JP2023027950A - インクセット及び記録方法 - Google Patents
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- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Abstract
【課題】白色インクと、カラーインクと、を用いて、視認性及び光学濃度に優れた画像を得ること。【解決手段】非白色インク組成物と、白色インク組成物と、を備えるインクセットであって、前記非白色インク組成物と前記白色インク組成物は、水系のインクジェットインクであり、前記非白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するシリコーン系界面活性剤Aを含有し、前記白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値が10.5以下であるシリコーン系界面活性剤Bを含有する、インクセット。【選択図】なし
Description
本発明は、インクセット及び記録方法に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、透明な記録媒体などに記録する場合に、白色インクで、カラーインクの画像の背景となる背景画像を形成し、カラー画像と背景画像を重ねることで、カラー画像の視認性を向上させる方法が検討されている。
そのなかで、特許文献1には、固形分の含有量の多いインクと固形分の含有量の少ないインクを用いて加熱された記録媒体へ記録を行う場合に画像の位置ずれを抑制することができるインクセットを提供することを目的として、第1インク組成物と第2インク組成物とを備え、第1インク組成物と第2インク組成物が色材を含む固形分と有機溶剤とを含有する水系インクジェットインク組成物であり、第1インク組成物が第2インク組成物よりも固形分の含有量が5質量%以上多く、第2インク組成物が第1インク組成物よりも有機溶剤の含有量が7質量%以上多く、加熱された記録媒体へインクを付着して行うインクジェット記録方法に用いるものであるインクセットが開示されている。
しかしながら、背景画像となる白色インクと、カラー画像となるカラーインクと、を用いて記録した画像が、視認性や濃度が劣るという点で、未だ不十分であった。
本発明のインクセットは非白色色材を含有する非白色インク組成物と、白色色材を含有する白色インク組成物と、を備えるインクセットであって、非白色インク組成物と白色インク組成物は、水系のインクジェットインクであり、非白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するシリコーン系界面活性剤Aを含有し、白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値が10.5以下であるシリコーン系界面活性剤Bを含有する。
また、本発明の記録方法は、上記インクセットを用いて記録媒体へ記録を行う記録方法であって、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる非白色インク付着工程と、を備える。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
1.インクセット
本実施形態に係るインクセットは、非白色色材を含有する非白色インク組成物と、白色色材を含有する白色インク組成物と、を備えるインクセットであって、非白色インク組成物と白色インク組成物は、水系のインクジェットインクであり、非白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するシリコーン系界面活性剤Aを含有し、白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値が10.5以下であるシリコーン系界面活性剤Bを含有する。
本実施形態に係るインクセットは、非白色色材を含有する非白色インク組成物と、白色色材を含有する白色インク組成物と、を備えるインクセットであって、非白色インク組成物と白色インク組成物は、水系のインクジェットインクであり、非白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するシリコーン系界面活性剤Aを含有し、白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値が10.5以下であるシリコーン系界面活性剤Bを含有する。
透明な記録媒体や非白色の記録媒体に対して記録する場合には、初めに白色インク組成物を付着させて背景画像を形成し、その背景画像の上から非白色インク組成物を付着してカラー画像を形成することで、カラー画像の視認性を向上する方法が知られている。
この際に、背景画像となる白色インクには、記録媒体上で濡れ広がりやすく、記録媒体の表面を埋まり性良く埋めるような隠蔽性に優れるものが好ましく用いられる。特に、低吸収性記録媒体や被吸収性記録媒体に対して記録を行う時には、隠蔽性がより高く視認性に優れる白色インク組成物が好ましい。しかしながら、そのような隠蔽性に優れる白色インクは、その上から付与される非白色インク組成物と混合しやすいという問題がある。このような混合が生じると背景画像とカラー画像が混合され、得られる画像が白っぽいものとなり画像の光学濃度に劣ることが分かってきた。
これに対して、本実施形態においては、非白色インク組成物と白色インク組成物に異なる特性のシリコーン系界面活性剤を用いることで、白色インク組成物の隠蔽性を損なうことなく、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合を抑制し、画像の視認性や光学濃度に優れた画像を得ることができる。
また、従来のように白色インク組成物の上に非白色インク組成物を付着させる方式に代えて、昨今では、非白色インク組成物と白色インク組成物を同時に付着させて隠蔽性と視認性に優れる画像を得ることについても検討がされている。本実施形態のインクセットはこのような同時打ちの記録方法においても画像の視認性や光学濃度に優れた画像を得ることができる。以下、本実施形態のインクセットの構成について詳説する。
インクセットは、インクセットが備える各インク組成物を同時に用いて記録を行う為のものである。インクセットが備える各インク組成物は、それぞれ別体のインク容器に収容されていてもよいし、一体型のインク容器の別室にそれぞれ収容されていても良い。
1.1.非白色インク組成物
非白色インク組成物は、水系のインクジェットインク組成物であり、非白色色材と、所定のシリコーン系界面活性剤Aと、水と、を含有し、必要に応じて、有機溶剤、樹脂粒子、ワックス、その他の界面活性剤などを含んでいてもよい。
非白色インク組成物は、水系のインクジェットインク組成物であり、非白色色材と、所定のシリコーン系界面活性剤Aと、水と、を含有し、必要に応じて、有機溶剤、樹脂粒子、ワックス、その他の界面活性剤などを含んでいてもよい。
なお、本実施形態において「水系インク」とは、主要な溶媒成分として、少なくとも水を含有するインクを言い、「インクジェットインク」とは、インクジェット法によりインクジェットヘッドから吐出して記録に用いるインクをいう。
1.1.1.非白色色材
非白色色材は色材のうち白色色材を除く色材を意味する。非白色色材としては、顔料又染料を用いることができる。
非白色色材は色材のうち白色色材を除く色材を意味する。非白色色材としては、顔料又染料を用いることができる。
顔料としては、特に制限されないが、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンなどの無機顔料;キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料、及びアゾ系顔料等の有機顔料が挙げられる。顔料は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
染料としては、特に限定されないが、例えば、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応性染料、分散染料が挙げられる。上記染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
非白色色材の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.5~10質量%であり、より好ましくは1.0~8.0質量%であり、さらに好ましくは2.0~6.0質量%である。さらには2.5~5.0質量%が好ましい。非白色色材の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.1.2.界面活性剤
本実施形態の非白色インク組成物は、所定のシリコーン系界面活性剤Aを含み、必要に応じて、後述するシリコーン系界面活性剤Bや、その他の界面活性剤を含んでもよい。
本実施形態の非白色インク組成物は、所定のシリコーン系界面活性剤Aを含み、必要に応じて、後述するシリコーン系界面活性剤Bや、その他の界面活性剤を含んでもよい。
1.1.2.1.シリコーン系界面活性剤A
シリコーン系界面活性剤Aは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するものである。このようなシリコーン系界面活性剤Aを含むことにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合が抑制され、画像の視認性や光学濃度がより向上する。
シリコーン系界面活性剤Aは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するものである。このようなシリコーン系界面活性剤Aを含むことにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合が抑制され、画像の視認性や光学濃度がより向上する。
上記のシリコーン系界面活性剤Aの分子量300以上の範囲における最大ピークは、分子量3,000~20,000であり、好ましくは分子量4,000~15,000であり、より好ましくは分子量5,000~10,000である。分子量300以上の範囲における最大ピークが分子量3000以上であることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合が抑制され、画像の視認性や光学濃度がより向上する傾向にある。分子量300以上の範囲における最大ピークが分子量20,000以下であることにより、吐出安定性がより向上する傾向にある。
シリコーン系界面活性剤Aの分子量300以上の範囲における最大ピークは、横軸を「分子量Mの対数値(LogM)」、縦軸を「濃度分率の微分値(dw/d(LogM))」として得たGPCにおける分子量分布のチャートから特定することができる。また、ここで「最大ピーク」とは、分子量300以上の範囲におけるピーク(山)のなかでも最大のものを意味する。また、「分子量300以上の範囲における最大ピーク」とは、分子量300未満のピークは無視することを意味する。つまり分子量300未満に最大ピークがあってもよいが、分子量300以上の範囲に限って見た場合の最大ピークである。
特に限定されないが、例えば、本実施形態におけるGPC測定における測定条件は、実施例に記載の条件とすることができ、分子量の特定は標準ポリスチレンを用いて行うことができる。
シリコーン系界面活性剤Aとしては、特に限定されないが、例えば、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサンなどのポリシロキサン系化合物が挙げられる、これらのポリシロキサン系化合物は、末端又は側鎖の基をポリエーテル基等で変性した変性オルガノシロキサンなどでもよい。これらシリコーン系界面活性剤Aは1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
このなかでも、シリコーン系界面活性剤Aとしては、変性オルガノシロキサンが好ましくポリエーテル変性オルガノシロキサンがより好ましい。このようなポリエーテル変性オルガノシロキサンとしては、一般式(1)で示される末端をポリエーテル基で変性した変性オルガノシロキサン、又は一般式(3)で示される側鎖をポリエーテル基で変性した変性オルガノシロキサンが挙げられる。このようなシリコーン系界面活性剤Aを用いることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制される。これにより、非白色インク組成物の画像が、白色インク組成物の混合によって白っぽくなることが防止でき、非白色インク組成物の画像の濃度が高くなり、光学濃度がさらに向上する傾向にある。特に、白色インク組成物が、後述するシリコーン系界面活性剤Bを含有することで、非白色インク組成物と白色インク組成物が、より混合しやすい場合でも、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合を抑制することができる。なお、シリコーン系界面活性剤Aは、分子量が比較的高く、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合を抑制することができると推測するが、理由はこれに限るものではない。また、画像の凝集ムラ抑制の点でも好ましい。
(式中、R1は、各々独立して、炭素数1~6のアルキレン基又は単結合を示し、X1は、各々独立して、一般式(2)で表されるポリエーテル基を示し、aは10~80の整数を表す。)
(式中、R2は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、又は(メタ)アクリル基を示し、EOはエチレンオキシド基を示し、POはプロピレンオキシド基を示し、EO、POの順序については順不同であり、bは1以上の整数であり、cは0以上の整数であり、b+cが1以上の整数である。)
(式中、R3は、各々独立して、炭素数1~6のアルキル基を示し、X2は、各々独立して、一般式(4)で表されるポリエーテル基を示し、d及びeは1以上の整数であり、d+eは2~50の整数を表す。)
(式中、R4は、炭素数1~6のアルキレン基又は単結合を示し、R5は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を示し、EOはエチレンオキシド基を示し、POはプロピレンオキシド基を示し、EO、POの順序については順不同であり、fは1以上の整数であり、gは0以上の整数であり、さらにf+gが1以上の整数である。)
R1、R3、及びR4で示される炭素数1~6のアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基などが挙げられる。R1、R4は炭素数1~6のアルキレン基であることが好ましい。
R2及びR5で示される炭素数1~6のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基などが挙げられる。
R1、R4は単結合であってもよい。単結合は、R1、R4の右側にある原子と左側にある原子が、単結合で直接結合していることを示す。
一般式(1)及び(2)において、aは、10~80の整数であり、好ましくは20~70の整数であり、より好ましくは30~60の整数である。また、bは、1以上の整数であり、好ましくは2~30であり、より好ましくは5~20である。さらに、cは、0以上の整数であり、好ましくは0~30であり、より好ましくは0~20である。また、b+cは、1以上の整数であり、好ましくは1~60であり、より好ましくは2~40であり、さらに好ましくは5~20である。
一般式(3)及び(4)において、d及びeは、それぞれ、1以上の整数であり、好ましくは5~40であり、より好ましくは10~20である。また、d+eは、2~50の整数であり、好ましくは5~40であり、より好ましくは10~30である。さらに、fは、1以上の整数であり、好ましくは2~30であり、より好ましくは5~20である。さらに、gは、0以上の整数であり、好ましくは0~30であり、より好ましくは0~20である。また、f+gは、1以上の整数であり、好ましくは1~60であり、より好ましくは2~40であり、さらに好ましくは5~20である。
シリコーン系界面活性剤Aの含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。シリコーン系界面活性剤Aの含有量が上記範囲内であることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度がさらに向上する傾向にある。
シリコーン系界面活性剤Aのなかでも、一般式(1)で示される、末端をポリエーテル基で変性した変性オルガノシロキサンが、画像の視認性や凝集ムラ抑制などがより優れ好ましい。
1.1.2.2.シリコーン系界面活性剤B
非白色インク組成物は、後述するシリコーン系界面活性剤Bをさらに含んでいてもよく、含むことが好ましい。これにより、画像の視認性がより向上する傾向にある。非白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Bは、白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Bと同一であっても、異なっていてもよい。
非白色インク組成物は、後述するシリコーン系界面活性剤Bをさらに含んでいてもよく、含むことが好ましい。これにより、画像の視認性がより向上する傾向にある。非白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Bは、白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Bと同一であっても、異なっていてもよい。
シリコーン系界面活性剤Bの含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。シリコーン系界面活性剤Bの含有量が上記範囲内であることにより、画像の視認性がより向上する傾向にある。
1.1.2.3.その他の界面活性剤
その他の界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及び上記シリコーン系界面活性剤A及びB以外のその他のシリコーン系界面活性剤が挙げられる。その他の界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
その他の界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及び上記シリコーン系界面活性剤A及びB以外のその他のシリコーン系界面活性剤が挙げられる。その他の界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール及び2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに2,4-ジメチル-5-デシン-4-オール及び2,4-ジメチル-5-デシン-4-オールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。
その他のシリコーン系界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤A及びBの要件を満たさないものであれば、特に限定されないが、例えば、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。
その他の界面活性剤の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。
1.1.3.水
水の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは40~98質量%であり、より好ましくは50~90質量%である。さらには、好ましくは55~85質量%であり、より好ましくは60~80質量%であり、さらに好ましくは65~75質量%である。
水の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは40~98質量%であり、より好ましくは50~90質量%である。さらには、好ましくは55~85質量%であり、より好ましくは60~80質量%であり、さらに好ましくは65~75質量%である。
1.1.4.有機溶剤
有機溶剤としては、水溶性有機溶剤であれば特に制限されないが、例えば、ポリオール類があげられる。ポリオール類は、アルカンポリオールや、アルカンポリオールが分子間で水酸基同士が縮合した縮合物であり、分子内に水酸基を2個以上有するものである。
ポリオール類としては、グリセリンなどのトリオール以上のポリオール類があげられる。
またポリオール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等のグリコール類があげられる。グリコール類は分子内に2個の水酸基を有する。グリコール類は、炭素数が2~10が好ましく、3~6がより好ましく、3~4がさらに好ましい。
有機溶剤としては、水溶性有機溶剤であれば特に制限されないが、例えば、ポリオール類があげられる。ポリオール類は、アルカンポリオールや、アルカンポリオールが分子間で水酸基同士が縮合した縮合物であり、分子内に水酸基を2個以上有するものである。
ポリオール類としては、グリセリンなどのトリオール以上のポリオール類があげられる。
またポリオール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等のグリコール類があげられる。グリコール類は分子内に2個の水酸基を有する。グリコール類は、炭素数が2~10が好ましく、3~6がより好ましく、3~4がさらに好ましい。
また、有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン等の含窒素溶剤;メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、iso-ブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノール等のアルコール類なども挙げられる。また、含窒素溶剤としては、アミド類があげられる。アミド類としては、環状アミド類、非環状アミド類などがあげられる。環状アミド類としては、ラクタム類などがあげられる。非環状アミド類としては、N,N-ジアルキルアミドなどがあげられ、例えば、N,N-ジアルキルアルコキシアミドがあげられる。有機溶剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
このなかでも、ポリオール類が好ましく、グリコール類がより好ましい。このような有機溶剤を用いることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度がさらに向上する傾向にある。
有機溶剤の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは5~30質量%であり、より好ましくは10~30質量%であり、さらに好ましくは15~25質量%である。有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度や、吐出安定性がさらに向上する傾向にある。
非白色インク組成物は、標準沸点が280℃以下である有機溶剤を含有することが好ましい。さらには、標準沸点が170~250℃である有機溶剤を含有することが好ましい。標準沸点が170~250℃である有機溶剤を含むことにより、乾燥性がより向上し、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。
また、非白色インク組成物は標準沸点が200℃未満の有機溶剤を含むことが好ましい。標準沸点が200℃未満の有機溶剤を含むことにより、乾燥性がより向上し、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。
標準沸点が200℃未満の有機溶剤の含有量は、非白色インク組成物に含まれる有機溶剤100質量%に対して、好ましく30~80質量%であり、より好ましくは40~75質量%であり、さらに好ましくは50~70質量%である。標準沸点が200℃未満の有機溶剤の含有量が上記範囲であることにより、乾燥性がより向上し、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。吐出安定性も優れる。
また、標準沸点が280℃超のポリオール類である水溶性有機溶剤の含有量は、インク組成物の総質量に対して1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0質量%でもよい。標準沸点が280℃超の水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲であることにより、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減し、また、耐擦性が向上する傾向にある。さらに、標準沸点が280℃超の水溶性有機溶剤の含有量を上記範囲とすることがさらに好ましい。
1.1.5.樹脂粒子
非白色インク組成物は樹脂粒子をさらに含んでいてもよい。樹脂粒子を用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。樹脂粒子としては、特に制限されないが、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂(スチレン-アクリル系樹脂を含む)、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル系樹脂等からなる樹脂粒子が挙げられる。樹脂粒子は、エマルジョンの形態であってもよい。
非白色インク組成物は樹脂粒子をさらに含んでいてもよい。樹脂粒子を用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。樹脂粒子としては、特に制限されないが、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂(スチレン-アクリル系樹脂を含む)、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル系樹脂等からなる樹脂粒子が挙げられる。樹脂粒子は、エマルジョンの形態であってもよい。
このなかでも、アクリル系樹脂粒子、ウレタン系樹脂粒子、又はポリエステル系樹脂粒子が挙げられる。このような樹脂粒子を用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。これらの樹脂粒子は、エマルジョン形態で取り扱われることが多いが、粉体の性状であってもよい。また、樹脂粒子は1種単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ウレタン系樹脂とは、ウレタン結合を有する樹脂の総称である。ウレタン系樹脂には、ウレタン結合以外に、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂等を使用してもよい。
アクリル系樹脂は、少なくとも(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどのアクリル系単量体を1成分として重合して得られる重合体の総称であって、例えば、アクリル系単量体から得られる樹脂や、アクリル系単量体とこれ以外の単量体との共重合体などが挙げられる。例えばアクリル系単量体とビニル系単量体との共重合体であるアクリル-ビニル系樹脂などが挙げられる。また例えば、ビニル系単量体としては、スチレンなどが挙げられる。アクリル系単量体としてはアクリルアミド、アクリロニトリル等も使用可能である。
このなかでも、アクリル系樹脂が好ましく、スチレン-アクリル系樹脂がより好ましい。スチレン-アクリル系樹脂としては、特に制限されないが、例えば、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。このような樹脂を用いることにより、得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。
ポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンを構造骨格に有するものであり、公知のものを適宜選択して用いることができる。
樹脂粒子の含有量は、非白色インク組成物の総質量に対して、好ましくは0.5~6.0質量%であり、より好ましくは1.0~5.0質量%であり、さらに好ましくは2.0~4.0質量%である。樹脂粒子の含有量が上記範囲内であることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。
1.1.6.ワックス
ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、炭化水素ワックス、及び脂肪酸と1価アルコール又は多価アルコールとの縮合物であるエステルワックスが挙げられる。炭化水素ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、パラフィンワックス、並びに、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックスが挙げられる。これらのワックスは1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。これらのワックスの中でも、耐擦性を向上させる観点から、炭化水素ワックスが好ましく、ポリオレフィンワックスがより好ましく、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、炭化水素ワックス、及び脂肪酸と1価アルコール又は多価アルコールとの縮合物であるエステルワックスが挙げられる。炭化水素ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、パラフィンワックス、並びに、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックスが挙げられる。これらのワックスは1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。これらのワックスの中でも、耐擦性を向上させる観点から、炭化水素ワックスが好ましく、ポリオレフィンワックスがより好ましく、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
ワックスは、例えば、ワックス粒子が水中に分散したエマルジョンの状態であってもよい。
ワックスの含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。これにより得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。
1.1.7.その他の成分
本実施形態に係る非白色インク組成物は、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態に係る非白色インク組成物は、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
1.2.白色インク組成物
白色インク組成物は、水系のインクジェットインク組成物であり、白色色材と、所定のシリコーン系界面活性剤Bと、水と、を含有し、必要に応じて、有機溶剤、樹脂粒子、ワックス、その他の成分を含んでもよい。以下各成分について説明する。なお、白色インク組成物は、白色色材及びシリコーン系界面活性剤B以外の成分に関しては、後述すること以外にも、前述の非白色インク組成物に関して説明した、含有しても良い成分の種類や含有量などと同様なものにしても良く、好ましい。
白色インク組成物は、水系のインクジェットインク組成物であり、白色色材と、所定のシリコーン系界面活性剤Bと、水と、を含有し、必要に応じて、有機溶剤、樹脂粒子、ワックス、その他の成分を含んでもよい。以下各成分について説明する。なお、白色インク組成物は、白色色材及びシリコーン系界面活性剤B以外の成分に関しては、後述すること以外にも、前述の非白色インク組成物に関して説明した、含有しても良い成分の種類や含有量などと同様なものにしても良く、好ましい。
1.2.1.白色色材
白色色材としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントホワイト6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムの白色無機色材が挙げられる。当該白色無機色材以外に、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子などの白色有機色材を使用することもできる。
白色色材としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントホワイト6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムの白色無機色材が挙げられる。当該白色無機色材以外に、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子などの白色有機色材を使用することもできる。
白色色材の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは2~20質量%である。さらには、好ましくは3~17質量%であり、より好ましくは5~15質量%であり、さらに好ましくは7.5~12.5質量%である。白色色材の含有量が上記範囲内であることにより、隠蔽性の高い画像が得られるとともに、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.2.界面活性剤
本実施形態の白色インク組成物は、所定のシリコーン系界面活性剤Bを含み、必要に応じて、前述したシリコーン系界面活性剤Aや、その他の界面活性剤を含んでいてもよい。
本実施形態の白色インク組成物は、所定のシリコーン系界面活性剤Bを含み、必要に応じて、前述したシリコーン系界面活性剤Aや、その他の界面活性剤を含んでいてもよい。
1.2.2.1.シリコーン系界面活性剤B
シリコーン系界面活性剤Bは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値(Hydrophile-Lipophile Balance)が10.5以下であるものである。このようなシリコーン系界面活性剤Aを含むことにより、記録媒体に対する白色インク組成物の濡れ性がより向上し、隠蔽性を向上することができる。そのため、当該白色インク組成物を背景画像として得られる画像は、画像の視認性や光学濃度がより向上する。
シリコーン系界面活性剤Bは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値(Hydrophile-Lipophile Balance)が10.5以下であるものである。このようなシリコーン系界面活性剤Aを含むことにより、記録媒体に対する白色インク組成物の濡れ性がより向上し、隠蔽性を向上することができる。そのため、当該白色インク組成物を背景画像として得られる画像は、画像の視認性や光学濃度がより向上する。
シリコーン系界面活性剤Bは、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さないものであり、具体的には、分子量300以上の範囲においてピークを有しないか、分子量300以上の範囲においてピークを有したとしてもその最大ピークが分子量3000未満である。上記分子量条件を満たすシリコーン系界面活性剤Bを用いることにより、記録媒体に対する白色インク組成物の濡れ性がより向上し、記録媒体表面を、白色インク組成物で充分に覆うことができ、画像の視認性がより向上する。特に、記録媒体が低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体の場合に、濡れ性がより向上する傾向がある。一方、白色インク組成物と非白色インク組成物の混合が起こりやすくなる傾向がある。シリコーン系界面活性剤Bは、耐擦性も優れ好ましい。
なお、シリコーン系界面活性剤Bの分子量300以上の範囲における最大ピークは、シリコーン系界面活性剤Aと同様の方法により測定することができる。
また、該シリコーン系界面活性剤BのHLB値は、10.5以下であり、好ましくは2.0~10.3であり、さらに好ましくは3.0~10.1であり、より好ましくは4.0~10.0である。HLB値が10.5以下であることにより、記録媒体に対する白色インク組成物の濡れ性がより向上し、画像の視認性がより向上する。また、HLB値が2.0以上であることにより、得られる画像の光学濃度がより向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。
ここで、HLB値とは界面活性剤の水と油への親和性の程度を表す値であって、HLB値を上記範囲とすることで、疎水性の高い難吸収基材上で着弾時のインク液滴の濡れ性を向上させることが可能となる。濡れ性の向上により基材上での白抜けや混色滲みを抑えることにより、画像の視認性がより向上する傾向にある。なお、本実施形態のHLB値は、グリフィン法で定義され算出されたものである。
シリコーン系界面活性剤Bとしては、特に限定されないが、例えば、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサンなどのポリシロキサン系化合物が挙げられる。特に、ポリシロキサン系化合物は、末端又は側鎖の基をポリエーテル基等で変性した変性オルガノシロキサンなどが挙げられる。これらシリコーン系界面活性剤Bは1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
シリコーン系界面活性剤Bとしては、例えば、前述の一般式(1)において、aが、非白色インク組成物に含有するシリコーン系界面活性剤Aよりも小さいものがあげられる。または、前述の一般式(3)において、d+eが、非白色インク組成物に含有するシリコーン系界面活性剤Aよりも小さいものがあげられる。シリコーン系界面活性剤Bは、非白色インク組成物に含有するシリコーン系界面活性剤Aよりも分子量が比較的小さいものである。
シリコーン系界面活性剤Bの含有量は、白色インク組成物の総量に対して、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。シリコーン系界面活性剤Bの含有量が0.1質量%以上であることにより、記録媒体に対する白色インク組成物の濡れ性がより向上し、画像の視認性がより向上する傾向にある。また、シリコーン系界面活性剤Bの含有量が5.0質量%以下であることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度がさらに向上する傾向にある。
1.2.2.2.シリコーン系界面活性剤A
白色インク組成物は、前述したシリコーン系界面活性剤Aをさらに含んでも含まなくてもよい。含む場合、白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Aは、非白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Aと同一であっても、異なっていてもよい。
白色インク組成物は、前述したシリコーン系界面活性剤Aをさらに含んでも含まなくてもよい。含む場合、白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Aは、非白色インク組成物に含まれるシリコーン系界面活性剤Aと同一であっても、異なっていてもよい。
シリコーン系界面活性剤Aの含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは5.0質量%以下であり、より好ましくは3.0質量%以下であり、さらに好ましくは1.5質量%以下である。さらには、1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましく、0.1質量%以下がより好ましく、0.05質量%以下がよりさらに好ましい。下限は0質量%以上であり、0質量%が好ましい。シリコーン系界面活性剤Aの含有量が上記範囲の場合、画像の光学濃度がより優れ好ましい。
また別の態様として、シリコーン系界面活性剤Aを含む場合、含有量は、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。
また、シリコーン系界面活性剤Aを含む又は含まない場合において、白色インク組成物におけるシリコーン系界面活性剤Aの含有量は、シリコーン系界面活性剤Bの含有量より少ないことが好ましく、0.5質量%以上少ないことがより好ましく、1.0質量%以上少ないことさらに好ましく、1.0~5.0質量%少ないことがより好ましい。
これにより、画像の視認性や光学濃度がより向上する傾向にある。
これにより、画像の視認性や光学濃度がより向上する傾向にある。
1.2.2.3.その他の界面活性剤
白色インク組成物は、前述したその他の界面活性剤をさらに含んでいてもよい。その他の界面活性剤の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。
白色インク組成物は、前述したその他の界面活性剤をさらに含んでいてもよい。その他の界面活性剤の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。
1.2.3.水
水の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは55~85質量%であり、より好ましくは60~80質量%であり、さらに好ましくは65~75質量%である。
水の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは55~85質量%であり、より好ましくは60~80質量%であり、さらに好ましくは65~75質量%である。
1.2.4.有機溶剤
有機溶剤としては、上記非白色インク組成物で例示したものと同様のものが挙げられる。白色インク組成物で用いる有機溶剤は、上記非白色インク組成物で用いる有機溶剤と同一であっても、異なっていてもよい。
有機溶剤としては、上記非白色インク組成物で例示したものと同様のものが挙げられる。白色インク組成物で用いる有機溶剤は、上記非白色インク組成物で用いる有機溶剤と同一であっても、異なっていてもよい。
このなかでも、グリコール類やポリオール類が好ましく、グリコール類がより好ましい。このような有機溶剤を用いることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度がさらに向上する傾向にある。
有機溶剤の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは5~35質量%であり、より好ましくは10~30質量%であり、さらに好ましくは15~25質量%である。有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度がさらに向上する傾向にある。
白色インク組成物は標準沸点が170~250℃である有機溶剤を含有することが好ましい。標準沸点が170~250℃である有機溶剤を含むことにより、乾燥性がより向上し、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。
また、白色インク組成物は標準沸点が200℃未満の有機溶剤を含むことが好ましい。標準沸点が200℃未満の有機溶剤を含むことにより、乾燥性がより向上し、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。
標準沸点が200℃未満の有機溶剤の含有量は、白色インク組成物に含まれる有機溶剤100質量%に対して、好ましく30~80質量%であり、より好ましくは40~75質量%であり、さらに好ましくは50~70質量%である。標準沸点が200℃未満の有機溶剤の含有量が上記範囲であることにより、乾燥性がより向上し、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減する傾向にある。
また、標準沸点が280℃超の水溶性有機溶剤の含有量は、インク組成物の総質量に対して1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0質量%でもよい。標準沸点が280℃超の水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲であることにより、光学濃度が向上し、凝集ムラがより低減し、また、耐擦性が向上する傾向にある。
1.2.5.樹脂粒子
白色インク組成物は樹脂粒子をさらに含んでいてもよい。樹脂粒子を用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。樹脂粒子としては、非白色インク組成物で例示したものと同様のものが挙げられる。白色インク組成物で用いる樹脂粒子は、上記非白色インク組成物で用いる樹脂粒子と同一であっても、異なっていてもよい。
白色インク組成物は樹脂粒子をさらに含んでいてもよい。樹脂粒子を用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。樹脂粒子としては、非白色インク組成物で例示したものと同様のものが挙げられる。白色インク組成物で用いる樹脂粒子は、上記非白色インク組成物で用いる樹脂粒子と同一であっても、異なっていてもよい。
樹脂粒子の含有量は、白色インク組成物の総質量に対して、好ましくは0.5~6.0質量%であり、より好ましくは1.0~5.0質量%であり、さらに好ましくは2.0~4.0質量%である。樹脂粒子の含有量が上記範囲内であることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。
1.2.6.ワックス
白色インク組成物はワックスをさらに含んでいてもよい。ワックスを用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。ワックスとしては、非白色組成物で例示したものと同様のものが挙げられる。白色インク組成物で用いるワックスは、上記非白色インク組成物で用いるワックスと同一であっても、異なっていてもよい。
白色インク組成物はワックスをさらに含んでいてもよい。ワックスを用いることにより、耐擦性がより向上する傾向にある。ワックスとしては、非白色組成物で例示したものと同様のものが挙げられる。白色インク組成物で用いるワックスは、上記非白色インク組成物で用いるワックスと同一であっても、異なっていてもよい。
ワックスの含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.3~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.5質量%である。これにより得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。
1.2.7.その他の成分
本実施形態に係る白色インク組成物は、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本実施形態に係る白色インク組成物は、溶解助剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及びキレート化剤等の、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
1.3.インク組成物の調製方法
非白色インク組成物及び白色インク組成物の調製方法は、特に限定されないが、例えば、上述した各成分を混合し、各成分が均一に混合されるよう十分に撹拌を実施する方法が挙げられる。
非白色インク組成物及び白色インク組成物の調製方法は、特に限定されないが、例えば、上述した各成分を混合し、各成分が均一に混合されるよう十分に撹拌を実施する方法が挙げられる。
2.記録方法
本実施形態の記録方法は、上記インクセットを用いて記録媒体へ記録を行う記録方法であって、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる非白色インク付着工程と、を備え、必要に応じて、乾燥工程や、その他の工程を備えていてもよい。
本実施形態の記録方法は、上記インクセットを用いて記録媒体へ記録を行う記録方法であって、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる白色インク付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる非白色インク付着工程と、を備え、必要に応じて、乾燥工程や、その他の工程を備えていてもよい。
本実施形態の記録方法は、白色インク組成物及び非白色インク組成物の付着のさせ方に関し、例えば、後述する2つの態様があげられる。
なお、本実施形態において、白色インクジェットヘッドと非白色インクジェットヘッドを特に区別しない場合には、単に「インクジェットヘッド」という。また、同様に、白色インク組成物と非白色インク組成物を特に区別しない場合には、単に「インク組成物」という。
また、「主走査」とは、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつ、インクジェットヘッドからインク組成物を吐出して記録媒体に付着させる動作をいう。インクジェットヘッドは例えばキャリッジに搭載させることができる。キャリッジが移動することでインクジェットヘッドが移動するようにしてもよく、この場合も、つまりインクジェットヘッドの移動である。
また、「主走査方向」とは、上記インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置の移動方向であり、記録媒体の幅方向をいう。なお「主走査」は、インクジェットヘッドの、記録媒体に対する相対的な位置の移動であり、インクジェットヘッドが記録媒体に対して移動しても良いし、記録媒体がインクジェットヘッドに対して移動しても良い。このような相対的な位置の移動の方向が主走査方向である。インクジェットヘッドの、記録媒体に対する相対的な位置の移動を、記録媒体の、インクジェットヘッドに対する相対的な位置の移動ということもできる。つまりインクジェットヘッドと記録媒体の相対的な位置の移動である。
一方で、「副走査」とは、副走査方向に、インクジェットヘッドと記録媒体の相対的な位置を移動させる動作を言う。「副走査方向」とは、主走査方向と交差する方向である。
例えば、主走査で記録媒体のある領域に対してインク組成物を付着し、副走査で例えば記録媒体を少し移動し、さらに次の主走査を行うことで、先に付着したインク組成物に隣接して又は部分的に重ねてインク組成物を付着するという動作を繰り返すことで、記録を行うことができる。なお「副走査」も、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置の移動であり、インクジェットヘッドが記録媒体に対し移動しても良いし、記録媒体がインクジェットヘッドに対し移動しても良い。このような相対的な移動の方向が副走査方向である。
例えば、主走査で記録媒体のある領域に対してインク組成物を付着し、副走査で例えば記録媒体を少し移動し、さらに次の主走査を行うことで、先に付着したインク組成物に隣接して又は部分的に重ねてインク組成物を付着するという動作を繰り返すことで、記録を行うことができる。なお「副走査」も、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置の移動であり、インクジェットヘッドが記録媒体に対し移動しても良いし、記録媒体がインクジェットヘッドに対し移動しても良い。このような相対的な移動の方向が副走査方向である。
主走査と副走査をそれぞれ複数回行うことで記録を行えばよい。例えば、主走査と副走査を交互に繰り返し行えばよい。
2.1.第1付着態様
第1付着態様は、白色インク組成物と非白色インク組成物を記録媒体に順番に付着させることで、非白色インク層と白色インク層を積層する態様である。積層印刷や積層打ちともいう。この態様においては、白色インク付着工程及び非白色インク付着工程において、白色インク組成物により形成される白色インク画像と、非白色インク組成物により形成される非白色インク画像とを、記録媒体で重ねて形成する。
第1付着態様は、白色インク組成物と非白色インク組成物を記録媒体に順番に付着させることで、非白色インク層と白色インク層を積層する態様である。積層印刷や積層打ちともいう。この態様においては、白色インク付着工程及び非白色インク付着工程において、白色インク組成物により形成される白色インク画像と、非白色インク組成物により形成される非白色インク画像とを、記録媒体で重ねて形成する。
なお、第1付着態様においては、白色インク組成物及び非白色インク組成物を異なる主走査により付着させるものであれば、付着順は制限されず、記録媒体に対して、白色インク組成物を先に付着して、白色インク組成物の層の上から非白色インク組成物を付着してもよいし、非白色インク組成物を先に付着して、非白色インク組成物の層の上から白色インク組成物を付着してもよい。前者によって得られる画像は、記録媒体のインク組成物の付着面側から視認できる画像となり、後者によって得られる画像は、記録媒体のインク組成物の非付着面側から視認できる画像となる。
第1付着態様を実施する場合は、例えば、白色インク組成物及び非白色インク組成物を、異なる主走査により、記録媒体の同一の走査領域に対して付着させることで、白色インク組成物を含む層と、非白色インク組成物を含む層を積層して形成する。これにより、白色インク組成物を含む層により隠蔽性が確保されるため、その上に形成される非白色インク組成物の発色性や視認性がより向上し、高品質な画質を得ることができる。
また、白色インク組成物を先に付着して非白色インク組成物をその上から付着した場合には、インク付着面側から見ることの画像を形成することができる。またこれとは逆に、記録媒体が透明な場合において、非白色インク組成物を先に付着して白色インク組成物をその上から付着した場合には、インクの非付着面側から見ることの画像を形成することができる。
第1付着態様においては、同一の走査領域に対して、白色インク組成物及び非白色インク組成物を走査領域に対して付着させる、異なる主走査を、それぞれ、複数回行ようにしてもよい。例えば、白色インク組成物を4パスで記録し、その後、非白色インク組成物を4パスで記録することが考えられる。
2.2.第2付着態様
第2付着態様は、白色インク組成物及び非白色インク組成物を記録媒体に同時に付着する態様である。同時印刷や同時打ちともいう。この態様においては、白色インク付着工程及び非白色インク付着工程は、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつインク組成物を吐出させ記録媒体に付着させる主走査を複数回行い、主走査は、白色インク組成物と非白色インク組成物を同一の主走査により記録媒体の同一の走査領域に対して付着させる。
第2付着態様は、白色インク組成物及び非白色インク組成物を記録媒体に同時に付着する態様である。同時印刷や同時打ちともいう。この態様においては、白色インク付着工程及び非白色インク付着工程は、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつインク組成物を吐出させ記録媒体に付着させる主走査を複数回行い、主走査は、白色インク組成物と非白色インク組成物を同一の主走査により記録媒体の同一の走査領域に対して付着させる。
この態様では、白色インク組成物の層や非白色インク組成物の層といった、インク組成物の層を積層する必要がないため、記録速度を向上することができる。また、これに加えて、得られる画像は、記録媒体が透明な場合には、表から見た画像と裏から見た画像がそれぞれ同じように見えるものとなる。そのため、例えば、窓やガラスなどに貼り付けて使用するような記録物の場合には、表裏どちらからも見える画像を得ることができる。
第2付着態様を実施する場合は、例えば、白色インク組成物及び非白色インク組成物を、同一の主走査により、記録媒体の同一の走査領域に対して付着させることで、白色インク組成物及び非白色インク組成物を含む層を形成する。すなわち、白色インク付着工程と非白色インク付着工程を、同一の主走査により行う。
第2付着態様においては、白色インク組成物及び非白色インク組成物を走査領域に対して付着させる主走査を、同一の領域に対して、複数回行ようにしてもよい。すなわち、ある主走査により白色インク組成物及び非白色インク組成物を含む層を記録媒体上のある領域に付着したあと、さらに、その上に、別の主走査により白色インク組成物及び非白色インク組成物を含む層を重ねて付着することが好ましい。この場合、同一の領域の上を、白色インク組成物及び非白色インク組成物を付着させる主走査が複数回通過することになる。走査の回数が多いほど、所望の領域に、複数回(複数パス)で分けてインクを付着させることができ、得られる記録物の画質がより向上する傾向にある。
なお、任意の領域を記録するに際し、その領域上をインクジェットヘッドが通過した回数を「パス数」という。例えば、同一の領域の上を、白色インク組成物及び非白色インク組成物を付着させる主走査を4回行う場合、そのパス数を4パスなどという。例えば、図1の例において、副走査方向の1回の副走査の長さが、インクジェットヘッドの副走査方向に並ぶノズル列の副走査方向の長さの4分の1の長さであった場合は、副走査方向に1回の副走査の長さでかつ主走査方向に延びる長方形の走査領域に対して、同一の部分(同一の走査領域)に4回の主走査が行われることになる。このように見たときの走査の回数を、走査数、またはパス数などという。走査の回数は、1以上であり、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、4以上がさらに好ましく、8以上が特に好ましい。画質が優れる点で上記範囲以上が好ましい。上限は限るものではないが24以下が好ましく、12以下がより好ましく、8以下がさらに好ましく、4以下がより好ましい。記録速度が早い点で上記範囲以下が好ましい。なお上記の走査の回数は、インク種ごと設けられるものである。
また、第2付着態様において、白色インク組成物及び非白色インク組成物を含む層を形成する主走査とは異なる主走査により、白色インク組成物を含む層を形成し、白色インク組成物及び非白色インク組成物を含む層と、この層とは別に白色インク組成物を含む層とを、積層して形成するようにしてもよい。このように、白色インク組成物を含む層を形成することで、さらに発色性の高い画像を得ることができる。白色インク組成物を含む層の形成は、白色インク組成物及び非白色インク組成物を含む層の形成よりも、前に行われても良いし、後に行われてもよい。前に行われる場合、記録媒体の記録面側から画像を視認して用いる記録物になる。後に行われる場合、記録媒体の記録面側の反対側から画像を視認して用いる記録物になる。
2.3.白色インク付着工程
白色インク付着工程は、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる工程である。インクジェット方式によるインク組成物の吐出は、公知のインクジェット記録装置を用いて行うことができる。吐出方法としては、特に制限されないが、例えば、ピエゾ方式や、インクを加熱して発生した泡(バブル)によりインクを吐出させる方式等を用いることができる。
白色インク付着工程は、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる工程である。インクジェット方式によるインク組成物の吐出は、公知のインクジェット記録装置を用いて行うことができる。吐出方法としては、特に制限されないが、例えば、ピエゾ方式や、インクを加熱して発生した泡(バブル)によりインクを吐出させる方式等を用いることができる。
白色インク組成物の付着量は、記録媒体上で白色インク組成物が付着した領域(以下、「白色インク組成物の付着領域」ともいう。)の単位面積当たりで、好ましくは2.0~20mg/inch2であり、より好ましくは3.0~10mg/inch2である。付着量を確認するための面積は、例えば2×2mm程度の面積とする。
2.4.非白色インク付着工程
非白色インク付着工程は、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる工程である。
非白色インク付着工程は、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して記録媒体へ付着させる工程である。
非白色インク組成物の付着量は、記録媒体上で非白色インク組成物が付着した領域(以下、「非白色インク組成物の付着領域」ともいう。)の単位面積当たりで、好ましくは2.0~20mg/inch2であり、より好ましくは3.0~10mg/inch2である。非白色インク組成物の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質及び耐擦性により優れる傾向にある。
非白色インク組成物の付着量は、白色インク組成物及び非白色インク組成物を付着した付着領域において、非白色インク組成物の付着量に対する、白色インク組成物の付着量の比(白色インク組成物/非白色インク組成物の付着量)は、2以下が好ましく、0.1~2がより好ましい。第1付着態様では、上記付着量の比は、0.5~1.5がより好ましく、0.8~1.3がさらに好ましい。第2付着態様では、上記付着量の比は、0.2~1がより好ましく、0.3~0.7がさらに好ましい。
上記各インク組成物の付着量や付着量の比は、記録媒体上で白色インク組成物及び非白色インク組成物が付着した付着領域の単位面積当たりにおけるものとしても良い。また、この場合に、非白色インク組成物の付着量が最大である領域におけるものであるとしてもよい。
2.5.パス数
白色インク付着工程及び非白色インク付着工程は、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつインク組成物を吐出させ記録媒体に付着させる主走査を、記録媒体上の同一の走査領域に対して複数回行う工程を備え、同一の走査領域に対する主走査の回数、すなわちパス数が、好ましくは8回以下であり、より好ましくは1~8回以下である。パス数が上記範囲内であることにより、生産性がより向上する傾向にある。
白色インク付着工程及び非白色インク付着工程は、インクジェットヘッドの記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつインク組成物を吐出させ記録媒体に付着させる主走査を、記録媒体上の同一の走査領域に対して複数回行う工程を備え、同一の走査領域に対する主走査の回数、すなわちパス数が、好ましくは8回以下であり、より好ましくは1~8回以下である。パス数が上記範囲内であることにより、生産性がより向上する傾向にある。
2.6.一次乾燥工程
本実施形態の記録方法は、記録媒体に付着させた白色インク組成物及び非白色インク組成物を乾燥機構により乾燥する一次乾燥工程を備えてもよい。一次乾燥工程は、吐出工程前に記録媒体を加熱したり、吐出工程中、又は記録媒体にインクが付着後の早期に、記録媒体に加熱や送風などを行い、インクを早期に乾燥する工程である。一次乾燥工程は、記録媒体に付着したインクを、少なくともインクの流動を減少させる程度に、インクの溶媒成分の少なくとも一部を乾燥させるための工程である。一次乾燥工程は、加熱された記録媒体にインクが付着されるようにしても良いし、付着後の早期に行い乾燥促進するようにしてもよい。一次乾燥工程は、記録媒体に着弾したインク滴が、そのインク滴の着弾から遅くも0.5秒以内に乾燥が開始されることが好ましい。記録媒体のインクを乾燥するための乾燥ユニット(乾燥機構)としては、特に制限されないが、例えば、加温機能を備える、プラテンヒータや温風ヒータやIRヒータ等や、加温機能を備えない、送風機等が挙げられる。
本実施形態の記録方法は、記録媒体に付着させた白色インク組成物及び非白色インク組成物を乾燥機構により乾燥する一次乾燥工程を備えてもよい。一次乾燥工程は、吐出工程前に記録媒体を加熱したり、吐出工程中、又は記録媒体にインクが付着後の早期に、記録媒体に加熱や送風などを行い、インクを早期に乾燥する工程である。一次乾燥工程は、記録媒体に付着したインクを、少なくともインクの流動を減少させる程度に、インクの溶媒成分の少なくとも一部を乾燥させるための工程である。一次乾燥工程は、加熱された記録媒体にインクが付着されるようにしても良いし、付着後の早期に行い乾燥促進するようにしてもよい。一次乾燥工程は、記録媒体に着弾したインク滴が、そのインク滴の着弾から遅くも0.5秒以内に乾燥が開始されることが好ましい。記録媒体のインクを乾燥するための乾燥ユニット(乾燥機構)としては、特に制限されないが、例えば、加温機能を備える、プラテンヒータや温風ヒータやIRヒータ等や、加温機能を備えない、送風機等が挙げられる。
乾燥機構の種類として、記録媒体に接触する部材から記録媒体へ熱を伝導し記録媒体を加熱する伝導式、IRなどの輻射線を記録媒体へ輻射して記録媒体を加熱する輻射式、風を記録媒体へ向けて送風する送風式などがあげられる。送風式は、温風により風を当てつつ記録媒体を加温もする方法や、常温風によりインクの乾燥を促進し、加熱は伴わない方法があげられる。加熱を伴わない方法の場合、インクジェットヘッドのノズルのインクが乾燥して吐出安定性が低下することが抑制でき好ましい。伝導式と輻射式の何れかと、送風式とを併用することも好ましい。併用する場合に、送風式は加熱を伴わない方法でも良く好ましい。
一次乾燥工程において、記録媒体の表面温度は、好ましくは50℃以下であり、よりこのましく45℃以下である。 さらには、より好ましくは30~42℃であり、さらに好ましくは32~40℃である。記録媒体の表面温度が上記範囲内であることにより、乾燥性がより向上し、非白色インク組成物と白色インク組成物の混合がより抑制され、画像の視認性や光学濃度がさらに向上する他、得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。
送風式を用いる場合、記録媒体付近における風速は、0.5~10m/sが好ましく、1~5m/sがより好ましく、2~3m/sがさらに好ましい。風温は、45℃以下が好ましく、40℃以下がより好ましく、32℃以下がさらに好ましく、20~27℃が特に好ましい。
2.7.二次乾燥工程
二次乾燥工程は、インク付着工程後に記録媒体を加熱する工程である。二次乾燥工程は、記録を完了させ、記録物を使用することができる程度に十分に加熱する工程である。二次乾燥工程は、インクの溶媒成分の十分な乾燥、及びインクに含む樹脂などを加熱してインクの塗膜を平膜化させるための工程である。二次乾燥工程は、記録媒体にインクが付着後0.5秒超に開始されることが好ましい。例えば、記録媒体のある記録領域に対するインクの付着が全て完了してから0.5秒超に、該領域に対して加熱を開始することが好ましい。この際の低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体の表面温度は、好ましくは50~100℃であり、より好ましくは60~90℃であり、さらに好ましくは70~80℃である。記録媒体の表面温度が上記範囲内であることにより、得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。二次乾燥機構は、伝導式、輻射式、送風式などを用いることができる。
二次乾燥工程は、インク付着工程後に記録媒体を加熱する工程である。二次乾燥工程は、記録を完了させ、記録物を使用することができる程度に十分に加熱する工程である。二次乾燥工程は、インクの溶媒成分の十分な乾燥、及びインクに含む樹脂などを加熱してインクの塗膜を平膜化させるための工程である。二次乾燥工程は、記録媒体にインクが付着後0.5秒超に開始されることが好ましい。例えば、記録媒体のある記録領域に対するインクの付着が全て完了してから0.5秒超に、該領域に対して加熱を開始することが好ましい。この際の低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体の表面温度は、好ましくは50~100℃であり、より好ましくは60~90℃であり、さらに好ましくは70~80℃である。記録媒体の表面温度が上記範囲内であることにより、得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。二次乾燥機構は、伝導式、輻射式、送風式などを用いることができる。
2.8.記録媒体
本実施形態の記録方法では、記録媒体として、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体が好ましい。低吸収性記録媒体及び非吸収性記録媒体は、耐水性、耐擦性に優れる一方で、処理液や水系インク組成物をはじきやすく、インク組成物の密着性も低い傾向にあるため、特に本発明が有用である。なお、記録媒体は、他にも吸収性記録媒体があげられる。吸収性記録媒体は、インク吸収性の基材からなる記録媒体や、インク吸収性のインク受容層を設けたものである。吸収性記録媒体としては、インクジェット用紙、普通紙、布帛などがあげられる。
本実施形態の記録方法では、記録媒体として、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体が好ましい。低吸収性記録媒体及び非吸収性記録媒体は、耐水性、耐擦性に優れる一方で、処理液や水系インク組成物をはじきやすく、インク組成物の密着性も低い傾向にあるため、特に本発明が有用である。なお、記録媒体は、他にも吸収性記録媒体があげられる。吸収性記録媒体は、インク吸収性の基材からなる記録媒体や、インク吸収性のインク受容層を設けたものである。吸収性記録媒体としては、インクジェット用紙、普通紙、布帛などがあげられる。
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムやプレート;鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート;又はそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレスや真鋳等の合金のプレート;紙製の基材にポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムを接着(コーティング)した記録媒体等が挙げられる。
「低吸収性記録媒体」又は「非吸収性記録媒体」は、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msecまでの水吸収量が10mL/m2以下である記録媒体をいう。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPANTAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPANTAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙-液体吸収性試験方法-ブリストー法」に述べられている。
3.記録装置
インクジェット装置の一例として、図1に、シリアルプリンタの斜視図を示す。図1に示すように、シリアルプリンタ20は、搬送部220と、記録部230とを備えている。搬送部220は、シリアルプリンタに給送された記録媒体Fを記録部230へと搬送し、記録後の記録媒体をシリアルプリンタの外に排出する。具体的には、搬送部220は、各送りローラを有し、送られた記録媒体Fを副走査方向T1へ搬送する。
インクジェット装置の一例として、図1に、シリアルプリンタの斜視図を示す。図1に示すように、シリアルプリンタ20は、搬送部220と、記録部230とを備えている。搬送部220は、シリアルプリンタに給送された記録媒体Fを記録部230へと搬送し、記録後の記録媒体をシリアルプリンタの外に排出する。具体的には、搬送部220は、各送りローラを有し、送られた記録媒体Fを副走査方向T1へ搬送する。
また、記録部230は、搬送部220から送られた記録媒体Fに対してインク組成物を吐出するノズル列を有するインクジェットヘッド231を搭載するキャリッジ234と、キャリッジ234を記録媒体Fの主走査方向S1、S2に移動させるキャリッジ移動機構235を備える。ノズル列は、図では隠れているが、インクジェットヘッド231の下面に設けられており、複数個のノズルが、副走査方向に沿って並んでいる。
シリアルプリンタの場合には、インクジェットヘッド231として記録媒体の幅より小さい長さであるインクジェットヘッドを備え、インクジェットヘッドが移動し、複数パス(マルチパス)で記録が行われる。また、シリアルプリンタでは、所定の方向に移動するキャリッジ234にインクジェットヘッド231が搭載されており、キャリッジの移動に伴ってインクジェットヘッドが移動することにより記録媒体上にインク組成物を吐出する。これにより、2パス以上(マルチパス)で記録が行われる。なお、パスを主走査ともいう。パスとパスの間には記録媒体を搬送する副走査を行う。つまり主走査と副走査を交互に行う。つまり主走査と副走査をそれぞれ複数回行う。
また、本実施形態のインクジェット装置は、上記シリアル方式のプリンタに限定されず、上述したライン方式のプリンタであってもよい。ライン方式のプリンタは、記録媒体の記録幅以上の長さを有するインクジェットヘッドであるラインヘッドを用いて、記録媒体に、1回の走査で記録を行うプリンタである。
図2は、図1のインクジェット装置のインクジェットヘッドの周囲を側方から見た図である。インクジェット装置100は、キャリッジ2と、インクジェットヘッド3と、プラテン4と、プラテンヒーター4aと、プレヒーター7と、IRヒーター8と、送風ファン8aと、アフターヒーター5と、冷却ファン5aと、を備えている。記録媒体1に記録を行う。
一次乾燥工程に用いる乾燥機構として、プラテンヒーター4aやプレヒーター7による伝導式、IRヒーター8による輻射式、送風ファン8aによる送風式が使用可能である。これらの少なくとも何れかを用いて一次乾燥工程を行う。送風ファン8aによる送風では、記録媒体搬送方向における、インクジェットヘッド4と対向する位置付近の記録媒体において、記録媒体に付着したインクに送風して蒸発促進させることができる。アフターヒーター5は二次乾燥工程に用いる乾燥機構である。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
1.インク組成物の調製
下記表1~2に記載の組成となるように、各成分を混合し、インク組成物を得た。尚、表1~2には組成を質量%で示す。また、表中の顔料及び樹脂粒子は、それぞれ固形分を示す。なお、顔料は、事前に、水溶性のスチレンアクリル樹脂である分散剤と、顔料:分散剤=2:1の質量比で水に混合して攪拌し顔料分散液を調製し、これをインク組成物の調製に用いた。
下記表1~2に記載の組成となるように、各成分を混合し、インク組成物を得た。尚、表1~2には組成を質量%で示す。また、表中の顔料及び樹脂粒子は、それぞれ固形分を示す。なお、顔料は、事前に、水溶性のスチレンアクリル樹脂である分散剤と、顔料:分散剤=2:1の質量比で水に混合して攪拌し顔料分散液を調製し、これをインク組成物の調製に用いた。
表1~2に示す材料は以下の通りである。
<顔料>
・白色色材 :二酸化チタン
・非白色色材:ピグメントブルー15:3
<樹脂粒子>
・ジョンクリル537J(アクリル系樹脂粒子、BASF社製)
<有機溶剤(沸点別)>
・プロピレングリコール(標準沸点188℃)
・1,3ブタンジオール(標準沸点207℃)
・1,5ペンタンジオール(標準沸点239℃)
・グリセリン(標準沸点290℃)
・1,2ヘキサンジオール(標準沸点223℃)
<シリコーン系界面活性剤A>
・BYK333 (最大ピーク:6760)ビックケミージャパン社製
・調製例1 (最大ピーク:6500)
・BYK3480(最大ピーク:4330)ビックケミージャパン社製
<シリコーン系界面活性剤B(HLB別)>
・KF-6204(最大ピーク:3000未満,HLB:10)信越シリコーン社製
・Tegowet280(最大ピーク:3000未満,HLB:3.5)EVONIK社製
・Tegowet270(最大ピーク:3000未満,HLB:2.5)EVONIK社製
<その他の界面活性剤>
・SAG503A(HLB:11、最大ピーク:3000未満、日信化学工業社製、シリコーン系界面活性剤、シルフェイスSAG503A)
・PD002W(日信化学工業社製、アセチレングリコール系界面活性剤、オルフィンPD002W)
<水>
・イオン交換水
<顔料>
・白色色材 :二酸化チタン
・非白色色材:ピグメントブルー15:3
<樹脂粒子>
・ジョンクリル537J(アクリル系樹脂粒子、BASF社製)
<有機溶剤(沸点別)>
・プロピレングリコール(標準沸点188℃)
・1,3ブタンジオール(標準沸点207℃)
・1,5ペンタンジオール(標準沸点239℃)
・グリセリン(標準沸点290℃)
・1,2ヘキサンジオール(標準沸点223℃)
<シリコーン系界面活性剤A>
・BYK333 (最大ピーク:6760)ビックケミージャパン社製
・調製例1 (最大ピーク:6500)
・BYK3480(最大ピーク:4330)ビックケミージャパン社製
<シリコーン系界面活性剤B(HLB別)>
・KF-6204(最大ピーク:3000未満,HLB:10)信越シリコーン社製
・Tegowet280(最大ピーク:3000未満,HLB:3.5)EVONIK社製
・Tegowet270(最大ピーク:3000未満,HLB:2.5)EVONIK社製
<その他の界面活性剤>
・SAG503A(HLB:11、最大ピーク:3000未満、日信化学工業社製、シリコーン系界面活性剤、シルフェイスSAG503A)
・PD002W(日信化学工業社製、アセチレングリコール系界面活性剤、オルフィンPD002W)
<水>
・イオン交換水
1.1.調製例1(シリコーン系界面活性剤B)
所定のオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、該当する炭素-炭素二重結合を分子末端に有するポリエーテルを白金触媒化で反応させた。それにより液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS)により構造解析を行ったところ、上記一般式(3)において、d=4~6、e=13~15、f=4~12、g=0、R3=CH3、R4=-CH2-、R5=Hを満たす調製例1のシリコーン系界面活性剤Bを得た。
所定のオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、該当する炭素-炭素二重結合を分子末端に有するポリエーテルを白金触媒化で反応させた。それにより液体クロマトグラフィー質量分析計(LC-MS)により構造解析を行ったところ、上記一般式(3)において、d=4~6、e=13~15、f=4~12、g=0、R3=CH3、R4=-CH2-、R5=Hを満たす調製例1のシリコーン系界面活性剤Bを得た。
1.2.分子量分布測定
表1~2におけるシリコーン系界面活性剤A及びシリコーン系界面活性剤Bの分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定し、分子量300以上の範囲における最大ピークを得た。測定条件は以下の通りとした。
<測定条件>
・溶媒 : テトラヒドロフラン
・カラム : TSKgelSuperHZM-N×2
・ +TSKgel guardcolumn SuperHZ-L
・カラム温度:40℃
・注入量 :25μL
・検出器 :示差屈折(RI)
・流量 :0.35mL/min
・校正曲線 :標準ポリスチレンSTKstandardポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000~500迄の13のサンプルによる校正曲線を使用した。
表1~2におけるシリコーン系界面活性剤A及びシリコーン系界面活性剤Bの分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定し、分子量300以上の範囲における最大ピークを得た。測定条件は以下の通りとした。
<測定条件>
・溶媒 : テトラヒドロフラン
・カラム : TSKgelSuperHZM-N×2
・ +TSKgel guardcolumn SuperHZ-L
・カラム温度:40℃
・注入量 :25μL
・検出器 :示差屈折(RI)
・流量 :0.35mL/min
・校正曲線 :標準ポリスチレンSTKstandardポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000~500迄の13のサンプルによる校正曲線を使用した。
2.評価方法
プリンタ(セイコーエプソン社製SC-S80650の改造機)を用意し、各インク組成物をインクジェットヘッドの1ノズル列に充填した。プリンターのインクジェットヘッドは、ノズル列のノズル密度は360dpiであり、360個ノズルを有するものを用いた。また、プリンタはインクジェットヘッドに対抗する位置に一次乾燥を行うプラテンヒーターを有し、記録媒体の表面温度が表3~5に記載の値となるように制御した。さらに、プリンターの下流には、二次ヒーターを設け、二次乾燥では、記録媒体の表面温度が70℃になるように調整した。ここで、当該実施例における一次乾燥機構としては、プラテンヒーターと送付ファンを備え、ファンの風速を表中の値とした。風速はインクジェットヘッド直下の記録媒体の表面付近での風速とした。風温はプラテンヒーターの影響を受けない様に事前に測定し、記録媒体表面付近で測定した。
プリンタ(セイコーエプソン社製SC-S80650の改造機)を用意し、各インク組成物をインクジェットヘッドの1ノズル列に充填した。プリンターのインクジェットヘッドは、ノズル列のノズル密度は360dpiであり、360個ノズルを有するものを用いた。また、プリンタはインクジェットヘッドに対抗する位置に一次乾燥を行うプラテンヒーターを有し、記録媒体の表面温度が表3~5に記載の値となるように制御した。さらに、プリンターの下流には、二次ヒーターを設け、二次乾燥では、記録媒体の表面温度が70℃になるように調整した。ここで、当該実施例における一次乾燥機構としては、プラテンヒーターと送付ファンを備え、ファンの風速を表中の値とした。風速はインクジェットヘッド直下の記録媒体の表面付近での風速とした。風温はプラテンヒーターの影響を受けない様に事前に測定し、記録媒体表面付近で測定した。
このように構成したプリンタを用いて、PET50A(リンテック製、透明PETフィルム)に対して、表3~5に記載の条件で、記録解像度720×720dpiでベタパターンの記録を行った。その際に、白色インク組成物と非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出する方法については、以下の2つの方法により行った。いずれの方法においてもパス1回当たりのインク滴数を調整することにより、インク付着量が表中の値になる様に設定した。
<積層打ち>
白色インク組成物用ノズルを非白色インク組成物用ノズルよりもメディア搬送方向上流側に配置し、白色インク組成物を先に表中のパス数により記録し、次に非白色インク組成物を表中のパス数により同一の領域に重ねて記録した。なお、表3~4は、積層打ちに関する実施例及び比較例である。
白色インク組成物用ノズルを非白色インク組成物用ノズルよりもメディア搬送方向上流側に配置し、白色インク組成物を先に表中のパス数により記録し、次に非白色インク組成物を表中のパス数により同一の領域に重ねて記録した。なお、表3~4は、積層打ちに関する実施例及び比較例である。
<同時打ち>
インクジェットヘッドにおいて、主走査方向に並べて配置した複数のノズル列のうちの、1番ノズル列に白色インク組成物、2番ノズル列に非白色インク組成物を充填し、白色インク組成物と非白色インク組成物を同一の領域に対して同時に記録した。なお、表5は、同時打ちに関する実施例及び比較例である。
インクジェットヘッドにおいて、主走査方向に並べて配置した複数のノズル列のうちの、1番ノズル列に白色インク組成物、2番ノズル列に非白色インク組成物を充填し、白色インク組成物と非白色インク組成物を同一の領域に対して同時に記録した。なお、表5は、同時打ちに関する実施例及び比較例である。
2.1.画質(視認性)
上記のようにして得られた記録物を黒い紙の上にのせて、非白色インク組成物を付着させた側から画像の視認のしやすさを目視にて観察して、下記評価基準により視認性を評価した。なお、白色インク組成物の付着量が少ない場合や、白色インク組成物がぬれ広がり難いと画像の隠蔽性が足りず下の黒い紙の黒さが透けて見え、視認し難くなる。付着した白色インク組成物の固形分量が多いと視認しやすい傾向にある。
(評価基準)
A:画像が見やすく視認しやすい
B:やや黒くみえるが視認しやすい
C:黒く見えるが視認はできる
D:黒く見え、かつ、視認し難い
上記のようにして得られた記録物を黒い紙の上にのせて、非白色インク組成物を付着させた側から画像の視認のしやすさを目視にて観察して、下記評価基準により視認性を評価した。なお、白色インク組成物の付着量が少ない場合や、白色インク組成物がぬれ広がり難いと画像の隠蔽性が足りず下の黒い紙の黒さが透けて見え、視認し難くなる。付着した白色インク組成物の固形分量が多いと視認しやすい傾向にある。
(評価基準)
A:画像が見やすく視認しやすい
B:やや黒くみえるが視認しやすい
C:黒く見えるが視認はできる
D:黒く見え、かつ、視認し難い
2.2.画質(OD値)
上記のようにして得られた記録物のベタ画像に対して、測色機(i1Pro2、X-rite社製)を用いて、下記測定条件でOD値を測定し、下記評価基準により発色性を評価した。なお、白色インクとカラーインクとが混色すると、OD値は下がる。
(測定条件)
測定装置:i1Pro2(X-rite社製)
測定条件:D50光源、ステータスT、標準観測者2°
背景:白紙
(評価基準)
A:OD値が1以上
B:0.8以上1未満
C:0.6以上0.8未満
D:0.4以上0.6未満
上記のようにして得られた記録物のベタ画像に対して、測色機(i1Pro2、X-rite社製)を用いて、下記測定条件でOD値を測定し、下記評価基準により発色性を評価した。なお、白色インクとカラーインクとが混色すると、OD値は下がる。
(測定条件)
測定装置:i1Pro2(X-rite社製)
測定条件:D50光源、ステータスT、標準観測者2°
背景:白紙
(評価基準)
A:OD値が1以上
B:0.8以上1未満
C:0.6以上0.8未満
D:0.4以上0.6未満
2.3.画質(凝集ムラ)
上記のようにして得られた記録物のパターン画像を目視にて確認し、ブリードムラ(隣接するインク液滴が寄り集まる凝集ムラ)の有無を観察した。下記評価基準により凝集ムラを評価した。
(評価基準)
A:パターン中に色が濃淡ムラになっているように見えない
B:細かな濃淡ムラがやや見える
C:細かな濃淡ムラがかなり見える
D:大きな濃淡ムラが見える
上記のようにして得られた記録物のパターン画像を目視にて確認し、ブリードムラ(隣接するインク液滴が寄り集まる凝集ムラ)の有無を観察した。下記評価基準により凝集ムラを評価した。
(評価基準)
A:パターン中に色が濃淡ムラになっているように見えない
B:細かな濃淡ムラがやや見える
C:細かな濃淡ムラがかなり見える
D:大きな濃淡ムラが見える
2.4.耐擦性
上記のようにして得られた記録物について、学振型摩擦堅牢度試験機AB-301(テスター産業株式会社製)を用いて、金巾3号布を500gの荷重で50往復させる試験(JIS P 8136)を行った。下記評価基準により耐擦性を評価した。
(評価基準)
A:画像の剥がれが認められない
B:0%超過10%未満の剥がれあり
C:10%以上40%未満の剥がれあり
D:40%以上の剥がれあり
上記のようにして得られた記録物について、学振型摩擦堅牢度試験機AB-301(テスター産業株式会社製)を用いて、金巾3号布を500gの荷重で50往復させる試験(JIS P 8136)を行った。下記評価基準により耐擦性を評価した。
(評価基準)
A:画像の剥がれが認められない
B:0%超過10%未満の剥がれあり
C:10%以上40%未満の剥がれあり
D:40%以上の剥がれあり
2.5.生産性
積層打ちの場合には、白色インクと非白色インクのパス数の合計値を用い、同時打ちの場合にはその同時打ちしたパス数を用いて、記録に必要なパス数を生産性の指標とした。
生産性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:8パス以下
B:9~12パス
C:13~16パス
D:17パス以上
積層打ちの場合には、白色インクと非白色インクのパス数の合計値を用い、同時打ちの場合にはその同時打ちしたパス数を用いて、記録に必要なパス数を生産性の指標とした。
生産性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A:8パス以下
B:9~12パス
C:13~16パス
D:17パス以上
評価結果から、シリコーン系界面活性剤Aを含有する非白色インク組成物と、シリコーン系界面活性剤Bを含有する白色インク組成物と、を用いた何れの実施例も、画質(視認性)と画質(OD値)が共に優れた。一方、そうではない比較例は、何れも、画質(視認性)と画質(OD値)の何れかが劣った。さらに、各評価結果から、実施例1~9及び比較例1の対比によれば、白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Bを含有しない場合は、視認性が劣ることがわかる。
実施例1~9及び比較例2の対比によれば、界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤を使用した場合に、視認性に優れることがわかる。
実施例1~9及び比較例3の対比によれば、シリコーン系界面活性剤のHLB値が10.5以下であるものを使用した場合に、視認性に優れることがわかる。
実施例1及び実施例3の対比によれば、白色インク組成物におけるシリコーン系界面活性剤Aの含有量が、シリコーン系界面活性剤Bの含有量より少ない方が、視認性に優れることが示唆される。
実施例1及び実施例4の対比によれば、白色インク組成物が含有する白色インクの量が14質量%である方が10質量%であるときに比べて、視認性に優れることがわかる。
実施例1及び実施例5の対比によれば、白色インク組成物が含有するシリコーン系界面活性剤Bの含有量が0.5質量%である場合は、1.0質量%である場合に比べて視認性に優れることがわかる。
実施例1及び実施例7、実施例30の対比によれば、白色インク組成物が含有する標準沸点が200℃未満の有機溶剤の量が、全有機溶剤に対し多い方が、OD値及び凝集ムラがより優れることがわかる。なお、実施例30は、ヘッドからのインクの吐出不良がやや多い傾向があった。標準沸点が200℃未満の有機溶剤が、多すぎない方が、吐出安定性がより優れた。上記結果は非白色インク組成物においても同様であることが示唆される。
実施例1及び実施例9の対比によれば、白色インク組成物が含有する溶剤量がグリセリンを含む場合は、グリセリンを含まない系においてOD値及び凝集ムラに劣ることがわかる。このことから白色インク組成物が高沸点の溶剤を含有する場合は、OD値及び凝集ムラに劣ることが示唆される。また、上記結果は非白色インク組成物においても同様であることが示唆される。
実施例10及び比較例4の対比によれば、非白色インク組成物が界面活性剤を含有しない場合は、OD値において劣ることがわかる。
実施例10及び比較例5の対比によれば、非白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Aを含有しない場合は、OD値において劣ることがわかる。
実施例10及び比較例6の対比によれば、非白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Bを含有しない場合においては、非白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Aを含有しない場合であっても、OD値において劣らないことがわかる。このことから、非白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Bを含有し、かつ、非白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Aを含有することにより、少なくとも、視認性及びOD値に優れるインクセットを得ることができることが示唆される。
実施例10と実施例13の対比によれば、非白色インク組成物がシリコーン系界面活性剤Bを含有しない場合においては、視認性に劣ることがわかる。
実施例10と実施例17~18の対比によれば、乾燥工程における一次加熱温度が所定の範囲内において高いほど、OD値や凝集ムラについて優れることがわかる。
実施例10と実施例19~20の対比によれば、乾燥工程における風速が所定の範囲内において大きいほど、OD値や凝集ムラについて優れることがわかる。
実施例10と実施例21~22の対比によれば、乾燥工程における風温が所定の範囲内において大きいほど、OD値や凝集ムラについて優れることがわかる。
実施例23と実施例24の対比によれば、同時打ちした場合においては、積層打ちの場合と比べて、視認性には若干劣るが、パス数を減らすことができ、生産性を大幅に向上させることができることがわかる。
20…シリアルプリンタ、220…搬送部、230…記録部、231…インクジェットヘッド、234…キャリッジ、235…キャリッジ移動機構、F…記録媒体、S1,S2…主走査方向、T2…副走査方向、1…記録媒体、2…キャリッジ、3…インクジェットヘッド、4…プラテン、4a…プラテンヒーター、5…アフターヒーター、5a…冷却ファン、7…プレヒーター、8…IRヒーター、8a…送風ファン、100…インクジェット装置。
Claims (14)
- 非白色色材を含有する非白色インク組成物と、白色色材を含有する白色インク組成物と、を備えるインクセットであって、
前記非白色インク組成物と前記白色インク組成物は、水系のインクジェットインクであり、
前記非白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000~20,000の範囲に有するシリコーン系界面活性剤Aを含有し、
前記白色インク組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量300以上の範囲における最大ピークを分子量3,000以上に有さず、グリフィン法のHLB値が10.5以下であるシリコーン系界面活性剤Bを含有する、
インクセット。 - 前記白色インク組成物における、前記シリコーン系界面活性剤Aの含有量が、前記シリコーン系界面活性剤Bの含有量より少ない、
請求項1に記載のインクセット。 - 前記非白色インク組成物は、前記シリコーン系界面活性剤Bを含有する、
請求項1又は2に記載のインクセット。 - 前記シリコーン系界面活性剤Aが、一般式(1)又は一般式(3)の構造を有する化合物を含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載のインクセット。
- 前記白色インク組成物が、前記白色インク組成物の総量に対して、5質量%以上30質量%以下の有機溶剤を含有し、
前記非白色インク組成物が、前記非白色インク組成物の総量に対して、5質量%以上30質量%以下の有機溶剤を含有する、
請求項1~4のいずれか一項に記載のインクセット。 - 前記白色インク組成物が、標準沸点が170~250℃である有機溶剤を含有し、
前記非白色インク組成物が、標準沸点が170~250℃である有機溶剤を含有する、
請求項1~5のいずれか一項に記載のインクセット。 - 前記白色インク組成物が、有機溶剤100質量%のうち、標準沸点が200℃未満の有機溶剤を30~80質量%含有し、
前記非白色インク組成物が、有機溶剤100質量%のうち、標準沸点が200℃未満の有機溶剤を30~80質量%含有する、
請求項5又は6に記載のインクセット。 - 前記白色インク組成物が、樹脂粒子をさらに含有し、
前記非白色インク組成物が、樹脂粒子をさらに含有する、
請求項1~7のいずれか一項に記載のインクセット。 - 請求項1~8のいずれか一項に記載のインクセットを用いて記録媒体へ記録を行う記録方法であって、
前記白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して前記記録媒体へ付着させる白色インク付着工程と、
前記非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して前記記録媒体へ付着させる非白色インク付着工程と、を備える、
記録方法。 - 前記白色インク付着工程及び非白色インク付着工程において、前記白色インク組成物により形成される白色インク画像と、前記非白色インク組成物により形成される非白色インク画像とを、前記記録媒体で重ねて形成する、
請求項9に記載の記録方法。 - 前記白色インク付着工程及び前記非白色インク付着工程は、
前記インクジェットヘッドの前記記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつインク組成物を吐出させ前記記録媒体に付着させる主走査を複数回行い、
前記主走査は、前記白色インク組成物と前記非白色インク組成物を同一の主走査により前記記録媒体の同一の走査領域に対して付着させる、
請求項9又は10に記載の記録方法。 - 前記白色インク付着工程及び前記非白色インク付着工程は、
前記インクジェットヘッドの前記記録媒体に対する相対的な位置を移動させつつインク組成物を吐出させ前記記録媒体に付着させる主走査を、前記記録媒体上の同一の走査領域に対して複数回行う工程を備え、
前記同一の走査領域に対する前記主走査の回数が、8回以下である、
請求項9~11のいずれか1項に記載の記録方法。 - 前記記録媒体に付着させた前記白色インク組成物及び前記非白色インク組成物を乾燥機構により乾燥する一次乾燥工程を備える、
請求項9~12のいずれか1項に記載の記録方法。 - 前記一次乾燥工程における前記記録媒体の表面温度が、45℃以下である、
請求項13記載の記録方法。
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