、酸および界面活性剤を含有する処理液を付与した普通紙上に、着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤および浸透剤を含有する水性インクを用いて画像を記録することで、形成される画像の濃度を高め、かつ、画像の耐擦性を高めるものである。
しかし、特許文献1に開示される乾燥装置では、乾燥装置内に導入された紙は、最初に、インクが着弾した面が鉛直方向下方を向いた状態で乾燥させられる。特許文献1で用いる紙のような吸収性の記録媒体では、インクを着弾させたすぐ後にインクが着弾した面が鉛直方向下方を向いても、インクの流れや色材(顔料など)の移動による画質の劣化は生じにくい。しかし、フィルムなどの非吸収性の記録媒体では、吸収されないインクが印刷面に大量に存在し、かつ色材もフィルム内部に固着されるものではない。特に水性インクでこの傾向は顕著である。そのため、特許文献1に開示される乾燥装置にインクを着弾させたフィルムを導入すると、インクの流れや色材の移動が生じ、画像に滲みが生じてしまう。
特許文献2に開示される乾燥装置は、インクが着弾した面が鉛直方向上方を向いた状態で記録媒体に送風経路内を移動させ、記録媒体を乾燥するように構成されている。しかし、特許文献2に開示される乾燥装置に、水性インクを着弾させたフィルムを導入した場合、乾燥工程の長さが不十分であり、フィルムに着弾した顔料が十分に固着できない。そのため、フィルムの搬送速度を極端に遅くしないと、フィルムを十分に乾燥することができず、その後の搬送経路でインクが着弾した面にローラーが接触することで滲みが発生したり、フィルムを巻き取ったときにフィルム同士が張り付いたりするおそれがある。
特許文献3に開示される乾燥装置では、温風を吹き付けるために大規模な気体の圧力制御が必要であり、装置の小型化が困難である。また、鉛直方向の搬送路に記録媒体を搬送すると、乾燥中にインクが流れて、画質が劣化するおそれがある。特にインクジェット記録方式で画像を記録するときは、インクジェットヘッドからのインクの吐出性を高めるためにインクの粘度が低く調整されているため、温風の吹き付けによりインクが流れて、画像に滲みが生じるおそれがある。特に水性インクでこの傾向は顕著である。
また、特許文献4では、画像の記録後の記録媒体の乾燥については何ら記載されていない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、乾燥装置の大きさを小さくしつつ、乾燥による形成された画像への滲みの発生を抑制することができる、水性インクを用いたインクジェット記録方式による記録方法および記録システムを提供することをその目的とする。
本発明の上記課題は以下の手段により解決される。
[1]顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルム上の記録をすべき領域に着弾させる工程と、前記水性インクが着弾したフィルムを乾燥させる工程とを含む記録方法であって、
前記フィルムは、前記記録をすべき領域に顔料凝集剤および樹脂が付着したものであり、
前記着弾させる工程は、前記水性インクを、前記顔料凝集剤および樹脂が付着している前記フィルムの領域に着弾させる工程であり、
前記乾燥させる工程は、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、をこの順で含むことを特徴とする、記録方法。
[2]前記フィルムは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)またはポリエステルフィルム(PE)であることを特徴とする、[1]に記載の記録方法。
[3]前記水性インクに含まれる有機溶剤の量は、水性インクの全質量に対して40質量%以下であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の記録方法。
[4]前記乾燥させる工程において、前記フィルムの温度を40℃より高く100℃未満にすることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載の記録方法。
[5]前記第2乾燥工程の後に、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向くように前記フィルムを反転させる第2反転工程をさらに有し、第2反転工程において、鏡面ローラーを前記水性インクが着弾した前記フィルムの面に接触させて前記フィルムの向きを反転させることを特徴とする、[1]~[4]のいずれかに記載の記録方法。
[6]前記鏡面ローラーの温度は、40℃より高く100℃未満であることを特徴とする、[5]に記載の記録方法。
[7]前記顔料凝集剤は、水への溶解度が5g/100g以上である固体の酸であり、前記樹脂は、樹脂微粒子であることを特徴とする、[1]~[6]のいずれかに記載の記録方法。
[8]さらに、前記着弾させる工程の前に、前記フィルム上の前記記録をすべき領域に前記顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程を含むことを特徴とする、[1]~[7]のいずれかに記載の記録方法。
[9]さらに、前記着弾させる工程の前に、ロール状に収納されている前記フィルムを平面状に展開する工程を含み、前記乾燥させる工程の後に、前記フィルムをロール状に巻き取る工程を含むことを特徴とする、[1]~[7]のいずれかに記載の記録方法。
[10]記録をすべき領域に、顔料凝集剤および樹脂、ならびに顔料および水を含有する水性インク、が付着しているフィルムの乾燥方法であって、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、
をこの順で含むことを特徴とする、乾燥方法。
[11]水性インクを顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出して、フィルム上の記録をすべき領域に着弾させる記録装置と、
前記フィルムの搬送方向における前記記録装置の下流側に設けられ、前記記録装置により前記水性インクが着弾されたフィルムを乾燥させる乾燥装置と、
を備える記録システムであって、
前記記録装置は、前記水性インクを、前記顔料凝集剤および樹脂が付着したフィルム上の領域に着弾させ、
前記乾燥装置は、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥部と、
を有することを特徴とする、記録システム。
[12]記録をすべき領域に、顔料凝集剤および樹脂、ならびに顔料および水を含有する水性インクが付着しているフィルムの乾燥装置であって、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥部と、
を有することを特徴とする、乾燥装置。
[1]顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルム上の記録をすべき領域に着弾させる工程と、前記水性インクが着弾したフィルムを乾燥させる工程とを含む記録方法であって、
前記フィルムは、前記記録をすべき領域に顔料凝集剤および樹脂が付着したものであり、
前記着弾させる工程は、前記水性インクを、前記顔料凝集剤および樹脂が付着している前記フィルムの領域に着弾させる工程であり、
前記乾燥させる工程は、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、をこの順で含むことを特徴とする、記録方法。
[2]前記フィルムは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)またはポリエステルフィルム(PE)であることを特徴とする、[1]に記載の記録方法。
[3]前記水性インクに含まれる有機溶剤の量は、水性インクの全質量に対して40質量%以下であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の記録方法。
[4]前記乾燥させる工程において、前記フィルムの温度を40℃より高く100℃未満にすることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載の記録方法。
[5]前記第2乾燥工程の後に、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向くように前記フィルムを反転させる第2反転工程をさらに有し、第2反転工程において、鏡面ローラーを前記水性インクが着弾した前記フィルムの面に接触させて前記フィルムの向きを反転させることを特徴とする、[1]~[4]のいずれかに記載の記録方法。
[6]前記鏡面ローラーの温度は、40℃より高く100℃未満であることを特徴とする、[5]に記載の記録方法。
[7]前記顔料凝集剤は、水への溶解度が5g/100g以上である固体の酸であり、前記樹脂は、樹脂微粒子であることを特徴とする、[1]~[6]のいずれかに記載の記録方法。
[8]さらに、前記着弾させる工程の前に、前記フィルム上の前記記録をすべき領域に前記顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程を含むことを特徴とする、[1]~[7]のいずれかに記載の記録方法。
[9]さらに、前記着弾させる工程の前に、ロール状に収納されている前記フィルムを平面状に展開する工程を含み、前記乾燥させる工程の後に、前記フィルムをロール状に巻き取る工程を含むことを特徴とする、[1]~[7]のいずれかに記載の記録方法。
[10]記録をすべき領域に、顔料凝集剤および樹脂、ならびに顔料および水を含有する水性インク、が付着しているフィルムの乾燥方法であって、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、
をこの順で含むことを特徴とする、乾燥方法。
[11]水性インクを顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出して、フィルム上の記録をすべき領域に着弾させる記録装置と、
前記フィルムの搬送方向における前記記録装置の下流側に設けられ、前記記録装置により前記水性インクが着弾されたフィルムを乾燥させる乾燥装置と、
を備える記録システムであって、
前記記録装置は、前記水性インクを、前記顔料凝集剤および樹脂が付着したフィルム上の領域に着弾させ、
前記乾燥装置は、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥部と、
を有することを特徴とする、記録システム。
[12]記録をすべき領域に、顔料凝集剤および樹脂、ならびに顔料および水を含有する水性インクが付着しているフィルムの乾燥装置であって、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥部と、
を有することを特徴とする、乾燥装置。
本発明により、乾燥装置の大きさを小さくしつつ、乾燥による形成された画像への滲みの発生を抑制することができる、水性インクを用いたインクジェット記録方式による記録方法およびインクジェット記録システムが提供される。
以下に、例示的な実施形態によって本発明の説明を行うが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
1.記録方法
本発明の記録方法は、顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルムに着弾させる工程と、上記インクが着弾したフィルムを乾燥させる工程とを含む。上記インクは、フィルムの、顔料凝集剤および樹脂が付着した領域に着弾する。また、上記乾燥させる工程は、上記水性インクが着弾したフィルムの面(以下、単に「記録面」ともいう。)が鉛直方向上方を向いた状態で上記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、上記記録面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転工程と、上記記録面が鉛直方向下方に向いた状態で上記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、を含む。
本発明の記録方法は、顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルムに着弾させる工程と、上記インクが着弾したフィルムを乾燥させる工程とを含む。上記インクは、フィルムの、顔料凝集剤および樹脂が付着した領域に着弾する。また、上記乾燥させる工程は、上記水性インクが着弾したフィルムの面(以下、単に「記録面」ともいう。)が鉛直方向上方を向いた状態で上記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、上記記録面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転工程と、上記記録面が鉛直方向下方に向いた状態で上記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、を含む。
本発明の記録方法は、ロール状に収納されるフィルムに対して行うことができる。このとき、本発明の記録方法は、前記着弾させる工程の前に、ロール状のフィルムを平面状に展開する工程を含み、前記乾燥させる工程の後に、フィルムをロール状に巻き取る工程を含む。
また、本発明の記録方法は、フィルム上の、記録をすべき領域に顔料凝集剤を付着させる工程を含んでもよい。
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、フィルムの、顔料凝集剤および樹脂が付着した領域に、顔料および水を含有する水性インクを着弾させることで、乾燥によるインクの流動性の低下を早めることができることを見出した。このような構成をとることで、従来の乾燥工程よりも短い搬送距離による乾燥で、記録面を鉛直方向下方に向けても顔料がフィルム上で移動しない程度にまで、インクの粘度を低減させることができる。そのため、本発明の方法では、記録媒体の記録面を鉛直方向下方に向ける上記第2乾燥工程を設けても、画像の滲みが生じにくい。上記第2工程を設けることにより、乾燥装置内の記録媒体の搬送路を折り返して積層することができるため、乾燥装置の大きさを小さくすることができる。
1-1.着弾させる工程
本工程では、顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルムに着弾させる。このとき、上記インクを、上記フィルムの顔料凝集剤および樹脂が付着した領域に着弾させる。
本工程では、顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルムに着弾させる。このとき、上記インクを、上記フィルムの顔料凝集剤および樹脂が付着した領域に着弾させる。
1-1-1.水性インク
水性インクは、顔料および水を含有する。水性インクは、有機溶剤をさらに含有してもよい。
水性インクは、顔料および水を含有する。水性インクは、有機溶剤をさらに含有してもよい。
水性インクとは、不可避量より多い量の水を含むインクを意味する。水性インクは、非水系インク、ホットメルトインクおよび活性光線硬化性インクなどに比べて、人体への安全性が高いため好ましい。水は、水系インクで通常使用される溶剤の中で最も蒸気圧が高いため、本発明の記録方法では、水性インクが含有する水の量が多いほうが、フィルムがより乾燥しやすい。上記観点から、水性インクは、インクの全質量に対して60質量%以上の水を含有することが好ましい。
1-1-1-1.顔料
顔料は、水系インクに含有させて画像を記録するためのものとして公知の顔料とすることができる。顔料は、水分散性の顔料でもよく、溶剤を水性インクに含有させることで分散する溶剤分散性の顔料でもよい。顔料の例には、不溶性顔料およびレーキ顔料を含む有機顔料、ならびにカーボンブラックを含む無機顔料が含まれる。これらの顔料は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
顔料は、水系インクに含有させて画像を記録するためのものとして公知の顔料とすることができる。顔料は、水分散性の顔料でもよく、溶剤を水性インクに含有させることで分散する溶剤分散性の顔料でもよい。顔料の例には、不溶性顔料およびレーキ顔料を含む有機顔料、ならびにカーボンブラックを含む無機顔料が含まれる。これらの顔料は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
不溶性顔料の例には、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニンおよびジケトピロロピロールなどの構造を有する顔料が含まれる。
好ましい顔料の例には、以下のカラーインデックスで表される顔料が含まれる。
マゼンタまたはレッドを呈する顔料の例には、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、およびC.I.ピグメントレッド222が含まれる。
オレンジまたはイエローを呈する顔料の例には、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー15:3、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー94、およびC.I.ピグメントイエロー138が含まれる。
グリーンまたはシアンを呈する顔料の例には、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、およびC.I.ピグメントグリーン7が含まれる。
ブラックを呈する顔料の例には、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、およびC.I.ピグメントブラック7が含まれる。
画像に中間色を表示させるときには、水性インクは、以下の顔料を含有してもよい。このような顔料の例には、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド194、C.I.ピグメントレッド209、およびC.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.バットバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、およびC.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、ならびにC.I.ピグメントブルー15:6が含まれる。
顔料は、分散剤およびその他所望する諸目的に応じて必要な添加物と共に分散されていることが好ましい。分散は、従来公知のボールミル、サンドミル、ラインミルおよび高圧ホモジナイザーなどにより行うことができる。上記分散剤の例には、後述する分散樹脂が含まれる。
水性インク中での顔料を長期間安定して分散させる観点からは、分散された顔料の平均粒径は、10nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上100nm以下であることがより好ましく、10nm以上50nm以下であることがさらに好ましい。
上記平均粒径は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機器により測定することが出来る。また、透過型電子顕微鏡による粒子像撮影を少なくとも100粒子以上に対して行い、この像をImage-Pro(メディアサイバネティクス製)等の画像解析ソフトを用いて統計的処理を行うことによっても、上記平均粒径を求めることができる。
1-1-1-2.有機溶剤
有機溶剤の種類は、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されない。水との相溶性を高める観点からは、有機溶剤は、水溶性であることが好ましい。水溶性の有機溶剤の例には、アルコール類、多価アルコール類、アミン類、アミド類、グリコールエーテル類および炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類などが含まれる。これらの有機溶剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
有機溶剤の種類は、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されない。水との相溶性を高める観点からは、有機溶剤は、水溶性であることが好ましい。水溶性の有機溶剤の例には、アルコール類、多価アルコール類、アミン類、アミド類、グリコールエーテル類および炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類などが含まれる。これらの有機溶剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記アルコール類の例には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノールおよびターシャリーブタノールなどが含まれる。
上記多価アルコール類の例には、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、テトラエチレングリコール、エチレンオキサイド基の数が5以上のポ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、トリプロピレングリコール、プロピレンオキサイド基の数が4以上のポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオールおよびチオジグリコールなどが含まれる。
上記アミン類の例には、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミンおよびテトラメチルプロピレンジアミンなどが含まれる。
上記アミド類の例には、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどが含まれる。
上記グリコールエーテル類の例には、エチレングリコールモノエチルエーテル、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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メチルエーテルおよびトリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどが含まれる。
上記炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類の例には、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオールおよび1,2-ヘプタンジオールなどが含まれる。
これらのうち、有機溶剤が多価アルコール類であると、高速プリント時の滲みを好適に抑制することができる。好ましい多価アルコール類の例には、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールおよびトリプロピレングリコールなどが含まれる。
インクジェット記録インクが2種類以上の有機溶剤を含有するとき、有機溶剤全体の質量に対する前記多価アルコール類の質量比率を他の有機溶剤の質量比率よりも高くすることで、形成した画像の滲みをより生じにくくすることができる。好ましくは、有機溶剤全体の質量に対する多価アルコール類の質量比率は50%以上である。なお、多価アルコール類を2種以上含むときは、すべての多価アルコール類の質量比率の合計が、他のいずれの種類の有機溶剤の質量比率よりも高ければよく、たとえば有機溶剤全体の質量に対する多価アルコール類の質量比率が50%以上であればよい。
記録インクにおける有機溶剤の含有量は、たとえば、5質量%以上60質量%以下の範囲とすることができる。
本発明者らの知見によれば、記録インクにおける有機溶剤の含有量を10質量%以上40質量%以下の範囲とすることで、画像にひび割れを生じにくくすることができる。水性インクを用いて画像を記録するとき、記録媒体に着弾したインク液滴から溶媒である水が蒸発することにより、インク液滴が収縮し、画像にひび割れが生じることがある。これに対し、有機溶剤の含有量を上記範囲とすることで、前記樹脂が多価アルコール類により適度に膨潤・溶解する。膨潤・溶解した前記樹脂は、増粘して形成された画像中で再成膜する。こうして形成された樹脂の膜により、形成された画像を乾燥させる際にインクの液滴が収縮しにくく、画像にひび割れが生じにくくなると考えられる。
1-1-1-3.その他の成分
水性インクは、本発明の効果が奏される限りにおいて、樹脂、界面活性剤、油滴微粒子、紫外線吸収剤、退色防止剤、蛍光増白剤、pH調整剤、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防ばい剤、防錆剤などを含有してもよい。これらの成分は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
水性インクは、本発明の効果が奏される限りにおいて、樹脂、界面活性剤、油滴微粒子、紫外線吸収剤、退色防止剤、蛍光増白剤、pH調整剤、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防ばい剤、防錆剤などを含有してもよい。これらの成分は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記樹脂の例には、前記顔料に分散安定性を与えるための分散樹脂、前記顔料にフィルムへの定着性を与えるための定着樹脂、およびインクの粘度を調整するための増粘剤としての樹脂、その他の樹脂が含まれる。これらの樹脂は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
フィルム上に塗布された顔料凝集剤とインク中の樹脂を反応させて、顔料の凝集作用をより高める観点からは、上記樹脂はアニオン化されていることが好ましい。また、フィルム上の顔料凝集剤によって、着弾したインクのpHが低下するときに、顔料をより凝集させやすくする観点からは、樹脂はアミン価を有することが好ましい。
アニオン化された樹脂の例には、スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基などのアニオン性官能基を含む樹脂が含まれる。顔料の凝集作用を高め、一方でインクの保存安定性を低下させない観点からは、上記アニオン性官能基は、酸価が10mg/KOH以上350mg/KOH以下となる量、樹脂中に含まれることが好ましい。顔料の凝集作用をより高める観点からは、上記アニオン性官能基は、カルボン酸基およびリン酸基が好ましい。
樹脂がアミン価を有する場合、アミンが1級アミンまたは2級アミンであると、上記pH変動によって粘度を十分に高めて顔料を凝集させることができる。このときのアミン価は、10~200mg/KOHの範囲であることが好ましい。一方で、アミンが3級アミンであると、塩析反応によって粘度を十分に高めて顔料を凝集させることができる。このときのアミン価は、10~500 mg/KOHの範囲であることが好ましい。
これらの樹脂は共重合体で入っていても良く、エマルジョン状態で分散されていても構わない。エマルジョン状態で分散させる場合、インクジェットによる射出性を損なわないという観点から、300nm以下の粒径であることが好ましい。溶解性ポリマーの場合、組成や分子量は特に限定は無いが、重合度の高いポリマーほど射出性が悪化する傾向があるため、ポリマーの組成にもよるが好ましい分子量50000以下であることが好ましい。
上記界面活性剤はインクジェットヘッドのノズルからの吐出性および記録媒体に着弾したインクの濡れ性を高めることができる。上記界面活性剤の例には、陽イオン性、陰イオン性、両性、非イオン性の界面活性剤が含まれる。陽イオン性の界面活性剤の例には、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩およびイミダゾリニウム塩が含まれる。陰イオン性の界面活性剤の例には、脂肪酸石鹸、N-アシル-N-メチルグリシン塩、N-アシル-N-メチル-β-アラニン塩、N-アシルグルタミン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルスルフォン酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、N-アシルメチルタウリン、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第2級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第2級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、およびアルキルリン酸エステル塩が含まれる。両性の界面活性剤の例には、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、およびイミダゾリニウムベタインが含まれる。非イオン性の界面活性剤の例には、ポリオキシエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド、アセチレングリコール、およびアセチレンアルコールが含まれる。水性インクの表面張力をより低くする観点から、これらの界面活性剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記油滴微粒子の例には、流動パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、およびシリコンオイルが含まれる。これらの油滴微粒子は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記紫外線吸収剤の例には、特開昭57-74193号公報、特開昭57-87988号公報および特開昭62-261476号公報に記載の化合物が含まれる。これらの紫外線吸収剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記退色防止剤の例には、特開昭57-74192号公報、特開昭57-87989号公報、特開昭60-72785号公報、特開昭61-146591号公報、特開平1-95091号公報および特開平3-13376号公報に記載の化合物が含まれる。これらの退色防止剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記蛍光増白剤の例には、特開昭59-42993号公報、特開昭59-52689号公報、特開昭62-280069号公報、特開昭61-242871号公報および特開平4-219266号公報に記載の化合物が含まれる。これらの蛍光増白剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
上記pH調整剤の例には、公知の酸、アルカリおよびバッファ類が含まれる。上記アルカリおよびバッファ類の例には、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、メチルエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、メチルアミノエタノール、およびジメチルアミノエタノールを含むアミン類、ならびにその塩が含まれる。これらのpH調整剤は、1種類のみが含有されてもよく、2種類以上を組み合わせて含有されていてもよい。
1-1-1-4.物性
インクジェットヘッドのノズルからの吐出安定性を高める観点からは、水性インクの粘度は1cP以上100cP未満であることが好ましい。上記吐出安定性をより高める観点からは、水性インクの粘度は、1cP以上50cP以下であることが好ましく、1cP以上15cP以下であることがさらに好ましい。
インクジェットヘッドのノズルからの吐出安定性を高める観点からは、水性インクの粘度は1cP以上100cP未満であることが好ましい。上記吐出安定性をより高める観点からは、水性インクの粘度は、1cP以上50cP以下であることが好ましく、1cP以上15cP以下であることがさらに好ましい。
インクジェットヘッドのノズルからの吐出安定性を高める観点からは、水性インクの表面張力は20mN/m以上50mN/m以下であることが好ましい。フィルムに対する濡れ性を高めて、形成される画像をより高精細にする観点からは、水性インクの表面張力は20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましい。水性インクの表面張力は、前記界面活性剤および有機溶媒の種類または量を変更することで、上記範囲に調整することができる。
1-1-2.フィルム
フィルムとは、厚さが0.25mm未満の、少なくとも記録をすべき領域が非吸収性である記録媒体を意味する。上記非吸収性である領域の材質は、上記水性インクを着弾させて乾燥させることで、画像を記録することができるものであればよい。このようなフィルムの例には、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)、一軸延伸ポリプロピレンフィルムおよび無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)を含むポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルムおよび低密度ポリエチレンフィルムを含むポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリエステルフィルム(PE)、エチレン・酢酸ビニル共重合フィルム(EVA)、ビニロン、およびポリ塩化ビニルが含まれる。フィルムは、紙などの吸収性の記録媒体の表面にPVAコートなどの層を設けて、記録をすべき領域を非吸収性とした、多層性の記録媒体でもよい。これらのうち、本発明の効果をより顕著に奏する観点からは、フィルムは、ポリプロピレンフィルムおよびポリエステルフィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)およびポリエステルフィルム(PE)であることがより好ましい。
フィルムとは、厚さが0.25mm未満の、少なくとも記録をすべき領域が非吸収性である記録媒体を意味する。上記非吸収性である領域の材質は、上記水性インクを着弾させて乾燥させることで、画像を記録することができるものであればよい。このようなフィルムの例には、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)、一軸延伸ポリプロピレンフィルムおよび無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)を含むポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルムおよび低密度ポリエチレンフィルムを含むポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリエステルフィルム(PE)、エチレン・酢酸ビニル共重合フィルム(EVA)、ビニロン、およびポリ塩化ビニルが含まれる。フィルムは、紙などの吸収性の記録媒体の表面にPVAコートなどの層を設けて、記録をすべき領域を非吸収性とした、多層性の記録媒体でもよい。これらのうち、本発明の効果をより顕著に奏する観点からは、フィルムは、ポリプロピレンフィルムおよびポリエステルフィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)およびポリエステルフィルム(PE)であることがより好ましい。
1-1-3.顔料凝集剤
顔料凝集剤は、前記水性インクが含有する顔料を凝集し得る限りにおいて特に限定されない。このような顔料凝集剤の例には、多価金属塩および酸などが含まれる。これらの顔料凝集剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。
顔料凝集剤は、前記水性インクが含有する顔料を凝集し得る限りにおいて特に限定されない。このような顔料凝集剤の例には、多価金属塩および酸などが含まれる。これらの顔料凝集剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。
上記多価金属塩の例には、塩化カルシウム、硝酸マグネシウムおよび塩化アルミニウムが含まれる。上記酸の例には、マロン酸、リンゴ酸、クエン酸、リン酸、コハク酸、シュウ酸、フタル酸、オキシ二酢酸、フマル酸、グルタミン酸、および酢酸が含まれる。
これらのうち、記録媒体のブロッキングをより生じにくくする観点からは、酸が好ましく、多価有機酸がより好ましい。好ましい多価有機酸の例には、コハク酸、フマル酸、グルタミン酸、オキシ二酢酸、クエン酸、マロン酸、リンゴ酸およびオキシ二酢酸が含まれる。また、水性インク中への溶解度をより高める観点からは、酸は、水への溶解度が5g/100g以上である固体の酸であることが好ましい。水への溶解度が5g/100g以上である固体の酸の例には、クエン酸、マロン酸、リンゴ酸、およびオキシ二酢酸が含まれる。これらのうち、水性インク中への溶解度をさらに高める観点からは、マロン酸およびリンゴ酸が好ましい。
本発明の方法では、顔料凝集剤が顔料を凝集させてフィルムに固着させる。そのため、本発明の方法では、上記第2乾燥工程で記録面が鉛直方向下方に向いた状態でフィルムを乾燥させても、記録された画像から顔料が移動しにくく、滲みを生じにくい。
1-1-4.樹脂
樹脂の種類は、上記顔料凝集剤を保持および分散させることができる限りにおいて特に限定されない。上記顔料凝集剤が多価金属塩または酸であるとき、顔料凝集剤との相溶性を高める観点から、樹脂はカチオン性樹脂またはノニオン性樹脂であることが好ましい。このような樹脂の例には、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂およびポリビニルアルコールなどが含まれる。樹脂は、ハイブリッド樹脂でもよい。ハイブリッド樹脂の例には、疎水性部分と親水性部分を有し、コアシェル型の構造をとる、ウレタン-アクリルハイブリッド樹脂などが含まれる。これらの樹脂は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。
樹脂の種類は、上記顔料凝集剤を保持および分散させることができる限りにおいて特に限定されない。上記顔料凝集剤が多価金属塩または酸であるとき、顔料凝集剤との相溶性を高める観点から、樹脂はカチオン性樹脂またはノニオン性樹脂であることが好ましい。このような樹脂の例には、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂およびポリビニルアルコールなどが含まれる。樹脂は、ハイブリッド樹脂でもよい。ハイブリッド樹脂の例には、疎水性部分と親水性部分を有し、コアシェル型の構造をとる、ウレタン-アクリルハイブリッド樹脂などが含まれる。これらの樹脂は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。
樹脂は、上記膨潤または溶解した後に、増粘および再成膜して、上記顔料凝集剤によって凝集した顔料をより強固に記録媒体に定着させる。そのため、本発明の方法では、乾燥によってインク液滴が収縮しても、顔料が移動しにくく、画像のひび割れが生じにくい。また、上記第2乾燥工程で記録面が鉛直方向下方に向いた状態でフィルムを乾燥させても、記録された画像から顔料が移動しにくく、滲みを生じにくい。
樹脂は、樹脂微粒子であることが好ましい。樹脂微粒子の平均粒子径は、10nm以上500nm以下の範囲であることが好ましい。平均粒子径の測定は、動的光散乱法、電気泳動法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができるが、動的光散乱法による測定が簡便で、且つ該粒子径領域を精度よく測定できる。
また、上記樹脂は、凝集剤のフィルム上への析出を防止させることができる。特に、カチオン性樹脂微粒子またはノニオン性樹脂微粒子と、前記水への溶解度が5g/100g以上である固体の酸と、を組み合わせて用いられることが好ましい。この組み合わせとすることで、乾燥中に凝集剤が析出することを防ぎ、フィルムをより透明に保つことができる。
凝集した顔料を樹脂によって記録媒体により強固に定着させ、画像のひび割れをより生じにくくする観点からは、記録媒体への上記樹脂の付量は、0.3g/m2以上とすることが好ましく、0.8g/m2以上とすることがより好ましい。上記付量の上限は特にはないが、樹脂を付着させた記録媒体をロール状に巻き取って保管する場合には、巻き取りをより容易にする観点から、11.0g/m2以下とすることが好ましい。また、記録媒体の乾燥に必要な負荷やコストをより低減させる観点からは、3.0g/m2以下とすることが好ましい。
1-1-5.吐出および着弾
着弾させる工程では、インクジェットインクを装填したプリンタのインクジェットヘッドのノズルから前記水性インクの液滴を吐出し、フィルムに着弾させる。
着弾させる工程では、インクジェットインクを装填したプリンタのインクジェットヘッドのノズルから前記水性インクの液滴を吐出し、フィルムに着弾させる。
インクジェットヘッドからの吐出方式は、オンデマンド方式およびコンティニュアス方式のいずれでもよい。オンデマンド方式のインクジェットヘッドは、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、シェアーモード型およびシェアードウォール型等の電気-機械変換方式、ならびにサーマルインクジェット型およびバブルジェット(バブルジェットはキヤノン社の登録商標)型等の電気-熱変換方式等のいずれでもよい。
これらのうち、使用できるインクの種類をより多くし、かつ、画質をより精細にする観点からは、インクジェットヘッドは、30μm以下のノズル径を有するピエゾ型インクジェットヘッドであることが好ましい。
高速で画像の記録を行う観点から、インクジェット記録方式は、ワンパス型であることが好ましい。ワンパス型のインクジェット記録方式とは、記録媒体であるフィルムが一つのインクジェットヘッドユニットの下を通過した際に、一度の通過でドットの形成されるべきすべての画素にインク滴がうたれる方式を意味する。ワンパス型のインクジェット記録方式で画像を記録する観点からは、インクジェットヘッドはラインヘッド型であることが好ましい。ラインヘッド型のインクジェットヘッドとは、フィルムの搬送方向と直交する方向に、印刷範囲の幅以上の長さを持つインクジェットヘッドを意味する。ラインヘッド型のインクジェットヘッドは、上記印刷範囲の幅以上の長さを有する一つのヘッドからなるものでもよいし、特開2007-320278号公報に開示のように、複数のヘッドを組み合わせて上記印刷範囲の幅以上の長さとなるよう構成されたものでもよい。形成される画像をより高精細にする観点からは、上記複数のヘッドは、フィルムの搬送方向とは直交する方向に複数の列を形成して、それぞれの列のヘッドは、フィルムに対するノズルの出射位置が異なるように配置されることが好ましい
1-2.乾燥させる工程
本工程では、前記着弾させる工程で前記水性インクを着弾させたフィルムを乾燥させる。上記フィルムの乾燥は、水性インクで画像を記録したフィルムを乾燥させるための公知の方法で行うことができる。上記乾燥させる方法の例には、熱風の吹き付け、赤外線の照射および電離放射線の照射が含まれる。これらの乾燥方法は、乾燥させる手段である任意の乾燥器(温風ドライヤーなど)によって行うことができる。本発明の方法では、後述する第1乾燥工程および第2乾燥工程のそれぞれを、別個の乾燥器を用いて独立して行うことが好ましい。上記熱風の吹き付け、および赤外線または電離放射線の照射は、フィルムの記録面に対して行ってもよいし、上記記録面の裏側に位置する面(以下、単に「裏面」ともいう。)に対して行ってもよい。これらの乾燥方法は、一つのみを行ってもよいし、同時に二種類を組み合わせて行ってもよいし、乾燥させる工程の途中で一の方法から他の方法に切り替えてもよい。これらの乾燥方法によれば、フィルムに加えられた熱により水を蒸発しやすくするため、乾燥時間をより短くして、乾燥装置をより小型化できる。
本工程では、前記着弾させる工程で前記水性インクを着弾させたフィルムを乾燥させる。上記フィルムの乾燥は、水性インクで画像を記録したフィルムを乾燥させるための公知の方法で行うことができる。上記乾燥させる方法の例には、熱風の吹き付け、赤外線の照射および電離放射線の照射が含まれる。これらの乾燥方法は、乾燥させる手段である任意の乾燥器(温風ドライヤーなど)によって行うことができる。本発明の方法では、後述する第1乾燥工程および第2乾燥工程のそれぞれを、別個の乾燥器を用いて独立して行うことが好ましい。上記熱風の吹き付け、および赤外線または電離放射線の照射は、フィルムの記録面に対して行ってもよいし、上記記録面の裏側に位置する面(以下、単に「裏面」ともいう。)に対して行ってもよい。これらの乾燥方法は、一つのみを行ってもよいし、同時に二種類を組み合わせて行ってもよいし、乾燥させる工程の途中で一の方法から他の方法に切り替えてもよい。これらの乾燥方法によれば、フィルムに加えられた熱により水を蒸発しやすくするため、乾燥時間をより短くして、乾燥装置をより小型化できる。
これらのうち、熱風の吹き付けは、装置の構成が簡素であり、乾燥装置をより小型化できるため、好ましい。また、熱風の吹き付けは、乾燥表面における空気の層を乱して蒸発を加速させるため、乾燥時間をさらに短くして、乾燥装置をより小型化できる。熱風の吹きつけによってフィルムを乾燥するときの熱風の温度は、40℃より高く120℃未満であることが好ましい。熱風の温度を40℃より高くすることで、上記フィルムがより乾燥しやすくなるという効果を奏することができる。また、熱風の温度を120℃未満とすることで、熱によるフィルムの変形が生じにくく、フィルムの平滑性を保ちやすい。上記効果をより高程度に両立させる観点から、熱風の温度は、60℃より高く100℃未満であることがより好ましい。熱風は、フィルムの記録面に吹き付けられることが好ましい。
また、フィルムの損傷を防ぐ観点からは、赤外線の照射および電離放射線の照射が好ましい。これらの方法も、フィルムに熱を加えて、フィルムをより乾燥しやすくするため、乾燥時間をより短くすることができ、乾燥装置をより小型化できる。上記赤外線は、遠赤外線および近赤外線のいずれでもよいが、水が有するOH基が吸収しやすい波長であることが好ましく、波長2.5μm以上3.5μm以下の赤外線であることが好ましい。上記電離放射線は、水の分子間振動を励起しやすい波長であることが好ましく、波長100μm以上1m以下のマイクロ波であることが好ましい。マイクロ波は、上記水の分子間吸収によってインクをより蒸発しやすくし、かつ、紙にほとんどダメージを与えない。
また、インクをより蒸発しやすくするため、前記着弾させる工程の前からフィルムに熱量を加えておいてもよい。
また、フィルムの温度がその耐熱温度よりも高温にならないように、乾燥方法の強度を調節することが好ましい。上記耐熱温度は、フィルムの種類や厚みに依存して適宜定めることができる。たとえば、乾燥工程中のフィルムの温度は、40℃より高く100℃未満であることが好ましい。このとき、カーボンブラックを使用したKベタ部分、またはインクが着弾していない部分の温度が最も高くなるため、これらの部分の温度が上記フィルムの耐熱温度を超えないように乾燥方法の強度を調整することが好ましい。このとき、フィルムの温度、特には上記部分の温度、をモニターしてもよい。モニターされたフィルムの温度が上記耐熱温度に近い温度になったら、乾燥方法の強度を弱めることで、フィルムの温度を耐熱温度よりも高温にならないように調節できる。乾燥方法の強度は、熱風の吹き付け量を減少させるか、または赤外線もしくは電離放射線の照射量を減少させて、弱めることができる。
1-2-1.第1乾燥工程
第1乾燥工程では、前記水性インクが着弾したフィルムを、記録面が鉛直方向上方を向いた状態で、乾燥装置内に導入する。導入されたフィルムは、乾燥装置内で、上記任意の乾燥器によって、上記方法で乾燥される。
第1乾燥工程では、前記水性インクが着弾したフィルムを、記録面が鉛直方向上方を向いた状態で、乾燥装置内に導入する。導入されたフィルムは、乾燥装置内で、上記任意の乾燥器によって、上記方法で乾燥される。
記録面が鉛直方向上方を向いた状態には、フィルムを伝って水性インクが流れない程度に記録面が水平方向から傾いている状態も含まれる。フィルムを伝って水性インクが流れない角度は、上記凝集剤の種類によって適宜設定することができる。たとえば、第1乾燥工程における記録面が水平方向に対して傾く角度は、30°以内であればよい。
第1乾燥工程では、フィルムは水平方向に搬送されることが好ましいが、フィルムを伝って水性インクが流れない程度であれば、フィルムの搬送方向が水平方向に対して傾いていてもよい。このときのフィルムが傾く角度も、上記凝集剤の種類によって適宜設定することができる。たとえば、第1乾燥工程におけるフィルムの搬送方向が水平方向に対して傾く角度は、30°以内であればよい。
第1乾燥工程での乾燥器の構成を簡易にして、装置を小型化しやすくする観点からは、第1乾燥工程では、フィルムを完全には乾燥させないことが好ましい。たとえば、第1乾燥工程でのフィルムの乾燥は、少なくとも第2乾燥工程でインクの流れによる画像の滲みが生じなくなる程度に行えばよく、たとえば、フィルム上で最もインクが残存している部分の液体量が12g/m2以下であることが好ましく、5g/m2以下であることがより好ましい。上記液体量の最小値は、0g/m2であるが、0.5g/m2以上であれば、本発明の方法によって効率的にフィルムを乾燥させることができる。
たとえば、乾燥工程が熱風の吹き付けである場合、フィルムの耐熱温度より低い温度の熱風を吹き付けることが好ましく、40℃より高く120℃未満の熱風を吹き付けることが好ましい。熱風は、風速1m/s以上15m/s以下で2秒以上30秒以下の間吹き付けることが好ましい。熱風は、フィルムの記録面に吹き付けられることが好ましい。送風と熱源は分離しても構わない。たとえば、熱源として熱ローラーなどを使用し、裏面からフィルムに接触して熱を与える場合は、フィルムの耐熱温度より低い温度の熱源を使用することが好ましく、同時に40℃より高く120℃未満の熱風を吹き付けることが好ましい。乾燥工程が赤外線または電離放射線の照射である場合、積算光量が3mJ/cm2以上12mJ/cm2以下であればよい。特に、2.5μm以上3.5μm以下の波長の赤外線を照射することが好ましい。
本発明の方法によれば、第1乾燥工程でフィルムを乾燥させる時間が従来よりも短くても、第2乾燥工程でインクの流れによる画像の滲みを生じにくくすることができる。これは、前記顔料凝集剤が顔料を凝集してフィルムに固定化するため、フィルムが完全に乾燥する前に記録面を下向きにしても、顔料の溶出による滲みの発生が生じにくいためだと考えられる。そのため、記録面が鉛直方向上方を向いた状態でフィルムを搬送する距離を短くし、乾燥工程の途中でフィルムの搬送路を折り返して積層させて、乾燥装置を小型化することができる。
乾燥装置をより小型化する観点から、第1乾燥工程におけるフィルムの搬送長さは1m以上15m以下であることが好ましく、1m以上5m以下であることがより好ましい。また、第1乾燥工程におけるフィルムの乾燥時間は、2秒以上30秒以下であることが好ましく、2秒以上10秒以下であることがより好ましい。
1-2-2.第1反転工程
第1反転工程では、上記記録面の向きを鉛直方向下方に反転させる。上記フィルムの反転は、公知の方法で行うことができる。ただし、この時点ではまだフィルムが完全に乾いていないため、記録面には接触せずに、フィルムを反転されることが好ましい。たとえば、フィルムの裏面に反転用のローラーを押し当てて、ローラーの中心軸を回転軸として、ローラーに沿ってフィルムの搬送方向を一定の回転角だけ変化させることで、フィルムを反転させることができる。上記回転角は、前記第1乾燥工程におけるフィルムの搬送方向と、後述する第2乾燥工程におけるフィルムの搬送方向と、がなす角度とすればよい。
第1反転工程では、上記記録面の向きを鉛直方向下方に反転させる。上記フィルムの反転は、公知の方法で行うことができる。ただし、この時点ではまだフィルムが完全に乾いていないため、記録面には接触せずに、フィルムを反転されることが好ましい。たとえば、フィルムの裏面に反転用のローラーを押し当てて、ローラーの中心軸を回転軸として、ローラーに沿ってフィルムの搬送方向を一定の回転角だけ変化させることで、フィルムを反転させることができる。上記回転角は、前記第1乾燥工程におけるフィルムの搬送方向と、後述する第2乾燥工程におけるフィルムの搬送方向と、がなす角度とすればよい。
なお、フィルムの記録面にローラーを押し当ててフィルムを反転させると、ローラーが顔料をこすることで画像が崩れることがある。また、上記ローラーの押し当てによって、フィルムのうちインクの着弾量が多い部分のインクが押しつぶされることによって画像が崩れることもある。これらに対し、フィルムの裏面に反転用のローラーを押し当ててフィルムを反転させることで、反転時に記録面が外側に凸となるため、インクの着弾量が多い部分の画像の崩れも生じにくい。
また、フィルムの裏面に反転用のローラーを押し当ててフィルムを反転させることで、乾燥工程の途中でフィルムの張力を高めてフィルムのたわみを生じにくくし、かつ、フィルム全体の位置ずれを生じにくくすることができる。そのため、インクジェットヘッドの直下でのフィルムの張力および位置をずれにくくし、より高精細な画像を記録することが可能となる。
上記フィルムの搬送方向の回転半径は、1cm以上100cm以下であることが好ましい。上記回転半径を1cm以上とすることで、反転中に生じるフィルムのたわみをより少なくすることができる。上記回転半径を100cm以下とすることで、フィルムの搬送方向が鉛直方向下方となる時間を短くし、フィルムを伝わっての鉛直方向下方へのインクの流れをより少なくし、画像への滲みの発生をより少なくすることができる。
1-2-3.第2乾燥工程
第2乾燥工程では、前記記録面が鉛直方向下方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる。第2乾燥工程は、フィルムが完全に乾燥するまで行ってもよいが、任意に第2反転工程およびその後に更なる乾燥工程を有するときは、フィルムが完全に乾燥する前に終了してもよい。第2乾燥工程は、第1乾燥工程とは異なる乾燥器によってフィルムを乾燥させることが好ましい。
第2乾燥工程では、前記記録面が鉛直方向下方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる。第2乾燥工程は、フィルムが完全に乾燥するまで行ってもよいが、任意に第2反転工程およびその後に更なる乾燥工程を有するときは、フィルムが完全に乾燥する前に終了してもよい。第2乾燥工程は、第1乾燥工程とは異なる乾燥器によってフィルムを乾燥させることが好ましい。
本発明の方法では、フィルムに着弾したインクの流動が第1乾燥工程によって起こりにくくなっており、第2乾燥工程で蒸発させる溶媒も水ではなく有機溶媒が主となる。そのため、第2乾燥工程では、水以外の有機溶媒が乾燥しやすいように乾燥方法を調整することが好ましい。乾燥第2乾燥工程でのフィルムの乾燥が熱風の吹き付けによる場合、熱風の温度はフィルムの耐熱温度より低いことが好ましく、風速1m/s以上15m/s以下で2秒以上30秒以下の間吹き付けることが好ましい。熱風は、フィルムの記録面に吹き付けられることが好ましい。送風と熱源は分離しても構わない。たとえば、熱源として熱ローラーなどを使用し、裏面からフィルムに接触して熱を与える場合は、フィルムの耐熱温度より低い温度の熱源を使用することが好ましく、同時に40℃より高く120℃未満の熱風を吹き付けることが好ましい。乾燥工程が赤外線または電離放射線の照射である場合、積算光量が3mJ/cm2以上12mJ/cm2以下であればよい。特に、2.5μm以上3.5μm以下の波長の赤外線を照射することが好ましい。また、乾燥装置の構成をより簡略化し、かつ乾燥装置をより小型化する観点からは、第2乾燥工程は、前記第1乾燥工程と同じ方法でフィルムを乾燥させることも好ましい。
第2乾燥工程におけるフィルムの搬送長さおよびフィルムの乾燥時間は、第1乾燥工程と同程度であることが好ましい。具体的には、第2乾燥工程におけるフィルムの搬送長さは1m以上15m以下であることが好ましく、1m以上5m以下であることがより好ましい。乾燥装置の構成をより簡略化し、かつ乾燥装置をより小型化する観点からは、第2乾燥工程におけるフィルムの搬送長さは第一工程の長さと同じ長さであることが望ましい。フィルムの乾燥時間は、2秒以上30秒以下であることが好ましく、2秒以上10秒以下であることがより好ましい。
記録面が鉛直方向下方を向いた状態には、フィルムを伝って水性インクが流れない程度に記録面が水平方向から傾いている状態も含まれる。上記水性インクが流れない角度は、上記凝集剤の種類によって適宜設定することができる。たとえば、第2乾燥工程における記録面が水平方向に対して傾く角度は、30°以内であればよい。
第2乾燥工程では、フィルムは水平方向に搬送されることが好ましいが、フィルムを伝って水性インクが流れない程度であれば、フィルムの搬送方向が水平方向に対して傾いていてもよい。このときのフィルムが傾く角度も、上記凝集剤の種類によって適宜設定することができる。たとえば、第2乾燥工程におけるフィルムの搬送方向が水平方向に対して傾く角度は、30°以内であればよい。
1-2-4.第2反転工程
第2反転工程では、上記記録面の向きを鉛直方向上方に再度反転させる。第2反転工程は、上記第1反転工程と同様のローラーを用いて、フィルムの記録面に触れないように、かつ、フィルムの搬送路が交錯しないように、フィルムの搬送方向を変化させてもよいが、フィルムがある程度乾燥しているため、フィルムの記録面にローラーを触れさせて、フィルムの搬送方向を変化させてもよい。
第2反転工程では、上記記録面の向きを鉛直方向上方に再度反転させる。第2反転工程は、上記第1反転工程と同様のローラーを用いて、フィルムの記録面に触れないように、かつ、フィルムの搬送路が交錯しないように、フィルムの搬送方向を変化させてもよいが、フィルムがある程度乾燥しているため、フィルムの記録面にローラーを触れさせて、フィルムの搬送方向を変化させてもよい。
たとえば、フィルムの記録面に加熱した鏡面ローラーを接触させてフィルムの搬送方向を変化させると、形成した画像の平坦性を高めて、記録面から見た画像の光沢をより高めることができる。上記鏡面ローラーの加熱は、公知の方法で行うことができる。温度をより精密に調整する観点からは、加熱器を接続して鏡面ローラーを単独で加熱することが好ましい。一方、より安価に乾燥を行う観点からは、上記乾燥工程の熱で鏡面ローラーを加熱することが好ましい。
画像の光沢をより高める観点からは、上記鏡面ローラーの温度は、フィルムの耐熱温度より低い温度であることが好ましく、たとえば40℃より高く100℃未満であることが好ましい。
1-2-5.その他
乾燥させる工程は、上記第2反転工程と乾燥装置の排出口との間に、さらなる加熱工程を有していてもよい。このさらなる加熱工程は、上記第1乾燥工程または第2乾燥工程と同様に行ってもよいし、フィルムがある程度乾燥しているならば、フィルムの搬送方向をさらに傾けながら、上記乾燥方法のいずれかを行ってもよい。また、上記第1反転工程、第2反転工程および上記追加の乾燥工程をさらに組みあわせて、搬送路を複数回折り返して積層させることで、乾燥装置をより小型化することもできる。
乾燥させる工程は、上記第2反転工程と乾燥装置の排出口との間に、さらなる加熱工程を有していてもよい。このさらなる加熱工程は、上記第1乾燥工程または第2乾燥工程と同様に行ってもよいし、フィルムがある程度乾燥しているならば、フィルムの搬送方向をさらに傾けながら、上記乾燥方法のいずれかを行ってもよい。また、上記第1反転工程、第2反転工程および上記追加の乾燥工程をさらに組みあわせて、搬送路を複数回折り返して積層させることで、乾燥装置をより小型化することもできる。
1-3.顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程
本発明の方法は、公知の方法で上記顔料凝集剤および樹脂をフィルムに付着させる工程を、上記乾燥させる工程の前に含むことができる。上記顔料凝集剤および樹脂は、たとえば、これらを含有する処理液をフィルムに付与することで、フィルムに付着させることができる。上記付与は、グラビアロールやフレキソなどのローラー塗布法などで行うことができる。ただし、あらかじめ上記顔料凝集剤および樹脂が付着したフィルムに本発明の方法を行うときは、本工程は不要である。
本発明の方法は、公知の方法で上記顔料凝集剤および樹脂をフィルムに付着させる工程を、上記乾燥させる工程の前に含むことができる。上記顔料凝集剤および樹脂は、たとえば、これらを含有する処理液をフィルムに付与することで、フィルムに付着させることができる。上記付与は、グラビアロールやフレキソなどのローラー塗布法などで行うことができる。ただし、あらかじめ上記顔料凝集剤および樹脂が付着したフィルムに本発明の方法を行うときは、本工程は不要である。
本発明の方法は、上記処理液をフィルムに付与して上記顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程と、前記着弾させる工程との間に、上記処理液を乾燥させる工程をさらに含んでもよい。
1-4.フィルムを展開する工程
印刷前の前記フィルムがロール状に収納されている場合、本発明の方法は、公知の方法でフィルムを展開する工程を、上記乾燥させる工程または顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程の前に含むことができる。
印刷前の前記フィルムがロール状に収納されている場合、本発明の方法は、公知の方法でフィルムを展開する工程を、上記乾燥させる工程または顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程の前に含むことができる。
1-5.フィルムを巻き取る工程
また、本発明の方法は、公知の方法でフィルムをロール状に巻き取る工程を、前記乾燥工程の後に含むことができる。
また、本発明の方法は、公知の方法でフィルムをロール状に巻き取る工程を、前記乾燥工程の後に含むことができる。
2.インクジェット記録システム
本発明に係るインクジェット記録システム100は、たとえば図1に示すように、フィルムの搬送方向に沿って上流側から、記録装置20および乾燥装置30が接続されて構成される。本発明に係るインクジェット記録システム100は、さらに記録装置20の上流側に送り出し装置10を有していてもよい。本発明に係るインクジェット記録システム100は、さらに乾燥装置30の下流側に巻き取り装置40を有していてもよい。本発明に係るインクジェット記録システム100は、さらに制御部50を有してもよい。
本発明に係るインクジェット記録システム100は、たとえば図1に示すように、フィルムの搬送方向に沿って上流側から、記録装置20および乾燥装置30が接続されて構成される。本発明に係るインクジェット記録システム100は、さらに記録装置20の上流側に送り出し装置10を有していてもよい。本発明に係るインクジェット記録システム100は、さらに乾燥装置30の下流側に巻き取り装置40を有していてもよい。本発明に係るインクジェット記録システム100は、さらに制御部50を有してもよい。
送り出し装置10は、フィルム60を記録装置20へ送り出す装置である。送り出し装置10の筐体内では、図1に示すように、ロール状のフィルム60が支持軸に巻回されて回転可能に保持されている。送り出し装置10は、たとえば、支持軸に巻回されたフィルム60を、複数のローラー(例えば、繰り出しローラー、給紙ローラー)を経由して、一定の速度で外部へ搬送する。なお、図1では、一のフィルム60のみが送り出し装置10内に示されているが、送り出し装置10の筐体内に複数のフィルムが保持されていても良い。
記録装置20は、インクジェット方式によりフィルム上に画像を記録する装置である。記録装置20には、一または複数のインクジェットヘッド21が搭載されている。たとえば図1の記録装置20には、4つのインクジェットヘッド21が搭載されており、それぞれのインクジェットヘッド21が有するノズル22からは、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのインクが吐出可能である。記録装置20は、顔料および水を含有する水性インクをノズル22から吐出してフィルム60上の記録をすべき領域に着弾させる。上記水性インクが着弾するとき、上記フィルム60上の記録をすべき領域には、顔料凝集剤および樹脂が付着している。
上記顔料凝集剤および樹脂は、フィルム60にあらかじめ付着させていてもよいし、記録装置20内でフィルム60に付着させてもよい。記録装置20内でフィルム60に顔料凝集剤および樹脂を付着させるとき、記録装置20は、処理液付与部23を有してもよい。処理液付与部23は、顔料凝集剤および樹脂を含有する処理液をフィルムに付与して、フィルム60上の記録をすべき領域に顔料凝集剤および樹脂を付着させる。処理液付与部23は、たとえばローラー塗布法でフィルムに処理液を付与する場合、塗布ローラー24に処置液を供給するディスペンサー25と、供給された処理液をフィルム状に塗布する塗布ローラー24と、を含む構成とすることができる。
乾燥装置30は、フィルムの搬送方向に沿って上流側から、第1乾燥部31、第1反転部32および第2乾燥部33を有する。乾燥装置30は、さらに第2反転部34を有してもよい。
第1乾燥部31は、記録装置20から送られてきた、記録をすべき領域に水性インクが着弾したフィルム60を、上記記録面が鉛直方向上方を向いた状態で、乾燥させる。たとえば、第1乾燥部31は、フィルム60の上記記録面に、乾燥器である温風ドライヤー35-1から温風を吹き付けて、フィルム60を乾燥させる。なお、乾燥器は温風ドライヤーには限らず、フィルムを乾燥させる手段に応じて、赤外線照射器または電離放射線照射器などを適宜採用することができる。
第1乾燥部31は、前記顔料凝集剤が顔料を凝集してフィルムに固定化することにより、記録面を下向きにしても顔料の溶出による滲みの発生が生じにくくする程度に、フィルムを乾燥させればよい。たとえば、第1乾燥部31におけるフィルムの搬送長さは1m以上15m以下であることが好ましく、1m以上5m以下であることがより好ましい。また、第1乾燥部31におけるフィルムの乾燥時間は、2秒以上30秒以下であることが好ましく、2秒以上10秒以下であることがより好ましい。
第1反転部32は、フィルム60を反転させ、上記記録面の向きを鉛直方向下方とする。たとえば、第1反転部32は、フィルム60を、裏面から支持しつつ回転させることが可能なローラーとすることができる。上記ローラーの回転半径は、1cm以上100cm以下であることが好ましい。
第2乾燥部33は、第1反転部32で記録面の向きを鉛直方向下方とされたフィルム60を、さらに乾燥させる。たとえば、第2乾燥部33は、フィルム60の上記記録面に、温風ドライヤー35-2から温風を吹き付けて、フィルム60を乾燥させる。なお、乾燥器は温風ドライヤー35-2には限らず、フィルム60を乾燥させる手段に応じて、常温ドライヤー、赤外線照射器または電離放射線照射器などを適宜採用することができる。
第2乾燥部33における上記乾燥器は、第1乾燥部31における乾燥器と同様の手段でもよく、異なる手段でもよい。ただし、乾燥装置の構成をより簡略化して、乾燥装置をより小型化しやすくする観点からは、第2乾燥工程は、前記第1乾燥工程と同じ方法でフィルム60を乾燥させることが好ましい。また、上記観点からは、第1乾燥工程におけるフィルム60の搬送長さおよびフィルム60の乾燥時間は、第1乾燥工程と同程度であることが好ましい。具体的には、第2乾燥工程におけるフィルム60の搬送長さは1m以上15m以下であることが好ましく、1m以上5m以下であることがより好ましく、フィルム60の乾燥時間は、2秒以上30秒以下であることが好ましく、2秒以上10秒以下であることがより好ましい。
第2反転部34は、上記記録面の向きを鉛直方向上方に再度反転させる。第2反転部34は、後述する図3に記載ように開口を有するローラーを用いて、画像が開口を通るようにして画像に触れずに、フィルム60の搬送方向を変化させてもよいが、フィルム60がある程度乾燥しているため、フィルム60の記録面にローラーを触れさせて、フィルム60の搬送方向を変化させてもよい。
たとえば、フィルム60の記録面に加熱した鏡面ローラーを接触させてフィルム60の搬送方向を変化させると、形成した画像の平坦性を高めて、記録面から見た画像の光沢をより高めることができる。上記鏡面ローラーの加熱は、公知の方法で行うことができる。温度をより精密に調整する観点からは、加熱器を接続して鏡面ローラーを単独で加熱することが好ましい。一方、より安価に乾燥を行う観点からは、上記乾燥工程の熱で鏡面ローラーを加熱することが好ましい。
画像の光沢をより高める観点からは、上記鏡面ローラーの温度は40℃より高く100℃未満であることが好ましい。
乾燥装置30は、フィルムの搬送路の形状によって、さらに追加の乾燥部および反転部を有していてもよい。また、フィルムの搬送路の形状によっては、上記追加の反転部は、フィルムの搬送方向を任意に変更可能な搬送方向変更部であってもよい。
巻き取り装置40は、乾燥装置30から搬送されてきたフィルム60を巻き取る装置である。巻き取り装置40の筐体内では、例えば、図1に示すように、フィルム60が支持軸に巻回されてロール状に保持される。そのために、巻き取り装置40は、乾燥装置30から搬送されてきたフィルム60を、複数のローラー(例えば、繰り出しローラー、排紙ローラー)を経由して、一定の速度で支持軸に巻き取る。
制御部50は、送り出し装置10の送り出し動作、記録装置20のインク吐出動作、乾燥装置30の乾燥動作および巻き取り装置40の巻き取り動作を制御する。
たとえば、制御部50は、巻き取り装置40が有するローラーの回転速度を変更して、送り出し装置10からのフィルム60の送り出しおよび巻き取り装置40でのフィルム60の巻き取りの速度を調整する。また、制御部50は、記録すべき内容にしたがって、記録装置20のインクジェットヘッド21を制御し、水性インクをノズル22から吐出させる。このとき、制御部50は、処理液付与部23からの処理液の付与量を調整してもよい。処理液付与部23からの処理液の付与量は、たとえば、ディスペンサー25からの処理液の供給量および塗布ローラー24の回転速度を変更することで、適宜調整することができる。また、制御部50は、フィルム60の搬送速度および吐出した水性インクの量などに応じて乾燥装置30の乾燥器を制御して、フィルム60を十分に乾燥させる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.顔料分散体の調製
以下の材料を以下の量ずつ耐熱容器に投入し、加熱しつつ撹拌および混合し、互いに溶解させた。
ジョンクリル819(BASF社製、「ジョンクリル」は同社の登録商標) 4.5質量部
ジメチルアミノエタノール 0.5質量部
イオン交換水 80質量部
以下の材料を以下の量ずつ耐熱容器に投入し、加熱しつつ撹拌および混合し、互いに溶解させた。
ジョンクリル819(BASF社製、「ジョンクリル」は同社の登録商標) 4.5質量部
ジメチルアミノエタノール 0.5質量部
イオン交換水 80質量部
この溶解液に、15質量部のカーボンブラックを添加して混合した後、1.5mmジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて6時間分散し、顔料固形分15%のシアン顔料分散体を得た。
2.インクの調製
下記に記載の材料のうち、顔料分散体を除いたものを下記の量だけ耐熱容器に投入し、撹拌および混合した後、さらに攪拌しながら、下記の量の上記それぞれの顔料分散体を加えて、さらに十分に撹拌および混合した。その後、この混合液を#3500メッシュの金属フィルターで濾過し、中空糸膜による脱気を行い、ブラックインクを得た。
顔料分散体 33質量部
界面活性剤(日信化学工業社製、E1010) 0.5質量部
エチレングリコール 20質量部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル 4質量部
水 残部(全体が100質量部となる量)
下記に記載の材料のうち、顔料分散体を除いたものを下記の量だけ耐熱容器に投入し、撹拌および混合した後、さらに攪拌しながら、下記の量の上記それぞれの顔料分散体を加えて、さらに十分に撹拌および混合した。その後、この混合液を#3500メッシュの金属フィルターで濾過し、中空糸膜による脱気を行い、ブラックインクを得た。
顔料分散体 33質量部
界面活性剤(日信化学工業社製、E1010) 0.5質量部
エチレングリコール 20質量部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル 4質量部
水 残部(全体が100質量部となる量)
3.処理液の調製
下記の量の顔料凝集剤、樹脂、有機溶剤および水を容器に投入して撹拌および混合し、処理液を得た。
顔料凝集剤: マロン酸 5質量部
樹脂: スーパーフレックス620(第一工業製薬社製、「スーパーフレックス」は同社の登録商標) 85質量部
有機溶剤: ジエチレングリコール 2質量部
水 8質量部
下記の量の顔料凝集剤、樹脂、有機溶剤および水を容器に投入して撹拌および混合し、処理液を得た。
顔料凝集剤: マロン酸 5質量部
樹脂: スーパーフレックス620(第一工業製薬社製、「スーパーフレックス」は同社の登録商標) 85質量部
有機溶剤: ジエチレングリコール 2質量部
水 8質量部
4.顔料凝集剤の付着
番手が5番のワイヤーバーを使用して、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)(フタムラ化学株式会社製「太閤ポリプロピレンフィルムFO#50-FOS」、片面コロナ処理)のコロナ処理面に、1m/分の速度で上記OPPフィルムを搬送しながら上記処理液を塗布した。塗布後に80℃の熱風ドライヤーでフィルムの乾燥を行い、そのまま巻取りを行った。塗布後の乾燥膜厚はおよそ2g/m2であった。
同様にして、ポリエステルフィルム(PE)(フタムラ化学株式会社製「太閤ポリエステルフィルムFE#50-FE2001」)にも顔料凝集剤を付着させた。
番手が5番のワイヤーバーを使用して、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)(フタムラ化学株式会社製「太閤ポリプロピレンフィルムFO#50-FOS」、片面コロナ処理)のコロナ処理面に、1m/分の速度で上記OPPフィルムを搬送しながら上記処理液を塗布した。塗布後に80℃の熱風ドライヤーでフィルムの乾燥を行い、そのまま巻取りを行った。塗布後の乾燥膜厚はおよそ2g/m2であった。
同様にして、ポリエステルフィルム(PE)(フタムラ化学株式会社製「太閤ポリエステルフィルムFE#50-FE2001」)にも顔料凝集剤を付着させた。
なお、上記OPPの耐熱温度は100℃~130℃の範囲にあり、上記PEの耐熱温度は70℃~110℃の範囲にある。
5.記録および乾燥
前記顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムおよび前記顔料凝集剤を塗布しなかったOPPフィルムを用意した。また、前記顔料凝集剤を塗布したPEフィルムを用意した。上記ブラックインクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してそれぞれのフィルムに着弾させ、7cm×7cmの黒ベタ画像を記録したのち乾燥を行った。また、黒ベタの一部に6ポイントのひらがなの抜き文字を印字した。
前記顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムおよび前記顔料凝集剤を塗布しなかったOPPフィルムを用意した。また、前記顔料凝集剤を塗布したPEフィルムを用意した。上記ブラックインクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してそれぞれのフィルムに着弾させ、7cm×7cmの黒ベタ画像を記録したのち乾燥を行った。また、黒ベタの一部に6ポイントのひらがなの抜き文字を印字した。
使用したヘッドはコニカミノルタ社製の360dpi、吐出量14pLの独立駆動ヘッド2つをノズルが互い違いになるように配置し720dpi×720dpiの画像をワンパス方式で印刷できるようにした。
上記乾燥装置として、図1に記載の乾燥装置30と同様の構成を有する2種類の乾燥装置(以下、それぞれを単に「乾燥装置1」および「乾燥装置2」ともいう。)、および、特許文献3に記載の、折り返して積層された鉛直方向の搬送路を有する乾燥装置(以下、単に「乾燥装置3」ともいう)を用いた。乾燥装置1と乾燥装置2とは、第2反転部として通常のローラーを用いるか、それとも鏡面ローラーを用いるか、の点においてのみ異なる構成を有していた。乾燥装置2の上記鏡面ローラーには、加熱器を接続して、鏡面ローラーを所望の温度に加熱可能とした。
なお、乾燥装置3では、図2に示すように、乾燥装置に導入したフィルムを一度下向きに搬送した後、合計7個の反転部70および反転部71によって、上向きに4回、下向きに3回ずつフィルムを搬送した。下向きから上向きに反転させる最初の2つの反転部70は、図3に示すように、黒ベタ部分に反転部70が接触しないように、回転方向に開口部75を設けて、上記黒ベタ画像に開口部75(図中矢印部分)を通過させた。
上記乾燥装置はいずれも、フィルムの導入口を有する面の対面にフィルムの排出口を有する、略直方体の形状をしていた。上記フィルムの導入口を有する面と上記フィルムの排出口を有する面との間の距離として、乾燥装置の長さを測定したところ、乾燥装置1および乾燥装置2の長さは5m、乾燥装置3の長さは4mだった。上記乾燥装置内でのフィルムの搬送経路全体の長さは15mとなるようにした。
乾燥装置内には温風ドライヤーを配置し、乾燥装置内にフィルムが導入されてから排出されるまでの搬送路の全部分で、フィルムがOPPフィルムであるときは記録面に80℃の温風、フィルムがPEフィルムであるときは記録面に45℃の温風、がそれぞれあたるように設置し乾燥を行った。乾燥装置の排出口を出た位置で上記黒ベタ部の温度を非接触式赤外温度計(株式会社カスタム製「MRH-1」)で測定したところ、OPPフィルムはいずれも80℃、PETフィルムは45℃だった。
上記記録および乾燥の双方において、フィルムの搬送速度は50m/分とした。
6.評価
乾燥後のフィルムにおける上記記録された黒ベタ画像を目視し、上記画像への滲みの発生を以下の基準で評価した。
○ 滲みは発生しておらず、7cm×7cmの枠内に黒ベタ画像が形成されていた
× 滲みが発生しており、7cm×7cmの枠内から画像がはみ出していた
乾燥後のフィルムにおける上記記録された黒ベタ画像を目視し、上記画像への滲みの発生を以下の基準で評価した。
○ 滲みは発生しておらず、7cm×7cmの枠内に黒ベタ画像が形成されていた
× 滲みが発生しており、7cm×7cmの枠内から画像がはみ出していた
乾燥後のフィルムにおける上記記録された黒ベタ画像の形状を目視し、上記画像の光沢を以下の基準で評価した。
◎ 光沢感がある
○ とくに光沢感はない
△ マット調になっている
◎ 光沢感がある
○ とくに光沢感はない
△ マット調になっている
[実施例1]
乾燥装置1を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
乾燥装置1を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
[実施例2]
鏡面ローラーの表面を90℃に加熱した乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
鏡面ローラーの表面を90℃に加熱した乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
[実施例3]
鏡面ローラーの表面を40℃に加熱した乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
鏡面ローラーの表面を40℃に加熱した乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
[実施例4]
鏡面ローラーの表面を120℃に加熱した乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
鏡面ローラーの表面を120℃に加熱した乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
[実施例5]
鏡面ローラーの表面を加熱しなかった乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。このときの鏡面ローラーの表面の温度は、25℃だった。
鏡面ローラーの表面を加熱しなかった乾燥装置2を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。このときの鏡面ローラーの表面の温度は、25℃だった。
[実施例6]
乾燥装置1を用いて、顔料凝集剤を塗布したPEフィルムに上記記録および乾燥を行った。
乾燥装置1を用いて、顔料凝集剤を塗布したPEフィルムに上記記録および乾燥を行った。
[比較例1]
乾燥装置3を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
乾燥装置3を用いて、顔料凝集剤を塗布したOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
[比較例2]
乾燥装置1を用いて、顔料凝集剤を塗布しなかったOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
乾燥装置1を用いて、顔料凝集剤を塗布しなかったOPPフィルムに上記記録および乾燥を行った。
それぞれの実施例、比較例において使用したフィルム、乾燥装置、ならびに形状および光沢の評価結果を、表1に示す。フィルムについては、フィルムの種類および顔料凝集剤の塗布の有無も表1に示す。乾燥装置については、乾燥装置の種類、乾燥装置の長さ、および乾燥装置2を用いた場合の鏡面ローラーの温度も表1に示す。なお、滲みが発生した比較例1および2については、実用性のある画像が形成されなかったと判断し、光沢についての評価は行わなかった。
第1乾燥工程、第1反転工程および第2乾燥工程を含んでフィルムを乾燥させる実施例1~6では、記録した画像に滲みが生じなかった。
第2反転工程で40℃より高く100℃未満に加熱した鏡面ローラーをフィルムの記録面に接触させてフィルムの搬送方向を変化させた実施例2、3では、形成された画像の光沢がより高まった。これに対し、フィルムの耐熱温度と同程度の温度の鏡面ローラーを接触させた実施例4では、光沢は高まったものの、フィルムにわずかなカールが生じていた。
フィルムの面を垂直にして乾燥する乾燥装置3を用いて乾燥させた比較例1では、フィルムにインクの流れたような跡が生じ、ベタ画像中の抜き文字がつぶれていた。
顔料凝集剤を塗布せずに記録した比較例2では、印字面に触れるローラーにインクが付着し、その後のフィルムに転写されたためと思われるインクの流れたような跡がフィルムに生じ、ベタ画像のダブリが発生していた。
本出願は、2015年10月19日出願の日本国出願番号2015-205450号に基づく優先権を主張する出願であり、当該出願の特許請求の範囲、明細書および図面に記載された内容は本出願に援用される。
本発明のインクジェット記録方法によれば、水性インクで滲みの少ない画像を記録することができる。そのため、本発明は、インクジェット法による水性インクの適用の幅を広げ、同分野の技術の進展および普及に貢献することが期待される。
10 送り出し装置
20 記録装置
21 インクジェットヘッド
22 ノズル
23 処理液付与部
24 塗布ローラー
25 ディスペンサー
30 乾燥装置
31 第1乾燥部
32 第1反転部
33 第2乾燥部
34 第2反転部
35-1 温風ドライヤー
35-2 温風ドライヤー
40 巻き取り装置
50 制御部
60 フィルム
70 反転部
71 反転部
75 開口部
20 記録装置
21 インクジェットヘッド
22 ノズル
23 処理液付与部
24 塗布ローラー
25 ディスペンサー
30 乾燥装置
31 第1乾燥部
32 第1反転部
33 第2乾燥部
34 第2反転部
35-1 温風ドライヤー
35-2 温風ドライヤー
40 巻き取り装置
50 制御部
60 フィルム
70 反転部
71 反転部
75 開口部
Claims (12)
- 顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出してフィルム上の記録をすべき領域に着弾させる工程と、前記水性インクが着弾したフィルムを乾燥させる工程とを含む記録方法であって、
前記フィルムは、前記記録をすべき領域に顔料凝集剤および樹脂が付着したものであり、
前記着弾させる工程は、前記水性インクを、前記顔料凝集剤および樹脂が付着している前記フィルムの領域に着弾させる工程であり、
前記乾燥させる工程は、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、をこの順で含むことを特徴とする、記録方法。 - 前記フィルムは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)またはポリエステルフィルム(PE)であることを特徴とする、請求項1に記載の記録方法。
- 前記水性インクに含まれる有機溶剤の量は、水性インクの全質量に対して40質量%以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の記録方法。
- 前記乾燥させる工程において、前記フィルムの温度を40℃より高く100℃未満にすることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の記録方法。
- 前記第2乾燥工程の後に、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向くように前記フィルムを反転させる第2反転工程をさらに有し、第2反転工程において、前記水性インクが着弾した前記フィルムの面に鏡面ローラーを接触させて前記フィルムの向きを反転させることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の記録方法。
- 前記鏡面ローラーの温度は、40℃より高く100℃未満であることを特徴とする、請求項5に記載の記録方法。
- 前記顔料凝集剤は、水への溶解度が5g/100g以上である固体の酸であり、前記樹脂は、樹脂微粒子であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の記録方法。
- さらに、前記着弾させる工程の前に、フィルム上の前記記録をすべき領域に前記顔料凝集剤および樹脂を付着させる工程を含むことを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の記録方法。
- さらに、前記着弾させる工程の前に、ロール状に収納されている前記フィルムを平面状に展開する工程を含み、前記乾燥させる工程の後に、前記フィルムをロール状に巻き取る工程を含むことを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の記録方法。
- 記録をすべき領域に、顔料凝集剤および樹脂、ならびに顔料および水を含有する水性インク、が付着しているフィルムの乾燥方法であって、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥工程と、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向下方を向くように前記フィルムを反転させる第1反転工程と、
前記顔料凝集剤および樹脂および水性インクが付着している前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥工程と、
をこの順で含むことを特徴とする、乾燥方法。 - 水性インクを顔料および水を含有する水性インクをインクジェットヘッドのノズルから吐出して、フィルム上の記録をすべき領域に着弾させる記録装置と、
前記フィルムの搬送方向における前記記録装置の下流側に設けられ、前記記録装置により前記水性インクが着弾されたフィルムを乾燥させる乾燥装置と、
を備える記録システムであって、
前記記録装置は、前記水性インクを、前記顔料凝集剤および樹脂が付着したフィルム上の領域に着弾させ、
前記乾燥装置は、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥部と、
を有することを特徴とする、記録システム。 - 記録をすべき領域に、顔料凝集剤および樹脂、ならびに顔料および水を含有する水性インクが付着しているフィルムの乾燥装置であって、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向上方を向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第1乾燥部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面の向きを鉛直方向下方に反転させる第1反転部と、
前記水性インクが着弾した前記フィルムの面が鉛直方向下方に向いた状態で前記フィルムを乾燥させる第2乾燥部と、
を有することを特徴とする、乾燥装置。
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