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JP2018130845A - 画像記録方法及び記録物 - Google Patents

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JP2018130845A JP2017024427A JP2017024427A JP2018130845A JP 2018130845 A JP2018130845 A JP 2018130845A JP 2017024427 A JP2017024427 A JP 2017024427A JP 2017024427 A JP2017024427 A JP 2017024427A JP 2018130845 A JP2018130845 A JP 2018130845A
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基 原田
清都 尚治
Naoharu Kiyoto
尚治 清都
俊之 幕田
Toshiyuki Makuta
俊之 幕田
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Abstract

【課題】鏡面光沢性及び耐擦過性に優れたインクジェット画像が得られる画像記録方法及び鏡面光沢性及び耐擦過性に優れた記録物を提供する。【解決手段】平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂と、を含む第1インクをインクジェット法により基材に付与する第1工程と、上記部位と反応する反応性基を有する化合物を含む第2インクを基材に付与する第2工程と、を有する画像記録方法及び記録物である。【選択図】なし

Description

本開示は、画像記録方法及び記録物に関する。
従来より、金属粒子を含むインク組成物が知られている。金属粒子を含むインク組成物は、種々の画像記録方法に利用され、広く利用が期待されている。
画像記録方法としては、任意の材料に対して簡易に画像の記録が可能である等の観点から、インクジェット法を利用した記録方法が種々の用途に広く適用されている。例えば、融点降下が起こる粒子サイズの金属微粒子を含み、含硫黄複素環化合物を含めることで、耐熱性を向上させる金属微粒子含有組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、実質的に光輝性インクのみを吐出する第1モードと、光輝性インクを吐出した後にクリアインクを吐出して画像を形成する第2モードと、を有するインクジェット記録方法が開示されており、第2モードにおいて、光輝性顔料が分散した光輝性インクにより形成された第1画像の上にクリアインクにより形成された第2画像を設けることで、光輝性顔料を含むメタリック画像の光沢の低下を防ぐことが記載されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2008−1844号公報 特開2012−179864号公報
上記した従来の技術のうち、画像の光沢低下を考慮した特許文献2は、光輝性インクを用いて記録された画像の光沢が記録後に経時で低下する問題があることを踏まえ、光輝性に優れた画像を形成するモードと、適度な光輝性と優れた耐ガス性を有する画像を形成するモードと、を使用者が適宜選択することができるインクジェット記録技術である。上記特許文献2では、光輝性インクを用いた画像の経時での光沢低下を防ぐためにクリアインクを表面に付与すると、逆に画像の光沢度が低下してしまう点に着目し、使用者の求める画像の品質の選択の幅を拡げる目的で、クリアインクの付与機能の有無で分けたモードを用意する点に特徴がある。
クリアインクが画像上に設けられることで、画像の保護機能が付与されると考えられるが、単に画像上にクリアインクを重ねるだけでは、画像の光沢を損ないやすくなるだけでなく、画像の基材との密着性まで改善することは困難である。また、例えば平板状の金属粒子を含めたインクの場合、鏡面光沢の付与には適する一方、記録画像の基材への密着が低下し画像の耐擦過性の低下を招来することがある。耐擦過性の低下は、球状の金属粒子を含む画像に比べ、平板状の金属粒子を含む画像において顕著になる傾向にある。
本開示は、上記の事情に鑑みなされたものである。即ち、
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、鏡面光沢性及び耐擦過性に優れた画像を記録する画像記録方法を提供することにある。
本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、鏡面光沢性及び耐擦過性に優れた記録物を提供することにある。
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> 平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂と、を含む第1インクをインクジェット法により基材に付与する第1工程と、上記部位と反応する反応性基を有する化合物を含む第2インクをインクジェット法により基材に付与する第2工程と、を有する画像記録方法である。
<2> 反応性基は、ハロゲン基、アルデヒド基、イソシアネート基、及び炭素−炭素不飽和二重結合基から選択される少なくとも一つの基を含む<1>に記載の画像記録方法である。
<3> 平板状金属粒子は、平均アスペクト比が10以上である<1>又は<2>に記載の画像記録方法である。
<4> 平板状金属粒子が、金、銀、及び白金からなる群から選択される少なくとも1種の金属の粒子である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<5> 平板状金属粒子が、銀粒子である<4>に記載の画像記録方法である。
<6> 反応性基を有する化合物は、活性ビニルスルホン化合物及び活性ハロゲン化合物の少なくとも一方を含む<1>〜<5>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<7> 樹脂は、更に、アニオン部位を有する<1>〜<6>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<8> 樹脂は、ゼラチンを含む<1>〜<7>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<9> 基材に付与される第1インク中の樹脂の付与量Cに対する、基材に付与される第2インク中の反応性基を有する化合物の付与量Cの比を、下記関係式で表される範囲として、第1インク及び第2インクを付与する<1>〜<8>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
0.01≦C/C≦10
<10> 第1インクは、更に、水を含む<1>〜<9>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<11> 第2インクは、着色剤の含有量が0.01質量%未満である<1>〜<10>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<12> 基材の上に、第1工程により第1インクを付与した後、第2工程により第2インクを付与する<1>〜<11>のいずれか1つに記載の画像記録方法である。
<13> 更に、第1インク及び第2インクとは異なる、着色剤を含有する第3インクを基材にインクジェット法により付与する第3工程を有する<12>に記載の画像記録方法である。
<14> 第1工程と第2工程との間、又は第1工程の前に、第3工程により第3インクを付与する<13>に記載の画像記録方法である。
<15> 基材と、基材上に配置され、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂と、を含み、少なくとも表面における樹脂の少なくとも一部が架橋構造を有する画像と、を備えた記録物である。
<16> 更に、基材と画像との間及び画像の上の少なくとも一方に、着色剤を含む着色画像を備えた<15>に記載の記録物である。
本発明の一実施形態によれば、鏡面光沢性及び耐擦過性に優れたインクジェット画像が得られる画像記録方法が提供される。
本発明の他の実施形態によれば、鏡面光沢性及び耐擦過性に優れた記録物が提供される。
以下、本開示に係る画像記録方法及び記録物について、詳細に説明する。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書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い。また、本開示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、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書において、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は、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書中において、画像の耐擦過性に優れるとは、基材(好ましくは、ポリエチレンテレフタレート等の非水浸透性基材)への画像の密着性が高く、擦過時の剥がれが生じにくいことを意味する。
<画像記録方法>
本開示の画像記録方法は、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位(以下、「反応部位」又は「架橋点」ともいう。)を有する樹脂と、を含む第1インクをインクジェット法により基材に付与する第1工程と、上記部位と反応する反応性基を有する化合物を含む第2インクを基材に付与する第2工程と、を有し、必要に応じて、他の工程を更に有していてもよい。
本開示の画像記録方法により効果が奏される理由は、以下のように推測される。
従来から、画像に金属光沢を付与する等の装飾を目的として金属粒子を含むインクが使用されるに至っているが、一般に用いられる球状又は立方体状の粒子では光沢感は得られても物体を映し出すような鏡面光沢性までは期待できない。一方、平板状の金属粒子は、鏡面光沢性を付与する点で有利である。ところが、平板状の金属粒子は、基材上に配向して鏡面光沢の発現に寄与するところ、基材に対して強固な密着が得られ難く、擦過耐性に劣る傾向がある。
本開示に係る画像記録方法は、上記の事情に鑑み、平板状金属粒子及び平板状金属粒子を分散させる樹脂を含む第1インクに加え、第1インク中の樹脂と反応する化合物を含む第2インクを併用し、第1インクにより記録した画像中の樹脂の反応部位(架橋点)に、第2インク中の「反応性基を有する化合物」の反応性基を作用させる。これにより、樹脂に架橋構造が形成される。
例えば、第1インクが樹脂としてゼラチンを含み、第2インクが第1インク中の樹脂と反応する化合物として2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−S−トリアジンナトリウム塩を含む場合、第1インクによる画像に対して第2インクが接触すると、画像の少なくとも表面において、ゼラチンのアミノ基の水素が脱離したゼラチン残基が2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−S−トリアジンナトリウム塩の2つの塩素にそれぞれ置換し、ゼラチン間がトリアジンナトリウム塩を介して連結された架橋構造が形成される。
このように、本開示の画像記録方法は、平板状金属粒子を含む第1インクに対して第2インクを反応させて架橋構造を形成することにより、基板上の平板状金属粒子の配向を損なわずに、鏡面光沢性を保ちながら、画像の耐擦過性を向上させ得るものと考えられる。
また、金属光沢は、大気中のオゾンガス等のガス、水分及び紫外線(UV光)等の活性光線等により促進される酸化作用の影響で経時的に低下することが知られている。特に銀粒子を用いた場合、金属光沢の低下はより顕著に現れる。本開示の画像記録方法では、第2インクを単に、画像を形成する第1インク上に重ねて付与するのみならず、第1インク中の樹脂に対して樹脂と反応性を有する化合物を反応させて結合するので、オゾンガス等のガス、水分及び紫外線(UV光)等の活性光線に対する耐性(耐候性)が付与されるものと考えられる。
記録された画像における樹脂の架橋構造の有無は、樹脂の架橋点(反応部位)で反応する反応性基を有する化合物がインク中に含まれているかを確認することにより判定することが可能である。具体的には、核磁気共鳴(NMR)法、又は紫外吸光度検出器と組み合わせた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により確認できる。
−第1工程−
第1工程は、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位(「反応部位」又は「架橋点」)を有する樹脂と、を含む第1インクをインクジェット法により基材に付与する。
インクジェット法の方式としては特に制限はなく、公知の方式、例えば、静電誘引力を利用して第1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て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;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;等を適宜採用できる。
また、インクジェット法で用いるインクジェットヘッドの方式は、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でもよい。
また、インクジェットヘッドからのインクの吐出方式としては、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等);電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(登録商標)型等);静電吸引方式(例えば、電界制御型、スリットジェット型等);放電方式(例えば、スパークジェット型等);などを具体的な例として挙げることができるが、いずれの吐出方式を用いてもよい。
なお、インクジェット法によりインクを吐出する際に使用するインクノズル等につい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。
インクジェット法における記録方式としては、単尺のシリアルヘッドを用いヘッドを基材の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式;基材の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(シングルパス方式);等が挙げられる。
インク付与工程は、第1インクを、ノズル径25μm未満のノズルを有するインクジェットヘッドの上記ノズルから吐出することにより、基材に付与する工程であることが好ましい。
平板状金属粒子の平均円相当径が500nm未満である場合、ノズル径25μm未満のノズルから吐出される場合においてもノズル詰まりが抑制される。また、ノズル径が25μm未満であることは、より精細な画像を形成できるという利点を有する。
ノズル径としては、5μm以上25μm未満がより好ましく、10μm以上25μm未満がさらに好ましく、15μm以上25μm未満が特に好ましい。
本開示の画像記録方法は、基材に付与された第1インクを乾燥させる工程を有していてもよい。
乾燥は、室温における自然乾燥であっても加熱乾燥であってもよい。基材として樹脂基材を用いる場合には、加熱乾燥が好ましい。
加熱乾燥の手段としては、特に制限はなく、ヒートドラム、温風、赤外線ランプ、熱オーブン、ヒート版加熱などを使用することができる。
加熱乾燥の温度としては、50℃以上が好ましく、60℃〜150℃程度がより好ましく、70℃〜100℃程度が更に好ましい。また、加熱乾燥の時間は、第1インクの組成及び第1インクの吐出量を加味して適宜設定することができ、1分〜180分が好ましく、5分〜120分がより好ましく、5分〜60分が特に好ましい。
以下、第1インクに含まれる成分について、詳細に説明する。
(平板状金属粒子)
本開示の第1インクは、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子の少なくとも一種を含有する。球形状又は楕円形状に比べて比較的平均アスペクト比が大きい平板形状の金属粒子を含有することで、画像の光沢性が付与される。
本開示の第1インクは、平板状金属粒子が樹脂中に分散されて安定的に保持されていることにより吐出性にも優れている。
平板状金属粒子は、平板形状を有する金属粒子である。
ここで、「平板状」とは、2つの主平面を有する形状を意味する。
平板状金属粒子における金属は、鏡面光沢を発現し得る金属を選択することができ、合金でもよい。平板状金属粒子の中でも、鏡面光沢性の観点から、金(Au)、銀(Ag)、又は白金(Pt)の粒子が好ましく、更には銀粒子が好ましい。
(平板状金属粒子の形状)
平板状金属粒子の形状としては、平板状、即ち、2つの主平面を有する形状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る。
平板状金属粒子の形状としては、例えば、三角形状、四角形状、六角形状、八角形状、円形状などが挙げられる。中でも、可視光域の吸収率が低い点で、三角形状以上の多角形状及び円形状(以下、「三角形状乃至円形状」ともいう)が好ましい。
円形状としては、透過型電子顕微鏡(Transmission electron microscopy;TEM)で平板状金属粒子を主平面の上方(法線方向)から観察した際に、角が無く、丸い形状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る。
三角形状以上の多角形状としては、透過型電子顕微鏡(TEM)で平板状金属粒子を主平面の法線方向から観察した際に、三角形状以上の多角形状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る。
三角形状以上の多角形状の角は、鋭角でも鈍角でもよいが、可視光域の吸収を軽減し得る点で、鈍角が好ましい。
平板状金属粒子のうち、三角形状乃至円形状の平板状金属粒子は、全平板状金属粒子の個数に対して、60個数%以上であることが好ましく、65個数%以上がより好ましく、70個数%以上が特に好ましい。三角形状乃至円形状の平板状金属粒子の割合が、60個数%以上であると、可視光域の吸収率がより低くなる。
ここで、個数%は、平板状金属粒子500個中における三角形状乃至円形状の平板状金属粒子の数の割合(百分率)を意味する。個数%は、TEMで主平面の法線方向から平板状金属粒子を500個観察することによって求める。
(平均円相当径及び変動係数)
平板状金属粒子の平均円相当径は、10nm〜300nmであることが好ましい。
平板状金属粒子の平均円相当径が300nm以下であると、インクの吐出性がより向上する。更に、平板状金属粒子の平均円相当径が300nm以下であると、インクの経時安定性にも優れる。また、平板状金属粒子の平均円相当径が10nm以上であると、平板状金属粒子の製造がより容易となる。
平板状金属粒子の平均円相当径は、50nm〜300nmであることが好ましく、100nm〜250nmであることがより好ましい。
平板状金属粒子の平均円相当径は、平板状金属粒子500個の円相当径の数平均値を意味する。
個々の平板状金属粒子の円相当径は、透過型電子顕微鏡像(TEM像)に基づき求められる。詳細には、TEM像における平板状金属粒子の面積(投影面積)と同一面積の円の直径を、円相当径とする。平板状金属粒子の平均円相当径の測定方法の例は、後述の実施例に示す通りである。
また、平板状金属粒子の粒度分布における変動係数としては、35%以下が好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下が特に好ましい。
ここで、平板状金属粒子の粒度分布における変動係数とは、平板状金属粒子500個の円相当径(粒度分布)の標準偏差を、平板状金属粒子500個の円相当径の数平均値(平均円相当径)で割って100を乗じた値(%)を意味する。
(平均厚さ)
平板状金属粒子の平均厚さは、インクにおける平板状金属粒子の分散性、及び、インクの吐出性の観点から、30nm以下であることが好ましく、1nm〜20nmであることがより好ましく、3nm〜16nmであることが特に好ましく、3nm〜12nmであることがより特に好ましい。
本明細書において、平板状金属粒子の平均厚さは、平板状金属粒子500個の厚さの数平均値を意味する。
平板状金属粒子の厚さは、FIB−TEM(Focused Ion Beam−Transmission electron microscopy)法により測定される。平板状金属粒子の平均厚さの測定方法の例は、後述の実施例に示す通りである。
(平均アスペクト比)
平板状金属粒子は、平均厚さに対する平均円相当径の比である平均アスペクト比が、3以上100以下であり、5以上であることが好ましい。平板状金属粒子の平均アスペクト比が3以上であると、平板粒子による吸収ピークが長波側にシフトし、可視光域の反射率が上がるので、画像の鏡面光沢性に優れる。
平板状金属粒子の平均アスペクト比は、可視光域の反射率が上がることで、鏡面光沢性が向上し、また不純物除去の作業等が容易になる等の製造適性に優れる観点から、10以上であることが好ましく、15以上であることがより好ましく、20以上であることが更に好ましく、25以上であることがより好ましい。平均アスペクト比が12以上であることで、鏡面光沢性がより向上し、更には、不純物除去の作業等が容易になる等によって製造時間の短縮化が図れるなど、製造適性に優れたものとなる。
平板状金属粒子の平均アスペクト比の上限には特に制限はないが、100以下の範囲で選択することができ、平板状金属粒子の分散安定性の観点からは、上限としては、50が好ましく、40がより好ましく、30が特に好ましい。
ここで、平板状金属粒子の平均アスペクト比とは、平板状金属粒子における、平均厚さに対する平均円相当径の比〔平均円相当径/平均厚さ〕を指す。
−平板状金属粒子の合成方法−
平板状金属粒子の合成方法としては、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。
例えば、三角形状以上の多角形状の平板状金属粒子を合成する方法としては、化学還元法、光化学還元法、電気化学還元法等の液相法などが挙げられる。
これらの中でも、三角形状以上の多角形状の平板状金属粒子を合成する方法としては、形状とサイズ制御性の点で、化学還元法又は光化学還元法が好ましい。
三角形状以上の多角形状の平板状金属粒子を合成する場合、合成後、例えば、硝酸、亜硫酸ナトリウム等の銀を溶解する溶解種によるエッチング処理、加熱によるエージング処理などを行うことにより、三角形状以上の多角形状の平板状金属粒子の角を鈍らせてもよい。
平板状金属粒子の合成方法としては、上記の他、予めフィルム、ガラスなどの透明基材の表面に種晶を固定後、平板状に金属粒子(例えばAg)を結晶成長させてもよい。
平板状金属粒子は、所望の特性を付与するために、更なる処理を施してもよい。
更なる処理としては、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、特開2014−184688号公報の段落〔0068〕〜〔0070〕に記載の高屈折率シェル層の形成、特開2014−184688号公報の段落〔0072〕〜〔0073〕に記載の各種添加剤を添加することなどが挙げられる。
平板状金属粒子は、水に分散された水分散液の形態で使用してもよい。
また、平板状金属粒子として、上市されている市販品を用いてもよい。上市されている平板状金属粒子の例として、大日本塗料株式会社製の金ナノプレート水分散液Au−WPLCシリーズ(例えば、Au−WPLC3−C、Au−WPLC2−C)、銀ナノプレート水分散液Ag−WSシリーズ(例えば、Ag−WS6−C)等、ECKART社製のアルミニウム粒子分散液SB11015、SB11020等、などを挙げることができる。
平板状金属粒子の含有量は、インク全体に対して、1質量%〜20質量%が好ましく、1質量%〜15質量%がより好ましく、1.5質量%〜10質量%であることが更に好ましく、2質量%〜8質量%であることが特に好ましい。
平板状金属粒子の含有量が1質量%以上であると、画像の鏡面光沢性により優れたものとなる。平板状金属粒子の含有量が20質量%以下であると、インクの吐出性がより向上する。
(樹脂)
本開示の第1インクは、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位(反応部位又は架橋点)を有する樹脂の少なくとも一種を含有する。
第1インク中の樹脂は、平板状金属粒子を分散し、安定的に保持する。更に、第1インク中の樹脂は、後述する第2インク中の「反応性基を有する化合物」と反応する。具体的には、樹脂に存在する特定の基又は塩である反応部位(例えば、アミノ基)から1つもしくは複数の水素原子が脱離して「反応性基を有する化合物」が結合する反応を経て、樹脂(例えばゼラチン)間が「反応性基を有する化合物」を介して連結されることによって耐擦過性が向上するものと考えられる。
樹脂の反応部位は、後述する第2インクに含まれる「反応性基を有する化合物」の反応性基と反応する反応点(架橋点)となる部分を指す。
樹脂としては、アミノ基(−NH)、アミド基(−NHR)、イミノ基(=NH)、ホスフィン基(−PH)、ホスホニウム基(PH )、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される反応部位の少なくとも一つを有するポリマーの中から適宜選択される。
ホスホニウム基の塩は、一般にPH 、RPH 、RPH 、RPH、又はR(R〜Rはアルキル又はアリール基を表し、Xはハロゲンを表す。)で表される。
反応部位としては、平板状金属粒子の分散性がより向上する観点から、アミノ基、アミド基、又はアミノ基の塩が好ましい。
樹脂としては、例えば、ゼラチン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、(飽和)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ゼラチン以外の天然高分子などを挙げることができる。
樹脂は、被分散体である平板状金属粒子と吸着しやすく、分散能に優れ、平板状金属粒子の分散性をより向上させる点で、アニオン部位を有していることが好ましい。アニオン部位としては、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基などのアニオン性基、カルボキシ基の塩(カルボン酸塩)、スルホン酸基の塩(スルホン酸塩)、リン酸基の塩(リン酸塩)等の塩などが挙げられる。アニオン部位としては、カルボキシ基及びカルボキシ基の塩が好ましい。
上記した樹脂の中でも、平板状金属粒子の分散性がより向上する観点から、ゼラチン又はポリエチレンイミンを含むことが好ましく、ゼラチンを含むことがより好ましい。なお、ゼラチンは、アニオン部位を有している樹脂である。
ゼラチンとしては、コラーゲンからの誘導過程で石灰などのアルカリによる処理を伴うアルカリ処理ゼラチン;塩酸などの酸による処理を伴う酸処理ゼラチン;加水分解酵素などの酵素による処理を伴う酵素処理ゼラチン;酸素処理ゼラチン;ゼラチン分子中に含まれる官能基としてのアミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基又はカルボキシ基を、これらの官能基と反応しうる基を一個持った試薬によって変性した変性ゼラチン(例えば、フタル化ゼラチン、コハク化ゼラチン、トリメトリト化ゼラチン等);例えば特開昭62−215272号公報の222頁左下欄6行目〜225頁左上欄末行目等に記載される当業界内で一般に用いられているゼラチン;等が挙げられる。
ゼラチンの重量平均分子量は、インクにおける平板状金属粒子の分散性の観点から、5,000〜1,000,000が好ましく、10,000〜500,000がより好ましく、20,000〜200,000がさらに好ましい。
本明細書中において、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)によって測定された値を意味する。
GPCは、測定装置として、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標)、Super Multipore HZ−H(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を3本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて行う。
また、GPC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、測定温度を40℃とし、示差屈折率(RI)検出器を用いて行う。
検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
本開示の第1インクが、水及びゼラチン以外の樹脂を含有する場合、ゼラチン以外の樹脂としては、水溶性樹脂が好ましい。
本明細書において「水溶性」とは、25℃の水100gに対して5g以上(より好ましくは10g以上)溶解する性質をいう。
水溶性樹脂としては、上述したゼラチン以外の樹脂の中から、水溶性の樹脂を適宜選択して用いることができる。
樹脂の含有量としては、平板状金属粒子の全質量に対して、1質量%以上50質量%以下の範囲が好ましい。
樹脂の含有量が1質量%以上であると、平板状金属粒子の分散が行いやすく、平板状金属粒子の分散をより安定的に保持することができる。また、樹脂の含有量が50質量%以下であると、鏡面光沢性を阻害しない点で有利である。
樹脂の含有量は、鏡面光沢性の観点から、1質量%以上30質量%以下が好ましく、1質量%以上20質量%以下以下がより好ましく、1質量%以上10質量%以下が更に好ましい。
(水)
第1インクは、更に、水を含むことが好ましい。
水を含有することは、インクの取扱い性の観点、環境負荷軽減の観点等から好ましい。
第1インク中における水の含有量としては、第1インクの全量に対して、10質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましく、50質量%以上が特に好ましい。また、第1インクの吐出性の観点から、第1インク中における水の含有量は、第1インクの全量に対し、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、70質量%以下が特に好ましい。
本開示の第1インクが水を含有する場合、既述の樹脂としてゼラチンを含有することが好ましい。これにより、平板状金属粒子の分散性がより向上するので、第1インクの吐出性がより向上する。
(有機溶剤)
本開示の第1インクは、インクジェット法による第1インクの吐出性の観点から、有機溶剤を含有することが好ましい。中でも、有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好ましい。
「水溶性」とは、25℃の水100gに対して対象物である有機溶剤が5g以上(より好ましくは10g以上)溶解する性質をいう。
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、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、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のアルカンジオール(多価アルコール類);エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、1−メチル−1−メトキシブタノール、プロピ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、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテルなどのグリコールエーテル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等のピロリドン類;が挙げられる。
これら溶剤は、1種又は2種以上を適宜選択して用いることができる。
水溶性有機溶剤としては、上記以外にも、例えば、特開2011−46872号公報の段落0176〜0179に記載されている水溶性有機溶剤、及び、特開2013−18846号公報の段落0063〜0074に記載されている水溶性有機溶剤の中から、適宜選択することもできる。
なお、多価アルコール類は、乾燥防止剤又は湿潤剤としても有用である。
多価アルコール類の例としては、特開2011−42150号公報の段落0117に記載の例が挙げられる。
また、他の水溶性有機溶剤としては、例えば、特開2011−46872号公報の段落0176〜0179に記載されている水溶性有機溶剤や、特開2013−18846号公報の段落0063〜0074に記載されている水溶性有機溶剤の中から、適宜選択することもできる。
水溶性有機溶剤としては、沸点が150℃以上であり、かつ、溶解度パラメーター(以下、「SP値」ともいう)が24MPa1/2以上である有機溶剤を少なくとも1種含有することが好ましい。
沸点が150℃以上であること(即ち、特定有機溶剤の沸点が水の沸点よりも高いこと)により、溶剤の揮発に起因する吐出性の低下がより抑制される。沸点は、第1インクの吐出性の観点から、170℃以上がより好ましく、180℃以上が更に好ましい。沸点の上限には制限はない。沸点の上限は、第1インクの粘度の観点から、300℃が好ましい。沸点は、沸点測定器(Titan Technologies社製、DosaTherm300)により求められる値である。なお、本明細書における沸点は、大気圧下での沸点を意味する。
また、SP値が24MPa1/2以上であることにより、基材上に付与された第1インク(即ち、画像)中において、平板状金属粒子の配向性が向上し、結果、画像の鏡面光沢性が向上する。
SP値は、25MPa1/2以上がより好ましく、26MPa1/2以上が更に好ましく、27MPa1/2以上が特に好ましい。SP値の上限値には特に制限はない。SP値の上限値は、第1インクの粘度の観点から、40MPa1/2が好ましい。
溶解度パラメーター(SP値)は、沖津法によって求められる値〔単位:MPa1/2〕である。沖津法は、従来周知のSP値の算出方法の一つであり、例えば、日本接着学会誌Vol.29、No.6(1993年)249〜259頁に詳述されている方法である。
沸点が150℃以上であり、かつ、SP値が24MPa1/2以上である水溶性有機溶剤の具体例としては、エチレングリコール(197℃、29.9MPa1/2)、ジエチレングリコール(244℃、24.8MPa1/2)、プロピレングリコール(188℃、27.6MPa1/2)、1,4−ブタンジオール(230℃、30.7MPa1/2)、1,2−ペンタンジオール(206℃、28.6MPa1/2)、1,5−ペンタンジオール(206℃、29.0MPa1/2)、1,6−ヘキサンジオール(250℃、27.7MPa1/2)、グリセリン(290℃、33.8MPa1/2)、ホルムアミド(210℃、39.3MPa1/2)、ジメチルホルムアミド(153℃、30.6MPa1/2)、トリエタノールアミン(208℃(20hPa)、32.3MPa1/2)、ポリエチレングリコール(250℃、26.1MPa1/2)、1,2−へキサンジオール(223℃、24.1MPa1/2)、ジプロピレングリコール(230℃、27.1MPa1/2)、1,2−ブタンジオール(191℃(747mmHg、文献値)、26.1MPa1/2)が挙げられる。
なお、上記において、カッコ内の数値は、記載した順に、沸点(単位:℃)、及びSP値(単位:MPa1/2)を示す。
上記の中でも、有機溶剤を第1インクに含める場合、第1インクの吐出性の観点から、水溶性有機溶剤であるプロピレングリコール、グリセリン、又はエチレングリコールを用いることが好ましい。
本開示の第1インクが有機溶剤(好ましくは水溶性有機溶剤)を含有する場合、有機溶剤の含有量は、第1インクの全量に対して、5質量%〜80質量%が好ましく、5質量%〜70質量%がより好ましく、5質量%〜50質量%がさらに好ましく、10質量%〜40質量%が特に好ましい。
(他の成分)
本開示の第1インクは、上記した成分以外の他の成分を含有することができる。
他の成分としては、界面活性剤、ワックス、糖、糖の誘導体、その他添加成分(防腐剤、消泡剤など)を挙げることができる。
−界面活性剤−
本開示の第1インクは、界面活性剤を少なくとも1種含有してもよい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤としては、特に制限されず公知のフッ素系界面活性剤から選択できる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、「界面活性剤便覧」(西一郎、今井怡知一郎、笠井正蔵編、産業図書株式会社、1960年発行)に記載されているフッ素系界面活性剤が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、分子中にパーフルオロ基を含み、屈折率が1.30〜1.42(好ましくは1.32〜1.40)であるフッ素系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤の屈折率が1.30〜1.42であることにより、形成された画像の鏡面光沢性がより向上する。
屈折率は、カルニュー精密屈折計((株)島津製作所製、KPR−3000)により測定される。フッ素系界面活性剤が液体の場合、フッ素系界面活性剤をセルに収容し屈折率を測定する。フッ素系界面活性剤が固体の場合、固体試料をカルニュー精密屈折計((株)島津製作所製、KPR−3000)付属のVブロックプリズムに設置するVブロック法にて、屈折率を測定する。
また、フッ素系界面活性剤が分子中にパーフルオロ基を含むことで、フッ素系界面活性剤の屈折率を上記の範囲に調整しやすく、また、比較的少量で第1インクの表面張力を調整することができる。
分子内にパーフルオロ基を含み、屈折率が1.30〜1.42であるフッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル等のアニオン型;パーフルオロアルキルベタイン等の両性型;パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等のカチオン型;パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキル基及び親水性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基及び親油性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基、親水性基及び親油性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基及び親油性基を含有するウレタン等のノニオン型が挙げられる。また、特開昭62−170950号、同62−226143号及び同60−168144号の各公報に記載されているフッ素系界面活性剤も好適に挙げられる。
フッ素系界面活性剤は、市販されているものを用いてもよく、例えば、AGCセイミケミカル(株)製のサーフロン(登録商標)シリーズ(例えば、S−243、S-242)、DIC(株)製のメガファック(登録商標)シリーズ(例えば、F-444、F−410)、3M社製のNOVEC(登録商標)シリーズ(例えば、27002)、イー・アイ・デュポン・ネメラス・アンド・カンパニー社製のゾニールシリーズ(例えば、FSE)などが挙げられる。
第1インクに含まれるフッ素系界面活性剤の含有量は、第1インクの全量に対して0.01質量%〜5.0質量%が好ましく、0.05質量%〜1.0質量%がより好ましく、0.1質量%〜0.5質量%がさらに好ましい。
フッ素系界面活性剤の含有量が上記の範囲であると、第1インクの吐出性がより良好な範囲に、第1インクの表面張力を調整しやすい。
−ワックス−
本開示の第1インクは、ワックスを含有していてもよい。これにより、記録物の耐擦性がより向上する。
ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、パラフィン混合ワックス、ポリエチレンワックス、ポリエチレン混合ワックス、酸化高密度ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリプロピレン混合ワックス、カルナバワックス、アマイドワックス等の樹脂ワックスが挙げられる。
これらのうち、パラフィン混合ワックス、ポリエチレンワックス、又はポリエチレン混合ワックスが好ましい。
ワックスの例として、市販のワックス分散液を用いてもよい。
市販のワックス分散液(エマルションワックス)としては、例えば、AQUACER507(ビックケミー社製)、AQUACER515(ビックケミー社製)、AQUACER531(ビックケミー社製)、AQUACER537(ビックケミー社製)、AQUACER539(ビックケミー社製)、CERAFLOUR990(ビックケミー社製)、CERAFLOUR995(ビックケミー社製)等が挙げられる。
本開示の第1インクがワックスを含有する場合、ワックスは、1種のみであっても2種以上であってもよい。
第1インクがワックスを含有する場合、ワックスの含有量には特に制限なないが、第1インクの全量に対して、0.02質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。ワックスの含有量が0.02質量%以上であると、画像の耐擦性がより向上する。また、ワックスの含有量が1.5質量%以下であると、画像の鏡面光沢性がより向上する。
−糖、糖の誘導体−
本開示の第1インクは、糖及び糖の誘導体の少なくとも一方(以下、「糖類」ともいう。)を含有していてもよい。これにより、記録物の耐ガス性がより向上する。
糖類としては特に限定はないが、記録物の耐ガス性向上及び第1インクの吐出安定性向上の観点から、4糖以上の糖であることが好ましい。
本開示の第1インクが糖類を含有する場合、本開示の第1インクは、糖類を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。好ましい態様は、第1インクが単糖と2糖以上の糖とを含有している場合であり、特に好ましい態様は、第1インクが単糖と4糖以上の糖とを含有している場合である。
第1インクが単糖と4糖以上の糖とを含有している場合、単糖を45質量%以下含有し、かつ、4糖以上の糖を10質量%以上含有していることが好ましく、単糖を7質量%以下含有し、かつ、4糖以上の糖を70質量%以上含有していることが特に好ましい。
糖としては、単糖、多糖が挙げられる。
糖として、具体的には、グルコース、リボース、マンニトール、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール、(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、等が挙げられる。
ここで、多糖とは、広義の糖を意味し、アルギン酸、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質も「多糖」の概念に包含される。
糖の誘導体としては、還元糖(例えば糖アルコール)、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ糖、チオ糖、等が挙げられる。
糖アルコールとしては、HOCH(CHOH)CHOH〔nは、2〜5の整数を表す。〕で表される糖アルコールが挙げられる。
糖を含有する第1インクは、市販の混合糖(シラップ)を用いて調製されてもよい。
市販品の混合糖(シラップ)としては、例えば、HS−20、HS−30、HS−40、HS−60、HS−300、HS−500等の還元澱粉糖化物(以上、林原社の商品名)、ハローデックス、マビット(以上、林原社の商品名)等が挙げられる。
第1インクが糖類を含有する場合、第1インクの吐出安定性の観点から、糖類の含有量は、第1インクの全量に対して、45質量%以下であることが好ましい。糖類の含有量は、第1インクの吐出安定性及び画像の耐擦性の観点から、第1インクの全量に対して、2質量%以上45質量%以下が好ましく、2質量%以上25質量%以下がより好ましく、5質量%以上20質量%以下が更に好ましく、5質量%以上15質量%以下が特に好ましい。
−その他の添加成分−
本開示の第1インクは、上記以外のその他の添加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、ポリマー粒子、着色剤、固体湿潤剤(尿素等)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防黴剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、キレート剤等も挙げられる。
防腐剤としては、特開2014−184688号公報の段落〔0073〕〜〔0090〕の記載を参照することができる。
消泡剤としては、特開2014−184688号公報の段落〔0091〕及び〔0092〕の記載を参照することができる。
ポリマー粒子としては、特開2010−64480号公報の段落0090〜0121、特開2011−068085号公報の段落0130〜0167、及び特開2011−62998号公報の段落0180〜0234に記載されている自己分散性ポリマー粒子が挙げられる。
本開示の第1インクは、必要に応じて着色剤(顔料、染料)を含有してもよい。
また、本開示の第1インクは、重合性化合物を含む光硬化型のインクに調製されたものでもよい。この場合、第1インクは、更に重合開始剤を含むことが好ましい。
重合性化合物としては、例えば、2011−184628号公報の段落0128〜0144、特開2011−178896号公報の段落0019〜0034、又は特開2015−25076の段落0065〜0086等に記載されている重合性化合物(例えば、2官能以上の(メタ)アクリルアミド化合物)が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、特開2011−184628号公報の段落0186〜0190、特開2011−178896号公報の段落0126〜0130、又は特開2015−25076の段落0041〜0064に記載されている公知の重合開始剤が挙げられる。
−第1インクの好ましい物性−
本開示の第1インクの物性には、特に制限はないが、以下の物性を有するものが好ましい。
(pH)
本開示の第1インクは、25℃(±1℃)におけるpHが7.5以上であることが好ましい。第1インクのpH(25℃±1℃)は、pH7.5〜13が好ましく、7.5〜10がより好ましい。
本開示の第1インクの粘度としては、0.5mPa・s〜10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s〜7mPa・sの範囲がより好ましい。
粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて30℃の条件下で測定されるものである。
本開示の第1インクの25℃(±1℃)における表面張力としては、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、25mN/m〜45mN/mであることがさらに好ましい。基材が樹脂基材である場合、第1インクの表面張力が60mN/m以下であると、濡れ性向上の観点から有利である。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法により測定されるものである。
−第1インクの用途−
本開示の第1インクは、鏡面光沢性の効果をより効果的に得る観点から、最小幅1mm以上の画像の形成に用いられることが好ましい。画像の最小幅は、2mm以上であることがより好ましく、3mm以上であることが特に好ましい。また、画像の最小幅の上限には特に制限はない。
本開示の第1インクは、インクジェット法による画像記録全般に特に制限なく用いられるものであるが、特に、インクジェット法による加飾画像の記録に用いられることが好ましい。
加飾画像の記録とは、対象物に対し装飾を加えることを目的とした記録全般を意味する。加飾画像の記録は、上記目的以外の印刷(例えば、電子回路を印刷するための印刷)とは異なる。
−第1インクの製造方法−
本開示の第1インクを製造する方法としては、特に制限はなく、上述の各成分を混合する方法を適用することができる。本開示の第1インクは、好ましくは、平板状金属粒子を含有する分散液を準備する工程と、少なくとも分散液と樹脂と、必要に応じて有機溶剤及び界面活性剤等の他の成分とを混合する工程と、を有する製造方法により製造される。分散液が水を含む場合、分散液と樹脂等とを混合する工程で水を混合する必要はないが、分散液が水を既に含有しているか否かに関わらず、分散液と樹脂等とを混合する工程で水を混合してもよい。
−第2工程−
第2工程は、第1工程で付与される第1インクに含まれる樹脂の反応部位(架橋点)と反応する反応性基を有する化合物を含む第2インクをインクジェット法により基材に付与する。
第2インクの付与により、第1インクの上に層が形成されてもよいし、付与された第2インクが第1インク中に染み込んで実質的に積層状態が形成されなくてもよい。
第2工程において、インクジェット法及び基材の詳細並びに好ましい態様については、既述の第1工程における場合と同様である。
以下、第2インクに含まれる成分について、詳細に説明する。
(反応性基を有する化合物)
本開示の第2インクは、反応性基を有する化合物(以下、架橋剤ともいう。)の少なくとも一種を含有する。反応性基を有する化合物は、第1インクに含まれる樹脂の反応部位(架橋点)において樹脂と反応し、架橋構造を形成する。これにより、平板状金属粒子間に存在する樹脂にも架橋構造が形成され、画像の少なくとも一部が硬化されるので、平板状金属粒子を含有する画像の強度が向上し、擦過による剥がれの発生が抑制されると考えられる。
反応性基とは、第1インクに含まれる樹脂の反応部位に対して反応性を有する基を指す。反応性基としては、例えば、ハロゲン基、アルデヒド基、イソシアネート基、炭素−炭素不飽和二重結合基(ビニル基)等が好適に挙げられる。
反応性基は、架橋の観点から、一分子中に2つ以上有することが好ましい。但し、アルデヒド基のように、分子中の反応性基が第1の反応後に第2の反応に寄与する第2の反応性基に変化するような化合物であれば、必ずしも一分子中に2つ以上の反応性基を有していなくてもよい。
例えばホルムアルデヒドの場合、アルデヒド基とアミン(R−NH)とが反応して脱水することで、シッフ塩基(R−NH=CH)が生じ、反応性をもつこのシッフ塩基が更にアミンと反応する。これにより、架橋構造(NH-CH-NH)が形成される。
反応性基を有する化合物としては、樹脂の反応部位と反応して樹脂間に架橋構造を形成するため、例えば、1つの反応性基を有し、この反応性基が第1の反応後に第2の反応に寄与する第2の反応性基に変化することで、2つ以上の反応が可能となる化合物(例えば、ホルムアルデヒド)、又は2つ以上の反応性基を有する化合物(例えば、グルタルアルデヒド、活性ハロゲン化合物、活性ビニルスルホン化合物)を挙げることができる。
反応性基を有する化合物の具体例としては、クロム塩(例えば、クロム明ばん)、アルデヒド化合物(例えば、ホルムアルデヒド、グルタールアルデヒド、グリアオキザール)、イソシアネート化合物(例えば、アリルイソシアネート)、活性ハロゲン化合物(例えば、6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−S−トリアジン及びそのアルキル金属塩(例えばカリウム塩、ナトリウム塩))、エピクロルヒドリン樹脂、活性ビニルスルホン化合物(例えば、N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン、1,3−ビス(ビニルスルホニル)−2−プロパノール等が挙げられる。
上記の中でも、樹脂の反応部位(特に、ゼラチンのアミノ基)との反応性に優れる点で、活性ハロゲン化合物、又は活性ビニルスルホン化合物が好ましい。
なお、活性ハロゲン化合物及び活性ビニルスルホン化合物の「活性」とは、反応を促進するような置換基もしくは化学構造を含み、反応性に富むことを意味する。
また、第2工程で第2インクを付与して第1インク中の樹脂を架橋する方法には、特に化学反応させる工程を用意する必要はなく、単に第1インクと第2インクとを接触させることで架橋効果が得られる。第1インク及び第2インクを接触させた後に、架橋促進等の目的で、必要に応じて、加熱する工程、第1インク及び第2インクの接触状態を保持して経時させる工程等の諸工程を設けてもよい。
上記諸工程として、具体的には、室温静置工程、加熱工程、減圧工程が挙げられる。
基材に付与される第1インク中の樹脂の付与量Cに対する、基材に付与される第2インク中の「反応性基を有する化合物」の付与量Cの比を、下記関係式(1)で表される範囲として、第1インク及び第2インクを付与する態様が好ましい。
0.01≦C/C≦10 (1)
比C/Cが0.01以上であると、樹脂の反応部位(架橋点)での架橋反応が多くなり、画像の耐擦過性がより向上する。また、比C/Cが10以下であると、鏡面光沢性がより阻害されにくい。 。
上記と同様の理由から、比C/Cは、更に下記関係式(2)又は(3)を満たす場合がより好ましい。
0.01≦C/C≦5 (2)
0.01≦C/C<1 (3)
(水)
第2インクは、水を含有することができる。
水を含有することは、インクの取扱い性の観点、環境負荷軽減の観点等から好ましい。
第2インク中における水の含有量としては、第2インクの全量に対して、10質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましく、50質量%以上が特に好ましい。また、第2インクの吐出性の観点から、第2インク中における水の含有量は、第2インクの全量に対し、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、70質量%以下が特に好ましい。
(着色剤)
第2インクは、必要に応じて着色剤を含有して着色されたインクに調製されたものでもよい。第2インクは、黒色もしくは白色の着色剤を含む無彩色のインク、又はR(赤色)、G(緑色)、B(青色)、Y(黄色)、M(マゼンタ色)もしくはC(シアン色)の着色剤を含む有彩色のインクから選ばれるインクであってもよい。
着色剤としては、画像の耐光性、画像の耐候性などの観点から、顔料が好ましい。
顔料には、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。顔料としては、例えば、公知の有機顔料及び無機顔料が挙げられる。また、顔料としては、市販の顔料分散体、表面処理された顔料(顔料を分散媒として、水、液状有機化合物、不溶性の樹脂等に分散させたもの、樹脂、顔料誘導体等で顔料表面を処理したものなど)も挙げられる。
有機顔料及び無機顔料としては、黄色顔料、赤色顔料、マゼンタ顔料、青色顔料、シアン顔料、緑色顔料、橙色顔料、紫色顔料、褐色顔料、黒色顔料、白色顔料等が挙げられる。
着色剤として顔料を用いる場合には、必要に応じて顔料分散剤を用いてもよい。顔料等の色材及び顔料分散剤については、特開2014−040529号公報の段落[0180]〜[0200]を適宜参照することができる。
顔料は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
顔料の第2インク中における含有量としては、第2インクの全質量に対して、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。第2インクを着色する観点からは、着色剤の含有量は1質量%以上が好ましいが、第2インクを無色インクとして第1インクと併用する観点からは、着色剤の含有量は、0.01質量%未満であることが好ましい。着色剤の含有量は、0.01質量%未満であることは、第2インクが着色剤を実質的に含有していないことを示す。
(他の成分)
第2インクには、既述の第1インクに含有することができる他の成分と同様の成分を含有してもよい。
−第2インクの好ましい物性−
第2インクの物性に特に制限はないが、第2インクは、下記物性を有することが好ましい。
第2インクは、25℃(±1℃)におけるpHが7.5以上であることが好ましい。第1インクのpH(25℃±1℃)は、7.5〜13が好ましく、7.5〜10がより好ましい。
第2インクの粘度は、0.5mPa・s〜10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s〜7mPa・sの範囲がより好ましい。粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて30℃の条件下で測定されるものである。
第2インクの25℃(±1℃)における表面張は、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、25mN/m〜45mN/mであることがさらに好ましい。第1インクの表面張力が60mN/m以下であると、基材への濡れ性向上の観点から有利である。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法により測定されるものである。
第1インクと第2インクとは、画像に良好な鏡面光沢性を持たせ、かつ、耐擦過性を効果的に向上させる観点から、基材の上に、第1工程により第1インクを付与した後、第2工程により第2インクを付与する態様が好ましい。これにより、第1インクによる画像上に第2インクが重ねて設けられ、画像の鏡面光沢性が安定的に保持され、画像の耐擦過性に優れたものとなる。
−第2インクの製造方法−
本開示の第2インクを製造する方法としては、特に制限はなく、上述の各成分を混合する方法を適用することができる。本開示の第2インクは、好ましくは、反応性基を有する化合物(架橋剤)と水と必要に応じて有機溶剤及び界面活性剤等とを混合する工程を有する製造方法により製造される。
−第3工程−
本開示の画像記録方法には、既述の第1工程及び第2工程に加え、更に、第1インク及び第2インクとは異なる、着色剤を含有する第3インクをインクジェット法により基材に付与する第3工程を有している態様も好ましい。
この態様では、第1工程と第2工程との間、又は第1工程の前に、第3工程により第3インクを付与する場合が好ましい。
第1工程と第2工程との間に、第3工程により第3インクを付与する態様によれば、第1インクによる鏡面画像と第3インクによる着色画像との重なり部分において、鏡面光沢性を有する着色画像を形成することができる。
また、第1工程の前に、第3工程により第3インクを付与する態様によれば、第1インクによる画像と第3インクによる画像との重なり部分において、第1インクによる画像(例えば銀色の画像)によって、第3インクによる着色画像を隠蔽することができる。
また、本開示の画像記録方法では、第1工程と第2工程との間、並びに、第1工程及び第2工程のうち後に実施される工程の後、の少なくとも一方に、インクを乾燥させる工程を設けてもよい。インクを乾燥させる工程については、既述の通りである。
第3工程は、第1工程と同じ条件で実施してもよいし、第1工程とは異なる条件で実施してもよい。
第3工程において、インクジェット法及び基材の詳細並びに好ましい態様については、既述の第1工程における場合と同様である。
−第3インク−
第3インクとしては、着色剤を含有する公知のインクを特に制限なく用いることができる。第3インクは、主たる溶媒として水を含有する水系インクであってもよいし、主たる溶媒として溶剤を含有する溶剤系インクであってもよい。
また、第3インクは、重合性化合物(及び好ましくは光重合開始剤)を含有する光硬化型のインクであってもよい。
第3インクは、既述の第1インクと同様に、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂、水、有機溶剤を含有することが好ましい。また、第3インクは、必要に応じて、その他の成分として、既述の第1インクに含有することができる他の成分と同様の成分を含有してもよい。
樹脂、有機溶剤、水の詳細は、既述の通りであり、それぞれの好ましい態様も第1インクにおける場合と同様である。
(着色剤)
第3インクは、着色剤(顔料、染料等)を含有することが好ましい。着色剤としては、画像の耐光性、画像の耐候性などの観点から、顔料が好ましい。
顔料としては、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。顔料としては、例えば、公知の有機顔料及び無機顔料が挙げられる。また、顔料としては、市販の顔料分散体、表面処理された顔料(顔料を分散媒として、水、液状有機化合物、不溶性の樹脂等に分散させたもの、樹脂、顔料誘導体等で顔料表面を処理したものなど)も挙げられる。
有機顔料及び無機顔料としては、黄色顔料、赤色顔料、マゼンタ顔料、青色顔料、シアン顔料、緑色顔料、橙色顔料、紫色顔料、褐色顔料、黒色顔料、白色顔料等が挙げられる。
着色剤として顔料を用いる場合には、必要に応じて顔料分散剤を用いてもよい。
顔料等の色材及び顔料分散剤については、特開2014−040529号公報の段落[0180]〜[0200]を適宜参照することができる。
顔料は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
顔料の第3インク中における含有量としては、画像濃度の観点から、第3インクに対して、1質量%以上が好ましく、1質量%〜20質量%がより好ましく、2質量%〜10質量%がさらに好ましい。
本開示において、第3インクにおける着色剤の含有量が第2インクの全量に対して1質量%未満(より好ましくは0.1質量%以下)であり、かつ、第3インクにおける着色剤の含有量が第3インクの全量に対して1質量%以上(より好ましくは1質量%〜20質量%、さらに好ましくは2質量%〜10質量%)であることが好ましい。
−第3インクの好ましい物性−
第3インクは、物性に制限はないが、以下の物性を有することが好ましい。
第3インクは、25℃(±1℃)におけるpHが7.5以上であることが好ましい。第1インクのpH(25℃±1℃)は、7.5〜13が好ましく、7.5〜10がより好ましい。
第3インクの粘度は、0.5mPa・s〜10mPa・sの範囲が好ましく、1mPa・s〜7mPa・sの範囲がより好ましい。粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて30℃の条件下で測定されるものである。
第3インクの25℃(±1℃)における表面張は、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、25mN/m〜45mN/mであることがさらに好ましい。第1インクの表面張力が60mN/m以下であると、基材への濡れ性向上の観点から有利である。表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z(協和界面科学(株)製)を用い、プレート法により測定されるものである。
−基材−
本開示の画像記録方法における基材としては、紙基材、樹脂基材などを特に制限なく使用することができる。
紙基材としては、普通紙、光沢紙、コート紙、等が挙げられる。
光沢紙は、原紙と、原紙上に配置された高分子あるいは多孔性微粒子と、を備える紙基材である。光沢紙の市販品としては、特に限定されないが、例えば、富士フイルム(株)製の「画彩(登録商標)」、セイコーエプソン(株)製の写真用紙あるいはフォト光沢紙、コニカミノルタ(株)製の光沢紙、等が挙げられる。
コート紙は、原紙と、原紙上に配置されたコート層と、を備える紙基材である。コート紙の市販品としては、特に限定されないが、例えば、王子製紙(株)製の「OKトップコート(登録商標)+」、日本製紙(株)の「オーロラコート」、等が挙げられる。
紙基材としては、画像の鏡面光沢性により優れた画像が得られる点で、光沢紙又はコート紙が好ましく、光沢紙がより好ましい。
樹脂基材としては、樹脂フィルムが挙げられる。
樹脂基材(例えば樹脂フィルム)の樹脂としては、ポリ塩化ビニル(PVC:Polyvinyl Chloride)樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethylene Terephthalate)、ポリエチレンナフタレート(PEN:Polyethylene Naphthalate)、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、等が挙げられる。中でも、画像の鏡面光沢性により優れた画像が得られる点で、三酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル(PVC)又はポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましい。
本開示の画像記録方法における基材としては、より優れた鏡面光沢性を有する画像の記録が可能である点で、光沢紙、コート紙、又は樹脂基材が好ましく、光沢紙又は樹脂基材がより好ましく、樹脂基材が特に好ましい。
また、本開示の画像記録方法における基材としては、既に画像(以下、画像Xともいう。)が形成されている基材(即ち、印刷物)であってもよい。即ち、本開示の画像記録方法は、既に画像Xが形成されている基材(印刷物)の画像X上に、本開示の第1インク及び第2インクを用いて画像を記録する方法であってもよい。
<記録物>
本開示の記録物は、基材と、基材上に配置され、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂と、を含み、上記の樹脂の少なくとも一部が架橋構造を有する画像と、を備えている。
基材及び画像中の含有成分の詳細については、既述の通りであり、好ましい態様も同様である。
更に、基材と画像(鏡面画像)との間、及び、画像(鏡面画像)の上の少なくとも一方に、着色剤を含む着色画像を備えている態様が好ましい。
このうち、画像(鏡面画像)の上に着色剤を含む着色画像を備えた態様では、鏡面画像と着色画像との重なり部分において、鏡面光沢性を有する着色画像が設けられている。
また、基材と画像(鏡面画像)との間に着色剤を含む着色画像を備えた態様では、鏡面画像と着色画像との重なり部分において、鏡面画像(例えば銀色の画像)によって着色画像が隠蔽された画像となっている。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
<金属粒子分散液Aの調製>
金属粒子の分散液として、金属粒子分散液Aを調製した。以下に詳細を示す。
−金属粒子形成液の調製−
高Cr−Ni−Moステンレス鋼(NTKR−4、日本金属工業(株)製)製の反応容器を準備した。この反応容器は、ステンレス鋼(SUS316L)製のシャフトにNTKR−4製のプロペラ4枚及びNTKR−4製のパドル4枚を取り付けたアジターを備えている。
上記反応容器内にイオン交換水13L(リットル)を入れ、イオン交換水を上記アジターによって撹拌しながら、さらに10g/Lのクエン酸三ナトリウム(無水物)水溶液1.0Lを添加した。得られた液体を35℃に保温した。
35℃に保温された上記液体に対し、8.0g/Lのポリスチレンスルホン酸水溶液0.68Lを添加し、更に、水素化ホウ素ナトリウムの濃度を23g/Lに調節した水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.041Lを添加した。ここで、水素化ホウ素ナトリウム水溶液の濃度の調節は、0.04N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液を用いて行った。
水素化ホウ素ナトリウム水溶液が添加された液体に対し、更に0.10g/Lの硝酸銀水溶液13Lを5.0L/minの速度で添加した。
得られた液体に対し、更に、10g/Lのクエン酸三ナトリウム(無水物)水溶液2.0L及びイオン交換水11Lを添加し、更に80g/Lのヒドロキノンスルホン酸カリウム水溶液0.68Lを添加した。
次に、撹拌の速度を800rpm(round per minute;以下同じ)に上げ、次いで0.10g/Lの硝酸銀水溶液8.1Lを0.95L/minで添加した後、得られた液体の温度を30℃に降温した。
30℃に降温した液体に対し、44g/Lのメチルヒドロキノン水溶液8.0Lを添加し、次いで、後述する40℃のゼラチン水溶液を全量添加した。
次いで、撹拌の速度を1200rpmに上げ、後述する亜硫酸銀白色沈殿物混合液を全量添加した。亜硫酸銀白色沈殿物混合液が添加された液体のpHは、除々に変化した。
上記液体のpHの変化が止まった段階で、この液体に対し、1N(mol/L)のNaOH水溶液5.0Lを0.33L/minで添加した。得られた液体をNaOH及びクエン酸(無水物)を用いてpH=7.0±1.0に調整した。次に、このpH調整後の液体に対して2.0g/Lの1−(m−スルホフェニル)−5−メルカプトテトラゾールナトリウム水溶液0.18Lを添加し、次いでアルカリ性に調整して溶解させた70g/Lの1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン水溶液0.078Lを添加した。
以上により、金属粒子形成液を調製した。
金属粒子形成液は、ユニオンコンテナーII型の20Lの容器(低密度ポリエチレン製容器、アズワン(株)製)に分液して収容し、30℃で貯蔵した。
なお、金属粒子形成液の物理特性は、以下の通りであった。
・25℃のpH=9.4
pHの測定は、アズワン(株)製のKR5Eを用いて金属粒子形成液を25℃に調整して行った。
・電気伝導度=8.1mS/cm
電気伝導度の測定は、東亜ディーケーケー(株)製のCM−25Rを用いて行った。
・粘度=2.1mPa・s
粘度の測定は、(株)エー・アンド・デイ製のSV−10を用いて金属粒子形成液を25℃に調整して行った。
−ゼラチン水溶液の調製−
SUS316L製のアジターを備えたSUS316L製の溶解タンクを準備した。
この溶解タンク内にイオン交換水16.7Lを入れ、イオン交換水を上記アジターで低速撹拌しながら、更に脱イオン処理を施したアルカリ処理牛骨ゼラチン(GPCによる重量平均分子量:20万)1.4kgを添加した。
得られた液体に、更に、脱イオン処理、蛋白質分解酵素処理、及び過酸化水素による酸化処理を施したアルカリ処理牛骨ゼラチン(GPCによる重量平均分子量:2.1万)0.91kgを添加した。その後、液体の温度を40℃に昇温し、ゼラチンの膨潤及び溶解を同時に行うことにより、ゼラチンを完全に溶解させた。
以上により、ゼラチン水溶液を調製した。
−亜硫酸銀白色沈殿物混合液の調製−
SUS316L製のアジターを備えたSUS316L製の溶解タンクを準備した。
この溶解タンク内にイオン交換水8.2Lを入れ、更に100g/Lの硝酸銀水溶液8.2Lを添加した。得られた液体を上記アジターで高速撹拌しながら、更に140g/Lの亜硫酸ナトリウム水溶液2.7Lを短時間で添加することにより、亜硫酸銀の白色沈澱物を含む混合液(亜硫酸銀白色沈殿物混合液)を調製した。
亜硫酸銀白色沈殿物混合液は、使用する直前に調製した。
−金属粒子分散液Aの調製(脱塩処理及び再分散処理)−
上記の金属粒子形成液に対し、脱塩処理及び再分散処理を施すことにより金属粒子分散液Aを得た。詳細な操作は以下の通りである。
上記のように調製した金属粒子形成液を遠沈管に800g採取し、1mol/Lの硫酸を用いて25℃でのpHを9.2±0.2に調整した。
pH調整後の金属粒子形成液に対し、遠心分離機(日立工機(株)製、himacCR22GIII、アングルローターR9A)を用い、35℃、9000rpm、及び60分間の条件で遠心分離操作を行った。その後、上澄液を784g捨て、残った固体(金属粒子及びゼラチンを含む固体)に0.2mmol/LのNaOH水溶液を加えて合計40gとした。そして、撹拌棒を用いて手撹拌することにより、粗分散液Xを得た。
上記と同様の操作を行って、120本分の粗分散液Xを調製し、全ての粗分散液X(合計で4800g)をSUS316L製のタンクに投入して混合した。次いで、このタンク内に、更にPluronic31R1(BASF社製、ノニオン系界面活性剤)の10g/L溶液(溶媒として、メタノール:イオン交換水=1:1(体積比)の混合液を含む)を10mL添加した。
次に、プライミクス(株)製のオートミクサー20型(撹拌部:ホモミクサーMARKII)を用いて、タンク中の粗分散液Xの混合物に対し、9000rpmで120分間のバッチ式分散処理を施した。分散処理中の液温を50℃に保った。
分散処理を終了した後、25℃に降温し、プロファイルIIフィルター(日本ポール(株)製、製品型式:MCY1001Y030H13)を用いてシングルパスの濾過を行った。
以上の操作を施すことによって、金属粒子形成液に対して脱塩処理及び再分散処理を施し、金属粒子分散液Aを調製した。
調製した金属粒子分散液AをユニオンコンテナーII型の20L容器に収納し、30℃で貯蔵した。
金属粒子分散液Aは、金属粒子の金属粒子分散液の全質量に対する含有量は10質量%であり、ゼラチンの金属粒子分散液の全質量に対する含有量は1質量%であった。
なお、金属粒子分散液Aの物理特性(pH、電気伝導度、粘度)を上記と同様の方法で測定した結果を以下に示す。
・pH(25℃)=7.0
・電気伝導度=0.08mS/cm
・粘度(25℃)=7.4mPa・s
[金属粒子の形状]
金属粒子分散液Aを、応研商事株式会社製のエラスチックカーボン支持膜STEM100Cuの上に滴下し、乾燥させた後、透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察することにより、分散液Aに含有される金属粒子の形状を確認した。金属粒子の形状は、平板状の銀粒子であった。結果を表1に示す。
[金属粒子の平均円相当径]
金属粒子分散液Aに含有される金属粒子の形状を透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察して得られたTEM像を、画像処理ソフトImageJ(アメリカ国立衛生研究所(NIH:National Institutes of Health)提供)に取り込み、画像処理を施した。
詳細には、数視野のTEM像から任意に抽出した500個の金属粒子に関して画像解析を行い、同面積円相当直径を算出した。得られた500個の金属粒子の同面積円相当直径を単純平均(数平均)することにより、金属粒子の平均円相当径を求めた。結果を表1に示す。
[金属粒子の平均厚さ]
金属粒子分散液Aをシリコン基板上に滴下して乾燥させ、観察用サンプルとした。観察用サンプルを用い、FIB−TEM(Focused Ion Beam−Transmission electron microscopy)法によって金属粒子分散液Aに含まれる金属粒子500個の厚さを測定した。500個の金属粒子の厚さを単純平均(数平均)することにより、金属粒子の平均厚さを求めた。結果を表1に示す。
[金属粒子の平均アスペクト比]
上記の平均円相当径を上記の平均厚さで割ることにより、金属粒子の平均アスペクト比を求めた。結果を表1に示す。
<金属粒子分散液B〜D、Fの調製>
上記の「−金属粒子形成液の調製−」において、「0.10g/Lの硝酸銀水溶液13L」の添加量、及び、「1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0L」の添加のタイミングを変えたこと以外は、金属粒子分散液Aの調製と同様にして、平板状金属粒子を含む金属粒子分散液B〜E(いずれも平板状の銀粒子)及び球状金属粒子を含む金属粒子分散液Gをそれぞれ調製した。
具体的には、「0.10g/Lの硝酸銀水溶液13L」の添加量を減らすことにより、形成される金属粒子の平均円相当径を上昇させ、平均アスペクト比を上昇させた。また、「1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0L」の添加のタイミングを早めること(例えば、亜硫酸銀白色沈殿物混合液が添加された液体のpHの変化が止まる前に、「1N(mol/L)の水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液5.0L」を添加すること)により、平均アスペクト比を低下させて球形状を形成した。
そして、調製した金属粒子分散液B〜D、Fのそれぞれに対し、金属粒子分散液Aと同様の測定及び確認を行った。結果を表1に示す。
<金属粒子分散液Eの準備>
金属粒子分散液Eとして、平板状金粒子を含有する金ナノプレート水分散液Au−WPLC3−C(大日本塗料株式会社製)を用意した。
この水分散液に含有される金属粒子は、平板状の金粒子である。
また、調製した金属粒子分散液Eに対し、金属粒子分散液Aと同様の測定及び確認を行った。結果を表1に示す。
〔実施例1〜15、比較例1〜6〕
<光沢性インク1〜5の調製>
金属粒子の含有率が2質量%となる量の上記金属粒子分散液A〜Dを用い、下記組成の光沢性インク1〜5(第1インク)を調製した。表1中の光沢性インク1〜5の分散液は、金属粒子分散液A〜Dを示す。既述の方法で測定した粘度(25℃)はいずれも3.0mPa・s、であり、既述の方法で測定したpH(25℃)はいずれも7.5であった。
<組成>
・金属粒子(平板状銀粒子) … 2質量%
・下記表1に示す樹脂 … 下記表1に記載の量
ゼラチン:重量平均分子量20万のアルカリ処理牛骨ゼラチンと重量平均分子量2.1万のアルカリ処理牛骨ゼラチンとの混合物、新田ゼラチン株式会社製
ポリエチレンイミン:重量平均分子量25万、ポリサイエンス株式会社製
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル(株)製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
<光沢性インク6の調製>
金属粒子の含有率が2質量%となる量の上記金属粒子分散液Eを用い、下記組成の光沢性インク6(第1インク)を調製した。表1中の光沢性インク6の分散液は、金属粒子分散液Eを示す。既述の方法で測定した粘度(25℃)は2.8mPa・s、であり、既述の方法で測定したpH(25℃)は7.5であった。
<組成>
・金属粒子(平板状金粒子) … 2質量%
(大日本塗料株式会社製、Au−WPLC3−C)
・ゼラチン(樹脂) … 0.2質量%
(重量平均分子量20万のアルカリ処理牛骨ゼラチンと重量平均分子量2.1万のアルカリ処理牛骨ゼラチンとの混合物、新田ゼラチン株式会社製)
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル(株)製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
<着色インクの調製>
−イエローインクの調製−
光沢性インク1の調製において、金属粒子を同量のC.I.ピグメント・イエロー155(クラリアント社製、INKJET YELLOW 4G VP2532)に代えたこと以外は、インク1の調製と同様にして、イエローインクを調製した。
−シアンインクの調製−
光沢性インク1の調製において、金属粒子を同量のC.I.ピグメントブルー15(東京化成工業社製)に代えたこと以外は、インク1の調製と同様にしてシアンインクを調製した。
<比較用インク7〜9の調製>
金属粒子の含有率が2質量%となる量の上記金属粒子分散液A、C又はFを用い、下記組成のインク7〜9を調製した。既述の方法で測定した粘度(25℃)はいずれも3.0mPa・s、であり、既述の方法で測定したpH(25℃)はいずれも7.5であった。
<組成>
・金属粒子(球状金粒子、平板状銀粒子)… 2質量%
・下記表1に示す樹脂 … 下記表1に記載の量
ゼラチン:重量平均分子量20万のアルカリ処理牛骨ゼラチンと重量平均分子量2.1万のアルカリ処理牛骨ゼラチンとの混合物、新田ゼラチン株式会社製
PVA:ポリビニルアルコール(製品コード04398−500、ポリサイエンス社製)
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル(株)製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
光沢性インク1〜6及び比較用インク7〜9に含まれる金属粒子の形状及びサイズ(形状、平均円相当径、平均厚さ、及び平均アスペクト比)を、金属粒子分散液に含まれる金属粒子の形状及びサイズの確認と同様の方法により確認したところ、金属粒子分散液に含まれる金属粒子の形状及びサイズ(表1記載の形状及びサイズ)と同様であった。
<クリアインクの調製>
以下に示す組成中の成分を混合し、着色剤を含まないクリアインク11〜20(第2インク)を調製した。既述の方法で測定した粘度(25℃)はいずれも3.0mPa・s、であり、既述の方法で測定したpH(25℃)はいずれも7.4であった。
−クリアインク11−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン … 0.1質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク12−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・1,3−ビス(ビニルスルホニル)−2−プロパノール … 0.1質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク13−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−S−トリアジンナトリウム塩 … 0.1質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;コニカミノルタケミカル株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク14−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・ホルムアルデヒド … 0.1質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク15−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン … 0.02質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク16−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン … 0.2質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク17−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン … 2.0質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−クリアインク18−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・N,N’−ビス(ビニルスルホニルアセチル)エチレンジアミン … 3.0質量%
(樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物;東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−比較用クリアインク19−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル株式会社製)
・2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン … 0.1質量%
(東京化成株式会社製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
−比較用クリアインク20−
<組成>
・プロピレングリコール(有機溶剤) … 30質量%
・サーフロン(登録商標)S−243 … 0.15質量%
(パーフルオロ基を有するフッ素系界面活性剤1、屈折率=1.35、AGCセイミケミカル(株)製)
・イオン交換水 … 合計で100質量%となる残量
<画像記録及び評価>
(1)実施例1〜9、12〜15、及び比較例1〜6
インクジェットプリンター(FUJIFILM DIMATIX社製、DMP−2831)の専用カートリッジ(Dimatix Materials Cartridge(Jetpowerd))に、上記の光沢性インク1〜9及びクリアインク11〜16を下記表1に示す組み合わせにて順次充填した。専用カートリッジは、インクカートリッジとインクジェットヘッドとが一体化された構造を有し、インクジェットヘッドはノズル径21.5μm及びノズル数16のノズルを有するものである。次いで、インクが充填された専用カートリッジを、インクジェットプリンターにセットした。
専用カートリッジがセットされたインクジェットプリンターを用い、室温下で専用カートリッジのノズルから、まず光沢性インク1〜9のいずれかを基材である光沢紙(富士フイルム(株)製の「画彩」(登録商標))上に吐出して鏡面光沢のあるベタ画像(Solid image;長さ70mm×幅30mm)を記録した。ベタ画像を室温(25℃)静置の条件で乾燥させた後、表1に示す組み合わせとなるクリアインクを室温下で専用カートリッジのノズルから、光沢紙上の鏡面光沢のあるベタ画像の上に重ねて吐出し、40℃にて終夜放置した。このようにして、ベタ画像にクリアインクが重ねられた鏡面光沢画像を記録した。
なお、鏡面光沢画像を記録する際、インク1〜9の吐出及びクリアインク11〜16の吐出は、いずれもドット密度を1200dpi(dot per inch)とし、打滴量を23g/mとして行った。
(2)実施例10〜11
インクジェットプリンター(FUJIFILM DIMATIX社製、DMP−2831)の専用カートリッジ(Dimatix Materials Cartridge(Jetpowerd))に、上記の光沢性インク3及びクリアインク11、並びに上記のイエローインク又はシアンインクを充填した。専用カートリッジは、インクカートリッジとインクジェットヘッドとが一体化された構造を有し、インクジェットヘッドはノズル径21.5μm及びノズル数16のノズルを有するものである。次いで、インクが充填された専用カートリッジを、インクジェットプリンターにセットした。
専用カートリッジがセットされたインクジェットプリンターを用い、室温下で専用カートリッジのノズルから、まず光沢性インク3を基材である光沢紙(富士フイルム(株)製の「画彩」(登録商標))上に吐出して鏡面光沢のあるベタ画像(Solid image;長さ70mm×幅30mm)を記録した。ベタ画像を室温(25℃)静置の条件で乾燥させた後、イエローインク又はシアンインクを順次、室温下で専用カートリッジのノズルから、光沢紙上の鏡面光沢のあるベタ画像の上に重ねて吐出した。その後、更にイエロー色のベタ画像部又はシアン色のベタ画像部を室温(25℃)静置の条件で乾燥させた後、クリアインク11を室温下で専用カートリッジのノズルから、鏡面光沢のあるベタ画像上のイエロー色のベタ画像部又はシアン色のベタ画像部の上に重ねて吐出し、40℃にて終夜放置した。
このようにして、鏡面光沢のあるベタ画像とイエロー色又はシアン色のベタ画像部とクリアインクとが重ねられた鏡面光沢画像を記録した。
なお、鏡面光沢のあるベタ画像、イエロー色又はシアン色のベタ画像部、及びクリアインクを吐出して記録する際、いずれも、ドット密度を1200dpiとし、打滴量を23g/mとした。
上記のようにして行った画像の記録及び鏡面光沢画像について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(耐擦過性(密着性))
光沢紙上の鏡面光沢画像に対し、日本工業規格(JIS)K5600−5−6(2004年)(ISO2409:1992)に準拠したクロスカット試験を実施した。
具体的には、光沢紙上の鏡面光沢画像に互いに直交する6本の切り込みを格子状に入れ、格子状に切り込みを入れた鏡面光沢画像の表面に、コーテック株式会社製のISO付着テープKT−SP3209を貼り付けた。その後、ISO付着テープKT−SP3209を剥がし、0〜5の6段階の分類にしたがって以下の評価基準に基づいて評価した。なお、格子状の切り込みは、鏡面光沢画像から光沢紙に達する深さまで入れた。評価分類がA、B、又はCである場合が実用に適した範囲である。
<評価基準>
A:クロスカット部分での剥がれが5%未満である。
(JIS K5600−5−6 分類0又は1)
B:クロスカット部分での剥がれが5%以上、15%未満である。
(JIS K5600−5−6 分類2)
C:クロスカット部分での剥がれが15%以上、35%未満である。
(JIS K5600−5−6 分類3)
D:クロスカット部分での剥がれが35%以上である。
(JIS K5600−5−6 分類4又は5)
(耐候性)
鏡面光沢画像に対して、キセノン試験機(機種:Q−SUN Xe−2、Q−Lab社製、条件:SAEJ2527に準拠)を用い、フルスペクトル(全波長域)の太陽光を模した光を、鏡面光沢画像に水を噴霧しながら照射した状態を保持して1200時間経時させた。
そして、経時前後での色相(La)の変化を比較した。
なお、色相の測定は、試験前後のタイミングで測色計(SpectroEye、Xrite社製)用いて行い、以下の評価基準にしたがって評価した。評価基準のうち、A、B又はCが、実用に適した範囲である。
<評価基準>
A:ΔEが3.0以下である。
B:ΔEが3.0を超え、5.0以下である。
C:ΔEが5.0を超え、8.0以下である。
D:ΔEが8.0を超え、10.0以下である。
E:ΔEが10を超える。
(画像の鏡面光沢性)
−20°グロス値による評価−
鏡面光沢画像の20°グロス値を、光沢時計(BYK製、micro−TRI−gloss)を用いて測定した。測定値に基づき、下記評価基準にしたがって画像の鏡面光沢性を評価した。なお、20°グロス値は、数値が高いほど鏡面光沢性に優れることを示す。評価基準のうち、「AA」が画像の鏡面光沢性に最も優れ、AA、A、又はBが実用に適した範囲であるものとする。
<評価基準>
AA:20°グロス値が800以上である。
A :20°グロス値が600以上800未満である。
B :20°グロス値が300以上600未満である。
C :20°グロス値が300未満である。
−官能評価−
鏡面光沢画像を目視で観察することにより、以下の評価基準にしたがって画像の鏡面光沢性を評価した。「AA」が画像の鏡面光沢性に最も優れる。
<評価基準>
AA:優れた鏡面光沢性を有し、映り込んだ物体が識別できる。
A :鏡面光沢性を有するが、映り込んだ物体を識別することはできない。
B :金属調の弱い光沢を呈するが、鏡面光沢性を有さず、物体が映り込みもない。
C :光沢がなく、灰色に見える。

表1に示されるように、インク1〜6及びクリアインク11〜14を用いた実施例1〜11では、耐擦過性と鏡面光沢性とに優れた鏡面光沢画像が得られた。
実施例1〜4を対比すると明らかなように、平均アスペクト比が10以上である平板状金属粒子を含有することで、画像の鏡面光沢性をより向上させることができる。
樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基としてハロゲン基又はビニル基を含む化合物を用いた実施例において、基材への密着がより良化し、耐擦過性の向上効果がより顕著に発現した。
また、樹脂としてゼラチンを用いた場合に、平板状金属粒子の配向が良好になり、鏡面光沢性に優れたものとなった。
これに対して、樹脂の反応部位(架橋点)で反応する反応性基を有する化合物を含めなかった比較例1〜3では、基材との密着性が低く、耐擦過性に著しく劣る結果となった。また、樹脂を含まない比較例5及びゼラチンと同じ水溶性樹脂であるPVAが含有された比較例6では、基材との密着改善効果がなく、耐擦過性の向上がみられなかった。

Claims (16)

  1. 平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂と、を含む第1インクをインクジェット法により基材に付与する第1工程と、
    前記部位と反応する反応性基を有する化合物を含む第2インクをインクジェット法により基材に付与する第2工程と、
    を有する画像記録方法。
  2. 前記反応性基は、ハロゲン基、アルデヒド基、イソシアネート基、及び炭素−炭素不飽和二重結合基から選択される少なくとも一つの基を含む請求項1に記載の画像記録方法。
  3. 前記平板状金属粒子は、平均アスペクト比が10以上である請求項1又は請求項2に記載の画像記録方法。
  4. 前記平板状金属粒子が、金、銀、及び白金からなる群から選択される少なくとも1種の金属の粒子である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  5. 前記平板状金属粒子が、銀粒子である請求項4に記載の画像記録方法。
  6. 前記反応性基を有する化合物は、活性ビニルスルホン化合物及び活性ハロゲン化合物の少なくとも一方を含む請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  7. 前記樹脂は、更に、アニオン部位を有する請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  8. 前記樹脂は、ゼラチンを含む請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  9. 前記基材に付与される第1インク中の前記樹脂の付与量Cに対する、前記基材に付与される第2インク中の前記反応性基を有する化合物の付与量Cの比を、下記関係式で表される範囲として、前記第1インク及び前記第2インクを付与する請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像記録方法。
    0.01≦C/C≦10
  10. 前記第1インクは、更に、水を含む請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  11. 前記第2インクは、着色剤の含有量が0.01質量%未満である請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  12. 前記基材の上に、前記第1工程により前記第1インクを付与した後、前記第2工程により前記第2インクを付与する請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  13. 更に、前記第1インク及び前記第2インクとは異なる、着色剤を含有する第3インクを基材にインクジェット法により付与する第3工程を有する請求項12に記載の画像記録方法。
  14. 前記第1工程と前記第2工程との間、又は前記第1工程の前に、前記第3工程により前記第3インクを付与する請求項13に記載の画像記録方法。
  15. 基材と、
    前記基材上に配置され、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、アミノ基、アミド基、イミノ基、ホスフィン基、ホスホニウム基、アミノ基の塩、アミド基の塩、イミノ基の塩、及びホスホニウム基の塩から選択される少なくとも一つの部位を有する樹脂と、を含み、前記樹脂の少なくとも一部が架橋構造を有する画像と、
    を備えた記録物。
  16. 更に、前記基材と前記画像との間及び前記画像の上の少なくとも一方に、着色剤を含む着色画像を備えた請求項15に記載の記録物。
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