(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024012949
(43)【公開日】2024-01-31
(54)【発明の名称】非浸透性基材用インクセット、画像形成方法、及び画像形成装置
(51)【国際特許分類】
C09D 11/54 20140101AFI20240124BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240124BHJP
B41M 5/00 20060101ALI20240124BHJP
【FI】
C09D11/54
B41J2/01 501
B41M5/00 120
B41M5/00 112
B41M5/00 132
B41M5/00 134
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022114801
(22)【出願日】2022-07-19
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】増田 公則
(72)【発明者】
【氏名】高橋 宏明
(72)【発明者】
【氏名】工藤 真樹
【テーマコード(参考)】
2C056
2H186
4J039
【Fターム(参考)】
2C056EA13
2C056EA21
2C056EE17
2C056FB01
2C056FC01
2C056FC02
2H186AB03
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2H186FB29
2H186FB48
2H186FB55
4J039AD09
4J039AE06
4J039BC05
4J039BC09
4J039BE01
4J039BE12
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4J039EA36
4J039EA43
4J039EA46
4J039FA02
4J039GA24
(57)【要約】
【課題】非浸透性基材に対する密着性、及び耐擦過性に優れた非浸透性基材用インクセットの提供。
【解決手段】樹脂(R1)を含有する前処理液と、樹脂(R2)を含有するカラーインクと、樹脂(R3)を含有するクリアインクとからなる、非浸透性基材用インクセットであって、前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする非浸透性基材用インクセットである。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂(R1)を含有する前処理液と、樹脂(R2)を含有するカラーインクと、樹脂(R3)を含有するクリアインクとからなる、非浸透性基材用インクセットであって、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする非浸透性基材用インクセット。
【請求項2】
前記樹脂(R1)、前記樹脂(R2)、及び前記樹脂(R3)のいずれもが、ウレタン樹脂又はアクリル樹脂である、請求項1に記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項3】
前記前処理液が、1,2-プロパンジオールを含む、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項4】
前記前処理液が、多価金属化合物を含有し、
前記多価金属化合物がカルシウム塩である、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項5】
前記クリアインクの乾燥膜が、50℃以上及び0℃未満にガラス転移点(Tg)を有する、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項6】
前記樹脂(R3)が粒子状であり、
前記樹脂(R3)の体積平均粒径が50nm以下である、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項7】
前記樹脂(R3)が、樹脂粒子Aと、樹脂粒子Bとを含み、
前記樹脂粒子Aのガラス転移点(Tg)が50℃以上であり、
前記樹脂粒子Bのガラス転移点(Tg)が0℃未満である、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項8】
前記樹脂粒子Aの質量MA(mg)と、前記樹脂粒子Bの質量MB(mg)との質量比(MA:MB)が、98:2~80:20である、請求項7に記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項9】
前記樹脂粒子Aがウレタン樹脂である、請求項7に記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項10】
樹脂(R3)の含有量が、前記クリアインク全量に対して8質量%以上10質量%以下である、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項11】
前記クリアインクが界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤の含有量が、前記クリアインク全量に対して2質量%以下である、請求項1から2のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット。
【請求項12】
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、
樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する工程と、
樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する工程と、
樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する工程と、を有し、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする画像形成方法。
【請求項13】
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、
樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する手段と、
樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する手段と、
樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する手段と、を有し、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非浸透性基材用インクセット、画像形成方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
広告、看板等の産業用途や、食品、飲料、日用品等の包装材料において、耐光性、耐水性、耐摩耗性等の耐久性を向上させるため、例えば、記録媒体としてプラスチックフィルム等の非浸透性記録媒体が使用されており、このような非浸透性記録媒体に用いられるインクが種々開発されている。
【0003】
このようなインクとしては、例えば、溶媒として有機溶剤を用いた溶剤系インク、重合性モノマーを主成分とする紫外線硬化型インク、環境負荷が少なく、非浸透性記録媒体に直接記録できる水性インクなどが広く用いられている。
当該水性インクとしては、例えば、耐擦過性を向上させる目的で、水、水溶性有機溶剤、顔料を含むビニルポリマー粒子、ポリカーボネート系ウレタン樹脂粒子を含有し、前記水溶性有機溶剤が、沸点250℃以下の水溶性有機溶剤のみからなることを特徴とするインクジェット用水性インクが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、当該水性インクを用いた画像形成方法としては、例えば、水又は親水性有機溶媒及び樹脂を含み、当該樹脂が当該水又は当該親水性有機溶媒に乳濁又は懸濁している水性ラテックスインクにより乾燥させた水性ラテックスカラー画像層の上に、水性ラテックスインク保護層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、非浸透性基材に対する密着性、及び耐擦過性に優れた非浸透性基材用インクセットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための手段としての本発明のインクセットは、
樹脂(R1)を含有する前処理液と、樹脂(R2)を含有するカラーインクと、樹脂(R3)を含有するクリアインクとからなる、非浸透性基材用インクセットであって、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明は、非浸透性基材に対する密着性、及び耐擦過性に優れた非浸透性基材用インクセットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例を模式的に示す斜視説明図である。
【
図2】
図2は、本発明に係るメインタンクの一例を模式的に示す斜視説明図である。
【
図3】
図3は、画像形成装置本体内部の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
一般的に、溶剤系インクには、有機溶剤の蒸発による環境への影響が懸念される場合がある。また、紫外線硬化型インクには、安全性の面から使用する重合性モノマーの選択肢が限られ、また臭気があるため室内での使用に問題がある。環境負荷を低減する目的で、浸透性記録媒体に直接記録できる水性インクが提案されているが、例えば、上記特許文献1及び2に記載の発明においては、耐擦過性の向上が図られてはいるものの、実使用における様々な障害に対して、十分な耐擦過性を付与できておらず、また基材に対する密着性も十分とは言えなかった。
【0009】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、前処理液に含まれる樹脂、カラーインクに含まれる樹脂、及びクリアインクに含まれる樹脂が、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであるインクセットを用いることで、非浸透性基材に対する密着性、及び耐擦過性に優れた画像を形成することができることを見出した。
【0010】
したがって、本発明においては、樹脂(R1)を含有する前処理液と、樹脂(R2)を含有するカラーインクと、樹脂(R3)を含有するクリアインクとからなる、非浸透性基材用インクセットであって、前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることによって、非浸透性基材に対する密着性、及び耐擦過性に優れた非浸透性基材用インクセットを提供することができる。
【0011】
以下、本発明について具体的に説明する。
【0012】
(非浸透性基材用インクセット)
本明細書において「非浸透性基材用インクセット」は、単に「インクセット」と称することがある。
本発明のインクセットは、樹脂(R1)を含有する前処理液と、樹脂(R2)を含有するカラーインクと、樹脂(R3)を含有するクリアインクとからなる、非浸透性基材用インクセットであって、前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とが、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じである。また、当該インクセットは、必要に応じて、その他の成分を有していてもよい。
なお、本明細書において、「カラーインク」及び「クリアインク」は、総じて「インク」と称することがある。
【0013】
本明細書において、「分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じである」とは、当該樹脂を形成する分子の繰り返し単位における結合構造の種類が同じであることを意味する。当該結合構造とは、例えば、ウレタン結合(―NH―CO2)、エステル結合(―COO―)、アクリロイル基(H2C=CH―C(=O)―)、メタクリロイル基等の結合構造を示す。より具体的には、例えば、分子の繰り返し単位の結合構造がウレタン結合である樹脂は、ウレタン樹脂と分類され、分子の繰り返し単位の結合構造がアクリロイル基であれば、アクリル樹脂と分類される。
前記樹脂を構成するポリマーは、線状ポリマー(直鎖状ポリマー)であってもよく、分岐構造として側鎖を有する分岐ポリマーであってもよい。当該分岐ポリマーとしては、特に制限はないが、ポリマーの主鎖に対して、その他のモノマー又はポリマーが側鎖として結合したグラフトポリマーであってもよく、多分岐のハイパーブランチポリマー等であってもよい。当該その他のモノマー又はポリマーとしては、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。なお、本明細書において、「主鎖」はポリマーにおける最も長い直鎖を示し、「側鎖」は前記主鎖ではない分子鎖を示す。当該分岐ポリマーにおいて、分岐しているポリマーの長さがそれぞれ同じである場合、どちらを主鎖(又は側鎖)としてもよい。
本明細書において、前記樹脂を構成するポリマーが分岐ポリマーである場合、当該樹脂の種類としては、側鎖における繰り返し単位の結合構造は考慮せず、主鎖における繰り返し単位の結合構造を基に判断する。
本明細書において、前記樹脂を構成するポリマーの主鎖における繰り返し単位に含まれる結合構造が複数種である場合、当該樹脂の種類としては、当該繰り返し単位に含まれる結合構造のうち、数が最多である結合構造に基づいて判断する。例えば、当該繰り返し単位において、ウレタン結合(―NH―CO2)が2つ、アクリロイル基(H2C=CH―C(=O)―)が1つ存在する場合、当該樹脂はアクリル樹脂ではなく、ウレタン樹脂と判断される。なお、「繰り返し単位に含まれる結合構造のうち、数が最多である結合構造」が複数種ある場合は、それらの結合構造の英語表記における頭文字が、アルファベット順(昇順)において先である結合構造に基づいて判断する。例えば、当該繰り返し単位において、ウレタン結合(英語表記:urethane bond)が2つ、アクリロイル基(英語表記:acryloyl group)が2つ存在する場合、英語表記における頭文字が、アルファベット順において先であるアクリロイル基に基づいて判断し、アクリル樹脂と分類する。なお、結合構造の英語表記における頭文字が同じである場合は、2文字目がアルファベット順(昇順)において先である結合構造に基づいて判断し、頭文字及び2文字目が同じである場合は、3文字目がアルファベット順(昇順)において先である結合構造に基づいて判断する。4文字目以降も同様に判断する。
【0014】
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とが、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることは、例えば、1H―NMRや13C-NMR、ガスクロマトグラフィーなどを用いて分析することができる。
【0015】
<クリアインク>
本発明におけるクリアインクは、樹脂(R3)を含有し、必要に応じて、その他の成分(I3)を含んでいてもよい。なお、本明細書において「クリアインク」とは、色材を実質的に含まない無色透明のインクを示す。また、本明細書における「水系クリアインク」とは、溶媒として水を含むクリアインクのことを意味し、当該水系クリアインクには溶媒として有機溶媒が含まれていてもよい。
【0016】
<<樹脂(R3)>>
本発明におけるクリアインクに含まれる樹脂(R3)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、ウレタン樹脂、エステル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル-スチレン樹脂、アクリル-シリコーン樹脂などが挙げられる。
インクを製造する際には、これらの樹脂からなる樹脂粒子を添加することが好ましい。当該樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルジョンの状態で、インクに添加してもよい。
【0017】
前記樹脂(R3)は、樹脂粒子(A)、及び樹脂粒子(B)の2種の樹脂粒子を含むことが好ましい。
当該樹脂粒子(A)のガラス転移点(Tg)は、50℃以上であることが好ましく、50℃以上100℃未満であることがより好ましい。当該樹脂粒子(A)のTgが50℃以上であることにより、クリアインクによって形成される塗膜(以下、クリアインク塗膜と称することがある)が強靭となり、画像の耐擦過性が向上するため好適である。
当該樹脂粒子(B)のガラス転移点(Tg)は、0℃未満であることが好ましく、-50℃以上0℃未満であることがより好ましい。当該樹脂粒子(B)のTgが0℃未満であることにより、クリアインクと、当該クリアインクの下地であるカラーインク塗膜との密着性が向上し、その結果、クリアインク塗膜の耐擦過性が向上するため好適である。
【0018】
前記樹脂粒子(A)の質量MA(mg)と、前記樹脂粒子(B)の質量MB(mg)との質量比(MA:MB)は、耐擦過性と密着性との両立性の観点から、98:2~80:20であることが好ましい。換言すると、前記樹脂粒子(A)の含有量は、前記樹脂粒子(B)の含有量よりも多いことが好ましい。
【0019】
前記クリアインク中に含まれる樹脂(R3)粒子の合計含有量(固形分)は、クリアインク全量に対して10質量%以上が好ましく、優れた耐擦過性、及びインクの吐出安定性の点からは、10質量%以上25質量%以下がより好ましい。当該樹脂(R3)粒子の合計含有量(固形分)が、クリアインク全量に対して10質量%以上であると、耐擦過性がより向上するため好適である。
【0020】
前記樹脂(R3)粒子の形状としては、目的に応じて適宜選択でき、定形であってもよく、不定形であってもよい。これらの中でも、定形であることが好ましい。
前記樹脂(R3)粒子が定形である場合、球状であることが好ましい。
前記樹脂(R3)粒子の形状が球状である場合、粒子であることが好ましい。
【0021】
前記樹脂(R3)粒子の体積平均粒径としては、50nm以下が好ましく、10nm以上50nm以下がより好ましい。当該樹脂(R3)粒子の体積平均粒径が50nm以下であると、均一なクリアインク塗膜を形成することができる。なお、樹脂(R3)粒子の体積平均粒径の下限値としては、少なくとも5nm以上である。
前記樹脂(R3)粒子の体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(Nanotrac WaveII、マイクロトラック・ベル社製)を用いて測定することができる。
【0022】
前記樹脂粒子としては、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。これらの樹脂粒子は、単独で用いてもよいし、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
【0023】
本発明における樹脂(R3)は、ウレタン樹脂であることが好ましい。当該樹脂(R3)が、樹脂粒子(A)及び樹脂粒子(B)の2種類の樹脂を含む場合は、当該樹脂粒子(A)及び樹脂粒子(B)の少なくともいずれかが、ウレタン樹脂粒子であることが好ましい。
【0024】
<<<ウレタン樹脂>>>
本発明における樹脂(R3)がウレタン樹脂であると、クリアインク塗膜を形成した際に、クリアインク塗膜自体が強靭となる。その結果、クリアインク塗膜の内部で破断することにより、当該塗膜の一部が剥がれたり、当該塗膜の表面状態が変化して摩擦部の色味が変化したりすることを抑制し易くなるため好ましい。
【0025】
本明細書における「ウレタン樹脂」とは、樹脂を構成するポリマーの主鎖における繰り返し単位に含まれる結合構造のうち、数が最多である結合構造がウレタン結合である樹脂を示す。当該ウレタン樹脂は、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られる。ウレタン樹脂の特徴として、凝集力が弱いポリオール成分からなるソフトセグメントと、凝集力の強いウレタン結合からなるハードセグメントのそれぞれの性能を発揮することが挙げられる。ソフトセグメントはやわらかく、引き伸ばしや折り曲げなど基材の変形に強い。一方、ハードセグメントは基材に対する密着性が高く、耐摩耗性に優れている。
前記ウレタン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂などが挙げられる。
【0026】
-ウレタン樹脂の生成に用いられるポリオール-
前記ウレタン樹脂の生成に用いられるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。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。
【0027】
--ポリエーテルポリオール--
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、活性水素原子を2個以上有する化合物の少なくとも1種を出発原料として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものなどが挙げられる。
【0028】
---活性水素原子を2個以上有する化合物---
前記活性水素原子を2個以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。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。
【0029】
---アルキレンオキサイド---
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。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。
【0030】
前記ポリエーテルポリオールとしては、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、非常に優れた耐擦過性を付与できるインク用のバインダーを得る点から、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールが好ましい。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。
【0031】
--ポリカーボネートポリオール--
前記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるもの、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものなどが挙げられる。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。
【0032】
---炭酸エステル---
前記炭酸エステルとしては、例えば、メチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。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。
【0033】
---ポリカーボネートポリオールの生成に用いられるポリオール---
前記ポリカーボネートポリオールの生成に用いられるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,5-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール-A、ビスフェノール-F、4,4’-ビフェノール等の比較的低分子量のジヒドロキシ化合物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール;ポリヘキサメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオールなどが挙げられる。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。
【0034】
--ポリエステルポリオール--
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの、ε-カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステル、これらの共重合ポリエステルなどが挙げられる。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。
【0035】
---低分子量のポリオール---
前記低分子量のポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。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。
【0036】
---ポリカルボン酸---
前記ポリカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、これらの無水物又はエステル形成性誘導体などが挙げられる。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。
【0037】
-ポリイソシアネート-
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。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。
【0038】
これらの中でも、目的とする塗膜強度、及び耐擦過性を得やすくなり、また耐候性が向上する観点から、脂環式ジイソシアネートが好ましい。当該脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記脂環式ジイソシアネートの含有量としては、イソシアネート化合物全量に対して、60質量%以上であることが好ましい。
【0039】
[ウレタン樹脂の製造方法]
前記ウレタン樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、一般的に用いられている製造方法により得ることができ、例えば、次の方法などが挙げられる。
まず、無溶剤下又は有機溶剤の存在下で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを、イソシアネート基が過剰になる当量比で反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造する。
次いで、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー中のアニオン性基を、必要に応じて中和剤により中和し、鎖延長剤と反応させる。その後、必要に応じて、系内の有機溶剤を除去することによってウレタン樹脂を得ることができる。
【0040】
前記ウレタン樹脂の生成に使用することができる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;アセトニトリル等のニトリル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン等のアミド類などが挙げられる。
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。
【0041】
前記鎖延長剤としては、例えば、ポリアミンやその他の活性水素基含有化合物などが挙げられる。
【0042】
-ポリアミン-
前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン類;ヒドラジン、N,N’-ジメチルヒドラジン、1,6-ヘキサメチレンビスヒドラジン等のヒドラジン類;コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類などが挙げられる。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。
【0043】
-その他の活性水素基含有化合物-
前記その他の活性水素基含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール類;ビスフェノールA、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール類;水などが挙げられる。これらは、インクの保存安定性が低下しない範囲内であれば、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0044】
前記ウレタン樹脂としては、カーボネート基の高い凝集力により耐水性、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、及び画像の耐擦過性の点から、ポリカーボネート系ウレタン樹脂が好ましい。当該ウレタン樹脂が、前記ポリカーボネート系ウレタン樹脂である場合、屋外用途のような過酷な環境において使用される記録物に適したインクが得られる。
【0045】
前記ウレタン樹脂としては、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。
前記ウレタン樹脂としては、例えば、ユーコートUX-485(ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)、ユーコートUWS-145(ポリエステル系ウレタン樹脂)、パーマリンUA-368T(ポリカーボネート系ウレタン樹脂)、パーマリンUA-200(ポリエーテル系ウレタン樹脂)(いずれも、三洋化成工業株式会社製)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。
【0046】
<<<アクリル樹脂>>>
本発明における「アクリル樹脂」は、樹脂を構成するポリマーの主鎖における繰り返し単位に含まれる結合構造のうち、数が最多である結合構造がアクリロイル基である樹脂を示す。当該アクリル樹脂は、例えば、アクリル系単量体を重合して得ることができる。
前記アクリル系単量体としては、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、アクリル酸エチルエステル、アクリルアミドなどが挙げられる。
【0047】
前記アクリル樹脂は、適宜合成したものを用いてよいし、市販品を使用してもよい。
前記アクリル樹脂の市販品としては、例えば、商品名で、モビニール6940(ジャパンコーティングレジン社製、Tg:-2℃)、モビニール6951(ジャパンコーティングレジン社製、Tg:-25℃)などが挙げられる。
【0048】
<<その他の成分(I3)>>
前記その他の成分(I3)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、水、界面活性剤、有機溶剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などが挙げられる。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
【0049】
<<<水>>>
前記水としては、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、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。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。
当該水の含有量は、クリアインク全量に対して、15質量%以上60質量%以下が好ましい。当該水の含有量が、クリアインク全量に対して15質量%以上であると、クリアインクが高粘度になることを防止し、吐出安定性を向上することができる。一方、当該水の含有量が、クリアインク全量に対して60質量%以下であると、非浸透性基材への濡れ性が好適となり、画像品位を向上できる。
【0050】
<<<界面活性剤>>>
前記クリアインクに界面活性剤が含まれることで、当該クリアインクの表面張力が低下し、非浸透性基材への濡れ性が好適となり、画像品位を向上できる。また、被印刷物として後述する記録媒体を用いる場合、インク滴が着弾した後の記録媒体中への浸透が早くなるため、フェザリングやカラーブリードを軽減することができる。
前記界面活性剤は、親水基の極性によりノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤に分類される。また、疎水基の構造により、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等に分類される。
本発明においては、主にフッ素系界面活性剤を用いているが、シリコーン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤を併用してもよい。
なお、前記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、及びアニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
【0051】
-シリコーン系界面活性剤-
前記シリコーン系界面活性剤としては、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、高pH(pH11~14)でも分解しないものが好ましい。
高pH(pH11~14)でも分解しないシリコーン系界面活性剤としては、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などが挙げられる。これらの中でも、親水性が向上し、水に対する溶解性が高くなる観点から、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る。当該ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、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などが挙げられる。
【0052】
前記ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、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、下記一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
【0053】
【化1】
・・・一般式(S-1)
(但し、一般式(S-1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
【0054】
前記シリコーン系界面活性剤としては、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。
前記シリコーン系界面活性剤の市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
前記ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤の市販品としては、例えば、KF-618、KF-642、KF-643(いずれも、信越化学工業株式会社製)、EMALEX-SS-5602、SS-1906EX(いずれも、日本エマルジョン株式会社製)、DOWSIL(登録商標)FZ-2105、DOWSIL(登録商標)FZ-2118、DOWSIL(登録商標)FZ-2154、DOWSIL(登録商標)FZ-2161、DOWSIL(登録商標)FZ-2162、DOWSIL(登録商標)FZ-2163、DOWSIL(登録商標)FZ-2164(いずれも、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)、BYK-33、BYK-387(いずれも、ビックケミー株式会社製)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(いずれも、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製)などが挙げられる。
【0055】
-フッ素系界面活性剤-
前記フッ素系界面活性剤としては、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、フッ素置換した炭素の数が2~16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素の数が4~16である化合物がより好ましい。
前記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、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などが挙げられる。
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などが挙げられる。
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などが挙げられる。
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などが挙げられる。
【0056】
これらの中でも、起泡性が少ない観点から、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好ましく、一般式(F-1)及び一般式(F-2)で表わされるフッ素系界面活性剤がより好ましい。
【0057】
【化2】
・・・一般式(F-1)
上記一般式(F-1)で表される化合物において、水溶性を付与する観点から、mは0~10の整数が好ましく、nは0~40の整数が好ましい。
【0058】
CnF2n+1-CH2CH(OH)CH2-O-(CH2CH2O)a-Y
・・・一般式(F-2)
上記一般式(F-2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1(mは1~6の整数)、又はCH2CH(OH)CH2-CmF2m+1(mは4~6の整数)、又はCpH2p+1(pは1~19の整数)である。nは1~6の整数である。aは4~14の整数である。
【0059】
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、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3などが挙げられる。
【0060】
前記フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
前記フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS-111、サーフロンS-112、サーフロンS-113、サーフロンS-121、サーフロンS-131、サーフロンS-132、サーフロンS-141、サーフロンS-145(いずれも、AGC株式会社製);フルラードFC-93、フルラードFC-95、フルラードFC-98、フルラードFC-129、フルラードFC-135、フルラードFC-170C、フルラードFC-430、フルラードFC-431(いずれも、スリーエムジャパン株式会社製);メガファックF-470、メガファックF-1405、メガファックF-474(いずれも、DIC株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR、キャプストーンFS-30、キャプストーンFS-31、キャプストーンFS-3100、キャプストーンFS-34、キャプストーンFS-35(いずれも、Chemours社製);FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF-136A、ポリフォックスPF-156A、ポリフォックスPF-151N、ポリフォックスPF-154、ポリフォックスPF-159(いずれも、オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられる。これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、及び均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS-3100、FS-34、FS-300、株式会社ネオス社製のFT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF-151N、及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが好ましい。
【0061】
-両性界面活性剤-
前記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。
【0062】
-ノニオン系界面活性剤-
前記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。
【0063】
-アニオン系界面活性剤-
前記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。
【0064】
前記界面活性剤の含有量は、前記クリアインク全量に対して2質量%以下が好ましい。当該界面活性剤の含有量が、前記クリアインク全量に対して2質量%以下であると、十分な消泡性が確保できるため好適である。
【0065】
<<<有機溶剤>>>
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、水溶性有機溶剤などが挙げられる。なお、「水溶性」とは、例えば、25℃の水100gに5g以上溶解する性質のことを意味する。
【0066】
前記水溶性有機溶剤としては、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、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、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、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,6-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、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、ジプロピレングリコールモノメ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イト、炭酸エチレンなどが挙げられる。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。
【0067】
前記クリアインク中における有機溶剤の含有量は、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、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、前記クリアインク全量に対して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。
【0068】
<<<消泡剤>>>
前記その他の成分として用いられる界面活性剤は、消泡剤として用いることもできる。
前記消泡剤としては、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。
【0069】
<<<防腐防黴剤>>>
前記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。
【0070】
<<<防錆剤>>>
前記防錆剤としては、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。
【0071】
<<<pH調整剤>>>
前記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。
【0072】
[クリアインクの物性]
本発明におけるクリア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。
前記クリアインクの25℃での粘度は、印刷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(東機産業株式会社製、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。
前記クリアインクの25℃における表面張力としては、非浸透性基材上で好適にクリアインクがレベリングされ、クリアインクの乾燥時間が短縮される点から、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
前記クリアインクの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。
【0073】
前記クリアインクを乾燥してなる乾燥膜は、50℃以上、及び0℃未満にガラス転移点(Tg)を有することが好ましく、50℃以上100℃未満、及び-50℃以上0℃未満にTgを有することがより好ましい。前記クリアインクの乾燥膜が50℃以上、及び0℃未満にTgを有すると、クリアインク塗膜の耐擦過性がより向上するため好適である。
前記クリアインクの乾燥膜のTgの測定方法としては、特に制限はなく、例えば、以下のような方法で測定することができる。
<<クリアインクの乾燥膜のガラス転移点の測定方法>>
クリアインクの乾燥膜のガラス転移点は、示差走査熱量計(TA-60WS及びDSC-60、株式会社島津製作所製)を用いて測定することができる。
まず、直径50mmのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)製シャーレに、クリアインク4gを均一に広がるように入れ、50℃で1週間乾燥後、得られたインク膜から5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、当該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度5℃/minで-80℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測した。得られたDSC曲線から、DSC-60システム中の解析プログラムを用いて、2回目の昇温時における変曲部からミッドポイント法で解析し、ガラス転移点(Tg)を求める。
【0074】
[クリアインクの製造方法]
本発明におけるクリアインクは、例えば前記構成成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて撹拌混合して作製する。攪拌混合は、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、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。
【0075】
<カラーインク>
本発明におけるカラーインクは、樹脂(R2)を含み、必要に応じて、その他の成分(I2)を含んでいてもよい。
【0076】
<<樹脂(R2)>>
本発明におけるカラーインクに含まれる樹脂(R2)としては、前記樹脂(R3)及び後述する樹脂(R1)と、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上述の<<樹脂(R3)>>の項目で記載した樹脂などが挙げられる。
また、樹脂(R2)は、前記樹脂(R3)と同様に、これらの樹脂からなる樹脂粒子として添加することが好ましい。
【0077】
前記樹脂(R2)としては、前記樹脂(R3)と同様に、ウレタン樹脂であることが好ましい。当該樹脂(R2)がウレタン樹脂であることにより、後述する前処理液由来の塗膜、及び前記クリアインク塗膜に対して高い密着性を得ることができる。
【0078】
前記カラーインクに含まれる前記樹脂(R2)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観点から、10nm以上1000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下がさらに好ましい。
前記樹脂(R2)粒子の体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(Nanotrac WaveII、マイクロトラック・ベル社製)を用いて測定することができる。
【0079】
前記樹脂(R2)粒子の合計含有量(固形分)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、定着性及びインクの保存安定性の観点から、前記カラーインク全量に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
【0080】
<<その他の成分(I2)>>
前記その他の成分(I2)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、有機溶剤、水、色材、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などが挙げられる。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記その他の成分(I2)は、上述の<クリアインク>における<<その他の成分(I3>>の項目に記載したものと、同様の組成及び含有量とすることができる。
【0081】
<<<有機溶剤>>>
前記カラーインクに含まれる有機溶剤は、上述の<<その他の成分(I3)>>における<<<有機溶剤>>>の項目に記載したものと、同様の組成とすることができる。
前記カラーインクに含まれる有機溶剤の含有量は、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、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、カラーインク全量に対して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。
【0082】
<<<水>>>
前記カラーインクに含まれる水は、上述の<クリアインク>における<<<水>>>の項目に記載したものと、同様の組成とすることができる。
前記カラーインクに含まれる水の含有量は、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、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、カラーインク全量に対して10質量%以上90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。
【0083】
<<<色材>>>
本発明におけるカラーインクに含まれる色材としては、特に限定されず、顔料及び染料を使用することができる。
【0084】
前記顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、混晶を使用してもよい。
前記顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
前記無機顔料として、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を使用することができる。
前記有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性のよいものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
【0085】
黒色用顔料の具体例としては、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、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
カラー用顔料の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー34、C.I.ピグメントイエロー35、C.I.ピグメントイエロー37、C.I.ピグメントイエロー42(黄色酸化鉄)、C.I.ピグメントイエロー53、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー213、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド31、C.I.ピグメントレッド38、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド52:2、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1(ブリリアントカーミン6B)、C.I.ピグメントレッド60:1、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド63:2、C.I.ピグメントレッド64:1、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド88、C.I.ピグメントレッド101(べんがら)、C.I.ピグメントレッド104、C.I.ピグメントレッド105、C.I.ピグメントレッド106、C.I.ピグメントレッド108(カドミウムレッド)、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド122(キナクリドンマゼンタ)、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド190、C.I.ピグメントレッド193、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド213、C.I.ピグメントレッド219、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット5:1、C.I.ピグメントバイオレット16、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット38、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー15(フタロシアニンブルー)、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4(フタロシアニンブルー)、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー17:1、C.I.ピグメントブルー56、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン4、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン8、C.I.ピグメントグリーン10、C.I.ピグメントグリーン17、C.I.ピグメントグリーン18、C.I.ピグメントグリーン36などがある。
【0086】
前記染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料の具体例として、例えば、C.I.アシッドイエロー17、C.I.アシッドイエロー23、C.I.アシッドイエロー42、C.I.アシッドイエロー44、C.I.アシッドイエロー79、C.I.アシッドイエロー142、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド80、C.I.アシッドレッド82、C.I.アシッドレッド249、C.I.アシッドレッド254、C.I.アシッドレッド289、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドブルー45、C.I.アシッドブルー249、C.I.アシッドブラック1、C.I.アシッドブラック2、C.I.アシッドブラック24、C.I.アシッドブラック94、C.I.フードブラック1、C.I.フードブラック2、C.I.ダイレクトイエロー1、C.I.ダイレクトイエロー12、C.I.ダイレクトイエロー24、C.I.ダイレクトイエロー33、C.I.ダイレクトイエロー50、C.I.ダイレクトイエロー55、C.I.ダイレクトイエロー58、C.I.ダイレクトイエロー86、C.I.ダイレクトイエロー132、C.I.ダイレクトイエロー142、C.I.ダイレクトイエロー144、C.I.ダイレクトイエロー173、C.I.ダイレクトレッド1、C.I.ダイレクトレッド4、C.I.ダイレクトレッド9、C.I.ダイレクトレッド80、C.I.ダイレクトレッド81、C.I.ダイレクトレッド225、C.I.ダイレクトレッド227、C.I.ダイレクトブルー1、C.I.ダイレクトブルー2、C.I.ダイレクトブルー15、C.I.ダイレクトブルー71、C.I.ダイレクトブルー86、C.I.ダイレクトブルー87、C.I.ダイレクトブルー98、C.I.ダイレクトブルー165、C.I.ダイレクトブルー199、C.I.ダイレクトブルー202、C.I.ダイレクドブラック19、C.I.ダイレクドブラック38、C.I.ダイレクドブラック51、C.I.ダイレクドブラック71、C.I.ダイレクドブラック154、C.I.ダイレクドブラック168、C.I.ダイレクドブラック171、C.I.ダイレクドブラック195、C.I.リアクティブレッド14、C.I.リアクティブレッド32、C.I.リアクティブレッド55、C.I.リアクティブレッド79、C.I.リアクティブレッド249、C.I.リアクティブブラック3、C.I.リアクティブブラック4、C.I.リアクティブブラック35などが挙げられる。
【0087】
前記色材の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、カラーインク全量に対して、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以下がより好ましい。
【0088】
顔料を分散してインクを得るためには、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することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
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、水中に分散可能とする方法が挙げられる。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。当該分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等を使用することが可能である。竹本油脂株式会社製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。当該分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0089】
[顔料分散体]
顔料に、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。
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混合・分散し、粒径を調整して得られる。分散に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、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、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下であることが好ましく、20nm以上150nm以下であることがより好ましい。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。
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。
【0090】
[カラーインクの物性]
本発明におけるカラー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。
前記カラーインクの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。
前記カラーインクの25℃で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、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
前記カラーインクの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。
【0091】
[カラーインクの製造方法]
本発明におけるカラーインクは、例えば前記構成成分を水性媒体中に分散又は溶解し、更に必要に応じて撹拌混合して作製する。撹拌混合は、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、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。
【0092】
<前処理液>
本発明における前処理液は、樹脂(R1)を含み、必要に応じてその他の成分(I1)を含んでいてもよい。
【0093】
<<樹脂(R1)>>
本発明における前処理液に含まれる樹脂(R1)としては、前記樹脂(R3)及び前記樹脂(R2)と、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上述の<<樹脂(R3)>>の項目で記載した樹脂などが挙げられる。
また、樹脂(R1)は、前記樹脂(R3)と同様に、これらの樹脂からなる樹脂粒子として添加することが好ましい。
【0094】
前記樹脂(R1)としては、前記樹脂(R3)及び前記樹脂(R2)と同様に、ウレタン樹脂であることが好ましい。当該樹脂(R1)がウレタン樹脂であることにより、非浸透性基材、及びカラーインク塗膜に対して、高い密着性を得ることができる。
【0095】
前記前処理液に含まれる樹脂(R1)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観点から、10nm以上1000nm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。
前記樹脂(R1)粒子の体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(Nanotrac WaveII、マイクロトラック・ベル社製)を用いて測定することができる。
【0096】
前記前処理液中に含まれる樹脂(R1)粒子の合計含有量(固形分)は、0.5質量%以上20質量%以下が好ましい。当該樹脂(R1)粒子の合計含有量(固形分)が0.5質量%以上の場合、当該樹脂(R1)が十分に非浸透性基材を被覆することができるため密着性が向上し、好適である。当該樹脂(R1)粒子の合計含有量(固形分)が20質量%以下の場合、当該前処理液由来の塗膜の膜厚が厚くなりすぎないため密着性が低下しにくく、好適である。
【0097】
<<その他の成分(I1)>>
前記その他の成分(I1)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、有機溶剤、水、多価金属化合物、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などが挙げられる。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記その他の成分(I1)は、上述の<クリアインク>における<<その他の成分(I3>>の項目に記載したものと、同様の組成及び含有量とすることができる。
【0098】
<<<有機溶剤>>>
前記前処理液に含まれる有機溶剤は、上述の<<その他の成分(I3)>>における<<<有機溶剤>>>の項目にしたものと、同様の組成及び含有量とすることができる。
前記前処理液に含まれる有機溶剤の含有量は、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、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、前記前処理液全量に対して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。
また、樹脂(R1)の造膜性及び密着性が向上する観点から、当該前処理液が有機溶剤として1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオールのうちいずれかを含有することが好ましい。
【0099】
<<<水>>>
前記前処理液に含まれる水は、上述の<クリアインク>における<<<水>>>の項目に記載したものと、同様の組成とすることができる。
前記前処理液に含まれる水の含有量は、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、乾燥性および吐出信頼性の点から、前記前処理液全量に対して10質量%以上90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。
【0100】
<<<多価金属化合物>>>
前記多価金属化合物は、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ことができる。
【0101】
前記多価金属化合物としては、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、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)などが挙げられる。
これらの中でも、顔料を効果的に凝集させることができる観点から、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選ばれる1種以上を用いることが好ましく、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属を用いることがより好ましい。
なお、前記多価金属化合物はイオン性のものが好ましい。
【0102】
イオン性の多価金属化合物としては、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、多価金属塩が挙げられる。当該多価金属塩としては、例えば、チタン塩、クロム塩、銅塩、コバルト塩、ストロンチウム塩、バリウム塩、鉄塩、アルミニウム塩、カルシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、ニッケル塩、及びマグネシウム塩などが挙げられる。これらの中でも、反応液の安定性がより良好となる観点から、カルシウム塩が好ましい。
前記多価金属塩における塩の対イオンとしては、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、カルボン酸、リン酸などが挙げられる。
【0103】
前記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(前処理液によって形成された塗膜)の強度低下を防ぐ目的で、酢酸カルシウムが好ましい。
【0104】
前記多価金属化合物がイオン性である(多価金属塩である)場合、多価金属イオンの濃度としては、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観点から、前記前処理液全体に対して、0.05モル/kg以上0.5モル/kg以下であることが好ましい。
【0105】
本発明における前記樹脂(R1)、前記樹脂(R2)、及び前記樹脂(R3)が溶媒に分散した樹脂エマルジョンである場合、当該樹脂エマルジョンのガラス転移点の測定方法としては、例えば、以下のような方法を用いて測定することができる。
樹脂エマルジョンのガラス転移点の測定には、示差走査熱量計(TA-60WS及びDSC-60、株式会社島津製作所製)を用いる。まず、直径50mmのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)製のシャーレに、樹脂エマルジョン4gを均一に広がるように入れ、50℃で1週間乾燥後、得られた樹脂膜から5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、当該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度5℃/minで-80℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、DSC-60システム中の解析プログラムを用いて、2回目の昇温時における変曲部からミッドポイント法で解析し、ガラス転移点(Tg)を求めることができる。
【0106】
<非浸透性基材>
本発明のインクセットは、非浸透性基材に対して画像形成を行う、非浸透性基材用インクセットである。
当該非浸透性基材としては、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、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、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/m2以下である基材をいう。
当該非浸透性基材の具体例としては、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等のプラスチックフィルムを好適に使用することができる。
【0107】
本発明のインクセットは、前記非浸透性基材の他にも、一般的な記録媒体等に対しても画像形成することができる。当該一般的な記録媒体としては、インク及び各種処理液が一時的にでも付着可能なものであれば特に制限はなく、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、壁紙、床材、タイル等の建材、Tシャツ等の衣料用布、テキスタイル、皮革などが挙げられる。
また、記録媒体を搬送する経路の構成を調整することにより、セラミックス、ガラス、金属などを使用することもできる。
なお、本明細書における「非浸透性基材」や「記録媒体」は、総じて「被印刷物」と称されることがある。
【0108】
(画像形成方法)
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、樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する工程と、樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する工程と、樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する工程と、を有し、前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とが、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする。
当該画像形成方法は、必要に応じて、その他の工程を含んでいてもよい。
当該前処理液、当該カラーインク、及び当該クリアインクは、上述の(前処理液)、(カラーインク)、及び(クリアインク)の項目に記載したものと同様のものを用いることができる。
【0109】
前記その他の工程としては、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、加熱・乾燥工程などが挙げられる。
当該加熱・乾燥工程は、後述する加熱・乾燥手段によって好適に実施することができる。
【0110】
(画像形成装置)
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、樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する手段と、樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する手段と、樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する手段と、を有し、前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とが、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする。
当該画像形成装置は、必要に応じて、その他の手段を含んでいてもよい。
当該前処理液、当該カラーインク、及び当該クリアインクは、上述の(前処理液)、(カラーインク)、及び(クリアインク)の項目に記載したものと同様のものを用いることができる。
【0111】
前記前処理液付与手段、前記カラーインク付与手段、及び前記クリアインク付与手段としては、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、インクジェット法(方式)、ブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Uコンマコート法、AKKUコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、4本ロールコート法、5本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法などが挙げられる。これらの中でも、インクジェット法(方式)が好ましい。インクジェット法によって塗工する場合には、被印刷物全域にわたって均一に付与することができ、かつ液滴サイズを調整することによって必要最小限の量を塗工できるためより好ましい。
【0112】
前記その他の手段としては、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、加熱・乾燥手段などが挙げられる。
当該加熱・乾燥手段としては、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、セラミックやニクロム線を用いた伝導加熱ヒーターや、温風ファンなどが挙げられる。
【0113】
本明細書において、「樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する工程(手段)」は「前処理液付与工程(手段)」、「樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する工程(手段)」は「カラーインク付与工程(手段)」、「樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する工程(手段)」は「クリアインク付与工程(手段)」と、それぞれ称することがある。
当該前処理液付与工程は、当該前処理液付与手段によって好適に実施することができ、当該カラーインク付与工程は、当該カラーインク付与手段によって好適に実施することができ、当該クリアインク付与工程は、当該クリアインク付与手段によって好適に実施することができ、当該その他の工程は、当該その他の手段によって好適に実施することができる。
【0114】
本発明で用いられる前処理液、カラーインク、及びクリアインクは、インクジェット記録方式による各種吐出装置、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使用することができる。
インクジェット吐出装置には、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。当該インクジェット吐出装置には、卓上型だけでなく、広幅の吐出装置や、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。
【0115】
本発明における画像形成装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、非浸透性基材又は記録媒体の給送、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。
また、画像形成装置及び画像形成方法は、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、画像形成装置には、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、画像形成装置には、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吐出装置、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。
【0116】
以下、本発明に係るインクセット、画像形成方法、画像形成装置について、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。
なお、以下の画像形成装置、及び画像形成方法の説明では、ブラック(K)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクを用いた場合について説明するが、これらに代えて、あるいは、これらに加えて、前処理液及びクリアインクを用いればよい。
【0117】
本発明に関する画像形成装置の一例について、
図1及び
図2を参照して説明する。
図1は、画像形成装置の斜視説明図である。
図2は、
図1の画像形成装置におけるメインタンクの斜視説明図である。
画像形成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。
当該画像形成装置には、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。当該前処理装置、及び当該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、後処理液を有する液体収容部と吐出ヘッドを追加し、前処理液、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。当該前処理装置、及び当該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。
【0118】
図3は、画像形成装置本体内部の一例を示す概略図である。
当該画像形成装置には、記録ヘッド2、プラテン3、ロールメディア収容部4、加熱手段などが配置されている。
キャリッジ15は、クリアインク、必要に応じてブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色インクを搭載し、インク滴を吐出する吐出手段である記録ヘッド2が搭載されている。
また、ロールメディア収容部4は、給紙手段であり、被印刷物であるロールメディア(記録用メディア)30がセットされている。
搬送手段60は、記録用メディア29、及び/又はプラテン3を挟み、その下方と上方とに対向させて配された送りローラ34と押さえローラ35から構成されている。
そして、送りローラ34と押さえローラ35との間に、被印刷物(記録用メディア)29を挟み込んで、送りローラ34を前方(
図3中の矢印方向)に回転させることにより、プラテン11上に搬入された記録用メディア29を、プラテン3上を前方に向けて搬送できる構造をしている。
【0119】
また、プラテン3の記録用メディア搬送方向上流に記録用メディア29を予備的に加熱するプリヒータ40(印刷前の加熱)と、記録ヘッド2のノズルからクリアインクを被印刷物に付着させるときの加熱を行う(印刷中の加熱)加熱手段として、プリントヒータ41とが設けられている。
更に記録ヘッド2の下流側には、プラテン3の下流側にポストヒータ42を設けてもよい(印刷後の加熱)。ポストヒータ42を設けることで、記録用メディア29を引き続き加熱し、着弾したインク滴の乾燥を促すことができるため好ましい。
プリヒータ40、プリントヒータ41、及びポストヒータ42には、例えば、セラミックやニクロム線を用いた伝導加熱ヒーターなどが用いられている。また、前記加熱・乾燥手段としては、温風加熱など、他の手段を用いてもよい。
【0120】
また、ポストヒータ42の開始点以降の下流側に、インクが着弾した記録用メディア29の記録面に温風を吹き付ける温風ファン43など、更なる加熱手段を設けてもよい。
温風ファン43により、記録用メディア29の記録面のインクに直接温風を当てることにより、完全に乾燥させた後、巻取りロール39により、記録用メディア29を巻き取ることができる。
【0121】
本発明のインクセットの使用方法としては、インクジェット記録方式に制限されず、広く使用することが可能である。当該インクジェット記録方式以外にも、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。
【0122】
本発明のインクセットの用途は、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、印刷物、塗料、コーティング材、下地用などに応用することが可能である。更に、インクとして用いて2次元の文字、画像を形成するだけでなく、3次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。
立体造形物を造形するための立体造形装置としては、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段、乾燥手段等を備えるものを使用することができる。当該立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。
また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。当該成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物及び構造体に対して、加熱延伸、打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーター、操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
【0123】
本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷等は、いずれも同義語とする。
記録媒体、メディア、被印刷物は、いずれも同義語とする。
【実施例0124】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
また、特に記載が無い場合、調製、評価は、室温25℃、湿度60%の条件下で行った。
【0125】
(調製例1)
<樹脂エマルジョン1(ポリカーボネート系ウレタン樹脂)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、ポリカーボネートジオール(1,6-ヘキサンジオールとジメチルカーボネートとの反応生成物、旭化成ケミカルズ株式会社製、数平均分子量(Mn)1,200)1,500質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)(以下、「DMPA」とも称することがある)300質量部、及びN-メチルピロリドン(三菱ケミカル株式会社製)(以下、「NMP」とも称することがある)1,420質量部を窒素気流下で仕込み、60℃に加熱してDMPAを溶解させた。
次に、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)1,824質量部、ジブチルスズジラウリレート(触媒)(東京化成工業株式会社製)2.6質量部を加えて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、これにトリエチルアミン(富士フィルム和光純薬株式会社製)260質量部を添加し、混合したものの中から4,340質量部を抜き出して、強撹拌下において、水5,400質量部、及びトリエチルアミン15質量部の混合溶液の中に加えた。
次に、氷1,500質量部を投入し、35質量%の2-メチル-1,5-ペンタンジアミン水溶液(東京化成工業株式会社製)830質量部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、樹脂エマルジョン1を得た。
【0126】
得られた樹脂エマルジョン1について、以下に記す<樹脂エマルジョンのガラス転移点の測定方法>に従い、ガラス転移点(Tg)の測定を行ったところ、55℃であった。
また、粒度分析装置(Nanotrac WaveII、マイクロトラック・ベル社製)を用いて、当該樹脂エマルジョン1に含まれる樹脂粒子の体積平均粒径を測定したところ、44nmであった。
<<樹脂エマルジョンのガラス転移点の測定方法>>
樹脂エマルジョンのガラス転移点の測定には、示差走査熱量計(TA-60WS及びDSC-60、株式会社島津製作所製)を用いた。
まず、直径50mmのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)製のシャーレに、樹脂エマルジョン1(4g)を均一に広がるように入れ、50℃で1週間乾燥後、得られた樹脂膜から5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、当該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットした。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度5℃/minで-80℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測した。得られたDSC曲線から、DSC-60システム中の解析プログラムを用いて、2回目の昇温時における変曲部からミッドポイント法で解析し、ガラス転移点(Tg)を求めた。
【0127】
(調製例2)
<樹脂エマルジョン2(ポリエステル系ウレタン樹脂)の調製>
撹拌機、温度計、窒素シール管及び冷却器の付いた容量2Lの反応容器に、メチルエチルケトン(MEK、三協化学株式会社製)を100質量部、ポリエステルポリオール(1)(iPA/AA=6/4(モル比)とEG/NPG=1/9(モル比)から得られたポリエステルポリオール(DIC株式会社製)、数平均分子量:2,000、平均官能基数:2、IPA:イソフタル酸、AA:アジピン酸、EG:エチレングリコール、及びNPG:ネオペンチルグリコール)345質量部、及び2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)9.92質量部を仕込み、60℃にて均一に混合した。
その後、トリエチレングリコールジイソシアネート(TEGDI)40.5質量部、及びジオクチルチンジラウレート(DOTDL)0.08質量部を仕込み、72℃で3時間反応させて、ポリウレタン溶液を得た。
このポリウレタン溶液に、IPA80質量部、MEK220質量部、トリエタノールアミン(TEA)3.74質量部、及び水596質量部を仕込んで転相させた後、ロータリーエバポレーターにてMEK及びIPAを除去して、樹脂エマルジョン2を得た。
得られた樹脂エマルジョン2を常温まで冷却した後、イオン交換水及び水酸化ナトリウム水溶液を添加して固形分濃度30質量%、pH8となるように調整した。
【0128】
得られた樹脂エマルジョン2について、樹脂エマルジョン1と同様に、ガラス転移点の測定を行ったところ、-4℃であった。
また、得られた樹脂エマルジョン2について、樹脂エマルジョン1と同様に、体積平均粒径を測定したところ、105nmであった。
【0129】
(調製例3)
<樹脂エマルジョン3(ポリカーボネート系ウレタン樹脂)の調整>
撹拌機、還流冷却管、及び温度計を挿入した反応容器に、ポリカーボネートジオール(1,6-ヘキサンジオールとジメチルカーボネートとの反応生成物、旭化成ケミカルズ株式会社製、数平均分子量(Mn)1,000)1,500質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)(以下、「DMPA」とも称することがある)260質量部、及びN-メチルピロリドン(三菱ケミカル株式会社製)(以下、「NMP」とも称することがある)1,320質量部を窒素気流下で仕込み、60℃に加熱してDMPAを溶解させた。
次に、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)1,530質量部、ジブチルスズラウリレート(触媒)(東京化成工業株式会社製)2.6質量部を加えて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、これにトリエチルアミン(富士フィルム和光純薬株式会社製)245質量部を添加し、混合したものの中から4,340質量部を抜き出して、強撹拌下において、水5,400質量部、及びトリエチルアミン15質量部の混合溶液の中に加えた。
次に、氷1,500質量部を投入し、35質量%の2-メチル-1,5-ペンタンジアミン水溶液(東京化成工業株式会社製)793質量部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、樹脂エマルジョン3を得た。
【0130】
得られた樹脂エマルジョン3について、樹脂エマルジョン1と同様に、ガラス転移点の測定を行ったところ、45℃であった。また、樹脂エマルジョン3について、樹脂エマルジョン1と同様に、体積平均粒径を測定したところ、40nmであった。
【0131】
(調製例4)
<樹脂エマルジョン4(アクリル樹脂)の調製>
樹脂エマルジョン4として、市販のモビニール6940(ジャパンコーティングレジン社製、Tg:-2℃)を用いた。
【0132】
(調製例5)
<樹脂エマルジョン5(アクリル樹脂)の調製>
樹脂エマルジョン5として、市販のモビニール6951(ジャパンコーティングレジン社製、Tg:-25℃)を用いた。
【0133】
(製造例1)
<前処理液Aの製造>
調製例1の樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)30質量%、酢酸カルシウム一水和物(富士フィルム和光純薬株式会社製)1.8質量%、エマルゲンLS-106(界面活性剤、花王株式会社製)1.5質量%、1,2-プロパンジオール(商品名:プロピレングリコール、株式会社ADEKA製)10質量%、プロキセルLV(防腐剤、アビシア社製)0.2質量%、及び高純水56.5質量%を添加し、混合撹拌して混合物を調製した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径が5μmのGFフィルター(商品名:ミニザルト、ザルトリウス社製)にてろ過することにより、前処理液Aを作製した。
【0134】
(製造例2~6)
<前処理液B~Fの製造>
製造例1において、表1に示すインク組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、前処理液B~Fを作製した。
【0135】
【0136】
(製造例7)
<クリアインクAの製造>
調製例1の樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)29.5質量%、調製例2の樹脂エマルジョン2(固形分濃度:30質量%)0.5質量%、1,2-プロパンジオール18質量%、1,3-プロパンジオール(富士フィルム和光純薬株式会社製)10質量%、1,2-ブタンジオール(三菱ケミカル株式会社製)3質量%、界面活性剤としてFS-300(フッ素系界面活性剤、デュポン社製、固形分濃度40質量%)7質量%、及び高純水31.8質量%を添加し、混合撹拌して混合物を調製した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径が0.2μmのポリプロピレンフィルター(商品名:BetafineポリプロピレンプリーツフィルターPPGシリーズ、3M社製)にてろ過することにより、クリアインクAを作製した。
【0137】
(製造例8~12)
<クリアインクB~Fの製造>
製造例1において、表2に示すインク組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、クリアインクB~Fを作製した。
また、クリアインクA~Fについて、以下に記す<<クリアインクの乾燥膜のガラス転移点の測定方法>>に従い、クリアインクの乾燥膜のガラス転移点(Tg)を測定した。また、樹脂エマルジョン1と同様に、クリアインクの体積平均粒径を測定した。
「クリアインク中の樹脂固形分(質量%)」、「クリアインク中の樹脂粒子の体積平均粒径」、「クリアインクの乾燥膜のガラス転移点(Tg)」、及び「Tgが50℃以上の樹脂粒子Aの質量MA(mg)と、Tgが0℃未満の樹脂粒子Bの質量MB(mg)との質量比MA:MB」を表2にまとめて示した。
<<クリアインクの乾燥膜のガラス転移点の測定方法>>
クリアインクの乾燥膜のガラス転移点は、示差走査熱量計(TA-60WS及びDSC-60、株式会社島津製作所製)を用いて測定した。
まず、直径50mmのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)製シャーレに、クリアインク4gを均一に広がるように入れ、50℃で1週間乾燥後、得られたインク膜から5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、当該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットした。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度5℃/minで-80℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測した。得られたDSC曲線から、DSC-60システム中の解析プログラムを用いて、2回目の昇温時における変曲部からミッドポイント法で解析し、ガラス転移点(Tg)を求めた。
【0138】
【0139】
(製造例13)
<カラーインクAの製造>
―自己分散型マゼンタ顔料分散体の調製―
以下の処方混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で7時間循環分散して、自己分散型マゼンタ顔料分散体(顔料固形分濃度:15質量%)を得た。
・ピグメントレッド122・・・15質量部
(商品名:トナーマゼンタEO02、クラリアントジャパン株式会社製)
・アニオン性界面活性剤・・・・2質量部
(商品名:パイオニンA-51-B、竹本油脂株式会社製)
・イオン交換水・・・・・・・・83質量部
【0140】
-マゼンタインクAの製造-
調製例1の樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)25質量%、自己分散型マゼンタ顔料分散体(顔料固形分濃度:15質量%)20質量%、1,2-プロパンジオール20質量%、1,3-プロパンジオール(富士フィルム和光純薬株式会社製)11質量%、1,2-ブタンジオール(三菱ケミカル株式会社製)3質量%、界面活性剤としてFS-300(フッ素系界面活性剤、デュポン社製、固形分濃度40質量%)6質量%、及び高純水15質量%を添加し、混合撹拌して、混合物を調製した。
次いで、得られた混合物を、平均孔径が0.2μmのポリプロピレンフィルター(商品名:BetafineポリプロピレンプリーツフィルターPPGシリーズ、3M社製)にてろ過することにより、マゼンタインクAを作製した。
【0141】
(製造例14)
<カラーインクBの製造>
前記<カラーインクAの製造>において、樹脂エマルジョン1を樹脂エマルジョン2(固形分濃度:30質量%)に変更し、FS-300の含有量を4.5質量%、及び高純水の含有量を16.5質量%に変更した以外は、<カラーインクAの製造>と同様にして、カラーインクBを作製した。
【0142】
(製造例15)
<カラーインクCの製造>
前記<カラーインクAの製造>において、樹脂エマルジョン1を樹脂エマルジョン4(固形分濃度:45質量%)20質量%、高純水の含有量を20質量%に変更した以外は、<カラーインクAの製造>と同様にして、カラーインクCを作製した。
【0143】
(製造例16)
<カラーインクDの製造>
前記<カラーインクAの製造>において、樹脂エマルジョン1を樹脂エマルジョン5(固形分濃度:45質量%)20質量%、高純水の含有量を20質量%に変更した以外は、<カラーインクAの製造>と同様にして、カラーインクDを作製した。
【0144】
(実施例1)
<インクジェット印刷>
インクジェットプリンターGXe5500改造機(株式会社リコー製)のインクカートリッジ部に対し、ブラック部に前処理液A、シアン部にクリアインクA、マゼンタ部にカラーインクAをそれぞれ充填したインクカートリッジを装着し、インクジェット印刷を実施した。印刷時の環境は、温度25℃±0.5℃、50±5%RHに調整された室内環境とした。更に改造機には、印刷前、印刷中、及び印刷後において、記録媒体を裏面から加熱することができるように、ヒーター(温度調節コントローラ、型式:MTCD、ミスミ株式会社製)を設けた。これにより、印刷前、及び印刷中においてヒーターにより加熱された記録媒体に印刷が可能となり、印刷後においてヒーターにより印刷物の加熱乾燥が可能となる。
【0145】
-非浸透性基材-
非浸透性基材として、ウインドウフィルムGIY0305(透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、リンテックサインシステム株式会社製)を使用した。
【0146】
-印刷画像-
非浸透性基材に対し、初めに画像解像度が600dpi×600dpiで印刷率が80%階調の前処理液(シアン)全べた画像を印刷した。このときの印刷前、印刷中、及び印刷後の各ヒーターの加熱温度は、それぞれ50℃、90℃、及び70℃に設定した。
この非浸透性基材を、再度、前記インクジェットプリンターを用いて、前処理液全べた画像上に対して、カラーインクの全べた画像を印刷した。このときの画像解像度は600dpi×600dpi、印刷率は100%階調とし、印刷前、印刷中、及び印刷後の各ヒーターの加熱温度は、それぞれ40℃、40℃、及び60℃に設定した。
この非浸透性基材を、再度、前記インクジェットプリンターを用いて、カラーインク全べた画像上に対して、クリアインクの全べた画像を印刷した。このときの画像解像度は600dpi×600dpi、印刷率は100%階調とし、印刷前、印刷中、及び印刷後の各ヒーターの加熱温度は、それぞれ40℃、40℃、及び60℃に設定した。
【0147】
<密着性試験(碁盤目剥離試験)>
前記<インクジェット印刷>で得られたクリアインクの全べた画像のベタ部に対し、布粘着テープ(ニチバン製123LW-50)を使用して碁盤目剥離試験を行い、試験マス目100個の残存マス数をカウントし、下記評価基準に基づき評価した。合格基準は「A」とした。結果を表3に示す。
[評価基準]
A:残存マス数が90以上100以下であった
B:残存マス数が80以上90未満であった
C:残存マス数が80未満であった
【0148】
<耐擦過性試験>
前記<インクジェット印刷>で得られた、クリアインクの全べた画像が印刷された非浸透性基材を、学振形摩耗試験機(摩擦試験機II形)(装置名:染色物摩擦堅ろう試験機 AR-2(BC)、インテック株式会社製)にセットし、接触部に白綿布(JIS L 0803準拠、染色堅ろう度試験用添付白布 カナキン3号)を取り付けた摩擦子にて、荷重200g100往復、荷重500g500往復の擦過試験をそれぞれ実施した。試験後の塗膜を目視で確認し、下記評価基準に基づき、評価を行った。ランク「A」以上を合格とする。結果を表3に示す。
AA:印刷面に擦った跡が確認できず、かつ白綿布にもインクの色移りが確認できない
A:印刷面には擦った跡が確認できないが、白綿布にわずかなインクの色移りが確認できる
B:印刷面の擦った部分の色変化や光沢変化を30cm離れた距離から確認でき、白綿布にわずかなインクの色移りが確認できる
C:印刷面の擦った部分の色変化や光沢変化を1m離れた距離から確認でき、白綿布にはっきりとインクの色移りが確認できる
D:非浸透性媒体の一部が露出している
【0149】
(実施例2~15、比較例3~8)
実施例1において、前処理液Aを前処理液B~F、カラーインクAをカラーインクB~D、クリアインクAをクリアインクB~Fに変更した以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行い、密着性試験、耐擦過性試験を実施した。実施例及び比較例で使用した各液の一覧と、その液に含まれる樹脂種と、評価結果の詳細とを表3に示す。
【0150】
(比較例1)
実施例1において、クリアインクAの印刷を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行い、密着性試験、耐擦過性試験を実施した。各液の一覧と、その液に含まれる樹脂種と、評価結果の詳細とを表3に示す。
【0151】
(比較例2)
実施例1において、前処理液Aの印刷を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、インクジェット印刷を行い、密着性試験、耐擦過性試験を実施した。各液の一覧と、その液に含まれる樹脂種と、評価結果の詳細とを表3に示す。
【0152】
【0153】
「実施例1~15」と「比較例1~8」とを比較すると、前処理液、カラーインク、及びクリアインクに含まれる樹脂が、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることで、密着性及び耐擦過性が共に良好な結果を示した。樹脂種の組み合わせが異なると、密着性もしくは耐擦過性のどちらかが劣る結果となった。
「実施例1~11」を比較すると、前処理液、カラーインク、及びクリアインクに含まれる樹脂が3つとも同種(ウレタン樹脂)であれば、樹脂構造が異なっていても、密着性及び耐擦過性が共に良好な結果が得られると言える。
「実施例12~15」を比較すると、前処理液、カラーインク、及びクリアインクに含まれる樹脂種が3つとも同種(アクリル樹脂)であれば、樹脂構造が異なっていても、密着性及び耐擦過性が共に良好な結果が得られると言える。
【0154】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 樹脂(R1)を含有する前処理液と、樹脂(R2)を含有するカラーインクと、樹脂(R3)を含有するクリアインクとからなる、非浸透性基材用インクセットであって、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする非浸透性基材用インクセットである。
<2> 前記樹脂(R1)、前記樹脂(R2)、及び前記樹脂(R3)のいずれもが、ウレタン樹脂又はアクリル樹脂である、前記<1>に記載の非浸透性基材用インクセットである。
<3> 前記前処理液が、1,2-プロパンジオールを含む、前記<1>から前記<2>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<4> 前記前処理液が、多価金属化合物を含有し、
前記多価金属化合物がカルシウム塩である前記<1>から前記<3>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<5> 前記クリアインクの乾燥膜が、50℃以上及び0℃未満にガラス転移点(Tg)を有する、前記<1>から前記<4>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<6> 前記樹脂(R3)が粒子状であり、
前記樹脂(R3)の体積平均粒径が、50nm以下である、前記<1>から前記<5>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<7> 前記樹脂(R3)が、樹脂粒子Aと、樹脂粒子Bとを含み、
前記樹脂粒子Aのガラス転移点(Tg)が50℃以上であり、
前記樹脂粒子Bのガラス転移点(Tg)が0℃未満である、前記<1>から前記<6>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<8> 前記樹脂粒子Aの質量MA(mg)と、前記樹脂粒子Bの質量MB(mg)との質量比(MA:MB)が、98:2~80:20である、前記<7>に記載の非浸透性基材用インクセットである。
<9> 前記樹脂粒子Aがウレタン樹脂である、前記<7>から前記<8>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<10>樹脂(R3)の含有量が、前記クリアインク全量に対して8質量%以上10質量%以下である、前記<1>から前記<9>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<11>前記クリアインクが界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤の含有量が、前記クリアインク全量に対して2質量%以下である、前記<1>から前記<10>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセットである。
<12>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、
樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する工程と、
樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する工程と、
樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する工程と、を有し、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする画像形成方法である。
<13>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、
樹脂(R1)を含有する前処理液を前記非浸透性基材上に付与する手段と、
樹脂(R2)を含有するカラーインクを付与する手段と、
樹脂(R3)を含有するクリアインクを付与する手段と、を有し、
前記樹脂(R1)と、前記樹脂(R2)と、前記樹脂(R3)とは、分子の繰り返し単位の結合構造の種類が同じであることを特徴とする画像形成装置である。
【0155】
前記<1>から<11>のいずれかに記載の非浸透性基材用インクセット、前記<12>に記載の画像形成方法、前記<13>に記載の画像形成装置によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
前記樹脂粒子Aの質量MA(mg)と、前記樹脂粒子Bの質量MB(mg)との質量比(MA:MB)が、98:2~80:20である、請求項7に記載の非浸透性基材用インクセット。