JP7131174B2 - 画像形成方法、画像形成装置及び印刷物の製造方法 - Google Patents

画像形成方法、画像形成装置及び印刷物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、画像形成方法、画像形成装置及び印刷物の製造方法に関する。
インクジェットプリンターは低騒音、低ランニングコスト、カラー印刷が容易であるなどの利点を有し、デジタル信号の出力機器として一般家庭に広く普及している。近年では、家庭用のみならず、例えば食品、飲料、日用品などの包装材料にインクジェットで作像する技術が発展してきている。
日本国内ではインクジェットを適用する被印刷物としてプラスチックフィルムなどの非吸収性被印刷物(非浸透性基材、非吸収性記録媒体などとも称される)が使用されており、そのためのインクが開発されてきている。このようなプラスチックフィルムにインクジェットで直接印刷するニーズの例としては、例えば食品や日用品の包装印刷用途が挙げられ、こういった用途は印字物を至近距離で見る機会が多いことから、非常に高い画像品質が求められる。
しかしながら、非吸収性被印刷物上にインクジェット印刷を行った場合、浸透乾燥が起こらないため、インク滴が過剰に広がって白抜き文字(ネガ文字とも言う)が潰れてしまって可読できなくなることがある。
こういった問題に対応するために、非吸収性記録媒体に、凝集剤を含む反応液、色材を含むインクの順に付与する技術が知られている(特許文献1参照)。
また、このような包装用途の大半は特許文献2で知られるように、プラスチックフィルムの裏面にカラーインクを印刷し、隠蔽性とカラーインクの発色性を良くするために白色インクを印刷した後、印刷層の上に接着剤を塗布し、ヒートシールできるフィルムを貼りあわせてラミネート加工した包装材料が一般的である。特に、軟包装用途ではポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン(ONY)の使用量が多い。特にポリプロピレンは安価でかつ成形性、耐薬品性、耐熱性など優れた性能を多数有するため最も使用量が多い。
しかし、ポリプロピレンは非極性かつ結晶性の樹脂であるため水性インクが弾かれやすく、インク層を密着させるのが困難であるとともに、白色インクとカラーインクの境界において滲みが発生することがあり、高画質な画像が得られにくいという問題があった。更に、複数のカラーインクを使用する場合に、色境界において滲みが発生し、高画質な画像が得られないという問題があった。
本発明は、非浸透性基材への密着性に優れ、滲みを抑制し、高画質な画像を形成できる画像形成方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、樹脂フィルム上に画像を形成する画像形成方法であって、水、有機溶剤、ウレタン樹脂粒子及び凝集剤を含む表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する工程と、前記表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する工程の次に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色以外の着色剤を含む非白色インクを付与する工程と、前記非白色インクを付与する工程の次に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する工程と、を有し、前記ウレタン樹脂粒子は、ポリエステル系ウレタン樹脂粒子、ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子及びポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子から選ばれることを特徴とする。
本発明によれば、非浸透性基材への密着性に優れ、滲みを抑制し、高画質な画像を形成できる画像形成方法を提供することができる。
記録装置の一例における斜視説明図である。 メインタンクの一例における斜視説明図である。 印刷物の一例における断面説明図である。
以下、本発明に係る画像形成方法、画像形成装置及び印刷物の製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
本発明の画像形成方法は、非浸透性基材上に画像を形成する画像形成方法であって、水、有機溶剤及びウレタン樹脂粒子を含む表面処理用組成物を前記非浸透性基材上に付与する工程と、水、有機溶剤及びアクリル樹脂粒子を含む非白色インクを付与する工程と、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する工程と、を有することを特徴とする。以下、詳細を説明する。
(表面処理用組成物)
表面処理用組成物は、水、有機溶剤及びウレタン樹脂粒子を含み、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
<ウレタン樹脂粒子>
表面処理用組成物がウレタン樹脂粒子を含むことにより、非浸透性基材との高い密着性を得ることができる。表面処理用組成物中に含有するウレタン樹脂粒子の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、有機溶剤などの材料と混合して表面処理用組成物を得ることが可能である。
表面処理用組成物中のウレタン樹脂粒子のガラス転移温度Tgは、-25~75℃であることが好ましいが、密着性向上の点から、-25~25℃がより好ましく、-25~10℃であることが更に好ましい。前記ウレタン樹脂粒子のTgはDSC(リガク社製Thermo plus EVO2/DSC)により測定することができる。
ウレタン樹脂粒子の含有量は表面処理用組成物の総量に対して固形分として0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。0.5質量%以上の場合、樹脂が充分に基材を被覆することができるため密着性が向上し、20質量%以下の場合、膜厚が厚くなりすぎないため密着性が低下しにくい。
ウレタン樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像硬度を得る点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
<有機溶剤>
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、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、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
有機溶剤のインク中における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
<水>
表面処理用組成物中における水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%~60質量%がより好ましい。
<その他の添加剤>
表面処理用組成物には、必要に応じて、凝集剤、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えてもよい。凝集剤の種類は特に限定されず、水溶性カチオンポリマー、酸、多価金属塩等が挙げられる。
<<多価金属塩>>
多価金属塩はインク中の顔料を着滴後に速やかに凝集させ、カラーブリードを抑制するとともに、発色性を向上させる。
多価金属化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、チタン化合物、クロム化合物、銅化合物、コバルト化合物、ストロンチウム化合物、バリウム化合物、鉄化合物、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、マグネシウム化合物及びニッケル化合物、並びにこれらの塩(多価金属塩)等が挙げられる。
これら多価金属化合物の中でも、顔料を効果的に凝集させることができるため、カルシウム化合物、マグネシウム化合物、及びニッケル化合物からなる群より選択される一種以上が好ましく、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属がより好ましい。
なお、多価金属化合物はイオン性のものが好ましい。特に、上記多価金属化合物がカルシウム塩である場合、反応液の安定性がより良好となる。
上記の多価金属化合物の具体例としては、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。
これらの中でも、潮解性による先塗り層(表面処理用組成物によって形成された層)の強度低下を防ぐ目的で酢酸カルシウムが好ましい。
前記多価金属イオンの表面処理用組成物の全体に対する濃度は、0.05~0.5モル/kgであるとき、特に優れた貯蔵安定性が得られるとともに、カラーブリードが抑えられるため好適である。
<<界面活性剤>>
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
表面処理用組成物中における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましい。
<<消泡剤>>
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
<<防腐防黴剤>>
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンなどが挙げられる。
<<防錆剤>>
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
<<pH調整剤>>
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
(非白色インク及び白色インク)
次に、本発明における非白色インク及び白色インクについて説明する。
前記非白色インクは水、有機溶剤及びアクリル樹脂粒子を含み、前記白色インクは水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む。
以下、特に断りのない限り、「インク」と表記した場合には、非白色インクと白色インクとを区別せず、両者に共通する説明をするものである。
<アクリル樹脂粒子>
本発明におけるインクにアクリル樹脂粒子を添加することにより、インク層どうしの密着性を高めることができる。
インクに用いるアクリル樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
市販品としては、例えば、マイクロジェルE-1002、E-5002(スチレン-アクリル系樹脂粒子、日本ペイント社製)、ボンコート4001(アクリル系樹脂粒子、大日本インキ化学工業社製)、ボンコート5454(スチレン-アクリル系樹脂粒子、大日本インキ化学工業社製)、SAE-1014(スチレン-アクリル系樹脂粒子、日本ゼオン社製)、サイビノールSK-200(アクリル系樹脂粒子、サイデン化学社製)、プライマルAC-22、AC-61(アクリル系樹脂粒子、ローム・アンド・ハース社製)、ナノクリルSBCX-2821、3689(アクリルシリコーン系樹脂粒子、東洋インキ製造社製)などが挙げられる。
インク中のアクリル樹脂粒子のガラス転移温度Tgは、-30~100℃であることが好ましく、良好な吐出信頼性、擦過性の点で、0~100℃であることがより好ましく、12~82℃であることが更に好ましい。前記アクリル樹脂粒子のTgはDSC(リガク社製Thermo plus EVO2/DSC)により測定することができる。
アクリル樹脂粒子の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インク全量に対して、1~30質量%が好ましい。
アクリル樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像硬度を得る点から、10~1000nmが好ましい。前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
<水、有機溶剤>
インクに含まれる水及び有機溶剤は上述した表面処理用組成物と同様の構成とすることができる。
<着色剤>
白色インクに用いられる着色剤としては、白色を呈すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機白色顔料、有機白色顔料、中空粒子などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、無機白色顔料、中空樹脂粒子が好ましい。なお、「非白色」とは、白色以外の有色又は無色を意味する。
白色インクの白色度の基準としては、ISO-2469(JIS-8148)があり、一般的にはその値が70以上の場合、白色の着色剤として用いられる。
白色インクには中空構造を有する白色粒子(中空粒子)を用いてもよく、中空構造を有する白色粒子としては、例えば中空樹脂粒子、無機中空粒子が挙げられる。
前記無機白色顔料としては、例えば、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、酸化チタンが好ましい。
中空樹脂粒子の樹脂組成としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン-アクリル樹脂、架橋型スチレン-アクリル樹脂等のアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、マレイン系樹脂などが挙げられる。
無機中空粒子の材質としては、例えば、白色を呈するシリコン、アルミニウム、チタン、ストロンチウム、ジルコニウムなどの金属の酸化物、窒化物、酸化窒化物、及び、各種ガラス、シリカ等の無機化合物が挙げられる。
非白色インクとしては、例えば、カラーインク、黒色インク、灰色インク、クリアインク、メタリックインクなどが挙げられる。なお、前記クリアインクとは、着色剤を含まず、主に樹脂粒子、有機溶剤及び水からなるインクを意味する。非白色インクとしてクリアインクを用いた場合であっても、本発明によれば、白色インクとクリアインクの境界における滲みを抑制することができ、また、カラーインクとクリアインクの境界における滲みを抑制することができる。
前記カラーインクとしては、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ライトシアンインク、ライトマゼンタインク、レッドインク、グリーンインク、ブルーインク、オレンジインク、バイオレットインクなどが挙げられる。
前記非白色インクは白色以外の着色剤を含んでいてもよく、前記非白色インクに用いられる着色剤としては、非白色を呈するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、染料、顔料などが挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、顔料が好ましい。前記顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料などが挙げられる。
前記無機顔料として、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックなどが挙げられる。これらは、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。
これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。
その他、非白色インクにおいても中空樹脂粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
前記顔料としては、黒色用としては、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、チャン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、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料などが挙げられる。これらは、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。
また、カラー用としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155;C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51;C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219;C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63;C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36などが挙げられる。これらは、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。
前記染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142;C.I.アシッドレッド52、80、82、249、254、289;C.I.アシッドブルー9、45、249;C.I.アシッドブラック1、2、24、94;C.I.フードブラック1、2;C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173;C.I.ダイレクトレッド1、4、9、80、81、225、227;C.I.ダイレクトブルー1、2、15、71、86、87、98、165、199、202;C.I.ダイレクドブラック19、38、51、71、154、168、171、195;C.I.リアクティブレッド14、32、55、79、249;C.I.リアクティブブラック3、4、35などが挙げられる。これらは、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。
メタリックインクに用いる着色剤としては、金属単体、合金、又は金属化合物を微粉砕してなる微粉末が挙げられる。より具体的には、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、スズ、亜鉛、インジウム、チタン、シリコン、銅、又はプラチナよりなる一群の金属単体のいずれか1種類若しくは複数よりなるものであって、又はこれらの一群の金属を組み合わせて得られる合金であってよい。また、これらの一群の金属単体若しくは合金の酸化物、窒化物、硫化物、又は炭化物のいずれか1種類若しくは複数、を微粉砕して得られるもの等が挙げられる。
インク中の着色剤の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
<<顔料分散体>>
着色剤に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
顔料をインク中に分散させるには、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした自己分散顔料等が使用できる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能なものを用いることができる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT-100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を分散し、粒径を調整して得ることができる。分散は分散機を用いるとよい。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、非白色インクにおける非白色顔料については、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、体積平均粒径が30~110nmであることが好ましい。
また、高い分散安定性と高い白色度が得られる点から、白色インクにおける中空樹脂粒子については、平均体積粒径が200~1000nmであることが好ましい。無機中空粒子については、高い分散安定性と高い白色度が得られる点から、平均体積粒径が10~200nmであることが好ましい。
顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
無機白色顔料の体積平均粒径としては、100nm以上350nm以下が好ましく、200nm以上300nm以下がより好ましい。前記体積平均粒径が、100nm以上であると、隠蔽性を向上でき、350nm以下であると、分散安定性、及び記録ヘッドの目詰り防止等の信頼性を向上できる。前記白色色材の体積平均粒径は、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
<その他の成分>
本発明におけるインクは表面処理用組成物と同様に、必要に応じて、凝集剤、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などを添加してもよく、表面処理用組成物で述べた具体例を用いることができる。
<インクの製造方法の例>
本発明におけるインクは、例えば前記構成成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて攪拌混合して作製する。攪拌混合は、通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行うことができる。
<インクの物性>
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE-80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7~12が好ましく、8~11がより好ましい。
(記録媒体)
本発明に用いる記録媒体(基材などとも称することがある)としては、特に制限なく用いることができ、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材に対して特に好適に用いることができる。
本発明における非浸透性基材とは、水透過性、吸収性及び/又は吸着性が低い表面を有する基材を指しており、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれる。より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である基材を指す。
前記非浸透性基材の中でも、特にポリプロピレンフィルム(OPPフィルム)、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)、ナイロンフィルム(ONYフィルム)等の樹脂フィルムに対して良好な密着性が得られる。
前記ポリプロピレンフィルムの例としては、東洋紡社製P-2002、P-2161、P-4166、SUNTOX社製PA-20、PA-30、PA-20W、フタムラ化学社製FOA、FOS、FORなどが挙げられる。
前記ポリエチレンテレフタレートフィルムの例としては、東洋紡社製E-5100、E-5102、東レ社製P60、P375、帝人デュポンフィルム社製G2、G2P2、K、SLなどが挙げられる。
前記ナイロンフィルムの例としては、東洋紡社製ハーデンフィルムN-1100、N-1102、N-1200、ユニチカ社製ON、NX、MS、NKなどが挙げられる。
(画像形成方法及び画像形成装置)
本発明の画像形成方法は、非浸透性基材上に画像を形成する画像形成方法であって、水、有機溶剤及びウレタン樹脂粒子を含む表面処理用組成物を前記非浸透性基材上に付与する工程と、水、有機溶剤及びアクリル樹脂粒子を含む非白色インクを付与する工程と、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、非浸透性基材上に画像を形成する画像形成装置であって、水、有機溶剤及びウレタン樹脂粒子を含む表面処理用組成物を前記非浸透性基材上に付与する手段と、水、有機溶剤及びアクリル樹脂粒子を含む非白色インクを付与する手段と、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する手段と、を有することを特徴とする。
前記表面処理用組成物、非白色インク、白色インクは上述のものを用いることができる。また、表面処理用組成物、非白色インク、白色インクを付与する方法としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能であるが、インクジェット記録方法が好ましく用いられる。インクジェット記録方法以外にも、例えば、ブレードコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法、スプレーコート法などが挙げられる。
本発明の画像形成方法では、非浸透性基材を表面改質する工程(表面改質工程)を有することが好ましい。表面改質工程を行うことにより、表面処理用組成物を非浸透性基材に付与したときのムラを抑制することができ、密着性をより向上させることができる。
表面改質としては、例えばコロナ放電処理、ストリーマ放電処理、大気圧プラズマ処理、フレーム処理、紫外線照射処理等が挙げられる。これらの処理方法は、公知の装置を用いて実施することができる。
上記の処理方法の中でも、コロナ放電処理、ストリーマ放電処理が好ましい。これらは、大気圧プラズマ処理、フレーム処理、紫外線照射処理と比較して、放電の出力安定性に優れていることや、記録面に対して均一に表面処理が行えるということから、好ましく用いられる。
本発明の画像形成方法では、インクを付与した後に加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理を行うことにより、インク塗膜中の残留溶剤が減少し、密着性を更に向上させることができる。
すなわち、本発明の画像形成方法は、非白色インクを付与した後に加熱処理を行う加熱処理工程(1)と、白色インクを付与した後に加熱処理を行う加熱処理工程(2)とを有することが好ましい。加熱処理工程(1)と加熱処理工程(2)をともに有することがより好ましいが、どちらか一方であっても上記の効果が期待できる。
前記加熱処理工程における加熱温度としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能であるが、例えば50~130℃が好ましい。また、前記加熱処理工程における加熱時間としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能であるが、例えば1~120秒が好ましく、1~30秒がより好ましい。
また、非白色インクは、白色以外の着色剤を含んでいてもよく、着色剤の種類を変えて非白色インクを付与する工程を複数回行ってもよい。複数回行う場合は、全ての非白色インクがアクリル樹脂粒子を含んでいることが必要である。
本発明の画像形成方法は、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に用いられる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
この記録装置には、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。前処理装置により表面処理用組成物の付与を行い、後処理装置により白色インクの付与を行う構成としてもよい。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
(印刷物の製造方法及び印刷物)
本発明の印刷物の製造方法は、非浸透性基材上に画像が形成された印刷物の製造方法であって、水、有機溶剤及びウレタン樹脂粒子を含む表面処理用組成物を前記非浸透性基材上に付与する工程と、水、有機溶剤及びアクリル樹脂粒子を含む非白色インクを付与する工程と、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する工程と、を有することを特徴とする。
本発明における印刷物の一例の断面図を図3に示す。本実施形態における印刷物は、基材1上に、先塗り層2、非白色インク層3、白色インク層4がこの順で形成されている。先塗り層2は前記表面処理用組成物からなる層であり、非白色インク層3は前記非白色インクからなる層であり、白色インク層4は前記白色インクからなる層である。
本実施形態の印刷物において、各層の厚みは特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、先塗り層2は0.05~0.5μmが好ましく、非白色インク層3は0.5~3μmが好ましく、白色インク層4は1~4μmが好ましい。
上記では非白色インクを1種用いた場合の例となっているが、これに限られるものではない。非白色インクは白色以外の着色剤を含んでいてもよく、着色剤の種類を変えて非白色インクを付与する工程を複数回行って、複数の非白色インク層を形成してもよい。この場合、複数の非白色インク層を形成する箇所は適宜変更することが可能であり、厚み方向に重ねて形成してもよいし、平面方向に隣接するように形成してもよい。
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、例中の「部」は「質量部」を表し、「%」は特に断りのない限り「質量%」を表す。
(ウレタン樹脂エマルションの調製)
<ウレタン樹脂エマルションAの調製>
撹拌機、還流冷却管、及び温度計を挿入した反応容器に、ポリライトOD-X-2420(DIC社製、ポリエステルポリオール)1,500g、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)220g、及びN-メチルピロリドン(NMP)1,347gを窒素雰囲気下で仕込み、60℃に加熱してDMPAを溶解させた。
次いで、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート1,445g、及びジブチルスズジラウリレート(触媒)2.6gを加えて90℃まで加熱し、5時間かけてウレタン化反応を行い、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを得た。この反応混合物を80℃まで冷却し、さらにトリエチルアミン149gを添加・混合したものの中から4,340gを抜き出して、強撹拌下、水5,400g及びトリエチルアミン15gの混合溶液の中に加えた。
次いで、氷1,500gを投入し、35質量%の2-メチル-1,5-ペンタンジアミン水溶液626gを加えて鎖延長反応を行い、固形分濃度が30質量%となるように溶媒を留去し、得られた樹脂エマルジョンをペイントコンディショナー(レッドデビル社製、50~1,425rpmの範囲で速度調節可能)で分散処理し、固形分濃度40.0質量%、Tg10℃のポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョンAを得た。
なお、TgはDSC(リガク社製Thermo plus EVO2/DSC)にて測定した。
<ウレタン樹脂エマルションBの調製>
ウレタン樹脂エマルションAの調製において、ポリライトOD-X-2420を使用する代わりに、ハイフレックスD2000(第一工業製薬社製、ポリエーテルポリオール)に変更した以外は調製例1と同様にして、固形分濃度が30質量%、Tg75℃のポリエーテル系ウレタン樹脂エマルションBを得た。
<ウレタン樹脂エマルションCの調整>
撹拌機及び加熱器を備えた簡易加圧反応装置に、Mn2,000の結晶性ポリカーボネートジオール(デュラノールT6002、旭化成ケミカルズ社製)287.9部、1,4ブタンジオール3.6部、DMPA8.9部、水添MDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)98.3部及びアセトン326.2部を、窒素を導入しながら仕込んだ。その後、90℃に加熱し、8時間かけてウレタン化反応を行い、プレポリマーを製造した。反応混合物を40℃に冷却後、トリエチルアミン6.8部を添加・混合し、更に水568.8部を加え回転子-固定子式方式の機械乳化機で乳化することで水性分散体を得た。得られた水性分散体に撹拌下、10%のエチレンジアミン水溶液を28.1部加え、50℃で5時間撹拌し、鎖伸長反応を行った。その後、減圧下に65℃でアセトンを除去し、水分調節をして、固形分濃度が40質量%、Tg-20℃のポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルションCを得た。
(アクリル樹脂粒子エマルションの調製)
<アクリル樹脂エマルションDの調製>
アクリル樹脂エマルションDとして、ボンコートCF-6140(DIC社製、Tg12℃)を用いた。
<アクリル樹脂エマルションEの調製>
アクリル樹脂エマルションEとして、ビニブラン2682(日信化学工業社製、Tg-30℃)を用いた。
<アクリル樹脂エマルションFの調製>
アクリル樹脂エマルションFとして、JE-1056(星光PMC社製、Tg82℃)を用いた。
(表面処理用組成物の調製)
<表面処理用組成物調製例1>
以下の配合で調合後、混合攪拌し、5μmのフィルター(ザルトリウス社製ミニザルト)で濾過して、表面処理用組成物調製例1の表面処理用組成物を得た。
1,2-プロパンジオール 10部
エマルゲンLS-106(花王社製界面活性剤) 1部
酢酸カルシウム1水和物 1.76部
ポリエステル系ウレタン樹脂エマルションA(固形分として) 10部
プロキセルLV(アビシア社製防腐剤) 0.1部
イオン交換水 77.14部
<表面処理用組成物調製例2~10>
表1に記載の処方で表面処理用組成物調製例1と同様にして表面処理用組成物調製例2~10の表面処理用組成物を得た。
Figure 0007131174000001
なお、表1中、エマルションA~Fの含有量は固形分を表す。
(インクの調製)
<顔料分散体の調製>
<<ブラック顔料分散体の調製>>
東海カーボン社製のカーボンブラック:シーストSP(SRF-LS)100gを、2.5N(規定)の次亜塩素酸ナトリウム溶液3000mLに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行い、カーボンブラックの表面にカルボン酸基が付与された顔料を得た。この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行った。
次いで、該顔料分散体とイオン交換水を用いて透析膜による限外濾過を行い、更に、超音波分散を行って、顔料固形分を20%に濃縮した体積平均粒径100nmのブラック顔料分散体を得た。
<<シアン顔料分散体の調製>>
ブラック分散体の調製において、使用する色材を東洋インキ社製銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:4、商品名:LX4033)に代えた以外は同様にして体積平均粒径75nmのシアン顔料分散体を得た。
<<マゼンタ顔料分散体の調製>>
ブラック分散体の調製において、使用する色材をSun Chemical社製Pigment Red 122に代えた以外は同様にして体積平均粒径73nmのマゼンタ顔料分散体を得た。
<<イエロー顔料分散体の調製>>
ブラック分散体の調製において、使用する色材を大日精化工業社製イエロー顔料(ピグメントイエロー74、商品名:イエローNO.46)に代えた以外は同様にして体積平均粒径82nmのイエロー顔料分散体を得た。
<<白色顔料分散体の調整>>
酸化チタンSTR-100W(堺化学工業社製)25g、顔料分散剤TEGO Dispers651(エボニック社製)5g、水70gを混合し、ビーズミル(リサーチラボ、シンマルエンタープライゼス社製)にて、0.3mmΦのジルコニアビーズを充填率60%、8m/sにて5分間分散し、体積平均粒径285nmの白色顔料分散体を得た。
<インクの調製方法>
インクの調製は、表2、表3に記載した通りの処方で混合攪拌し、非白色インクは0.2μmポリプロピレンフィルターにて、白色インクは0.5μmポリプロピレンフィルターにて濾過することにより作製した。なお、界面活性剤は、FS-300(DuPont社製フッ素系界面活性剤)を使用した。
Figure 0007131174000002
Figure 0007131174000003
なお、表2、表3中、顔料分散体の含有量及びエマルションA~Fの含有量は固形分を表す。
(実施例1)
表4に示される通りに表面処理用組成物、非白色インク、白色インクを用いて下記の評価を行った。
<印字部密着性評価>
バーコーターを有する画像形成装置として設定したインクジェットプリンター(リコー社製IPSiO GXe5500)に、インクジェット方式で印刷するインクとして非白色インク、白色インクを充填し、バーコーターを用いて付与する液体として表面処理用組成物を充填した。
予め表面をコロナ処理したOPPフィルム(東洋紡社製パイレンP2102)、PETフィルム(東洋紡社製エスペットE5100)、ONYフィルム(東洋紡社製ハーデンN1100)に対して、バーコーターNo.1で表面処理用組成物を塗工し乾燥させた。次いで、非白色インク1によりテスト画像を印刷し、更に、非白色インク1とほぼ重ならないようにして非白色インク2によりテスト画像を印刷し、80℃で2分間乾燥させた。その後、白色インクベタ画像を印刷し、80℃で2分間乾燥させて印刷物を得た。得られた印刷物に対し、布粘着テープ(ニチバン社製123LW-50)を使用した碁盤目剥離試験を行い、下記基準により評価した。Bまでが許容範囲である。
[評価基準]
A:100個の升目のどれにも剥がれが見られない。
B:100個の升目のうち1個以上~5個以下剥がれたものがある。
C:100個の升目のうち6個以上剥がれたものがある。
<色境界滲み評価>
上記の印字部密着性評価で得られた印刷物について、以下の色境界滲み評価を行った。印刷パターンの2色(非白色インク1、2)が接する部分における滲みの発生の有無(滲みが発生しない箇所を○とし、滲みが発生している箇所を×とする)を各Dutyで調べ、下記基準により評価した。Bまでが許容範囲である。
[評価基準]
A:Duty70%まで○であり、このDutyまでブリーディング無く印刷が可能。
B:Duty50%まで○であり、このDutyまでブリーディング無く印刷が可能。
C:Duty40%以上が×であり、Duty40%の印刷でブリーディングが発生する。
(実施例2~18)
実施例1において、表4、表5に示される通りに表面処理用組成物、非白色インク、白色インクを代えた以外は同様にして評価を行った。
(実施例19)
実施例1において、各フィルムに対してコロナ処理を行わない以外は同様にして評価を行った。
(実施例20)
実施例1において、非白色インク印字後に加熱処理を行わない以外は同様にして評価を行った。
(実施例21)
実施例1において、白色インク印字後に加熱処理を行わない以外は同様にして評価を行った。
(比較例1~18)
実施例1において、表6、表7に示される通りに表面処理用組成物、非白色インク、白色インクを代えた以外は同様にして評価を行った。
(比較例19)
比較例1において、表面処理用組成物を付与しない以外は同様にして評価を行った。
Figure 0007131174000004
Figure 0007131174000005
Figure 0007131174000006
Figure 0007131174000007
なお、表4~表7中、加熱処理(1)とあるのは非白色インク印字後の加熱処理を表し、加熱処理(2)とあるのは白色インク印字後の加熱処理を表す。
実施例1、3、9、10、12、15、16は本発明の好ましい例である。これらの実施例では密着性、色境界滲み評価ともに全ての基材でA評価であった。
実施例4、11、18はウレタン樹脂粒子のTgが-25~25℃から外れる場合の例である。OPPフィルムでの密着性がB評価となっているが、使用上問題のないレベルと言える。
実施例2、5、8、11、14、17はアクリル樹脂粒子のTgが0~100℃から外れる場合の例である。OPPフィルムでの密着性、ラミネート強度がB評価となっているが、使用上問題のないレベルと言える。
実施例6、7、13、14は表面処理用組成物中のウレタン樹脂粒子の含有量が表面処理用組成物に対して0.5質量%~20質量%から外れる場合の例である。実施例6、13の表面処理用組成物中のウレタン樹脂粒子量は少ないため十分にフィルムを覆いきれておらず、実施例7、14のウレタン樹脂粒子量は多いため膜厚が厚すぎて密着性が低下しているが、B評価なので使用上問題のないレベルと言える。
実施例19は基材の表面改質処理を行わない場合の例である。この場合、表面処理用組成物の塗工時のムラが生じ、密着性を上げる機能がないため、密着性、色境界滲みが低下しているが、B評価なので使用上問題のないレベルと言える。
実施例20~21はインク印字後に加熱処理を行わない場合の例である。インク印字後に加熱処理を行わない場合、インク中樹脂の効果が速やかに進まないため、密着性、色境界滲みが低下しているが、B評価なので使用上問題のないレベルと言える。
比較例1~6は表面処理用組成物にウレタン樹脂粒子を用いない場合の例である。
比較例7~12は非白色インク1、2のいずれかのインク中の樹脂がアクリル樹脂でない場合の例である。
比較例13~18は白色インクにアクリル樹脂粒子を用いない場合の例である。
比較例1~18は密着性、色境界滲み評価のいずれかの基材でC評価であり、OPP、PET、ONYの3種基材において、密着性と画質を両立できていないことがわかる。
比較例19は表面処理用組成物を付与しない場合の例である。比較例19は密着性、色境界滲み評価ともに問題があった。
なお、上記の表面処理用組成物における酢酸カルシウムの含有量は1.76部及び3.52部としているが、酢酸カルシウムの濃度は評価結果に影響するものではなかった。
(実施例22)
実施例1において、非白色インク2を用いなかった以外は実施例1と同様にして評価を行った。色境界滲み評価については、非白色(ブラック)と白色が接する部分における滲みの発生の有無を各Dutyで調べ、上記の基準により評価した。
(比較例20)
比較例1において、非白色インク2を用いなかった以外は比較例1と同様にして評価を行った。色境界滲み評価については、実施例22と同様に、非白色(ブラック)と白色が接する部分における滲みの発生の有無を各Dutyで調べ、上記の基準により評価した。
(比較例21)
比較例10において、非白色インク2を用いなかった以外は比較例1と同様にして評価を行った。色境界滲み評価については、実施例22と同様に、非白色(ブラック)と白色が接する部分における滲みの発生の有無を各Dutyで調べ、上記の基準により評価した。
(比較例22)
比較例13において、非白色インク2を用いなかった以外は比較例1と同様にして評価を行った。色境界滲み評価については、実施例22と同様に、非白色(ブラック)と白色が接する部分における滲みの発生の有無を各Dutyで調べ、上記の基準により評価した。
Figure 0007131174000008
実施例22では密着性、色境界滲み評価ともに全ての基材でA評価であった。
比較例20は表面処理用組成物にウレタン樹脂粒子を用いない場合の例であり、比較例21は非白色インク中の樹脂がアクリル樹脂でない場合の例であり、比較例22は白色インクにアクリル樹脂粒子を用いない場合の例である。比較例20~22は密着性、色境界滲み評価のいずれかの基材でC評価であり、OPP、PET、ONYの3種基材において、密着性と画質を両立できていないことがわかる。
1 基材
2 先塗り層
3 非白色インク層
4 白色インク層
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
特開2015-71738号公報 特開2008-246837号公報

Claims (9)

  1. 樹脂フィルム上に画像を形成する画像形成方法であって、
    水、有機溶剤、ウレタン樹脂粒子及び凝集剤を含む表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する工程と、
    前記表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する工程の次に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色以外の着色剤を含む非白色インクを付与する工程と、
    前記非白色インクを付与する工程の次に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する工程と、を有し、
    前記ウレタン樹脂粒子は、ポリエステル系ウレタン樹脂粒子、ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子及びポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子から選ばれることを特徴とする画像形成方法。
  2. 前記非白色インクは、白色以外の着色剤を含み、
    前記非白色インクを付与する工程は、前記着色剤の種類を変えて前記非白色インクを付与する工程を複数回行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記表面処理用組成物中のウレタン樹脂粒子のガラス転移温度Tgが-25~25℃であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  4. 前記表面処理用組成物中のウレタン樹脂粒子は、前記表面処理用組成物に対して0.5~20質量%含まれることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の画像形成方法。
  5. 前記非白色インク及び白色インク中のアクリル樹脂粒子のガラス転移温度Tgが0~100℃であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の画像形成方法。
  6. 前記樹脂フィルムを表面改質する工程を有し、
    前記表面改質する工程は、コロナ放電処理であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の画像形成方法。
  7. 前記非白色インクを付与した後に加熱処理を行う第1の加熱処理工程と、前記白色インクを付与した後に加熱処理を行う第2の加熱処理工程とを有することを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の画像形成方法。
  8. 樹脂フィルム上に画像を形成する画像形成装置であって、
    水、有機溶剤、ウレタン樹脂粒子及び凝集剤を含む表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する手段と、
    前記表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与した後に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色以外の着色剤を含む非白色インクを付与する手段と、
    前記非白色インクを付与した後に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する手段と、を有し、
    前記ウレタン樹脂粒子は、ポリエステル系ウレタン樹脂粒子、ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子及びポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子から選ばれることを特徴とする画像形成装置。
  9. 樹脂フィルム上に画像が形成された印刷物の製造方法であって、
    水、有機溶剤、ウレタン樹脂粒子及び凝集剤を含む表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する工程と、
    前記表面処理用組成物を前記樹脂フィルム上に付与する工程の次に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色以外の着色剤を含む非白色インクを付与する工程と、
    前記非白色インクを付与する工程の次に、水、有機溶剤、アクリル樹脂粒子及び白色の着色剤を含む白色インクを付与する工程と、を有し、
    前記ウレタン樹脂粒子は、ポリエステル系ウレタン樹脂粒子、ポリエーテル系ウレタン樹脂粒子及びポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子から選ばれることを特徴とする印刷物の製造方法。
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