JP6548681B2 - 光透過フィルタの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置や撮像素子など様々な用途で使用できる光透過フィルタの製造方法に関する。
カラーフィルタの製造方法としては、印刷製版による塗布技術や染色法などを用いる方法があるが、装置や生産工程が複雑になる。これに対し、特許文献1には、インクジェット方式により簡易な装置・工程でカラーフィルタを作製する方法が開示されている。しかし同文献に開示の技術では、インクの滲みを抑制するために、予め基板上に撥水性または親水性のパターンを前処理として形成しておく必要がある。
また、インクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造方法として、特許文献2には、酸化シリコンなどの誘電体を用いて、基板上に予め土手枠を形成した上でインクジェット方式により染色を行うことにより、インクの滲みを抑制する技術が開示されている。
さらに、特許文献3には、予めブラックマトリックス(遮光層)を形成した基板上に、感光性樹脂組成物を含むインク受容層を設けた上で、パターン露光によりブラックマトリックスに対応させた非着色部をインク受容層に形成している。
また、特許文献4には、予めブラックマトリックス(遮光層)を形成した基板上に、第1のインク受容層と、感光性樹脂組成物を含む第2のインク受容層とを設け、パターン露光により第2のインク受容層に非着色部を設けた上で、インクジェット方式により着色する技術が開示されている。この技術によれば、マトリックス状に非着色部を設けた第2のインク受容層側からインクジェット記録により着色することで、混色を抑制することが可能になる。さらに、この技術では、平坦な基板に接した第1のインク受容層を十分にインクにより染色した後、インクを乾燥処理してから加熱処理してインク受容層を硬化させる。このため、インクを吸収して第1のインク受容層が凸状に膨張することにより、色素濃度分布の不均一性を抑制することができる。しかし、隣接画素へのインクのにじみを制御するために、パターン露光用のマスクを用いた複雑な装置が必要になると共に、煩雑なマスクの位置合わせ工程も必要になる。また、インクの吸収容量を確保するために、第1のインク受容層も、第2のインク受容層と同様に顔料粒子よりも十分に大きな空隙構造を有している。このため、空隙構造による光散乱が生じ、カラーフィルタの透明度が大幅に低下することが懸念される。
特許文献5では、支持部材上に設けたインク受容層にネガパターンの凸部を圧接させて格子状にパターンを剥離除去し、そのパターンを透明基板上に転写してパターン状のインク受容層を形成した後、インクジェット方式で着色する方法も提案されている。これによれば、格子状にパターン抜きされたインク受容層に着色が行われるため、隣接画素への混色を防止することができる。しかしながら、パターン抜きの工程やブラックマトリックスを別途設ける必要もあり、さらにパターン状のインク受容層との位置合わせ精度を得るための工程も必要となる。
特開昭59−75205号公報 特開昭63−235901号公報 特開平10−104607号公報 特開平11−167014号公報 特開平2006−201435号公報
上述のように、従来のカラーフィルタの製造方法では、隣接する画素にインクが滲んで混色しないように、土手や非着色部を設けるといった前処理が必要であり、装置構成や製造工程が複雑化するという課題がある。
本発明は、簡易的な手段と工程で光学特性に優れた光透過フィルタを製造することが可能な光透過フィルタの製造法の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、光透過フィルタ用顔料インクに含まれる顔料粒子および溶媒を浸透可能とする顔料浸透層と、前記顔料粒子の浸透を阻止すると共に前記溶媒の吸収を可能とする空隙構造を有する溶媒吸収層とを互いに積層してなるインク受容層に対し、前記顔料浸透層側から前記顔料インクを付与するインク付与工程と、前記顔料インクの溶媒成分を含んだ前記溶媒吸収層の少なくとも一部を前記インク受容層から除去する溶媒吸収層除去工程と、を備えることを特徴とする光透過フィルタの製造方法である。
本発明によれば、簡易的な手段と工程で光学特性に優れた光透過フィルタを製造することが可能になる。
実施形態に用いる転写材の構成を示す縦断面図である。 実施形態における光透過フィルタの製造工程を示す説明図である。 実施形態における転写材と従来の転写材のインク吸収メカニズムを示す説明図である。 転写材の接着強化層の一例および加圧加熱処理後の状態を示す断面図である。 転写材の接着強化層の他の例および加圧加熱処理後の状態を示す断面図である。 加圧加熱ロールによる加圧加熱処理前後の顔料浸透層と溶媒吸収層の状態を示す説明図縦断側面図である。 溶媒吸収層の除去工程を示す説明図である。 顔料浸透層および溶媒吸収層への光透過フィルタ用顔料インクの吸収過程を示す説明図である。 光透過フィルタの製造装置を示す説明図である。 ブラックマトリックス形成後のカラー光透過フィルタ用顔料インクの吸収状態を示す説明図である。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(光透過フィルタおよびその製造方法の基本構成)
本実施形態における光透過フィルタの製造方法は、次のような工程を基本的に備える。
(i)空隙径の異なる2層以上の空隙吸収型のインク受容層を互いに剥離可能に積層した光透過フィルタ用転写材を作製する。
(ii)作製した光透過フィルタ用転写材に、所定の光学特性を有する顔料を含んだ光透過フィルタ用顔料インクを付与し、一方のインク受容層に顔料粒子のみを保持させると共に、他方のインク受容層に光透過フィルタ用顔料インクの溶媒のみを吸収させる。
(iii)溶媒を吸収したインク受容層を、顔料粒子を保持したインク受容層から剥離させる。
上記工程を実施することにより、所定の光学特性を有する光透過フィルタを製造することができる。以下、光透過フィルタの製造工程を、カラー表示装置やカラー撮像素子など様々な用途で使用できるカラーフィルタの製造方法を例に採り、より具体的に説明する。
上述の光透過フィルタ用転写材1A(以下、カラーフィルタ用転写材、または単に転写材ともいう)は、図1(a)に示すように、光透過フィルタ用顔料インクの顔料粒子を吸収する顔料浸透層1600と、この顔料浸透層1600の記録面(図中、上面側)に付与された光透過フィルタ用顔料インクの溶剤を吸収する溶媒吸収層1601とからなるインク受容層16とにより構成される。顔料浸透層1600は、顔料粒子よりも十分に大きな空隙径を有する空隙構造を有しており、加圧加熱によって熔融膜化可能な材料により薄膜に形成されている。溶媒吸収層1601は、顔料粒子よりも十分に小さな空隙径を有する空隙構造を有すると共に、顔料浸透層1600から剥離可能な材料により構成され、顔料浸透層1600に比して厚膜に構成されている。この転写材1は、溶媒吸収層1601の表面(図では上面)に顔料浸透層1600を積層することによって形成される。積層方法の具体的な例については、後に詳述する。
また、転写材は、図1(b)に示すように、溶媒吸収層1601および顔料浸透層1600などからなるインク受容層16を基材50上に積層して構成することも可能である。ここに示す転写材1Bのように基材50を含む構成を採ることは、転写材1の生産性向上、インク受容層16にインクを付与する際の転写材の搬送性の向上、転写材を所定の画像支持体55(図4参照)に接着転写する際のハンドリング性や、溶媒吸収層の剥離性の向上などを図る上で有効である。なお、転写材1に積層した基材50は、転写材1に対する後述のインク付与工程、画像支持体55への接着転写工程の後に、後述の剥離処理もしくは溶解洗浄処理などを行うことにより溶媒吸収層1601と共に除去することが可能である。これにより、溶媒吸収層の空隙を消失させることができる。
また、転写材1としては、他の構成を採用することも可能である。例えば、転写材を、図1(c)〜(e)に示すように構成することも可能である。
また、転写材は、空隙径の異なる複数の顔料浸透層により構成することも可能である。その一例を、図1(c)に示す。図1(c)の転写材1Cは、顔料浸透層1600は、溶媒吸収層1601側に位置する第1の顔料浸透層1670と、インクの付与面である表面側(図では上面側)に位置する第2の顔料浸透層1680とを積層した構成を有する。第1の顔料浸透層1670は、光透過フィルタ用顔料インクの顔料粒子より十分に大きな空隙構造を有し、第2の顔料浸透層1680は、第1の顔料浸透層1670よりさらに大きな空隙構造を有している。また、図1(c)の転写材1Cには、第1の顔料浸透層1670と溶媒吸収層1601との間に離型層1701が設けられ、顔料浸透層1670から溶媒吸収層1601を除去し易い構成となっている。さらに、溶媒吸収層1601と基材50との間には、両者の密着性を高めるため密着層1603が設けられている。このため、溶媒吸収層1601および基材50を、第1の顔料浸透層1670から容易に除去することが可能になる。
さらに、転写材は、空隙径の異なる複数の溶媒吸収層によって構成することも可能である。一例として、図1(d)に示す転写材1Dは、互いに積層された第1の溶媒吸収層1611と第2の溶媒吸収層1612とを有し、これらが顔料浸透層1600と基材50との間に形成されている。顔料浸透層1600の裏面側(図中、下面側)に位置する第1の溶媒吸収層1611は、光透過フィルタ用顔料インクの顔料粒子より十分に小さい平均空隙径を有し、基材50の上面側に位置する第2の溶媒吸収層1612は、第1の溶媒吸収層1611よりさらに小さい平均空隙径を有し、その厚さは第1の溶媒吸収層1611より厚く形成されている。この2層構造をなす溶媒吸収層1601では、顔料浸透層1600を通過して吸収された溶媒が、第1の溶媒吸収層1611を通過し、第2の溶媒吸収層1612に吸収、保持される。
また、複数の溶媒吸収層を有する転写材では、互いに隣接する溶媒吸収層の間に離型層を形成することも可能である。例えば、図1(e)に示す転写材1Eのように、2つの溶媒吸収層(第1の溶媒吸収層1611と第2の溶媒吸収層1612)との間に離型層1701を形成することも可能である。これにより、溶媒吸収層1601の中で、溶剤が吸収、保持された一部の溶媒吸収層、すなわち第2の溶媒吸収層1612を、溶媒が保持されていない第1の溶媒吸収層1611から剥離することが可能になる。
なお、以下の説明において、転写材1A〜1Eを総称して転写材1と記載することもある。また、複数の顔料浸透層(第1の顔料浸透層1670、第2の顔料浸透層1680)を総称して顔料浸透層1600と記載し、複数の溶媒吸収層(第1の溶媒吸収層1611、1612)を総称して溶媒吸収層1601と記載することもある。
次に、図2を参照しつつ、本実施形態におけるカラーフィルタ用転写材を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。なお、図2に示す製造方法では、図1(d)に示す転写材1Dを用いてカラーフィルタ2016を製造する例を示している。まず、インクジェット記録装置2018に設けられた記録ヘッド2018Bkにより、転写材1Dに黒色の光透過フィルタ用顔料インクを付与し、ブラックマトリクス2001を形成する(図2(a))。このブラックマトリックスは、図2(e)に示すように格子状に形成される。次いで、ブラックマトリックスの2001によって画成された複数の領域に、カラーの光透過フィルタ用顔料インク、すなわち、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の三原色の光透過フィルタ用顔料インクを付与する(図2(b))。このカラーの光透過フィルタ用顔料インクの付与は、インクジェット記録装置2018に設けられた記録ヘッド2018R、2018G、2018BからそれぞれR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のカラーインクを吐出することにより行なう。以上により、転写材1Dにカラーフィルタ画像2000R、2000G、2000Bおよびブラックマトリックス2001などのカラーパターンからなる画像2000を形成した転写材2が作製される。
インクジェット記録装置によって薄膜の顔料浸透層1600の表面に光透過フィルタ用顔料インク1003を吐出すると、光透過フィルタ用顔料インクは図8(a)に示すように、顔料浸透層1600に浸透する。顔料浸透層1600に形成されている空隙の平均細孔径は、光透過フィルタ用顔料インク1003の色材である顔料粒子径よりもが十分に大きいため、顔料浸透層1600の表面に吐出された光透過フィルタ用顔料インクは、毛細管現象によって顔料浸透層1600内にスムーズに浸透していく。一方、厚膜の溶媒吸収層1601に形成されている空隙の平均細孔径は、顔料粒子径よりも十分に小さく形成されているため、顔料浸透層1600を浸透して顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面に達した光透過フィルタ用顔料インクは、界面において固液分離される。すなわち、光透過フィルタ用顔料インクは、界面において顔料粒子と溶媒成分とに分離され、溶媒成分のみが溶媒吸収層に吸収され、稠密で薄膜状の顔料膜1606が顔料浸透層1600の底部界面に形成される。空隙型のインク吸収層において毛細管現象によってインクを吸収する際には、空隙の細孔径が小さいほどインクの毛細管力が高くなる。このため、ほとんどの溶媒成分1607が、顔料浸透層1600に残ることなく溶媒吸収層1601に速やかに吸収される。図2に示す例では、溶媒吸収層1601が第1の溶媒吸収層1611と、これより平均空隙径が小さい第2の溶媒吸収層1612とで構成されているため、第1の溶媒吸収層1611に浸透した溶媒成分は、ほとんどが第2の溶媒吸収層1612に吸収される。カラーインクが付与された複数の領域は、それぞれブラックマトリックスにより画成されており、しかも、転写材1Dのインク吸収特性によってインクの滲みが抑制されるため、隣接する領域に付与された異なるカラーインクの間で混色が発生することはない。
上記のようにして転写材2を形成した後、図2(c)に示すようにガラス基板などの透明な画像支持体55と転写材2とを重ね合わせ、それらを加圧加熱装置によって加圧加熱処理する。これにより、顔料浸透層1600は熔融膜化し、透明な顔料保持膜1650となり、画像支持体55に接着転写される。また、複層の溶媒吸収層1601を構成する第1の溶媒吸収層1611も加圧加熱処理を行うことによって熔融膜化可能な材料により構成されている。このため、加熱加圧処理を行うことにより、溶媒吸収層1601も第1の溶媒吸収層1611と共に溶融膜化し、透明な保護膜1660となって両者は一体化する。但し、第2の溶媒吸収層1612は溶融膜化せず、溶媒成分を吸収した状態を維持する。その後、剥離除去装置を用いて光透過フィルタ用顔料インクの溶媒が含まれた第2の溶媒吸収層1612を除去する。これにより、図2(d)に示すように、溶媒成分を吸収した溶媒吸収層によるヘイズ劣化を抑制し、高精細で光透過吸収特性に優れたカラーフィルタ3を画像支持体55上に作製することが可能になる。
また、転写材1には、顔料浸透層を熔融膜化して画像支持体55へ接着転写する際の接着性をより向上させるために、図5(a)に示すようにまだら状に接着剤1000Bを設けたり、図4(a)に示すように海島状に接着強化層2002を設けたりすることができる。さらに、図1(c)に示すように画像支持体55との接着性に優れた第2の顔料浸透層1680を設けても良い。
また、図1(c)〜(e)に示すように、顔料浸透層や溶剤吸収層を各々複数の層に分けて順次形成する場合、非記録面側(基材側)に向かって空隙径を順次小さくする構成とすることが必要となる。すなわち、顔料浸透層1600および溶媒吸収層1601のそれぞれの数の層は、空隙吸収型のインク受容層を構成し、かつインクの毛細管力が非記録面側に向かって順次大きくなるように構成してあれば良い。
また、図1(c)に示す転写材1Cに限らず、本発明に係る他の転写材にも層間剥離を防止するための密着層を設けることが可能である。例えば、基材50、溶媒吸収層1601、多層の溶媒吸収層(1611、1612)、顔料浸透層1600又は多層の顔料浸透層(1670、1680)の何れかの界面に各々の層の材質・製膜方法などを考慮して密着性を向上させるための密着層1603を必要に応じて設けることも可能である。これによれば、インクジェット記録時などでの不用意な層間剥離を防止することが可能になる。但し、密着層1603は、層間で光透過フィルタ用顔料インクの毛細管浸透が必要な場合は、毛細管現象による光透過フィルタ用顔料インクの移動を妨げないように親水性を考慮した材料などで極薄膜状に構成する必要がある。
さらに、図1(a)に示す転写材1Aにおいても、加圧加熱処理によって画像支持体55に接着転写した後、熔融膜化した顔料保持膜1650から溶媒吸収層1601を除去し易いように、溶媒吸収層1601と、顔料浸透層1600との間に極薄膜の離型層1701を設けても良い。
(速やかな溶媒吸収性)
ここで、転写材1における光透過フィルタ用顔料インクの吸収浸透に関してさらに詳述する。転写材1では、顔料浸透層1600の空隙構造が顔料粒子よりも十分に大きな空隙径を有している。このため、顔料浸透層1600は、毛細管力が小さいが、流路抵抗が小さいので、図8(a)に示すように、顔料浸透層1600の表面に記録された光透過フィルタ用顔料インク1003は顔料粒子も含めてスムーズに顔料浸透層1600内に浸透吸収される。
一方、溶媒吸収層1601の空隙構造は顔料粒子1003aよりも十分に小さな細孔によって構成されていることから、ここに発生する毛細管力は、顔料浸透層1600の空隙構造に発生する毛管力に比べて格段に大きい。また、溶媒吸収層1601は顔料粒子1003aよりも小さい空隙を有するため流路抵抗が大きい。そのため、顔料粒子1003aは顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面で保持され、溶媒成分1607のみが溶媒吸収層1601に吸収される。溶媒吸収層1601の表面から吸収、浸透されてきた光透過フィルタ用顔料インク1003の一部が溶媒吸収層1601の界面に到達すると、光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607は溶媒吸収層1601の格段に大きな毛細管力によって吸収され始める。
溶媒成分1607が溶媒吸収層1601に吸収され始めると、顔料浸透層1600は流抵抗が小さいことから、顔料浸透層1600内に残っている光透過フィルタ用顔料インク1003も、その粘度および表面張力によって、千切れることなく順次浸透し始める。つまり、光透過フィルタ用顔料インクの一部が溶媒吸収層1601に到達すると、その後は厚膜の溶媒吸収層1601が溶媒成分1607を速やかに吸収するため、これに伴って顔料浸透層1600に存在する後続の光透過フィルタ用顔料インク1003も溶媒吸収層1601との界面へ向けて順次浸透していく。
このように、本例における転写材1では、小さな空隙を有する厚膜の溶媒吸収層1601が溶媒成分を速やかに吸収するため、大きな空隙を有する顔料浸透層1600においては光透過フィルタ用顔料インクが順次浸透される。また、溶媒吸収層1601は、顔料浸透層1600に吐出された光透過フィルタ用顔料インクの全ての溶媒成分を十分に吸収できる厚さに形成されている。このため、顔料浸透層1600に吐出された光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607は、ほぼ全てが速やかに溶媒吸収層1601に吸収され、顔料浸透層1600内にはほとんど残留しない。従って、転写材1および画像支持体55に対する加圧過熱処理において、転写材1に良好な接着性を発現させることができ、画像支持体55と転写材1との間に良好な接着状態を得ることができる。
また、顔料浸透層1600に吐出されたインクは、短時間で溶媒吸収層1601に吸収されることから、インクジェット記録の後、特別な乾燥工程や乾燥時間を介さずに、速やかに加圧加熱処理を開始できる。すなわち、インク吸収速度が速く、かつインク吸収容量の大きな厚膜の溶媒吸収層1601が、その空隙構造を維持したまま、ほぼ全ての溶媒成分1607を吸収保持しているので、顔料画像を記録後に速やかに画像支持体55に接着しても、溶媒成分1607の逆流や染み出しによる接着性の低下が生じにくい。
また、光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴が極めて小さい場合、単一のドット(単ドット)が記録された部分では、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面まで光透過フィルタ用顔料インクが到達せず、顔料浸透層1600の内部に光透過フィルタ用顔料インクが孤立した状態で滞留することが懸念される。しかしながら、光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴が極端に小さい場合であっても、複数ドットが着弾する高濃度の記録部では、後続の光透過フィルタ用顔料インク1003の吸収浸透によって先着の光透過フィルタ用顔料インク1003が押し出されるため、先着の光透過フィルタ用顔料インクの液滴は溶媒吸収層1601との界面に到達する。その結果、後続の光透過フィルタ用顔料インク1003も溶媒吸収層1601へ向けて速やかに吸収浸透されていく。本実施形態におけるカラーフィルタ用転写材では、一面に高濃度記録が行われる場合が多いので、顔料浸透層1600に記録される光透過フィルタ用顔料インクの量が多くなる。このため、顔料浸透層1600に付与された光透過フィルタ用顔料インクの先端は、溶媒吸収層1601の界面に到達し易く、ほぼ全ての溶媒成分1607が溶媒吸収層1601に速やかに吸収される。また、インクジェット記録面である顔料浸透層は、空隙吸収型のインク受容層であるので、膨潤吸収型のインク受容層に較べてスムーズに光透過フィルタ用顔料インクを吸収できるため定着性に優れるので、表面でのインク滞留が少なく、後続着弾するインク液滴によるインク跳ねや飛散りが少ないため記録精度が高い。また、顔料浸透層でのインク滞留時間が少ないので、光透過フィルタ用顔料インクの平面方向への滲み出しも抑制されるため高精細な記録が可能である。以上のように、顔料浸透層1600の表面から記録された光透過フィルタ用顔料インク1003は、溶媒吸収層1601との界面に速やかに到達することが望ましく、そのためには、顔料浸透層1600は、光透過フィルタ用顔料インクの液滴より小さくなるように薄膜に構成することが望ましい。
(薄膜稠密な顔料膜の形成と多量の溶媒吸収)
前述のように、本実施形態におけるインクジェットカラーフィルタ用転写材では、溶媒吸収層1601の空隙構造は顔料粒子1003aよりも十分に小さな細孔により構成されている。このため、図8(a)に示すように顔料粒子1003aは溶媒吸収層1601との界面で固液分離され、光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607のみが溶媒吸収層1601に速やかに吸収される。すなわち、顔料浸透層1600の底部と溶媒吸収層1601との界面では、毛細管力が格段に大きい溶媒吸収層1601が光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607を速やかに順次吸収する。このため、顔料浸透層1600底部で顔料粒子1003aが固液分離される際の光透過フィルタ用顔料インク1003の流れにより、顔料粒子1003aは圧縮されながら薄膜稠密な顔料画像を形成する。
色材である顔料粒子1003aが薄膜状に稠密に堆積した顔料画像は、光吸収特性に優れ発色性に優れる。本例では、光透過フィルタ用顔料インク1003の主体をなす溶媒成分1607を溶媒吸収層1601で全て吸収できるように十分な厚さに形成され、大きな吸収容量を確保している。このため、顔料浸透層1600は固液分離された顔料粒子1003aを全て収納できるだけの空隙容量があれば良く、薄層に構成することができる。顔料浸透層1600の表面に着弾した光透過フィルタ用顔料インク1003は、図3(a)に示すように、顔料浸透層1600内の空隙に吸収浸透する際に平面方向にも拡散する。しかし、その浸透拡散幅は薄膜の顔料浸透層1600の膜厚とほぼ同程度となる。従って、厚膜のインク受容層全体に亘って顔料粒子が浸透拡散する従来に比べ、本実施形態における転写材1では、薄膜の顔料浸透層1600での浸透拡散幅は軽微であり、解像度の劣化も軽微なものとなる。
一方、図3(b)に示す従来の転写材のように、顔料粒子が浸透可能な顔料浸透層1600を厚膜に構成し、記録された全ての光透過フィルタ用顔料インク1003を顔料浸透層1600だけで吸収するようにインク受容層を構成すると、光透過フィルタ用顔料インクが平面方向にも膜厚方向にも均等に浸透拡散する。すなわち、顔料粒子は広く分散した状態で吸収定着されることとなる。このように光透過フィルタ用顔料インクが平面方向に浸透拡散した場合、記録解像度の劣化が生じ易くなる。また、色材である顔料粒子1003aが膜厚方向に広くまばらに分散した場合、カラーフィルタとして利用する際に透過光の光吸収特性が劣化し易くなる。さらに、顔料粒子よりも十分に大きな空隙構造は可視光の波長領域にも近く、透過光が空隙構造によって散乱され易くなるため、ヘイズ劣化を生じ易い。
これに対し、本実施形態におけるインクジェットカラーフィルタ用転写材1では、図2(a)に示すように、顔料浸透層1600が薄膜に構成されるため、顔料粒子の平面方向への浸透拡散を抑制することができる。このため、解像度の劣化が少ない高精細な記録を行うことができる。さらに、毛細管力の大きな厚膜の溶媒吸収層1601が速やかに光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分を吸収するため、顔料浸透層1600の底部界面には、色材である顔料粒子が薄膜稠密に圧縮された顔料膜1606が形成される。従って、透過光の光吸収特性に優れたカラーフィルタを形成することができる。
(高濃度な顔料保持膜を形成するための低濃度インクの重ね記録)
インクジェット記録に用いられる光透過フィルタ用顔料インクには、記録ヘッドの吐出口において安定した液滴形成が可能であり、かつ吐出口内を迅速にインクで満たすことが可能なリフィル特性を備える必要がある。このため、光透過フィルタ用顔料インクは、適正な粘度や表面張力が得られるものを使用する必要がある。通常、色材である顔料粒子は重量比10%以下にしている。主たる溶媒成分として水、アルコール、または揮発性溶剤などを用いると共に、これらの蒸発を抑制して安定した使用を可能とするための不揮発性溶剤や、表面張力などを調製する界面活性剤などが溶媒成分の一部として加えている。一般的に、光透過フィルタ用顔料インクの重量比90%以上は溶媒成分である。一方、固形成分である顔料粒子の濃度を高くすると高濃度の画像が得やすくなるが、光透過フィルタ用顔料インクの粘度が著しく上昇するため、リフィル性などが低下し、高速の記録が困難になると共に、インクジェット記録の待機時に固着や沈降などが生じ易くなり、安定性も低下する。このため、顔料粒子の重量比は5%程度以下にすることが好ましい。このような低濃度の光透過フィルタ用顔料インクを用いる場合、光透過フィルタ用顔料インクを重ね打ちすることで顔料記録密度を高くすることができるが、従来のような単層のインク受容層では、記録解像度や光学的特性などの制約から、多量の光透過フィルタ用顔料インクを受容できるように十分な膜厚で構成することは困難である。
これに対し、本実施形態におけるインクジェットカラーフィルタ転写材1では、薄膜の顔料浸透層で解像度と光吸収特性を向上させ、かつ厚膜の溶媒吸収層には十分な溶媒吸収容量を持たせることが可能である。そのため、重量比5%以下の低濃度の顔料粒子でインクジェット適性を高めた光透過フィルタ用顔料インクを用いて、高精度で安定した複数回の重ね打ち記録をすることが可能となる。従って、顔料粒子が低濃度の光透過フィルタ用顔料インクを用いて、高濃度で高精細な顔料膜を安定して形成することができる。例えば、重量比95%以上を占める多量の溶媒成分で構成された光透過フィルタ用顔料インクで複数回の重ね打ち記録を行っても、十分な溶媒吸収容量の厚膜の溶媒吸収層によって、全ての溶媒成分を溢れることなく吸収することが可能である。
さらに、画像支持体55への接着転写後には、溶媒吸収層1601を除去することが可能なため、溶媒吸収層1601を十分な厚膜としてもヘイズ劣化などの弊害が生じることはない。すなわち、本実施形態における転写材1は、画像支持体55への接着転写の際に、加圧加熱処理によって顔料浸透層1600を熔融膜化させて顔料浸透層1600の大きな空隙を消滅させることにより、顔料浸透層1600での可視光の散乱を抑制することができる。さらに、厚膜の溶媒吸収層1601が画像支持体55から除去することができるため、ヘイズ劣化の少ない光学的特性に優れたカラーフィルタを得ることができる。顔料膜の画像設計上では、隣接する顔料ドットが重なり合って各々の画素を埋められるようにしており、顔料ドットの所望のにじみ量に合わせて顔料浸透層の膜厚を調整すれば良い。
以上のように、本実施形態の転写材1では、インク受容層を少なくとも2層以上に機能分離して光透過フィルタ用顔料インクを固液分離すると共に、光透過フィルタ用顔料インクの主体をなす溶媒成分を、剥離可能な厚膜の溶媒吸収層に全て吸収させることが可能になる。このため、インクジェット記録方式により高密度で高速な記録を行うことにより、短時間に多量の光透過フィルタ用顔料インクを転写材に吸収させたとしても、色材に大きなにじみが生じることはなく、高濃度で高精細なカラーフィルタを形成することが可能である。
(顔料浸透層熔融膜化と溶媒吸収層除去)
本実施形態のインクジェットカラーフィルタ用転写材1は、図6に示すように、画像支持体55と合わせて加熱ローラ21と加圧ローラ22とによって加圧加熱処理を行うことで、顔料浸透層1600が熔融膜化して画像支持体55に接着するように構成されている。加熱加圧処理により、顔料浸透層1600は顔料粒子1003aからなる顔料膜1606を包み込むように熔融膜化するため、強固な顔料保持膜1650を画像支持体55に形成することができる。すなわち、顔料保持膜1650は、熔融膜化によって空隙構造を消失するため、耐候性に優れた顔料粒子が外部に直接露出することを抑制し、かつ、顔料粒子の各々を包み込んで確固に保持する。このため、本実施形態におけるカラーフィルタは長期に亘って安定した光学的特性を維持することができる。
次に、図7に示すように、溶媒吸収層1601を画像支持体55に接着された顔料保持膜1650から剥離除去することによって、高精細で光透過吸収特性に優れたインクジェットカラーフィルタ転写物2016が得られる。すなわち、図6に示す加熱加圧処理による接着転写工程の後に、空隙構造を維持して溶媒成分を大量に吸収している厚膜の溶媒吸収層1601を除去することで、大量な溶媒成分や厚膜の溶媒吸収層1601に起因するヘイズ劣化が大幅に改善される。このため、光透過吸収性に優れたカラーフィルタを得ることができる。なお、溶媒吸収層1601の剥離除去は、図7(a)に示すように剥離ローラ2006によって機械的に行うことが可能である。また、図7(b)に示すように、専用の溶解液2007に浸漬させて、画像支持体55に接着された顔料保持膜1650から溶媒吸収層1601を剥離除去することも可能である。
以上のように本実施形態における転写材1では、顔料浸透層1600が加圧加熱処理によって熔融膜化し、顔料浸透層1600の底部に形成された稠密な顔料膜1606を包み込む。このため、顔料膜1606を形成する顔料粒子1003aを完全に固定化することができ、強固な顔料保持膜1606を形成することができる。また、顔料保持膜は熔融膜化することによって透明化するため、光学的特性に優れたカラーフィルタ転写物2016の作製が可能となる。
(第1の溶媒吸収層の剥離層としての機能)
さらに、溶媒吸収層1601は、空隙径の異なる複数の層によって形成することも可能である。例えば、図1(e)、図4(a)および図5(a)に示すように、溶媒吸収層1601を、溶媒吸収特性に優れた厚膜の第2の溶媒吸収層1612と、第2の溶媒吸収層1612に積層された薄膜の第1の溶媒吸収層1611とにより形成することも可能である。図示の溶媒吸収層1601では、第1の溶媒吸収層1611が極薄膜の離型層1701を介して第2の溶媒吸収層1612に積層されている。
顔料浸透層1600は、顔料粒子よりも十分に大きな空隙径を有する空隙構造を備えているが、顔料浸透層1600に接する第1の溶媒吸収層1611は顔料粒子よりも十分に小さな空隙径を有する空隙構造が形成されるように小さな微粒子を用いて構成されている。また、第2の溶媒吸収層1612は、第1の溶媒吸収層1611の空隙径よりもさらに小さな空隙径を有する空隙構造が形成されるように、さらに小さな微粒子を用いて構成されている。そのため、薄膜の第1の溶媒吸収層1611の毛細管力は、薄膜の顔料浸透層1600よりも十分に大きく、また、厚膜の第2の溶媒吸収層1612は、薄膜の第1の溶媒吸収層1611よりもさらに大きな毛管力を発生する。
従って、顔料浸透層1600に記録された光透過フィルタ用顔料インクは、第1の溶媒吸収層1611との界面で高速に固液分離されて、顔料浸透層1600底部に薄膜稠密な顔料膜1606を形成しつつ、ほぼ全ての溶媒成分1607が第1の溶媒吸収層1611に吸収され始める。薄膜の第1の溶媒吸収層1611に吸収された溶媒成分1607の先端が、第1の溶媒吸収層1611と厚膜の第2の溶媒吸収層1612との界面に到達すると、より大きな毛細管力を発生する第2の溶媒吸収層1612側に順次速やかに吸収され始める。そして、最終的には、ほぼ全ての溶媒成分1607が厚膜の第2の溶媒吸収層1612に吸収される。このため、熔融膜化する顔料浸透層1600および第1の溶媒吸収層1611には、溶媒成分1607がほとんど残留しない。従って、インクジェット記録によって光透過フィルタ用顔料インクを転写材に付与した直後であっても、加圧加熱処理によって画像支持体55への接着転写を行うことが可能である。
画像支持体55へ転写物を接着転写した後は、溶媒成分1607をほぼ全て吸収した厚膜の第2の溶媒吸収層1612を、離型層1701を介して剥離除去する。これにより、画像支持体55と、顔料膜1606を包み込むように熔融膜化して画像支持体55に接着転写された強固な顔料保持膜1650と、薄膜の第1の溶媒吸収層1611とからなるカラーフィルタ転写物2016を得ることができる。薄膜の第1の溶媒吸収層1611は、顔料粒子よりも小さな空隙を構成すれば良いので、可視光波長よりも十分に小さな微粒子を用いて構成することが可能である。このため、転写物2016は空隙構造による可視光の光散乱が少なく、ヘイズ劣化を抑制することができる。第1の溶媒吸収層1611は空隙構造を保持したままではあるが、顔料保持膜1650の機械的な保護層として機能させることができる。
加圧加熱によって熔融膜化しない第1の溶媒吸収層1611は、第2の溶媒吸収層1612の剥離層として機能させることも可能である。第1の溶媒吸収層1611の空隙構造は、微粒子を結合樹脂で連結させることによって構成されており、結合樹脂の割合を減らすと微粒子の凝集破壊が生じ易くなる。そのため、第2の溶媒吸収層1612に比べて、やや大きな微粒子を用いて空隙構造の空隙径をやや大きくすると共に、微粒子/結合樹脂の比率を大きくして第1の溶媒吸収層1611の空隙構造を構成する。これによれば、画像支持体55へと接着転写された顔料保持膜1606から第2の溶媒吸収層1612を剥離する際に、第1の溶媒吸収層1611が層内凝集破壊を生じて剥離層として機能する。顔料浸透層1600との界面において、第1の溶媒吸収層1611の微粒子は顔料浸透層1600の結合樹脂とも連結しているため、凝集破壊の際に顔料浸透層側に残り易く、この残存する顔料浸透層が、極薄層ではあるが機械的な保護層としても機能する。
(第1の溶媒吸収層の透明保護膜への利用)
さらに、第1の溶媒吸収層を、顔料浸透層と同様な材質であり、かつ顔料浸透層に用いる樹脂微粒子より小さな樹脂微粒子を用いて構成することで、加圧加熱処理により熔融膜化させて空隙構造を消滅させることもできる。顔料膜1606を形成した転写材1を、図4(a)、図5(a)に示す画像支持体55と重ね合わせた後、加熱ローラ21と加圧ローラ22(図6)とによって加圧加熱処理すると、顔料浸透層1600と同時に第1の溶媒吸収層1611も熔融膜化する。これにより、顔料膜1606が形成された強固な顔料保持膜1650と第1の溶媒吸収層1611が熔融膜化した透明保護膜1660と、が画像支持体55に転写される。続いて、空隙構造を保持した第2の溶媒吸収層1612を剥離除去することにより、少なくとも一部の溶媒吸収層の空隙構造を消滅させたカラーフィルタ転写物2016が得られる。
図4(b)および図5(b)に示すカラーフィルタ転写物2016には、第1の溶媒吸収層1611の空隙構造が完全に消失した、表層にヘイズ劣化の少ない透明保護膜1660が形成される。この透明保護膜1660は、顔料保持膜1650の顔料粒子が外部に露出するのを完全に防止すると共に、画像表面の機械的強度を向上させる。さらに、透明保護膜1660は、フィルタ転写物2016の表面や端面から、有害な刺激光、汚染液体および有害ガスなどが侵入するのを遮断するため、色材である顔料粒子の汚染、劣化を軽減することができる。このため、カラーフィルタ転写物2016は、長期の顔料膜保存性に優れる。また、第2の溶媒吸収層1612を、図7(b)に示すように、専用溶剤2007によって溶解洗浄する場合にも、第1の溶媒吸収層1611が透明保護膜化した透明保護膜1660が顔料保持膜を保護するため、カラーフィルタ転写物2016が専用溶剤2000によって汚染されることもない。
(画像支持体の不使用)
以上の説明では、画像支持体55を用いて光透過フィルタを製造する例を示したが、画像支持体55を用いずに光透過フィルタを製造することも可能である。すなわち、熔融膜化可能な顔料浸透層1600と熔融膜化可能な溶媒吸収層1601とを積層した転写材1に、インクジェット記録装置によって光透過フィルタ用顔料インクを付与した後、乾燥装置によって溶媒吸収層に吸収させた溶媒成分を乾燥させた上で、離型性の表面を有する加熱ローラまたは加熱プレートなどにより加熱加圧処理を行う。これにより、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601とを熔融膜化させる。これにより、顔料浸透層1600が熔融膜化した顔料保持膜1650と、これに包含された顔料粒子1003aからなる顔料膜1606と、厚膜の溶媒吸収層が熔融膜化した裏面保護膜とからなる光透過フィルタが得られる。その結果、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601の空隙構造をなくして、表裏が透明膜化したヘイズ劣化の少ないフィルム状の光透過フィルタが形成される。あるいは、熔融膜化可能な顔料浸透層1600と熔融膜化可能な第一の溶媒吸収層1611と、厚膜の第1の溶媒吸収層1612とを積層した転写材を用いて、インクジェット記録した後、熔融膜化させた上で、第2の溶媒吸収層1612を除去しても良い。顔料浸透層1600が熔融膜化した顔料保持膜1650と、これに包含された顔料粒子1003aからなる顔料膜1606と、第1の溶媒吸収層1611が熔融膜化した裏面の透明保護膜1660とからなる非常に薄膜の光透過フィルタが得られる。すなはち、インクジェット記録の際に必要となる複層の空隙型のインク受容層を、熔融膜化させたり、剥離したり、あるいは溶解除去するなどして、空隙構造をなくすことで、光透過性を向上させることが可能となる。さらに、顔料浸透層を熔融膜化することで、薄膜稠密な顔料膜をしっかりと保持するとともにその表層を画像支持体への接着転写層として活用する以外にも、画像支持体へ転写しない場合にも透明保護膜として機能させることができる。また、溶媒吸収層の全部又は一部を熔融膜化して残すことで、顔料膜の裏面透明保護膜として機能させることができる。なお、この光透過フィルタは、機械的強度が低く破れ易いため、表示素子との貼り合せなどのハンドリングには注意が必要である。
(接着性強化(まだら状の接着剤付加))
加圧加熱処理により熔融膜化する顔料浸透層1600と、溶媒吸収層1601とを備えるカラーフィルタ用転写材1を画像支持体55に接着転写する形態では、顔料浸透層1600と画像支持体55との接着性を強化するために、接着剤を用いても良い。接着剤の使用例を図5(a)に示す。図示の例では、顔料浸透層1600の表面に、加圧加熱により熔融可能であり、かつ光透過フィルタ用顔料インクをほぼ吸収しない樹脂材料を接着剤1000Bとして離散的に配置する。この際、顔料浸透層1600が直接露出した露出部1001を残すように、接着剤1000Bをまだら状に離散的に構成する。接着剤1000Bは、立方体的な膜状のものでも良いが、顔料浸透層表面との接触面積が小さくなるように、顔料浸透層1600の空隙よりも大きな粒子状のものが、より好ましい。また、個々の接着剤1000Bが顔料浸透層1600と接触する幅は、顔料浸透層1600内における光透過フィルタ用顔料インクの平面方向の浸透性を考慮すると、顔料浸透層1600の膜厚の2倍よりも小さいことが好ましい。
図8(a)に示すように、顔料浸透層1600の表面において接着剤1000Bが付与されていない領域1001に着弾した光透過フィルタ用顔料インク1003は、顔料浸透層1600に速やかに吸収される。一方、接着剤1000Bに着弾した光透過フィルタ用顔料インク1003は、図8(b)に示すように接着剤1000Bには吸収されず、顔料浸透層1600へと流れる。そして、顔料浸透層1600が露出した露出部1001に光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴の一部が接触することにより、空隙構造を有する顔料浸透層1600の内部に、光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴の全てが速やかに引きずり込まれる。
また、顔料浸透層1600内では、図8(b)に示すように、光透過フィルタ用顔料インク1003は膜厚方向だけでなく、膜平面方向にも拡散浸透するため、接着剤1000Bの直下にも光透過フィルタ用顔料インク1003を回り込ませることができる。このため、非画像部となるホワイトポイントの発生が抑制された高濃度の顔料画像(顔料膜)1606を顔料浸透層1600底部に形成することができる。
すなわち、顔料浸透層1600の空隙構造における毛細管力によって顔料浸透層1600内に光透過フィルタ用顔料インクを浸透拡散させることで、光透過フィルタ用顔料インク1003をほぼ吸収しない接着剤1000Bの直下にも、顔料粒子1003aを入り込ませることが可能となり、エリアファクターを向上させることができる。顔料浸透層1600の内部に吸収浸透した光透過フィルタ用顔料インク1003は、顔料浸透層1600の浸透異方性に応じて、膜厚方向および平面方向に拡がりながら吸収される。顔料浸透層1600の浸透異方性は、インクジェット記録による画像設計の根幹となるインクドットの拡がりを適切に制御できるように設計、製膜すれば良い。すなわち、大きめのインクドットを必要とする場合には膜厚方向の浸透性よりも平面方向の浸透性を高くし、逆に、小さめのインクドットを必要とする場合には平面方向の浸透性よりも膜厚方向の浸透性を高めると共に顔料浸透層1600の膜厚を調整すれば良い。
顔料浸透層1600の光透過フィルタ用顔料インク1003の浸透性が等方的であれば、顔料浸透層1600の厚みにほぼ相当する幅でドットが拡がる。従って、個々の接着剤が顔料浸透層1600と接触する幅が、顔料浸透層1600の膜厚の2倍よりも小さくなるものであれば、接着剤の直下にホワイトポイントが発生するのを抑制することができる。接着剤が顔料浸透層1600に接触する面積が小さければ、接着剤は、粒子状をなすものでなくても良く、膜状をなす接着剤を離散的に配置しても良い。
また、接着剤上に着弾した光透過フィルタ用顔料インクが、接着剤表面を伝って顔料浸透層の表面に速やかに到達できるように、接着剤を構成する樹脂材料としては、光透過フィルタ用顔料インクを吸収しにくいものを選定することが好ましい。例えば、光透過フィルタ用顔料インクが滞留し難く表面を滑るように流れる材料からなり、顔料浸透層との接触面積が小さい粒状をなし、かつ大きな体積を有する接着剤を利用することが好ましい。また、着弾した光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴が、接着剤同士の間に一時的にブリッジ状に跨って滞留してしまわないように、個々の接着剤の間隔を、光透過フィルタ用顔料インクの液滴の大きさよりも離してまだら状に離散的に配置することが好ましい。
また、本実施形態のカラーフィルタ用転写材1は、顔料膜1606を形成した後に、画像支持体55と重ね合わせた状態で加圧加熱処理することにより、顔料浸透層1600と接着剤1000Bの双方を熔融膜化して画像支持体への接着転写を行う。接着剤1002に使用する樹脂材料には、光透過フィルタ用顔料インク1003の吸収性を考慮する必要はなく、種々の画像支持体および溶融膜化する顔料浸透層1600との接着性向上を重視して選定すれば良い。例えば、溶融膜化する顔料浸透層1600だけでは接着しにくいガラス表面や、金属表面など、画像支持体の種類に合わせて接着剤の樹脂材料を選定すれば良い。また、種々の画像支持体に対しても、接着剤としての効果(接着転写性の向上効果)が発揮されるように、複数の種類の樹脂材料によって接着剤を構成しても良い。
図5(a)に示すようにまだら状に配した接着剤は、顔料浸透層とともに熔融膜化することで強力な接着部を形成し、顔料保持膜1650を画像支持体55に強固に接着転写することができる。すなわち、接着性に優れた接着剤を熔融膜化させ、顔料保持膜1650とガラスなどの画像支持体55との間に、図5(b)に示すような離散的な接着強化部1704を形成すれば、顔料保持膜1650と画像支持体55との接着転写性を大幅に向上させることができる。さらに、大粒径の接着剤を用いて熔融時の体積を十分に確保し、画像支持体55と顔料保持膜1650の全面に亘って接着強化膜を形成すれば、画像支持体55をより強固に顔料保持膜1600に接着転写することができる。
上記のように、顔料浸透層1600の表面に、接着剤をまだら状に離散的に配置することで、種々の画像支持体への接着転写性に優れ、かつホワイトポイントが発生しない、接着転写性と記録特性とに優れたカラーフィルタ用転写材1を提供することができる。
(接着性強化(海島状接着層の付加)
画像支持体55と顔料浸透層1600との接着性を高めるための接着剤の他の使用例を図4に示す。本例では、図4(a)に示すように、顔料浸透層1600の表面に、加圧加熱により熔融接着可能で、かつ、光透過フィルタ用顔料インクをほぼ吸収しない接着剤1000Aを、微細な島状に離散的に分布させる。その結果、顔料浸透層1600の表面が露出した露出部1001が海状に残した状態となる。このように、本例では、露出部1001と接着剤1000Aとが海島状に配置された接着強化層1012を顔料浸透層1600に設ける。
海島状に接着剤を配置した顔料浸透層1600では、光透過フィルタ用顔料インクの液滴が接着剤1000A上に着弾すると、着弾衝撃によって液滴が変形し、光透過フィルタ用顔料インクの一部が海状の露出部1001へと流れる。露出部1001へ流れた液体は、顔料浸透層1600の空隙構造の表面に接触し、顔料浸透層1600内にスムーズに吸収され始める。接着剤1000Aに着弾した液滴を顔料浸透層1600に接触させ易くするためには、接着剤1000Aもしくは接着剤の凝集部を、光透過フィルタ用顔料インクの液滴よりも格段に大きくならないように構成することが好ましい。接着剤1000Aの凝集部が液滴の大きさよりも小さく微細に配置されていればより好ましい。
このように、インク吸収の基点となる顔料浸透層1600の露出部が適切な間隔で形成されるように接着剤1000Aまたは接着剤を配置することが重要である。具体的には、想定されるインクジェット記録の1画素に、海部である顔料浸透層の露出部1001が少なくとも1つ以上存在するように、微細な島状に接着剤1000Aもしくは接着剤の凝集部を配置して海島状の接着強化層2002を構成すれば良い。
本例によれば、まだら状に設けた接着剤に比べて、海島状の接着強化層では接着剤の量をより均一かつより多めに付与することができるので、接着性をさらに向上させることができる。すなわち、接着強化層2002を構成する接着剤1000Aもしくは接着剤の凝集部の間隔をより微細にすることができるため、顔料浸透層1600が熔融膜化した際に離散的に配置された接着剤同士が連結し易くなる。このため、顔料保持膜1600と画像支持体55との間に全面に亘ってほぼ均一な接着強化膜を形成することができ、画像支持体55との接着状態にばらつきが軽減され、接着安定性が向上する。海島状の接着強化層に用いる粒子状の接着剤としては、まだら状に設ける場合の接着剤と同様に光透過フィルタ用顔料インクを吸収しにくい材質の樹脂微粒子を用いることができる。しかし、粒子径に関しては、まだら状の接着剤よりも小さくする必要がある。
また、顔料浸透層1600内では、空隙構造の毛細管効果により膜厚方向と同様に平面方向にも光透過フィルタ用顔料インクが浸透拡散する。従って、島状に配置された個々の接着剤1000Aもしくは接着剤の凝縮部が顔料浸透層1600の表面を覆う幅を、顔料浸透層の膜厚の2倍よりも小さくなるように構成することで、接着剤の直下にも光透過フィルタ用顔料インクを回り込ませることが可能になる。より好ましくは、個々の接着剤1000Aもしくは接着剤の凝縮部によって顔料浸透層の表面を覆う幅が顔料浸透層の膜厚よりも小さくなるように、粒子状の接着剤1000Aもしくは接着剤の凝集部を配置すると良い。
このように、顔料浸透層1600内での浸透拡散を利用することによって、顔料浸透層1600の表面が接着剤で覆われた部分であっても、その下部の顔料浸透層1600内にも光透過フィルタ用顔料インクを浸透して回り込ませることができる。従って、接着剤1000Aの配置・構造に応じて、顔料浸透層の浸透性・膜厚などを適切に調整すれば、接着剤直下に発生し易い微小な非画像部としてのホワイトポイントを低減することができ、顔料浸透層全域に亘って稠密な顔料画像を形成することが可能となる。
(接着性強化(複数の顔料浸透層))
画像支持体55と顔料浸透層1600との接着性を高めるためには、図1(c)に示すように、顔料浸透層1600を複数の層によって形成することも有効である。各図に示す顔料浸透層1600は、第1の顔料浸透層1670の表面に、画像支持体55との接着性に優れた薄膜の第2の顔料浸透層1680を積層したものとなっている。すなわち、熔融膜化した際に顔料膜1606を包み込むように保持する第1の顔料浸透層1670とは異なり、画像支持体55への接着性がより優れた材質で構成され、かつ大きな空隙を有する第2の顔料浸透層1680を設ける。これにより、第2の顔料浸透層1680によって、画像支持体55への接着転写性を強化することができる。
第2の顔料浸透層1680は、種々の画像支持体55との親和性・接着性と、熔融膜化する第1の顔料浸透層1670との親和性・接着性と、を重視した材料を選定すれば良い。例えば、熔融膜化する第1の顔料浸透層1611の樹脂材料だけでは接着しにくいガラス表面など、使用する画像支持体55の種類に合わせて、第2の顔料浸透層1800の樹脂材料を選定して構成すれば良い。これによれば、種々の画像支持体55に対しても良好な接着転写性が得られる。
また、第2の顔料浸透層1680は、第1の顔料浸透層1670に比べて空隙が大きいため、毛細管力が小さい。従って、光透過フィルタ用顔料インク1003の浸透性を考慮して、第1の顔料浸透層1670よりも薄膜に構成することが好ましい。第2の顔料浸透層1680の表面に着弾した光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴は、第2の顔料浸透層1680の空隙構造によって速やかに浸透する。第2の顔料浸透層1680に浸透したインクの先端が、空隙の小さい第1の顔料浸透層1670との界面に到達すると、空隙がやや小さく毛細管力がやや大きい第1の顔料浸透層1670に吸収され始める。このとき、空隙が大きい第2の顔料浸透層1680は流路抵抗が小さいため、後続の光透過フィルタ用顔料インク1003も千切れることなく追従して、第1の顔料浸透層1670に吸収され始める。すなわち、第1の顔料浸透層1670は、顔料粒子1003aよりも十分に大きな空隙を有していることから、大きな毛細管力は発生しにくいが、流路抵抗は小さいので、より薄膜で空隙構造が小さい第2の顔料浸透層1680の表面に記録された光透過フィルタ用顔料インク1003は、顔料粒子1003aも含めてスムーズに薄膜の第1の顔料浸透層1670内に浸透吸収される。
一方、溶媒吸収層1601の空隙構造は、顔料粒子1003aよりも十分に小さな細孔を有する空隙構造を備えていることから、毛細管力が格段に大きい。また、顔料粒子1003よりも空隙が小さく流路抵抗も大きいため、顔料粒子1003aは溶媒吸収層1601と第1の顔料浸透層1670との界面で固液分離され、光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607のみが溶媒吸収層1601に速やかに吸収される。すなわち、第2の顔料浸透層1680の表面から第1の顔料浸透層1670に吸収浸透してきた、光透過フィルタ用顔料インク1003の一部が溶媒吸収層1601と第1の顔料浸透層1670との界面に到達すると、溶媒吸収層1601の格段に大きな毛細管力によって、光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607が速やかに吸収され始める。このため、第2の顔料浸透層1680や第1の顔料浸透層1670内にある後続の光透過フィルタ用顔料インク1003も順次速やかに溶媒吸収層1601に吸収される。すなわち、インクの粘度・表面張力によって、千切れることなく連続的に溶媒吸収層1601内に浸透していく。そして、最終的には、溶媒吸収層1601に付与された光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分は、ほとんど全てが溶媒吸収層1601に吸収・保持される。従って、複数の層からなり、毛細管力が比較的小さい顔料浸透層1600であっても、光透過フィルタ用顔料インク1003における溶媒成分1607の滞留時間を短くすることができる。また、顔料浸透層1600に付与された光透過フィルタ用顔料インクのほぼ全ての溶媒成分が溶媒吸収層1601に吸収されるため、顔料浸透層1600には殆ど溶媒成分1607が残留しない。よって、インクジェット記録により画像を形成した後、特別に乾燥手段や乾燥時間を設けずに加圧加熱処理を行ったとしても、溶融した顔料浸透層1600には良好な接着性を維持することができる。すなわち、インクジェット記録直後であっても、画像支持体55に対する接着転写処理を速やかに開始することができる。
また、加圧加熱処理によって顔料浸透層1600が溶融膜化しても、溶媒を吸収保持した溶媒吸収層1601は空隙構造を維持するため、溶媒吸収層1601からの溶媒成分1607の逆流や染み出しが生じることはない。従って、画像支持体55へと転写体1Gが接着された後、溶媒成分によって転写体1Gの接着性が低下することもない。さらに、第1の顔料浸透層1680と溶媒吸収層1601との界面で、顔料粒子1003aは、第2の顔料浸透層1680に残らずに通過して薄膜稠密に圧縮されながら固液分離される。このため、薄膜の第1の顔料浸透層1611の底部に、高濃度かつ高精細な顔料画像(顔料膜)1606を形成することができる。
また、第2の顔料浸透層1680の樹脂材料は、種々の画像支持体および第1の顔料浸透層1670との接着性向上を重視して、第1の顔料浸透層1670とは異なる樹脂材料が用いられている。このため、薄膜の第1の顔料浸透層1670のみでは強固な接着状態が得られにくいガラス表面や金属表面などの画像支持体に対しても、本例の転写材では、第1、第2の顔料浸透層1670、1680が接着強化膜として機能し、強固な接着状態が得られる。
(顔料粒子大小と空隙径の関係(転写材の汎用性向上))
転写材1への光透過フィルタ用顔料インクの付与は、種々のインクジェット記録装置を用いて行うことが可能である。光透過フィルタ用顔料インク1003は、主成分としての水や揮発性溶媒と添加剤としての不揮発性溶媒などを混合した溶媒成分1607に、色材である顔料粒子1003aが均一に分散されている。
本例の転写材1は、厚膜に形成された溶媒吸収層1601の空隙構造を、顔料粒子1003aよりも十分に小さな細孔により構成し、薄膜の顔料浸透層1600の空隙構造を、顔料粒子1003よりも十分に大きな空隙径により構成している。これにより、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面で顔料粒子1003aが固液分離されて顔料浸透層1600の底部に薄膜稠密な顔料画像が形成され、溶媒成分のほぼ全てが溶媒吸収層1601に速やかに順次吸収される、というインク吸収メカニズムを実現している。従って、種々のインクジェット記録装置に対応するためには、使用が想定される光透過フィルタ用顔料インク1003の中で、最も大粒径の顔料粒子1003aより十分に大きな空隙を有する薄膜の顔料浸透層1600を構成する必要がある。さらに、溶媒吸収層1601については、最も小粒径の顔料粒子1603よりも十分に小さい空隙を有する厚膜の層によって構成することが必要となる。さらに、顔料浸透層1600は、種々の画像支持体との接着転写性を重視して薄膜に設計することが好ましい。また、溶媒吸収層1601は、にじみ過ぎによる解像度の低下を懸念する必要はない。従って、大きな毛細管力と十分な溶媒吸収容量が得られるように、溶媒吸収性を重視して顔料浸透層1600を厚膜に設計することができる。
すなわち、本発明に係る転写材は、大きな顔料粒子のインクジェット記録装置でも、小さな顔料粒子のインクジェット記録装置でも利用することが可能なので、幅広いインクジェット記録装置が適用可能である。
以上説明したように、本発明に係る転写材は、空隙吸収型でインク溶媒吸収性に優れた厚膜の溶媒吸収層と、空隙吸収型で、かつ、加圧加熱により空隙構造が解消されて熔融膜化することで画像支持体と接着可能な薄膜の顔料浸透層とを積層することで構成される。溶媒吸収層の空隙構造は顔料粒子よりも十分に小さな細孔により構成され、顔料浸透層の空隙構造は顔料粒子よりも十分に大きな空隙径により構成されている。また、種々のインクジェット記録装置を用いて、光透過フィルタ用顔料インクによるインクジェット記録を行った後、接着転写装置を用いて、種々の画像支持体に重ね合わせて加圧加熱処理を行う。これにより、顔料膜を形成した顔料浸透層が熔融膜化して顔料保持膜を形成ながら画像支持体に接着転写され、その後、空隙構造を維持して溶媒成分を吸収している溶媒吸収層を除去することで、高精細で光透過吸収特性に優れたフィルタ転写物を作製することが可能になる。
(転写材の製造方法)
<溶媒吸収層の膜化および溶媒吸収層の材料と作製方法>
本発明のカラーフィルタ用転写材の溶媒吸収層1601は、顔料粒子1003aよりも十分に小さな細孔構造による毛細管現象の作用によって、光透過フィルタ用顔料インクの液体成分である溶媒成分を速やかに、かつ大量に吸収するために、厚膜に形成されている。従って、溶媒吸収層1601自体をシート状に膜化する場合の材料としては、空隙構造内に溶媒成分を十分に吸収可能で、搬送性やハンドリング性に優れた十分な厚みを有し、顔料粒子の大きさより十分に小さい細孔が形成されている材料を用いれば良い。細孔構造を有する溶媒吸収層1601としては、セルロースナノファイバーに化学処理を施して抄紙した透明シートやセルロースナノファイバーを、樹脂と複合化した透明の樹脂複合化フィルムが挙げられる。また、二酸化ケ珪素(SiO2)を主成分とする珪藻土の原料を水熱反応させることによって微細孔を形成したものを用いても良い。あるいは、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等をクレイズ処理あるいは炭酸カルシウムを分散させたフィルムを、延伸加工したものを用いることができる。例えば、ポリエチレンを主成分として、炭酸カルシウムを分散させたフィルムを延伸加工して得られる多孔質溶媒吸収層を、さらに延伸加工することで、多孔質溶媒吸収層を製造することができる。あるいは、クレイズ加工により、溶媒吸収層に細孔構造を形成しても良い。クレイズ加工は、フィルムをその分子配向方向に対して略並行に所定の角度で折り曲げ、その上面および下面に圧力を掛けながら引っ張る。これにより、分子束(フィブリル)と孔(ボイド)とが形成され、それらが部分的に連結して、全体としてスポンジ構造を成すように貫通する細孔を形成できる。このとき、溶媒吸収層を20μm〜300μmとすれば良好な搬送性が得られた。
<基材>
本実施形態のフィルタ用転写材は、インクジェット記録の際の搬送性向上や、さらに、接着転写時のハンドリング性を向上させるために、シート状の基材50の上に順次複数の層を積層することによってインク受容層16を形成しても良い。すなわち、基材50上に、溶媒吸収層1601や顔料浸透層1600などのインク受容層16を順次設けることで、各々の製膜時の生産性を向上させることもできる。基材50を設ける場合には、画像支持体55への接着転写後に剥離または溶解洗浄などの除去処理を行うことにより、溶媒吸収層と共に基材50を除去すれば良い。基材50は、カラーフィルタ画像を形成する画像記録時において、転写材1のカールを抑制し、搬送性を良好にする搬送層としての機能を有する。また、基材50の搬送性をさらに向上させるために、滑り性の改善などのために公知の搬送補助層などを裏面側に設けても良い。また、基材50は、透明、不透明、あるいは有色の材料のいずれも選択可能である。
機械的特性と熱的特性の観点から、好ましい基材50の材料としてはポリエチレンテレフタレート(PET)の場合が多い。基材50を構成する樹脂には、フィルタ用転写材の用途に応じて適宜選択すれば良く、種々の材質のものを用いることができる。基材の厚みは、基材がロール状である場合には、好ましくは5μm以上、100μm以下、より好ましくは15μm以上、50μm以下とすることにより、フィルタ用転写材の搬送性を向上させることができる。逆に、カットシートやプレート状のフィルタ用転写材1を構成するために適した基材は、耐カール性や給紙性能などから、機械的強度や固さに優れている厚い基材を搬送層として用いることが好ましい。基材50の好ましい厚さは、30μm以上、300μ以下であり、より好ましくは50μm以上200μ以下とすれば良い。
このように、基材50の厚さは、構成すべき転写材1の搬送性や材料強度を考慮して適宜決定すれば良い。なお、接着転写工程における加圧加熱処理は、図6に示すように、基材50側を加熱し、その熱を、溶媒吸収層1601を介して溶媒吸収層1601に伝達することにより顔料浸透層1600を熔融膜化させることが可能である。この場合、顔料浸基材50の熱抵抗を考慮した上で、加圧加熱条件を調整すれば良い。また、薄膜状のガラス板や樹脂フィルムなどの画像支持体55側から加熱して顔料浸透層1600を熔融膜化させることも可能である。
(顔料粒子を固液分離するための空隙径と膜厚)
光透過フィルタ用顔料インク1003の顔料粒子1003aと同程度か、これより小さな粒径の無機微粒子を含む水溶性樹脂を、基材50上に積層することにより、顔料粒子1003aよりも十分に小さな空隙を有する溶媒吸収層1601を形成することができる。この溶媒吸収層1601によれば、光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分1607を吸収し、かつ、顔料粒子1003aの侵入を阻止して、光透過フィルタ用顔料インク1003を固液分離することが可能になる。また、溶媒吸収層1601を厚膜に形成する場合、樹脂微粒子の大きさは、インクジェット記録装置から吐出される光透過フィルタ用顔料インク1003の顔料粒子1003aよりも十分小さくなるように決定することができる。
本発明者らの検討によれば、無機微粒子および水溶性樹脂によって構成される空隙吸収型の溶媒吸収層の細孔直径の平均(平均細孔直径)は、5nm〜100nm程度が好ましい。平均細孔直径が5nm未満の場合には、溶媒吸収層を相当に厚くしないと十分なインク吸収容量が得られないため、インクが溢れて、溶媒吸収層1601に未吸収のインク溶媒が残存するおそれがある。また、平均細孔直径が100nmより大きい場合には、顔料粒子1003aが溶媒吸収層1601との界面で十分に固液分離されずに、溶媒吸収層内部にも浸透拡散してしまい、画像の発色性や解像性が十分に得られない場合がある。
上記のような5nm〜100nm程度の平均細孔直径が得られれば、溶媒吸収層1601に用いられる無機微粒子および水溶性樹脂の粒子径は特に限定されない。無機微粒子としては、一次粒子径が5nm〜100nm、凝集した二次粒子径が20nm〜500nm程度のものを用い、樹脂微粒子には、平均粒子径が20nm〜500nm程度のものを用いることで、良好な空隙構造が得られた。
一般に、顔料粒子の平均粒子径は、40nm〜110nm程度であるが、90〜110nmの大粒径の顔料粒子を用いた光透過フィルタ用顔料インクを用いる場合には、溶媒吸収層の平均細孔直径を10〜85nmとすることが好ましい。これによれば、より良好で安定したインク溶媒吸収性および固液分離性が得られる。
上記範囲の平均細孔直径を形成する場合には、一次粒子径が10nm〜85nm、凝集した二次粒子径が50nm〜400nmとなる無機微粒子と、平均粒子径が50〜400nmの樹脂微粒子を用いれば良い。
また、40〜50nmの小粒径の顔料粒子を含む光透過フィルタ用顔料インクを用いる場合には、溶媒吸収層1601の平均細孔直径が10nm〜35nmとなるように調整する。これによれば、さらに良好で安定したインク溶媒吸収性と顔料固液分離性が得られると共に、光学的により高い透明性を得ることができる。また、上記範囲の平均細孔直径を形成する場合には、好ましくは、一次粒子径が10nm〜35nm、凝集した二次粒子径が50nm〜200nmの無機微粒子と、平均粒子径が50〜200nmとなる樹脂微粒子を用いる。
また、溶媒成分の吸収容量とフィルタ用転写材としての搬送性やハンドリング性を考慮した場合、溶媒吸収層1601は厚く形成することが好ましい。しかし、顔料浸透層を熔融膜化させる加熱処理において、溶媒吸収層1601を介して溶媒吸収層1601に熱伝達を行う場合には、溶媒吸収層1601を厚くしない方が有利である。本発明者らが検討では、溶媒吸収層1601を20μm〜300μmとした場合に、良好なインク溶媒吸収性と搬送性・ハンドリング性が得られた。また、転写材1の搬送性・ハンドリング性に関しては、基材50を併用することで向上させることが可能であるので、溶媒吸収層を10μm〜80μmとしても良好なインク溶媒吸収性が得られた。但し、基材50が厚く、熱伝導性に劣る材質の場合には、溶媒吸収層1601での熱伝達性を考慮する必要が有るため、溶媒吸収層1601の厚さは20μm〜80μmとなるように調整することが好ましい。さらに、基材50を併用する場合には、溶媒吸収層1601の厚さは10μm〜60μmとなるように調整すれば良い。
(溶媒吸収の空隙容量と空隙率)
本発明者らの検討によれば、無機微粒子および水溶性樹脂によって構成される空隙吸収型の溶媒吸収層1601の空隙容量は、0.1cm3/g〜約3.0cm3/g程度であった。溶媒吸収層1601が薄く、細孔容積が0.1cm3/g未満の場合には、十分なインク吸収性能が得られず、インクが溢れて、顔料浸透層1600に未吸収のインク溶媒が残存するおそれがある。
また、溶媒吸収層1601がやや大き目の空隙構造で厚く構成され、細孔容積が3.0cm3/gを超える場合には、溶媒吸収層1601の強度が弱くなり、溶媒吸収層1601内にクラックや粉落ちが生じ易くなる。無機微粒子および水溶性樹脂で構成される空隙吸収型の溶媒吸収層1601において、上記の空隙容量を有する場合、インク受容層の空隙率は60%〜90%程度であった。溶媒吸収層1601の空隙率が60%以下の場合には、十分なインク吸収容量が得られず、インクが溢れて、顔料浸透層1600に未吸収のインク溶媒が残存してしまう場合があった。また、空隙率が90%を超える場合には、溶媒吸収層1601の強度が弱くなり、溶媒吸収層1601内にクラックや粉落ち、が生じ易くなるおそれがある。
(空隙構造の維持)
また、水溶性樹脂によって結着された無機微粒子間の空隙が、インク受容層内の全域にほぼ均一に配置されることによって、インクをほぼ等方的に浸透させることができる。また無機微粒子を水溶性樹脂のバインダーで結合させることによって空隙が設けられたインク受容層は、無機微粒子が非常に硬い材質であるため、圧力や熱によっても空隙構造が壊れにくく、加熱圧着処理を行った後も空隙構造をほぼ保持することが可能である。このため、吸収したインクをその内部に保持することができ、また蒸気が発生してもその内部に封じ込めることができる。そのため、光透過フィルタ用顔料インクの液体成分である水などの主要溶媒や不揮発性溶剤が表面に染み出させることなく顔料浸透層1600を適正に溶融膜化させることができるので、画像支持体55に顔料保持膜1650を良好に接着転写することができる。すなわち、光透過フィルタ用顔料インク1003によるインクジェット記録直後であっても、顔料浸透層1600には光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分が逆流する可能性は少ない。このため、溶媒吸収層1601内に吸収された溶媒の乾燥を待つことなく、速やかに画像支持体55に対する加圧加熱処理を行うことができる。すなわち、溶媒成分1607を乾燥するための膨大な乾燥エネルギーや時間を必要とせず、簡易な工程で効率的に顔料浸透層1600の溶融膜化を実現することができる。
(無機微粒子または熔融しにくい樹脂微粒子)
無機微粒子を構成する無機材料の種類は特に制限されない。また、無機微粒子と水溶性樹脂により構成される空隙吸収型のインク受容層は、特別な配向処理がなくても作製できるため、生産性も良好である。但し、インク吸収能が高い無機材料であることが好ましい。無機材料からなる無機微粒子の中でも、アルミナ及びアルミナ水和物からなる群より選択される少なくとも1種類の物質からなるアルミナ微粒子や、シリカ微粒子等が好ましい。
無機微粒子の代わりに、熔融温度Tgが転写温度よりも高く、加圧加熱による接着転写時にも熔融変形しにくい樹脂微粒子をバインダー樹脂により結合して、空隙が形成された空隙吸収型の溶媒吸収層を形成することも可能である。樹脂微粒子の中でも溶融温度Tgが転写温度よりも高い樹脂微粒子を用いて空隙構造を形成すれば、加圧加熱時処理における熱によっても粒子構造が維持されるため、樹脂粒子の空隙が潰れることがない。また、接着転写温度よりも軟化溶融温度が高い樹脂微粒子は、高Tg樹脂であり、一般に、樹脂微粒子を構成する分子構造が剛直であるものが多く、比較的硬い粒子である。そのため、圧力によって空隙が潰れにくい。
樹脂微粒子を構成する樹脂材料の種類は特に制限されないが、光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分との親和性が高く、常温で安定した空隙構造を維持できる樹脂材料であることが好ましい。このような樹脂としては、アクリル系樹脂、酢ビ樹脂、塩ビ樹脂、エチレン/酢ビ共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン樹脂等の樹脂、またはそれらの共重合体樹脂が好ましい。
(水溶性樹脂)
水溶性樹脂は、25℃において、水と十分に混和する樹脂、または水に対する溶解度が1(g/100g)以上の樹脂である。また、無機微粒子や樹脂微粒子と合わせて、空隙吸収型のインク受容層に用いる場合、水溶性樹脂は、無機微粒子を結着するバインダーとして機能する。水溶性樹脂としては、例えば、澱粉、ゼラチン、カゼイン及びこれらの変性物;ポリビニルアルコール(完全けん化、部分ケン化、低けん化等)ポリ(メタ)アクリル酸又はその共重合体樹脂、等を挙げることができる。水溶性樹脂の中でも、ポリビニルアルコール、特に、ポリ酢酸ビニルを加水分解(けん化)することにより得られる、けん化ポリビニルアルコールは第1の溶媒吸収層1670のバインダーとして用いることが好ましい。特に、けん化度70〜100mol%のポリビニルアルコールが好ましい。けん化度とは、ポリビニルアルコールの酢酸基と水酸基の合計モル数に対する水酸基のモル数の百分率を意味する。インク受容層は、平均重合度が2,000〜5,000のポリビニルアルコールを含有する組成物からなることが好ましい。水溶性樹脂は、1種を単独で用いることもできるが、2種以上を混合して用いることもできる。「2種以上」とは、けん化度、平均重合度等の特性が異なるものも含まれる。
顔料浸透層あるいは第1の溶媒吸収層のバインダーとしてはポリ(メタ)アクリル酸、またはその共重合体樹脂を用いることが好ましい。すなわち、ポリ(メタ)アクリル酸、またはその共重合体樹脂を顔料浸透層1600に用いた場合には、画像支持体55との接着時に熔融して画像支持体55に接着させることができる。また、第1の溶媒吸収層1611に共重合体樹脂を用いた場合には、溶剤を用いて第2の溶媒吸収層1612を剥離する際にバインダーが溶解し易くなるため、第2の溶媒吸収層1612を剥離し易くすることができる。
(基材上に溶媒吸収層を形成する方法)
溶媒吸収層1601の生産性を向上させると共に、インクジェット記録装置を用いる際の搬送性や、画像支持体55への接着転写時の溶媒吸収層1601の剥離性などのハンドリング性を高めるため、転写材1に基材50を併用することも可能である。この場合は、搬送性やハンドリング性の向上を目的として溶媒吸収層を厚くする必要がなくなり、溶媒吸収層の厚さは、溶媒成分の吸収に十分な膜厚、例えば10μm〜80μm程度になるように調整すれば良い。
溶媒吸収層を形成は、少なくとも無機微粒子または樹脂微粒子と水溶性樹脂とを媒体と適宜混合して塗工液を調製し、公知の塗膜装置を用いて基材の表面に塗工液を塗布して乾燥させることにより行う。これにより、所望の空隙構造を有する溶媒吸収層を形成することができる。塗工方法としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、ブレードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、スロットダイコーティング法、バーコーティング法、グラビアコーティング法、ロールコーティング法などを挙げることができる。用途に応じて、その他の添加剤として、例えば、界面活性剤、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、インク定着剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐剤、pH調整剤などを塗工液に加えても良い。
塗工液中の無機微粒子または樹脂微粒子の粒子濃度は、塗工液の塗工性などを考慮して適宜決定すれば良く、特に限定されない。但し、塗膜速度と膜の均一性の観点から、塗工液の全質量に対して、10質量%以上かつ30質量%以下とすることが好ましい。また、水溶性樹脂の量を、無機微粒子や樹脂微粒子の100質量部に対して、3.3〜20質量部、好ましくは3.3質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは5質量部以上15質量部以下とすることにより、空隙吸収型の溶媒吸収層を形成することができる。樹脂微粒子の粒子濃度を上記の範囲にすることで、インクの吸収性は良好になると共に、水溶性樹脂によって結着された微粒子間の空隙を、溶媒吸収層1601内の全域にほぼ均一に配置することが可能になる。これにより、光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分をほぼ等方的に浸透させることができる。
なお、水溶性樹脂の量を3.3質量部以下にした場合には、無機微粒子や樹脂微粒子を結着するためのバインダー量が少ないために、溶媒吸収層の強度が低下して、ひび割れおよび粉落ちが発生するおそれがあるため、好ましくない。一方、水溶性樹脂の量を20質量部以上とした場合には、水溶性樹脂の量が多くなるため、水溶性樹脂が溶媒吸収層の空隙を埋めて、溶媒成分の吸収性が損なわれるため好ましくない。塗工液の塗工量は、固形分換算で10g/m2以上かつ80g/m2以下とすることが好ましい。塗工量を10g/m2以上、好ましくは15g/m2以上とすることにより、光透過フィルタ用顔料インク中の溶媒成分の吸収性に優れた溶媒吸収層1601を形成することができる。一方、塗工量を80g/m2以下、より好ましくは60g/m2以下とすることにより、厚膜の溶媒吸収層を乾燥させる際に、カールが発生し難くなる。
(密着層)
フィルター製造工程において、転写材1と基材50とを併用する場合に、基材50上に公知の塗膜装置を用いて予め密着層1603を設けておき、その密着層1603の上に、溶媒吸収層1601を塗工することも可能である(図1(c)参照)。密着層1603を構成する密着剤の種類は特に限定されないが、このような材料としては、例えば、熱可塑性の合成樹脂、天然樹脂、ゴム、ワックス等を用いて形成することができる。なお、必要に応じて界面活性剤を添加しても良い。基材50への密着層1603の形成は、公知の塗工装置により、基材に密着剤を含有する組成物を、塗工して、乾燥することにより行なう。塗工液中の粒子濃度は、塗工液の塗工性などを考慮して適宜決定すれば良く、特に限定されないが、塗膜速度と膜の均一性の観点から、塗工液の全質量に対して、0.1質量%以上かつ5質量%以下とすることが好ましい。塗工液の塗工量は、固形分換算で0.1g/m2以上かつ1g/m2以下とすることが好ましい。塗工量を0.1g/m2以上、好ましくは1g/m2以下とすることにより、溶剤吸収層1601と基材50との密着性を良好に保つことができる。
また、溶媒吸収層1601が塗工される基材50の表面を、予めコロナ放電処理やプラズマ放電処理を行って表面改質処理を施したり、IPAやアセトン等の有機溶剤を塗工したりして基材50の表面の塗れ性を改良することも、基材50と溶剤吸収層1601との密着性を向上させる上で有効である。
(顔料浸透層)
フィルタ用転写材1における顔料浸透層1600は、加圧加熱処理によって熔融膜化して空隙構造を消滅させることが可能な材料を用い、顔料粒子よりも十分に大きな空隙径を有する薄い空隙構造が構成されるように、溶媒吸収層1601に積層する。すなわち、顔料浸透層1600は、インクジェット記録装置によって付与された光透過フィルタ用顔料インクの溶媒および顔料粒子をスムーズに浸透拡散吸収させることが可能な空隙吸収型の薄膜のインク受容層によって構成する。
(顔料浸透層の空隙径(細孔直径))
薄膜の顔料浸透層の空隙は顔料粒子よりも十分に大きくなるように、インクジェット記録装置で想定される顔料粒子の大きさを考慮して、所望の空隙構造が得られるように、樹脂微粒子の大きさを決定すれば良い。本発明者らの検討によれば、無機微粒子および水溶性樹脂によって構成される空隙吸収型の顔料浸透層の細孔直径の平均(平均細孔直径)は、50nm〜200nmの程度が好ましい。
通常用いられている顔料粒子の大きさは、40nm〜110nm程度であるので、例えば、90nm〜110nm程度の、大きめの顔料粒子を浸透拡散させるためには、600nm〜1.8μm程度の樹脂微粒子を用いて、120nm〜180nm程度の空隙構造を構成すれば良い。また、40nm〜50nm程度の、小粒径の顔料粒子を用いた高画質な光透過フィルタ用顔料インクを想定する場合は、300nm〜1.8μm程度の樹脂微粒子を用いて、60nm〜180nm程度の空隙構造を構成すれば良い。
本発明者らの検討によれば、顔料粒子の浸透性以外にも、膜強度やインク吸収速度などの観点も考慮すると、樹脂微粒子および水溶性樹脂によって構成される空隙吸収型の顔料浸透層1600の細孔直径の平均(平均細孔直径)は、50nm〜200nmの程度にすることが好ましい。平均細孔直径が50nm以下の空隙構造の顔料浸透層では、ほとんどの光透過フィルタ用顔料インクの顔料粒子が浸透できずに、顔料浸透層1600の表面に顔料粒子が残ってしまう。そのため、顔料浸透層1600を熔融膜化して画像支持体55へ接着転写する際に、接着性の弱い顔料粒子が画像支持体55と顔料保持膜1600との間に挟まれてしまい、接着転写性が低下してしまうおそれがある。一方、平均細孔直径が200nm以上の場合には、顔料浸透層の膜強度が弱くなることで、インクジェット記録装置での搬送時に、クラックや粉落ちが生じ易くなるおそれがある。
(顔料浸透層の膜厚)
顔料浸透層1600に浸透異方性を持たせない場合には、光透過フィルタ用顔料インクは膜厚方向にも平面方向にも等方的に浸透拡散する。従って、インクの平面方向への拡がりを抑えて画像が滲まないようにするためには、顔料浸透層全体の浸透性を制御すると共に、所望のインク吸収量に応じて顔料浸透層の膜厚を調整することが望ましい。顔料浸透層の厚みは1μm〜10μmとすれば良好な顔料浸透性及び顔料拡散性を示した。また、本実施形態における転写材1では、顔料浸透層1600の表面に着弾した光透過フィルタ用顔料インクが顔料浸透層1600内に順次浸透し、溶媒吸収層1601との界面にまで、光透過フィルタ用顔料インクの先端が速やかに到達することが必要である。このため、顔料浸透層1600の膜厚が厚くなり過ぎると、光透過フィルタ用顔料インクのほぼ全ての溶媒成分を溶媒吸収層で吸収できなくなる恐れがあり、接着転写性の低下が懸念される。
さらに、顔料浸透層1600の膜厚が光透過フィルタ用顔料インク液滴の大きさよりも厚いと、光透過フィルタ用顔料インクが溶媒吸収層1600との界面に到達できずに、溶媒成分と顔料粒子が顔料浸透層内に吸収されてしまうこともある。この場合、接着転写性の低下に加えて、光透過フィルタ用顔料インクの固液分離ができないために、顔料浸透層1600の底部に薄膜稠密に圧縮された顔料膜を形成できなくなるおそれがある。すなわち、溶媒吸収層1601との界面に、着弾した光透過フィルタ用顔料インクの先端が速やかに接触できるように、顔料浸透層1600は薄膜に構成されることが好ましい。
また、顔料浸透層1600の空隙は、顔料粒子より十分に大きくしていることから、空隙の毛細管力も弱くなる。そのため、光透過フィルタ用顔料インクが顔料浸透層1600と溶媒吸収層との界面に到達するまでの時間が長くなりやすいので、10μmを超える膜厚で顔料浸透層を構成することは好ましくない。一方、顔料浸透層1600が1μmよりも薄くなると、高濃度で記録した場合には、顔料浸透層1600内に記録された顔料粒子の全てを収納しきれずに表面へ溢れてしまい、顔料膜1606の擦過性の低下が懸念される。そのため、高解像度で高濃度の顔料膜1606を形成する場合などには、顔料浸透層1600の厚みを2μm〜5μmとなるように調整することがより好ましい。
(顔料浸透層の熔融膜化)
また、転写材1は、加圧加熱処理において、顔料浸透層を構成する樹脂粒子と結合樹脂とが顔料粒子1003aを包み込みながら熔融膜化し、画像支持体55と接着することによって、画像支持体55の表面に強固な顔料保持膜1650を形成できるように構成する。そのため、顔料浸透層1600は、加圧加熱処理による接着転写時に熔融膜化可能なように、熔融温度Tgが転写温度よりも低い樹脂材料であり、かつ顔料粒子1003aよりも十分に大きな空隙構造を形成するように大きめの樹脂微粒子をバインダー樹脂により結合させることにより構成している。顔料粒子1003aよりも十分に大きな空隙構造を形成するため、顔料浸透層1600には、可視光波長と同程度の大きな樹脂微粒子が用いられる。従って、熔融膜化前の顔料浸透層1600の表面や空隙構造には、樹脂微粒子が剥き出しのままで無数の凹凸が存在する。このため、顔料浸透層1600を完全に溶融膜化せずに空隙構造を残した場合には、樹脂微粒子表面や空隙で可視光の散乱が生じて、カラーフィルタの光吸収透過性が低下するおそれがある。このような不都合を解消するためには、顔料浸透層1600は、加圧加熱処理による画像支持体55への接着転写時に、自身の空隙構造を完全に消滅させると共に、画像支持体との接着面に生じる凹凸を完全に埋めながら、溶融膜化することが好ましい。
(顔料浸透層の熔融温度)
本実施形態における溶融膜化可能な顔料浸透層1600は、加圧加熱処理する前は空隙を構成するために粒子状態をなす一方、加圧加熱処理した後には溶融膜化する樹脂微粒子と、これらを接着する水溶性樹脂とで構成されている。樹脂微粒子と水溶性樹脂の少なくとも一方は、顔料粒子1003aや画像支持体55の表面との接着性に優れた樹脂材料を用いることが好ましい。樹脂微粒子は溶融膜化温度Tgにより、粒子状態もしくは膜状態を容易にコントロールすることができる。溶融膜化温度Tgは、インクジェット転写材を製造する際の乾燥温度よりも高く、かつ加熱圧着時の加熱温度よりも低い範囲にあれば良い。
本発明者らの検討によれば、好ましい溶融膜化温度Tgは30℃〜120℃程度であった。溶融膜化温度Tgが30℃以下であると、室温で保存した場合に、加圧されていなくても顔料浸透層1600が溶融膜化してしまう場合がある。一方、溶融膜化温度Tgが120℃以上であると、基材側から加圧加熱して顔料浸透層1600を溶融膜化する温度も高くなることから、過大な熱量が必要になり、加熱効率が低下する場合もある。
(顔料浸透層の材料例)
顔料浸透層1600は、加圧加熱する前は空隙を構成するために粒子状態をなす一方、加圧加熱した後には溶融膜化する樹脂微粒子と、樹脂粒子のバインダーとなる水溶性樹脂とで構成されている。このような、顔料粒子1003aを包み込むように膜化して、強固な顔料保持膜1650を形成する樹脂粒子の材料としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、酢ビ樹脂、塩ビ樹脂、エチレン/酢ビ共重合樹脂などを用いることが好ましい。樹脂微粒子の溶融膜化温度Tgは、転写材1を製造する際の乾燥温度よりも高く、かつ加熱圧着処理時の加熱温度よりも低い範囲(熔融膜化温度Tgは30℃〜120℃程度)にあれば良く、乾燥温度を制御することにより、熔融膜化可能な顔料浸透層1600が製造される。
顔料浸透層1600に用いられる樹脂微粒子や結合材としての水溶性樹脂は、接着転写後に除去する層である溶媒吸収層1601に用いられる結合材としての水溶性樹脂との親和性が低いもので構成することが好ましい。顔料浸透層1600の樹脂材料と溶媒吸収層1601の樹脂材料との親和性を低下させることにより、加圧加熱処理時に両樹脂材料が熔融してもそれらは互いに接着しにくくなる。このため、溶媒吸収層1601を顔料浸透層1600との界面から容易に剥離させることができる。
(第2の顔料浸透層の材料例)
図1(c)に示すように第1の顔料浸透層1670と第2の顔料浸透層1680とを有する転写材において、第2の顔料浸透層1680は、次のような材料により構成することが好ましい。第2の顔料浸透層1680は、第1の顔料浸透層1670と同様に、加圧加熱処理する前は空隙を構成するために粒子状態をなす一方、加圧加熱した後には溶融膜化する樹脂微粒子と、樹脂微粒子のバインダーとなる水溶性樹脂とで構成される。加えて、第2の顔料浸透層1680は、ガラスなどの画像支持体55への接着性が良好な樹脂材料で構成されることが好ましい。なお、顔料粒子よりも十分に大きく、かつ第1の顔料浸透層の細孔よりやや大きな空隙構造を構成することができるように、第2の顔料浸透層1680に使用する樹脂粒子には、第1の顔料浸透層1670を構成する樹脂粒子より粒子径がやや大きなものを使用する。これにより、顔料粒子の浸透性に優れた空隙構造を有し、かつ熔融した際には画像支持体55に対して良好な接着性を示す第2の顔料浸透層1680を得ることができる。第2の顔料浸透層1680に使用する樹脂粒子の材料としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などが好ましい。膜厚としては、1μm〜3μm程度の薄膜で、熔融膜化した際に、画像支持体と顔料保持膜との間の全面に亘って、凹凸や空隙を埋めて一様な接着強化膜を形成できるだけの体積があれば良い。
(溶媒吸収層への顔料浸透層の製膜方法)
空隙を有する溶媒吸収層1601に顔料浸透層を形成する場合には、溶媒吸収層1601の表面を、予め、湿し水・浸し水などで処理して、溶媒吸収層1601の空隙を液体で充たしてから、顔料浸透層1600形成用の塗工液を塗工すれば良い。顔料浸透層は、少なくとも樹脂微粒子と、水溶性樹脂とを、適宜媒体と混合して塗工液を調製し、これを溶媒吸収層1601の表面に塗布して乾燥させることによって、空隙構造を形成することができる。但し、溶媒吸収層1601の表面に顔料浸透層1600形成用の塗工液を塗工する場合は、溶媒吸収層1601の空隙に顔料浸透層1600の塗工液の水分とともに水溶性樹脂も浸透することにより、溶媒吸収層1601の空隙が埋まってしまう場合がある。また、顔料浸透層1600は、溶媒吸収層1601の空隙よりも大きな樹脂粒子を用いているが、粒度分布がシャープでなく微粒子カットが不十分な場合など、空隙よりも小粒径の樹脂微粒子が塗工液に含まれる場合もある。この場合、溶媒吸収層1601の空隙が埋まってしまうおそれがある。
本実施形態の転写材における溶媒吸収層では、溶媒吸収層にインク中の水分や溶媒成分1607をほぼ全量や速やかに吸収できるように高いインク吸収速度を保持する必要がある。このため、溶媒吸収層1601に空隙を保持しておくことは重要である。また、顔料浸透層1600の塗工液の水分が溶媒吸収層1601の空隙内に急速に浸透して、溶媒吸収層1601の空隙に残存する空気と置き換わる過程では気泡が発生することがある。この気泡が、顔料浸透層1600の塗工液を介して排出される際に、顔料浸透層1600の塗工液中でトラップされてしまうと、塗工面に気泡が残る塗工不良を引き起こす場合もある。
このような塗工不良を回避するためには、溶媒吸収層1601の表面を、予め、湿し水・浸し水などで処理して、溶媒吸収層1601の空隙を液体で充たしてから、顔料浸透層1600形成用の塗工液を塗工すれば良い。湿し水・浸し水が、溶媒吸収層1601の空隙を埋めることにより、顔料浸透層1600形成用の塗工液を塗工する前に溶媒吸収層1601の空隙に存在する空気を系外に放出することができる。さらに、顔料浸透層形成用の塗工液の塗工において、水溶性樹脂や微細な樹脂微粒子の空隙への侵入を防止することができる。
なお、塗工液中の樹脂微粒子の粒子濃度は、溶媒吸収層1601と同様に塗工液の塗工性などを考慮して適宜決定すれば良く、特に限定されない。但し、塗膜速度と膜の均一性の観点から、塗工液の全質量に対して、10質量%以上かつ30質量%以下とすることが好ましい。塗工液の塗工量は、固形分換算で1g/m2以上かつ10g/m2以下とすることが好ましい。塗工量を1g/m2以上、好ましくは10g/m2以下とすることにより、良好な顔料浸透性及び顔料拡散性を示すことができる。
また、塗工方法としては、溶媒吸収層1601と同等の方法を用いることができる。なお、溶融膜化可能な顔料浸透層1600の形成には、顔料浸透層1600の塗工液を塗工した後の乾燥温度を厳密に制御する必要がある。顔料浸透層1600を形成する樹脂微粒子は、画像支持体55への接着転写時に加圧加熱処理することで、溶融膜化する材料が選定されている。そのため、転写材の製造工程では、樹脂微粒子が粒子状態を維持して空隙構造を形成するように、顔料浸透層1600の形成時の乾燥温度を、樹脂微粒子の溶融膜化温度Tgよりも低く設定することが必要となる。顔料浸透層1600の形成時に、樹脂微粒子が溶融膜化する温度以上の温度で長時間加熱乾燥すると、樹脂微粒子が溶融軟化して空隙構造が保持できなくなるので、乾燥条件には細心の注意が必要である。一方、顔料浸透層1600の形成時の乾燥温度が高いと塗工スピードを高めることができる。従って、生産性の面においては、顔料浸透層1600の形成時の乾燥温度をできるだけ高くするほうが好ましい。
(第1の溶媒吸収層)
転写材1は、図1(d)および図1(e)に示すように、複数の層(図では、第1の溶媒吸収層1611と第2の溶媒吸収層1612)で構成しても良い。この場合、第1の溶媒吸収層1611は、加圧加熱処理によって熔融変形可能な樹脂微粒子をバインダー樹脂で結合することで顔料粒子よりも十分に小さな空隙を形成することが必要である。また、転写材1を画像支持体55に接着転写する際の加圧処理では、空隙構造が消滅されて熔融膜化することが好ましい。この第1の溶媒吸収層1611は、顔料浸透層1600の塗工前に、第2の溶媒吸収層1612の表面に設ける。
<第1の溶媒吸収層の材料例>
第1の溶媒吸収層1611は、顔料浸透層と同様の材質ながら格段に小粒子径の樹脂微粒子を用いて、顔料浸透層1600と同様に第2の溶媒吸収層1612に積層して構成する。この第1の溶媒吸収層1611の樹脂微粒子は、顔料粒子と同程度かさらに小さな粒子径を有し、かつ第2の溶媒吸収層1612を構成する無機微粒子よりはやや大きな粒子径を有している。このように第1の溶媒吸収層1611の樹脂微粒子の粒子径を選定することで、顔料粒子よりも小さく、かつ、第2の溶媒吸収層1612の空隙よりもやや大きな空隙を有する空隙構造を構成することができる。これにより、第1の溶媒吸収層1611は、顔料浸透層1600との界面で顔料粒子と溶媒成分とを分離すると共に、溶媒成分を速やかに吸収することが可能となる。第1の溶媒吸収層1611は、吸収した溶媒成分を、第2の溶媒吸収層1612側へと速やかに移動させることが重要である。このため、第2の溶媒吸収層1612よりも薄膜に構成する。また、第1の溶媒吸収層1611に吸収された溶媒成分は第2の溶媒吸収層1612にほとんど吸収されるため、第1の溶媒吸収層1611には残留しにくい。このため、インクジェット記録直後でも加圧加熱による熔融膜化が可能である。すなわち、第2の溶媒吸収層1612は、高い毛細管力を有し、十分な膜厚により多量の溶媒吸収容量を有するため、ほぼ全ての溶媒成分が薄膜の第1の溶媒吸収層1611を速やかに通過して、厚膜の第2の溶媒吸収層1612に吸収される。
また、第1の溶媒吸収層1611を顔料浸透層1600と同様の樹脂材料で構成することにより、画像支持体55に転写材1を接着転写させるための加圧加熱処理によって、第1の溶媒吸収層1611は、顔料浸透層1600と同様に膜化溶融する。これにより、第1の溶媒吸収層1611は、顔料粒子を保護する強固な透明保護膜を形成することとなる。
溶融膜化可能な第1溶媒吸収層1611を設ける場合には、加圧加熱処理する前は粒子状態をなし、加圧加熱処理後には溶融膜化する樹脂微粒子と、樹脂粒子のバインダーとなる水溶性樹脂とで構成されている。但し、第1の溶媒吸収層1611は、顔料粒子を固液分離できるように、顔料粒子よりも十分に小さな空隙を構成するために、顔料浸透層1600に用いる熔融膜化可能な樹脂微粒子よりも、さらに小粒径の樹脂微粒子を用いる。このような樹脂としては、アクリル系樹脂、酢ビ樹脂、塩ビ樹脂、エチレン/酢ビ共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン樹脂等の樹脂、またはそれらの共重合体樹脂を用いることが好ましい。樹脂微粒子の溶融膜化温度Tgは、インクジェット転写材を製造する際の乾燥温度よりも高く、かつ加熱圧着時の加熱温度よりも低い範囲(溶融膜化温度Tgは30℃〜120℃程度)であれば良く、乾燥温度を制御することにより、溶融膜化可能な第1の溶媒吸収層1611が製造される。
(第1の溶媒吸収層と顔料浸透層との界面に設ける密着層)
上記のように、第1の溶媒吸収層1611を熔融膜化させて顔料浸透層1600の表面に保護膜として残す場合には、第1の溶媒吸収層1611と顔料浸透層1600との間に、図1(c)に示す例と同様に、密着層を設けても良い。第1の溶媒吸収層1611と顔料浸透層1600の各々を構成する水溶性樹脂は、互いに親和性の高い材料を選択することが好ましい。このような材料としては、例えば、熱可塑性の合成樹脂、天然樹脂、ゴム、ワックス等を用いて形成することができる。なお、第1の顔料浸透層1611と顔料浸透層1600との界面に密着層を付加する場合には、各々のインク吸収の連続性を損なわないように、その厚さを極薄くすれば良い。特に、密着層を構成する材料が撥水性である場合には、第1の溶媒吸収層1611の空隙径と同程度か、さらに薄く構成すれば良い。さらに、粒子状の密着剤の塗工液で密着層を塗工する場合、微細な密着剤粒子が第1の溶媒吸収層1611の空隙に入り込まないように、第1の溶媒吸収層1611の表面を予め湿し水・浸し水などで処理して、第1の溶媒吸収層1611の空隙を液体で充たしてから、密着剤を塗工すれば良い。
(離型層)
転写材1において、溶媒吸収層1601と顔料浸透層1600との間、または第1の溶媒吸収層1611と第2の溶媒吸収層1612との間などに、極薄膜の離型層を設けることも可能である。これによれば、転写材1を画像支持体55へ接着転写させた後に、溶媒吸収層1601の除去を適正に行うことが可能になる。例えば、図1(c)に示す転写材1Cのように、溶媒吸収層1601と顔料浸透層1600との界面に離型層1701を設けておくことも可能である。この転写材1Cでは、第2の顔料浸透層1680が画像支持体55に転写されて強固な顔料保持膜1650が形成された後に、溶媒吸収層1601を離型層1701を介して容易に除去することができる。これによれば、厚膜の溶媒吸収層1601による画像への光学的な影響が一切発生しなくなる。従って、溶媒吸収層1601は、光学的特性、柔軟性、箔切れ性などを考慮せずに、インク吸収容量などのインク吸収性のみを考慮して製造することが可能になり、溶媒吸収層1601の設計の自由度を大幅に向上させることができる。
また、離型層は一様な厚さを有する極薄い膜状の層によって構成しても良いし、離型剤を離散的に配した層で設けても良い。具体的には海島状に設けても良いし、まだら状に設けても良い。離型剤を離散的に配した離型層とすれば、離型剤が撥インク性を持っている場合でも、吸収されたインクの一部を、露出した下層に速やかに接触させることができるため、インク吸収の連続性を損なうことなく、良好な剥離性とインク吸収性とを両立させることができる。
<離型層の材質および形成方法>
上記のような離型層を形成するための離型剤の材料としては、例えば、シリコーンワックスなどのワックス類に代表されるシリコーンワックス、シリコーン樹脂などのシリコーン系材料、フッ素樹脂などのフッ素系材料、ポリエチレン樹脂等、が挙げられる。剥離層は、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、スプレーコーティング法、エアーナイフコーティング法、またはスロットダイコーティング法等により形成することができる。これらの方法を用いて、前述の剥離性を有する組成物を溶媒吸収層1601上に塗工し、乾燥することで離型層を形成することができる。
図1(c)に示す転写材では、離型層1701は、溶媒吸収層1601と顔料浸透層1600との界面において、溶媒吸収層1601を構成する微粒子の表面や微粒子を結合して空隙構造を形成する水溶性樹脂の表面と、顔料浸透層1600を構成する樹脂微粒子の表面や空隙構造を形成する水溶性樹脂の表面との間に挟まれている。従って、離型層1701は、これに接する各々の層に形成されている空隙構造を阻害しないように極薄膜状に形成される。離型層1701に用いる離型剤の種類は特に限定されないが、好ましくは、離型性に優れ、加熱ローラ21(図6)の熱が発生する熱によって容易に熔融しない材料である。
また、離型材料としては、画像支持体に転写される層側に用いられる樹脂微粒子や結合材としての水溶性樹脂に接着しにくいものが好ましい。加圧加熱処理によって、溶媒吸収層1601の結合材である水溶性樹脂が加熱されて熔融した場合でも、顔料浸透層1600に用いられる樹脂材料と、離型層1701に用いられる離型剤との親和性が低ければ、互いに接着しにくく境界面における剥離が容易となる。なお、一般的に、離型剤は離型機能を有すると同時に撥水性を有する場合が多い。そのため、溶媒吸収層1601と顔料浸透層1600との界面に離型層1701を付加する場合には、溶媒吸収層1601の毛細管力によるインク吸収特性を損なわないように、離型層1701の厚さを極薄く形成する必要がある。
一般に、顔料粒子の平均粒子径は、40nm〜110nm程度であるので、溶媒吸収層1601の平均細孔直径はそれよりも小さく、5〜100nmとなるように調整している。離型層1701の厚さとしては、溶媒吸収層1601の空隙径と同程度か、さらに薄くすれば良い。すなわち、溶媒吸収層1601の小さな空隙構造の界面に設けられている極薄膜の離型層1701の厚さが空隙径よりも小さければ、この極薄膜の離型層1701を溶媒成分が通過することも可能である。すなわち、顔料浸透層1600をスムーズに浸透してきた光透過フィルタ用顔料インクは慣性力を持つため、これより先行して付与された光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分を押し出す。このため、離型層1701が撥水性を有していたとしても、その厚さが50nm〜200nm程度の極薄い層である場合には、光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分は離型層1701を通過する。さらに、離型層1701を通過した溶媒成分は、親水性の材料を用いて形成された毛細管力の高い溶媒吸収層1601の空隙構造に到達することで速やかに、吸収される。
以上のように、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面に親水性に劣る離型層が構成されていても、溶媒吸収層1601の空隙径よりも薄い膜であれば、顔料浸透層1600内を浸透してきた光透過フィルタ用顔料インクの慣性力によって通過することができる。このため、離型層1701が溶媒吸収層1601での溶媒成分の連続的な吸収を阻害することはない。
また、図1(e)に示す転写材1Eのように、第1の溶媒吸収層1611と第2の溶媒吸収層1612との界面に離型層1701を設ける場合にも、第2の溶媒吸収層1612の空隙径よりも薄く離型層1701を形成することで、溶媒成分の連続的な吸収を実現することができる。
離型性を向上させる別の方法としては、溶媒吸収層の界面の微粒子や結合材の表面に、離型性を有する溶剤等を極薄膜状に塗布したり、表面改質処理を行ったりすることによって、個別に離型層を設けずに溶媒吸収層の界面での離型性を向上させることも可能である。その場合、溶媒吸収層内部の空隙構造の内面が離型剤の浸透や蒸気などにより汚染されることで親水性が低下しないようにする必要がある。
<溶媒吸収層に離型層を形成する方法>
本実施形態における離型層1701は、剥離性を含有する組成物を、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、スプレーコーティング法、エアーナイフコーティング法、スロットダイコーティング法等により塗工し、乾燥することで形成することができる。
塗工液中の離型層1701の濃度は、塗工液の塗工性などを考慮して適宜決定すれば良く、特に限定されないが、塗膜速度と膜の均一性の観点から、塗工液の全質量に対して、0.1質量%以上かつ5質量%以下とすることが好ましい。塗工液の塗工量は、固形分換算で0.1g/m2以上かつ1g/m2以下とすることが好ましい。塗工量を0.1g/m2以上、好ましくは1g/m2以下とすることにより、基材50と溶剤浸透層1601、または保護層を形成する熔融膜化した第1の溶媒吸収層1611との剥離性を良好に保つことができる。撥水性の離型剤を塗工する場合は、溶媒吸収層1601の表面を予め湿し水・浸し水などで処理して、溶媒吸収層1601の空隙を液体で充たしてから、離型剤の塗工液を塗工すれば良い。湿し水・浸し水が、溶媒吸収層1601の空隙を埋めることにより、離型剤の塗工液を塗工する前に溶媒吸収層1601の空隙に存在する空気を系外に放出することができる。さらに、溶媒吸収層1601の空隙へ離型剤が侵入して、毛細管力が低下するのを防止することも可能になる。また、グラビア法などの転写印刷法によって、離型剤を溶媒吸収層1601に極薄膜に転写させても良い。
また、特別な離型層を設けずに、基材50に表面改質を行って剥離性を向上させても良い。基材50の表面を不活性化する表面改質を行っても良い。表面改質の方法としては、特に制限はないが、例えば、基材50の表面にアルミニウム、亜鉛及び銅を金属や、フッ素樹脂やシリコーン樹脂などを蒸着する方法などを用いることが可能である。これらの表面処理は、基材50と溶媒吸収層1601との剥離性を高めて、画像支持体55への接着転写後に、基材50から溶媒吸収層1601が剥離しやすくすることができる。
(溶媒吸収層の溶解剥離性)
本実施形態における転写材1においては、溶媒吸収層1601を、溶剤を用いてを剥離し易く構成することも可能である。例えば、図1(b)に示す溶媒吸収層1601、あるいは図1(d)に示す第2の溶媒吸収層1612のバインダーをポリビニルアルコールで構成し、顔料浸透層1600あるいは第1の溶媒吸収層1611をポリ(メタ)アクリル酸またはその共重合体樹脂で構成とする。そして、顔料浸透層1600と第1の溶媒吸収層1611とを熔融膜化して画像支持体55に接着転写した後に、溶媒吸収層1601あるいは第2の溶媒吸収層1612の空隙構造に、ジメチルスルホキシドなどの溶剤を吸収浸透させる。これにより、溶媒吸収層1601あるいは第2の溶媒吸収層1612のバインダーが溶解して、溶媒吸収層1601あるいは第2の溶媒吸収層1612を剥離させることができる。すなわち、加熱圧着後にも空隙構造を維持している溶媒吸収層1601または第2の溶媒吸収層1612に、溶媒吸収層溶解液としてジメチルスルホキシドを吸収浸透させることで、溶媒吸収層1601の無機微粒子を結合させているPVA樹脂を溶解により破壊させることができる。PVA樹脂による結合が破壊された溶媒吸収層1601または第2の溶媒吸収層1612は、ブレードなどで容易に掻き取ることができ、その後、表面を水で洗い流すことにより、溶媒吸収層1601または第2の溶媒吸収層1612を適正に除去することができる。このとき、顔料浸透層1600または第1の溶媒吸収層1611は、熔融膜化して空隙構造は存在しないため、ジメチルスルホキシドは浸透することができない。また、顔料浸透層1600および第1の溶媒吸収層1611を構成しているアクリル樹脂は、ジメチルスルホキシドでは溶解しないため、顔料浸透層1600は顔料保護膜1650の状態を、第1の溶媒吸収層1611は保護膜1660の状態を維持する。従って、適正な状態で顔料保持膜1650を画像支持体55に転写することができる。
(接着剤の材料例)
接着剤や接着強化層の材質は、種々の画像支持体55や用途に合わせて選択すれば良い。接着剤は、1種類もしくは複数種類を選択しても良い。例えば、特定の画像支持体55への接着性に優れた接着剤と、顔料浸透層1600への接着性に優れた接着剤と、を選択して混合させた接着強化層としても良い。これにより、画像支持体55と顔料保持膜のいずれにも良好に接着することができる。例えば、PET、PVC、PET−G、アクリル、ポリカーボネート、POM、ABS、PE、PPなどのプラスチック系の画像支持体55との接着性に優れた接着剤としては、ポリウレタン系、アクリル系、もしくはそれらを混合した材料からなる樹脂微粒子を用いた接着剤が好ましい。また、ガラスや金属などの画像支持体55との接着性に優れた接着剤としては、ポリウレタン系、オレフィン系の接着剤もしくはそれらを混合した材料からなる樹脂微粒子を用いた接着剤が好ましい。
(顔料浸透層に接着層を形成する方法)
本実施形態の転写材1では、画像支持体との接着性を強化するため、顔料浸透層1600の表面に、接着剤を含有する塗工液を塗布ことも可能である。この際、顔料浸透層1600の表面には、接着剤をまだら状に離散的に設け、顔料浸透層1600の表面が直接露出する露出部が残こるように塗布する。塗工液中の接着剤の濃度は、塗工液の塗工性などを考慮して適宜決定すれば良く、特に限定されない。塗工液中の接着剤の濃度は、塗工液の塗工性などを考慮して、適宜決定すれば良い。但し、塗膜速度と接着剤の均一性の観点からは、塗工液の全質量に対して、2質量%以上かつ40質量%以下とすることが好ましい。
塗工方法としては、空隙吸収型の顔料浸透層1600の表面に、接着剤を離散的に設ける必要があるため、グラビアコーティング法を用いることが好ましい。その場合、グラビアロールの溝の線数は、好ましくは、200線程度、より好ましくは300線程度とすることが良い。グラビアロールの溝の線数が600線を超えると、隣接する接着剤同士の間隔が狭くなり過ぎて、光透過フィルタ用顔料インク1003の液滴が隣接する接着剤同士が跨り易くなり、顔料浸透層1600の表面に到達するまでの時間が長くなる場合がある。
また、基材50上に形成された顔料浸透層1600の表面に、粒子状の接着剤の塗工液を塗工する場合、接着剤粒子が顔料浸透層1600の空隙に入り込まないように注意が必要である。接着剤粒子には、顔料浸透層1600の空隙よりも大きな粒子を用いているが、接着剤粒子が2次凝集体であったり、粒度分布がシャープでなく微粒子カットが不十分であったりした場合などには、空隙よりも小粒径の接着剤が塗工液に含まれる場合もある。本実施形態における転写材1の顔料浸透層1600では、接着剤表面に光透過フィルタ用顔料インク1003をほとんど残すことなく速やかに吸収できるように空隙構造を維持することが重要である。そのため、接着剤の塗工液を塗る前には、予め顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601の空隙構造を浸し水などで処理して、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601の空隙を液体で充たしてから、保護膜強化剤の塗工液を塗工することが好ましい。これにより、微細な接着剤粒子が顔料浸透層1600の空隙へと侵入することを防止することができる。
また、接着剤は、加熱圧着処理によって加熱されると軟化溶融膜化する材料で構成されているため、接着剤の塗膜後の乾燥工程の温度には十分な配慮が必要である。すなわち、接着剤が軟化溶融する膜化温度、あるいはガラス転移温度以下で乾燥工程を行なうことが好ましい。但し、顔料浸透層1600の露出部が光透過フィルタ用顔料インク1003を吸収浸透させ得る空隙構造を維持できれば、乾燥工程において接着剤の表面が多少溶融軟化して顔料浸透層1600に接着するように、乾燥工程の温度や時間を調整しても良い。乾燥時間の設定は、接着剤が予め軟化溶融膜化する温度を測定しておき、測定された温度に基づいて適正な乾燥時間を設定すれば良い。すなわち、顔料浸透層1600の空隙構造が維持され、顔料浸透層1600に直接接触する接着剤の面積が増大して顔料浸透層1600の表面露出部が減少するのを抑えることができると共に、良好な生産性が得られるような、乾燥温度や乾燥時間を設定することが好ましい。
また、接着剤に複数種の粒子を含ませ、ある1つの粒子に、粒子状で残存する接着剤粒子のバインダーとしての機能、および顔料浸透層1600の水溶性樹脂との接着性を向上させる機能を持たせても良い。このような場合には、バインダーとして機能する接着剤の膜化温度以上、かつ粒子状で残存する接着剤粒子の膜化温度以下に乾燥温度を設定することが好ましい。このように、接着剤の性質に応じて乾燥温度を適宜選択することにより、インクジェットの記録特性と接着転写性とを両立させることができる。
また、接着剤の塗工液は、乾燥の過程において塗工液中の水分が蒸発するため、塗工成膜時には接着剤の濃度が高くなる。そのため、乾燥前においては、接着剤の塗工液を構成する接着剤粒子はほぼ単粒子として分散されている。しかし、乾燥の過程において塗工液中の水分が蒸発すると、塗工成膜時には接着剤の濃度が高くなるため、接着剤粒子の分散が破壊されやすくなり、接着剤粒子同士の衝突・合一により、複数の粒子が凝集する場合がある。接着剤の塗工液は、このように複数の粒子が凝集した状態でも成膜することができるため、顔料浸透層1600の表面に、接着剤を離散的に設けることができる。
従って、接着剤を単粒子で離散的に設ける場合には、乾燥前の接着剤塗工液の濃度を低くすれば良く、一方、接着剤を複数の粒子が凝集した状態で離散的に設ける場合には、乾燥前の接着剤塗工液の濃度を高くすれば良い。このように、乾燥前の接着剤塗工液の濃度を適宜調整することにより、成膜時における接着剤の離散状態を調整することができる。接着剤の離散状態は、転写材および記録物の用途に応じて制御することができる。
また、転写ローラや転写フィルムなど表面上に、剥離層1701を介して、まだら状に離散した形で粘着性の接着剤の塗工膜を設けておき、顔料浸透層1600の表面に塗工膜を圧着転写しても良い。これによれば、転写ローラや転写フィルムなどに表面形成した接着剤の離散パターンを、そのまま顔料浸透層1600の表面に転写できることから、顔料浸透層1600表面に形成された接着剤の離散状態を任意にコントロールすることができる。この方法によれば、顔料浸透層1600の空隙への接着剤粒子の浸透を考慮する必要がないため、顔料浸透層1600に浸し水等の特別な処理を行うことなく、顔料浸透層1600の表面に、接着剤を離散的に形成することができる。
(カラーフィルタ転写物の作製方法)
本実施形態の転写材1では、顔料粒子1003aが浸透拡散可能な顔料浸透層1600を用いることで、顔料浸透層1600の底部に稠密な顔料画像を形成し、溶媒吸収層に光透過フィルタ用顔料インク1003の水成分および溶媒成分1607をほぼ全量浸透させる構成を採る。このため、耐候性に優れた光透過フィルタ用顔料インクを用いてインクジェット記録を行うことで、高精度・高画質なカラーフィルタ画像を高速に形成することが可能である。光透過フィルタ用の顔料インクは、カラー顔料が、水と溶媒からなる混合溶媒に分散された水系ものである。カラー顔料は白色光をRGBに変換できる。また、光透過フィルタには、ブラック(黒色)顔料インクを用いることも可能である、ブラック顔料は白色光を透過しないものである。
水系光透過フィルタ用顔料インクは、インクの成分の内、60〜80%が溶媒成分としての水およびアルコールなどの安全な揮発性成分であり、20%〜30%がその他の溶媒成分、1〜10%が顔料粒子で構成されている。水性光透過フィルタ用顔料インクにおいては、その他の溶媒成分のほとんどは水溶性であり、不揮発性であり、かつ不活性成分(反応性が少ない成分)であるため、人体に対する刺激性が少ない成分で構成されている。従って、画像記録後に、有害な溶媒成分が長時間に亘って揮発し続けたり、あるいは、活性の高い成分が未反応のまま残存しないため、揮発性溶剤を主体とする溶剤インクや、活性成分を含む(反応性の高い)モノマーを用いているUVインクなどと比較して、極めて安全性が高いため、特に好ましく用いられる。
光透過フィルタ用顔料インク1003においては、インクの顔料粒子1003aの平均粒子径と、顔料浸透層1600および溶媒吸収層1601それぞれの平均細孔直径と、に応じて光透過フィルタ用顔料インク1003の吸収状態が異なる。すなわち、想定される光透過フィルタ用顔料インク1003の平均粒子径と比較して顔料浸透層1600の平均細孔直径が大きく、溶媒浸吸収層の平均細孔直径が小さな転写材を用いれば良い。
一般に、顔料粒子1003aの平均粒子径は、40nm〜110nm程度である。従って、例えば、高精細な画像が得られる小粒径の顔料粒子1003aを含んだ光透過フィルタ用顔料インク1003を用いる場合には、顔料粒子1003aの平均粒子径は40nm〜50nm程度である。一方、安価で安定的な大粒径の顔料粒子1003aを用いた光透過フィルタ用顔料インク1003では、顔料粒子1003aの平均粒子径は90nm〜110nm程度である。このため、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601の平均細孔径を、想定される光透過フィルタ用顔料インク1003に合わせて調整することが必要である。すなわち、顔料粒子1003aの大きさに対し、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601それぞれの空隙の大きさを適切に組合せた転写材を用いることによって、顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面に稠密で高精細な顔料画像を形成することができる。また、光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒である液体成分は溶媒吸収層1601に速やかにほぼ全量が吸収される。
転写材1にインクジェット記録によってインクを付与した後、転写材1と画像支持体55とを重ね合わせ、加熱ローラ21と加圧ローラ22とを用いて加圧加熱処理を実施すると、顔料浸透層1600が熔融膜化し、顔料保持膜1650が画像支持体55に接着転写される。その後、溶媒吸収層1601を除去することで、カラーフィルタ3を含んだカラーフィルタ転写物2016が作製される。
転写材1に付与する光透過フィルタ用顔料インクの顔料成分としては、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、およびスルホン基のうちの少なくとも1種の官能基、またはその塩を結合された自己分散顔料、あるいは顔料粒子の周りを樹脂で被覆した樹脂分散型の顔料を用いることができる。また、樹脂分散型の顔料は、インク媒体と分離した後の顔料粒子同士の結着力を高めるため、顔料浸透層1600の底部に強固な薄膜状の顔料膜を形成することができる。光透過フィルタ用顔料インク中の液体成分である溶媒は、顔料浸透層1600よりもインク吸収速度がさらに速い溶媒吸収層1601にほぼ全量が吸収されるため、顔料画像の溶媒成分1607は顔料浸透層1600にほとんど残らない。そのため、樹脂分散型の顔料粒子は互いに近接し、顔料分散用に加えられた分散樹脂によってさらに強固に結合する。
光透過フィルタ用顔料インクに用いられる顔料は、特に限定されず、公知の材質を用いることができる。顔料は単独で用いても良いし、複数混合して用いても良い。カラーフィルタ用途に用いられる顔料の例としては、カラー顔料としては、ピグメントイエロー83、93、110、139、ピグメントオレンジ71、ピグメントレッド177、254、ピグメントバイオレット23、37、ピグメントブルー15、15:16、ピグメントグリーン7、36等が挙げられ、具体的には、御国色素株式会社製のCF AQ−010、CF AQ―023、CF AQ−016、CF AQ−022、大日精化社製のセイカファストレッド、セイカファストイエロー、クロモファインブルー、クロモファインレッド、クロモファイングリーン、クロモファインイエロー等が挙げられる。ブラック顔料としては、ピグメントブラック7等が挙げられ、具体的には、大日精化社製のクロモファインブラックが挙げられる。
なお、本実施形態においては、より高い輝度やコントラストを得る場合に、RGBの3原色に加えて、さらに白色のフィルタを追加することもできる。このような白色フィルタ用の顔料としては、公知の無機蛍光顔料や有機蛍光顔料、蓄光顔料等が挙げられる。上記化合物を含む白色のフィルタを追加することで、紫外光を励起して白色を増幅することができ、より高い輝度やコントラストを得ることができる。なお、白色フィルタ用の顔料粒子の平均粒子径は、前述したRGB顔料粒子と同様のものが好ましい。
また、インクジェット記録用のインクの表面張力や粘度は以下のように制御することが好ましい。すなわち、光透過フィルタ用顔料インクの粘度ηは、1.5〜10.0mPa・sであることが好ましく、より好ましい粘度ηは、1.6〜5.0mPa・sであり、さらに好ましい粘度ηは1.7〜3.5mPa・sである。一方、インクの表面張力γは、25〜45mN/mであることが好ましい。すなわち、インクの表面張力や粘度は、着弾した光透過フィルタ用顔料インク1003が顔料浸透層1600の表面に接した後、速やかに顔料浸透層1600に吸収され、かつ毛細管力が顔料浸透層よりも格段に高くなるように構成された溶媒吸収層1601側に、溶媒成分1607のみが速やかに吸収されように制御すれば良い。また、インクの粘度を上記の範囲に適切に調整することにより、インクの吐出時におけるインクの流動性が向上し、ノズルへのインク供給性、延いてはインクの吐出安定性も向上する。また、インクの表面張力を上記の範囲に調整することにより、インク吐出時に、インク吐出口のメニスカスを維持することができる。なお、顔料浸透層1600の表面にまだら状に接着剤を設けた場合においても、上記の範囲内にインクの表面張力や粘度を制御すれば、転写材の記録面に着弾したインクの一部が接着剤からはみ出してインク受容層の露出部に垂れ込む際に、接着剤表面においてインクが千切れないようにすることができる。
(顔料濃度)
本実施形態において、インク中の色材濃度は特に限定されない。但し、好ましい色材濃度は0.5%以上10%以下であり、より好ましくは1%以上5%以下である。色材濃度をこのような範囲とすることにより、画像の視認性と擦過性とを両立させることができる。特に、光透過フィルタ用顔料インク1003の場合、顔料浸透層1600内部に浸透した顔料粒子1003aを顔料浸透層1600内部にほぼ全て収納するためには、顔料浸透層1600の空隙容量に対応させて色材濃度を厳密に制御する必要がある。すなわち、顔料粒子1003aが顔料浸透層1600の空隙を満たしてしまい、顔料粒子1003aが溢れ出すことのない範囲に制御することが必要である。さらに、画像の視認性を向上させることができる範囲において、顔料濃度をできる限り高くすることが好ましい。要は顔料浸透層1600内で顔料粒子1003aを全て受容できるように、顔料濃度や記録密度に応じて、顔料浸透層1600の空隙容量を調整すれば良い。また、本実施形態における転写材1では、厚膜の溶媒吸収層1601で全ての溶媒成分を吸収できるように構成することが可能であるため、低濃度の光透過フィルタ用顔料インクを重ね記録することで画像の視認性を確保することが可能になり、インクジェット記録適性をさらに向上させることができる。すなわち、インク濃度を上述した範囲に制御してインクの粘度を最適な状態に制御することにより、インクの吐出時におけるインクの流動性を向上させることが可能になり、記録ヘッドのノズルへのインク供給性、延いてはインクの吐出安定性を向上させることができる。
(インクジェット記録装置)
本実施形態の転写材へのインクの付与には、インクジェット記録方式を用いた記録装置(インクジェット記録装置)が用いられる。インクジェット記録方式とは、記録ヘッドに形成された複数のノズルから、フィルタ用転写材などの記録媒体の記録面に対して、光透過フィルタ用顔料インク滴を吐出して画像を記録する方式である。インクジェット記録方式の種類は特に限定されず、サーマルインクジェット方式やピエゾ方式のどちらも使用できる。インクジェット記録装置は、記録ヘッドを転写材1の顔料浸透層1600の表面に接触させる必要が無く、極めて良好で安定した画像を記録することができる。シリアルスキャン方式においては、記録ヘッドから吐出するインク滴を小さくして、高品位な画像を容易に記録することができる。また、シリアルスキャン方式において、同一の記録領域に対して複数回の記録ヘッドの走査によって所定の時間差をもって光透過フィルタ用顔料インクを複数回着弾(分割重複走査)させた場合にも、光透過フィルタ用顔料インクの蒸発速度に比べて空隙吸収型の顔料浸透層1600のインク吸収速度が十分に速いため、顔料浸透層1600の表面にはインクは残留しにくく高い接着転写性が維持できる。一方、フルライン方式の場合には、吐出口の配列方向と交差(例えば、直交)する方向に、インクジェットカラーフィルタ用転写材を連続的に搬送しつつ、マルチノズルヘッドからインクを吐出することによって、高解像度で高品位な画像を高速に記録することができる。
(転写材上への光透過フィルタ用顔料インクの付与)
本実施形態では、まず記録ヘッド2018Bkから黒の光透過フィルタ用顔料インクを吐出して転写材1Dに格子状をなすブラックマトリックス画像2001(図2(d)参照)を記録する。これにより、ブラックマトリックス2001を形成する黒の顔料粒子は、図10に示すように、転写材1の底部に形成されている空隙構造を埋め、これが遮光壁となる。次に、ブラックマトリックス画像2001によって形成された複数の枠のそれぞれに、1色ずつカラーの光透過フィルタ用顔料インク(RGBの光透過フィルタ用顔料インク)を付与する。RGBの3色のカラーの光透過フィルタ用顔料インクは、それぞれブラックマトリックスの各枠内に収まり、ブラックマトリックスを先に形成しない場合に比べて、より色にじみのない高精度なカラーフィルタ画像を形成することができる。このカラーフィルタ画像の形成に際し、光透過フィルタ用顔料インクの液滴はブラックマトリックスの枠上に若干はみ出して着弾する可能性もある。しかし、転写材1の顔料浸透層1600の底部の空隙は、先に着弾した黒の顔料粒子によって格子状に埋められており、この部分の液体の流路抵抗はインクが付与されていない枠内の空隙構造部分における流路抵抗よりも大きくなっている。従って、ブラックマトリックスの枠状にはみ出して着弾した光透過フィルタ用顔料インクは、顔料粒子が付与されていない枠内の空隙構造部分に流れ込む。そして、RGB顔料粒子は各枠内における顔料浸透層1600と溶媒吸収層1601との界面で固液分離され、薄膜稠密に圧縮されて堆積する。
本発明のインクジェットカラーフィルタ用転写材は、十分な溶媒吸収容量を有する溶媒吸収層1601を備えている。従って、図3(a)、(b)に示すように、ブラックマトリックス用の黒顔料ヘッド2017を3列、R顔料ヘッド2018Rを3列、G顔料ヘッド2018Gを3列、B顔料ヘッド2018Rを3列備えたインクジェット記録装置によって、各色3回の重ね打ち記録を行っても、付与された光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分を全て溶媒吸収層1601に吸収することができる。なお、記録を重ねるごとに、顔料浸透層1600底部の界面の空隙には顔料粒子が堆積して流路抵抗がやや高くはなるが、顔料粒子間にも空隙が生じているので、溶媒吸収層1601での溶媒吸収が著しく阻害されることはない。従って、本実施形態における転写材1によれば、インクジェット記録適性に優れた低濃度の光透過フィルタ用顔料インクを用いて、高精度の安定したインクジェット記録が可能となる。さらに、顔料濃度が低くても3回の重ね記録を行うことで高濃度のカラーフィルタ画像を形成することが可能になる。重ね記録の場合でも、図3(a)に示すように、黒顔料ヘッドでブラックマトリックス画像を記録することにより、顔料浸透層1600界面底部の空隙構造を、初めに黒顔料粒子で格子状に埋めることで遮光壁を構成するため、高濃度の記録を行った場合でも色滲みを抑制することができる。
以上のように、本実施形態における転写材1は、インク吸収性に優れた顔料浸透層1600と、多量の溶媒成分を吸収する溶媒吸収容量の大きな厚膜の溶媒吸収層1601とで構成されているため、高速なカラー記録により、光透過フィルタ用顔料インクを高速かつ高密度で記録しても溶媒成分が溶媒吸収層1601から溢れることはない。また、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで枠状のブラックマトリックスを形成した上で、RGB光透過フィルタ用顔料インクを記録するようにすることで、隣接する異なる色の光透過フィルタ用顔料インクが混ざり合うこともなくなり、色滲みの少ない高密度なカラーフィルタ画像を形成することができる。
(転写材の画像支持体への接着転写、および溶媒吸収層の除去)
<画像支持体55と転写材との貼り合せ>
本実施形態の転写材1に併用する画像支持体55の材質は、特に制限されない。画像支持体55としては、例えば、透明な樹脂フィルム、ガラスなどの種々の透明な画像支持体55にカラーフィルタ画像の顔料保持膜1650を転写することができる。
画像支持体55の転写面と、カラーフィルタ画像2000が記録された転写材1の記録面とを重ね合わせた上で、加圧加熱装置により顔料浸透層1600を熔融膜化することで顔料保持膜1650を画像支持体55に転写する。必要に応じて、転写材1上のカラーフィルタ画像2000の記録時に位置合わせ用マーキング画像も同時に記録しておき、画像支持体55の転写位置と高精度に位置合わせしながら重ね合わせるようにしても良い。
<加圧加熱転写装置および加圧加熱転写工程>
本実施形態における転写材1は、転写材1の溶媒吸収層1601側もしくは画像支持体55側から、手動操作の加熱アイロンなどで走査することにより、顔料浸透層1600に十分な圧力と十分な熱を加えて画像支持体55に加熱圧着することもできる。転写物1の生産性を高めるために、公知のヒートローラ、加熱ファン、加熱ベルト、熱転写ヘッド等を利用した加圧加熱装置を用いても良い。
<ヒートローラによる加熱圧着>
本実施形態では、所定の熱や圧力を加えて顔料浸透層1600を溶融膜化させるので、上記の加圧加熱処理の中でも、加圧および加熱の均一性の観点から、ヒートローラと加圧ローラを併用した構成を採ることが好ましい。具体的には、転写材の顔料浸透層1600に顔料画像(顔料膜)1606を形成した後、画像の形成された転写材を画像支持体55に重ね合わせて、加熱したヒートローラ21と加圧ローラ22との間を通すように搬送する。これにより、顔料浸透層1600が溶融膜化し、画像支持体55には転写材が接着転写される。
また上記のように、ヒートローラと加圧ローラとを併用して加圧加熱処理を行なう場合、顔料浸透層1600が溶融膜化しても、溶媒吸収層1601の空隙構造が維持されるように、加熱圧着時の熱や圧力を制御することが重要である。図6に示すように、ヒートローラ21と加圧ローラ22とによって転写材1を加圧加熱されることにより、顔料浸透層1600は顔料膜1606を包み込むように熔融膜化して顔料保持膜1650を形成し、画像支持体55に接着転写される。但し、溶媒吸収層1601に吸収された光透過フィルタ用顔料インク1003の溶媒成分1607は空隙構造を維持したままである。このように、加熱圧着によっても、溶媒吸収層1601が空隙構造を維持することにより、溶媒成分1607が顔料浸透層1600に染み出して接着阻害を引き起こすことが防止できる。また、空隙構造を維持することにより、加熱圧着時の熱や圧力によってインクの液体成分が溶媒吸収層1601の空隙内で突沸して蒸気が発生したとしても、各々の空隙内に蒸気を封じ込めることができる。このため、顔料保持膜1650内や画像支持体55の転写面との間に空気層などが形成されにくくなり、顔料保持膜1650を画像支持体55に適正に接着転写することができる。
加熱圧着の温度は、顔料浸透層1600の樹脂微粒子が溶融膜化する温度以上になるように制御する。こうすることで、顔料浸透層1600が顔料膜1606を包み込むように膜化し、顔料粒子1003aを完全に固定化する。このため、強固な顔料保持膜1650を画像支持体55に接着転写することが可能になる。また、顔料浸透層1600の表面に離散的に接着剤1000A、1000Bを配した転写材1を用いた場合には、接着剤が溶融膜化する温度以上になるように加熱温度を制御する。離散的に配した接着剤が顔料浸透層1600と一体化して画像支持体55に接着することで、顔料画像保持膜1650を強固に接着転写することが可能になる。また、加熱温度は、溶媒吸収層1601の空隙構造を必要以上に潰すことなく、加熱圧着後も空隙構造を維持するように制御することも重要である。また、溶媒吸収層1601が保持している光透過フィルタ用顔料インク溶媒成分が個々の空隙内で、突沸したり、蒸発したりしないように構成することで、蒸発熱による加熱効率の低下を防止することができる。従って、水の沸点以下で転写が行われるようにすることが好ましい。
本発明者らの検討では、加熱圧着の圧力を、0.5kg/cm以上かつ7.0kg/cm以下とすることにより好ましい結果が得られた。加熱圧着の圧力を0.5kg/cm以上とすることにより、顔料浸透層が顔料膜を包み込むように膜化することで、顔料粒子を完全に固定化することができ、強固な顔料保持膜とすることが可能になる。一方、加熱圧着の圧力を7.0kg/cm以下とし、溶媒吸収層1601の空隙構造を必要以上に潰すことなく空隙を維持するようにすることで、インクの液体成分である不揮発性溶剤が表面に染み出すことを防止することができ、画像支持体55への顔料保持膜の接着転写を良好に行うことが可能になる。
ヒートローラ21は、加熱源を内蔵した金属筒の表面に、耐熱性と離型性とに優れたフッ素樹脂層を設けて構成することが好ましい。さらに、所望の加熱圧接幅を得るための弾性層としてフッ素ゴム層などを積層しても良い。また、ヒートローラ21の機能を、加熱部材としての平板状のセラミックヒータと、耐熱性フィルムの表面に耐熱離型層を設けた伝熱搬送部材と、を備えたフィルム型加熱圧着搬送体によって実現することも可能である。耐熱性フィルムとしてはポリイミド等を用いることが可能であり、耐熱離型層としては、フッ素樹脂層やフッ素ゴム層などを用いることが可能である。また、加圧ローラ22としては、シリコーンローラを使用することが好ましい。シリコーンローラは離型機能を有しているため、顔料浸透層1600の表面が加圧ローラ22に直接接触した場合でも、顔料浸透層1600の表面が加圧ローラ22に接着し難い。シリコーンローラの表面に、さらに離型性に優れたフッ素樹脂表面を積層させるなど、離型性と加圧加熱性に優れた構成とすることも可能である。
インクジェットカラーフィルタ用転写材を画像支持体55に転写して、基材50を剥離する具体的な装置としては、ダイニック社製のD−10や、フジテックス社製のLPD3223 CLIVIA等の公知のラミネーターを使用することができる。ラミネーターとしては、一対のヒートローラ21、加圧ローラ22を備えており、それらのローラ間を画像支持体55と転写材1とが通過する際に、転写材の顔料浸透層1600が画像支持体55に加熱圧着されるものであれば良い。
(溶媒吸収層の除去装置および除去工程)
厚膜の溶媒吸収層1601は、接着転写工程の後に、図7(a)に示すように、剥離ローラ2006等で所定の剥離角度を与えることで、転写材1と剥離ローラ2006とを剥離除去することができる。さらに、剥離ローラ2006に離型層を設けることにより、より剥離し易くすることも可能である。搬送性などを向上させるために基材50上に溶媒吸収層1601を設けた場合には、より高い張力で剥離角度を与えることが可能になるため、基材50と一緒に溶媒吸収層1601も剥離除去させ易くなる。すなわち、画像支持体55に対して所定の剥離角度を与えて溶媒吸収層1601を角度剥離する際に、空隙構造を維持した溶媒吸収層1601に大きな剥離張力を加えると伸び易い場合もある。従って、伸縮しにくい基材50を溶媒吸収層1601に密着させて併用するとともに、基材50に剥離張力を加えるようにすることで安定した角度剥離が可能になる。
また、図7(b)に示すように、専用の溶解液2007に浸漬させて溶媒吸収層1601の空隙構造に溶解液を吸収させた上で洗い流す、溶解洗浄工程によって溶媒吸収層1601を溶解除去するようにしても良い。溶解液2007は、溶媒吸収層1601の空隙構造を形成している結合樹脂を溶解可能な溶剤であり、かつ、熔融膜化した顔料保持膜1650や顔料粒子、および画像支持体55を劣化させにくい材質のものを用いることが好ましい。
(カラーフィルタ製造装置および製造方法)
図9は、前述のカラーフィルタ用転写材1を用いてカラーフィルタ3を備えたカラーフィルタ転写物2016を製造するカラーフィルタ製造装置を模式的に示す図である。本実施形態におけるカラーフィルタ製造装置は、供給部2008、インクジェット記録部(インク付与手段)2009、画像支持体供給部2010、位置合わせ部2011、加圧加熱部2012、剥離除去部2013、溶媒吸収層回収部2015、および排出部2016を一体型的に備える。供給部2008は、カラーフィルタ用転写材1を順次インクジェット記録部2009へと送り出す部分である。インクジェット記録部2009は、供給部2008から送り出されたカラーフィルタ用転写材1に、RGBなどのカラー光透過フィルタ用顔料インクおよび黒の光透過フィルタ用顔料インクを吐出してカラーフィルタ用転写材1にカラーフィルタ画像を形成する。位置合わせ部2011は、インクジェット記録部2009にて光透過フィルタ用顔料インクが付与されたカラーフィルタ用転写材1と供給部2008から供給された画像支持体55とを重ね合わせて加圧加熱部2012へと送り出す。加圧加熱部2012は、インクジェット記録部2009にて光透過フィルタ用顔料インクが付与されたカラーフィルタ用転写材1に加圧加熱処理を施し、顔料浸透層1600や溶媒吸収層1601の一部(例えば第1の溶媒吸収層1611)を熔融膜化させる。この工程を経たカラーフィルタ用転写材1には、図2(c)に示すような顔料保持膜1650や保護膜1660が形成される。剥離除去部2013では、加圧加熱処理が施された転写材1から溶媒吸収層1601の少なくとも一部を除去する。例えば、図1(d)、(e)に示すように、溶媒吸収層1601が2層化されている場合には、溶媒成分を含んだ第2の溶媒吸収層1612が除去される。なお、転写材1と基材50とを併用する場合には、この剥離除去部2013によって基材50も除去される。これにより、図2(d)に示すように、カラーフィルタ画像2000を包み込むように熔融膜化した透明の顔料保持膜1650により構成されるカラーフィルタ3とガラスなどの透明な画像支持体55とによりカラーフィルタ転写物2016が製造される。図2(d)に示すカラーフィルタ用転写物2016には、カラーフィルタ3の耐候性などを考慮して第1の溶媒吸収層1611が熔融膜化した保護膜1660が設けられている。しかし、本発明に係るフィルタ、およびカラーフィルタ用転写物を、保護膜1660を備えない形態をとることも可能である。
以上のように、本実施形態におけるカラーフィルタの製造装置では、上述の全ての製造工程を1つの装置内で行い得るものとなっている。しかし、各製造工程をそれぞれ独立した装置によって行うようにすることも可能である。すなわち、生産性などを考慮してインクジェット記録装置、画像支持体重ね合わせ装置、加圧加熱転写装置、溶媒吸収層除去装置などのような独立した装置を用いてカラーフィルタおよびカラーフィルタ転写物を製造することも可能である。
(カラーフィルタ転写物)
本実施形態のカラーフィルタ転写物は、ガラス板や樹脂フィルムなどの透明な画像支持体55に、顔料粒子を包み込むように熔融膜化した顔料保持膜1650が接着転写された構成を有する。空隙構造を維持しながら光透過フィルタ用顔料インクの溶媒成分を多量に吸収した溶媒吸収層1601を、画像支持体55への接着転写後に除去することで、図2(d)、(e)に示すように、ヘイズ劣化の非常に少ない、透過光の選択吸収性に優れたカラーフィルタが得られる。厚膜の溶媒吸収層1601に十分な溶媒吸収容量を持たせているので、多量の光透過フィルタ用顔料インクを重ね記録することが可能である。さらに顔料粒子は薄膜の顔料浸透層1600の膜厚と同程度にしか平面方向に拡散浸透しないため、薄膜稠密な顔料膜を形成することが可能である。従って、本実施形態におけるカラーフィルタの転写材1を用いることにより、高濃度でにじみの少ない高精度のカラーフィルタを作製することができる。また、RGB各色の光透過フィルタ用顔料インクを記録するに先立ち、黒色の光透過フィルタ用顔料インクを用いて格子状のブラックマトリックスを記録することで、顔料浸透層1600の底部界面の空隙を黒顔料粒子で先行して埋めることが可能になる。このため、RGB各色の顔料粒子が画素に相当するブラックマトリックスの各枠からはみ出して色にじみが生ずることはなくなる。また、顔料浸透層1600は、色材である顔料粒子を包み込むように溶融膜化して顔料膜1606の透明な保護膜を形成しているため、顔料粒子を完全に固定化することができ、熔融膜化した顔料保持膜1650が画像支持体55に強固に接着する。さらに、第1の溶媒吸収層1601を熔融膜化して透明保護膜も転写させた場合には、さらに安定した光吸収透過特性を長期に亘って維持することができる。
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。ただし、本発明は、下記の実施例によっていかなる制限を受けるものではない。なお、以下の記載における「部」、「%」は特に断らない限り質量基準である。
(基材A)
基材Aとして、PET基材50(商品名「テトロンG2」 厚さ50μm 帝人デュポンフィルム株式会社製)用いた。
(水溶性樹脂溶液1の調製)
ポリビニルアルコール(商品名「PVA235」、株式会社クラレ製)をイオン交換水に溶解し、固形分含量が8%の水溶液樹脂溶液1を調製した。なお、ポリビニルアルコールは、平均重合度が2300、けん化度が87〜89mol%であった。
(水溶性樹脂溶液2の調製)
アクリル系の水溶性樹脂として、(商品名「NS−625」、高松油脂製)をイオン交換水に溶解し、固形分含量が8%の水溶性樹脂溶液2を調製した。
(溶媒吸収層塗工液Y1の調製)
第1のガラス製反応容器に攪拌機、還流冷却管、温度計、窒素ガス導入管を備えつけた後、ノニオン系乳化剤としてアクアロンRN−30(第1工業製薬(株)製)6g、アニオン系乳化剤アクアロンHS−30(第1工業製薬(株)製)6g、メチルメタアクリレート100.0g、エチルアクリレート20.0g、2−ヒドロキシルエチルアクリレート10.0g、メタクリル酸5.0gを用い、水275gを入れ攪拌し総量427.0gの混合物を調整した。次にこの混合物の36gを取り出し、同様の第2の反応容器に移した後、窒素ガス導入下73℃で40分間乳化を行った。次いで重合開始剤としてペルオキソニ硫酸アンモニウム17gを水36gに溶解し、乳化液に添加した。その後、混合物の残量を第1の反応容器より取り出し100分間かけて、第2の反応容器内に徐々に滴下し、73℃で重合を行った。混合物残量を滴下終了した後、73℃で80分間攪拌を継続し、エマルジョン水溶液1(Tg:78℃、樹脂固形分35.0%)を合成した。この分散粒子の平均1次粒径は40nmであった。次に、エマルジョン水溶液1を100部とポリビニルアルコール水溶液1を43.75部加え、スタティックミキサーにより混合し、溶媒吸収層塗工液Y1を得た。
(溶媒吸収層塗工液Y2の調製)
シリカ水溶液(商品名「スノーテックスO」(固形分(SiO2)濃度 20%、平均粒子径10nm)日産化学工業株式会社製)を100部と水溶性樹脂水溶液2を50部加え、スタティックミキサーにより混合し、溶媒吸収層塗工液Y2を得た。
(顔料浸透層塗工液G1の調製)
エマルション水溶液1と同様にして、懸濁重合により、固形分濃度20%、平均1次粒子径180nm、Tg:78℃のエマルション水溶液3を得た。なお、ノニオン系乳化剤としてアクアロンRN−30(第1工業製薬(株)製)およびアニオン系乳化剤アクアロンHS−30(第1工業製薬(株)製)を使用しなかった。次に、エマルション水溶液3を100部と水溶性樹脂溶液2を25部加え、スタティックミキサーにより混合し、顔料浸透層塗工液G1を得た。
(顔料浸透層塗工液2の調製)
エマルション水溶液1と同様にして、懸濁重合により、固形分濃度20%、平均1次粒子径120nm、Tg:78℃のエマルション水溶液4を得た。次に、エマルション水溶液3を100部と水溶性樹脂溶液2を25部加え、スタティックミキサーにより混合し、顔料浸透層塗工液2を得た。
(接着強化層強化材塗工液S1の調製)
三井化学(株)製ケミパールV−300(固形分濃度40%、平均2次粒子径6μm)を10部と、イオン交換水部90部と、を5分攪拌混合して、接着強化層塗工液S1を得た。
(離型剤塗工液R1の調製)
離型剤としての中京油脂社製ポリロン788を用いた。
(RGBK光透過フィルタ用顔料インクの調整)
水100重量部/エチレングリコール50重量部の溶液に、CF AQ―023(御国色株式会社製、顔料水分散液)23gを混合し、ビーズミルで攪拌し、さらに塩酸を添加してpH3としてレッド画素用のRインクを調製した。レッド画素用のR光透過フィルタ用顔料インクの平均2次粒子径は51nmであった。同様に、CF AQ−010(御国色素株式会社製、顔料水分散液)20gを用いてブルー画素用のB光透過フィルタ用顔料インクを調製した。ブルー画素用のB光透過フィルタ用顔料インクの平均2次粒子径は52nmであった。同様に、CF AQ−016(御国色素株式会社製顔料水分散液)21gを用いてグリーン画素用のG光透過フィルタ用顔料インクを調製した。グリーン画素用のG光透過フィルタ用顔料インクの平均2次粒子径は53nmであった。同様に、CF AQ−022(御国色素株式会社製、顔料水分散液)23gを用いてブラックマトリックス用の黒光透過フィルタ用顔料インクを調製した。ブラックマトリックス用の黒光透過フィルタ用顔料インクの平均2次粒子径は50nmであった。
[実施例1]
次に、本発明の実施例1を、図6を参照しつつ説明する。
(転写材T1の調整)
溶媒吸収層塗工液2を基材Aの表面に塗工してから乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材A上に溶媒吸収層を形成した。乾燥後の塗工量は40g/m2とした。溶媒吸収層の厚さは40μmであった。この溶媒吸収層の表面に、離型剤塗工液1を、インク溶媒の浸透吸収を妨げないように極めて薄く塗工して、剥離層を設けた。さらに離型層の表面に、湿し水による処理を行いながら顔料浸透層塗工液G1を塗工した後に、乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材Aと溶媒吸収層と顔料浸透層とを含む転写材T1を製造した。乾燥後の塗工量は3g/m2とした。顔料浸透層の厚さは3μmであった。溶媒吸収層および顔料浸透層の塗工にはグラビアコーターを用い、塗工速度は5m/分、乾燥温度は60℃とした。転写材T1の顔料浸透層の空隙の細孔直径、および溶媒吸収層の空隙の細孔直径をBET法により測定した。顔料浸透層の空隙の細孔直径は180nmであり、溶媒吸収層の空隙の細孔直径は10nmであった。
(カラーフィルタF1の製造)
転写材1に、前述した光透過フィルタ用顔料インクを用いてカラーフィルタ画像を順次インクジェット方式により記録した。画像記録は、まず、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。次に、RGB各色の印字を行った。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体であるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、基材A、インク溶媒成分1607のほぼ全てを含んだ溶媒吸収層1601を、剥離層を介して剥離することにより、本実施例1のカラーフィルタF1を得た。
[実施例2(製造例2)]
<転写材T2の調整>
溶媒吸収層塗工液Y2を基材Aの表面に塗工してから乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材A上に第2の溶媒吸収層1612を形成した。乾燥後の塗工量は40g/m2とした。第2の溶媒吸収層1612の厚さは40μmであった。この第2の溶媒吸収層1612の表面に、離型剤塗工液R1を、インク溶媒の浸透吸収を妨げないように極めて薄く塗工して、剥離層を設けた。さらに離型層の表面に、湿し水による処理を行いながら溶媒吸収層塗工液Y1を塗工して、乾燥して第1の溶媒吸収層1611を形成した。乾燥後の塗工量は10g/m2とした。さらに第1の溶媒吸収層1611の表面に、顔料浸透層塗工液G1を塗工した後に、乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材Aと第2の溶媒吸収層1612、第1の溶媒吸収層1611と顔料浸透層1600とを含む転写材T2を製造した。乾燥後の塗工量は3g/m2とした。顔料浸透層1600の厚さは3μmであった。第2の溶媒吸収層1612、第1の溶媒吸収層1611および顔料浸透層1600の塗工にはグラビアコーターを用い、塗工速度は5m/分、乾燥温度は60℃とした。転写材1の顔料浸透層1600の空隙の細孔直径、および溶媒吸収層1601の空隙の細孔直径をBET法により測定した。顔料浸透層1600の空隙の細孔直径は180nmであり、第2の溶媒吸収層1612の空隙の細孔直径は10nm、第1の溶媒吸収層1611の空隙の細孔直径は40nmであった。
<カラーフィルタF2の製造>
転写材T2に、インクジェット方式により、まず、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。次に、RGB各色の印字を行った。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体であるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、基材50、インク溶媒成分1607のほぼ全てを含んだ第2の溶媒吸収層1612を、剥離層を介して剥離することにより、本実施例1の記録物2を得た。なお、カラーフィルタはF2に形成されている第1の溶媒吸収層1611は溶融膜化して透明保護層として、顔料浸透層1600が顔料粒子を包み込むように熔融膜化した顔料保持膜の表面に形成されていた。
[実施例3(製造例3)]
<転写材T3の調整>
溶媒吸収層塗工液Y2を基材Aの表面に塗工してから乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材A上に溶媒吸収層1601を形成した。乾燥後の塗工量は40g/m2とした。溶媒吸収層1601の厚さは40μmであった。この溶媒吸収層1601の表面に、離型剤塗工液R1を、インク溶媒の浸透吸収を妨げないように極めて薄く塗工して、剥離層を設けた。さらに離型層の表面に、湿し水による処理を行いながら顔料浸透層塗工液G2を塗工して、乾燥して第1の顔料浸透層1670を形成した。乾燥後の塗工量は5g/m2とした。さらに第1の顔料浸透層1670の表面に、顔料浸透層塗工液G1を塗工した後に、乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材Aと溶媒吸収層1601、第1の顔料浸透層1670と第2の顔料浸透層1680とを含む転写材T3を製造した。乾燥後の塗工量は3g/m2とした。顔料浸透層1600の厚さは3μmであった。溶媒吸収層1601および第1の顔料浸透層1670、第2顔料浸透層1680の塗工にはグラビアコーターを用い、塗工速度は5m/分、乾燥温度は60℃とした。転写材T1の顔料浸透層1600および第2顔料浸透層1680の空隙の細孔直径、および溶媒吸収層1601の空隙の細孔直径をBET法により測定した。溶媒吸収層1601の空隙の細孔直径は10nm、第1の顔料浸透層1670の空隙の細孔直径は120nm、第2の顔料浸透層は180nmであった。
<カラーフィルタF3の製造>
転写材T3に、インクジェット方式により、まず、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。次に、RGB各色の印字を行った。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体Aであるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、基材A、インク溶媒成分1607のほぼ全てを含んだ溶媒吸収層1601を、剥離層を介して剥離することにより、本実施例3のカラーフィルタF3を得た。なお、カラーフィルタF3に形成されている第1のおよび第2の顔料浸透層1670、1680は溶融膜化して、良好に画像支持体55に接着していた。
[実施例4(製造例4)]
<転写材T4の調整>
転写材T2において離型層を設けなかった以外は本実施例2と同様にして転写材T4を得た。
<カラーフィルタF4の製造>
転写材T4に、インクジェット方式により、まず、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。次に、RGB各色の印字を行った。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体55であるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、フィルムを接着させたガラスをDMSO溶液中に15分間浸漬させ、基材50と溶媒成分1607のほぼ全てを含んだ第2の溶媒吸収層1612とを、剥離することにより、本実施例4のカラーフィルタF4を得た。なお、カラーフィルタF4に形成されている顔料浸透層1600は熔融膜化して、良好に画像支持体55に接着しており、第1の溶媒吸収層1611も熔融膜化して良好な透明保護膜を形成していた。
[実施例5(製造例5)]
<転写材T5の調整>
転写材T1の顔料浸透層1600表面に接着強化層塗工液S1を塗工した後に、乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材50上に、溶媒吸収層1601、剥離層、顔料浸透層1600、さらに顔料浸透層1600の表面に接着剤を離散的に設けた接着強化層を有する転写材T5を製造した。乾燥後の塗工量は1.5g/m2とした。接着強化層の厚さは1.5μmであった。接着強化層の塗工にはグラビアコーターを用い、塗工速度は5m/分、乾燥温度は60℃とした。
<カラーフィルタF5の製造>
転写材T5に、インクジェット方式により、まず、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。次に、RGB各色の印字を行った。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体55であるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、基材50と、溶媒成分のほぼ全てを含んだ溶媒吸収層1601とを、剥離層を介して剥離することにより、本実施例5のカラーフィルタF5を得た。なお、カラーフィルタF5に形成されている接着強化層は、顔料保持膜とともに溶融膜化して、良好に画像支持体55に接着していた。
[実施例6(製造例6)]
<転写材T6の調整>
実施例1の転写材T1の顔料浸透層の厚みを10μmとした以外は、実施例1と同様にして転写材T6を調整した。
<カラーフィルタF6の製造>
転写材T6に、前述した光透過フィルタ用顔料インクを用いてカラーフィルタ画像を順次インクジェット方式により記録した。画像記録は、まず、RGB光透過フィルタ用顔料インクで、カラーフィルタ画像を記録した。その後ブラック光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体であるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、基材A、インク溶媒成分1607のほぼ全てを含んだ溶媒吸収層1601を、剥離層を介して剥離することにより、本実施例6のカラーフィルタF6を得た。
[比較例1]
<転写材T7の調整>
離型剤塗工液R1を基材50Aの表面に極めて薄く塗工してから乾燥させることにより、転写材の構成素材として、基材50A上に剥離層を形成した。この剥離層の表面に、顔料浸透層塗工液G1を、塗工して乾燥させることにより、転写材T6を製造した。乾燥後の塗工量は40g/m2とした。顔料浸透層1600の厚さは40μmであった。顔料浸透層1600の塗工にはグラビアコーターを用い、塗工速度は5m/分、乾燥温度は60℃とした。また、溶媒吸収層1601の空隙の細孔直径は180nmであった。
<カラーフィルタF7の製造>
転写材T7に、インクジェット方式により、まず、黒色の光透過フィルタ用顔料インクで、格子状に印字し、ブラックマトリックスを形成した。次に、RGB各色の印字を行った。このカラーフィルタ画像を有する転写材を画像支持体55であるガラスの表面に顔料浸透層1600を合わせて、それらをヒートローラと加圧ローラとにより加圧加熱して接着(転写)させた。その後、基材50を、離型層を介して剥離することにより、本実施例6のカラーフィルタF7を得た。厚膜の顔料浸透層1600は熔融膜化して画像支持体55に部分的に接着していたが、接着転写面に顔料粒子が介在したり、溶媒成分が染み出して接着不良を生じたりしている部分もあった。カラーフィルタT7のカラーフィルタ画像自体も滲みが大きく解像度が低下しており、また、顔料粒子が分散して薄膜稠密な顔料膜が形成されておらず、画像濃度も低いカラーフィルタであった。
実施例1〜6より、転写材は画像支持体55と合わせて加圧加熱することで良好に接着転写を行うことができた。また、厚膜の溶媒吸収層1601で大量の溶媒吸収を可能とすることで、高濃度でのインク記録密度が可能となり、高濃度な顔料膜を形成することができた。
本実施例のカラーフィルタ用転写材は、インクジェット記録後に画像支持体55に転写した上で、溶媒成分を吸収した厚膜の溶媒吸収層1601を基材Aとともに除去することで、ヘイズ劣化の少ない薄膜稠密な顔料膜を画像支持体55上に形成することができた。すなわち、薄膜の顔料浸透層1600(顔料浸透層の厚みを1以上10μm以下に制御すること)によって、顔料粒子の滲み過ぎを抑制するとともに、厚膜の溶媒吸収層1601によって多量の溶媒成分を吸収させた上で画像支持体55に接着転写し、その後に除去する。従って、顔料微粒子の濃度を無理に高くせずにインクジェット適性を高めた低濃度の光透過フィルタ用顔料インクを複数回重ね打ちすることで、薄膜稠密で高濃度な顔料膜を安定して形成できた。また、実施例1〜5においては、顔料浸透層の厚みを実施例6よりも薄膜に形成し、先に黒色の光透過フィルタ用顔料インクによってブラックマトリックスを形成することで、顔料浸透層1600の色境界部の空隙構造を黒顔料粒子で埋めた後に、RGB各色の光透過フィルタ用顔料インクによる着色を行うことで、実施例6よりも遮光性に優れかつ色滲みの少ないカラーフィルタ転写物を、簡易な構成と簡単な工程によって一体的に作製することができた。さらに、実施例1〜6においては、底部に顔料膜を形成した顔料浸透層1600を、画像支持体55に加熱加圧して接着転写する際に、顔料粒子を包み込むように熔融膜化して顔料保持膜を形成することで、元来耐候性に優れている顔料粒子自体も直接露出することが抑制されるので顔料粒子の光学特性はさらに安定化する。このため、本発明のカラーフィルタ転写物は光学的特性の経時劣化が少なく、長期使用性に優れたものとなる。
1 フィルタ用転写材
50 基材
1600 顔料浸透層
1601 溶媒吸収層
1003 光透過フィルタ用顔料インク
1003a 顔料
1607 インク溶媒
1680 第2の顔料浸透層
1670 第1の溶媒吸収層
2009 インクジェット記録部
2012 接着転写部
2013 溶媒受容層除去部
2016 カラーフィルタ転写物
2018 インクジェット記録装置

Claims (13)

  1. 光透過フィルタ用顔料インクに含まれる顔料粒子および溶媒を浸透可能とする顔料浸透層と、前記顔料粒子の浸透を阻止すると共に前記溶媒の吸収を可能とする空隙構造を有する溶媒吸収層とを互いに積層してなるインク受容層に対し、前記顔料浸透層側から前記顔料インクを付与するインク付与工程と、
    前記顔料インクの溶媒成分を含んだ前記溶媒吸収層の少なくとも一部を前記インク受容層から除去する溶媒吸収層除去工程と、を備えることを特徴とする光透過フィルタの製造方法。
  2. 前記顔料浸透層の厚さが1μm〜10μmであることを特徴とする請求項1に記載の光透過フィルタの製造方法。
  3. 前記顔料浸透層に付与された前記顔料粒子は、前記溶媒吸収層と前記顔料浸透層との界面から、順次、顔料浸透層の内部に堆積することを特徴とする請求項1または2に記載の光透過フィルタの製造方法。
  4. 前記インク付与工程と、前記溶媒吸収層除去工程の間に、前記顔料浸透層を熔融膜化させる熔融工程を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光透過フィルタの製造方法。
  5. 前記熔融工程は、前記顔料浸透層の内部に堆積した顔料粒子を包むように前記顔料浸透層を溶融膜化させることを特徴とする請求項4に記載の光透過フィルタの製造方法。
  6. 前記溶媒吸収層は、前記顔料浸透層から除去可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光透過フィルタの製造方法。
  7. 前記溶媒吸収層は、前記顔料浸透層に接する第1の溶媒吸収層と、前記第1の溶媒吸収層に積層される少なくとも1層の第2の溶媒吸収層とからなり、
    前記第2の溶媒吸収層は、前記第1の溶媒吸収層から除去可能に形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光透過フィルタの製造方法。
  8. 前記第1の溶媒吸収層の少なくとも一部の空隙を消滅させる空隙消滅工程を、さらに備えることを特徴とする請求項7に記載の光透過フィルタの製造方法。
  9. 前記インク付与工程は、前記インク受容層に複数種の光透過フィルタ用顔料インクを付与することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の光透過フィルタの製造方法。
  10. 前記インク付与工程は、レッド、グリーン、ブルーの3種類の光透過フィルタ用顔料インクを、前記インク受容層の異なる位置に付与してカラーの画像を形成することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の光透過フィルタの製造方法。
  11. 前記インク付与工程は、前記カラーの画像を形成しない部分に、前記3種類の光透過フィルタ用顔料インクの付与に先行して黒の顔料インクを付与することを特徴とする請求項10に記載の光透過フィルタの製造方法。
  12. 前記インク付与工程は、前記黒の顔料インクによって、格子状のブラックマトリックスを形成し、前記ブラックマトリックスによって形成された複数の枠それぞれに1色ずつ前記3種類の光透過フィルタ用顔料インクを付与することを特徴とする請求項11に記載の光透過フィルタの製造方法。
  13. 前記インク受容層は、基材に支持されていることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の光透過フィルタの製造方法。
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