JP7328616B2 - インクセット、記録方法、及び記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インクセット、記録方法、及び記録装置に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、ブリードや凝集ムラ等を抑制した記録物を得ることについて種々の検討がなされている。例えば、特許文献1には、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体上に複数のインクを重ねて記録した場合に、それらのインク間でのブリードが防止でき、インクの凝集ムラが抑制され、かつインクジェットノズルに目詰りが生じにくい記録方法が開示されている。特許文献1に具体的に開示されている記録方法は、非吸収性記録媒体又は低吸収性記録媒体に、第1処理液と、色材を含む第1インクと、第2処理液と、色材を含む第2インクとを、この順番で重ねて付着させる工程を有し、第1処理液は、第1インクの成分を凝集又は増粘させる凝集剤を含み、第2処理液は、第2インクの成分を凝集又は増粘させる凝集剤を含む方法である。
特開2015-147405号公報
処理液を用いる記録方法では、処理液の凝集剤によりインク組成物の成分が凝集し、早期にインク層が固化する。白色インクとカラーインクを積層印刷する場合、二次加熱乾燥の際にインク積層膜のひび割れの発生が起こる場合がある。特に、処理液を用いた場合に、ひび割れ発生率が大きいという課題があることが分かってきた。
本発明のインクセットは、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体への記録に用いるインクセットであって、非白色インク組成物と、白色インク組成物と、処理液と、を備え、非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する、水系のインク組成物であり、白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する。
上記インクセットは、非白色インク組成物が、酸価が20~95mgKOH/gである顔料分散樹脂を含有することが好ましい。
上記インクセットは、非白色インク組成物が、アミン価が10mgKOH/g以下である顔料分散樹脂を含有することが好ましい。
上記インクセットは、白色インク組成物が、酸価が10mgKOH/g以下である顔料分散樹脂を含有することが好ましい。
上記インクセットは、処理液に含まれるアルカノールアミン化合物の含有量が、処理液の総量に対して、0.1~1質量%であることが好ましい。
上記インクセットは、クリアインク組成物を備え、該クリアインク組成物が、アルカノールアミン化合物を含有することが好ましい。
上記インクセットは、処理液が、樹脂微粒子を含有することが好ましい。
上記インクセットは、凝集剤が、多価金属塩、有機酸、又はカチオンポリマーである水溶性化合物であることが好ましい。
上記インクセットは、処理液に含まれるアルカノールアミン化合物の標準沸点が、350℃以下であることが好ましい。
本発明の記録方法は、記録媒体へ記録を行う記録方法であって、記録媒体が、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体であり、処理液を記録媒体へ付着させて、処理液層を形成する処理液付着工程と、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体へ付着させて、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体に付着させて、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、を備え、非白色インク層と白色インク層と処理液層とが重なる領域を有し、非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する。
上記記録方法は、処理液付着工程後に、白色インク付着工程又は非白色インク付着工程を実施し、重なる領域において、付着させた処理液に含まれる溶媒成分のうち50質量%以上が残存する状態で、白色インク組成物又は非白色インク組成物を付着させることが好ましい。
上記記録方法は、処理液付着工程後に、記録媒体を加熱する加熱工程を備え、該加熱工程に、白色インク付着工程又は非白色インク付着工程を実施することが好ましい。
上記記録方法は、クリアインク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体へ付着させて、クリアインク層を形成するクリアインク付着工程を備え、クリアインク組成物が、アルカノールアミン化合物を含有することが好ましい。
上記記録方法は、白色インク組成物又は非白色インク組成物のうち後に記録媒体に付着する方のインク組成物と、クリアインク組成物と、の記録媒体への付着を同一走査において行うことが好ましい。
本発明の記録装置は、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体への記録に用いる記録装置であって、非白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドと、白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドと、処理液を吐出するインクジェットヘッドと、を備え、非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する、水系のインク組成物であり、白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する。
本実施形態に用い得るインクジェット記録装置の一例の全体の概略を示す側面図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
1.インクセット
本実施形態に係るインクセットは、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体への記録に用いるインクセットであって、非白色インク組成物と、白色インク組成物と、処理液と、を備え、非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する、水系のインク組成物であり、白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する。また、本実施形態に係るインクセットは、クリアインク組成物をさらに備えてもよい。
上記のように、本発明者らが検討した結果、処理液を用いて白色インクとカラーインクを積層印刷する場合に、ひび割れ発生率が大きいという課題があることが分かってきた。この理由は、特に制限されないが、インク組成物と処理液とが反応することでインク組成物の成分が凝集して粗大な粒子として塗膜になり、これが加熱乾燥時に、急激に乾燥するときに、熱収縮率等の差によりひび割れが発生しやすいためと考えられる。また、白色インクとカラーインクの積層膜の場合に特にひび割れが発生しやすいことから、積層する各インク層の膜構成が異なることが、ひび割れが発生しやすい原因であると考えられる。
これに対して、本実施形態では、凝集剤に加えてアルカノールアミン化合物を含有する処理液を用いる。このような処理液を用いて白色インクとカラーインクを積層印刷したところ、ひび割れの発生が抑制されることが分かった。この理由は、特に制限されないが、アルカノールアミン化合物がインク成分と凝集剤との反応を緩和することにより、形成されるインク膜が急激に反応して粗大粒子になることが抑制されるためと考えられる。以下、処理液及び各インク組成物について詳説する。
1.1.処理液
処理液は、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有し、必要に応じて、水、水溶性有機溶剤、樹脂微粒子、界面活性剤を含んでいてもよい。以下、各成分について説明する。
1.1.1.凝集剤
凝集剤は、インク組成物に含まれるいずれかの成分、好ましくは色材と樹脂のいずれかと反応することで凝集させて増粘させ、インク組成物に含まれる樹脂や色材を記録媒体で早期に固定して流動を抑えるという機能を有する。これにより、着弾後にインク滴を固定しインク滴間の干渉を抑えることができ、良質な画像を形成できる。このような凝集剤としては、特に制限されないが、例えば、多価金属塩、有機酸、又はカチオンポリマーである水溶性化合物が挙げられる。凝集剤は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
上記凝集剤の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは0.5~10質量%であり、より好ましくは1~8質量%であり、さらに好ましくは2~6質量%である。凝集剤の含有量が上記範囲内であることにより、インク滴間の干渉の抑制効果により、得られる画像の品質がより向上するとともに、ひび割れもより抑制される傾向にある。
多価金属塩は、2価以上の多価金属イオンとアニオンから構成される化合物である。2価以上の多価金属イオンとしては、特に制限されないが、例えば、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Ba2+等が挙げられる。アニオンとしては、例えば、Cl-、NO3 -、CH3COO-、I-、Br-、ClO3 -、SO4 -等が挙げられる。これらの中でも、上述の凝集効果が一層高まるという観点から、マグネシウム塩、カルシウム塩およびアルミニウム塩を好ましく用いることができる。多価金属塩を構成する上記多価金属と塩とは、いずれを組み合わせたものであってもよく、水和物であってもよい。なお、多価金属塩は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
多価金属塩の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは0.5~10質量%であり、より好ましくは1~8質量%であり、さらに好ましくは2~6質量%である。多価金属塩の含有量が上記範囲内であることにより、インク滴間の干渉の抑制効果により、得られる画像の品質がより向上するとともに、ひび割れもより抑制される傾向にある。
有機酸としては、特に制限されないが、例えば、リン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸、及び乳酸が挙げられる。このなかでも、1価あるいは2価以上のカルボン酸が好ましい。このようなカルボン酸を含むことにより、得られる記録物の耐ブリード性により優れる傾向にある。なお、有機酸は1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
有機酸の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは0.5~10質量%であり、より好ましくは1~8質量%であり、さらに好ましくは2~6質量%である。有機酸の含有量が上記範囲内であることにより、インク滴間の干渉の抑制効果により、得られる画像の品質がより向上するとともに、ひび割れもより抑制される傾向にある。
カチオンポリマーとしては、水に可溶であり且つ水中で正に荷電するポリマーであれば特に制限されないが、例えば、アミン系樹脂、カチオン性ウレタン樹脂などが挙げられる。アミン系樹脂は、例えば、ポリアミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルアミン樹脂、エピハロヒドリンとアミン化合物から生成される樹脂などが挙げられる。ポリアミン樹脂は、樹脂の主骨格中にアミノ基を有する樹脂であればよい。ポリアミド樹脂は、樹脂の主骨格中にアミド基を有し、アミノ基を有する樹脂であればよい。ポリアリルアミン樹脂は、樹脂の主骨格中にアリルアミンに由来する構造を有する樹脂であり、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体などが挙げられる。
カチオンポリマーの含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは0.5~10質量%であり、より好ましくは1~8質量%であり、さらに好ましくは2~6質量%である。カチオンポリマーの含有量が上記範囲内であることにより、インク滴間の干渉の抑制効果により、得られる画像の品質がより向上するとともに、ひび割れもより抑制される傾向にある。
1.1.2.アルカノールアミン化合物
アルカノールアミン化合物は、アルカン骨格に、水酸基とアミノ基とを有する化合物である。アルカノールアミン化合物は、分子中の水酸基の数が1以上であり、1~5が好ましく、2~3がより好ましい。アルカノールアミン化合物は、分子中の炭素数が1~20が好ましく、2~10がより好ましく、6~9がさらに好ましい。アルカン骨格は、アルカン骨格あたりの炭素数が1~6が好ましく、2~4がより好ましい。アルカノールアミン化合物は、分子中のアミノ基の数が1以上であり、1~5が好ましく、1~2がより好ましい。
アルカノールアミン化合物としては、特に制限されないが、例えば、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、及びトリブタノールアミンが挙げられる。このなかでも、トリエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミンが好ましく、トリイソプロパノールアミンがより好ましい。アルカノールアミン化合物は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
アルカノールアミン化合物の標準沸点は、好ましくは350℃以下であり、より好ましくは330℃以下であり、さらに好ましくは310℃以下である。また、好ましくは250℃以上である。また、より好ましくは250~350℃であり、さらに好ましくは300~330℃である。アルカノールアミン化合物の標準沸点が上記範囲内であることにより、ひび割れがより抑制されるほか、得られる記録物の耐擦性がより向上する傾向にある。
処理液に含まれるアルカノールアミン化合物の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは0.1~5質量%であり、より好ましくは0.1~2質量%であり、より好ましくは0.1~1質量%であり、より好ましくは0.2~0.9質量%であり、さらに好ましくは0.4~0.8質量%である。アルカノールアミン化合物の含有量が上記範囲内であることにより、ひび割れがより抑制される傾向にある。
1.1.3.水
水の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは50~99質量%であり、より好ましくは50~85質量%であり、より好ましくは55~80質量%であり、さらに好ましくは60~75質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。処理液は、水系の組成物であることが好ましい。水系の組成物は、主要な溶媒成分として少なくとも水を含有する組成物である。水系の組成物の水の含有量は、組成物の総質量に対して、45質量%以上が好ましい。
1.1.4.水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレングリコールのグリコール類;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、のグリコールの低級アルキルエーテル類;グリセリン、2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、などがある。この中で好ましいものとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール、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ブチルエーテル、またはトリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、は好適に用いることができる。さらにこの中でも、エチレングリコールが好ましい。水溶性有機溶剤は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
処理液に含まれる水溶性有機溶剤の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは5~35質量%であり、より好ましくは10~30質量%であり、さらに好ましくは15~25質量%である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
水溶性有機溶剤は、標準沸点が、160~280℃のものが好ましい。また、標準沸点が280℃超の水溶性有機溶剤は、処理液の総質量に対して3質量%以下が好ましく、1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下が好ましく、0質量%でもよい。なお、前述のアルカノールアミン化合物は、水溶性有機溶剤には含めないものとする。
1.1.5.樹脂微粒子
樹脂微粒子としては、特に制限されないが、例えば、ポリウレタン樹脂微粒子、(メタ)アクリル樹脂微粒子が挙げられる。樹脂微粒子は、カチオン性又はノニオン性を有することが好ましい。特に、処理液に用いる樹脂微粒子としては、カチオン性の樹脂微粒子が好ましく、カチオン性のポリウレタン樹脂微粒子がより好ましい。このような樹脂微粒子を用いることにより、得られる画像のにじみがより抑制され、隠蔽性や耐擦性もより向上する傾向にある。樹脂微粒子は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
ウレタン樹脂微粒子としては、例えばウレタン樹脂エマルジョンが挙げられる。ウレタン樹脂エマルジョンとしては、分子中にウレタン結合を有する樹脂エマルジョンであれば特に限定されず、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、及び主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂が挙げられる。このなかでも、カチオン性又はアニオン性のウレタン樹脂微粒子が好ましい。
アクリル樹脂微粒子としては、例えばアクリル樹脂エマルジョンが挙げられる。アクリル樹脂エマルジョンとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどの(メタ)アクリル系単量体を重合させたものや、(メタ)アクリル系単量体と他の単量体とを共重合させたものが挙げられる。このなかでも、カチオン性又はアニオン性のアクリル樹脂微粒子が好ましい。
処理液に含まれる樹脂微粒子の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは3~15質量%であり、より好ましくは5~15質量%であり、さらに好ましくは7.5~12.5質量%である。樹脂微粒子の含有量が3質量%以上であることにより、得られる画像のにじみが抑制され、隠蔽性や耐擦性もより向上する傾向にある。また、樹脂微粒子の含有量が15質量%以下であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.1.6.界面活性剤
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでもシリコーン系界面活性剤が好ましい。界面活性剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール及び2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに2,4-ジメチル-5-デシン-4-オール及び2,4-ジメチル-5-デシン-4-オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
処理液に含まれる界面活性剤の含有量は、処理液の総量に対して、好ましくは0.10~1.5質量%であり、より好ましくは0.25~1質量%であり、さらに好ましくは0.50~0.75質量%である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.非白色インク組成物
非白色インク組成物は、非白色顔料を含有する水系のインク組成物である。水系については前述した。非白色インク組成物は、インクジェットインクであることが好ましい。インクジェットインクは、インクジェット法によりインクジェットヘッドから吐出して記録に用いるインクである。後述する非白色インク組成物以外のインク組成物も同様である。
非白色インク組成物は、非白色顔料と水とを含有し、必要に応じて、水溶性有機溶剤、顔料分散樹脂、樹脂微粒子、界面活性剤を含んでいてもよい。以下、各成分について説明する。前述の処理液に含有してもよい成分やその種類や含有量などを、インク組成物の成分としても、同様に含有してもよい。後述する非白色インク組成物以外のインク組成物も同様である。
1.2.1.非白色顔料
非白色顔料としては、特に制限されないが、例えば、以下に例示するものが挙げられる。非白色顔料は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
ブラック顔料としては、特に限定されないが、例えば、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)が挙げられる。
イエロー顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
マゼンタ顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
シアン顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外のカラーインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメント グリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
パール顔料としては、特に限定されないが、例えば、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔、酸塩化ビスマス等の真珠光沢や干渉光沢を有する顔料が挙げられる。
メタリック顔料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅などの単体又は合金からなる粒子が挙げられる。
非白色顔料の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.5~10質量%であり、より好ましくは1~8質量%であり、さらに好ましくは2~6質量%である。非白色顔料の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.2.水
非白色インク組成物に含まれる水の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは50~95質量%であり、より好ましくは50~85質量%であり、より好ましくは55~80質量%であり、さらに好ましくは60~75質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.3.水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。水溶性有機溶剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
非白色インク組成物に含まれる水溶性有機溶剤の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは5~35質量%であり、より好ましくは10~30質量%であり、さらに好ましくは15~25質量%である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.4.顔料分散樹脂
顔料分散樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられる。顔料分散樹脂は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂は、アクリル系モノマーを少なくとも用いて、これを重合して得られた樹脂である。アクリル系モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリレート類、メタクリレート類などがあげられる。アクリル系樹脂は、アクリル系モノマーと、アクリル系モノマー以外の他のモノマーとの共重合体樹脂でも良い。他のモノマーとしては、ビニル系モノマーなどがあげられる。ビニル系モノマーとしては例えばスチレンなどがあげられる。
上記の中でもアクリル系樹脂としては、特に制限されないが、例えば、アクリル酸-アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α―メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α―メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。
なお、樹脂は、アクリル系モノマーを少なくとも用いて、これを重合して得られた樹脂であれば、アクリル系樹脂とする。
ポリウレタン樹脂は、ポリウレタン結合を有する樹脂の総称である。ポリウレタン樹脂には、ポリウレタン結合以外に、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ポリウレタン樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ポリウレタン樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ポリウレタン樹脂等を使用してもよい。
非白色インク組成物に用いる顔料分散樹脂の酸価は、好ましくは20mgKOH/g以上であり、より好ましくは40gKOH/g以上であり、さらに好ましくは50gKOH/g以上であり、特に好ましくは80gKOH/g以上である。また、好ましくは20~300mgKOH/gであり、より好ましくは20~200mgKOH/gであり、さらに好ましくは20~150mgKOH/gである。
また、好ましくは20~95mgKOH/gであり、より好ましくは30~95mgKOH/gであり、さらに好ましくは40~90mgKOH/gである。非白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価が20mgKOH/g以上であることにより、非白色顔料と処理液との反応性がより向上し、処理液による画質向上効果が優れる傾向にある。また、顔料分散樹脂の酸価が高い場合、ひび割れが発生しやすい傾向があるものの、本実施形態によれば、優れた耐ひび割れ性が得られ、好ましい。また、非白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価が上記以下であることにより、反応性が向上しすぎることに起因する、ひび割れがより抑制される傾向にある。酸価は、樹脂の骨格中に導入される酸性基の導入量を重合に用いるモノマーや組成比により調整することにより、調整することができる。導入量を増やす方が酸価が高くなる傾向がある。酸性基としては、カルボキシル基やスルホ基などが挙げられる。
非白色インク組成物に用いる顔料分散樹脂のアミン価は、好ましくは85mgKOH/g以下であり、より好ましくは10mgKOH/g以下であり、より好ましくは5mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは0mgKOH/gである。非白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂のアミン価が上記範囲内であることにより、ひび割れがより抑制される傾向にある。アミン価は、樹脂の骨格中に導入されるアミン基の導入量を重合に用いるモノマーや組成比により調整することにより、調整することができる。導入量を増やす方がアミン価が高くなる傾向がある。なお、樹脂の酸価やアミン価は、JISで定められる中和電位差滴定法で測定される。
非白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.10~5質量%であり、より好ましくは0.10~3質量%であり、より好ましくは0.10~1.5質量%であり、より好ましくは0.25~1質量%であり、さらに好ましくは0.50~0.75質量%である。顔料分散樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、得られる画質がより向上し、ひび割れがより抑制される傾向にある。
1.2.5.樹脂微粒子
樹脂微粒子としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。特に、非白色インク組成物に用いる樹脂微粒子としては、アニオン性またはノニオン性の樹脂微粒子が好ましく、アニオン性の樹脂微粒子がより好ましい。また、ポリウレタン樹脂微粒子またはアクリル系樹脂微粒子が好ましく、ポリウレタン樹脂微粒子がより好ましい。このような樹脂微粒子を用いることにより、得られる画像の耐擦性がより向上する傾向にある。樹脂微粒子は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
非白色インク組成物に含まれる樹脂微粒子の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは3~15質量%であり、より好ましくは5~15質量%であり、さらに好ましくは7.5~12.5質量%である。樹脂微粒子の含有量が3質量%以上であることにより、得られる画像の耐擦性がより向上する傾向にある。また、樹脂微粒子の含有量が15質量%以下であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.2.6.界面活性剤
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。界面活性剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
非白色インク組成物に含まれる界面活性剤の含有量は、非白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.10~1.5質量%であり、より好ましくは0.25~1質量%であり、さらに好ましくは0.50~0.75質量%である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.3.白色インク組成物
白色インク組成物は、白色顔料を含有する水系のインク組成物である。白色インク組成物は、白色顔料と水とを含有し、必要に応じて顔料分散樹脂、樹脂微粒子、界面活性剤、水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。以下、各成分について説明する。
1.3.1.白色顔料
白色顔料としては、特に制限されないが、例えば、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムの白色無機顔料が挙げられる。当該白色無機顔料以外に、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子などの白色有機顔料を使用することもできる。
このなかでも、非白色顔料として有機顔料を用い、白色顔料として白色無機顔料を用いた場合に、有機顔料と無機顔料の処理液に対する反応性の相違及び使用量の相違、並びに、熱収縮性の相違などに起因して、ひび割れが生じやすいことから、白色顔料としては白色無機顔料を用いることが好ましい。これにより、本発明がより有用となる。
白色顔料の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは3~17質量%であり、より好ましくは5~15質量%であり、さらに好ましくは7.5~12.5質量%である。白色顔料の含有量が上記範囲内であることにより、隠蔽性の高い画像が得られるとともに、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.3.2.水
白色インク組成物に含まれる水の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは45~95質量%であり、より好ましくは50~80質量%であり、より好ましくは50~75質量%であり、さらに好ましくは55~70質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.3.3.水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。水溶性有機溶剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
白色インク組成物に含まれる水溶性有機溶剤の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは5~35質量%であり、より好ましくは10~30質量%であり、さらに好ましくは15~25質量%である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.3.4.顔料分散樹脂
顔料分散樹脂としては、特に制限されないが、例えば、非白色インク組成物で例示したものと同様のものを例示することができる。顔料分散樹脂は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
特に、白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価は、好ましくは10mgKOH/g以下であり、より好ましくは0~7mgKOH/gであり、さらに好ましくは0~5mgKOH/gである。白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価が10mgKOH/g以下であることにより、白色インク組成物と処理液との反応性を抑えることができ、得られる画像の隠蔽性がより向上する傾向にある。酸価は、樹脂の骨格中に導入される酸性基の導入量を重合に用いるモノマーや組成比により調整することにより、調整することができる。
白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂のアミン価は、好ましくは10mgKOH/g以下であり、より好ましくは0~7mgKOH/gであり、さらに好ましくは0~5mgKOH/gである。白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂のアミン価が10mgKOH/g以下であることにより、白色インク組成物と処理液との反応性を抑えることができ、得られる画像の隠蔽性がより向上する傾向にある。アミン価は、樹脂の骨格中に導入されるアミン基の導入量を重合に用いるモノマーや組成比により調整することにより、調整することができる。
白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価又はアミン価を相対的に低く、非白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価又はアミン価を相対的に高くすることにより、白色インク組成物と非白色インク組成物の凝集性を制御することができ、ひび割れがより抑制される傾向にある。特に、前述のとおり、非白色顔料として有機顔料を用い、白色顔料として白色無機顔料を用いた場合に、ひび割れが生じやすい。そのため、白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂と非白色インク組成物に含まれる顔料分散樹脂の酸価等を異ならせることは、このような場合に特に有用である。
1.3.5.樹脂微粒子
樹脂微粒子としては、特に制限されないが、例えば、処理液や前述のインク組成物で例示したものと同様のものを例示することができる。特に、白色インク組成物に用いる樹脂微粒子としては、アニオン性またはノニオン性の樹脂微粒子が好ましく、アニオン性樹脂微粒子が好ましい。またポリウレタン樹脂微粒子またはアクリル系樹脂微粒子がこのましく、ポリウレタン樹脂微粒子がより好ましい。このような樹脂微粒子を用いることにより、得られる画像の耐擦性がより向上する傾向にある。樹脂微粒子は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
白色インク組成物に含まれる樹脂微粒子の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは3~15質量%であり、より好ましくは5~15質量%であり、さらに好ましくは7.5~12.5質量%である。樹脂微粒子の含有量が3質量%以上であることにより、得られる画像の耐擦性がより向上する傾向にある。また、樹脂微粒子の含有量が15質量%以下であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.3.6.界面活性剤
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。界面活性剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
白色インク組成物に含まれる界面活性剤の含有量は、白色インク組成物の総量に対して、好ましくは0.10~1.5質量%であり、より好ましくは0.25~1質量%であり、さらに好ましくは0.50~0.75質量%である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.4.クリアインク組成物
クリアインク組成物は、記録媒体を着色するために用いるインク組成物ではなく記録物の光沢性や耐擦性などの品質の改善のために用いる組成物である。好ましくは色材の含有量が0.2質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以下であり、さらに好ましくは0.05質量%以下である。色材を含まなくてもよい。水系の組成物であるクリアインク組成物が好ましい。インクジェットインクであるクリアインク組成物が好ましい。クリンク組成物は、前述の処理液ではないものである。
本実施形態のクリアインク組成物は前述のアルカノールアミン化合物を含有してもよい。必要に応じて、水、水溶性有機溶剤、樹脂微粒子、及び界面活性剤を含有してもよい。以下、各成分について説明する。
1.4.1.アルカノールアミン化合物
アルカノールアミン化合物としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。アルカノールアミン化合物を用いることにより、ひび割れがより抑制される傾向にある。アルカノールアミン化合物は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
クリアインク組成物に含まれるアルカノールアミン化合物の含有量は、クリアインク組成物の総量に対して、好ましくは0.1~2質量%であり、より好ましくは0.1~1質量%であり、より好ましくは0.2~0.9質量%であり、さらに好ましくは0.4~0.8質量%である。アルカノールアミン化合物の含有量が上記範囲内であることにより、ひび割れがより抑制される傾向にある。
1.4.2.水
水の含有量は、クリアインク組成物の総量に対して、好ましくは50~99質量%であり、より好ましくは55~80質量%であり、より好ましくは60~75質量%であり、さらに好ましくは65~70質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.4.3.水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。水溶性有機溶剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
クリアインク組成物に含まれる水溶性有機溶剤の含有量は、クリアインク組成物の総量に対して、好ましくは5~35質量%であり、より好ましくは10~30質量%であり、さらに好ましくは15~25質量%である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法における吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.4.4.樹脂微粒子
樹脂微粒子としては、特に制限されないが、例えば、処理液や前述のインク組成物で例示したものと同様のものを例示することができる。特に、クリアインク組成物に用いる樹脂微粒子としては、アニオン性またはノニオン性の樹脂微粒子が好ましく、アニオン性が好ましい。
ポリウレタン樹脂微粒子又はアクリル樹脂微粒子がより好ましく、ポリウレタン樹脂微粒子がさらに好ましい。このような樹脂微粒子を用いることにより、ひび割れがより向上する傾向にある。樹脂微粒子は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
クリアインク組成物に含まれる樹脂微粒子の含有量は、クリアインク組成物の総量に対して、好ましくは3~15質量%であり、より好ましくは5~15質量%であり、さらに好ましくは7.5~12.5質量%である。樹脂微粒子の含有量が3質量%以上であることにより、ひび割れがより向上する傾向にある。また、樹脂微粒子の含有量が15質量%以下であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
1.4.5.界面活性剤
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、処理液で例示したものと同様のものを例示することができる。界面活性剤は一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
クリアインク組成物に含まれる界面活性剤の含有量は、クリアインク組成物の総量に対して、好ましくは0.10~1.5質量%であり、より好ましくは0.25~1質量%であり、さらに好ましくは0.50~0.75質量%である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、インクジェット法により吐出安定性がより向上する傾向にある。
2.記録方法
本実施形態の記録方法は、上記インクセットを用いて記録媒体へ記録を行う記録方法である。具体的には、処理液を記録媒体へ付着させて、処理液層を形成する処理液付着工程と、白色インク組成物を記録媒体へ付着させて、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、非白色インク組成物を記録媒体に付着させて、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、を備え、非白色インク層と白色インク層と処理液層とが重なる領域を形成する。
さらには、処理液を記録媒体へ付着させて、処理液層を形成する処理液付着工程と、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体へ付着させて、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、非白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体に付着させて、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、を備え、非白色インク層と白色インク層と処理液層とが重なる領域を形成する。
また、本実施形態の記録方法は、クリアインク組成物を、記録媒体に付着させて、クリアインク層を形成するクリアインク付着工程をさらに備えてもよい。クリアインク付着工程は、クリアインク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体に付着させてもよい。以下、各工程について詳説する。
2.1.記録媒体
本実施形態の記録方法では、記録媒体として、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体を用いる。低吸収性記録媒体及び非吸収性記録媒体は、耐水性、耐擦性に優れる一方で、処理液や水系インク組成物をはじきやすく、インク組成物の密着性も低い傾向にあるため、特に本発明が有用である。
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に油性インクを受容するための塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムやプレート;鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート;又はそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレスや真鋳等の合金のプレート;紙製の基材にポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムを接着(コーティング)した記録媒体等が挙げられる。
「低吸収性記録媒体」又は「非吸収性記録媒体」は、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msecまでの水吸収量が10mL/m2以下である記録媒体をいう。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙-液体吸収性試験方法-ブリストー法」に述べられている。
2.2.処理液付着工程
処理液付着工程は、処理液を記録媒体へ付着させて、処理液層を形成する工程である。処理液を付着させる手段としては、特に限定されないが、例えば、ローラー塗布、スプレー塗布、インクジェット方式を利用することができる。付着機構は、これらを行う機構であればよい。インクジェット方式の場合は、インクジェットヘッドである。
2.3.加熱工程
本実施形態の記録方法は、記録媒体を加熱する加熱工程を備えてもよい。この加熱工程は、処理液や各インク組成物の付着工程、それら付着工程の間、の少なくとも何れかで行う。この加熱工程を一次加熱工程ともいう。処理液付着工程及び処理液付着工程とインク組成物の付着工程のうち最初に行うインク組成物付着工程の間、の何れかに行うことが好ましい。この場合、処理液の溶媒成分の残存量を適切なものにしやすく好ましい。
また、各インク組成物の付着工程の何れかにおいて行う場合、該インク組成物が記録媒体に付着後、迅速に乾燥を促進し、画質がより優れ好ましい。
なお、加熱手段は加熱工程の実施タイミングによって適宜選択することができ、特に制限されないが、例えば、プラテンヒーター、ファン、放射線照射器、記録媒体搬送路中に設けた乾燥用のヒーターなどを用いることができる。
一次加熱工程における加熱温度は、各付着工程を受ける部分やそれらの付着工程の間の、記録媒体の表面温度で規定することができる。記録媒体の表面温度は、好ましくは15~50℃であり、より好ましくは20~45℃であり、さらに好ましくは25~40℃であり、さらに好ましくは30~38℃であり、特に好ましくは30~35℃である。
また、各付着工程において、一次加熱工程を行っても行わなくても良いが、付着工程における記録媒体の表面温度を、上記範囲としてもよい。
記録媒体の表面温度を上記範囲内とすることにより、得られる画質がより向上し、ひび割れもより抑制される傾向にある。また、インクジェットヘッドのノズルからの各溶媒の揮発も抑制され、吐出安定性も維持することができる。
加熱工程は、記録で行う全ての処理液とインク組成物の付着工程の後に行っても良い。これを二次加熱工程ともいう。二次加熱工程の時の記録媒体表面温度は、60~100℃が好ましい。
2.4.白色インク付着工程
白色インク付着工程は、スクリーン印刷、フレキソ印刷、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷など、各種の方法で行ってもよい。これらを行う場合、記録装置が備える付着機構は、これらを行う付着機構であればよい。
特に、白色インク付着工程は、白色インク組成物をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体へ付着させて、白色インク層を形成する工程が好ましい。このような吐出方法をインクジェット法ともいう。より具体的には、圧力発生手段を駆動させて、インクジェットヘッドの圧力発生室内に充填された組成物をノズルから吐出させる。
2.5.非白色インク付着工程
非白色インク付着工程は、非白色インク組成物を、白色インク組成物と同様に記録媒体へ付着させる工程である。インクジェットヘッドから吐出して、記録媒体に付着させて、非白色インク層を形成する工程が好ましい。
白色インク付着工程と非白色インク付着工程の実施順序は、特に制限されない。白色インクを先に記録媒体に付着させて白色インク層を形成し、その上に非白色インク層を形成してもよいし、非白色インクを先に記録媒体に付着させて非白色インク層を形成し、その上に白色インク層を形成してもよい。
処理液付着工程後に、白色インク付着工程又は非白色インク付着工程を実施する際には、非白色インク層と白色インク層と処理液層とが重なる領域において、付着させた処理液に含まれる溶媒成分のうち一部が残存する状態で、白色インク組成物又は非白色インク組成物を付着させることが好ましい。これにより、得られる画質や耐擦性がより向上し、ひび割れもより抑制される傾向にある。
インク組成物の付着工程のうち最初に行う付着工程を開始するときにおける、処理液に含まれる溶媒成分の残存量は、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60~90質量%である。これにより、得られる画質や耐擦性がより向上し、ひび割れもより抑制される傾向にある。溶媒成分の残存量は、処理液の一次加熱工程の温度や時間などを調整して、調整することができる。
記録媒体に対する処理液の付着量は、付着させるインク組成物の合計付着量に対して、好ましくは3~30質量%であり、より好ましくは5~20質量%であり、さらに好ましくは5~15質量%である。処理液の付着量が上記範囲内であることにより、得られる記録物の画質や耐擦性がより向上する傾向にある。
2.6.クリアインク付着工程
本実施形態の記録方法は、クリアインク組成物を記録媒体へ付着させて、クリアインク層を形成するクリアインク付着工程を備えてもよい。クリアインク組成物をインクジェット法により記録媒体に付着させることが好ましい。
この場合、クリアインク層は、非白色インク層と白色インク層と処理液層とが重なる領域に対して、少なくとも形成する。
白色インク組成物又は非白色インク組成物のうち後に記録媒体に付着する方のインク組成物と、クリアインク組成物と、の記録媒体への付着を同一走査において行うことができる。これにより、得られる画質や耐擦性がより向上する傾向にある。一方、クリアインク組成物の付着工程は、白色インク組成物又は非白色インク組成物のうち後に記録媒体に付着する方のインク組成物の付着のための走査が全て終わった後に行うこともできる。この場合、耐擦性がより優れ好ましい。
3.記録装置
本実施形態の記録装置は、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体への記録を行う記録装置であり、非白色インク組成物を記録媒体へ付着する付着機構と、白色インク組成物を記録媒体へ付着する付着機構と、処理液を記録媒体へ付着する付着機構と、を備える。また、本実施形態の記録装置は、クリアインク組成物を記録媒体へ付着する付着機構を備えてもよい。
また、記録装置は、好ましくは、非白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドと、白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドと、処理液を吐出するインクジェットヘッドと、を備える。また、本実施形態の記録装置は、クリアインク組成物を吐出するインクジェットヘッドと、を備えてもよい。以下、記録装置の一例の構成について詳説する。
図1に、本実施形態に用い得るインクジェット記録装置1の一例の全体の概略を示す側面図を示す。図1に示すように、インクジェット記録装置1は、記録媒体の給送部10と、搬送部20と、記録部30と、乾燥部90と、排出部70とを備えている。
このうち、乾燥部90は、処理液や各インク組成物を乾燥させる第1乾燥部40と、得られた記録物を乾燥する第2乾燥部50とを有する。
また、給送部10は、ロール状の記録媒体Fを搬送部20へ給送することができるように設けられている。具体的には、給送部10は、ロール媒体ホルダー11を有し、ロール媒体ホルダー11がロール状の記録媒体Fを保持している。そして、ロール状の記録媒体Fを回動させることにより、送り方向Y下流側の搬送部20へ記録媒体Fを給送することができるように構成されている。
さらに、搬送部20は、給送部10から送られた記録媒体Fを記録部30へ搬送することができるように設けられている。具体的には、搬送部20は、第1送りローラー21を有し、送られた記録媒体Fをさらに送り方向Y下流側の記録部30へ搬送することができるように構成されている。
また、記録部30は、搬送部20から送られた記録媒体Fに対して処理液を塗布し、インク組成物を吐出して記録することができるように設けられている。具体的には、記録部30は、処理液付着工程を行うヘッド31と、白色インク付着工程、非白色インク付着工程、及びクリアインク付着工程を行う記録ヘッド32と、媒体支持部としてのプラテン34と、を備える。
このうち、プラテン34は、記録媒体Fを裏面から支持することができるように設けられている。また、プラテン34には、記録媒体Fに付着した処理液、並びに記録媒体Fに付着したインク組成物を乾燥させる第1乾燥部40が設けられている。さらに、プラテン34より送り方向Y下流側には、第2送りローラー43が設けられている。そして、第2送りローラー43は、記録された記録媒体Fを送り方向Y下流側である第2乾燥部50へ送ることができるように構成されている。
また、第2乾燥部50は、記録媒体Fに付着した処理液、並びに記録媒体Fに付着したインク組成物をさらに乾燥させることができるように構成されている。さらに、第2乾燥部50の出口64近傍には、第3送りローラー65が設けられている。第3送りローラー65は、記録媒体Fの裏面と接触するように配設され、送り方向Y下流側である排出部70へ記録媒体Fを送ることができるように構成されている。
さらに、排出部70は、第2乾燥部50から送られた記録媒体Fをさらに送り方向Y下流側へ送り、インクジェット記録装置1の外部へ排出することができるように設けられている。具体的には、排出部70は、第4送りローラー71と、第5送りローラー72と、第6送りローラー73と、第7送りローラー74と、巻き取りローラー75とを有している。このうち、第4送りローラー71及び第5送りローラー72は、記録媒体Fの表面と接触するように配設されている。また、第6送りローラー73及び第7送りローラー74はローラー対を成すように配設されている。そして、第6送りローラー73及び第7送りローラー74によって排出された記録媒体Fは、巻き取りローラー75によって巻き取られるように設けられている。
インクジェット記録装置は、シリアル式のインクジェット記録装置とすることができる。シリアル式のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドがキャリッジに搭載される。インクジェットヘッドが、記録媒体に対して主走査方向に移動しながら、インク等を吐出して記録媒体に付着する主走査と、記録媒体が搬送走行に搬送される副走査と、を交互に繰り返し行うことで記録が行われる。シリアル式のインクジェット記録装置は、例えば特開2019-81351の図2のものなどに示されるものである。
インクジェットヘッドは、記録媒体の搬送方向において、上流側、下流側と、異なる位置に複数設けることができる。例えば、上流側から下流側に、順番に、処理液用インクジェットヘッド、白色インク組成物用インクジェットヘッド、非白色インク組成物用インクジェットヘッド、と設ければ、主走査と副走査を交互に繰り返し行うことで、処理液、白色インク組成物、非白色インク組成物は、この順番で、別々の主走査により、記録媒体の同じ位置に重ねて付着させることができる。配置の順番はこれに限らない。
一方、複数のインクジェットヘッドを主走査方向に投影したときに、記録媒体の搬送方向において、複数のインクジェットヘッドが重なるような位置に、複数のインクジェットヘッドを設けることもできる。この場合に、このような複数のインクジェットヘッドに、例えば、非白色インク組成物用インクジェットヘッドと、クリアインク組成物用インクジェットヘッドとを備えることで、非白色インク組成物とクリアインク組成物を、同一の主走査で記録媒体の同じ位置に重ねて付着させることができる。インク等の種類はこれに限らない。主走査をパスともいう。
インクジェット記録装置は、ライン式のインクジェット記録装置とすることもできる。ライン式のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドが、記録媒体の記録幅以上の長さのラインヘッドとして構成される。記録媒体が搬送されながら、ラインヘッドから、インク等を吐出して記録媒体に付着する走査により、記録が行われる。ラインヘッドは記録媒体の搬送方向において、上流側から下流側に、順番に複数設けることができる。
白色インク組成物と非白色インク組成物のうち後で付着する方の付着から、クリアインクの付着までの時間は、上記のシリアル式で同一の主走査でクリアインクを付着させる場合、100ミリ秒以下となりやすい。一方、上記のシリアル式で別々の主走査でクリアインクを付着させる場合や、ライン式の場合、100ミリ秒超となりやすく、500ミリ秒以上、1000ミリ秒以上となりやすい。該時間の下限は0ミリ秒以上であり、上限は限るものではないが、10000ミリ秒以下が好ましい。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
1.1.製造例1(樹脂B)
攪拌機、温度計、還流管及び滴下ロートを備えた反応容器を窒素置換した後、メチルエチルケトン300質量部を入れ、スチレン及び各種アクリル系モノマーを、合計で100質量部、過硫酸アンモニウム0.2質量部、t-ドデシルメルカプタン0.3質量部を滴下ロートに入れて4時間かけて反応容器に滴下しながら樹脂Bを重合反応させた。その後、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40質量%の樹脂Bの溶液を調製した。各種アクリル系モノマーの種類と組成比を調整して、樹脂の酸価、アミン価を表中のものに調整した。得られた樹脂は水溶性樹脂であった。
1.2.製造例2(樹脂D)、製造例3(樹脂E)、製造例4(樹脂F)
製造例1において、用いたアクリル系モノマーの種類と組成比を調整して、それぞれ、樹脂の酸価を表中のものになるよう調整した。いずれも水溶性樹脂とした。
1.6.顔料分散樹脂の酸価、アミン価
顔料分散樹脂の酸価、アミン価について、酸価はJIS K 0070、アミン価はJIS K 7237記載の方法により測定した。測定は、京都電子工業社(Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.)製のAT610を用いて行った。
2.処理液の調製
表1に記載の組成となるように、ステンレス製容器である混合物用タンクに、各成分を入れ、混合攪拌して完全に溶解させた後、さらに常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過することにより各例の処理液を得た。なお、表1中の各例に示す各成分の数値は質量%を表す。
3.インクジェット組成物の調製
まず、色材、顔料分散樹脂、溶媒の一部を秤量して顔料分散用のタンクに入れ、タンクに直径1mmのセラミック製ビーズミルを入れて攪拌することにより、色材を溶媒に分散させた顔料分散液を得た。次いで、表2に記載の組成となるように、ステンレス製容器である混合物用タンクに、残りの成分を入れ、混合攪拌して完全に溶解させた後、上記で得られた顔料分散液を投入して、さらに常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過することにより各例のインクジェット組成物を得た。なお、表2中の各例に示す各成分の数値は質量%を表す。
<アルカノールアミン化合物>
・トリイソプロパノールアミン(標準沸点305℃)
・トリエタノールアミン(標準沸点335℃)
<顔料分散樹脂>
・樹脂A(酸価75,アミン価0、BASF社製、ジョンクリル819)
・樹脂B(酸価85,アミン価85、製造例1で合成したアクリル系樹脂)
・樹脂C(酸価36,アミン価0、ビックケミー社製、DISPERBYK-2095)
・樹脂D(酸価85、アミン価0、製造例2で合成したアクリル系樹脂)
・樹脂E(酸価0、アミン価0、製造例3で合成したアクリル系樹脂)
・樹脂F(酸価5、アミン価0、製造例4で合成したアクリル系樹脂)
<顔料>
・酸化チタン
・ピグメントブルー15:3
<凝集剤>
・有機酸(マロン酸)
・カチオンポリマー(里田化工社製、ジェットフィックス260)
・多価金属塩(酢酸カルシウム)
<界面活性剤>
・BYK348(ビッグケミージャパン社製、シリコーン系界面活性剤)
<樹脂微粒子>
・カチオン性ウレタン樹脂(第一工業製薬製、SF620)
・アニオン性ウレタン樹脂(第一工業製薬製、SF170)
・アニオン性アクリル樹脂(スチレン-アクリル共重合体のアニオン分散性樹脂エマルジョン、Tg75℃)
<水溶性有機溶剤>
・ジエチレングリコール
2.記録試験
プリンタとしてセイコーエプソン製SC-S80650の改造機を用いた。この改造機では、キャリッジ上のメディア搬送方向の上流側から順番に処理液を吐出するインクジェットヘッド、白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッド、非白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッド、及びクリアインク組成物を吐出するインクジェットヘッドを順に配置し、この順にインク等が記録媒体上に重ねて付着されるようにした。また、各液ごとに4パス記録で記録するようにした。
また、改造機には、インクジェットヘッドと対向して配されたプラテンヒーターと、インクジェットヘッドの上方から風を送る温風ファンを設けた。これにより、記録中にはプラテンヒーターと温風ファンにより記録媒体を加熱し、インクジェットヘッドと対向する位置の記録媒体の記録側表面温度を一次加熱温度に調整できようにした。ただし、一時加熱温度が25℃の例についてはプラテンヒーターやファンをオフにして記録を行った。
さらに、改造機では、インクジェットヘッドより下流に、二次乾燥機構を設けた。これにより、インク等が付着した記録媒体を温度80℃で二次加熱乾燥できるようにした。
なお、表中で「非白→白」の順で記録を行った例においては、白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッド、非白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドの配置順を逆にした記録装置を用いた。
また、非白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドと主走査方向に並ぶ位置にもクリアインク組成物を吐出するインクジェットヘッドをさらに配置し、表中の時間が100msecの例については、このクリアインクヘッドを使用し、同一のパスで非白色インクとクリアインクを付着させた。一方で、表中の時間が100msecよりも長い例については、非白色インク組成物を吐出するインクジェットヘッドより下流に設置したクリアインク組成物を吐出するインクジェットヘッドを用いて、非白色インク組成物よりも後のパスでクリアインクを付着した。
各インクジェットヘッドはノズル列あたりのノズル密度600npi、ノズル数600個であるものを用いた。また、処理液及び各インク組成物ごとに1液をヘッドの1ノズル列に充填して用いた。
記録媒体に対する付着量は、それぞれ、白色インク組成物10gm/inch2、非白色インク組成物7mg/inch2、クリアインク組成物1mg/inch2とした。また、インク合計に対する処理液着量を表中の値となるように調整した。
上記改造機を用いて、パイレンフィルム-OT(型番:P2111、厚さ20μm、東洋紡(株))/OPPフィルムに対して、表に記載の条件で、処理液及び各インク組成物を矩形のベタパターンで同じ位置に重ねて付着させた。
<画質(滲み)>
上記のようにして形成したパターン部分を非白色インク側から目視で観察した。画質の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
AA:パターン中に濃淡ムラが認められなかった。
A :パターン中に細かな濃淡ムラが若干認められた。
B :パターン中に細かな濃淡ムラがかなり認められた。
C :パターン中に大きな濃淡ムラが認められた。
<耐ひび割れ>
上記のようにして形成したパターン部分を記録媒体の両側から観察した。よりひび割れが発生した面について、評価を行った。耐ひび割れ性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
AA:画像中に、目視、ルーペともにひび割れが認められなかった。
A :目視ではひび割れが見えないがルーペでひび割れが若干認められた。
B :目視で若干ひび割れが認められた。
C :目視でひび割れがかなり認められた。
<遮蔽性>
上記のようにして形成したパターンが形成された記録媒体を、非白色インクパターン側を下になるように、白い紙の上に載せて、白色インクパターン側から目視で観察した。遮蔽性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A :向こう側の非白色インクパターンが透けて認められなかった。
B :向こう側の非白色インクパターンが若干認められた。
C :向こう側の非白色インクパターンがかなり認められた。
<耐擦性>
上記のようにして形成したパターン部分を、平織布を使用して学振式耐擦試験機(荷重500g)で100回擦った際のインクの剥がれ度合を目視で評価した。耐擦性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
AA:パターン部に剥がれが認められなかった。
A :パターン部の10面積%以下に剥がれが認められた。
B :パターン部の10面積%超30面積%以下に剥がれが認められた。
C :パターン部の30面積%超50面積%以下に剥がれが認められた。
D :パターン部の50面積%超に剥がれが認められた。
<耐目詰まり性>
記録試験の条件で、記録を120分連続で行った。記録後、ノズルの不吐出有無を検査した。耐目詰まり性の評価基準を以下に示す。
(評価基準)
A :不吐出ノズルは認められなかった。
B :不吐出ノズルが全体の0.5%以下認められた。
C :不吐出ノズルが全体の0.5%超1%以下認められた。
D :不吐出ノズルが全体の1%超認められた。
※表中、「処理」は処理液を示し、「非白」は非白色インクを示し、「白」は白インクを示し、「クリア」はクリアインクを示す。また、インク付着順の「白→非白」などは、白色インクを付着させてから非白色インクを付着させたことを示す。
上記のとおり、実施例及び比較例の対比によれば、アルカノールアミン化合物を含む処理液を用いることにより、白色インク組成物と非白色インク組成物とが重なる領域におけるひび割れが抑制されることが分かる。
実施例1~6は、いずれも、処理液の種類を変えた例である。このなかで実施例2は、アルカノールアミン化合物の量が相対的に少ないため、ひび割れ評価が他の例と比べ少し劣る。また、実施例3は、樹脂微粒子を含まないため、耐擦性が他の例と比べ少し劣る。さらに、実施例4は、カチオンポリマーを用いることで、画質及びひび割れ抑制、並びに、耐擦性に優れる。実施例5は、高金属塩を用いることで、画質に優れる。実施例6は、より低沸点のアルカノールアミン化合物を用いることで、耐擦性が他の例と比べ少し劣る。
また、実施例7~11は、いずれも非白色インク組成物の種類を変えた例である。このなかで、実施例7は、樹脂微粒子を用いないため、耐擦性が他の例と比べ少し劣る。また、実施例8は、アミン価が高い顔料分散樹脂を用いたため、画質が優れる一方で、目詰まり性が他の例と比べ少し劣る。さらに、実施例9は、酸化の低い顔料分散樹脂を用いたため、画質と遮蔽性が他の例と比べ少し劣る。実施例11は、顔料分散樹脂の量が多いため、ひび割れ性が他の例と比べ少し劣る。
実施例12~13は、いずれも白色インク組成物の種類を変えた例である。このなかで、実施例12は、樹脂微粒子を含まないため、耐擦性が他の例と比べ少し劣る。また、実施例13は、相対的に酸化の高い顔料分散樹脂を用いたため、遮蔽性と耐擦性が他の例と比べ少し劣る。
実施例14~15は、いずれもクリアインク組成物の種類を変えた例である。このなかで、実施例14は、アニオン性アクリル樹脂を用いることで、ひび割れ性が他の例と比べ少し劣る。また、実施例15は、アルカノールアミン化合物を含まないことにより、ひび割れ性が他の例と比べ少し劣る。
実施例16~20は、いずれもクリアインク組成物を用いない例であり、他の例と比べて耐擦性が低い傾向にある。また、実施例21は、処理液の付着量が多い例であり、他の例と比べて耐ひび割れ性が低い傾向にある。実施例22~23は、処理液の溶剤の乾燥量を高くした例である。いずれも、ひび割れ性がやや低い他、吐出安定性が低下する傾向にある。また、実施例24は、処理液の溶剤の乾燥量を低くした例であり、画質が低下する傾向にある。実施例25は、非白色インク組成物の付着からクリアインク組成物の付着までの時間間隔をあけた例であり、ひび割れ性にやや劣ることが分かる。また、実施例26は、先に非白色インク組成物を付着させた例である。
比較例1~3は、それぞれ、アルカノールアミン化合物を含まない処理液を用いた例である。比較例1~3に示されるように、アルカノールアミン化合物を含まない処理液を用いた場合には、白色インク組成物と非白色インク組成物のいずれを先に付着させるかや、クリアインクを用いるか否かなどに関わらず、ひび割れが生じることが分かる。
参考例1~3は、それぞれ、処理液組成物、白色インク組成物、又は非白色インク組成物の何れかを用いない例である。参考例1に示されるように、処理液を用いない場合には、白色インク組成物と非白色インク組成物とを重ねたとしてもひび割れの課題自体が生じないことが分かった。また、参考例2~3に示されるように、白色インク組成物又は非白色インク組成物の一方を用いず、異なるインク層を積層しない場合にも、ひび割れの課題自体が生じないことが分かった。しかしながら、処理液を用いない場合には、画質に問題が生じ、白色インク組成物と非白色インク組成物の一方しか用いないような場合にはそもそも任意に画像形成すること自体が困難となる。
なお、比較例1の条件で、記録媒体を吸収性記録媒体として綿100%の布帛を用いて記録を行ったところ、ひび割れ評価はAAであった。このことから、吸収性記録媒体を用いた場合には、ひび割れの課題自体が生じないことが分かった。
1…インクジェット記録装置、10…給送部、11…ロール媒体ホルダー、20…搬送部、21…第1送りローラー、30…記録部、31…ヘッド、32…ヘッド、34…プラテン、40…第1乾燥部、43…第2送りローラー、50…第2乾燥部、64…出口、65…第3送りローラー、70…排出部、71…第4送りローラー、72…第5送りローラー、73…第6送りローラー、74…第7送りローラー、75…巻き取りローラー、90…乾燥装置、F…記録媒体、Y…送り方向。

Claims (15)

  1. 低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体への記録に用いるインクセットであって、
    非白色インク組成物と、白色インク組成物と、クリアインク組成物と、処理液と、を備え、
    前記非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する、水系のインク組成物であり、
    前記白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、
    前記クリアインク組成物が、アルカノールアミン化合物を含み、
    前記処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する、
    インクセット。
  2. 前記非白色インク組成物が、酸価が20~300mgKOH/gである顔料分散樹脂を含有する、
    請求項1に記載のインクセット。
  3. 前記非白色インク組成物が、アミン価が10mgKOH/g以下である顔料分散樹脂を含有する、
    請求項1又は2に記載のインクセット。
  4. 前記白色インク組成物が、酸価が10mgKOH/g以下である顔料分散樹脂を含有する、
    請求項1~3のいずれか一項に記載のインクセット。
  5. 前記処理液に含まれる前記アルカノールアミン化合物の含有量が、前記処理液の総量に対して、0.1~2質量%である、
    請求項1~4のいずれか一項に記載のインクセット。
  6. 前記クリアインク組成物に含まれる前記アルカノールアミンの含有量が、前記クリアインク組成物の総量に対して、0.1~2質量%である、
    請求項1~5のいずれか一項に記載のインクセット。
  7. 前記処理液が、樹脂微粒子を含有する、
    請求項1~6のいずれか一項に記載のインクセット。
  8. 前記凝集剤が、多価金属塩、有機酸、又はカチオンポリマーである水溶性化合物である、
    請求項1~7のいずれか一項に記載のインクセット。
  9. 前記処理液に含まれる前記アルカノールアミン化合物の標準沸点が、350℃以下であ
    る、
    請求項1~8のいずれか一項に記載のインクセット。
  10. 記録媒体へ記録を行う記録方法であって、
    前記記録媒体が、低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体であり、
    処理液を前記記録媒体へ付着させて、処理液層を形成する処理液付着工程と、
    白色インク組成物を前記記録媒体へ付着させて、白色インク層を形成する白色インク付着工程と、
    非白色インク組成物を前記記録媒体に付着させて、非白色インク層を形成する非白色インク付着工程と、
    クリアインク組成物を前記記録媒体に付着させて、クリアインク層を形成するクリアインク付着工程と、を備え、
    前記非白色インク層と前記白色インク層と前記処理液層とが重なる領域を有し、
    前記非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、
    前記白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、
    前記クリアインク組成物が、アルカノールアミン化合物を含み、
    前記処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する、
    記録方法。
  11. 前記処理液付着工程後に、前記白色インク付着工程及び前記非白色インク付着工程を実施し、
    前記重なる領域において、付着させた前記処理液に含まれる溶媒成分のうち50質量%以上が残存する状態で、前記白色インク組成物及び前記非白色インク組成物のうちの先に付着させるインク組成物を付着させる、
    請求項10に記載の記録方法。
  12. 前記処理液付着工程後に、前記記録媒体を加熱する加熱工程を備え、
    前記白色インク付着工程又は前記非白色インク付着工程において、前記加熱工程を行う、
    請求項10又は11に記載の記録方法。
  13. 前記処理液付着工程、前記白インク付着工程、前記非白インク付着工程、及び前記クリアインク付着工程、並びに、工程間における前記記録媒体の表面温度が15~50℃である、
    請求項10~12のいずれか一項に記載の記録方法。
  14. 前記白色インク組成物、前記非白色インク組成物及び前記クリアインク組成物の付着を、インクジェット法で行い、
    主走査と副走査を交互に繰り返し行うものであり、
    前記白色インク組成物又は前記非白色インク組成物のうち後に前記記録媒体に付着する方のインク組成物と、前記クリアインク組成物と、の前記記録媒体への付着を同一の主走査において行う、
    請求項10~13のいずれか一項に記載の記録方法。
  15. 低吸収性記録媒体又は非吸収性記録媒体への記録に用いる記録装置であって、
    非白色インク組成物と該非白色インク組成物を記録媒体に付着する付着機構と、
    白色インク組成物と該白色インク組成物を記録媒体に付着する付着機構と、
    クリアインク組成物と該クリアインク組成物を記録媒体に付着する付着機構と、
    処理液と該処理液を記録媒体に付着する付着機構と、を備え、
    前記非白色インク組成物が、非白色顔料を含有する、水系のインク組成物であり、
    前記白色インク組成物が、白色顔料を含有する水系のインク組成物であり、
    前記クリアインク組成物が、アルカノールアミン化合物を含み、
    前記処理液が、凝集剤と、アルカノールアミン化合物と、を含有する、
    記録装置。

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