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特開2024-133075画像記録物及びその製造方法、並びに、ラミネート体及びその製造方法
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(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】P2024133075
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】画像記録物及びその製造方法、並びに、ラミネート体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   B41M 5/00 20060101AFI20240920BHJP
   B41J 2/01 20060101ALI20240920BHJP
   C09D 11/30 20140101ALI20240920BHJP
   B41J 29/00 20060101ALI20240920BHJP
【FI】
B41M5/00 132
B41M5/00 100
B41M5/00 120
B41M5/00 112
B41J2/01 123
C09D11/30
B41J29/00 H
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024104251
(22)【出願日】2024-06-27
(62)【分割の表示】P 2021554170の分割
【原出願日】2020-09-17
(31)【優先権主張番号】P 2019196721
(32)【優先日】2019-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 綾人
(72)【発明者】
【氏名】河合 将晴
(72)【発明者】
【氏名】宮戸 健志
(57)【要約】
【課題】画像上にラミネート用基材をラミネートした場合のラミネート強度に優れる画像記録物及びその製造方法、並びに、ラミネート体及びその製造方法の提供。
【解決手段】非浸透性基材上に、凝集剤及び水を含む前処理液と、第1顔料、第1樹脂、及び水を含む第1インクと、第2顔料、第2樹脂、及び水を含有し、表面張力が第1インクの表面張力よりも小さい第2インクと、をこの順に付与して画像を記録する画像記録工程を含み、画像記録工程は、前処理液が付与される領域と第1インクが付与される領域と第2インクが付与される領域とが平面視で重なる重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比が、16.0以上30.0以下となる条件で行う画像記録物の製造方法、画像記録物、並びに、ラミネート体及びその製造方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種である凝集剤と、樹脂と、水と、を含有する前処理液を準備する工程と、
第1顔料、第1樹脂、及び水を含有する第1インクを準備する工程と、
第2顔料、第2樹脂、及び水を含有し、表面張力が、前記第1インクの表面張力よりも小さい第2インクを準備する工程と、
非浸透性基材上に、前記前処理液と前記第1インクと前記第2インクとをこの順に付与して画像を記録する画像記録工程と、
を含み、
前記前処理液が含有する前記樹脂が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びポリスチレン樹脂からなる群から選択される少なくとも1つであり、かつ、水不溶性樹脂であり、
前記画像記録工程は、前記前処理液が付与される領域と、前記第1インクが付与される領域と、前記第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件であって、かつ、前記重なり領域において、単位面積当たりの前記凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの前記第1樹脂及び前記第2樹脂の合計付与質量の比が16.0以上30.0以下となる条件で、前記画像を記録する画像記録物の製造方法。
【請求項2】
前記比が、16.0以上25.0以下である請求項1に記載の画像記録物の製造方法。
【請求項3】
前記第1インクは、前記第1インクの全量に対する沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下であり、
前記第2インクは、前記第2インクの全量に対する沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の画像記録物の製造方法。
【請求項4】
前記前処理液が樹脂を含有し、
前記第1樹脂が樹脂粒子を含み、
前記前処理液に含有される前記樹脂のガラス転移温度が、前記第1樹脂に含まれる前記樹脂粒子のガラス転移温度よりも低い請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像記録物の製造方法。
【請求項5】
前記第1樹脂が樹脂粒子を含み、
前記第2樹脂が樹脂粒子を含み、
前記第1樹脂に含まれる前記樹脂粒子及び前記第2樹脂に含まれる前記樹脂粒子のうち、前記重なり領域において、単位面積当たりの付与質量が多い方のガラス転移温度をTaとし、単位面積当たりの付与質量が少ない方のガラス転移温度をTbとした場合に、Ta及びTbが、0℃≦Ta-Tb≦30℃の関係を満足する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の画像記録物の製造方法。
【請求項6】
前記前処理液と前記第1インクとを混合した混合物の粘度をA1とし、前記前処理液と前記第2インクとを混合した混合物の粘度をA2とした場合に、A1及びA2が、A1-A2>0mPa・sを満足する請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像記録物の製造方法。
【請求項7】
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の画像記録物の製造方法によって画像記録物を得る工程と、
前記画像記録物の前記画像が記録された側にラミネート用基材をラミネートしてラミネート体を得る工程と、
を含むラミネート体の製造方法。
【請求項8】
非浸透性基材と、前記非浸透性基材上に記録された画像と、を備え、
前記画像が、前記非浸透性基材に接し、凝集剤及び樹脂を含有する前処理層と、前記前処理層に接し、第1顔料及び第1樹脂を含有する第1層と、前記第1層に接し、第2顔料及び第2樹脂を含有する第2層と、を含み、かつ、前記前処理層と前記第1層と前記第2層とが平面視で重なる重なり領域を含み、
前記凝集剤が、有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記前処理層が含有する前記樹脂が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びポリスチレン樹脂からなる群から選択される少なくとも1つであり、かつ、水不溶性樹脂であり、
前記重なり領域において、単位面積当たりの前記凝集剤の質量に対する単位面積当たりの前記第1樹脂及び前記第2樹脂の合計質量の比が16.0以上30.0以下である画像記録物。
【請求項9】
請求項8に記載の画像記録物と、
前記画像記録物の前記画像上にラミネートされたラミネート用基材と、
を備えるラミネート体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、画像記録物及びその製造方法、並びに、ラミネート体及びその製造方法の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インクと、インク中の成分を凝集させる凝集剤を含む前処理液(反応液等とも称されている)と、を用いて画像を記録する技術についての検討がなされている。
【0003】
例えば、特許文献1には、反応剤の匂いを低減し、また、高画質な記録物を得ることができるインクジェット記録方法として、低吸収性又は非吸収性被記録媒体に、反応液と、1種以上のインクジェットインク組成物と、を付着させる記録工程を有し、上記反応液が、インクジェットインク組成物の成分と反応するカルボン酸又はカルボン酸塩である反応剤を含み、上記インクジェットインク組成物が、樹脂及び水を含み、上記低吸収性又は非吸収性被記録媒体上の上記インクジェットインク組成物の付着領域において、単位面積当たりの、上記樹脂の付着量が最も多い領域の付着量を100%としたとき、上記樹脂の付着量が20%以上100%以下である上記付着領域における、上記樹脂の付着量と上記反応剤の付着量との質量比(上記樹脂/上記反応剤)が、1.5以上16以下となるように、上記反応液と上記インクジェットインク組成物とを付着させる、インクジェット記録方法が開示されている。
【0004】
また、特許文献2には、画質と耐擦性に優れた記録物が得られるインクジェット記録方法として、水系インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含有する反応液を、記録媒体の記録領域へ付着させる反応液付着工程と、表面処理顔料を含む顔料分散体と、水と、を含有する水系インク組成物を、インクジェットヘッドから吐出させて上記記録媒体の上記記録領域へ付着させるインク組成物付着工程と、を備え、上記記録領域において、上記反応液の付着量に対する上記水系インク組成物の付着量が2倍以上20倍以下である領域を有する、インクジェット記録方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2015-217591号公報
【特許文献2】特開2018-165029号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、非浸透性基材上に画像を記録して画像記録物を得た後、画像記録物における画像上に、ラミネート用基材をラミネートする場合があり、この場合において、画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度を向上させることが求められる場合がある。
【0007】
本開示の一態様の課題は、非浸透性基材と非浸透性基材上に記録された画像とを備える画像記録物であって、上記画像上にラミネート用基材をラミネートした場合のラミネート強度に優れる画像記録物、及び、上記画像記録物を製造できる画像記録物の製造方法を提供することである。
本開示の別の一態様の課題は、上記画像記録物と上記画像記録物の上記画像上にラミネートされたラミネート用基材とを備え、上記画像とラミネート用基材とのラミネート強度に優れるラミネート体、及び、上記ラミネート体を製造できるラミネート体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種である凝集剤と、水と、を含有する前処理液を準備する工程と、
第1顔料、第1樹脂、及び水を含有する第1インクを準備する工程と、
第2顔料、第2樹脂、及び水を含有し、表面張力が、第1インクの表面張力よりも小さい第2インクを準備する工程と、
非浸透性基材上に、前処理液と第1インクと第2インクとをこの順に付与して画像を記録する画像記録工程と、
を含み、
画像記録工程は、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件であって、かつ、重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比が16.0以上30.0以下となる条件で、画像を記録する画像記録物の製造方法。
<2> 上記比が、16.0以上25.0以下である<1>に記載の画像記録物の製造方法。
<3> 第1インクの全量に対する沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下であり、
第2インクの全量に対する沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下である<1>又は<2>に記載の画像記録物の製造方法。
<4> 前処理液が樹脂を含有し、
第1樹脂が樹脂粒子を含み、
前処理液に含有される樹脂のガラス転移温度が、第1樹脂に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度よりも低い<1>~<3>のいずれか1つに記載の画像記録物の製造方法。
<5> 第1樹脂が樹脂粒子を含み、
第2樹脂が樹脂粒子を含み、
第1樹脂に含まれる樹脂粒子及び第2樹脂に含まれる樹脂粒子のうち、重なり領域において、単位面積当たりの付与質量が多い方のガラス転移温度をTaとし、単位面積当たりの付与質量が少ない方のガラス転移温度をTbとした場合に、Ta及びTbが、0℃≦Ta-Tb≦30℃の関係を満足する<1>~<4>のいずれか1つに記載の画像記録物の製造方法。
<6> 前処理液と第1インクとを混合した混合物の粘度をA1とし、前処理液と第2インクとを混合した混合物の粘度をA2とした場合に、A1及びA2が、A1-A2>0mPa・sを満足する<1>~<3>のいずれか1つに記載の画像記録物の製造方法。
<7> <1>~<6>のいずれか1つに記載の画像記録物の製造方法によって画像記録物を得る工程と、
画像記録物の画像が記録された側にラミネート用基材をラミネートしてラミネート体を得る工程と、
を含むラミネート体の製造方法。
<8> 非浸透性基材と、非浸透性基材上に記録された画像と、を備え、
画像が、非浸透性基材に接し、凝集剤を含有する前処理層と、前処理層に接し、第1顔料及び第1樹脂を含有する第1層と、第1層に接し、第2顔料及び第2樹脂を含有する第2層と、を含み、かつ、前処理層と第1層と第2層とが平面視で重なる重なり領域を含み、
凝集剤が、有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種であり、
重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計質量の比が16.0以上30.0以下である画像記録物。
<9> <8>に記載の画像記録物と、
画像記録物の画像上にラミネートされたラミネート用基材と、
を備えるラミネート体。
【発明の効果】
【0009】
本開示の一態様によれば、非浸透性基材と非浸透性基材上に記録された画像とを備える画像記録物であって、上記画像上にラミネート用基材をラミネートした場合のラミネート強度に優れる画像記録物、及び、上記画像記録物を製造できる画像記録物の製造方法が提供される。
本開示の別の一態様によれば、上記画像記録物と上記画像記録物の上記画像上にラミネートされたラミネート用基材とを備え、上記画像とラミネート用基材とのラミネート強度に優れるラミネート体、及び、上記ラミネート体を製造できるラミネート体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する上記複数の物質の合計量を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【0011】
本開示において、「画像」とは、非浸透性基材上に、前処理液、第1インク及び第2インクをこの順に付与することによって形成される膜全般を意味し、「画像の記録」及び「画像記録」とは、それぞれ、膜の形成及び膜形成を意味する。
また、本開示における「画像」の概念には、ベタ画像(solid image)も包含される。
【0012】
〔画像記録物の製造方法〕
本開示の画像記録物の製造方法は、
有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種である凝集剤と、水と、を含有する前処理液を準備する工程と、
第1顔料、第1樹脂、及び水を含有する第1インクを準備する工程と、
第2顔料、第2樹脂、及び水を含有し、表面張力が、第1インクの表面張力よりも小さい第2インクを準備する工程と、
非浸透性基材上に、前処理液と第1インクと第2インクとをこの順に付与して画像を記録する画像記録工程と、
を含み、
画像記録工程は、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件であって、かつ、重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比(以下、「付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕」又は「付与量比〔樹脂/凝集剤〕」ともいう)が16.0以上30.0以下となる条件で、画像を記録する。
【0013】
本開示の画像記録物の製造方法によれば、非浸透性基材と非浸透性基材上に記録された画像とを備える画像記録物であって、上記画像上にラミネート用基材をラミネートした場合のラミネート強度に優れる画像記録物を製造できる。
ここで、ラミネート強度とは、上記ラミネートによって形成されたラミネート体〔即ち、「ラミネート用基材/画像記録物」の積層構造(詳しくは、「ラミネート用基材/画像/非浸透性基材」の積層構造)を有するラミネート体〕におけるラミネート用基材と画像記録物とを剥離する場合の剥離強度を意味する。
【0014】
本開示の画像記録物の製造方法により、上記効果が奏される理由は、以下のように推測される。
ラミネート体におけるラミネート強度を向上させるためには、前提として、非浸透性基材と画像との密着性を向上させる必要があり、その上で、画像とラミネート用基材との密着性を向上させる必要がある。
本開示の画像記録物の製造方法における画像記録工程では、非浸透性基材上に、前処理液と第1インクと第2インクとをこの順に付与する。即ち、非浸透性基材上に前処理液を付与し、付与された前処理液上に第1インクを付与し、付与された第1インク上に第2インクを付与する。前処理液、第1インク、及び第2インクは、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件(即ち、付与配置)にて付与する。これにより、非浸透性基材上において、前処理液中の成分である凝集剤の作用により、前処理液上に付与された、第1インク中の成分(主として第1樹脂)及び第2インク中の成分(主として第2樹脂)が凝集し、画像が得られる。
ここで、重なり領域において、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕が30.0以下であることにより、第1樹脂及び第2樹脂の凝集不足が抑制され、凝集不足に起因する非浸透性基材と画像との密着性の低下が抑制されると考えられる。
また、重なり領域において、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕が16.0以上であることにより、第1樹脂及び第2樹脂の過凝集が抑制され、過凝集に起因する、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきが抑制されると考えられる。その結果、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきに起因する、画像とラミネート用基材との密着性の低下が抑制されると考えられる。
更に、第2インクの表面張力が第1インクの表面張力よりも小さいことにより、重なり領域において、第1インク上の第2インクの濡れ拡がり性が向上し、その結果、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきが抑制される。その結果、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきに起因する、画像とラミネート用基材との密着性の低下が抑制されると考えられる。
以上のようにして、本開示の画像記録物の製造方法では、非浸透性基材と画像との密着性が確保され、かつ、画像とラミネート用基材との密着性も確保され、その結果、ラミネート強度が確保されると考えられる。
【0015】
以下、本開示の画像記録物の製造方法に含まれ得る各工程について説明する。
【0016】
<前処理液を準備する工程>
前処理液を準備する工程(以下、「前処理液準備工程」ともいう)は、有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種である凝集剤と、水と、を含有する前処理液を準備する工程である。
前処理液準備工程は、予め製造された前処理液を単に準備するだけの工程であってもよいし、前処理液を製造する工程であってもよい。
前処理液の製造方法には特に制限はなく、各成分を混合する公知の方法を適用できる。
【0017】
(水)
前処理液は、水を含有する。
水の含有量は、前処理液の全量に対し、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上である。
水の含有量の上限は、他の成分の量にもよるが、前処理液の全量に対し、好ましくは90質量%以下である。
【0018】
(凝集剤)
前処理液は、有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種である凝集剤を準備する。
凝集剤は、インク(即ち、第1インク及び第2インク。以下同じ。)中の成分(例えば、第1樹脂及び第2樹脂)を凝集させる成分である。
【0019】
-有機酸-
有機酸としては、酸性基を有する有機化合物が挙げられる。
酸性基としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシ基等を挙げることができる。
上記酸性基は、インクの凝集速度の観点から、リン酸基又はカルボキシ基であることが好ましく、カルボキシ基であることがより好ましい。
なお、上記酸性基は、前処理液中において、少なくとも一部が解離していることが好ましい。
【0020】
カルボキシ基を有する有機化合物としては、ポリアクリル酸、酢酸、蟻酸、安息香酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸(好ましくは、DL-リンゴ酸)、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、4-メチルフタル酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、ピメリン酸、等が好ましい。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
【0021】
カルボキシ基を有する有機化合物としては、インクの凝集速度の観点から、2価以上のカルボン酸(以下、多価カルボン酸ともいう。)が好ましい。
多価カルボン酸としては、
ジカルボン酸又はトリカルボン酸が好ましく、
グルタル酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、又はクエン酸がより好ましく、
グルタル酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、リンゴ酸、フマル酸、酒石酸、又はクエン酸が更に好ましく、
グルタル酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、又はピメリン酸が更に好ましい。
【0022】
有機酸は、pKaが低い(例えば、1.0~5.0)ことが好ましい。
これにより、カルボキシ基等の弱酸性の官能基で分散安定化しているインク中の顔料、ポリマー粒子などの粒子の表面電荷を、よりpKaの低い有機酸性化合物と接触させることにより減じ、分散安定性を低下させることができる。
【0023】
有機酸は、pKaが低く、水に対する溶解度が高く、価数が2価以上であることが好ましく、インク中の粒子を分散安定化させている官能基(例えば、カルボキシ基等)のpKaよりも低いpH領域に高い緩衝能を有する2価又は3価の酸性物質であることがより好ましい。
【0024】
-有機酸塩-
有機酸塩としては、上記で例示された有機酸の塩が挙げられる。
有機酸塩としては、周期表の第2族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3族の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13族からのカチオン(例えば、アルミニウム)、ランタニド類(例えば、ネオジム)を含む有機酸塩が挙げられる。
有機酸塩としては、アルカリ土類金属を含む有機酸塩が好ましく、カルシウムを含む有機酸塩(例えば、乳酸カルシウム、酢酸カルシウム、等)又はマグネシウムを含む有機酸塩(例えば、乳酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、等)が好ましい。
【0025】
-多価金属化合物-
多価金属化合物としては、周期表の第2族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3族の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13族からのカチオン(例えば、アルミニウム)、及びランタニド類(例えば、ネオジム)からなる群から選択される少なくとも1種を含む塩(但し、有機酸塩を除く)が挙げられる。
多価金属化合物としては、硝酸塩、塩化物、又はチオシアン酸塩が好適である。
多価金属化合物として、特に好ましくは、硝酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、又は、チオシアン酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩である。
多価金属化合物は、前処理液中において、少なくとも一部が多価金属イオンと対イオンとに解離していることが好ましい。
【0026】
-金属錯体-
金属錯体としては、金属元素として、ジルコニウム、アルミニウム、及びチタンからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
金属錯体としては、配位子として、アセテート、アセチルアセトネート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、オクチレングリコレート、ブトキシアセチルアセトネート、ラクテート、ラクテートアンモニウム塩、及びトリエタノールアミネートからなる群から選択される少なくとも1種を含む金属錯体が好ましい。
【0027】
金属錯体としては、様々な金属錯体が市販されており、本開示においては、市販の金属錯体を使用してもよい。また、様々な有機配位子、特に金属キレート触媒を形成し得る様々な多座配位子が市販されている。そのため、市販の有機配位子と金属とを組み合わせて調製した金属錯体を使用してもよい。
【0028】
凝集剤の含有量には特に制限はない。
インクの凝集速度の観点から、前処理液の全量に対する凝集剤の含有量は、0.1質量%~40質量%であることが好ましく、0.1質量%~30質量%であることがより好ましく、1質量%~20質量%であることが更に好ましく、1質量%~10質量%であることが特に好ましい。
【0029】
(樹脂)
前処理液は樹脂を少なくとも1種含有することが好ましい。
前処理液が樹脂を含有する場合には、画像の密着性がより向上する。
【0030】
前処理液が樹脂を含有する場合、前処理液に含有される樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは0℃以上であり、より好ましくは10℃以上であり、更に好ましくは20℃以上であり、更に好ましくは30℃以上である。
前処理液が樹脂を含有する場合、前処理液に含有される樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは120℃以下であり、より好ましくは100℃以下であり、更に好ましくは80℃以下であり、更に好ましくは70℃以下である。
【0031】
本開示において、樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定された値を意味する。
ガラス転移温度の具体的な測定は、JIS K 7121(1987年)又はJIS K 6240(2011年)に記載の方法に順じて行う。
本開示におけるガラス転移温度は、補外ガラス転移開始温度(以下、Tigと称することがある)である。
ガラス転移温度の測定方法をより具体的に説明する。
ガラス転移温度を求める場合、予想される樹脂のガラス転移温度より約50℃低い温度にて装置が安定するまで保持した後、加熱速度:20℃/分で、ガラス転移が終了した温度よりも約30℃高い温度まで加熱し、示差熱分析(DTA)曲線又はDSC曲線を作成する。
補外ガラス転移開始温度(Tig)、すなわち、本開示におけるガラス転移温度は、DTA曲線又はDSC曲線における低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になる点で引いた接線との交点の温度として求める。
【0032】
前処理液が樹脂を2種以上含む場合には、前処理液中の樹脂のガラス転移温度(Tg)は、個々の樹脂のガラス転移温度の加重平均値を意味する。
【0033】
前処理液に含有され得る樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。
前処理液に含有され得る樹脂は、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂を含むことが好ましく、ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。
【0034】
本開示において、アクリル樹脂とは、アクリル酸、アクリル酸の誘導体(例えば、アクリル酸エステル等)、メタクリル酸、及びメタクリル酸の誘導体(例えば、メタクリル酸エステル等)からなる群から選択される少なくとも1種を含む原料モノマーの重合体(単独重合体又は共重合体)を意味する。
本開示において、ポリエステル樹脂とは、主鎖にエステル結合を含む高分子化合物を意味する。ポリエステル樹脂としては、多価カルボン酸(例えばジカルボン酸)とポリアルコール(例えばジオール)との重縮合物が挙げられる。
本開示において、ポリオレフィン樹脂とは、オレフィンを含む原料モノマーの重合体(単独重合体又は共重合体)を意味する。ポリオレフィン樹脂としては、1種のオレフィンの重合体、2種以上のオレフィンの共重合体、1種以上のオレフィンと1種以上のその他のモノマーとの共重合体、等が挙げられる。オレフィンとしては、炭素数2~30のα-オレフィンが挙げられる。
本開示において、ポリウレタン樹脂とは、ウレタン結合を含む高分子化合物を意味する。
本開示において、ポリウレア樹脂とは、ウレア結合を含む高分子化合物を意味する。
本開示において、ポリアミド樹脂とは、アミド結合を含む高分子化合物を意味する。
本開示において、ポリカーボネート樹脂とは、カーボネート結合を含む高分子化合物を意味する。
本開示において、ポリスチレン樹脂とは、スチレンを含む原料モノマーの重合体を意味する。
【0035】
前処理液に含有され得る樹脂は、水溶性樹脂であってもよいし、水不溶性樹脂であってもよいが、水不溶性樹脂が好ましい。
【0036】
本開示において、「水溶性」とは、25℃の水100gに対する溶解量が1g以上である性質を意味する。「水溶性」として、好ましくは、25℃の水100gに対する溶解量が3g以上(より好ましくは10g以上)である性質である。
本開示において、「水不溶性」とは、25℃の水100gに対する溶解量が1g未満である性質を意味する。「水不溶性」として、好ましくは、25℃の水100gに対する溶解量が0.5g未満である性質である。
【0037】
前処理液は、樹脂粒子を含有することが好ましい。
樹脂粒子は、好ましくは、水不溶性樹脂からなる。
樹脂粒子としては、アクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、アクリル樹脂粒子及びポリエステル樹脂粒子の混合物、又は、アクリル樹脂とポリエステル樹脂とを含む複合粒子が好ましい。
樹脂粒子としては、後述する「第1インクを準備する工程」の項で説明する、第1インクに含まれ得る樹脂粒子と同様のものも好ましい。
【0038】
樹脂粒子における樹脂の重量平均分子量(Mw)は、1000~300000であることが好ましく、2000~200000であることがより好ましく、5000~100000であることが更に好ましい。
【0039】
本開示において、重量平均分子量(Mw)は、特別な記載がない限り、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定された値を意味する。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定は、測定装置として、HLC(登録商標)-8020GPC(東ソー(株))を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標)Super Multipore HZ-H(4.6mmID×15cm、東ソー(株))を3本用い、溶離液として、THF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、測定条件としては、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35mL/min、サンプル注入量を10μL、及び測定温度を40℃とし、RI検出器を用いて行う。
検量線は、東ソー(株)の「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F-40」、「F-20」、「F-4」、「F-1」、「A-5000」、「A-2500」、「A-1000」、及び「n-プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
【0040】
樹脂粒子の体積平均粒径は、1nm~300nmであることが好ましく、3nm~200nmであることがより好ましく、5nm~150nmであることが更に好ましい。
【0041】
前処理液を調製する際、樹脂粒子の水分散液の市販品を用いてもよい。
樹脂粒子の水分散液の市販品としては、ペスレジンA124GP、ペスレジンA645GH、ペスレジンA615GE、ペスレジンA520(以上、高松油脂(株)製)、Eastek1100、Eastek1200(以上、Eastman Chemical社製)、プラスコートRZ570、プラスコートZ687、プラスコートZ565、プラスコートRZ570、プラスコートZ690(以上、互応化学工業(株)製)、バイロナールMD1200(東洋紡(株)製)、EM57DOC(ダイセルファインケム社製)等が挙げられる。
【0042】
前処理液が樹脂粒子を含有する場合、前処理液の全量に対する樹脂粒子の含有量は、0.5質量%~30質量%であることが好ましく、1質量%~20質量%であることがより好ましく、1質量%~15質量%であることが特に好ましい。
【0043】
(水溶性有機溶剤)
前処理液は、水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
水溶性有機溶剤としては、公知のものを特に制限なく用いることができる。
水溶性有機溶剤としては、例えば、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2-オクタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ペンタンジオール、4-メチル-1,2-ペンタンジオール等)、ポリアルキレングリコール(例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等)などの多価アルコール;
ポリアルキレングリコールエーテル(例えば、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル等)などの多価アルコールエーテル;
炭素原子数1~4のアルキルアルコール類、グリコールエーテル類、2-ピロリドン、及びN-メチル-2-ピロリドン;
等が挙げられる。
中でも、成分の転写の抑制の観点から、多価アルコール、又は、多価アルコールエーテルが好ましく、アルカンジオール、ポリアルキレングリコール、又は、ポリアルキレングリコールエーテルがより好ましい。
【0044】
前処理液が水溶性有機溶剤を含有する場合、前処理液の全量に対する水溶性有機溶剤の含有量は、0.5質量%~30質量%であることが好ましく、1質量%~20質量%であることがより好ましく、1質量%~15質量%であることが特に好ましい。
【0045】
前処理液に含有され得る水溶性有機溶剤としては、沸点220℃未満の水溶性有機溶剤も好ましい。
前処理液の乾燥性の観点から、前処理液は、沸点220℃以上の有機溶剤を含有しないか、又は、沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が、前処理液の全量に対して5質量%以下(より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下)であることが好ましい。
沸点220℃未満の水溶性有機溶剤及び沸点220℃以上の有機溶剤の各々の具体例については、後述する「第1インクを準備する工程」の項を参照できる。
【0046】
(その他の成分)
前処理液は、必要に応じ、上記以外のその他の成分を含んでいてもよい。
前処理液に含有され得るその他の成分としては、界面活性剤、固体湿潤剤、ケイ酸化合物(例えばコロイダルシリカ)、無機塩、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、キレート剤、水溶性カチオン性ポリマー以外の水溶性高分子化合物(例えば、特開2013-001854号公報の段落0026~0080に記載された水溶性高分子化合物)、等の公知の添加剤が挙げられる。
前処理液に含有され得るその他の成分としては、後述する第1インクに含有され得る成分を参照することもできる。
【0047】
(前処理液の物性)
インクの凝集速度の観点から、前処理液の25℃におけるpHは0.1~3.5であることが好ましい。
前処理液のpHが0.1以上であると、非浸透性基材のザラツキがより低減され、画像部の密着性がより向上する。
前処理液のpHが3.5以下であると、凝集速度がより向上し、非浸透性基材の表面上におけるインクによるドット(インクドット)の合一がより抑制され、画像のザラツキがより低減される。
前処理液の25℃におけるpHは、0.2~2.0がより好ましい。ここでいう前処理液の25℃におけるpHの測定条件は、前述したインクの25℃におけるpHの測定条件と同様である。
【0048】
前処理液が凝集剤を含む場合、前処理液の粘度としては、インクの凝集速度の観点から、0.5mPa・s~10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s~5mPa・sの範囲がより好ましい。
【0049】
本開示における粘度は、特に断りが無い限り、粘度計を用い、25℃で測定される値である。
粘度計としては、例えば、VISCOMETER TV-22型粘度計(東機産業(株)製)を用いる。
【0050】
前処理液の表面張力としては、60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m~50mN/mであることがより好ましく、30mN/m~45mN/mであることが更に好ましい。
【0051】
本開示における表面張力は、特に断りが無い限り、25℃の温度下で測定される値である。
表面張力の測定は、例えば、Automatic Surface Tentiometer CBVP-Z(共和界面科学(株)製)を用いて行う。
【0052】
<第1インクを準備する工程>
第1インクを準備する工程(以下、「第1インク準備工程」ともいう)は、第1顔料、第1樹脂、及び水を含有する第1インクを準備する工程である。
第1インク準備工程は、予め製造された第1インクを単に準備するだけの工程であってもよいし、第1インクを製造する工程であってもよい。
第1インクの製造方法には特に制限はなく、各成分を混合する公知の方法を適用できる。
【0053】
(水)
第1インクは、水を含有する。
水の含有量は、第1インクの全量に対し、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは40質量%以上であり、更に好ましくは50質量%以上である。
水の含有量の上限は、他の成分の量にもよるが、第1インクの全量に対し、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下である。
【0054】
(第1顔料)
第1インクは、第1顔料を含有する。
第1顔料とは、第1インクに含有される全顔料成分(即ち、1種又は2種以上の顔料)を意味する。
第1顔料としては特に制限はなく、有機顔料でも無機顔料でもよい。
【0055】
有機顔料としては、例えば、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、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等)、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、等が挙げられる。
無機顔料としては、例えば、白色無機顔料、酸化鉄、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、等が挙げられる。白色無機顔料の好ましい態様については後述する。
第1顔料としては、特開2009-241586号公報の段落0096~0100に記載の顔料が挙げられる。
【0056】
第1顔料として、有彩色の顔料又は黒色顔料を含有する第1インクは、例えば、カラーインク(例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク等)、ブラックインクとして用いることができる。
【0057】
また、第1顔料として白色顔料(例えば白色無機顔料)を含む場合の第1インクは、例えば、白色インク(以下、「ホワイトインク」ともいう)として用いることもできる。
また、第1顔料として、白色顔料と、白色以外の色の顔料と、を含む場合の第1インクは、白色に対し有彩色の色味が加わったインクとして用いることもできる。
【0058】
白色無機顔料としては、例えば、二酸化チタン(TiO)、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、硫化亜鉛、マイカ、タルク、パール等が挙げられる。白色無機顔料の中でも、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、又は酸化亜鉛が好ましく、二酸化チタンがより好ましい。
【0059】
白色無機顔料の平均一次粒子径は、例えば150nm~400nmである。
平均一次粒子径が150nm以上であると、隠蔽性がより向上する。ここで、隠蔽性とは、画像(例えば白色画像)によって、下地を覆い隠す性質を意味する。
平均一次粒子径が400nm以下であると、第1インクの吐出性がより向上する。
白色無機顔料の平均一次粒子径としては、250nm~350nmが好ましく、250nm~300nmがより好ましい。
【0060】
白色無機顔料の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定される値である。測定には、日本電子株式会社製の透過型電子顕微鏡1200EXを用いることができる。
具体的には、カーボン膜を貼り付けたCu200メッシュ(日本電子株式会社製)に、1,000倍に希釈したインクを滴下し乾燥させた後、TEMで10万倍に拡大した画像から、重なっていない独立した粒子300個の円相当径を測定し、得られた測定値を単純平均した値を、平均一次粒子径とする。
【0061】
第1顔料の含有量としては、第1インクの全量に対して、好ましくは1質量%~20質量%であり、より好ましくは1質量%~15質量%であり、更に好ましくは1質量%~10質量%である。
【0062】
(第1樹脂)
第1インクは、第1樹脂を含有する。
ここで、第1樹脂は、第1インクに含有される全樹脂成分(即ち、1種又は2種以上の樹脂)を意味する。
後述の画像記録工程では、非浸透性基材上で、第1インク中の第1樹脂と前処理液中の凝集剤とが接触した際に、第1インク中の樹脂粒子が凝集する。これにより、画像の密着性が向上する。
【0063】
第1樹脂としては特に制限はないが、好ましくは、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はポリオレフィン樹脂である。
【0064】
第1インクの全量に対する第1樹脂の含有量は、好ましくは1質量%~30質量%であり、より好ましくは2質量%~20質量%であり、更に好ましくは2質量%~15質量%であり、更に好ましくは2質量%~10質量%である。
【0065】
第1樹脂として、具体的には、第1顔料を分散させるための顔料分散樹脂、樹脂からなる粒子である樹脂粒子、等が挙げられる。
【0066】
-顔料分散樹脂-
第1樹脂は、顔料分散樹脂を含み得る。
第1樹脂が顔料分散樹脂を含む場合、第1インクは、第1顔料の表面の少なくとも一部が顔料分散樹脂によって被覆されている構造を有する樹脂被覆顔料を含有する。
顔料分散樹脂としては、水不溶性樹脂が好ましい。
【0067】
顔料分散樹脂として、好ましくはアクリル樹脂である。
顔料分散樹脂としては、例えば、国際公開第2013/180074号、特許第5863600号公報、特開2018-28080号公報、特開2017-149906号公報、特開2016-193981号公報に記載されている顔料分散樹脂が挙げられる。顔料分散樹脂は、「樹脂分散剤」等とも称されている。
また、第1顔料と顔料分散樹脂との組み合わせとして、例えば特許第5404669号公報等に記載されている、架橋された水溶性樹脂により顔料が被覆されている樹脂被覆顔料を適用してもよい。この場合の樹脂被覆顔料は、例えば、水溶性樹脂として、カルボキシ基を有するアクリル樹脂を用い、架橋剤として2官能以上のエポキシ化合物を用いて作製できる。
【0068】
顔料分散樹脂は、顔料に対する吸着性の観点から、脂環式構造又は芳香環式構造を含むことが好ましく、芳香環式構造を含むことがより好ましい。
脂環式構造としては、炭素数5~10の脂環式炭化水素構造が好ましく、シクロヘキサン環構造、ジシクロペンタニル環構造、ジシクロペンテニル環構造、ノルボルナン環構造、イソボルナン環構造、ノルボルネン環構造、イソボルネン環構造、又は、アダマンタン環構造が好ましい。
芳香環式構造としては、ナフタレン環又はベンゼン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
脂環式構造又は芳香環式構造の量としては、例えば、樹脂粒子に含まれる樹脂100gあたり0.01mol~1.5molであることが好ましく、0.1mol~1molであることがより好ましい。
【0069】
顔料分散樹脂は、顔料を分散させる性能の観点から、構造中にイオン性基を有することが好ましい。
イオン性基としては、アニオン性基であってもカチオン性基であってもよいが、アニオン性基が好ましい。
アニオン性基としては、特に限定されないが、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、スルホ基、又はスルホ基の塩が好ましい。
【0070】
樹脂分散剤の酸価としては、顔料分散性、保存安定性の観点から、30mgKOH/g~100mgKOH/gが好ましく、30mgKOH/g~85mgKOH/gがより好ましく、50mgKOH/g~85mgKOH/gが更に好ましい。
ここで、酸価とは、樹脂1gを完全に中和するのに要するKOHの質量(mg)で定義され、JIS規格(JIS K 0070、1992)記載の方法により測定されるものである。
【0071】
顔料分散樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3万以上であり、3万~15万がより好ましく、更に好ましくは3万~10万であり、更に好ましくは3万~8万である。
【0072】
第1樹脂が顔料分散樹脂を含む場合、顔料分散樹脂の含有量は、第1インクの全量に対し、好ましくは1質量%~25質量%であり、より好ましくは1質量%~20質量%であり、更に好ましくは1質量%~15質量%であり、更に好ましくは1質量%~10質量%である。
【0073】
第1樹脂が顔料分散樹脂を含む場合、顔料(P)に対する顔料分散樹脂(D)の比(即ち、D/P比)は、好ましくは0.05~3であり、より好ましくは0.05~2であり、更に好ましくは0.05~1であり、更に好ましくは0.05~0.7である。
【0074】
-樹脂粒子-
第1樹脂は、樹脂粒子を含み得る。
ここで、樹脂粒子は、樹脂からなる粒子である点で、前述する顔料分散樹脂と区別される。
樹脂粒子を構成する樹脂としては、水不溶性樹脂が好ましい。
第1樹脂が樹脂粒子を含有する場合、非浸透性基材上で、第1インク中の樹脂粒子と前処理液中の凝集剤とが接触した際に、第1インク中の樹脂粒子が凝集し、第1インクが増粘する。従って、第1樹脂が樹脂粒子を含有する場合、第1樹脂が樹脂粒子を含有しない場合と比較して、画像の強度及び密着性がより向上する。
また、第1樹脂が樹脂粒子を含有する場合、第1樹脂が同質量の水溶性樹脂を含む場合と比較して、第1インクの粘度上昇がより抑制され、第1インクの吐出性の低下がより抑制される。
【0075】
樹脂粒子のガラス転移温度(即ち、樹脂粒子における樹脂のガラス転移温度)には特に制限はない。
画像の強度をより向上させる観点から、樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは80℃以上である。
樹脂粒子の製造適性の観点から、樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは150℃以下であり、より好ましくは130℃以下である。
【0076】
本開示の画像記録物の製造方法では、画像の密着性をより向上させる観点から、
前処理液が樹脂を含有し、
第1インクにおける第1樹脂が樹脂粒子を含み、
前処理液に含有される樹脂のガラス転移温度が、第1樹脂に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度よりも低いことが好ましい。
この場合、第1樹脂に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度から前処理液に含有される樹脂のガラス転移温度を差し引いた値は、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは30℃以上であり、更に好ましくは40℃以上である。
この値の上限には特に制限はないが、上限として、例えば、100℃、150℃、200℃等が挙げられる。
【0077】
樹脂粒子として、好ましくは、アクリル樹脂からなる粒子(以下、アクリル樹脂粒子ともいう)、ポリエステル樹脂からなる粒子(以下、ポリエステル樹脂粒子ともいう)、ポリウレタン樹脂からなる粒子(以下、ポリウレタン樹脂粒子ともいう)、又はポリオレフィン樹脂からなる粒子(以下、ポリオレフィン樹脂粒子ともいう)である。
【0078】
第1インクに含有される樹脂粒子は、画像の密着性及び耐擦性をより向上させる観点から、アクリル樹脂粒子を含むことが好ましい。
第1インクに含有される樹脂粒子がアクリル樹脂粒子を含む場合、第1インクに含有される樹脂粒子に占めるアクリル樹脂粒子の比率は、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。
第1インクに含有される樹脂粒子に占めるアクリル樹脂粒子の比率が60質量%以上である場合には、画像の密着性が更に向上する。
【0079】
樹脂粒子としては、自己分散性樹脂粒子が好ましい。
自己分散性樹脂粒子としては、例えば、特開2016-188345号公報の段落0062~0076、国際公開第2013/180074号の段落0109~0140等に記載の自己分散性ポリマー粒子が挙げられる。
【0080】
樹脂粒子における樹脂は、脂環式構造又は芳香環式構造を含むことが好ましく、脂環式構造を含むことがより好ましい。
脂環式構造としては、炭素数5~10の脂環式炭化水素構造が好ましく、シクロヘキサン環構造、ジシクロペンタニル環構造、ジシクロペンテニル環構造、ノルボルナン環構造、イソボルナン環構造、ノルボルネン環構造、イソボルネン環構造、又はアダマンタン環構造が好ましい。
芳香環式構造としては、ナフタレン環又はベンゼン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
脂環式構造又は芳香環式構造の量としては、例えば、樹脂粒子における樹脂100gあたり0.01mol~1.5molであることが好ましく、0.1mol~1molであることがより好ましい。
【0081】
樹脂粒子における樹脂は、樹脂粒子の水分散性をより向上させる観点から、構造中にイオン性基を有することが好ましい。
イオン性基としては、アニオン性基であってもカチオン性基であってもよいが、アニオン性基が好ましい。
アニオン性基としては、特に限定されないが、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、スルホ基、又はスルホ基の塩が好ましい。
【0082】
樹脂粒子における樹脂として、
より好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、及び脂環式構造含有(メタ)アクリレート単位からなる群から選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸単位と、を含むアクリル樹脂であり、
更に好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレート単位、フェノキシエチル(メタ)アクリレート単位、及び脂環式構造含有(メタ)アクリレート単位からなる群から選択される少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸単位と、炭素数1~4のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレート単位と、炭素数5~12のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレート単位と、を含むアクリル樹脂である。
【0083】
脂環式構造含有(メタ)アクリレートとしては、炭素数3~10のシクロアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート)、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種が好ましく、
イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
【0084】
樹脂粒子における樹脂の酸価としては、自己分散性、画像記録時の凝集性等の観点から、好ましくは25mgKOH/g~100mgKOH/gであり、より好ましくは30mgKOH/g~90mgKOH/gであり、更に好ましくは35mgKOH/g~80mgKOH/gである。
【0085】
樹脂粒子における樹脂の分子量としては、重量平均分子量で1000~30万であることが好ましく、2000~20万であることがより好ましく、5000~10万であることが更に好ましい。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定される。GPCの詳細については、既述した通りである。
【0086】
樹脂粒子の体積平均粒径は、1nm~200nmであることが好ましく、3nm~200nmであることがより好ましく、5nm~50nmであることが更に好ましい。
【0087】
第1インクが樹脂粒子を含有する場合、第1インクの全量に対する樹脂粒子の含有量は、1質量%~25質量%であることが好ましく、2質量%~20質量%であることがより好ましく、2質量%~15質量%であることが更に好ましく、2質量%~10質量%であることが更に好ましい。
【0088】
(沸点220℃未満の水溶性有機溶剤)
第1インクは、沸点220℃未満の水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
これにより、画像記録物のラミネート強度がより向上する。
本開示において、沸点は、1気圧(101325Pa)下での沸点を意味する。
【0089】
沸点220℃未満の水溶性有機溶剤としては、例えば、1,2-プロパンジオール(別名プロピレングリコール;PG)(沸点188℃)、1,3-プロパンジオール(沸点213℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点121℃)、エチレングリコール(沸点197℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点133℃)、エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点135℃)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(沸点149℃)、エチレングリコールモノプロピルエーテル(沸点151℃)、プロピレングリコールモノブチルエーテル(沸点170℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(沸点171℃)、2-エチル-1-ヘキサノール(沸点187℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点188℃)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(沸点188℃)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点175℃)、等が挙げられる。
【0090】
第1インクが沸点220℃未満の水溶性有機溶剤を含有する場合、沸点220℃未満の水溶性有機溶剤の含有量は、インクの全量に対し、好ましくは1質量%~50質量%であり、より好ましくは5質量%~40質量%であり、更に好ましくは10質量%~40質量%であり、更に好ましくは15質量%~35質量%である。
【0091】
(沸点220℃以上の有機溶剤)
第1インク中における沸点220℃以上の有機溶剤(以下、「高沸点溶剤」ともいう)の含有量は、5質量%以下であることが好ましい。これにより、画像記録物のラミネート強度及び画像の密着性がより向上する。
ここで、「第1インク中における沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下である」とは、第1インクが、沸点220℃以上の有機溶剤を含有しない(即ち、第1インク中における沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が0質量%である)か、又は、含有する場合でも、沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が、第1インクの全量に対し、5質量%以下であることを意味する。
第1インク中における沸点220℃以上の有機溶剤の含有量は、より好ましくは3質量%以下であり、更に好ましくは2質量%以下であり、更に好ましくは1質量%以下であり、更に好ましくは0質量%である。
【0092】
後述する、「第2インク中における沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下である」ことの意味も、「第1インク中における沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下である」と同様であり、第2インク中における高沸点溶剤の好ましい含有量も、第1インク中における高沸点溶剤の好ましい含有量と同様である。
【0093】
沸点220℃以上の有機溶剤としては、例えば、グリセリン(沸点290℃)、1,2-ヘキサンジオール(HDO)(沸点223℃)、ジエチレングリコール(沸点245℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点230℃)、トリエチレングリコール(沸点285℃)、ジプロピレングリコール(沸点232℃)、トリプロピレングリコール(沸点267℃)、トリメチロールプロパン(沸点295℃)、2-ピロリドン(沸点245℃)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点243℃)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点248℃)、等が挙げられる。
【0094】
(界面活性剤)
第1インクは、界面活性剤の少なくとも1種を含んでもよい。
界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。
【0095】
好ましい界面活性剤として、ノニオン性界面活性剤の一種である、アセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、国際公開第2017/149917号の段落0070~0080に記載されているアセチレングリコール系界面活性剤を用いることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤の例としては、
2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのポリアルキレンオキシド付加物(好ましくはポリエチレンオキシド付加物)、
3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオールのポリアルキレンオキシド付加物(好ましくはポリエチレンオキシド付加物)、
2,5,8,11-テトラメチル-6-ドデシン-5,8-ジオールのポリアルキレンオキシド付加物(好ましくはポリエチレンオキシド付加物)、
2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオールのポリアルキレンオキシド付加物(好ましくはポリエチレンオキシド付加物)等が挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤の市販品としては、エアープロダクツ社製又は日信化学工業(株)製のサーフィノールシリーズ(例えば、サーフィノール420、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485)、オルフィンシリーズ(例えば、オルフィンE1010、オルフィンE1020)、ダイノールシリーズ(例えばダイノール604)等;川研ファインケミカル(株)製のアセチレノール等;などが挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤の市販品は、ダウケミカル社、ゼネラルアニリン社などからも提供されている。
【0096】
界面活性剤としては、特開昭59-157636号公報の第37~38頁及びリサーチディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げた化合物も挙げられる。また、特開2003-322926号、特開2004-325707号、特開2004-309806号の各公報に記載の、フッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等も挙げられる。
【0097】
第1インクが界面活性剤を含む場合、第1インクにおける界面活性剤の含有量は、第1インクの表面張力を考慮して適宜調整される。
第1インクにおける界面活性剤の含有量は、第1インクの全量に対し、0.01質量%~5質量%が好ましく、0.05質量%~3質量%がより好ましく、0.1質量%~2質量%が更に好ましい。
【0098】
(ケイ酸化合物)
第1インクは、ケイ酸化合物を少なくとも1種含んでいてもよい。
第1インクがケイ酸化合物を含む場合には、第1インクのインクジェットヘッドからの吐出安定性をより向上できる。
ケイ酸化合物としては、例えば、特許第5430316号の段落0058~0075に記載された化合物を用いることができる。
ケイ酸化合物としては、
ケイ酸塩(例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸のアンモニウム塩等)又は無水ケイ酸(シリカ)が好ましく、
シリカがより好ましく、
コロイダルシリカが更に好ましい。
コロイダルシリカとしては、市販品を用いてもよい。
市販品の具体例としては、スノーテックスS、スノーテックスXS、スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40、スノーテックスN、スノーテックスC、スノーテックスO(以上、日産化学社製)等が挙げられる。
【0099】
第1インクにおけるケイ酸化合物の含有量としては、第1インクの全量に対し、好ましくは0.0001質量%~1質量%であり、より好ましくは0.0005質量%~0.5質量%であり、更に好ましくは0.001質量%~0.5質量%であり、更に好ましくは0.01質量%~0.3質量%である。
【0100】
(その他の成分)
第1インクは、上記成分以外のその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、尿素、尿素誘導体、ワックス、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
【0101】
(第1インクの好ましい物性)
第1インクの粘度(25℃)は、1.2mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましく、2mPa・s以上13mPa・s未満であることがより好ましく、2.5mPa・s以上10mPa・s未満であることが好ましい。
【0102】
第1インクの表面張力(25℃)は、好ましくは25mN/m~50mN/mであり、より好ましくは30mN/m~45mN/mであり、更に好ましくは30mN/m~40mN/mである。
【0103】
第1インクの25℃におけるpHは、好ましくはpH6~11であり、より好ましくはpH7~10であり、更に好ましくはpH7~9である。
第1インクの25℃におけるpHは、市販のpHメーターを用いて測定する。
【0104】
<第2インクを準備する工程>
第2インクを準備する工程(以下、「第2インク準備工程」ともいう)は、第2顔料、第2樹脂、及び水を含有し、表面張力が、第1インクの表面張力よりも小さい第2インクを準備する工程である。
第2インク準備工程は、予め製造された第2インクを単に準備するだけの工程であってもよいし、第2インクを製造する工程であってもよい。
【0105】
第2インクは、表面張力が第1インクの表面張力よりも小さいことを除けば、第1インクと同様のインクであり、第2インクの好ましい態様も、第1インクの好ましい態様と同様である。
【0106】
第2インクに含有される第2顔料の具体例及び好ましい態様は、第1インクに含有される第1顔料の具体例及び好ましい態様と同様である。
第2顔料の色相は、第1顔料の色相とは異なることが好ましい。
また、第2インクの色相は、第1インクの色相とは異なることが好ましい。
【0107】
本開示の画像記録物の製造方法の具体的な実施態様の一つは、
第1インクの色相が、白以外の色相(好ましくは有彩色又は黒色。例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等)であり、
第2インクの色相が白(ホワイト)である態様である(後述の実施例参照)。
この実施態様では、第1インクに含有される第1顔料が、有彩色顔料及び/又は黒色顔料であり、かつ、第2インクに含有される第2顔料が、白色顔料であることが好ましい。
この実施態様では、例えば、非浸透性基材として透明性を有する基材を用い、非浸透性基材上に、第1インクによる着色画像(即ち、有彩色画像又は黒色画像;例えば、文字、図形等のパターン画像)を記録し、着色画像が記録された非浸透性基材上に、着色画像を覆い隠すように、第2インクによる白色画像(例えばベタ画像)を記録する。この場合、非浸透性基材の画像非記録面(即ち、画像が記録されていない面)側から観察した場合に、第2インクによる白色画像を背景とする第1インクによる着色画像を、非浸透性基材を通して視認することができる。一方、非浸透性基材の画像記録面(即ち、画像が記録された面)側から観察した場合には、第2インクによる白色画像によって、着色画像及び非浸透性基材が隠蔽され、着色画像及び非浸透性基材が視認されにくくなる。
この実施態様では、第1インクによる着色画像を覆い隠すために、第2インクによる白色画像の面積を第1インクによる着色画像の面積よりも広くする傾向がある。このため、この実施態様では、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきを抑制する効果(即ち、第2インクの表面張力が第1インクの表面張力よりも小さいことによる効果、及び、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕が16.0以上である効果)がより効果的に発揮され、ラミネート強度がより向上する。
【0108】
上記実施態様には、例えば、非浸透性基材の前処理液が付与された領域上に、複数の着色インク(例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、及びブラックインクの4種)を付与して多色の着色画像を記録し、この多色の着色画像を覆うように、第2インクとしての白色インク(ホワイトインク)を付与して白色画像を記録する態様も包含され得る。この場合、必ずしも複数の着色インク全部と、第2インクとしての白色インクと、の関係が、本開示の画像記録物の製造方法の条件を満足する必要はなく、複数の着色インクのうちの少なくとも1つと、第2インクとしての白色インクと、の関係が、本開示の画像記録物の製造方法の条件を満足していればよい。この場合、複数の着色インクのうち、本開示の画像記録物の製造方法の条件を満足する着色インクが第1インクに対応する。
【0109】
第2インク中における高沸点溶剤(即ち、沸点220℃以上の有機溶剤)の含有量も、5質量%以下であることが好ましい。これにより、画像記録物のラミネート強度及び画像の密着性がより向上する。
画像記録物のラミネート強度及び画像の密着性をより向上させる観点から、より好ましくは、第1インクの全量に対する沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下であり、かつ、第2インクの全量に対する沸点220℃以上の有機溶剤の含有量が5質量%以下であることである。
【0110】
(表面張力差〔第1インク-第2インク〕)
前述のとおり、第2インクは、表面張力が第1インクの表面張力よりも小さい。
前述のとおり、第1インクの表面張力及び第2インクの表面張力は、いずれも、25℃の温度条件下で測定される値を意味する。表面張力の測定装置の例も前述のとおりである。
言い換えれば、第1インクの表面張力から第2インクの表面張力を差し引いた値(以下、「表面張力差〔第1インク-第2インク〕」又は単に「表面張力差」ともいう)は、0mN/m超である。
これにより、非浸透性基材に付与された第1インク上における第2インクの濡れ拡がり性が向上し、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきが抑制される。その結果、画像とラミネート用基材との密着性が向上し、ラミネート体におけるラミネート強度が向上する。
表面張力差〔第1インク-第2インク〕は、ラミネート強度をより向上させる観点から、好ましくは2.0mN/m以上であり、より好ましくは3.0mN/m以上であり、更に好ましくは4.0mN/m以上である。
表面張力差〔第1インク-第2インク〕の上限には特に制限はないが、上限は、例えば10.0mN/mである。
【0111】
第2インクに含有される第2樹脂の具体例及び好ましい態様も、第1インクに含有される第1樹脂の具体例及び好ましい態様と同様である。
例えば、第2樹脂は、樹脂粒子を含むことが好ましい。これにより、第2インクによる層(以下、「第2インク層」ともいう)と、第1インクによる層(以下、「第1インク層」ともいう)及び/又は前処理液による層(以下、「前処理層」ともいう)と、の密着性がより向上し、その結果、ラミネート強度がより向上する。
【0112】
(ガラス転移温度差(Ta-Tb))
本開示の画像記録物の製造方法の好ましい態様として、第1樹脂が樹脂粒子を含み、かつ、第2樹脂が樹脂粒子を含む態様が挙げられる。
この好ましい態様では、第1樹脂に含まれる樹脂粒子及び第2樹脂に含まれる樹脂粒子のうち、重なり領域(即ち、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域)において、単位面積当たりの付与質量が多い方のガラス転移温度をTaとし、単位面積当たりの付与質量が少ない方のガラス転移温度をTbとした場合に、Ta及びTbが、0℃≦Ta-Tb≦30℃の関係を満足することが好ましい。
「0℃≦Ta-Tb」(即ち、Tb≦Ta)であることにより、画像(即ち、第2インク層/第1インク層/前処理層の層構成を有する画像)全体の膜強度がより向上し、その結果、ラミネート強度がより向上する。
「Ta-Tb≦30℃」である(即ち、「Ta-Tb」が30℃以下である)ことにより、第2インク層と第1インク層との密着性がより向上し、その結果、ラミネート強度がより向上する。
「Ta-Tb」は、25℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましい。
【0113】
(混合物粘度差(A1-A2))
本開示の画像記録物の製造方法の好ましい態様として、前処理液と第1インクとを混合した混合物の粘度をA1(以下、「混合物粘度A1」ともいう)とし、前処理液と第2インクとを混合した混合物の粘度をA2(以下、「混合物粘度A2」ともいう)とした場合に、A1及びA2が、A1-A2>0mPa・sを満足する態様が挙げられる。
A1-A2>0mPa・sを満足する場合には、第1インク上に付与された第2インクの濡れ拡がり性がより向上し、その結果、画像の表面の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきがより抑制される。その結果、画像とラミネート用基材との密着性がより向上し、ラミネート強度がより向上する。
【0114】
ラミネート強度をより向上させる観点から、「A1-A2」は、好ましくは10mPa・s以上であり、より好ましくは20mPa・s以上であり、更に好ましくは25mPa・s以上である。
「A1-A2」の上限は特に限定はないが、上限としては、例えば、50mPa・s以下が好ましく、40mPa・s以下がさらに好ましい。
【0115】
ここで、混合物粘度A1は、以下のようにして測定された値を意味する。
前処理液と第1インクとを、液温25℃の条件で、第1インクに対する前処理液の質量比(即ち、質量比〔前処理液/第1インク〕)が、0.1となる割合で混合する。得られた混合物の粘度を、凝集剤及び第1インクの混合完了から30分以内に、液温25℃の条件で測定する。
粘度の測定は、粘度計として、例えば、VISCOMETER TV-22型粘度計(東機産業(株)製)を用いて行う。
混合物粘度A2は、第1インクを第2インクに変更したこと以外は混合物粘度A1と同様にして測定された値を意味する。
【0116】
<画像記録工程>
画像記録工程は、非浸透性基材上に、前処理液と第1インクと第2インクとをこの順に付与して画像を記録する工程である。
画像記録工程では、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件(即ち、付与配置)であって、かつ、重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比(即ち、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕)が16.0以上30.0以下となる条件(即ち、付与量)で、前処理液と第1インクと第2インクとをこの順に付与して画像を記録する。
以下、画像記録工程について詳述する。
【0117】
(前処理液、第1インク、及び第2インクの付与順序)
画像記録工程では、非浸透性基材上に、前処理液と第1インクと第2インクとをこの順に付与する。
即ち、画像記録工程では、非浸透性基材上に前処理液を付与し、付与された前処理液上に第1インクを付与し、付与された第1インク上に第2インクを付与する。
非浸透性基材上において、前処理液中の成分である凝集剤は、前処理液上に付与された第1インク中の成分(例えば第1樹脂)を凝集させ、かつ、第1インクを介し、第1インク上に付与された第2インク中の成分(例えば第2樹脂)も凝集させる。
これにより、非浸透性基材上に、「第2インク層/第1インク層/前処理層(/非浸透性基材)」の層構成を有する画像が形成される。ここで、前処理層、第1インク層、及び第2インク層は、それぞれ、前処理液に由来する層、第1インクに由来する層、及び第2インクに由来する層を意味する。
【0118】
第1インクは、加熱乾燥(好ましい条件は後述する)された前処理液上に付与してもよいし、加熱乾燥されていない前処理液上に付与してもよい。
滲み抑制等の観点から、第1インクは、加熱乾燥された前処理液上に付与されることが好ましい。前処理液の加熱乾燥の好ましい条件は後述する。
【0119】
第2インクは、加熱乾燥(好ましい条件は後述する)された第1インク上に付与してもよいし、加熱乾燥されていない第1インク上に付与してもよい。
加熱乾燥されていない第1インク上に第2インクを付与する態様であっても、滲み及び混色が抑制される。その理由は、第2インクを付与する時点において、第1インクは、前処理液の作用によって既に増粘しているためである。
滲み抑制及び画像記録の効率の観点から、画像記録工程は、非浸透性基材上に、前処理液を付与して加熱乾燥させ、加熱乾燥された前処理液上に、第1インクと第2インクとをこの順に付与する工程であることが好ましい。
【0120】
(前処理液、第1インク、及び第2インクの付与配置)
画像記録工程では、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件(即ち、付与配置)にて、前処理液と第1インクと第2インクとを付与して画像を記録する。
画像記録工程では、前処理液、第1インク、及び第2インクを、重なり領域と、重なり領域以外の領域と、が生じる条件(即ち、付与配置)にて付与してもよい。
例えば、前処理液が付与された領域上に、第1インクをパターン状に付与してパターン状の第1インク層を形成し、次いで、第1インク層と第1インク層以外の領域とに跨る領域(例えば、第1インク層及びその周辺の全体を覆う領域)に、第2インクを(例えばベタ状に)付与して第2インク層を形成してもよい。この場合、第1インク層が存在する領域が、上記「重なり領域」に対応し、第1インク層が存在せず第2インク層が存在する領域、及び、第1インク層も第2インク層も存在しない領域が、上記「重なり領域以外の領域」に対応する。
【0121】
(前処理液、第1インク、及び第2インクの付与量)
画像記録工程では、重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比(即ち、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕)が16.0以上30.0以下となる条件(即ち、付与量)にて、前処理液と第1インクと第2インクとを付与して画像を記録する。
前述したとおり、重なり領域における付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕が16.0以上であることにより、重なり領域において、第1樹脂及び第2樹脂の過凝集が抑制され、過凝集に起因する、画像(即ち、第2インク層/第1インク層/前処理層の層構成を有する画像。以下同じ。)の表面(即ち、第2インク層の表面)の凹凸及び/又は画像の厚さバラつきが抑制される。その結果、画像とラミネート用基材との密着性が向上し、ラミネート強度が向上する。
前述したとおり、重なり領域における付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕が30.0以下であることにより、重なり領域において、第1樹脂及び第2樹脂の凝集不足が抑制される。その結果、非浸透性基材と画像との密着性が向上し、ラミネート強度が向上する。
【0122】
重なり領域における付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕は、重なり領域における単位面積当たりの凝集剤の付与質量と、重なり領域における単位面積当たりの第1樹脂の付与質量と、重なり領域における単位面積当たりの第2樹脂の付与質量と、に基づいて算出する。
重なり領域における単位面積当たりの凝集剤の付与質量(単位g/m)は、例えば、重なり領域における単位面積当たりの前処理液の付与質量と、前処理液の全量に対する凝集剤の含有量(質量%)と、に基づいて算出する。
重なり領域における単位面積当たりの第1樹脂の付与質量(単位g/m)は、例えば、重なり領域における単位面積当たりの第1インクの付与質量と、第1インクの全量に対する第1樹脂の含有量(質量%)と、に基づいて算出する。
重なり領域における単位面積当たりの第2樹脂の付与質量(単位g/m)は、例えば、重なり領域における単位面積当たりの第2インクの付与質量と、第2インクの全量に対する第2樹脂の含有量(質量%)と、に基づいて算出する。
【0123】
ラミネート強度をより向上させる観点から、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕は、好ましくは16.0以上25.0以下であり、より好ましくは16.0以上20.0以下である。
また、ラミネート強度をより向上させる観点から、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕の下限は、好ましくは16.1であり、より好ましくは16.2である。
【0124】
重なり領域における単位面積当たりの凝集剤の付与質量(単位g/m)は、好ましくは0.040~0.100であり、より好ましくは0.045~0.075である。
重なり領域における単位面積当たりの前処理液の付与質量(単位g/m)は、好ましくは1.0~2.0であり、より好ましくは1.2~1.8である。
【0125】
重なり領域における単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量(単位g/m)は、好ましくは1.00~2.50であり、より好ましくは1.00~2.00である。
重なり領域における単位面積当たりの第1インク及び第2インクの合計付与質量(単位g/m)は、好ましくは14.0~30.0であり、より好ましくは14.5~28.0である。
【0126】
重なり領域における単位面積当たりの第1樹脂の付与質量(単位g/m)は、好ましくは0.45~1.00であり、より好ましくは0.48~0.90である。
重なり領域における単位面積当たりの第1インクの付与質量(単位g/m)は、好ましくは7.0~13.0であり、好ましくは7.0~12.0であり、より好ましくは7.0~11.5である。
【0127】
重なり領域における単位面積当たりの第2樹脂の付与質量(単位g/m)は、好ましくは0.40~2.00であり、好ましくは0.40~1.30であり、より好ましくは0.50~1.10である。
重なり領域における単位面積当たりの第2インクの付与質量(単位g/m)は、好ましくは7.0~20.0であり、好ましくは7.0~18.0であり、より好ましくは7.0~16.0である。
【0128】
(非浸透性基材)
画像記録工程において、前処理液、第1インク、及び第2インクは、非浸透性基材上に付与される。
非浸透性基材とは、ASTM試験法のASTM D570で吸水率(質量%、24hr.)が0.2未満である基材を指す。
非浸透性基材としては特に制限はないが、樹脂基材が好ましい。
樹脂基材としては、特に制限はなく、例えば熱可塑性樹脂の基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂を、シート状又はフィルム状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又はポリイミドを含む基材が好ましい。
【0129】
樹脂基材は、透明な樹脂基材であってもよい。
ここで、透明とは、波長400nm~700nmの可視光の透過率が、80%以上(好ましくは90%以上)であることを意味する。
前述した、第1インクの色相が、白以外の色相(好ましくは有彩色又は黒色。例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等)であり、第2インクの色相が白(ホワイト)である態様である実施態様において、非浸透性基材が透明な樹脂基材である場合には、非浸透性基材の画像非記録面(即ち、画像が記録されていない面)側から、第2インクによる白色画像を背景とする第1インクによる着色画像を、非浸透性基材を通して視認することができる。
樹脂基材は、着色されていてもよい。
【0130】
樹脂基材の形状は、特に限定されないが、シート状の樹脂基材であることが好ましく、被記録媒体の生産性の観点から、巻き取りによってロールを形成可能なシート状の樹脂基材であることがより好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
【0131】
樹脂基材は、表面エネルギーを向上させる観点から、表面処理がなされていてもよい。
表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、熱処理、摩耗処理、光照射処理(UV処理)、火炎処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0132】
(前処理液の付与)
画像記録工程において、非浸透性基材上への前処理液の付与は、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができる。
塗布法としては、バーコーター(例えばワイヤーバーコーター)、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター等を用いた公知の塗布法が挙げられる。
インクジェット法の詳細については、後述する。
【0133】
また、画像記録工程において、前処理液の付与前に非浸透性基材を加熱してもよい。
加熱温度としては、非浸透性基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
【0134】
画像記録工程では、前処理液の付与後であって第1インクの付与前に、前処理液を加熱乾燥させてもよい。
前処理液の加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
前処理液の加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
非浸透性基材の前処理液が付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
非浸透性基材の前処理液が付与された面に温風又は熱風をあてる方法、
非浸透性基材の前処理液が付与された面又は前処理液が付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
【0135】
前処理液の加熱乾燥時の加熱温度は、35℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましい。
加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、100℃が好ましく、90℃がより好ましく、70℃が更に好ましい。
加熱乾燥の時間には特に制限はないが、0.5秒~60秒が好ましく、0.5秒~20秒がより好ましく、0.5秒~10秒が特に好ましい。
【0136】
(第1インクの付与)
画像記録工程において、前処理液(即ち、前処理層)上への第1インクの付与も、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができるが、好ましくはインクジェット法により行う。
インクジェット法における第1インクの吐出方式には特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等のいずれであってもよい。
インクジェット法としては、特に、特開昭54-59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット法を有効に利用することができる。
インクジェット法として、特開2003-306623号公報の段落番号0093~0105に記載の方法も適用できる。
【0137】
インクジェット法による第1インクの付与は、インクジェットヘッドのノズルから第1インクを吐出することにより行う。
インクジェットヘッドの方式としては、短尺のシリアルヘッドを、被記録媒体の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式と、被記録媒体の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式と、がある。
ライン方式では、記録素子の配列方向と交差する方向に被記録媒体を走査させることで被記録媒体の全面に画像記録を行なうことができる。ライン方式では、シャトル方式における、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、ライン方式では、シャトル方式と比較して、キャリッジの移動と被記録媒体との複雑な走査制御が不要になり、被記録媒体だけが移動する。このため、ライン方式によれば、シャトル方式と比較して、画像記録の高速化が実現される。
【0138】
第1インクの付与は、300dpi以上(より好ましくは600dpi、更に好ましくは800dpi)の解像度を有するインクジェットヘッドを用いて行うことが好ましい。ここで、dpiは、dot per inchの略であり、1inch(1インチ)は2.54cmである。
【0139】
インクジェットヘッドのノズルから吐出される第1インクの液滴量としては、高精細な画像を得る観点から、1pL(ピコリットル)~10pLが好ましく、1.5pL~6pLがより好ましい。
また、画像のムラ、連続階調のつながりを改良する観点から、異なる液適量を組み合わせて吐出することも有効である。
【0140】
画像記録工程では、前処理液(即ち、前処理層)上に付与された第1インクを加熱乾燥させ、次いで、加熱乾燥された第1インク上に第2インクを付与してもよい。加熱乾燥させる場合の加熱乾燥の好ましい条件は、後述する第2インク付与後の加熱乾燥の好ましい条件と同様である。
また、前述のとおり、画像記録工程では、前処理液(即ち、前処理層)上に付与された第1インクを加熱乾燥させることなく、第1インク上に第2インクを付与してもよい。第2インクを付与する段階において、第1インクは、凝集剤の作用によって既に増粘しているためである。
【0141】
また、第1インクの付与前に、あらかじめ非浸透性基材を加熱してもよい。この加熱は、前処理液の加熱乾燥を兼ねていてもよい。
加熱温度としては、適宜設定すればよいが、非浸透性基材の温度を20℃~50℃とすることが好ましく、25℃~40℃とすることがより好ましい。
【0142】
(第2インクの付与)
画像記録工程において、第1インク(即ち、第1インク層)上への第2インクの付与も、塗布法、インクジェット法、浸漬法などの公知の方法を適用して行うことができるが、好ましくはインクジェット法により行う。
第2インクの付与に適用し得るインクジェット法は、前述した、第1インクの付与に適用し得るインクジェット法と同様であり、好ましい態様も同様である。
【0143】
画像記録工程では、第2インクの付与後、非浸透性基材上の第1インク(即ち、第1インク層)及び第2インク(即ち、第2インク層)を、加熱乾燥させてもよい。
加熱乾燥を行うための手段としては、ヒータ等の公知の加熱手段、ドライヤ等の公知の送風手段、及び、これらを組み合わせた手段が挙げられる。
加熱乾燥を行うための方法としては、例えば、
非浸透性基材の第1インク及び第2インクが付与された面とは反対側からヒータ等で熱を与える方法、
非浸透性基材の第1インク及び第2インクが付与された面に温風又は熱風をあてる方法、非浸透性基材の第1インク及び第2インクが付与された面又はインクが付与された面とは反対側から、赤外線ヒータで熱を与える方法、
これらの複数を組み合わせた方法、
等が挙げられる。
加熱乾燥時の加熱温度は、55℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、65℃以上が特に好ましい。加熱温度の上限には特に制限はないが、上限としては、例えば100℃が挙げられ、90℃が好ましい。
加熱乾燥の時間には特に制限はないが、3秒~60秒が好ましく、5秒~30秒がより好ましく、5秒~20秒が特に好ましい。
【0144】
〔ラミネート体の製造方法〕
前述のとおり、本開示の画像記録物の製造方法によれば、非浸透性基材と非浸透性基材上に記録された画像とを備える画像記録物であって、上記画像上にラミネート用基材をラミネートした場合のラミネート強度に優れる画像記録物を製造できる。
従って、本開示の画像記録物の製造方法は、上記画像記録物と、画像記録物の画像が配置されている側にラミネートされたラミネート用基材と、を備えるラミネート体の製造に好適に用いられる。
以下、上記ラミネート体の製造方法について説明する。
【0145】
本開示のラミネート体の製造方法は、
前述した本開示の画像記録物の製造方法により画像記録物を得る工程と、
画像記録物の画像が配置された側にラミネート用基材をラミネートしてラミネート体を得る工程と、
を含む。
【0146】
本開示のラミネート体の製造方法によれば、画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度(即ち、剥離強度)に優れたラミネート体を製造できる。
【0147】
画像記録物を得る工程については、前述した本開示の画像記録方法を参照できる。
ラミネート体を得る工程は、上記画像記録物の画像が配置された側にラミネート用基材をラミネートしてラミネート体を得る工程である。
【0148】
ラミネート用基材としては、樹脂基材が好ましい。
樹脂基材としては特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂からなる基材が挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、熱可塑性樹脂をシート状に成形した基材が挙げられる。
樹脂基材は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、又は、ポリイミドを含むことが好ましい。
【0149】
樹脂基材の形状は、特に限定されないが、シート状の樹脂基材であることが好ましい。
樹脂基材の厚さとしては、10μm~200μmが好ましく、10μm~100μmがより好ましい。
【0150】
本工程では、ラミネート用基材を、上記画像記録物の画像が配置された側に、直接ラミネートしてもよいし、他の層(例えば接着層)を介してラミネートしてもよい。
【0151】
ラミネート用基材を、上記画像記録物の画像が配置された側に、直接ラミネートする場合のラミネートは、熱圧着、熱融着等の公知の方法によって実施できる。
【0152】
また、ラミネート用基材を、上記画像記録物の画像が配置された側に、接着層を介してラミネートする場合のラミネートは、例えば、上記画像記録物の画像が記録された側に接着剤を塗布し、次いでラミネート用基材を載せ、次いで、画像記録物とラミネート用基材とを貼り合わせる方法によって実施できる。
また、上記画像記録物の画像が配置された側に接着層を介してラミネートする場合のラミネートは、押し出しラミネート(即ち、サンドイッチラミネート)等の方法によっても実施できる。
【0153】
上記画像記録物の画像が配置された側に接着層を介してラミネートする態様における接着層は、イソシアネート化合物を含むことが好ましい。
接着層がイソシアネート化合物を含む場合には、この接着層と画像のインク由来層との密着性がより向上するため、ラミネート強度をより向上させることができる。
【0154】
〔画像記録物〕
本開示の一例に係る画像記録物は、
非浸透性基材と、非浸透性基材上に記録された画像と、を備え、
画像が、非浸透性基材に接し凝集剤を含有する前処理層と、前処理層に接し第1顔料及び第1樹脂を含有する第1層と、第1層に接し第2顔料及び第2樹脂を含有する第2層と、を含み、かつ、前処理層と第1層と第2層とが平面視で重なる重なり領域を含み、
凝集剤が、有機酸、有機酸塩、多価金属化合物、及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種であり、
重なり領域において、単位面積当たりの凝集剤の質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計質量の比が16.0以上30.0以下である画像記録物である。
【0155】
本一例に係る画像記録物は、画像上にラミネート用基材をラミネートした場合のラミネート強度に優れる。
【0156】
本一例に係る画像記録物は、好ましくは、本開示の画像記録物の製造方法によって製造される。この場合、第1層は、乾燥後の第1インク層に対応し、第2層は、乾燥後の第2インク層に対応する。ただし、第1層、第2層、及び前処理層の各々には、溶媒が残存していてもよい。
本一例に係る画像記録物における各成分の好ましい態様は、本開示の画像記録物の製造方法の項で説明した各成分の好ましい態様と同様である。
【0157】
〔ラミネート体〕
本開示の一例に係るラミネート体は、上述した本開示の画像記録物と、上記画像記録物の上記画像上にラミネートされたラミネート用基材と、を備える。
本一例に係るラミネート体は、ラミネート強度に優れる。
【0158】
本一例に係るラミネート体において、ラミネート用基材は、上記画像記録物の上記画像が記録された側に直接ラミネートされていてもよいし、他の層(接着層)を介してラミネートされていてもよい。
本一例に係るラミネート体は、好ましくは、本開示のラミネート体の製造方法によって製造される。
ラミネート用基材及び接着層の好ましい態様は、それぞれ、ラミネート体の製造方法の項で説明した好ましい態様と同様である。
【実施例0159】
以下、本開示の実施例を示すが、本開示は以下の実施例には限定されない。
以下、特に断りのない限り、「%」及び「部」は、それぞれ、質量%及び質量部を意味する。
「Tg」は、ガラス転移温度を意味し、Tg差(Ta-Tb)は、前述したガラス転移温度差(Ta-Tb)を意味する。
「水」としては、イオン交換水を用いた。
【0160】
<前処理液の準備>
以下のようにして、前処理液PC1、前処理液PC2、及び前処理液PC3をそれぞれ準備した。
【0161】
(前処理液PC1の調製)
下記組成の成分を混合し、前処理液PC1を調製した。
【0162】
-前処理液PC1の組成-
・グルタル酸(富士フイルム和光純薬社製;凝集剤(有機酸))
… 4質量%
・下記樹脂粒子PC1(Tg50℃)
… 下記樹脂粒子PC1の固形分量として5質量%
・1,2-プロパンジオール(富士フイルム和光純薬社製;水溶性有機溶剤)
… 10質量%
・水
… 全体で100質量%となる残量
【0163】
-樹脂粒子PC1(Tg50℃)の水分散液の準備-
樹脂粒子PC1(Tg50℃)の水分散液として、高松油脂社製の「ペスレジンA-520」(樹脂粒子PC1としてのポリエステル樹脂粒子(Tg50℃)の30質量%水分散液)を準備した。
【0164】
(前処理液PC2の調製)
凝集剤としてのグルタル酸を、同質量の酢酸カルシウム(富士フイルム和光純薬社製;凝集剤(有機酸塩))に変更したこと以外は前処理液PC1の調製と同様にして、前処理液PC2を調製した。
【0165】
(前処理液PC3の調製)
樹脂粒子PC1の水分散液を用いず、かつ、グルタル酸の含有量が4質量%となるように水の量を調整したこと以外は前処理液PC1の調製と同様にして、樹脂を含有しない前処理液PC3を調製した。
【0166】
<第1インク及び第2インクの準備>
第1インクとしてのインクA~H、及び、第2インクとしてのインクI~Mをそれぞれ準備した。
第1インクは、いずれもシアンインクであり、第2インクは、いずれもホワイトインクである。
以下、詳細を示す。
【0167】
(インクAの調製)
第1インクとしてのインクAを、以下のようにして調製した。
【0168】
-顔料分散樹脂1の合成-
攪拌機及び冷却管を備えた1000mLの三口フラスコに、メチルエチルケトン88gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱し、ここに、メチルエチルケトン50gにジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート0.85g、ベンジルメタクリレート60g、メタクリル酸10g、及びメチルメタクリレート30gを溶解させた溶液を、3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応させた後、メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート0.42gを溶解させた溶液を加え、78℃に昇温して4時間加熱した。得られた反応溶液を大過剰量のヘキサンに2回再沈殿させ、析出した樹脂を乾燥した。このようにして、ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(=60/30/10[質量比])である顔料分散樹脂1を96g得た。
得られた顔料分散樹脂1の組成は、H-NMRで確認し、GPCによりポリスチレン換算で求めた重量平均分子量(Mw)は44600であった。さらに、JIS規格(JISK0070:1992)に記載の方法により酸価を求めたところ、65.2mgKOH/gであった。
【0169】
-顔料分散液Cの調製-
シアン顔料としてのC.I.ピグメントブルー15:3(大日精化工業(株)製)(4部)と、上記のようにして得た顔料分散樹脂1(2部)と、メチルエチルケトン(42部)と、1NのNaOH水溶液(5.5部)と、水(87.2部)とを混合し、ビーズミルにより0.1mmφジルコニアビーズを用いて、2500rpm(revolutions per minute。以下同じ。)で6時間分散した。得られた分散液をメチルエチルケトンが充分に留去できるまで、55℃で減圧濃縮し、更に一部の水を除去した後、高速遠心冷却機7550(久保田製作所社製)を用いて、8000rpmで30分間遠心処理(50mL遠心菅を使用)を行ない、沈殿物を除去し、上澄み液を回収した。
以上により、顔料分散樹脂1によってシアン顔料の少なくとも一部が被覆されている樹脂被覆顔料を含む顔料分散液Cを得た。
【0170】
-樹脂粒子1(Tg100℃)の水分散液の調製-
撹拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン560.0gを仕込んで87℃まで昇温した。次いで反応容器内の還流状態を保ちながら(以下、反応終了まで還流状態を保った)、反応容器内のメチルエチルケトンに対し、メチルメタクリレート336.4g、イソボルニルメタクリレート69.6g、2-エチルヘキシルメタクリレート116.0g、メタクリル酸58g、メチルエチルケトン108g、及び「V-601」(富士フイルム和光純薬社製の重合開始剤;ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート))2.32gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、1時間撹拌した後に、この1時間撹拌後の溶液に対し、下記工程(1)の操作を行った。
工程(1) … 「V-601」1.16g及びメチルエチルケトン6.4gからなる溶液を加え、2時間撹拌を行った。
【0171】
続いて、上記工程(1)の操作を4回繰り返し、次いで、さらに「V-601」1.16g及びメチルエチルケトン6.4gからなる溶液を加えて3時間撹拌を続けた(ここまでの操作を、「反応」とする)。
反応終了後、溶液の温度を65℃に降温し、イソプロパノール163.0gを加えて放冷することにより、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/2-エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸(=58/12/20/10[質量比])共重合体を含む重合溶液(固形分濃度41.0%)を得た。
上記共重合体は、重量平均分子量(Mw)が35000であり、酸価が65.1(mgKOH/g)であった。
【0172】
次に、得られた重合溶液317.3g(固形分濃度41.0質量%)を秤量し、ここに、イソプロパノール46.4g、20%無水マレイン酸水溶液1.65g(水溶性酸性化合物、共重合体に対してマレイン酸として0.3質量%相当)、及び2モル/LのNaOH水溶液40.77gを加え、反応容器内の液体の温度を70℃に昇温した。
次に、70℃に昇温された溶液に対し、水380gを10mL/分の速度で滴下し、水分散化を行った(分散工程)。
その後、減圧下、反応容器内の液体の温度を70℃で1.5時間保つことにより、イソプロパノール、メチルエチルケトン、及び水を合計で287.0g留去した(溶剤除去工程)。得られた液体に対し、プロキセルGXL(S)(アーチ・ケミカルズ・ジャパン(株)製)を0.278g(ポリマー固形分に対してベンゾイソチアゾリン-3-オンとして440ppm)添加した。
得られた液体を、1μmのフィルターでろ過し、ろ液を回収することにより、固形分濃度26.5質量%の樹脂粒子1の水分散液を得た。
樹脂粒子1のTgは100℃であり、体積平均粒径は10nmであった。
【0173】
-インクAの調製-
顔料分散液C、樹脂粒子1の水分散液、1,2-プロパンジオール(以下、「PG」ともいう;沸点220℃未満の水溶性有機溶剤)、界面活性剤(日信化学工業(株)製のオルフィン(登録商標)E1010)、コロイダルシリカ(日産化学社製のスノーテックス(登録商標)XS(固形分20質量%))、及び水を用い、下記組成を有するインクAを調製した。
【0174】
-インクAの組成-
・シアン顔料… 4質量%
・顔料分散樹脂1… 2質量%
・1,2-プロパンジオール(PG;沸点220℃未満の水溶性有機溶剤)… 25質量%
・界面活性剤(日信化学工業(株)製のオルフィン(登録商標)E1010)… 0.5質量%
・樹脂粒子1… 5質量%
・コロイダルシリカ(日産化学社製のスノーテックス(登録商標)XS(シリカ固形分20質量%))… シリカ固形分として0.06質量%
・水… 全体で100質量%となる残量
【0175】
(インクB~Hの調製)
インクの組成を表1に示すように変更したこと以外はインクAの調製と同様にして、第1インクとしてのインクB~Hをそれぞれ調製した。
表1中、
HDOは、高沸点溶剤(即ち、沸点220℃以上の有機溶剤)である1,2-ヘキサンジオールであり、
樹脂粒子2は、以下のようにして合成された樹脂粒子であり、
樹脂粒子3は、以下のようにして合成された樹脂粒子である。
【0176】
-樹脂粒子2(Tg80℃)の水分散液の調製-
共重合体における共重合比〔メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/2-エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸〕が、42/11/37/10[質量比]となり、重量平均分子量(Mw)が35000となり、酸価が65.1(mgKOH/g)となるように、各モノマーの仕込み量を変更したこと以外は樹脂粒子1の水分散液と同様にして、固形分濃度26.5質量%の樹脂粒子2の水分散液を得た。
樹脂粒子2のTgは80℃であり、体積平均粒径は10nmであった。
【0177】
-樹脂粒子3(Tg120℃)の水分散液の調製-
共重合体における共重合比〔メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/2-エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸〕が、70/16/4/10[質量比]となり、重量平均分子量(Mw)が35000となり、酸価が65.1(mgKOH/g)となるように、各モノマーの仕込み量を変更したこと以外は樹脂粒子1の水分散液と同様にして、固形分濃度26.5質量%の樹脂粒子3の水分散液を得た。
樹脂粒子3のTgは120℃であり、体積平均粒径は10nmであった。
【0178】
(インクIの調製)
第2インクとしてのインクを、以下のようにして調製した。
【0179】
-顔料分散樹脂2の合成-
以下に示すようにして顔料分散樹脂2を合成した。
撹拌機、冷却管を備えた三口フラスコにジプロピレングリコールを後述するモノマーの全量と同質量を加え、窒素雰囲気下で85℃に加熱した。
ステアリルメタクリレート9.1モル当量、ベンジルメタクリレート34.0モル当量、ヒドロキシエチルメタクリレート31.9モル当量、メタクリル酸25.0モル当量、及び、2-メルカプトプロピオン酸0.8モル当量を混合した溶液1と、モノマーの全量に対し1質量%のt-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート(日油(株)製パーブチルO)を、モノマーの全量に対し20質量%のジプロピレングリコールに溶解させて得られた溶液2と、をそれぞれ調製した。上記三口フラスコに溶液1を4時間、溶液2を5時間かけて滴下した。
滴下終了後、更に2時間反応させた後、95℃に昇温し、3時間加熱撹拌して未反応モノマーをすべて反応させた。モノマーの消失は核磁気共鳴(H-NMR)法で確認した。
得られた反応溶液を70℃に加熱し、アミン化合物としてジメチルエタノールアミンを20.0モル当量添加した後、プロピレングリコールを加えて撹拌し、顔料分散樹脂2の30質量%溶液を得た。
得られたポリマーの構成成分は、H-NMRにより確認した。また、GPCにより求めた重量平均分子量(Mw)は22,000であった。
なお、顔料分散樹脂2における各構成単位の質量比は、ステアリルメタクリレート由来の構成単位/ベンジルメタクリレート由来の構成単位/ヒドロキシエチルメタクリレート由来の構成単位/メタクリル酸由来の構成単位=20/39/27/14であった。ただし、上記質量比は、ジメチルアミノエタノールは含まない値である。
【0180】
-顔料分散液Wの調製-
レディーミル モデルLSG-4U-08(アイメックス社製)を使用し、下記のようにして、顔料分散液Wを調製した。
ジルコニア製の容器に、白色顔料(白色無機顔料)としての二酸化チタン粒子(TiO粒子;平均一次粒子径:210nm、商品名:PF-690、石原産業株式会社製)45質量部、上記顔料分散樹脂2の30質量%溶液15質量部、及び超純水40質量部を加えた。更に、0.5mmφジルコニアビーズ(TORAY製、トレセラムビーズ)40質量部を加えて、スパチュラで軽く混合した。得られた混合物を含むジルコニア製の容器をボールミルに入れ、回転数1000rpmで5時間分散した。分散終了後、ろ布でろ過してビーズを取り除き、TiO濃度が45質量%である顔料分散液Wを得た。
【0181】
-インクIの調製-
顔料分散液W、樹脂粒子3の水分散液、1,2-プロパンジオール(PG;沸点220℃未満の水溶性有機溶剤)、界面活性剤(日信化学工業(株)製のオルフィン(登録商標)E1010)、コロイダルシリカ(日産化学社製のスノーテックス(登録商標)XS(固形分20質量%))、及び水を用い、下記組成を有するインクIを調製した。
【0182】
-インクIの組成-
・白色顔料(TiO)… 8質量%
・顔料分散樹脂2… 0.5質量%
・1,2-プロパンジオール(PG;沸点220℃未満の水溶性有機溶剤)… 25質量%
・界面活性剤(日信化学工業(株)製のオルフィン(登録商標)E1010)… 1.2質量%
・樹脂粒子3… 6質量%
・コロイダルシリカ(日産化学社製のスノーテックス(登録商標)XS(シリカ固形分20質量%))… シリカ固形分として0.06質量%
・水… 全体で100質量%となる残量
【0183】
(インクJ~Mの調製)
インクの組成を表1に示すように変更したこと以外はインクIの調製と同様にして、第2インクとしてのインクJ~Mをそれぞれ調製した。
【0184】
【表1】
【0185】
〔実施例1~21、比較例1~8〕
前処理液、第1インク、及び第2インクを、表2に示す組み合わせで用い、以下の測定、画像記録、及び評価を行った。
【0186】
<各インクの測定>
第1インク(インクA~H)について、前述した方法により、表面張力及び混合物粘度A1を測定した。また、第1インク(インクA~H)中の第1樹脂のTg(℃)を求めた。
第2インク(インクI~M)について、前述した方法により、表面張力及び混合物粘度A2を測定した。また、第2インク(インクI~M)中の第2樹脂のTg(℃)を求めた。
得られた結果に基づき、各例における、表面張力差(即ち、第1インクの表面張力から第2インクの表面張力を差し引いた値)、混合物粘度差(A1-A2)(mPa・s)、及びTg差(Ta-Tb)(℃)を求めた。
以上の結果を表2に示す。
【0187】
<画像記録物の製造>
画像が記録される非浸透性基材(以下、単に、「基材」ともいう)として、ポリエチレンテレフタレート(PET)基材(フタムラ化学社製「FE2001」、厚み12μm、幅540mm、長さ4000m)を準備した。
【0188】
基材を搬送するための搬送機構と、
基材の搬送方向上流側からこの順に配列された、前処理液付与用のワイヤーバーコーター、第1インク付与用の第1インクジェットヘッド、及び第2インク付与用の第2インクジェットヘッドと、
を備える画像記録装置を準備した。
第1インクジェットヘッド及び第2インクジェットヘッドは、いずれも、1200dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッドとした。ここで、dpiは、dot per inchの略である。
第1インクジェットヘッド及び第2インクジェットヘッドの配置は、いずれも、基材の搬送方向に対して直交する方向(即ち、基材の幅方向)に対し、ノズルの配列方向が75.7°傾斜する配置とした。
上記各インクジェットヘッド(即ち、第1インクジェットヘッド及び第2インクジェットヘッド)のインク吐出面には、フッ素化合物を含む撥液膜が設けられている。フッ素化合物を含む撥液膜は、C17SiClの単分子膜(SAM膜)である。
【0189】
上記画像記録装置に、上記基材、上記前処理液、上記第1インク、及び上記第2インクをセットし、基材上に、前処理液、第1インク、及び第2インクを、前処理液が付与される領域と、第1インクが付与される領域と、第2インクが付与される領域と、が平面視で重なる重なり領域が生じる条件(即ち、付与配置)にて付与し、画像を記録した。これにより、画像記録物を得た。
以下、詳細を示す。
【0190】
基材を500mm/秒で定速移動させながら、基材上に前処理液をワイヤーバーコーターを用いて付与した。前処理液の付与量は、表2中の「前処理液付与量」欄に示す量(単位g/m)とした。前処理液における凝集剤の付与量は、表2中の「凝集剤付与量」欄に示す量(単位g/m)となる。
【0191】
「前処理液付与量」(単位g/m)は、付与された前処理液の質量を、前処理液が付与された領域の面積で除した値である。
「凝集剤付与量」(単位g/m)は、「前処理液付与量」(単位g/m)と、前処理液の全量に対する凝集剤の含有量(質量%)と、に基づいて求めた値である。
【0192】
前処理液の付与が終了した箇所において、この箇所への前処理液の付与終了時から1.5秒後に、ドライヤを用いて50℃の条件で前処理液の乾燥を開始し、前処理液の付与終了時から3.5秒後に乾燥を終了した。このときの乾燥時間は2秒となる。
【0193】
前処理液の乾燥が終了した基材を、ステージ速度50mm/秒で定速移動させながら、乾燥後の前処理液上に第1インクを、第1インクジェットヘッドから吐出してベタ画像状に付与し、付与された第1インク上に第2インクを、第2インクジェットヘッドから吐出してベタ画像状に付与した。この際、基材上に付与された第1インクの全体に、第2インクが付与されるようにした。即ち、本実施例群及び本比較例群における重なり領域は、第1インクが付与される領域及び第2インクが付与される領域の各々と一致する。
次に、第1インク及び第2インクを、70℃で10秒間乾燥させた。
以上により、第1インクによるシアンベタ膜上に第2インク膜によるホワイトベタ膜が積層されている積層構造を有するベタ画像を得た。即ち、基材と、基材上に設けられた上記ベタ画像と、を備える画像記録物を得た。
【0194】
ここで、第1インク及び第2インクの吐出条件は、いずれも、吐出周波数24kHz、解像度1200dpi×1200dpi(dot per inch)とした。
第1インク及び第2インクの各々を吐出する際の、第1インク及び第2インクの各々の液滴量は、第1インク及び第2インクの各々の付与量に応じて調整した。例えば、実施例1では、第1インクの液滴量を3.0pL(第1インクの付与量7.0g/mに対応)とし、第2インクの液滴量を3.3pL(第2インクの付与量7.8g/mに対応)とした。
第1インク及び第2インクとしては、いずれも、脱気フィルターを通して脱気し、30℃に温調したものを用いた。
【0195】
第1インクの付与量及び第2インクの付与量は、それぞれ、表2中の「第1インク付与量」欄及び「第2インク付与量」欄に示す量(単位はいずれもg/m)とした。第1樹脂の付与量及び第2樹脂の付与量は、それぞれ、表2中の「第1樹脂付与量」欄及び「第2樹脂付与量」欄に示す量(単位はいずれもg/m)となる。
【0196】
「第1インク付与量」(単位g/m)は、重なり領域に付与された第1インクの質量を重なり領域の面積で除した値である。
「第1樹脂付与量」(単位g/m)は、「第1インク付与量」(単位g/m)と、第1インクの全量に対する第1樹脂の含有量(質量%)と、に基づいて求めた値である。
「第2インク付与量」(単位g/m)は、重なり領域に付与された第2インクの質量を重なり領域の面積で除した値である。
「第2樹脂付与量」(単位g/m)は、「第2インク付与量」(単位g/m)と、第2インクの全量に対する第2樹脂の含有量(質量%)と、に基づいて求めた値である。
【0197】
凝集剤の付与量、第1樹脂の付与量、及び第2樹脂の付与量に基づき、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕(即ち、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比)を求めた。
得られた付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕を、表2中の「付与量比〔樹脂/凝集剤〕」欄に示す。
【0198】
<評価>
上記画像記録物について、以下の評価を行った。
【0199】
(ラミネート強度(L強度))
上記で得られた画像記録物から、全面にベタ画像が設けられている長さ500mm×幅500mmの領域(以下、ラミネート強度評価領域ともいう)を切り出し、ラミネート強度評価サンプルとした。
ラミネート強度評価サンプルにおけるベタ画像上に、ドライラミネート用接着剤(主剤TM-320(イソシアネート化合物)/硬化剤CAT-13B(アルコール化合物)、東洋モートン株式会社製)をバーコーターを用いて塗工し、70℃で10秒間乾燥させた後、その上に、ラミネート用基材として、無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)フィルム(商品名:パイレンP1128、東洋紡株式会社製、厚さ25μm)を重ねた。この状態で、ラミネート用基材とラミネート強度評価サンプルとを貼り合わせ、ラミネート体を得た。
【0200】
得られたラミネート体を40℃で48時間エージングした。
エージング後のラミネート体から、長さ100mm×幅15mmのサンプル片を切り出した。
次に、サンプル片における長手方向一端から長さ30mmまでの領域における、ラミネート用基材とラミネート強度評価サンプルとを手で剥離した。残りの長さ70mmの領域については、ラミネート用基材とラミネート強度評価サンプルとを貼り合わせたまま残した。
次に、サンプル片における、剥離した部分のラミネート用基材と剥離した部分のラミネート強度評価サンプルとを、反対方向に引っ張る引っ張り試験を実施した。引っ張る方向は、上記残りの長さ70mmの領域(ラミネート用基材とラミネート強度評価サンプルとを貼り合わせたまま残した領域)に対して垂直な方向とした。
この引っ張り試験により、上記残りの長さ70mmの領域における、ラミネート用基材とラミネート強度評価サンプルとを剥離するための剥離強度を求め、得られた剥離強度を、ラミネート強度とした。
得られたラミネート強度に基づき、下記評価基準により、ラミネート強度評価サンプル(即ち、画像記録物)とラミネート用基材とのラミネート強度を評価した。これにより、画像記録物における画像とラミネート用基材とのラミネート強度(以下、「L強度」ともいう)を評価した。
結果を表2に示す。
なお、上記引っ張り試験は、引っ張り試験機((株)オリエンテック社製 TENSILON RTM-25)を用いて行った。
【0201】
-ラミネート強度(L強度)の評価基準-
5:画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度が2N/15mm以上である。
4:画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度が1.5N/15mm以上2N/15mm未満である。
3:画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度が1N/15mm以上1.5N/15mm未満である。
2:画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度が0.5N/15mm以上1N/15mm未満である。
1:画像記録物とラミネート用基材とのラミネート強度が0.5N/15mm未満である。
【0202】
<密着性の評価>
上記で得られた画像記録物におけるベタ画像上に、セロテープ(登録商標、No.405、ニチバン(株)製、幅12mm、以下、単に「テープ」ともいう。)のテープ片を貼り付け、次いでテープ片を剥離することにより、画像の密着性を評価した。
テープの貼り付け及び剥離は、具体的には、下記の方法により行った。
一定の速度でテープを取り出し、約75mmの長さにカットし、テープ片を得た。
得られたテープ片をベタ画像上に重ね、テープ片の中央部の幅12mm、長さ25mmの領域を指で貼り付け、指先でしっかりこすった。
テープ片を貼り付けてから5分以内に、テープ片の端をつかみ、できるだけ60°に近い角度で0.5~1.0秒で剥離した。
剥離したテープ片における付与物の有無と、被記録媒体上のベタ画像の剥がれの有無と、を目視で観察し、下記評価基準に従い、画像の密着性を評価した。
結果を表2に示す。
下記評価基準において、密着性がもっとも優れるランクは「5」である。
【0203】
-密着性の評価基準-
5: テープ片に付与物が認められず、被記録媒体上の画像の剥がれも認められない。
4: テープ片に若干の色付きの付与物が認められたが、被記録媒体上の画像の剥がれは認められない。
3: テープ片に若干の色付きの付与物が認められ、被記録媒体上の画像に若干の剥がれが認められるが、実用上許容できる範囲内である。
2: テープ片に色付きの付与物が認められ、被記録媒体上の画像に剥がれも認められ、実用上許容できる範囲を超えている。
1: テープ片に色付きの付与物が認められ、被記録媒体上の画像がほとんど剥がれ、被記録媒体が視認される。
【0204】
【表2】
【0205】
-表2の説明-
・前処理液付与量、凝集剤付与量、第1インク付与量、第1樹脂付与量、及び第2インク付与量の単位は、いずれもg/mである。
・第1インクにおける高沸点溶剤の量(%)は、第1インクの全量に対する高沸点溶剤(具体的には、1,2-ヘキサンジオール(HDO))の含有量(質量%)を意味し、第2インクにおける高沸点溶剤(具体的には、1,2-ヘキサンジオール(HDO))の量(%)は、第2インクの全量に対する高沸点溶剤の含有量(質量%)を意味する。
・表面張力差は、第1インクの表面張力から第2インクの表面張力を差し引いた値を意味する。
・付与量比〔樹脂/凝集剤〕は、付与質量比〔(第1樹脂+第2樹脂)/凝集剤〕(即ち、単位面積当たりの凝集剤の付与質量に対する単位面積当たりの第1樹脂及び第2樹脂の合計付与質量の比)を意味する。
・Ta-Tbは、第1樹脂に含まれる樹脂粒子及び第2樹脂に含まれる樹脂粒子のうち、重なり領域において、単位面積当たりの付与質量が多い方のガラス転移温度をTaとし、単位面積当たりの付与質量が少ない方のガラス転移温度をTbとした場合の、TaからTbを差し引いた値である。
・A1-A2は、前処理液と第1インクとを混合した混合物の粘度をA1とし、前処理液と第2インクとを混合した混合物の粘度をA2とした場合における、A1からA2を差し引いた値である。A1-A2の測定方法は前述したとおりである。
【0206】
表2に示すように、表面張力差(即ち、第1インクの表面張力から第2インクの表面張力を差し引いた値)が0mN/m超である第1インク及び第2インクを用い、かつ、付与量比〔樹脂/凝集剤〕が16.0以上30.0以下となる条件で、前処理液、第1インク、及び第2インクを付与して得られた実施例1~21の画像記録物は、ラミネート強度(L強度)及び画像の密着性に優れていた。
これに対し、付与量比〔樹脂/凝集剤〕が16.0未満となる条件で製造された、比較例1、6及び7の画像記録物は、画像の密着性には優れるものの、ラミネート強度が低下した。この理由は、樹脂の過凝集により、画像表面に凹凸及び/又は厚さバラつきが生じたためと考えられる。
また、付与量比〔樹脂/凝集剤〕が30.0超となる条件で製造された、比較例2、5及び8の画像記録物は、密着性及びラミネート強度が低下した。この理由は、樹脂の凝集不足により、ラミネート強度のベースとなる画像の密着性が低下したためと考えられる。
また、表面張力差が0mN/m以下である第1インク及び第2インクを用いて製造された、比較例3及び4の画像記録物は、画像の密着性には優れるものの、ラミネート強度が低下した。この理由は、第2インクの拡がり不足により、画像表面に凹凸及び/又は厚さバラつきが生じたためと考えられる。
【0207】
実施例1、2、6及び7のうち、付与量比〔樹脂/凝集剤〕が16.0以上25.0以下である実施例1及び2は、ラミネート強度及び画像の密着性により優れていた。
【0208】
実施例1、13及び14のうち、第1インクが高沸点溶剤(即ち、沸点(b.p.)220℃以上の有機溶剤)を含有しない実施例1、及び、第1インクが高沸点溶剤を含有するが高沸点溶剤の含有量が5質量%以下である実施例13は、ラミネート強度及び密着性により優れていた。
実施例1、15及び16のうち、第2インクが高沸点溶剤(即ち、沸点220℃以上の有機溶剤)を含有しない実施例1、及び、第2インクが高沸点溶剤を含有するが高沸点溶剤の含有量が5質量%以下である実施例15は、ラミネート強度及び密着性により優れていた。
【0209】
実施例1及び20を対比すると、前処理液が樹脂を含有し、前処理液に含有される樹脂のTgが、第1樹脂中の樹脂粒子のTgよりも低い実施例1は、前処理液が樹脂を含有しない実施例20と比較して、ラミネート強度及び密着性により優れていた。
実施例5及び21を対比すると、前処理液が樹脂を含有し、前処理液に含有される樹脂のTgが、第1樹脂中の樹脂粒子のTgよりも低い実施例5は、ラミネート強度及び密着性により優れていた。
【0210】
実施例1及び18のうち、0℃≦Ta-Tb≦30℃の関係を満足する実施例1は、ラミネート強度及び密着性により優れていた。
【0211】
実施例1及び19のうち、A1-A2>0mPa・sを満足する実施例1は、ラミネート強度により優れていた。
【0212】
以上、第1インクとしてシアンインクを用い、第2インクとしてホワイトインクを用いた実施例群について説明したが、本開示はこれらの実施例群の態様には限定されない。
例えば、上記実施例群において、第1インクをシアンインク以外のインク(例えば、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク等)に変更した場合、第1インクとして、シアンインクに加えてシアンインク以外のインクの少なくとも1つを用いて多色の画像を記録した場合、及び、第2インクとしてホワイトインク以外のインクの少なくとも1種を用いた場合にも、上述した実施例群と同様の効果が得られることはいうまでもない。