WO2024195600A1 - インクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録システム - Google Patents
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- C09D11/00—Inks
- C09D11/54—Inks based on two liquids, one liquid being the ink, the other liquid being a reaction solution, a fixer or a treatment solution for the ink
Definitions
- the present invention relates to an ink set, an inkjet recording method, and an inkjet recording system.
- the present invention relates to an ink set that prevents the color ink from sinking into the underlayer and does not require a drying process between the process of printing the white ink and the process of printing the color ink.
- Inkjet printing which prints in color on absorbent substrates such as paper and cloth, has become widespread and is still actively used today.
- the subject of recording is not limited to absorbent substrates, and development of inkjet inks that are compatible with printing on non-absorbent substrates, low-absorbent substrates, etc.
- the non-absorbent substrates and low-absorbent substrates include plastic films, metals, leather, etc. It is known that in inkjet recording methods using non-absorbent or low-absorbent substrates, image quality is degraded due to the occurrence of a liquid shifting phenomenon in which ink droplets deposited on the recording medium coalesce with each other, and color bleeding, in which bleeding occurs between different colors.
- Patent Document 1 discloses a two-liquid inkjet recording method in which a treatment liquid that aggregates coloring materials in the ink is ejected, and the treatment liquid and the ink are united on a recording medium (see, for example, Patent Document 1). With this inkjet recording method, the ink can be satisfactorily fixed on the recording medium without degrading image quality.
- a method is employed in which a white base layer is formed and then a color image is formed in order to provide a vivid color printed article.
- Patent Document 2 discloses a method in which a drying process is provided between the process of applying white ink and the process of applying color ink, and the color ink is printed after the white ink has reached a semi-dry state.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233693 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233694 disclose a method in which the amount of applied white ink is reduced compared to the amount of applied color ink without providing a drying step between the step of applying white ink and the step of applying color ink.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233693 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233695 disclose a method of depositing color inks after a certain time has elapsed since the deposition of white ink.
- the techniques disclosed in the above-mentioned Patent Documents 3 and 4 require a step of drying the white ink.
- the step of drying the white ink can be performed by heat drying or natural drying. This poses a problem in terms of productivity.
- JP 2010-158884 A JP 2022-104220 A JP 2022-101991 A JP 2022-49649 A JP 2022-40645 A
- the present invention has been made in consideration of the above problems and circumstances.
- the problem to be solved by the present invention is to provide an ink set or the like that prevents the color ink from sinking into the base layer and does not require a drying process between the process of printing the white ink and the process of printing the color ink.
- a first ink containing a flocculant is mixed with a second ink containing a white pigment and a resin emulsion to form a gel, and then a third ink containing a colored pigment is applied onto the gelled coating film. That is, the above-mentioned problems of the present invention are solved by the following means.
- a first ink containing a flocculant containing a flocculant; a second ink containing a white pigment and a resin emulsion; a third ink including a colored pigment; The ink set, wherein the second ink is gelled by mixing with the first ink.
- the second ink contains a water-soluble solvent, 2.
- the ink set according to claim 1, wherein the proportion of the water-soluble solvent is within a range of 10 to 35% by mass when the total mass of the second ink is taken as 100% by mass.
- the second ink contains a water-soluble solvent and a surfactant, 2.
- the first to third inks are applied to the surface of the recording medium and allowed to coalesce to form an image; No drying step is performed between the first step and the second step, and between the second step and the third step.
- the ink-jet recording method wherein the second ink and the first ink are gelled when mixed together.
- a first applying means for applying a first ink to a recording medium a second applying means for applying a second ink
- a third applying unit that applies a third ink, forming an image by applying the first to third inks to the surface of the recording medium and allowing them to coalesce by the first to third application means; without performing drying between the first applying means and the second applying means and between the second applying means and the third applying means, an ink jet recording system, wherein the second ink and the first ink are gelled when mixed together.
- the above-mentioned means of the present invention can provide an ink set, an inkjet recording method, and an inkjet recording system that prevent the color ink from sinking into the underlayer and does not require a drying step between the step of printing the white ink and the step of printing the color ink.
- the first ink contains a flocculant
- the second ink contains a white pigment and a resin emulsion
- the second ink gels when mixed with the first ink. Therefore, by applying the third ink onto the gelled coating film, it is possible to prevent the third ink from sinking. As a result, there is no need to provide a drying process between the process of printing the first and second inks and the process of printing the third ink. This allows for a more compact device and excellent productivity.
- the ink set of the present invention comprises a first ink containing a coagulant, a second ink containing a white pigment and a resin emulsion, and a third ink containing a colored pigment, and the second ink gels when mixed with the first ink.
- This feature is a technical feature common to or corresponding to each of the following embodiments.
- the jelly strength at 25° C. is preferably within a range of 3.0 to 20.0 mN. This ensures that the first ink and the second ink gel when mixed. Therefore, even if a third ink is applied onto the gelled coating film, the third ink can be prevented from sinking.
- the coagulant be a polyvalent metal salt.
- the second ink contains a water-soluble solvent, and the proportion of the water-soluble solvent is within a range of 10 to 35% by mass when the total mass of the second ink is taken as 100% by mass.
- the second ink contains a water-soluble solvent and a surfactant, and that the static surface tension of the water-soluble solvent including the surfactant is 25 mN/m or less at 25°C. This allows the use of a surfactant that is effective for the water-soluble solvent in the second ink, making it possible to suppress drying cracks in the coating film.
- the average particle size of the particles in the resin emulsion is within the range of 80 to 200 nm, which does not affect the ejection properties and does not cause drying cracks in the coating.
- the inkjet recording method of the present invention includes a first step of applying a first ink to a recording medium, a second step of applying a second ink, and a third step of applying a third ink, and in the first to third steps, the first to third inks are applied to the surface of the recording medium and coalesced to form an image, and between the first and second steps and between the second and third steps, no drying step is performed, and the second ink and the first ink gel when mixed.
- the first ink and the second ink gel when mixed, eliminating the need for a drying step, making it possible to reduce the size of the device and improving productivity.
- the deposition amount of the first ink per unit area on the recording medium is within the range of 1.1 g/ m2 to 3.4 g/ m2 in terms of obtaining high image quality.
- the deposition amount is set to 1.1 g/ m2 or more, the image quality of the third ink becomes good.
- the deposition amount By setting the deposition amount to 3.4 g/m2 or less, the homogeneity of the second ink becomes good.
- the inkjet recording system of the present invention is an inkjet recording system having the ink set of the present invention described above, a first application means for applying a first ink to a recording medium, a second application means for applying a second ink, and a third application means for applying a third ink, and an image is formed by applying the first to third inks to the surface of the recording medium and combining them by the first to third application means, and the second ink and the first ink gel when mixed without drying between the first application means and the second application means, and between the second application means and the third application means.
- the first ink and the second ink gel when mixed, eliminating the need for a drying step, making it possible to reduce the size of the device and improving productivity.
- the ink set of the present invention comprises a first ink containing a flocculant, a second ink containing a white pigment and a resin emulsion, and a third ink containing a colored pigment, and the second ink is gelled by mixing with the first ink.
- gelation refers to the phenomenon in which a sol becomes a gel, that is, the phenomenon in which a liquid state changes to a jelly-like state and solidifies. Specifically, this refers to a state in which the first ink and the second ink are mixed in a container in a mass ratio of 1:4, and when the container is turned upside down, the ink does not fall out of the container.
- the jelly strength at 25° C. is preferably within the range of 3.0 to 20.0 mN.
- the jelly strength in the present invention is calculated as follows. The first ink and the second ink were added in a 6 cc screw tube in a mass ratio of 1:4, first the first ink and then the second ink, and stirred for 10 minutes. After stirring, the load required for a penetration distance of 4 mm at a penetration speed of 0.5 mm per second using a rheometer (EZ-Test, manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with a spherical plunger with a diameter of 7 mm was defined as the jelly strength.
- a rheometer EZ-Test, manufactured by Shimadzu Corporation
- the first ink according to the present invention contains an aggregating agent and is mixed in liquid form with the second ink, which will be described later, on a recording medium.
- “mixed in a liquid state” refers to, for example, mixing the first ink and the second ink in a liquid state into one liquid body.
- “liquid” refers to a liquid state in which the drying rate (also called the “volatility rate” or “evaporation rate”) of the solvent, dispersion medium, etc. contained in the first ink, second ink, and third ink is 30% or less.
- the first ink may contain, in addition to the aggregating agent, a solvent, a surfactant, water, and other components.
- the flocculant is not particularly limited as long as it is a material that generates flocculants when it comes into contact with the ink.
- Examples of the flocculant include polyvalent metal salts, organic acids, inorganic acids, and cationic polymers.
- the first ink contains such a flocculant, it is possible to enhance the interaction with the second ink, which is a colorant-containing ink.
- the anionic components in the second ink mixed with the first ink on the recording medium are agglomerated by salting out.
- the polyvalent metal salt a salt of a metal having a valence of two or more can be used.
- the type of metal (cation) constituting the polyvalent metal salt is not particularly limited, but examples include divalent metal ions such as Ca2 + , Cu2 + , Ni2 + , Mg2 + , Zn2 + , Ba2 + , trivalent metal ions such as Al3 + , Fe3 + , Cr3 + , Y3 +, and tetravalent metal ions such as Zr4 + .
- the content of the polyvalent metal salt is preferably within a range of 0.5 to 20% by mass, and more preferably within a range of 1 to 10% by mass, relative to 100% by mass of the total mass of the first ink. This makes it possible to effectively aggregate the anionic components in the second ink, and adjust the balance between image quality and hot water resistance.
- organic acid examples include malonic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, isobutyric acid, and benzoic acid. It is preferable that the organic acid used is one that is not completely neutralized with a base.
- Neutralization by a base means that the acidic groups of these acids form ionic bonds with other positively charged elements or compounds (e.g. inorganic compounds such as metals).
- the use of the organic acid makes it easier to maintain the storage stability of the first ink, and blocking is less likely to occur after the first ink is applied and dried.
- preferred organic acids include malonic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, and benzoic acid.
- the content of the organic acid is preferably within the range of 0.1 to 10 mass %, and more preferably within the range of 1 to 3 mass %, relative to 100 mass % of the total mass of the first ink.
- the amount of the organic acid applied is preferably an amount that adjusts the pH of the first ink to be equal to or less than the neutralization equivalent of the anionic component contained in the second ink.
- the anion component is a compound having a carboxy group
- the first dissociation constant of the organic acid is preferably 3.5 or less, from the viewpoint of preventing image bleeding.
- the content of organic acids in the aqueous solution can be measured by known methods, such as high performance liquid chromatography (HPLC).
- HPLC high performance liquid chromatography
- the inorganic acid is capable of agglomerating the pigment that may be contained in the second ink.
- the inorganic acid can aggregate anionic components in the colorant-containing ink by varying the pH.
- the inorganic acid examples include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and sulfamic acid.
- the content of the inorganic acid is preferably within a range from 0.1 to 10 mass %, and more preferably within a range from 1 to 3 mass %, relative to 100 mass % of the total mass of the first ink.
- the cationic polymer used as the flocculant includes a dissolving polymer.
- the dissolving polymer include polyallylamine, polyvinylamine, polyethyleneimine, and polydiallyldimethylammonium chloride.
- examples of commercially available dissolving cationic polymers include KHE100L and FPA100L manufactured by Senka Corporation, and PAS-92A, PAS-M-1A, and PAS-21CL manufactured by Nittobo Medical Co., Ltd.
- the organic solvent contained in the ink may be a water-soluble organic solvent, such as alcohols, polyhydric alcohols, amines, amides, glycol ethers, and 1,2-alkanediols having 4 or more carbon atoms.
- Alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, t-butanol, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutanol, 1-octanol, 2-octanol, n-nonyl alcohol, tridecyl alcohol, n-undecyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, and benzyl alcohol.
- polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, propanediol, butanediol, hexanediol, pentanediol, glycerin, and hexanetriol.
- amines include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, N-ethylmorpholine, ethylenediamine, diethylenediamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyethyleneimine, pentamethyldiethylenetriamine, and tetramethylpropylenediamine.
- amides include formamide, N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide.
- glycol ethers examples include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl ether.
- 1,2-Alkanediols having 4 or more carbon atoms examples include 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, and 1,2-heptanediol.
- Particularly preferred organic solvents are polyhydric alcohols, which can effectively suppress bleeding during high-speed printing, and specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and tripropylene glycol are preferred.
- the ink may contain one or a combination of two or more of these water-soluble solvents.
- the total content of the water-soluble solvents is preferably within the range of 5 to 40% by mass, and more preferably within the range of 10 to 40% by mass, relative to 100% by mass of the total mass of the first ink.
- the first ink preferably contains one or more surfactants.
- the surfactant according to the present invention into the first ink, it is possible to improve the ejection stability of the first ink from the nozzle and control the spreading of the droplets that land on the recording medium (increasing the dot diameter).
- the surfactant that may be contained in the first ink of the present invention there are no particular limitations on the surfactant that may be contained in the first ink of the present invention, but when the other components of the second ink contain an anionic compound, the ionic nature of the surfactant contained in the first ink is preferably anionic, nonionic, or betaine type.
- fluorine-based or silicone-based surfactants which have a high ability to reduce static surface tension
- anionic surfactants such as dioctyl sulfosuccinate which have a high ability to reduce dynamic surface tension
- nonionic surfactants such as relatively low molecular weight polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, acetylene glycols, Pluronic surfactants (Pluronic is a registered trademark), and sorbitan derivatives.
- Pluronic surfactants Pluronic is a registered trademark
- sorbitan derivatives Pluronic surfactants
- silicone-based or fluorine-based surfactant By adding a silicone-based or fluorine-based surfactant as the surfactant, it is possible to further suppress ink mixing (beading) on recording media made of various hydrophobic resins such as polyvinyl chloride sheets, and on recording media with low ink absorption such as printing paper, etc. As a result, it is preferable in that a high-quality printed image can be obtained.
- the silicone-based surfactant is preferably a polyether-modified silicone, such as a siloxane having an alkylene oxide group at the side chain and/or both ends of a polydimethylsiloxane chain.
- Examples of the trisiloxane include BYK-3450 and BYK-3451 manufactured by BYK Japan, and TEGOWetKL245, TEGOWet250, TEGOWet260, TEGOWet270, and TEGOWet280 manufactured by Evonik.
- the content of polyether-modified silicone is preferably within the range of 0.5 to 2 mass%, and more preferably within the range of 0.5 to 1.5 mass%, relative to 100 mass% of the total mass of the first ink.
- the fluorine-based surfactant means a surfactant in which part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the hydrophobic group of a normal surfactant are substituted with fluorine.
- fluorine those having a perfluoroalkyl group in the molecule are preferred.
- fluorine-based surfactants are commercially available under the trade names Megafac F from Dainippon Ink and Chemicals, Surflon from Asahi Glass, Fluorad FC from Minnesota Mining and Manufacturing Company, Monflor from Imperial Chemical Industries, Zonyls from E.I. duPont Nemelas & Co., and Licowet VPF from Parkwerke-Hoechst.
- Olfin E1010 manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.
- the amount of surfactant contained in the first ink is not particularly limited, but is preferably within the range of 0.1 to 5.0% by mass of the total mass of the first ink.
- the water that can be used in the first ink according to the present invention is not particularly limited, and may be ion-exchanged water, distilled water, or pure water.
- the first ink according to the present invention may contain other components, such as a crosslinking agent, an antifungal agent, a bactericide, etc., as appropriate, within the scope of not impairing the effects of the present invention.
- It can also contain various known additives such as various cationic or nonionic surfactants, fluorescent brighteners described in JP-A-59-42993, JP-A-59-52689, JP-A-62-280069, JP-A-61-242871, and JP-A-4-219266, antifoaming agents, lubricants such as diethylene glycol, preservatives, thickeners, antistatic agents, etc.
- the second ink according to the present invention is an ink that is mixed in a liquid state with the first ink on a recording medium.
- the second ink contains a white pigment and a resin emulsion.
- the second ink may also contain a solvent, a surfactant, water, and other components.
- White pigment> There are no particular limitations on the white pigment according to the present invention, so long as it is a pigment that causes the cured film formed by curing the second ink containing the white pigment to exhibit a white color.
- white pigments include titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, calcium carbonate, calcium silicate, barium sulfate, aluminum hydroxide, antimony oxide, zirconium dioxide, silicas such as fine silicic acid and synthetic silicates, talc, clay, white hollow resin particles, white polymer particles, etc.
- white metal oxides are preferred, and titanium oxide is more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
- the particle size (average dispersed particle size) of the white pigment when dispersed is preferably within the range of 150 to 350 nm, more preferably within the range of 160 to 320 nm, and even more preferably within the range of 180 to 300 nm.
- "when the white pigment is dispersed” may refer to when the white pigment dispersion used in the preparation of the ink is prepared, or when the prepared ink is redispersed after long-term storage.
- the average dispersed particle size can be measured using a particle size measuring device and a dynamic light scattering method.
- the slurry containing the white pigment is diluted with ion-exchanged water so that the content of the white pigment becomes 0.1% by mass, the diluted slurry is irradiated with laser light, and the intensity of the scattered light from the white pigment is measured in microseconds as a time change.
- the detected scattering intensity distribution caused by the white pigment is fitted to a normal distribution, and the Z-average particle size of the white pigment particles is calculated by cumulant analysis.
- An example of a particle size measuring device is Zetasizer Nano Z90 manufactured by Spectris Corp.
- the particle size measuring device is equipped with data analysis software, and the data analysis software can automatically analyze the measurement data to calculate the Z-average particle size.
- the content of the white pigment is preferably within a range of 2 to 20 mass % relative to the total mass of the second ink, more preferably within a range of 3 to 18 mass %, and even more preferably within a range of 5 to 15 mass %.
- the white pigment according to the present invention is particularly preferably titanium oxide. By using titanium oxide as the white pigment, the whiteness (coloring property and hiding property) is excellent, and the particle size during dispersion can be adjusted within a suitable range, thereby improving image quality.
- the crystal form of titanium oxide may be any of rutile type (tetragonal), anatase type (tetragonal), and brookite type (orthorhombic). From the viewpoint of making the particle size smaller during dispersion, anatase type having a relatively small specific gravity is preferable. Furthermore, from the viewpoint of further increasing the concealment of the formed image, rutile type having a relatively large refractive index in the visible light region is preferable. Furthermore, rutile type exhibits photocatalytic activity.
- one type may be used alone, or two or more types of titanium oxides having different crystal forms may be used in combination.
- the titanium oxide is preferably surface-treated.
- the surface treatment may be performed on at least a part or the whole of the particles.
- the surface treatment of titanium oxide is not particularly limited, and examples thereof include surface treatment with at least one inorganic compound such as alumina, silica, zinc oxide, zirconia, and magnesium oxide, and surface treatment with an organic compound such as a titanium coupling agent, a silane coupling agent, and silicone oil.
- the ink is surface-treated with at least one of alumina, silica, and an organic compound.
- the ink is surface-treated with alumina. Since the white ink has high color development, when the ink is used for the purpose of concealing the transparency or color of a recording medium, the ink has excellent concealing properties and enhances the color development of the color ink applied thereon. In other words, the image quality can be improved. It is preferable that white pigments other than titanium oxide are also surface-treated.
- titanium oxide products include, for example, “CR-EL”, “CR-50”, “CR-50-2”, “CR-58”, “CR-80”, “CR-90”, “R-680”, “R-930", “PF691”, and “A-220” (all manufactured by Ishihara Sangyo Kaisha), “TCR-52”, “R-310", “R-32”, “A-190", and “A-197” (all manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), “KR-310", “KR-380”, and “KR-380N” (all manufactured by Titanium Kogyo Co., Ltd.), etc.
- the second ink according to the present invention preferably contains a pigment dispersant for dispersing the pigment.
- the pigment dispersant is not particularly limited, but is preferably a polymer dispersant having an anionic group, and the molecular weight of the polymer dispersant is preferably within the range of 5,000 to 200,000.
- polymeric dispersants include block copolymers and random copolymers having a structure derived from two or more monomers selected from styrene, styrene derivatives, vinylnaphthalene derivatives, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, and fumaric acid derivatives, as well as salts thereof, polyoxyalkylenes, and polyoxyalkylene alkyl ethers.
- the polymer dispersant preferably has an acryloyl group.
- the polymer dispersant is preferably neutralized with a neutralizing base before addition.
- the neutralizing base is not particularly limited, but is preferably an organic base such as ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, or morpholine.
- the pigment is titanium oxide
- it is preferable that the titanium oxide is dispersed with a polymer dispersant having an acryloyl group.
- the amount of polymer dispersant added is preferably within the range of 10 to 100% by mass, and more preferably within the range of 10 to 40% by mass, relative to the pigment.
- the pigment is in the form of a so-called capsule pigment, in which the pigment is coated with the above-mentioned polymer dispersant.
- a variety of known methods can be used to coat the pigment with a polymer dispersant.
- Preferred examples of such methods include phase inversion emulsification, acid precipitation, or a method in which the pigment is dispersed in a polymerizable surfactant, a monomer is added thereto, and the pigment is coated while being polymerized.
- a particularly preferred method is to dissolve the water-insoluble resin in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, and then partially or completely neutralize the acidic groups in the resin with a base. Thereafter, the pigment and ion-exchanged water are added and dispersed, after which the organic solvent is removed and water is added as necessary to prepare the dispersion.
- an organic solvent such as methyl ethyl ketone
- the average particle size of the pigment in the dispersed state in the second ink is preferably 50 nm or more and less than 200 nm. This can improve the dispersion stability of the pigment, and can improve the storage stability of the second ink.
- the particle size of pigments can be measured using commercially available particle size measuring devices that use dynamic light scattering, electrophoresis, etc.
- measurement using dynamic light scattering is simple and can measure the particle size range with high accuracy.
- the pigment can be dispersed in a dispersing machine together with a dispersant and other additives required for the desired purpose.
- the dispersing machine a conventionally known ball mill, sand mill, line mill, high-pressure homogenizer, etc. can be used. Among these, dispersing the pigment with a sand mill is preferred because it results in a sharp particle size distribution.
- the material of the beads used in the sand mill dispersion is not particularly limited, but is preferably zirconia or zircon, which can prevent the generation of bead fragments and the contamination of ion components.
- the bead diameter is preferably within the range of 0.3 to 3 mm.
- the pigment content in the second ink is not particularly limited, but for titanium oxide, the range is preferably 7 to 18% by mass, and for organic pigments, the range is preferably 0.5 to 7% by mass.
- the "resin emulsion" contained in the second ink according to the present invention refers to a state in which resin fine particles are emulsified and dispersed in a dispersion medium containing water or a water-soluble organic compound, or the like, that is, in the state of an emulsion.
- the resin fine particles are preferably water-insoluble resin fine particles.
- the glass transition temperature (Tg [°C]) of the resin fine particles is preferably within the range of 40 to 90°C.
- the glass transition temperature can be determined by reading the glass transition temperature (Tg [°C]) from the endothermic peak when the material is heated at a rate of 10 [°C/min] in a temperature range of -30 to 200 [°C] using a DSC (differential scanning calorimeter).
- the water-insoluble resin particles preferably used in the present invention are water-insoluble resin particles that can accept the second ink and exhibit solubility or affinity for the second ink.
- water-insoluble resin microparticles used in this invention are essentially water-insoluble, but have a form in which the resin disperses in an aqueous medium as microscopic particles.
- Water-insoluble resin microparticles are water-insoluble resins that are forcibly emulsified using an emulsifier or the like and dispersed in water, or water-insoluble resins that have hydrophilic functional groups introduced into their molecules and can self-emulsify to form a stable aqueous dispersion without the use of an emulsifier or dispersion stabilizer.
- These resins are usually used in an emulsified state in water or a water/alcohol mixed solvent.
- water-insoluble refers to a resin that dissolves in an amount of 10 g or less when it is dried at 105°C for 2 hours and then dissolved in 100 g of water at 25°C.
- the amount of dissolution is preferably 5 g or less, and more preferably 1 g or less.
- the resin having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C. is preferably any one of an acrylic resin, a urethane resin, a polyester, or a composite resin of a urethane resin and an acrylic resin, and particularly preferably an acrylic resin, a urethane resin, a polyester, or a composite resin of a urethane resin and an acrylic resin.
- the average particle size of these resin particles in the resin emulsion is preferably 200 nm or less, and more preferably within the range of 80 to 200 nm, and even more preferably within the range of 100 to 150 nm.
- polyester resin, urethane resin, polyolefin resin, acrylic resin, or composite resin particles of urethane resin and acrylic resin are preferably anionic or nonionic.
- the resin fine particles contained in the second ink preferably contain an acid structure, which allows the resin fine particles to be dispersed in water even with a small amount of surfactant added, thereby improving the water resistance of the coating of the second ink.
- This is called a self-emulsifying type, and means that the resin can be dispersed and stabilized in water only by molecular ionicity without using a surfactant.
- the acid structure examples include acid groups such as a carboxy group (--COOH) and a sulfonic acid group (--SO 3 H).
- the acid structure may be present in a side chain of the resin or at the terminal thereof.
- the second ink according to the present invention preferably contains a water-dispersible polyester having a sulfonic acid group, which provides high adhesion to the substrate.
- the acid structures are partially or entirely neutralized. By neutralizing the acid structure, the water dispersibility of the resin can be improved.
- neutralizing agents examples include organic amines, and it is preferable to use organic amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methyldiethanolamine, and triethanolamine.
- the polyester having a polyester skeleton used as the water-insoluble resin particles can be obtained by using a polyhydric alcohol component and a polycarboxylic acid component such as a polycarboxylic acid, a polycarboxylic anhydride, or a polycarboxylic acid ester.
- the polyhydric alcohol component may be a dihydric alcohol (diol), specifically, an alkylene glycol having 2 to 36 carbon atoms (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexanediol, etc.), an alkylene ether glycol having 4 to 36 carbon atoms (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, etc.), an alicyclic diol having 6 to 36 carbon atoms, Examples of suitable alicyclic diols include 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, and the like; adducts of the above-mentioned alicyclic diols with alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms (ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as
- polyvalent carboxylic acid component examples include divalent carboxylic acids (dicarboxylic acids), specifically alkane dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (succinic acid, apidic acid, sebacic acid, etc.), alkenyl succinic acids (dodecenyl succinic acid, etc.), alicyclic dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (dimer acids (dimerized linoleic acid), etc.), alkene dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc.), and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, or derivatives thereof, naphthalenedicarboxylic acid, etc.). These may be used alone or in combination of two or more.
- the polyester is preferably one having an anionic group in the molecule, and more preferably one containing a sulfonic acid group.
- a known synthesis method for obtaining polyesters containing sulfonic acid groups is, for example, a method such as a polycondensation reaction between a dicarboxylic acid having a sulfonic acid group and a diol.
- Another known synthesis method is a method such as a polycondensation reaction between a dicarboxylic acid and a diol having a sulfonate salt.
- dicarboxylic acid components having a sulfonic acid group examples include 2-sulfoterephthalic acid, 5-sulfoisophthalic acid, 4-sulfonaphthaleneisophthalic acid-2,7-dicarboxylic acid, and 5-(4-sulfophenoxy)isophthalic acid, or alkali metal salts thereof.
- diols having a sulfonic acid group examples include 2-sulfo-1,4-butanediol, 2,5-dimethyl-3-sulfo-2,5-hexanediol, and alkali metal salts thereof.
- the number average molecular weight of the polyester is preferably in the range of 1,000 to 50,000, and more preferably in the range of 2,000 to 20,000.
- polyester commercially available products may be used.
- examples of commercially available water-dispersible polyesters having sulfonic acid groups include Vylonal MD-1100, MD-1200, MD-1245, MD-1480, and MD-1500 manufactured by Toyobo Co., Ltd., Plascoat Z-221, Z-446, Z-561, Z-880, and Z-3310 manufactured by GOO Chemical Co., Ltd., and PES Resin A-520, A-613D, A-615GE, A-640, A-645GH, A-647GEX, A-110F, and A-160P manufactured by Takamatsu Oil Co., Ltd.
- resins having a glass transition temperature of 40 to 90° C. are particularly preferred.
- resins include Vylonal MD-1100, MD-1200, MD-1245, and MD-1500 manufactured by Toyobo Co., Ltd., PLASCOAT Z-221, Z-446, and Z-561 manufactured by GOO Chemical Co., Ltd., and PESRESIN A-520, A-613D, A-615GE, A-640, A-645GH, and A-647GEX manufactured by Takamatsu Oil Co., Ltd.
- KA-3556S, KA-5071S, KT-0507 manufactured by Unitika Ltd., and GX-1250 manufactured by GOO Chemical Industry Co., Ltd. are also preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
- the urethane resin used as the water-insoluble resin particles according to the present invention may have a hydrophilic group.
- the urethane resin is preferably an aqueous dispersion of a self-emulsifying urethane having water-soluble functional groups, i.e., hydrophilic groups, dispersed in its molecules, or an aqueous dispersion of a forced-emulsifying urethane emulsified under strong mechanical shear force in combination with a surfactant.
- the urethane resin in the above-mentioned aqueous dispersion can be obtained by reacting a polyol with an organic polyisocyanate and a hydrophilic group-containing compound.
- polyester polyols include low molecular weight polyols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2- and 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, 3-methylpentanediol, hexamethylene glycol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, and cyclohexanedimethanol; and condensates with polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, tetrahydrofuran acid, endomethinetetrahydrofuran acid, and hexahydrophthalic acid.
- polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric
- polyether polyols examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene polytetramethylene glycol, polypropylene polytetramethylene glycol, and polytetramethylene glycol.
- polycarbonate polyols examples include those obtained by reacting carbonic acid derivatives such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate, or phosgene with diols.
- diols examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2- and 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, 3-methylpentanediol, hexamethylene glycol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, and cyclohexanedimethanol.
- aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric MDI, xylylene diisocyanate
- hydrophilic group-containing compounds that can be used to prepare aqueous dispersions of urethane resins include carboxylic acid-containing compounds such as 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, and glycine, as well as their sodium, potassium, and amine salt derivatives; and sulfonic acid-containing compounds such as taurine (i.e., aminoethylsulfonic acid) and ethoxypolyethylene glycol sulfonic acid, as well as their sodium, potassium, and amine salt derivatives.
- carboxylic acid-containing compounds such as 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, and glycine, as well as their sodium, potassium, and amine salt derivatives
- the urethane resin can be obtained by a known method.
- the above-mentioned polyol, organic polyisocyanate, and hydrophilic group-containing compound are mixed and reacted at a temperature in the range of 30 to 130° C. for 30 minutes to 50 hours to obtain a urethane prepolymer.
- the above urethane prepolymer becomes a urethane resin with hydrophilic groups when it is polymerized by extending the chain with a chain extender.
- the chain extender is preferably water and/or an amine compound.
- water or an amine compound as a chain extender, it is possible to react with free isocyanate in a short period of time and efficiently extend the isocyanate-terminated prepolymer.
- amine compounds as chain extenders include aliphatic polyamines such as ethylenediamine and triethylenediamine; aromatic polyamines such as metaxylenediamine and toluylenediamine; and polyhydrazino compounds such as hydrazine and adipic dihydrazide.
- the amine compound may contain, in addition to the polyamine, a monovalent amine such as dibutylamine or methyl ethyl ketoxime as a reaction terminator, to the extent that the polymerization is not significantly inhibited.
- a monovalent amine such as dibutylamine or methyl ethyl ketoxime
- a solvent that is inactive with isocyanate and capable of dissolving the urethane prepolymer may be used.
- solvents examples include dioxane, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, toluene, propylene glycol monomethyl ether acetate, and the like. These hydrophilic organic solvents used in the reaction step are preferably finally removed.
- catalysts such as amine catalysts (e.g., triethylamine, N-ethylmorpholine, triethyldiamine, etc.), tin-based catalysts (e.g., dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, tin octoate, etc.), and titanium-based catalysts (e.g., tetrabutyl titanate, etc.) may be added to promote the reaction.
- amine catalysts e.g., triethylamine, N-ethylmorpholine, triethyldiamine, etc.
- tin-based catalysts e.g., dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, tin octoate, etc.
- titanium-based catalysts e.g., tetrabutyl titanate, etc.
- the number average molecular weight of the urethane resin is preferably as large as possible by introducing a branched structure or an internal crosslinked structure, and a number average molecular weight of 50,000 to 10,000,000 is preferable.
- the urethane resin becomes less soluble in solvents, resulting in a coating film with excellent weather resistance and water resistance.
- the number average molecular weight (Mn) is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the number average molecular weight (Mn) can be determined from a calibration curve prepared with a polystyrene standard sample using, for example, Shimadzu Corporation's "RID-6A” (column: Tosoh Corporation's "TSK-GEL", solvent: tetrahydrofuran (THF), column temperature: 40°C).
- the urethane resin may be a commercially available product.
- commercially available urethane resins having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C. include Neorez R-967, R-600, and R-9671 manufactured by Kusumoto Chemical Industries, Ltd., Evaphanol HA-560 manufactured by Nicca Chemical Industries, Ltd., and SF-870 and SF-860 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
- the acrylic resin used as the water-insoluble resin particles can be obtained by using a copolymer with an acrylic acid ester component, a methacrylic acid ester component, or a styrene component.
- acrylic acid ester components and methacrylic acid ester components include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, blue (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and methyl (meth)acrylate.
- styrene component examples include styrene, 4-methylstyrene, 4-hydroxystyrene, 4-acetoxystyrene, 4-acetylstyrene, and styrene sulfonic acid. These components may be used alone or in combination of two or more.
- the number average molecular weight (Mn) of the acrylic resin is preferably within the range of 1,000 to 50,000, and more preferably within the range of 2,000 to 20,000.
- the coating film has strong cohesive strength and improves adhesion.
- the number average molecular weight (Mn) of the acrylic resin is 50,000 or less, it has good solubility in organic solvents, which promotes the miniaturization of the particle size of the emulsion dispersion.
- the number average molecular weight (Mn) is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the number average molecular weight (Mn) can be determined from a calibration curve prepared with a polystyrene standard sample using, for example, Shimadzu Corporation's "RID-6A” (column: Tosoh Corporation's "TSK-GEL", solvent: tetrahydrofuran (THF), column temperature: 40°C).
- acrylic resin a commercially available product may be used as the acrylic resin.
- acrylic resins having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C. include acrylic emulsions such as Mowinyl 6899D, 6969D, and 6800 manufactured by Japan Coating Resins Co., Ltd., and TOCRYL W-7146, W-7147, W-7148, W-7149, and W-7150 manufactured by Toyochem Co., Ltd.
- the polyolefin resin contained in the ink according to the present invention can be a random copolymer or block copolymer (e.g., an ethylene-propylene-butene copolymer) of ethylene and/or propylene with another comonomer (e.g., 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene having 2 or more carbon atoms, or an ⁇ -olefin comonomer having 2 to 6 carbon atoms).
- comonomer e.g., 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene having 2 or more carbon atoms, or an ⁇ -olefin comonomer having 2 to 6 carbon atoms.
- the polyolefin resin may be a copolymer of two or more of the above-mentioned comonomers, or a mixture of two or more of the above-mentioned polymers.
- the polyolefin resin may be a commercially available product. Examples of commercially available polyolefin resins include Arrowbase SB-1200 manufactured by Unitika Ltd., Auroren 150A, Auroren AE-301, and Superclone E-415 manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., Hardlen Na-1001 manufactured by Toyobo Co., Ltd., and MP-101 manufactured by Seiko PMC Corporation.
- the composite resin particles that can be contained in the second ink are preferably composite resin particles in which an acrylic resin is emulsified in a urethane resin. That is, it is preferable that the fine particles are composite resin particles having an inner layer made of an acrylic resin and a surface layer made of a urethane resin.
- the urethane resin is present at the interface between the acrylic resin as water-insoluble resin particles and the water as the continuous phase, and functions as a water-insoluble resin particle layer that is different from the resin that protects the water-insoluble resin particles.
- the physical properties of the image (coating film) can be improved compared to when the acrylic resin and the urethane resin are emulsified separately and mixed. Furthermore, the storage stability of the composite resin microparticles can also be improved.
- the mass ratio (U/A) of the urethane resin (U) to the acrylic resin (A) is preferably 40/60 to 95/5.
- the mass ratio (U/A) of the urethane resin (U) to the acrylic resin (A) is preferably within a range of 40/60 to 80/20.
- the total resin concentration of the acrylic resin and the urethane resin in the composite resin particles is not particularly limited, but is preferably 5.0% by mass or more, and more preferably within the range of 10.0 to 70.0% by mass. When the resin concentration is within the above range, the fixation of the second ink onto the recording medium is good.
- a surfactant that acts as an emulsifier can be used together with the urethane resin.
- the storage stability of the composite resin particles can be improved.
- Anionic surfactants and nonionic surfactants can be used as the emulsifier.
- the average particle size of the composite resin microparticles is not particularly limited, but is preferably within the range of 10 to 500 nm in the resin emulsion.
- the average particle size is more preferably within the range of 10 to 300 nm, and even more preferably within the range of 80 to 200 nm.
- the average particle size can be measured using commercially available particle size measuring devices that use dynamic light scattering, electrophoresis, etc., but measurement using dynamic light scattering is simple and can measure the relevant particle size range with high accuracy.
- composite resin microparticles in which acrylic resin is emulsified in urethane resin it is possible to improve the fixation of images (coating films) to absorbent or non-absorbent substrates.
- Solvents that can be contained in the second ink according to the present invention include the same ones as in the first ink, and it is preferable to use a water-soluble solvent.
- the solvent preferably used is propylene glycol, diethylene glycol monobutyl ether, 2-methyl-1,3-propanediol, or the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
- the proportion of the water-soluble solvent is within the range of 10 to 35 mass%.
- the surfactant contained in the second ink according to the present invention the same surfactant as that in the first ink described above can be used.
- the "static surface tension” in the present invention refers to the surface tension of the water-soluble solvent used in the second ink when it is mixed with a surfactant, and does not include the white pigment, resin particles, and water.
- the water that can be used in the second ink according to the present invention is not particularly limited, and may be ion-exchanged water, distilled water, or pure water.
- a third ink according to the present invention is an ink that is applied onto a composite coating film formed by the first ink and the second ink.
- the third ink contains a colored pigment.
- the third ink may also contain resin particles, a solvent, a surfactant, water, and other components.
- the resin particles, solvent, surfactant, water and other components can be the same as those used in the second ink.
- an anionic dispersed pigment for example a self-dispersed pigment having anionic groups on the surface, a pigment dispersed with an anionic polymer dispersant, or a pigment dispersed with its surface coated with an anionic resin.
- a pigment dispersed with an anionic polymer dispersant since this has excellent dispersibility and the pretreatment ink and the pigment react appropriately to perform pinning.
- any conventionally known pigment can be used without any particular restrictions.
- organic pigments such as insoluble pigments and lake pigments, and inorganic pigments such as titanium oxide are preferably used.
- the insoluble pigment is not particularly limited, but preferred examples include azo, azomethine, methine, diphenylmethane, triphenylmethane, quinacridone, anthraquinone, perylene, indigo, quinophthalone, isoindolinone, isoindoline, azine, oxazine, thiazine, dioxazine, thiazole, phthalocyanine, and diketopyrrolopyrrole.
- Organic pigments Specific examples of organic pigments that can be preferably used include the following pigments.
- pigments for magenta or red include C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 15, C.I. Pigment Red 16, C.I. Pigment Red 48:1, C.I. Pigment Red 53:1, C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 139, C.I. Pigment Red 144, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 177, C. Examples of pigments include C.I. Pigment Red 178, C.I. Pigment Red 202, C.I. Pigment Red 222, and C.I. Pigment Violet 19.
- pigments for orange or yellow examples include C.I. Pigment Orange 31, C.I. Pigment Orange 43, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 15:3, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 94, C.I. Pigment Yellow 138, and C.I. Pigment Yellow 155.
- C.I. Pigment Yellow 155 is preferred in terms of the balance between color tone and light resistance.
- pigments for green or cyan examples include C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:2, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 60, and C.I. Pigment Green 7.
- black pigments examples include C.I. Pigment Black 1, C.I. Pigment Black 6, and C.I. Pigment Black 7.
- Titanium oxide has three crystal forms: anatase, rutile, and brookite. Generally, titanium oxide can be broadly classified into anatase and rutile. Although there is no particular limitation, the rutile type is preferred because it has a high refractive index and high hiding power. Specific examples include the TR series from Fuji Titanium Industry Co., Ltd., the JR series from Teika Corporation, and Typeque from Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.
- the third ink according to the present invention preferably contains a pigment dispersant for dispersing the pigment.
- the pigment dispersant used may be the same as the pigment dispersant contained in the second ink.
- the inkjet recording method of the present invention includes a first step of applying a first ink to a recording medium, a second step of applying a second ink, and a third step of applying a third ink, and forms an image by applying the first to third inks to a surface of the recording medium and combining the inks, respectively, and gels the second ink when mixed with the first ink without performing a drying step between the first step and the second step and between the second step and the third step.
- the first ink is applied onto the recording medium by, for example, an ink-jet method.
- the applicable recording medium is not particularly limited.
- the recording medium may be an absorbent base material made of an absorbent material or a non-absorbent base material made of a non-absorbent material, but is preferably a non-absorbent base material from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention.
- absorbency refers to absorbency to water
- non-absorbency refers to non-absorbency to water
- a known plastic film can be used as the non-absorbent substrate.
- plastic films include polyester films such as polyethylene terephthalate, polyethylene films, polypropylene films, polyamide films such as nylon, polystyrene films, polyvinyl chloride films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, polylactic acid films, and other biodegradable films.
- films coated on one or both sides with polyvinylidene chloride or films on which metal oxides are vapor-deposited can also be preferably used.
- the non-absorbent film may be either an unstretched film or a stretched film.
- the thickness of the substrate is preferably within the range of 10 to 120 ⁇ m, and more preferably 12 to 60 ⁇ m.
- metal substrates such as tinplate for three-piece cans and tin-free steel plates are also preferably used as non-absorbent substrates.
- the tin-free steel plates are TFS plates and have a thickness of 0.1 to 0.6 ⁇ m.
- a non-absorbent substrate for example, it can be suitably used as a packaging material for canned foods, which has a coating layer of a thermosetting resin.
- the packaging materials for canned foods typically use epoxy-phenolic paints or polyester laminating agents on the food side to block air, moisture, and light and seal the food inside, while polyester or acrylic thermosetting paints are used on the outside.
- the first step is a step of applying a first ink onto a recording medium.
- the first ink according to the present invention contains an aggregating agent, and serves to fix the second ink, which contains a white pigment, on the recording medium.
- the method for applying the first ink onto the recording medium is an ink-jet method.
- the ink-jet method is not particularly limited, and a printer equipped with an ink-jet head loaded with ink can be used.
- the first ink can be ejected as droplets from the nozzles of the inkjet head based on a digital signal, and these droplets can be caused to land on a recording medium to perform printing.
- the ink-jet head may be either an on-demand type or a continuous type.
- on-demand inkjet heads include electro-mechanical conversion types, including single cavity type, double cavity type, bender type, piston type, shear mode type, and shared wall type, as well as electro-thermal conversion types, including thermal inkjet type and bubble jet ("Bubble Jet” is a registered trademark of Canon Inc.) type.
- an inkjet head that uses a piezoelectric element as the electromechanical conversion element used in the electromechanical conversion method (also called a piezo-type inkjet head).
- the inkjet printer may use either a scanning type or a single-pass type inkjet head.
- a single-pass type it is preferable to use a line head type inkjet head.
- a line head type inkjet head is an inkjet head whose length is equal to or greater than the width of the printing range.
- a single head having a width equal to or greater than the printing range may be used, or a plurality of heads may be combined to provide a width equal to or greater than the printing range.
- multiple heads can be arranged side by side with their nozzles in a staggered arrangement to increase the overall resolution of the heads.
- the transport speed of the recording medium, which is the substrate can be set within the range of, for example, 1 to 120 m/min. The faster the transport speed, the faster the image formation speed.
- the amount of the first ink applied per unit area of the recording medium is within a range of 1.1 to 3.4 g/ m2 .
- the amount of ink applied is also called the "application amount” or "application amount”.
- the second step is a step of applying the second ink onto the recording medium so as to mix with the first ink in a liquid state.
- the first ink containing the coagulant and the second ink are mixed, causing a thickening reaction and gelation.
- the droplets of the mixed inks will thicken before landing on the recording medium, which changes the trajectory of the droplets and causes landing deviations. Furthermore, if the viscosity of both inks increases before they land on the recording medium, the adhesion of both inks to the recording medium deteriorates.
- liquid refers to a state in which the drying rate (also called the “volatility rate” or “evaporation rate”) of the solvent, dispersion medium, etc. contained in the first ink, second ink, and third ink is 30% or less.
- the second ink is applied within one second after the first ink is applied.
- the second ink be applied within 0 to 1 second after the application of the first ink when the drying rate of the first ink is within a range of 0 to 30%.
- the drying rate of the first ink is 30% or less, the second ink is applied, causing it to gel.
- the second ink within 1 second after applying the first ink to the recording medium, it is possible to suppress the penetration of the first ink into absorbent substrates and the repelling of the first ink on non-absorbent substrates. Furthermore, when the first ink and the second ink mix and gel, and the third ink is applied, it is possible to suppress the third ink from sinking. As a result, higher image quality can be achieved.
- the time between the application of the first ink and the application of the second ink can be adjusted, the temperature of the recording medium can be appropriately adjusted, etc.
- the amount of the second ink droplets when applying the second ink, it is preferable to adjust the amount of the second ink droplets so that the amount of the second ink applied per unit area of the recording medium is within a range of 2 to 25 times the amount of the first ink applied. This makes it possible to achieve high image quality. Furthermore, a more preferable range for the amount applied is 3 to 10 times.
- the second process uses the inkjet method, just like the first process.
- the third step is a step of applying a third ink onto the gelled coating film consisting of the first ink and the second ink. By applying the third ink onto the gelled coating film, it is possible to prevent the third ink from sinking into the coating film.
- the third process is a process that uses an inkjet method, similar to the first process.
- the drying step is a step of applying the third ink and then heating and drying the area to which the third ink has been applied.
- the heating temperature of the area to which the third ink has been applied is preferably within a range of 60 to 200° C.
- the heating time of the ink is appropriately adjusted according to the type of recording medium and the amount of ink applied.
- the water and water-soluble solvents which are the solvent components in the first to third inks, are removed.
- the polyvalent metal salt is dried and thermally decomposed at a temperature equal to or higher than its thermal decomposition temperature, particularly in the case of metal substrates. This also improves the abrasion resistance of the image and its adhesion to the substrate.
- the heat drying may be performed using a non-contact heating type drying device such as a drying oven or a hot air blower, or a contact heating type drying device such as a hot plate or a heat roller.
- the drying temperature can be obtained by measuring any one of the following throughout the entire drying period of the treatment liquid: (a) when a non-contact heating type drying device such as a drying oven or a hot air blower is used, the temperature of the oven or the hot air temperature, (b) when a contact heating type drying device such as a hot plate or a hot roller is used, the temperature of the contact heating part, or (c) the surface temperature of the surface to be dried.
- a non-contact heating type drying device such as a drying oven or a hot air blower
- a contact heating type drying device such as a hot plate or a hot roller
- the surface temperature of the surface to be dried As for the measurement location, it is more preferable to measure the surface temperature of the surface to be dried (c).
- the thickness of the image layer obtained in the above manner is preferably within the range of 0.3 to 3.0 ⁇ m, and more preferably within the range of 0.3 to 2.0 ⁇ m.
- the thickness of the image layer is 0.3 ⁇ m or more, the adhesion and abrasion resistance of the image are easily improved.
- the thickness of the image layer is 3.0 ⁇ m or less, the deformation stress applied to the image layer can be reduced, so the adhesion of the image layer is less likely to be impaired.
- the inkjet recording system of the present invention is an inkjet recording system having the ink set of the present invention described above, a first applying means for applying a first ink to a recording medium, a second applying means for applying a second ink, and a third applying means for applying a third ink, and the inkjet recording system forms an image by applying the first to third inks to a surface of the recording medium and uniting the inks by the first to third applying means, and performs ink-jet printing without drying between the first applying means and the second applying means, and between the second applying means and the third applying means.
- the second ink and the first ink When the second ink and the first ink are mixed together, they gel.
- the "inkjet recording system” of the present invention refers to an assembly that is composed of devices or apparatuses having predetermined functions as means elements required for each step of the inkjet recording method, ink sets, etc., and performs the function of forming an image as a whole. Note that each means element may be disposed separately in different locations, or may be gathered together in a certain space as one device and disposed as an integrated system device.
- the inkjet recording system of the present invention is a system that forms an image by using the first application unit, the second application unit, and the third application unit, and the ink set described above. In the following description, for the sake of convenience, an apparatus portion having the first application means, the second application means, and the third application means will be referred to as an "inkjet recording apparatus".
- the inkjet recording system of the present invention is not limited to any particular means constituting the inkjet recording device, so long as it is a system that uses the first to third application means and a specific ink set in which the second ink gels upon mixing with the first ink as described above, and performs inkjet recording without drying.
- the device used in the present invention may be any device that satisfies the above conditions, and it is not necessarily required that the device be an inkjet recording device dedicated to the ink set of the present invention.
- the inkjet recording system of the present invention is also preferably provided with a means for recording and storing the recording/copying information as electronic data and a means for wirelessly transmitting the electronic data.
- the inkjet recording system has a wireless interface for transmitting and receiving data to and from an information processing device via wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark).
- wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark).
- FIG. 1 is a schematic diagram of an inkjet recording apparatus that is preferred for the present invention, although the present invention is not limited thereto.
- the inkjet recording apparatus 1 shown in FIG. 1 is mainly composed of a first ink applying section 10, a second ink applying section 20, and a third ink applying section 30.
- a first ink 12 is applied by a first ink application unit 10 onto a substrate P fed from a feed roller 40
- a second ink 22 is applied by a second ink application unit 20, whereby the first ink 12 and the second ink 22 are mixed in liquid form to form an ink coating film F, which is a gelled composite coating film.
- a third ink is applied by a third ink application unit 30 onto the ink coating film F, which is the composite coating film, and the area to which the third ink has been applied is heated and dried by a drying unit 26 .
- the base material P to which the third ink 25 has been applied is wound up by the winding roller 50 to obtain an image recorded thereon.
- the first ink application unit 10, the second ink application unit 20, and the third ink application unit 30 are not particularly limited as long as they are configured to apply each ink to a substrate, but in the present invention, it is preferable that they are inkjet heads.
- the first ink application unit 10, the second ink application unit 20, and the third ink application unit 30 are respectively equipped with inkjet heads 11, 21, and 24 capable of ejecting ink.
- FIG. 2 is a schematic diagram of another ink jet recording apparatus preferred for the present invention.
- the inkjet recording apparatus 100 shown in FIG. 2 is an inkjet recording apparatus of a serial recording type.
- This inkjet recording apparatus 100 has a head carriage 101 which is narrower than the overall width of the recording medium P and which houses three inkjet heads H1 to H3.
- Inkjet head H1, inkjet head H2, and inkjet head H3 are provided on the head carriage in the scanning direction of the head carriage 101 indicated by the arrow X in FIG. 2 in the order of ejecting ink first.
- the inkjet recording apparatus 100 also has a guide unit 102 for moving the head carriage 101 in a scanning direction.
- the scanning direction of the head carriage 101 is preferably a direction perpendicular to the transport direction (arrow Y) of the recording medium P, i.e., the width direction of the recording medium P.
- the inkjet head H1 corresponds to a first ink application section
- the inkjet head H2 corresponds to a second inkjet application section
- the inkjet head H3 corresponds to a third inkjet application section.
- the inkjet recording apparatus 100 has a drying section that dries the area where the third ink has been applied after the third ink has been applied.
- a flatbed type printer may be used as a device other than the inkjet recording device shown in FIGS. 1 and 2 to apply the first to third inks.
- the substrate is fixed and the inkjet head can be moved in a main scanning direction and a sub-scanning direction that intersects with the main scanning direction, making it possible to print without transporting the substrate.
- Metal substrates such as tinplate cannot be transported roll-to-roll like resin film substrates, so it is preferable to use a flatbed type printer which does not require transporting the substrate. Examples of such flatbed type printers include the printers described in FIG. 1 of JP-A-2015-74161 and FIG. 1 of JP-A-2017-177578.
- a white pigment dispersion WB was prepared in the same manner as in the preparation of the pigment dispersion WA for the second ink, except that the pigment dispersant was changed to 10% by mass of "Joncryl 819.”
- magenta pigment dispersion for the third ink Magenta pigment (mixture of Pigment Red 122 and Pigment Violet 19) 20% by mass
- Pigment dispersant "Joncryl 819" (anionic polymer dispersant, acrylic dispersant having a carboxy group neutralized with dimethylaminoethanol, acid value 75 [mgKOH/g], solid content 20% by mass, manufactured by BASF) 8% by mass
- Solvent propylene glycol (PG) 20% by mass
- the mixture of the above materials was premixed, and then dispersed using a bead mill filled with 0.3 mm zirconia beads at a volume ratio of 50%, to prepare a magenta pigment dispersion having a pigment content of 20 mass %.
- Flocculant Malonic acid (organic acid) 3.00% by mass
- Solvent dipropylene glycol (DPG) 15.00% by mass
- Solvent 2-methyl-1,3-propanediol 15.00% by mass
- Surfactant "BYK3450"(silicone-based; manufactured by BYK Corporation) 1.00% by mass
- Antifungal agent "Proxel GXL(S)”(1,2-benzisothiazolin-3-one; manufactured by Daiwa Chemical Industry Co., Ltd.) 0.10% by mass Ion-exchanged water was added to the above materials while stirring so that the total amount of the ink was 100% by mass. The resulting mixture was then filtered through a 1 ⁇ m filter to obtain a first ink [A1].
- First inks [A2] and [A3] were prepared in the same manner as in the preparation of the first ink [A1], except that the flocculant was changed to the flocculant shown in the table below (calcium acetate or magnesium acetate), respectively.
- Second inks [B2], [B4], [B5] and [B12] to [B16] were prepared in the same manner as in the preparation of the second ink [B1], except that the resin particle dispersion was changed to the resin particle dispersion shown in the table below.
- the average particle size of the resin particles in each resin particle dispersion is as shown in the following table: The average particle size was measured using a Zetasizer Nano S-90 (manufactured by Marballoon Co., Ltd.).
- the "mass %" shown in the "Pigment dispersion” column is the content of the pigment dispersion in the second ink.
- KA-3556S polyyester resin; Unitika Ltd.) HA-560 (Polyurethane resin; Nicca Chemical Co., Ltd.) GX-1250 (polyester resin; GOO Chemical Industry Co., Ltd.) MP-101E (Polyolefin resin; Seiko PMC Corporation) KA-5071S (polyester resin; Unitika Ltd.) KT-0507 (Polyester; Unitika Ltd.) SF-860 (polyurethane resin; Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd.) Mowinyl 6800 (polyacrylic resin; Japan Coating Resins Co., Ltd.)
- a second ink [B3] was prepared in the same manner as in the preparation of the second ink [B2], except that the white pigment dispersion WB was used instead of the white pigment dispersion WA.
- a second ink [B6] was prepared in the same manner as in the preparation of the second ink [B2], except that the amount of the solvent was changed as follows: Solvent: propylene glycol (PG) 7.11% by mass Solvent: Diethylene glycol monobutyl ether (DEGBE) 0.67% by mass Solvent: 2-methyl-1,3-propanediol 2.22% by mass
- a second ink [B7] was prepared in the same manner as in the preparation of the second ink [B2], except that the amount of the solvent was changed as follows: Solvent: propylene glycol (PG) 24.89% by mass Solvent: Diethylene glycol monobutyl ether (DEGBE) 2.33% by mass Solvent: 2-methyl-1,3-propanediol 7.78% by mass
- a second ink [B8] was prepared in the same manner as in the preparation of the second ink [B2], except that the amount of the solvent was changed as follows: Solvent: propylene glycol (PG) 26.31% by mass Solvent: Diethylene glycol monobutyl ether (DEGBE) 2.47% by mass Solvent: 2-methyl-1,3-propanediol 8.22% by mass
- Second inks [B9] to [B11] were prepared in the same manner as in the preparation of the second ink [B2], except that the surfactant 1 or 2 was changed to each of the surfactants shown in the table below.
- the amounts of surfactant 1 and surfactant 2 used in the second inks [B9] to [B11] were the same as the amounts of surfactant 1 and surfactant 2 used in the preparation of the second ink [B2].
- Second inks [B17] and [B18] were prepared in the same manner, except that the surfactant 1 or surfactant 2 was changed to the surfactant shown in the table below.
- the amount of solvent in the second ink [B19] was further changed as shown in the table below. That is, the composition of the solvent amount in the second ink [B19] is the same as that in the second ink [B6].
- Magenta pigment dispersion for the third ink 5.00% by mass
- Resin particle dispersion Vylonal MD2000 (polyester) 8.50% by mass
- Solvent propylene glycol (PG) 15.00% by mass
- Solvent Diethylene glycol monobutyl ether (DEGBE) 1.80% by mass
- Solvent 1,2-pentanediol 10.00% by mass
- Surfactant "TEGOWet 250" (polyether modified silicone, manufactured by Evonik Corporation) 1.00% by mass
- Antifungal agent 1,2-benzisothiazolin-3-one (Proxel GXL(S)) 0.10% by mass Ion-exchanged water was added to the above materials while stirring so that the total amount of the ink was 100% by mass. The resulting mixture was then filtered through a 1 ⁇ m filter to prepare a third ink [C1].
- Solution [D1] was prepared in the same manner as in the preparation of solution [D1], except for the surfactant 2 described below.
- Surfactant 2 Surfactant KF-351A (manufactured by Shin-Etsu Silicones) 0.5% by mass
- Solution [D1] was prepared in the same manner as in the preparation of solution [D1], except for the surfactant 2 described below.
- Surfactant 2 Surfactant BYK-307 (manufactured by BYK Corporation) 0.5% by mass
- Solution [D1] was prepared in the same manner as in the preparation of solution [D1], except for the surfactant 2 described below.
- Surfactant 2 Surfactant TEGOWet 270 (manufactured by Evonik) 0.5% by mass
- the substrate used was PET:FE-2001 (Futamura Chemical).
- two independently driven inkjet heads 600 dpi, discharge amount 4 pL) manufactured by Konica Minolta were arranged side by side with the nozzles staggered to create a head module capable of printing an image of 1200 dpi x 1200 dpi in a single pass method.
- Three such head modules were prepared and arranged side by side along the transport direction of the transport stage that transports the recording medium. Each head module was installed so as to intersect with the transport direction (movement axis of the transport stage).
- the head H1 that was recorded first was filled with the first ink
- the head H2 that was recorded later was filled with the second ink
- the combinations of the first and second inks filled in each of the heads H1 and H2 are as shown in the table below.
- the amount of the first ink deposited per unit area on the recording medium (g/ m2 ) was printed as shown in the table below in each of the Examples and Comparative Examples.
- the amount of the second ink deposited per unit area on the recording medium was printed to be 17 g/ m2 in all of the Examples and Comparative Examples.
- the amount of the third ink deposited per unit area on the recording medium was printed to be 6 g/ m2 in all of the Examples and Comparative Examples.
- a recording medium was attached on a conveying stage, and conveyed at a speed of 300 mm/sec in an environment of 25° C. and 50% RH, and an image was printed by a single pass method when the recording medium passed under the head.
- the image was an image in which 6-point size characters were arranged as cut-out characters on a third ink solid image.
- the recording medium was placed on a hot plate and dried at 80° C. for 5 minutes.
- AA When observed under a microscope, the dots around the cut-out characters extend slightly into the cut-out character portions, but the cut-out character portions remain clearly visible, and the cut-out character images can be clearly seen even when observed with the naked eye.
- B When observed under a microscope, the dots around the cut-out characters extend into the cut-out character portion, and when observed visually, the dots fill the character portion of the cut-out character image and cannot be seen.
- ⁇ Creating a print of a solid white image> As shown in Fig. 2, two independently driven inkjet heads (600 dpi, discharge amount 4 pL) manufactured by Konica Minolta were arranged side by side with the nozzles staggered to create a head module capable of printing 1200 dpi x 1200 dpi images in a single pass method. Two such head modules were prepared and arranged side by side along the transport direction of the transport stage that transports the recording medium. Each head module was installed so as to intersect with the transport direction (movement axis of the transport stage). The head H1, which was to be recorded first, was filled with the first ink, and the head H2, which was to be recorded later, was filled with the second ink.
- the combinations of the first and second inks filled in each of the heads H1 and H2 are as shown in the table below.
- the amount of the first ink deposited per unit area on the recording medium (g/ m2 ) was printed as shown in the table below in each of the Examples and Comparative Examples.
- the amount of the second ink deposited per unit area on the recording medium was printed to be 17 g/ m2 in all of the Examples and Comparative Examples.
- a recording medium was attached on a conveying stage, and conveyed at a speed of 300 mm/sec in an environment of 25° C. and 50% RH, and an image was printed by a single pass method when the recording medium passed under the head. After printing by the inkjet method, the recording medium was placed on a hot plate and dried at 80° C. for 5 minutes.
- the ink set of the present invention is superior to the ink set of the comparative example in terms of color image quality, solid white image quality, and ejection performance.
- the present invention can be used in ink sets, inkjet recording methods, and inkjet recording systems that prevent color inks from sinking into the underlayer and do not require a drying step between the process of printing white ink and the process of printing color inks.
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Abstract
本発明のインクセットは、凝集剤を含有する第1のインクと、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、有色顔料を含む第3のインクと、を有し、前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する。
Description
本発明は、インクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録システムに関する。特に、カラーインクが下地層に沈むことを抑制し、白インクを印字する工程とカラーインクを印字する工程との間に乾燥工程を設けない、インクセット等に関する。
紙や布を代表する吸収性基材に、カラー印字するインクジェット印刷が普及し、今もなお活発に使用されている。
近年では、記録する対象は、吸収性基材にとどまらずに、非吸収性基材や低吸収性基材などへの印字に対応したインクジェットインクの開発が進められている。前記非吸収性基材や低吸収性基材としては、例えば、プラスチックフィルムや金属、皮革などが挙げられる。
非吸収性基材や低吸収基材を用いたインクジェット記録方法において、画像品質が低下することが知られている。画像品質が低下する原因は、記録媒体上で着滴インク同士が合一する液寄り現象や、異なる色の間で滲みが起きるカラーブリードが生じるためである。
近年では、記録する対象は、吸収性基材にとどまらずに、非吸収性基材や低吸収性基材などへの印字に対応したインクジェットインクの開発が進められている。前記非吸収性基材や低吸収性基材としては、例えば、プラスチックフィルムや金属、皮革などが挙げられる。
非吸収性基材や低吸収基材を用いたインクジェット記録方法において、画像品質が低下することが知られている。画像品質が低下する原因は、記録媒体上で着滴インク同士が合一する液寄り現象や、異なる色の間で滲みが起きるカラーブリードが生じるためである。
画像品質が低下することを解決する手段として、特許文献1に記載されている2液方式のインクジェット記録方法がある。特許文献1は、インク中の色材を凝集させる処理液を吐出して、記録媒体上で処理液とインクを合一させる2液方式のインクジェット記録方法を開示している(例えば、特許文献1参照。)。このインクジェット記録方法によれば、画像品質を低下させずに、インクを良好に記録媒体に定着させることができる。
また、下地色が白色とは限らない記録媒体においては、鮮やかなカラー印刷物品を提供するために、白色の下地層を形成した後、カラー画像を形成する手段が採用される。
また、下地色が白色とは限らない記録媒体においては、鮮やかなカラー印刷物品を提供するために、白色の下地層を形成した後、カラー画像を形成する手段が採用される。
しかし、前記色材を凝集させる処理液を利用した方式では、先に印字した白色の下地層にカラーインクが沈むことを防ぐことができずに、カラー画像の発色が不足してしまう。
前記カラーインクが白色層に沈むことを防ぐ対策として、特許文献2は、白インクを付着する工程とカラーインクを付着する工程の間に、乾燥工程を設けて、白インクを半乾燥状態にした後にカラーインクを印字する方式を開示している。
また、生産性を向上させるために、以下の方式がある。
特許文献3及び特許文献4は、白インクを付着する工程とカラーインクを付着する工程の間に、乾燥工程を設けずに、白インクの付着量をカラー付着量より減らす方式を開示している。
前記カラーインクが白色層に沈むことを防ぐ対策として、特許文献2は、白インクを付着する工程とカラーインクを付着する工程の間に、乾燥工程を設けて、白インクを半乾燥状態にした後にカラーインクを印字する方式を開示している。
また、生産性を向上させるために、以下の方式がある。
特許文献3及び特許文献4は、白インクを付着する工程とカラーインクを付着する工程の間に、乾燥工程を設けずに、白インクの付着量をカラー付着量より減らす方式を開示している。
特許文献5及び特許文献6は、白インク付着後に一定時間あけてカラーインクを付着する方式を開示している。
しかしながら、前記特許文献3及び特許文献4に開示されている技術の場合は、白インクの吐出量を制限する必要がある。そのために、装置の煩雑化が問題である。
前記特許文献5及び特許文献6に開示されている技術の場合は、白インクを乾燥する工程が必要である。白インクを乾燥する工程としては、熱乾燥や自然乾燥がある。そのために、生産性が問題である。
しかしながら、前記特許文献3及び特許文献4に開示されている技術の場合は、白インクの吐出量を制限する必要がある。そのために、装置の煩雑化が問題である。
前記特許文献5及び特許文献6に開示されている技術の場合は、白インクを乾燥する工程が必要である。白インクを乾燥する工程としては、熱乾燥や自然乾燥がある。そのために、生産性が問題である。
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものである。本発明の解決課題は、カラーインクが下地層に沈むことを抑制し、白インクを印字する工程とカラーインクを印字する工程との間に乾燥工程を設けることが必要でない、インクセット等を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、以下のことの重要性を見いだした。凝集剤を含有する第1のインクと、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクとを混合することによりゲル化させる。その後、ゲル化した塗膜上に、有色顔料を含有する第3のインクを付与することである。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.凝集剤を含有する第1のインクと、
白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、
有色顔料を含む第3のインクと、を有し、
前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する
インクセット。
白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、
有色顔料を含む第3のインクと、を有し、
前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する
インクセット。
2.前記第1のインクと前記第2のインクを質量比1:4で混合したとき、25℃におけるゼリー強度が3.0~20.0mNの範囲内である
第1項に記載のインクセット。
第1項に記載のインクセット。
3.前記凝集剤が、多価金属塩である
第1項に記載のインクセット。
第1項に記載のインクセット。
4.前記第2のインクが、水溶性溶媒を含有し、
前記第2のインクの全質量を100質量%としたとき、前記水溶性溶媒の割合が10~35質量%の範囲内である
第1項に記載のインクセット。
前記第2のインクの全質量を100質量%としたとき、前記水溶性溶媒の割合が10~35質量%の範囲内である
第1項に記載のインクセット。
5.前記第2のインクが、水溶性溶媒と界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤を含む、前記水溶性溶媒の静的表面張力が25℃において25mN/m以下である
第1項に記載のインクセット。
前記界面活性剤を含む、前記水溶性溶媒の静的表面張力が25℃において25mN/m以下である
第1項に記載のインクセット。
6.前記樹脂エマルジョン中の粒子の平均粒径が、80~200nmの範囲内である
第1項に記載のインクセット。
第1項に記載のインクセット。
7.記録媒体に第1のインクを付与する第1の工程と、
第2のインクを付与する第2の工程と、
第3のインクを付与する第3の工程と、を有し、
前記第1~第3の工程により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、
第1の工程と第2の工程との間、第2の工程と第3の工程との間において、乾燥工程を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する
インクジェット記録方法。
第2のインクを付与する第2の工程と、
第3のインクを付与する第3の工程と、を有し、
前記第1~第3の工程により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、
第1の工程と第2の工程との間、第2の工程と第3の工程との間において、乾燥工程を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する
インクジェット記録方法。
8.前記第1のインクの前記記録媒体における単位面積当たりの付き量を、1.1g/m2~3.4g/m2の範囲内とする
第7項に記載のインクジェット記録方法。
第7項に記載のインクジェット記録方法。
9.第1項から第6項までのいずれか一項に記載のインクセットと、
記録媒体に第1のインクを付与する第1の付与手段と、
第2のインクを付与する第2の付与手段と、
第3のインクを付与する第3の付与手段と、を有するインクジェット記録システムであって、
前記第1~第3の付与手段により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、
前記第1の付与手段と前記第2の付与手段との間、前記第2の付与手段と前記第3の付与手段との間において、乾燥を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する
インクジェット記録システム。
記録媒体に第1のインクを付与する第1の付与手段と、
第2のインクを付与する第2の付与手段と、
第3のインクを付与する第3の付与手段と、を有するインクジェット記録システムであって、
前記第1~第3の付与手段により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、
前記第1の付与手段と前記第2の付与手段との間、前記第2の付与手段と前記第3の付与手段との間において、乾燥を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する
インクジェット記録システム。
本発明の上記手段により、カラーインクが下地層に沈むことを抑制し、白インクを印字する工程とカラーインクを印字する工程との間に乾燥工程を設けることが必要でない、インクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録システムを提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明によれば、第1のインクが凝集剤を含有し、第2のインクが白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有し、第2のインクが第1のインクと混合することによりゲル化する。そのため、ゲル化した塗膜上に第3のインクを付与することで、第3のインクが沈むことを抑制できる。その結果、第1及び第2のインクを印字する工程と、第3のインクを印字する工程の間に乾燥工程を設ける必要がない。よって、装置の小型化を図れるとともに、生産性に優れる。
本発明のインクセットは、凝集剤を含有する第1のインクと、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、有色顔料を含む第3のインクと、を有し、前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する。
この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、前記第1のインクと前記第2のインクを質量比1:4で混合したとき、25℃におけるゼリー強度が3.0~20.0mNの範囲内であることが好ましい。これにより、第1のインクと第2のインクが混合した際に確実にゲル化する。そのため、ゲル化した塗膜上に第3のインクを付与しても、第3のインクが沈むことを抑制
できる。
できる。
前記凝集剤が、多価金属塩であることが、画像品質の点で好ましい。
前記第2のインクが、水溶性溶媒を含有し、前記第2のインクの全質量を100質量%としたとき、前記水溶性溶媒の割合が10~35質量%の範囲内であることが好ましい。前記水溶性溶媒の割合を10質量%以上とすることで、射出性に影響することがなく、前記水溶性溶媒の割合を35質量%以下とすることで、塗膜の乾燥割れを抑制できる。
前記第2のインクが、水溶性溶媒を含有し、前記第2のインクの全質量を100質量%としたとき、前記水溶性溶媒の割合が10~35質量%の範囲内であることが好ましい。前記水溶性溶媒の割合を10質量%以上とすることで、射出性に影響することがなく、前記水溶性溶媒の割合を35質量%以下とすることで、塗膜の乾燥割れを抑制できる。
前記第2のインクが、水溶性溶媒と界面活性剤を含有し、前記界面活性剤を含む、前記水溶性溶媒の静的表面張力が25℃において25mN/m以下であることが好ましい。これにより第2のインク中の水溶性溶媒に効果的な界面活性剤を使用することとなり、塗膜の乾燥割れを抑制できる。
前記樹脂エマルジョン中の粒子の平均粒径が、80~200nmの範囲内であることが、射出性に影響することがなく、塗膜の乾燥割れを起こすこともない。
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に第1のインクを付与する第1の工程と、第2のインクを付与する第2の工程と、第3のインクを付与する第3の工程と、を有し、前記第1~第3の工程により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、第1の工程と第2の工程との間、第2の工程と第3の工程との間において、乾燥工程を行わずに、前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する。
これにより、第1のインクと第2のインクを混合した際にゲル化するので、乾燥工程を行う必要がなく、装置の小型化を図れるとともに生産性に優れる。
これにより、第1のインクと第2のインクを混合した際にゲル化するので、乾燥工程を行う必要がなく、装置の小型化を図れるとともに生産性に優れる。
前記第1のインクの前記記録媒体における単位面積当たりの付き量を、1.1g/m2~3.4g/m2の範囲内とすることが、高い画像品質を得られる点で好ましい。前記付き量を1.1g/m2以上とすることにより、第3のインクの画質が良好となる。前記付き量を3.4g/m2以下とすることにより、第2のインクの均質性が良好となる。
本発明のインクジェット記録システムは、前記した本発明のインクセットと、記録媒体に第1のインクを付与する第1の付与手段と、第2のインクを付与する第2の付与手段と、第3のインクを付与する第3の付与手段と、を有するインクジェット記録システムであって、前記第1~第3の付与手段により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、前記第1の付与手段と前記第2の付与手段との間、前記第2の付与手段と前記第3の付与手段との間において、乾燥を行わずに、前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する。
これにより、第1のインクと第2のインクを混合した際にゲル化するので、乾燥工程を行う必要がなく、装置の小型化を図れるとともに生産性に優れる。
これにより、第1のインクと第2のインクを混合した際にゲル化するので、乾燥工程を行う必要がなく、装置の小型化を図れるとともに生産性に優れる。
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
1.インクセット
本発明のインクセットは、凝集剤を含有する第1のインクと、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、有色顔料を含む第3のインクと、を有し、前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する。
本発明のインクセットは、凝集剤を含有する第1のインクと、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、有色顔料を含む第3のインクと、を有し、前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する。
本発明において、「ゲル化する」とは、ゾルがゲルになる現象、すなわち、液状からゼリー状に変化し凝固化する現象をいう。具体的には、容器に第1のインクと第2のインクを、質量比において、1:4で混合し、容器をひっくり返したときに容器からインクが落ちてこない状態をいう。
本発明においては、第1のインクと第2のインクを質量比1:4で混合したとき、25℃におけるゼリー強度が3.0~20.0mNの範囲内であることが好ましい。
本発明におけるゼリー強度とは、以下のようして算出したものをいう。
第1のインクと第2のインクを質量比1:4で、6ccのスクリュー管に第1のインク、第2のインクの順に添加し、10分撹拌した。撹拌後、直径7mmの球状ブランジャーを装着したレオメーター(島津製作所(株)製 EZ-Test)で侵入速度毎秒0.5mmで侵入距離4mmに必要な荷重を、ゼリー強度とした。
本発明におけるゼリー強度とは、以下のようして算出したものをいう。
第1のインクと第2のインクを質量比1:4で、6ccのスクリュー管に第1のインク、第2のインクの順に添加し、10分撹拌した。撹拌後、直径7mmの球状ブランジャーを装着したレオメーター(島津製作所(株)製 EZ-Test)で侵入速度毎秒0.5mmで侵入距離4mmに必要な荷重を、ゼリー強度とした。
[第1のインク]
本発明に係る第1のインクは、凝集剤を含有する。当該第1のインクは、後述する第2のインクと記録媒体上において液状で混合されるインクである。
ここで、「液状で混合される」とは、例えば第1のインクと第2のインクとを、それぞれ液体の状態で混合させ一つの液状体に混合されることをいう。
また、「液状」とは、第1のインク、第2のインク及び第3のインクに含有されている溶媒や分散媒等の乾燥率(「揮発率」又は「蒸発率」ともいう。)が30%以下の液体状態をいうものとする。
第1のインクは、前記凝集剤のほか、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分を含有していてもよい。
本発明に係る第1のインクは、凝集剤を含有する。当該第1のインクは、後述する第2のインクと記録媒体上において液状で混合されるインクである。
ここで、「液状で混合される」とは、例えば第1のインクと第2のインクとを、それぞれ液体の状態で混合させ一つの液状体に混合されることをいう。
また、「液状」とは、第1のインク、第2のインク及び第3のインクに含有されている溶媒や分散媒等の乾燥率(「揮発率」又は「蒸発率」ともいう。)が30%以下の液体状態をいうものとする。
第1のインクは、前記凝集剤のほか、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分を含有していてもよい。
<凝集剤>
前記凝集剤は、インクと接触したときに、凝集物を生じさせる材料なら特に制限はない。凝集剤としては、例えば多価金属塩、有機酸、無機酸及びカチオンポリマー等が挙げられる。第1のインクが、これらの凝集剤を含有することで、色材含有インクである第2のインクとの相互作用を大きくすることができる。
前記凝集剤は、インクと接触したときに、凝集物を生じさせる材料なら特に制限はない。凝集剤としては、例えば多価金属塩、有機酸、無機酸及びカチオンポリマー等が挙げられる。第1のインクが、これらの凝集剤を含有することで、色材含有インクである第2のインクとの相互作用を大きくすることができる。
(多価金属塩)
前記第1のインクに凝集剤として前記多価金属塩が含有されると、記録媒体上で第1のインクと混合された第2のインク中のアニオン性の成分が塩析によって凝集する。
前記第1のインクに凝集剤として前記多価金属塩が含有されると、記録媒体上で第1のインクと混合された第2のインク中のアニオン性の成分が塩析によって凝集する。
前記多価金属塩としては、二価以上の価数をもつ金属の塩を用いることができる。
多価金属塩を構成する金属(カチオン)の種類は特に限定されないが、例えばCa2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+などの二価金属イオン、Al3+、Fe3+、Cr3+、Y3+などの三価金属イオン及びZr4+などの四価金属イオン等が挙げられる。
多価金属塩を構成する金属(カチオン)の種類は特に限定されないが、例えばCa2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+などの二価金属イオン、Al3+、Fe3+、Cr3+、Y3+などの三価金属イオン及びZr4+などの四価金属イオン等が挙げられる。
多価金属塩を構成する塩の種類は特に限定されないが、例えば炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、有機酸塩、ホウ酸塩及びリン酸塩などの公知の塩を使用できる。
特に好ましい多価金属塩の具体例としては、例えば塩化カルシウムや塩化マグネシウム、硝酸カルシウムや硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウムや乳酸マグネシウム、パントテン酸カルシウムのようなカルボン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩などが挙げられる。
特に好ましい多価金属塩の具体例としては、例えば塩化カルシウムや塩化マグネシウム、硝酸カルシウムや硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウムや乳酸マグネシウム、パントテン酸カルシウムのようなカルボン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩などが挙げられる。
前記多価金属塩の含有量は、第1のインクの総質量100質量%に対し、0.5~20質量%の範囲内が好ましく、1~10質量%の範囲内がより好ましい。
これにより、第2のインク中のアニオン性の成分を効果的に凝集させることができ、画像品質と耐熱水性のバランスを調整することができる。
これにより、第2のインク中のアニオン性の成分を効果的に凝集させることができ、画像品質と耐熱水性のバランスを調整することができる。
水溶液中の多価金属塩の含有量は、公知の方法で測定することができ、例えば誘導結合プラズマ(ICP)発光分析等が挙げられる。
(有機酸)
前記有機酸は、前記第2のインク中に含まれうる顔料を凝集し得るものである。
前記第1のインクに凝集剤として前記有機酸が含有されると、pH変動によって前記第2のインク中のアニオン性の成分を凝集させることができる。
前記有機酸は、前記第2のインク中に含まれうる顔料を凝集し得るものである。
前記第1のインクに凝集剤として前記有機酸が含有されると、pH変動によって前記第2のインク中のアニオン性の成分を凝集させることができる。
前記有機酸としては、例えば、マロン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、安息香酸等が挙げられる。
前記有機酸は、塩基により完全には中和されていないものを用いることが好ましい。
前記有機酸は、塩基により完全には中和されていないものを用いることが好ましい。
「塩基による中和」とは、これらの酸の酸性基と、正に帯電した他の元素又は化合物(例えば金属などの無機化合物)と、がイオン結合していることを意味する。
また、「完全には中和されていない」とは、前記有機酸が有する酸性基のうち、上記イオン結合を形成していない酸性基が存在することを意味する。
また、前記有機酸を用いることで第1のインクの保存安定性を維持しやすく、第1のインクを塗布、乾燥した後にブロッキングが起きにくい。
上記観点から好ましい有機酸は、マロン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸及び安息香酸などが含まれる。
有機酸を含有させる場合には、有機酸の含有量は、第1のインクの総質量100質量%に対し、0.1~10質量%の範囲内が好ましく、1~3質量%の範囲内がより好ましい。
なお、有機酸を用いる場合、有機酸の付量は、第2のインクに含まれるアニオン成分の中和当量以下に第1のインクのpHを調整する量であることが好ましい。
また、上記アニオン成分がカルボキシ基を有する化合物である場合、画像の滲みをより生じにくくする観点からは、上記有機酸の第1解離定数は3.5以下であることが好ましい。
また、上記アニオン成分がカルボキシ基を有する化合物である場合、画像の滲みをより生じにくくする観点からは、上記有機酸の第1解離定数は3.5以下であることが好ましい。
水溶液中の有機酸の含有量は、公知の方法で測定することができ、例えば高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等を挙げることができる。
(無機酸)
前記無機酸は、前記第2のインク中に含まれうる顔料を凝集し得るものである。
無機酸は、pH変動によって前記色材含有インク中のアニオン性の成分を凝集させることができる。
前記無機酸は、前記第2のインク中に含まれうる顔料を凝集し得るものである。
無機酸は、pH変動によって前記色材含有インク中のアニオン性の成分を凝集させることができる。
前記無機酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、スルファミン酸等が挙げられる。
無機酸を含有させる場合には、無機酸の含有量は、第1のインクの総質量100質量%に対し、0.1~10質量%の範囲内が好ましく、1~3質量%の範囲内がより好ましい。
無機酸を含有させる場合には、無機酸の含有量は、第1のインクの総質量100質量%に対し、0.1~10質量%の範囲内が好ましく、1~3質量%の範囲内がより好ましい。
(カチオンポリマー)
凝集剤として用いられるカチオンポリマーとしては、溶解系ポリマーが挙げられる。
溶解系ポリマーの例としては、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン及びポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドなどが含まれる。
溶解系カチオンポリマーの市販品の例としては、センカ社製KHE100L、FPA100L、ニットーボーメディカル社製PAS-92A、PAS-M-1A、PAS-21CLなどが挙げられる。
凝集剤として用いられるカチオンポリマーとしては、溶解系ポリマーが挙げられる。
溶解系ポリマーの例としては、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン及びポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドなどが含まれる。
溶解系カチオンポリマーの市販品の例としては、センカ社製KHE100L、FPA100L、ニットーボーメディカル社製PAS-92A、PAS-M-1A、PAS-21CLなどが挙げられる。
<溶媒>
(水溶性溶媒)
インクに含有される有機溶媒としては、水溶性の有機溶媒を好適に用いることができる。水溶性の有機溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、アミン類、アミド類、グリコールエーテル類、炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類などが挙げられる。
(水溶性溶媒)
インクに含有される有機溶媒としては、水溶性の有機溶媒を好適に用いることができる。水溶性の有機溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、アミン類、アミド類、グリコールエーテル類、炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類などが挙げられる。
《アルコール類》
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、t-ブタノール、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、トリデシルアルコール、n-ウンデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、t-ブタノール、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、トリデシルアルコール、n-ウンデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
《多価アルコール類》
多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール等が挙げられる。
多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール等が挙げられる。
《アミン類》
アミン類としては、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等が挙げられる。
アミン類としては、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等が挙げられる。
《アミド類》
アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
《グリコールエーテル類》
グリコールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
グリコールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
《炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類》
炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類としては、例えば、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール等が挙げられる。
特に好ましく用いられる有機溶媒は、多価アルコール類であり、高速プリント時の滲みを好適に抑制することができる。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールが好ましい。
炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類としては、例えば、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール等が挙げられる。
特に好ましく用いられる有機溶媒は、多価アルコール類であり、高速プリント時の滲みを好適に抑制することができる。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールが好ましい。
インクには、これら水溶性溶媒から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせて含有することができる。水溶性溶媒の総含有量は、第1のインクの総質量100質量%に対し、5~40質量%の範囲内が好ましく、10~40質量%の範囲内がより好ましい。
<界面活性剤>
前記第1のインクが、一種以上の界面活性剤を含有することが好ましい。
前記第1のインクが、一種以上の界面活性剤を含有することが好ましい。
本発明に係る界面活性剤は、当該第1のインクに含有させることにより、第1のインクのノズルからの出射安定性の向上や、記録媒体に着弾した液滴の広がり(ドット径の拡大)を制御することができる。
本発明の第1のインクが含有することができる界面活性剤は、特に制限はないが、第2のインクの他の構成成分にアニオン性の化合物を含有するときは、第1のインクが含有する界面活性剤のイオン性はアニオン、ノニオン又はベタイン型が好ましい。
本発明において、好ましくは静的表面張力の低下能が高いフッ素系又はシリコーン系の界面活性剤や、動的表面張力の低減能が高いジオクチルスルホサクシネートなどのアニオン界面活性剤、比較的低分子量のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アセチレングリコール類、プルロニック型界面活性剤(プルロニックは登録商標)、ソルビタン誘導体などのノニオン界面活性剤が好ましく用いられる。
また、フッ素系又はシリコーン系界面活性剤と、動的表面張力の低減能が高い界面活性剤を併用して用いることも好ましい。
また、フッ素系又はシリコーン系界面活性剤と、動的表面張力の低減能が高い界面活性剤を併用して用いることも好ましい。
(シリコーン系界面活性剤)
界面活性剤として、シリコーン系又はフッ素系の界面活性剤を添加することで、塩化ビニルシートをはじめ種々の疎水性樹脂からなる記録媒体や、印刷本紙などのインク吸収能が低い記録媒体に対して、インク混じり(ビーディング)をいっそう抑えることができる。その結果、高画質な印字画像を得られる点で好ましい。
界面活性剤として、シリコーン系又はフッ素系の界面活性剤を添加することで、塩化ビニルシートをはじめ種々の疎水性樹脂からなる記録媒体や、印刷本紙などのインク吸収能が低い記録媒体に対して、インク混じり(ビーディング)をいっそう抑えることができる。その結果、高画質な印字画像を得られる点で好ましい。
上記シリコーン系の界面活性剤としては、好ましくはポリエーテル変性シリコーンがあり、例えばアルキレンオキサイド基を、ポリジメチルシロキサン鎖の側鎖及び/又は両末端に有するシロキサンが挙げられる。
具体的には、ビックケミー社製のBYK-307、BYK-331、BYK-333、BYK-345、BYK-3450、BYK-3451、BYK-3455、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、エボニック社製のTEGOWetKL245、TEGOWet250、TEGOWet260、TEGOWet270、TEGOWet280、信越化学工業社製のKF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-640、KF-642、KF-643、KF-644、KF-945、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017、KF-6020、KF-6204、X-22-4515等が挙げられる。
ポリエーテル変性シリコーンとして、特に、アルキレンオキサイド基を、ポリジメチルシロキサン鎖の側鎖及び/又は両末端に有するトリシロキサンが好ましい。
トリシロキサンを使用することで、第1のインクの動的表面張力を効果的に低下させることができ、基材への密着性が良好な画像が得られる。
トリシロキサンとしては、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
トリシロキサンを使用することで、第1のインクの動的表面張力を効果的に低下させることができ、基材への密着性が良好な画像が得られる。
トリシロキサンとしては、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
前記一般式(1)において、「EO」は、ポリエチレンオキシドの繰り返し単位構造、すなわち、三員環の環状エーテルであるエチレンオキシドが開環した構造を表す。
また、「PO」は、ポリプロピレンオキシドの繰返し単位構造、すなわち、三員環の環状エーテルであるプロピレンオキシドが開環した構造を表す。
[EO]mと[PO]nの順序はどちらでもよい
また、「PO」は、ポリプロピレンオキシドの繰返し単位構造、すなわち、三員環の環状エーテルであるプロピレンオキシドが開環した構造を表す。
[EO]mと[PO]nの順序はどちらでもよい
ここで、「[EO]mと[PO]nの順序はどちらでもよい」とは、一般式(1)で表される化合物分子において、母体となるシロキサン骨格に対する結合位置の順序は適宜変えてよいことをいう。
前記一般式(1)において、Xは、炭素数3のアルキレン基(すなわち、プロピレン基)であることが好ましい。
また、前記一般式(1)において、mが5~20の整数であり、nが0~6の整数であることが好ましい。
また、前記一般式(1)において、mが5~20の整数であり、nが0~6の整数であることが好ましい。
前記一般式(1)で表される構造を有するシリコーン系界面活性剤の具体例として、(S-1)~(S-8)を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
(S-1):前記一般式(1)において、R=メチル基、X=炭素数3のアルキレン基、m=9、n=0
(S-2):前記一般式(1)において、R=ブチル基、X=炭素数3のアルキレン基、m=25、n=6
(S-3):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=3、n=0
(S-4):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=33、n=0
(S-5):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=22、n=16
(S-6):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=9、n=0
(S-7):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=12、n=3
(S-8):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=1、n=0
(S-2):前記一般式(1)において、R=ブチル基、X=炭素数3のアルキレン基、m=25、n=6
(S-3):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=3、n=0
(S-4):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=33、n=0
(S-5):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=22、n=16
(S-6):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=9、n=0
(S-7):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=12、n=3
(S-8):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=1、n=0
前記トリシロキサンとしては、ビックケミー・ジャパン社製のBYK-3450、BYK-3451、エボニック社製のTEGOWetKL245、TEGOWet250、TEGOWet260、TEGOWet270、TEGOWet280等が挙げられる。
また、ポリエーテル変性シリコーンの含有量は、第1のインクの総質量100質量%に対し、0.5~2質量%の範囲内で含有することが好ましく、0.5~1.5質量%の範囲内で含有することがより好ましい。
(フッ素系界面活性剤)
上記フッ素系の界面活性剤は、通常の界面活性剤の疎水性基の炭素に結合した水素の代わりに、その一部又は全部をフッ素で置換したものを意味する。
この内、分子内にパーフルオロアルキル基を有するものが好ましい。
上記フッ素系の界面活性剤は、通常の界面活性剤の疎水性基の炭素に結合した水素の代わりに、その一部又は全部をフッ素で置換したものを意味する。
この内、分子内にパーフルオロアルキル基を有するものが好ましい。
上記フッ素系の界面活性剤のうち、ある種のものは大日本インキ化学工業社からメガファック(Megafac)Fなる商品名で、旭硝子社からサーフロン(Surflon)なる商品名で、ミネソタ・マイニング・アンド・マニファクチュアリング・カンパニー社からフルオラッド(Fluorad)FCなる商品名で、インペリアル・ケミカル・インダストリー社からモンフロール(Monflor)なる商品名で、イー・アイ・デュポン・ネメラス・アンド・カンパニー社からゾニルス(Zonyls)なる商品名で、またファルベベルケ・ヘキスト社からリコベット(Licowet)VPFなる商品名で、それぞれ市販されている。
アセチレングリコール系の界面活性剤の市販品としては、例えば、オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)が挙げられる。
第1のインクにおける界面活性剤の含有量は、特に限定されないが、第1のインク全質量の0.1~5.0質量%の範囲内であることが好ましい。
<水>
本発明に係る第1のインクに使用可能な水については、特に限定されるものではなく、イオン交換水、蒸留水、又は純水であり得る。
本発明に係る第1のインクに使用可能な水については、特に限定されるものではなく、イオン交換水、蒸留水、又は純水であり得る。
<その他の成分>
本発明に係る第1のインクは、本発明の効果を損なわない範囲で、その他、架橋剤、防黴剤、殺菌剤等、他の成分を適宜配合することができる。
本発明に係る第1のインクは、本発明の効果を損なわない範囲で、その他、架橋剤、防黴剤、殺菌剤等、他の成分を適宜配合することができる。
さらに、例えば特開昭57-74193号公報、同57-87988号公報及び同62-261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57-74192号公報、同57-87989号公報、同60-72785号公報、同61-146591号公報、特開平1-95091号公報及び同3-13376号公報等に記載の退色防止剤、アニオン、カチオン又は非イオンの各種界面活性剤、特開昭59-42993号公報、同59-52689号公報、同62-280069号公報、同61-242871号公報及び特開平4-219266号公報等に記載の蛍光増白剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤等、公知の各種添加剤を含有させることもできる。
[第2のインク]
本発明に係る第2のインクは、第2のインクは、記録媒体上において、前記第1のインクと液状で混合されるインクである。第2のインクは、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する。また、第2のインクは、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分を含有してもよい。
本発明に係る第2のインクは、第2のインクは、記録媒体上において、前記第1のインクと液状で混合されるインクである。第2のインクは、白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する。また、第2のインクは、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分を含有してもよい。
<白色顔料>
本発明に係る白色顔料は、当該白色顔料を含有する第2のインクが硬化して形成される硬化膜を、白色に呈させる顔料であれば特に制限されない。
白色顔料の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、二酸化ジルコニウム、微粉ケイ酸や合成ケイ酸塩等のシリカ類、タルク、クレイ、白色の中空樹脂粒子、白色の高分子粒子等が挙げられる。中でも、白色度(発色性)の観点から、白色金属酸化物であることが好ましく、酸化チタンであることがより好ましい。
これらは、一種単独で用いても、二種以上併用してもよい。
本発明に係る白色顔料は、当該白色顔料を含有する第2のインクが硬化して形成される硬化膜を、白色に呈させる顔料であれば特に制限されない。
白色顔料の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、二酸化ジルコニウム、微粉ケイ酸や合成ケイ酸塩等のシリカ類、タルク、クレイ、白色の中空樹脂粒子、白色の高分子粒子等が挙げられる。中でも、白色度(発色性)の観点から、白色金属酸化物であることが好ましく、酸化チタンであることがより好ましい。
これらは、一種単独で用いても、二種以上併用してもよい。
白色度(発色性)の観点から、白色顔料の分散時の粒径(平均分散粒径)は、150~350nmの範囲内であることが好ましく、160~320nmの範囲内であることがより好ましく、180~300nmの範囲内であることがさらに好ましい。
なお、ここでの、「白色顔料の分散時」とは、インクの調製に用いられる白色顔料分散体を調製した時であっても、調製したインクを長期保存の後に再分散させた時であってもよい。
なお、ここでの、「白色顔料の分散時」とは、インクの調製に用いられる白色顔料分散体を調製した時であっても、調製したインクを長期保存の後に再分散させた時であってもよい。
なお、平均分散粒径は、粒径測定装置及び動的光散乱法を利用して測定することができる。
白色顔料を含むスラリーを、白色顔料の含有量が0.1質量%になるようイオン交換水で希釈し、希釈スラリーにレーザー光を照射し、白色顔料から散乱される散乱光強度をマイクロ秒単位の時間変化で測定する。検出された白色顔料に起因する散乱強度分布を正規分布に当てはめて、キュムラント解析法により白色顔料粒子のZ平均粒径を求める。
粒径測定装置としては、例えば、スペクトリス社製ゼータサイザーナノZ90が挙げられる。粒径測定装置には、データ解析ソフトが搭載されており、データ解析ソフトが測定データを自動的に解析することでZ平均粒径を算出できる。
白色顔料を含むスラリーを、白色顔料の含有量が0.1質量%になるようイオン交換水で希釈し、希釈スラリーにレーザー光を照射し、白色顔料から散乱される散乱光強度をマイクロ秒単位の時間変化で測定する。検出された白色顔料に起因する散乱強度分布を正規分布に当てはめて、キュムラント解析法により白色顔料粒子のZ平均粒径を求める。
粒径測定装置としては、例えば、スペクトリス社製ゼータサイザーナノZ90が挙げられる。粒径測定装置には、データ解析ソフトが搭載されており、データ解析ソフトが測定データを自動的に解析することでZ平均粒径を算出できる。
白色顔料の含有量は、第2のインクの全質量に対して、2~20質量%の範囲内であることが好ましく、3~18質量%の範囲内であることがより好ましく、5~15質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
本発明に係る白色顔料は、酸化チタンであることが特に好ましい。白色顔料が酸化チタンであることにより、白色度(発色性及び隠蔽性)に優れ、また、分散時の粒径を好適な範囲内に調整することができるため、画質を向上させることができる。
本発明に係る白色顔料は、酸化チタンであることが特に好ましい。白色顔料が酸化チタンであることにより、白色度(発色性及び隠蔽性)に優れ、また、分散時の粒径を好適な範囲内に調整することができるため、画質を向上させることができる。
酸化チタンの結晶形態は、ルチル型(正方晶)、アナターゼ型(正方晶)又はブルッカイト型(斜方晶)のいずれであってもよい。分散時の粒径をより小さくできる観点から、比重が比較的小さいアナターゼ型であることが好ましい。また、形成される画像の隠蔽性をより高める観点からは、可視光領域における屈折率が比較的大きいルチル型であることが好ましい。また、ルチル型は、光触媒活性を示す。
上記結晶形態の酸化チタンから、一種単独で用いても、結晶形態の異なる酸化チタンを二種以上併用してもよい。
上記結晶形態の酸化チタンから、一種単独で用いても、結晶形態の異なる酸化チタンを二種以上併用してもよい。
分散性の観点から、酸化チタンは表面処理されていることが好ましい。表面処理は、粒子の少なくとも一部又は全部が処理されていればよい。
酸化チタンの表面処理は、特に制限されず、例えば、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化マグネシウム等の無機化合物の少なくとも一種による表面処理、チタンカップリング剤、シランカップリング剤、シリコーンオイル等の有機化合物による表面処理等が挙げられる。
酸化チタンの表面処理は、特に制限されず、例えば、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化マグネシウム等の無機化合物の少なくとも一種による表面処理、チタンカップリング剤、シランカップリング剤、シリコーンオイル等の有機化合物による表面処理等が挙げられる。
高い発色性の観点から、アルミナ、シリカ又は有機化合物の少なくとも一種による表面処理がされていることが好ましい。特に、アルミナによる表面処理がされていることがより好ましい。白色インクの発色性が高いことにより、記録媒体の透明性や色を隠蔽する目的で使用する場合には、その隠蔽性に優れ、重ねて付与するカラーインクの発色性を高める。すなわち、画質を向上させることができる。
なお、酸化チタン以外の白色顔料についても、表面処理されていることが好ましい。
なお、酸化チタン以外の白色顔料についても、表面処理されていることが好ましい。
酸化チタンの市販品としては、例えば、「CR-EL」、「CR-50」、「CR-50-2」、「CR-58」、「CR-80」、「CR-90」、「R-680」、「R-930」、「PF691」、「A-220」(以上、石原産業株式会社製)、「TCR-52」、「R-310」、「R-32」、「A-190」、「A-197」(以上、堺化学工業株式会社製)、「KR-310」、「KR-380」、「KR-380N」(以上、チタン工業株式会社)等が挙げられる。
(顔料分散剤)
本発明に係る第2のインクは、前記顔料を分散させるための顔料分散剤を含有することが好ましい。
前記顔料分散剤は、格別限定されないがアニオン性基を有する高分子分散剤が好ましい。高分子分散剤の分子量が、5000~200000の範囲内のものを好適に用いることができる。
本発明に係る第2のインクは、前記顔料を分散させるための顔料分散剤を含有することが好ましい。
前記顔料分散剤は、格別限定されないがアニオン性基を有する高分子分散剤が好ましい。高分子分散剤の分子量が、5000~200000の範囲内のものを好適に用いることができる。
高分子分散剤としては、例えばスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた二種以上の単量体に由来する構造を有するブロック共重合体、ランダム共重合体及びこれらの塩、ポリオキシアルキレン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等を挙げることができる。
高分子分散剤は、アクリロイル基を有することが好ましい。高分子分散剤は、中和塩基で中和して添加することが好ましい。
ここで中和塩基は特に限定されないが、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン等の有機塩基であることが好ましい。
ここで中和塩基は特に限定されないが、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン等の有機塩基であることが好ましい。
特に、顔料が酸化チタンであるとき、酸化チタンは、アクリロイル基を有する高分子分散剤で分散されていることが好ましい。
また、高分子分散剤の添加量は、顔料に対して、10~100質量%の範囲内であることが好ましく、10~40質量%の範囲内がより好ましい。
顔料は、顔料を上記高分子分散剤で被覆した、いわゆるカプセル顔料の形態を有することが特に好ましい。
顔料を高分子分散剤で被覆する方法としては、公知の種々の方法を用いることができる。当該方法としては、例えば転相乳化法、酸析法、又は、顔料を重合性界面活性剤により分散し、そこへモノマーを供給し、重合しながら被覆する方法などを好ましく例示できる。
特に好ましい方法として、水不溶性樹脂を、メチルエチルケトンなどの有機溶媒に溶解し、さらに塩基にて樹脂中の酸性基を部分的、若しくは完全に中和する。その後、顔料及びイオン交換水を添加し、分散したのち、有機溶媒を除去し、必要に応じて加水して調製する方法を挙げることができる。
前記第2のインク中における顔料の分散状態の平均粒径は、50nm以上、200nm未満であることが好ましい。
これにより、顔料の分散安定性を向上でき、前記第2のインクの保存安定性を向上できる。
これにより、顔料の分散安定性を向上でき、前記第2のインクの保存安定性を向上できる。
顔料の粒子径測定は、動的光散乱法、電気泳動法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができる。特に、動的光散乱法による測定が簡便で、かつ該粒子径領域を精度よく測定できる。
顔料は、分散剤及びその他所望する諸目的に応じて必要な添加物とともに、分散機により分散して用いることができる。
分散機としては、従来公知のボールミル、サンドミル、ラインミル、高圧ホモジナイザー等を使用できる。
中でもサンドミルによって顔料を分散させると、粒度分布がシャープとなるため好ましい。
また、サンドミル分散に使用するビーズの材質は、格別限定されないが、ジルコニア又はジルコンであることが好ましい。ジルコニア又はジルコンの場合、ビーズ破片の生成やイオン成分のコンタミネーションを防止できる。
さらに、このビーズ径は、0.3~3mmの範囲内であることが好ましい。
中でもサンドミルによって顔料を分散させると、粒度分布がシャープとなるため好ましい。
また、サンドミル分散に使用するビーズの材質は、格別限定されないが、ジルコニア又はジルコンであることが好ましい。ジルコニア又はジルコンの場合、ビーズ破片の生成やイオン成分のコンタミネーションを防止できる。
さらに、このビーズ径は、0.3~3mmの範囲内であることが好ましい。
前記第2のインクにおける顔料の含有量は格別限定されないが、酸化チタンについては、7~18質量%の範囲内が好ましく、有機顔料については0.5~7質量%の範囲内が好ましい範囲である。
<樹脂エマルジョン>
本発明に係る第2のインクに含有される「樹脂エマルジョン」とは、樹脂微粒子を水や水溶性有機化合物等を含む分散媒に乳化分散させた状態、すなわち乳濁液の状態のものをいう。^^^^^^^^^^^
前記樹脂微粒子は、水不溶性樹脂微粒子であることが好ましい。
また、前記樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg[℃])が40~90℃の範囲内であることが好ましい。
本発明に係る第2のインクに含有される「樹脂エマルジョン」とは、樹脂微粒子を水や水溶性有機化合物等を含む分散媒に乳化分散させた状態、すなわち乳濁液の状態のものをいう。^^^^^^^^^^^
前記樹脂微粒子は、水不溶性樹脂微粒子であることが好ましい。
また、前記樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg[℃])が40~90℃の範囲内であることが好ましい。
前記ガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量測定装置)を用いて、-30~200[℃]の範囲内の温度域で昇温速度10[℃/分]の条件で昇温させたときの吸熱ピークから、ガラス転移温度(Tg[℃])を読み取ることによって特定することができる。
本発明で好ましく用いられる水不溶性樹脂粒子は、第2のインクを受容でき、当該第2のインクに対して溶解性又は親和性を示す水不溶性樹脂粒子である。
本発明において用いられる「水不溶性樹脂微粒子」とは、本来水不溶性であるが、ミクロな微粒子として樹脂が水系媒体中に分散する形態を有するものである。「水不溶性樹脂微粒子」は、乳化剤等を用いて強制乳化させ水中に分散している非水溶性樹脂、又は、分子内に親水性の官能基を導入して、乳化剤や分散安定剤を使用することなくそれ自身で安定な水分散体を形成する自己乳化できる非水溶性樹脂である。
これらの樹脂は通常、水又は水/アルコール混合溶媒中に乳化分散させた状態で用いられる。
なお、本発明において、「水不溶性」とは、樹脂を105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下である樹脂をいう。前記溶解量は、好ましくは5g以下、さらに好ましくは1g以下である。
前記ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル又はウレタン樹脂とアクリル樹脂の複合樹脂のいずれかであることが好ましい。特に、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル又はウレタン樹脂とアクリル樹脂の複合樹脂である。
これら樹脂粒子の樹脂エマルジョン中における平均粒径が200nm以下であることが好ましい。特に、前記平均粒径は、80~200nmが好ましく、100~150nmの範囲内であることがより好ましい。
これら樹脂粒子の樹脂エマルジョン中における平均粒径が200nm以下であることが好ましい。特に、前記平均粒径は、80~200nmが好ましく、100~150nmの範囲内であることがより好ましい。
上記ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂又はウレタン樹脂とアクリル樹脂の複合樹脂微粒子は、アニオン性又はノニオン性であることが好ましい。
中でも、第2のインクに含有される樹脂微粒子は、酸構造を含有することが好ましい。前記樹脂微粒子が酸構造を含有することで、界面活性剤の添加量が少なくても、水中に分散させることが可能となり、前記第2のインク塗膜の耐水性が向上する。
これを、自己乳化型といい、界面活性剤を使用することなく分子イオン性のみで、水中に樹脂が分散安定化しうることを意味する。
これを、自己乳化型といい、界面活性剤を使用することなく分子イオン性のみで、水中に樹脂が分散安定化しうることを意味する。
酸構造の例には、カルボキシ基(-COOH)、スルホン酸基(-SO3H)等の酸基等が含まれる。
酸構造は、樹脂において側鎖に存在していてもよく、末端に存在していてもよい。
本発明に係る第2のインクは、特にスルホン酸基を有する水分散性ポリエステルを含有することが好ましい。これにより、基材に対する高い密着性が得られる。
酸構造は、樹脂において側鎖に存在していてもよく、末端に存在していてもよい。
本発明に係る第2のインクは、特にスルホン酸基を有する水分散性ポリエステルを含有することが好ましい。これにより、基材に対する高い密着性が得られる。
上記酸構造の一部又は全部は、中和されていることが好ましい。
酸構造を中和することにより、樹脂の水分散性を向上させることができる。
酸構造を中和することにより、樹脂の水分散性を向上させることができる。
酸構造を中和する中和剤の例には、有機アミン類が好ましく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミンを用いることが好ましい。
以下、各樹脂について説明する。
(ポリエステル)
水不溶性樹脂粒子として用いられるポリエステル骨格を有するポリエステルは、多価アルコール成分と多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸成分とを用いて得ることができる。
(ポリエステル)
水不溶性樹脂粒子として用いられるポリエステル骨格を有するポリエステルは、多価アルコール成分と多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸成分とを用いて得ることができる。
前記多価アルコール成分としては、二価のアルコール(ジオール)、具体的には炭素数2~36の範囲内のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール等)、炭素数4~36の範囲内のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等)、炭素数6~36の範囲内の脂環式ジオール(1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等)、前記脂環式ジオールの炭素数2~4の範囲内のアルキレンオキシド(エチレンオキシド(以下、EOと略記する。)、プロピレンオキシド(以下、POと略記する。)、ブチレンオキシド(以下、BOと略記する。))付加物(付加モル数1~30の範囲)又はビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等)の炭素数2~4の範囲内のアルキレンオキシド(EO、PO、BO等)付加物(付加モル数2~30の範囲)等が挙げられる。
これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
前記多価カルボン酸成分としては、二価のカルボン酸(ジカルボン酸)、具体的には炭素数4~36の範囲内のアルカンジカルボン酸(コハク酸、アピジン酸、セバシン酸等)、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸等)、炭素数4~36の範囲内の脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸(2量化リノール酸)等)、炭素数4~36の範囲内のアルケンジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸等)、又は炭素数8~36の範囲内の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸又はこれらの誘導体、ナフタレンジカルボン酸等)等が挙げられる。
これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
前記ポリエステルとしては、分子内にアニオン性基を有するポリエステルが好ましく、中でもスルホン酸基を含有するポリエステルが好ましい。
スルホン酸基を含むポリエステルを得る公知の合成法としては、例えばスルホン酸基を有するジカルボン酸とジオールとの重縮合反応等の方法がある。また、前記公知の合成法として、ジカルボン酸とスルホン酸塩を有するジオールとの重縮合反応等の方法もある。
スルホン酸基を有するジカルボン酸成分としては、例えば2-スルホテレフタル酸、5-スルホイソフタル酸、4-スルホナフタレンイソフタル酸-2,7-ジカルボン酸及び5-(4-スルホフェノキシ)イソフタル酸、又はそれらのアルカリ金属塩等を挙げられる。
スルホン酸基を有するジオールとしては、例えば2-スルホ-1,4-ブタンジオール、2,5-ジメチル-3-スルホ-2,5-ヘキサンジオール、又はそれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。
前記ポリエステルの数平均分子量としては、1000~50000の範囲内が好ましく、2000~20000の範囲内がより好ましい。
前記ポリエステルとしては、市販品を使用してもよい。スルホン酸基を有する水分散性ポリエステルの市販品としては、例えば東洋紡社製バイロナールMD-1100、MD-1200、MD-1245、MD-1480、MD-1500、互応化学社製プラスコートZ-221、Z-446、Z-561、Z-880、Z-3310、高松油脂社製ペスレジンA-520、A-613D、A-615GE、A-640、A-645GH、A-647GEX、A-110F、A-160Pなどが挙げられる。
前記の中でも、ガラス転移温度が40~90℃の樹脂が特に好ましい。当該樹脂として、例えば東洋紡社製バイロナールMD-1100、MD-1200、MD-1245、MD-1500、互応化学社製プラスコートZ-221、Z-446、Z-561、高松油脂社製ペスレジンA-520、A-613D、A-615GE、A-640、A-645GH、A-647GEXなどが挙げられる。
また、ユニチカ株式会社製KA-3556S、KA-5071S、KT-0507、互応化学工業株式会社製GX-1250なども好適に用いられる。
これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
また、ユニチカ株式会社製KA-3556S、KA-5071S、KT-0507、互応化学工業株式会社製GX-1250なども好適に用いられる。
これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
(ウレタン樹脂)
本発明に係る水不溶性樹脂粒子として用いられるウレタン樹脂としては、親水基を有するものを用いることができる。
本発明に係る水不溶性樹脂粒子として用いられるウレタン樹脂としては、親水基を有するものを用いることができる。
上記ウレタン樹脂は、その分子内に水溶性官能基、すなわち親水基を有する自己乳化型ウレタンを分散させた水分散体、又は界面活性剤を併用して強力な機械剪断力の下で乳化した強制乳化型ウレタンの水分散体であることが好ましい。
上記水分散体におけるウレタン樹脂は、ポリオールと有機ポリイソシアネート及び親水基含有化合物との反応により得ることができる。
上記水分散体におけるウレタン樹脂は、ポリオールと有機ポリイソシアネート及び親水基含有化合物との反応により得ることができる。
上記ウレタン樹脂の水分散体の調製に使用し得るポリオールの例には、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びポリオレフィン系ポリオールなどが含まれる。
ポリエステルポリオールの例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-及び1,3-プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-及び1,4-ブタンジオール、3-メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノール等の低分子ポリオール;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、テトラヒドロフラン酸、エンドメチンテトラヒドロフラン酸、及びヘキサヒドロフタル酸などの多価カルボン酸との縮合物が含まれる。
ポリエーテルポリオールの例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレンポリテトレメチレングリコール、及びポリテトラメチレングリコールなどが含まれる。
ポリカーボネートポリオールの例には、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート又はホスゲン等の炭酸誘導体と、ジオールとの反応により得ることができる。
上記ジオールの例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-及び1,3-プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-及び1,4-ブタンジオール、3-メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、及びシクロヘキサンジメタノールなどが含まれる。
また、ウレタン樹脂の水分散体の調製に使用し得る有機ポリイソシアネートの例には、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの芳香族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)などの脂肪族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI、H12MDI)などの脂環族イソシアネートが含まれる。
これらは、一種類のみを単独で使用してもよく、二種類以上を併用してもよい。
これらは、一種類のみを単独で使用してもよく、二種類以上を併用してもよい。
また、ウレタン樹脂の水分散体の調製に使用し得る親水基含有化合物の例には、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸、グリシンなどのカルボン酸含有化合物、及びそのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩などの誘導体;タウリン(すなわち、アミノエチルスルホン酸)、エトキシポリエチレングリコールスルホン酸などのスルホン酸含有化合物、及びそのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩等の誘導体が含まれる。
ウレタン樹脂は、公知の方法により得ることができる。
例えば上述したポリオールと有機ポリイソシアネートと、親水基含有化合物とを混合し、30~130℃の範囲内で30分~50時間反応させることにより、ウレタンプレポリマーを得ることができる。
例えば上述したポリオールと有機ポリイソシアネートと、親水基含有化合物とを混合し、30~130℃の範囲内で30分~50時間反応させることにより、ウレタンプレポリマーを得ることができる。
上記ウレタンプレポリマーは、鎖伸長剤により伸長してポリマー化することで、親水基を有するウレタン樹脂となる。
鎖伸長剤としては、水及び/又はアミン化合物であることが好ましい。
鎖伸長剤として水やアミン化合物を用いることにより、遊離イソシアネートと短時間で反応して、イソシアネート末端プレポリマーを効率よく伸長させることができる。
鎖伸長剤として水やアミン化合物を用いることにより、遊離イソシアネートと短時間で反応して、イソシアネート末端プレポリマーを効率よく伸長させることができる。
鎖伸長剤としてのアミン化合物の例には、エチレンジアミン、トリエチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン;メタキシレンジアミン、トルイレンジアミンなどの芳香族ポリアミン;ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド等のポリヒドラジノ化合物等が含まれる。
上記アミン化合物には、上記ポリアミンとともに、ポリマー化を大きく阻害しない程度で、ジブチルアミンなどの一価のアミンやメチルエチルケトオキシム等を反応停止剤として含んでいてもよい。
なお、ウレタンプレポリマーの合成においては、イソシアネートと不活性であり、ウレタンプレポリマーを溶解しうる溶媒を用いてもよい。
これらの溶媒の例には、ジオキサン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、N-メチル-2-ピロリドン、トルエン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が含まれる。
反応段階で使用されるこれらの親水性有機溶媒は、最終的に除去されるのが好ましい。
反応段階で使用されるこれらの親水性有機溶媒は、最終的に除去されるのが好ましい。
また、ウレタンプレポリマーの合成においては、反応を促進させるために、アミン触媒(例えばトリエチルアミン、N-エチルモルフォリン、トリエチルジアミン等)、スズ系触媒(例えばジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、オクチル酸スズ等)、及びチタン系触媒(例えばテトラブチルチタネート等)などの触媒を添加してもよい。
ウレタン樹脂の数平均分子量は、分岐構造や内部架橋構造を導入して可能な限り大きくすることが好ましく、数平均分子量50000~10000000であることが好ましい。
分子量を上記範囲内にすることにより、ウレタン樹脂が溶媒に溶けにくくなるので、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られるからである。
なお、数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定される値である。前記数平均分子量(Mn)は、例えば株式会社島津製作所製「RID-6A」(カラム:東ソー株式会社製「TSK-GEL」、溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、カラム温度:40℃)を用いて、ポリスチレン標準試料で作成した検量線から求めることができる。
また、上記ウレタン樹脂は市販品を用いてもよい。
上記ウレタン樹脂のガラス転移温度が40~90℃の範囲内の市販品の例には、楠本化成社製のNeorez R-967、R-600、R-9671、日華化学社製のエバファノールHA-560、第一工業製薬社製のSF-870、SF-860などが含まれる。
上記ウレタン樹脂のガラス転移温度が40~90℃の範囲内の市販品の例には、楠本化成社製のNeorez R-967、R-600、R-9671、日華化学社製のエバファノールHA-560、第一工業製薬社製のSF-870、SF-860などが含まれる。
(アクリル樹脂)
水不溶性樹脂粒子として用いられるアクリル樹脂は、アクリル酸エステル成分、メタクリル酸エステル成分、またスチレン成分等との共重合体を用いて得ることができる。
水不溶性樹脂粒子として用いられるアクリル樹脂は、アクリル酸エステル成分、メタクリル酸エステル成分、またスチレン成分等との共重合体を用いて得ることができる。
アクリル酸エステル成分、メタクリル酸エステル成分の例には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸-4-ヒドロキブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸、ジ(メタ)アクリル酸(ジ)エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸-1,4-ブタンジオ-ル、ジ(メタ)アクリル酸-1,6-ヘキサンジオ-ル、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロ-ルプロパン、ジ(メタ)アクリル酸グリセリン、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、及びアクリルアミド等が含まれる。
スチレン成分の例には、スチレン、4-メチルスチレン、4-ヒドロキシスチレン、4-アセトキシスチレン、4-アセチルスチレン及びスチレンスルホン酸などが含まれる。
これらの成分は、一種類のみを単独で使用してもよく、二種類以上を併用してもよい。
これらの成分は、一種類のみを単独で使用してもよく、二種類以上を併用してもよい。
上記アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)は、1000~50000の範囲内であることが好ましく、2000~20000の範囲内であることがより好ましい。
上記アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)が1000以上であると、塗膜の凝集力が強くなり、密着性が向上する。アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)が50000以下であると、有機溶媒に対する溶解性が良く、乳化分散体の粒子径の微小化が促進されるからである。
なお、数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定される値である。前記数平均分子量(Mn)は、例えば株式会社島津製作所製「RID-6A」(カラム:東ソー株式会社製「TSK-GEL」、溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、カラム温度:40℃)を用いて、ポリスチレン標準試料で作成した検量線から求めることができる。
また、上記アクリル樹脂としては、市販品を用いてもよい。
上記アクリル樹脂のガラス転移温度が40~90℃の範囲内の市販品の例には、ジャパンコーティングレジン社製モビニール6899D、6969D、6800、トーヨーケム社製TOCRYL W-7146、W-7147、W-7148、W-7149、W-7150などのアクリル系エマルジョン等が含まれる。
上記アクリル樹脂のガラス転移温度が40~90℃の範囲内の市販品の例には、ジャパンコーティングレジン社製モビニール6899D、6969D、6800、トーヨーケム社製TOCRYL W-7146、W-7147、W-7148、W-7149、W-7150などのアクリル系エマルジョン等が含まれる。
(ポリオレフィン樹脂)
本発明に係るインクに含有されるポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン及び/又はプロピレンと他のコモノマー(例えば、炭素数が2以上である1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、炭素数が2~6のα-オレフィンコモノマー)とのランダム共重合体又はブロック共重合体(例えば、エチレン-プロピレン-ブテン共重合体など)を用いることができる。
また、前記ポリオレフィン樹脂としては、上記他のコモノマーを2種類以上共重合したもの、及び上記ポリマーを2種以上混合したものを用いることもできる。
また、前記ポリオレフィン樹脂は市販品を用いてもよい。ポリオレフィン樹脂の市販品の例には、ユニチカ株式会社製アローベースSB-1200、日本製紙株式会社製アウローレン150A、アウローレンAE-301、スーパークロンE-415、東洋紡株式会社製ハードレンNa-1001、星光PMC社製MP-101等が含まれる。
本発明に係るインクに含有されるポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン及び/又はプロピレンと他のコモノマー(例えば、炭素数が2以上である1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、炭素数が2~6のα-オレフィンコモノマー)とのランダム共重合体又はブロック共重合体(例えば、エチレン-プロピレン-ブテン共重合体など)を用いることができる。
また、前記ポリオレフィン樹脂としては、上記他のコモノマーを2種類以上共重合したもの、及び上記ポリマーを2種以上混合したものを用いることもできる。
また、前記ポリオレフィン樹脂は市販品を用いてもよい。ポリオレフィン樹脂の市販品の例には、ユニチカ株式会社製アローベースSB-1200、日本製紙株式会社製アウローレン150A、アウローレンAE-301、スーパークロンE-415、東洋紡株式会社製ハードレンNa-1001、星光PMC社製MP-101等が含まれる。
(複合樹脂微粒子)
第2のインクに含有しうる複合樹脂微粒子は、アクリル樹脂が、ウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子であることが好ましい。
すなわち、アクリル樹脂から構成される内部層、及びウレタン樹脂から構成される表面層を有する複合樹脂微粒子であることが好ましい。
第2のインクに含有しうる複合樹脂微粒子は、アクリル樹脂が、ウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子であることが好ましい。
すなわち、アクリル樹脂から構成される内部層、及びウレタン樹脂から構成される表面層を有する複合樹脂微粒子であることが好ましい。
ここで、上記ウレタン樹脂は、水不溶性樹脂粒子としてのアクリル樹脂と連続相である水との界面に存在して、水不溶性樹脂粒子を保護する樹脂と異なる水不溶性樹脂粒子層として機能する。
このようにアクリル樹脂をウレタン樹脂により乳化させてなる複合樹脂微粒子とすることで、アクリル樹脂とウレタン樹脂とをそれぞれ乳化させて混合するのと比べて、画像(塗膜)の物性を向上させることができる。さらに、複合樹脂微粒子の貯蔵安定性も改善することができる。
上記アクリル樹脂がウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子において、ウレタン樹脂(U)とアクリル樹脂(A)との質量比率の値(U/A)は、40/60~95/5であることが好ましい。
ウレタン樹脂(U)の存在割合が上記範囲内であると、分散剤との相溶性が向上し、耐溶媒性も向上する。
また、アクリル樹脂(A)の存在割合が上記範囲であると、アクリル系フィルムに対する密着性に優れる。
上記存在割合において、ウレタン樹脂(U)とアクリル樹脂(A)との質量比率の値(U/A)は、40/60~80/20の範囲内であることが好ましい。
上記存在割合において、ウレタン樹脂(U)とアクリル樹脂(A)との質量比率の値(U/A)は、40/60~80/20の範囲内であることが好ましい。
複合樹脂微粒子中におけるアクリル樹脂とウレタン樹脂とを合わせた合計の樹脂濃度は、特に限定されないが、5.0質量%以上であることが好ましく、10.0~70.0質量%の範囲内であることがより好ましい。
上記樹脂濃度が上記範囲内であると、第2のインクの記録媒体への定着性が良好となる。
上記樹脂濃度が上記範囲内であると、第2のインクの記録媒体への定着性が良好となる。
また、ウレタン樹脂によるアクリル樹脂の乳化においては、上記ウレタン樹脂とともに、乳化剤として作用する界面活性剤を用いることができる。
ここで、乳化剤を添加することにより、複合樹脂微粒子の貯蔵安定性を向上させることができる。
ここで、乳化剤を添加することにより、複合樹脂微粒子の貯蔵安定性を向上させることができる。
上記乳化剤としては、アニオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤を用いることができる。
前記複合樹脂微粒子の平均粒径は、特に限定されないが、樹脂エマルジョン中において10~500nmの範囲内であることが好ましい。また、前記平均粒径は、10~300nmの範囲内であることがより好ましく、80~200nmの範囲内であることがさらに好ましい。
平均粒径の測定は、動的光散乱法、電気泳動法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができるが、動的光散乱法による測定が簡便で、かつ当該粒子径領域を精度よく測定できる。
アクリル樹脂が、ウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子を用いることにより、吸収性基材又は非吸収性基材に対する画像(塗膜)の定着性を向上させることができる。
<溶媒>
本発明に係る第2のインクに含有することのできる溶媒としては、第1のインクと同様のものを挙げることができ、水溶性溶媒を用いることが好ましい。
前記溶媒として、具体的には、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、2-メチル-1、3-プロパンジオール等が好ましく用いられ、これらは1種だけでなく2種以上用いても良い。
本発明に係る第2のインクに含有することのできる溶媒としては、第1のインクと同様のものを挙げることができ、水溶性溶媒を用いることが好ましい。
前記溶媒として、具体的には、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、2-メチル-1、3-プロパンジオール等が好ましく用いられ、これらは1種だけでなく2種以上用いても良い。
前記第2のインクの全質量を100質量%としたとき、水溶性溶媒の割合が10~35質量%の範囲内であることが好ましい。
<界面活性剤>
本発明に係る第2のインクに含有される界面活性剤として、前述の第1のインクと同様のものを用いることもできる。
特に、第2のインクに含有される界面活性剤を含む水溶性溶媒の静的表面張力が25℃において25mN/m以下となるものを選定することがより好ましい。このような界面活性剤を選定することで、溶媒に好適な界面活性剤となり、塗膜の乾燥割れを抑制できる。
本発明における前記「静的表面張力」は、第2インクに使用される水溶性溶媒種と界面活性剤を混ぜたときの水溶性溶媒の表面張力であって、白色顔料、樹脂粒子及び水は含まない。
本発明に係る第2のインクに含有される界面活性剤として、前述の第1のインクと同様のものを用いることもできる。
特に、第2のインクに含有される界面活性剤を含む水溶性溶媒の静的表面張力が25℃において25mN/m以下となるものを選定することがより好ましい。このような界面活性剤を選定することで、溶媒に好適な界面活性剤となり、塗膜の乾燥割れを抑制できる。
本発明における前記「静的表面張力」は、第2インクに使用される水溶性溶媒種と界面活性剤を混ぜたときの水溶性溶媒の表面張力であって、白色顔料、樹脂粒子及び水は含まない。
前記静的表面張力の測定方法としては、まず、第2のインクに使用する水溶性溶媒と界面活性剤を混合してなる溶液を調製する。次いで、調製した溶液について、ウィルヘルミ法を用いた静的表面張力計(CBVP-Z:協和界面科学社製)を用いて、25℃における静的表面張力を測定できる。
第2のインクに含有される界面活性剤は、1種でもよいが2種以上用いることが好ましい。
好ましい界面活性剤としては、オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)、TEGOWet270(エボニック社製)、TEGOWet250(エボニック社製)KF-351A(信越シリコーン社製)、BYK-307(BYK社製)等を組み合わせることが好ましい。
好ましい界面活性剤としては、オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)、TEGOWet270(エボニック社製)、TEGOWet250(エボニック社製)KF-351A(信越シリコーン社製)、BYK-307(BYK社製)等を組み合わせることが好ましい。
<水>
本発明に係る第2のインクに使用可能な水については、特に限定されるものではなく、イオン交換水、蒸留水、又は純水であり得る。
本発明に係る第2のインクに使用可能な水については、特に限定されるものではなく、イオン交換水、蒸留水、又は純水であり得る。
<その他の成分>
本発明に係る第2のインクは、前述の第1のインクと同様、本発明の効果を損なわない範囲で、その他、架橋剤、防黴剤、殺菌剤等、他の成分を適宜配合することができる。
本発明に係る第2のインクは、前述の第1のインクと同様、本発明の効果を損なわない範囲で、その他、架橋剤、防黴剤、殺菌剤等、他の成分を適宜配合することができる。
[第3のインク]
本発明に係る第3のインクは、前記第1のインクと前記第2のインクの複合塗膜が形成されてから当該塗膜上に塗布されるインクである。第3のインクは、有色顔料を含有する。
また、第3のインクは、樹脂微粒子、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分等を含有してもよい。
本発明に係る第3のインクは、前記第1のインクと前記第2のインクの複合塗膜が形成されてから当該塗膜上に塗布されるインクである。第3のインクは、有色顔料を含有する。
また、第3のインクは、樹脂微粒子、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分等を含有してもよい。
上記の樹脂微粒子、溶媒、界面活性剤、水及びその他の成分等に関しては第2のインクと同様のものを用いることができる。
<有色顔料>
本発明に係る第3のインクに用いられる有色顔料としては、アニオン性の分散顔料、例えば表面にアニオン性基を有する自己分散性顔料や、アニオン性の高分子分散剤により分散された顔料、表面をアニオン性の樹脂で被覆されて分散された顔料を用いることが好ましい。
特に、アニオン性高分子分散剤で分散された顔料を用いることが、分散性に優れ、前処理インクと顔料が適度に反応してピニングする点で好ましい。
本発明に係る第3のインクに用いられる有色顔料としては、アニオン性の分散顔料、例えば表面にアニオン性基を有する自己分散性顔料や、アニオン性の高分子分散剤により分散された顔料、表面をアニオン性の樹脂で被覆されて分散された顔料を用いることが好ましい。
特に、アニオン性高分子分散剤で分散された顔料を用いることが、分散性に優れ、前処理インクと顔料が適度に反応してピニングする点で好ましい。
顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、例えば不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、酸化チタン等の無機顔料を好ましく用いることができる。
(不溶性顔料)
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えばアゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えばアゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
(有機顔料)
好ましく用いることのできる具体的な有機顔料としては、以下の顔料が挙げられる。
好ましく用いることのできる具体的な有機顔料としては、以下の顔料が挙げられる。
マゼンタ又はレッド用の顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメント・バイオレット19等が挙げられる。
オレンジ又はイエロー用の顔料としては、例えばC.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー15:3、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピ
グメントイエロー155等が挙げられる。特に色調と耐光性のバランスにおいて、C.I.ピグメントイエロー155が好ましい。
グメントイエロー155等が挙げられる。特に色調と耐光性のバランスにおいて、C.I.ピグメントイエロー155が好ましい。
グリーン又はシアン用の顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
また、ブラック用の顔料としては、例えばC.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
(無機顔料)
なお、インク吐出安定性と密着性の確保が一般に困難な酸化チタンにおいて、本発明により特に好適に滲みを生じにくくし、かつ、密着性を高めることができる。
なお、インク吐出安定性と密着性の確保が一般に困難な酸化チタンにおいて、本発明により特に好適に滲みを生じにくくし、かつ、密着性を高めることができる。
酸化チタンには、アナターゼ型、ルチル型及びブルーカイト型の三つの結晶形態があるが、汎用なものとしてはアナターゼ型とルチル型に大別できる。
特に限定するものではないが、屈折率が大きく隠蔽性が高いルチル型が好ましい。
具体的には、富士チタン工業株式会社のTRシリーズ、テイカ株式会社のJRシリーズや石原産業株式会社のタイペークなどが挙げられる。
特に限定するものではないが、屈折率が大きく隠蔽性が高いルチル型が好ましい。
具体的には、富士チタン工業株式会社のTRシリーズ、テイカ株式会社のJRシリーズや石原産業株式会社のタイペークなどが挙げられる。
また、本発明に係る第3のインクは、前記顔料を分散させるための顔料分散剤を含有することが好ましい。
前記顔料分散剤は、前記第2のインクに含有される顔料分散剤と同様のものを用いることができる。
前記顔料分散剤は、前記第2のインクに含有される顔料分散剤と同様のものを用いることができる。
2.インクジェット記録方法
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に第1のインクを付与する第1の工程と、第2のインクを付与する第2の工程と、第3のインクを付与する第3の工程と、を有し、前記第1~第3のインクをそれぞれ前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、第1の工程と第2の工程との間、第2の工程と第3の工程との間において、乾燥工程を行わずに、前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する。
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に第1のインクを付与する第1の工程と、第2のインクを付与する第2の工程と、第3のインクを付与する第3の工程と、を有し、前記第1~第3のインクをそれぞれ前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、第1の工程と第2の工程との間、第2の工程と第3の工程との間において、乾燥工程を行わずに、前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する。
<記録媒体>
前記第1のインクは例えばインクジェット方式により記録媒体上に付与される。
このとき、適用可能な記録媒体としては、特に限定されるものではない。当該記録媒体としては、吸収性の材料からなる吸収性基材であっても、非吸収の材料からなる非吸収性基材であってもよいが、本発明の効果発現の観点から非吸収性基材であることが好ましい。
前記第1のインクは例えばインクジェット方式により記録媒体上に付与される。
このとき、適用可能な記録媒体としては、特に限定されるものではない。当該記録媒体としては、吸収性の材料からなる吸収性基材であっても、非吸収の材料からなる非吸収性基材であってもよいが、本発明の効果発現の観点から非吸収性基材であることが好ましい。
なお、本発明において「吸収性」とは水に対する吸収性で、「非吸収性」とは、水に対する非吸収性をいう。
前記非吸収性基材としては、公知のプラスチックのフィルムを使用することができる。
前記公知のプラスチックのフィルムの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロン等のポリアミド系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリ乳酸フィルム等の生分解性フィルム等が挙げられる。
また、ガスバリアー性、防湿性、保香性などを付与するために、フィルムの片面又は両面にポリ塩化ビニリデンをコートしたものや、金属酸化物を蒸着したフィルムも好ましく用いることができる。
非吸収性フィルムは、未延伸フィルムでも延伸フィルムでも好ましく用いることができる。
非吸収性フィルムは、未延伸フィルムでも延伸フィルムでも好ましく用いることができる。
基材の厚さは、プラスチックのフィルムの場合は、好ましくは10~120μm、より好ましくは12~60μmの範囲内である。
また、非吸収性基材として、3ピース缶用途のブリキ板やティンフリースチール板等の金属基材も好ましく用いられる。前記ティンフリースチール板は、TFS板であり、厚さ0.1~0.6μmである。
また、非吸収性基材としては、例えば、熱硬化性樹脂を塗工層として設けた、缶詰食品用の包装材料などに好適に用いることができる。
また、非吸収性基材としては、例えば、熱硬化性樹脂を塗工層として設けた、缶詰食品用の包装材料などに好適に用いることができる。
前記缶詰食品用の包装材料は、例えば空気や水分、光を遮断し、内部の食品を密閉するため、食品側にはエポキシ-フェノール系塗料やポリエステル系ラミネート剤が使用され、外側は、ポリエステル系、アクリル系の熱硬化性塗料が使用されるのが一般的である。
(1)第1の工程
第1の工程は、第1のインクを記録媒体上に付与する工程である。
本発明に係る第1のインクは、凝集剤を含有しており、白色顔料を含有する第2のインクを記録媒体上に固定する役割がある。
第1のインクを記録媒体上に付与する方法は、インクジェット法である。
第1の工程は、第1のインクを記録媒体上に付与する工程である。
本発明に係る第1のインクは、凝集剤を含有しており、白色顔料を含有する第2のインクを記録媒体上に固定する役割がある。
第1のインクを記録媒体上に付与する方法は、インクジェット法である。
インクジェット法は、特に制限されず、インクを装填したインクジェットヘッドを備えるプリンタを用いることができる。
具体的には、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドのノズルから第1のインクを液滴として吐出させ、これを記録媒体上に着弾させて印字を行うことができる。
具体的には、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドのノズルから第1のインクを液滴として吐出させ、これを記録媒体上に着弾させて印字を行うことができる。
上記インクジェットヘッドは、オンデマンド方式及びコンティニュアス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。
オンデマンド方式のインクジェットヘッドの例には、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、シェアーモード型及びシェアードウォール型を含む電気-機械変換方式、並びにサーマルインクジェット型及びバブルジェット(「バブルジェット」は、キャノン株式会社の登録商標)型を含む電気-熱変換方式等が含まれる。
オンデマンド方式のインクジェットヘッドの例には、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、シェアーモード型及びシェアードウォール型を含む電気-機械変換方式、並びにサーマルインクジェット型及びバブルジェット(「バブルジェット」は、キャノン株式会社の登録商標)型を含む電気-熱変換方式等が含まれる。
上記インクジェットヘッドの中では、電気-機械変換方式に用いられる電気-機械変換素子として圧電素子を用いたインクジェットヘッド(ピエゾ型インクジェットヘッドともいう)であることが好ましい。
また、インクジェットプリンタは、スキャン方式及びシングルパス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。シングルパス方式の場合には、ラインヘッド方式のインクジェットヘッドを使用することが好ましい。
ラインヘッド方式のインクジェットヘッドとは、印字範囲の幅以上の長さを持つインクジェットヘッドのことをいう。
ラインヘッド方式のインクジェットヘッドとしては、一つのヘッドで印字範囲の幅以上であるものを用いてもよいし、複数のヘッドを組み合わせて印字範囲の幅以上となるように構成してもよい。
ラインヘッド方式のインクジェットヘッドとしては、一つのヘッドで印字範囲の幅以上であるものを用いてもよいし、複数のヘッドを組み合わせて印字範囲の幅以上となるように構成してもよい。
また、複数のヘッドを、互いのノズルが千鳥配列となるように並設して、これらヘッド全体としての解像度を高くしてもよい。
基材である記録媒体の搬送速度は、例えば1~120m/minの範囲内で設定することができる。
搬送速度が速いほど画像形成速度が速まる。
搬送速度が速いほど画像形成速度が速まる。
前記第1のインクを付与する際には、記録媒体の単位面積当たりにおいて、当該第1のインクの付き量は、1.1~3.4g/m2の範囲内とすることが好ましい。前記付き量を「付与量」又は「付量」ともいう。
(2)第2の工程
第2の工程は、記録媒体上で、第1のインクと液状で混合するように第2のインクを付与する工程である。第2の工程により、凝集剤を含有する第1のインクと、第2のインクとが混合し、増粘反応が起こり、ゲル化する。
第2の工程は、記録媒体上で、第1のインクと液状で混合するように第2のインクを付与する工程である。第2の工程により、凝集剤を含有する第1のインクと、第2のインクとが混合し、増粘反応が起こり、ゲル化する。
前記第1のインクと前記第2のインクが、基材である記録媒体上ではなく、先に混合してから記録媒体に付与されると、当該両インクが混合した液滴が増粘した後に記録媒体に着弾することになるため、当該液滴起動が変化し着弾ズレが起こる。
また、記録媒体着弾前に増粘すると、両インクの記録媒体への密着性が劣化する。
また、記録媒体着弾前に増粘すると、両インクの記録媒体への密着性が劣化する。
以下、本発明において「液状」とは、第1のインク、第2のインク及び第3のインクに含有されている溶媒や分散媒等の乾燥率(「揮発率」又は「蒸発率」ともいう。)が30%以下の状態をいうものとする。
前記第1のインク付与後、1秒以内に前記第2のインクの付与を行うことが好ましい。
特に、前記第1のインクの乾燥率が0~30%の範囲内で、当該第1のインク付与後、0~1秒以内で前記第2のインクの付与を行うことが好ましい。
特に、前記第1のインクの乾燥率が0~30%の範囲内で、当該第1のインク付与後、0~1秒以内で前記第2のインクの付与を行うことが好ましい。
なお、「第1のインクの乾燥率」とは、下記式で定義されるものである。
(第1のインクの乾燥率)=1-(乾燥後の第1のインクの質量[g])/(乾燥前の第1のインクの質量[g])
(第1のインクの乾燥率)=1-(乾燥後の第1のインクの質量[g])/(乾燥前の第1のインクの質量[g])
前記第1のインクの乾燥率が30%以下の状態で、前記第2のインクを付与することによって、ゲル化する。
また、前記第1のインクを記録媒体に付与した後、1秒以内に前記第2のインクを付与することにより、吸収性基材への当該第1のインクの浸透や、非吸収性基材での当該第1のインクのハジキを抑制する。そして、第1のインク及び第2のインクが混合してゲル化し、第3のインクを付与した際に、第3のインクが沈むことを抑制できる。その結果、より高画質が達成できる。
前記第1のインクの乾燥率を30%以下の状態とするためには、当該第1のインク付与後、前記第2のインクを付与するまでの時間を調整したり、記録媒体の温度を適宜調整したりすること等が挙げられる。
また、前記第2のインク付与の際には、記録媒体の単位面積当たりにおいて、当該第2のインクの付き量が、前記第1のインクの付き量の2~25倍の範囲内となるように第2のインク滴の量を調製することが好ましい。これにより、高画質化が達成できる。また、前記付き量のより好ましい範囲は、3~10倍である。
また、第2の工程は、第1の工程と同様にインクジェット法を用いる工程である。
(3)第3の工程
第3の工程は、第1のインクと第2のインクからなるゲル化した塗膜上に、第3のインクを付与する工程である。ゲル化した塗膜上に第3のインクが付与されることにより、第3のインクが塗膜中に沈むことを抑制できる。
第3の工程は、第1のインクと第2のインクからなるゲル化した塗膜上に、第3のインクを付与する工程である。ゲル化した塗膜上に第3のインクが付与されることにより、第3のインクが塗膜中に沈むことを抑制できる。
また、第3の工程は、第1の工程と同様にインクジェット法を用いる工程であることが好ましい。
(4)乾燥工程
乾燥工程は、第3のインクを付与した後に、当該第3のインクが付与された領域を加熱して乾燥させる工程である。
乾燥工程において、第3のインクが付与された領域の加熱温度は、60~200℃の範囲内であることが好ましい。インクの加熱時間は、記録媒体の種類とインク付き量に合わせて適宜調整される。
乾燥工程は、第3のインクを付与した後に、当該第3のインクが付与された領域を加熱して乾燥させる工程である。
乾燥工程において、第3のインクが付与された領域の加熱温度は、60~200℃の範囲内であることが好ましい。インクの加熱時間は、記録媒体の種類とインク付き量に合わせて適宜調整される。
このようにインクが付与された領域を加熱することにより、第1~第3のインク中の溶媒成分である水や水溶性溶媒などを除去する。また、この除去と同時に、特に金属基材においては多価金属塩を熱分解温度以上の温度で乾燥して熱分解する。また、画像耐擦性及び基材への密着性が良好となる。
また、加熱乾燥は、例えば、乾燥炉や熱風送風機などのような非接触加熱型の乾燥装置を用いて行ってもよい。又は、ホットプレートや熱ローラーなどのような接触加熱型の乾燥装置を用いて行ってもよい。
乾燥温度は、(a)乾燥炉や熱風送風機等のような非接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、炉内温度又は熱風温度などのような雰囲気温度、(b)ホットプレートや熱ローラーなどのような接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、接触加熱部の温度、又は、(c)被乾燥面の表面温度から選ばれるいずれか1つを処理液の乾燥の全期間において測定することで得ることができる。測定場所としては(c)被乾燥面の表面温度を測定することがより好ましい。
乾燥温度は、(a)乾燥炉や熱風送風機等のような非接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、炉内温度又は熱風温度などのような雰囲気温度、(b)ホットプレートや熱ローラーなどのような接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、接触加熱部の温度、又は、(c)被乾燥面の表面温度から選ばれるいずれか1つを処理液の乾燥の全期間において測定することで得ることができる。測定場所としては(c)被乾燥面の表面温度を測定することがより好ましい。
以上のようにして得られる画像層の厚さは、0.3~3.0μmの範囲内であることが好ましく、0.3~2.0μmの範囲内であることがより好ましい。画像層の厚さが0.3μm以上であると、画像の密着性や耐擦強度を高めやすい。画像層の厚さが3.0μm以下であると、画像層に与えられる変形応力を低減できるので、画像層の密着性が損なわれにくい。
3.インクジェット記録システム
本発明のインクジェット記録システムは、前記した本発明のインクセットと、記録媒体に第1のインクを付与する第1の付与手段と、第2のインクを付与する第2の付与手段と、第3のインクを付与する第3の付与手段と、を有するインクジェット記録システムであって、前記第1~第3の付与手段により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、前記第1の付与手段と前記第2の付与手段との間、前記第2の付与手段と前記第3の付与手段との間において、乾燥を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する。
本発明のインクジェット記録システムは、前記した本発明のインクセットと、記録媒体に第1のインクを付与する第1の付与手段と、第2のインクを付与する第2の付与手段と、第3のインクを付与する第3の付与手段と、を有するインクジェット記録システムであって、前記第1~第3の付与手段により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、前記第1の付与手段と前記第2の付与手段との間、前記第2の付与手段と前記第3の付与手段との間において、乾燥を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する。
本発明の「インクジェット記録システム」とは、インクジェット記録方法の各工程で必要な手段要素として所定の機能を有する機器又は装置及びインクセット等で構成され、全体として、画像形成の機能を果たす集合体をいう。なお、各手段要素は、それぞれ離れた異なる場所に個別に配置しても、一つの装置として一定の空間に集めて配置して一体としてシステム装置としてもよい。
本発明のインクジェット記録システムは、前記第1の付与手段、第2の付与手段及び第3の付与手段と、前記したインクセットを用いて画像を形成するシステムである。
以下において、説明の関係上、第1の付与手段、第2の付与手段及び第3の付与手段を有する装置部を特に「インクジェット記録装置」という。
本発明のインクジェット記録システムは、前記第1の付与手段、第2の付与手段及び第3の付与手段と、前記したインクセットを用いて画像を形成するシステムである。
以下において、説明の関係上、第1の付与手段、第2の付与手段及び第3の付与手段を有する装置部を特に「インクジェット記録装置」という。
本発明のインクジェット記録システムは、前記第1~第3の付与手段と、前記したように、第2のインクが第1のインクと混合することによりゲル化する特定のインクセットを用いて、乾燥を行わずに、インクジェット記録する形態又は態様のシステムであれば、インクジェット記録装置を構成する各手段は限定されるものではない。すなわち、本発明において用いる装置は、前記条件を満たす装置であればよく、本発明のインクセット専用のインクジェット記録装置にすることは、必ずしも必要ではない。
また、本発明のインクジェット記録システムには、記録・複写情報を電子的データとして記録・保存する手段、当該電子的データを無線通信する手段を備えることも好ましい。例えばBluetooth(登録商標)やWi-Fi(登録商標)等の無線通信により情報処理手段置とデータ送受信を行うための無線インターフェースを有する形態であることも好ましい。
以下、本発明において用いることができる典型的なインクジェット記録装置について説明する。
以下、本発明において用いることができる典型的なインクジェット記録装置について説明する。
4.インクジェット記録装置
図1は、本発明に好ましいインクジェット記録装置の模式図である。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は、本発明に好ましいインクジェット記録装置の模式図である。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
図1に示すインクジェット記録装置1は、主に、第1のインク付与部10、第2のインク付与部20及び第3のインク付与部30から構成されている。
送り出しローラー40から繰り出された基材P上に第1のインク付与部10によって第1のインク12が付与され、第2のインク付与部20によって第2のインク22が付与されることにより当該第1のインク12と当該第2のインク22とが液状にて混合し、ゲル化した複合塗膜であるインク塗膜Fが形成される。
その後、上記複合塗膜であるインク塗膜F上に第3のインク付与部30によって第3のインクが付与され、乾燥部26によって第3のインクが付与された領域を加熱し乾燥する。
その後、巻取りローラー50によって第3のインク25が付与された基材Pが巻き取られ画像記録物が得られる。
送り出しローラー40から繰り出された基材P上に第1のインク付与部10によって第1のインク12が付与され、第2のインク付与部20によって第2のインク22が付与されることにより当該第1のインク12と当該第2のインク22とが液状にて混合し、ゲル化した複合塗膜であるインク塗膜Fが形成される。
その後、上記複合塗膜であるインク塗膜F上に第3のインク付与部30によって第3のインクが付与され、乾燥部26によって第3のインクが付与された領域を加熱し乾燥する。
その後、巻取りローラー50によって第3のインク25が付与された基材Pが巻き取られ画像記録物が得られる。
第1のインク付与部10、第2のインク付与部20及び第3のインク付与部30は、各インクを基材に塗布できる構成であれば特に限定されるものではないが、本発明ではインクジェットヘッドであることが好ましい。 第1のインク付与部10、第2のインク付与部20及び第3のインク付与部30には、それぞれインクを吐出可能なインクジェットヘッド11、21及び24が設置されている。
図2は、その他の本発明に好ましいインクジェット記録装置の模式図である。
図2に示すインクジェット記録装置100は、シリアル記録方式のインクジェット記録装置である。
このインクジェット記録装置100は、記録媒体Pの全幅よりも狭い幅であり、かつ、3個のインクジェットヘッドH1~H3を収容するヘッドキャッリジ101を有する。
図2の矢印Xで示すヘッドキャリッジ101の走査方向に向けて、先にインクを吐出する順に、インクジェットヘッドH1、インクジェットヘッドH2及びインクジェットヘッドH3がヘッドキャリッジに設けられている。
また、インクジェット記録装置100は、ヘッドキャリッジ101を走査方向に向けて可動させるためのガイド部102を有する。ヘッドキャリッジ101の走査方向は、記録媒体Pの搬送方向(矢印Y)と直交する方向、すなわち記録媒体Pの幅方向とすることが好ましい。
このインクジェット記録装置100において、インクジェットヘッドH1が第1のインク付与部、インクジェットヘッドH2が第2のインクジェット付与部、インクジェットヘッドH3が第3のインクジェット付与部に相当する。
なお、図示しないが、インクジェット記録装置100は、第3のインクを付与した後に第3のインクが付与された領域を乾燥する乾燥部を有することが好ましい。
図2に示すインクジェット記録装置100は、シリアル記録方式のインクジェット記録装置である。
このインクジェット記録装置100は、記録媒体Pの全幅よりも狭い幅であり、かつ、3個のインクジェットヘッドH1~H3を収容するヘッドキャッリジ101を有する。
図2の矢印Xで示すヘッドキャリッジ101の走査方向に向けて、先にインクを吐出する順に、インクジェットヘッドH1、インクジェットヘッドH2及びインクジェットヘッドH3がヘッドキャリッジに設けられている。
また、インクジェット記録装置100は、ヘッドキャリッジ101を走査方向に向けて可動させるためのガイド部102を有する。ヘッドキャリッジ101の走査方向は、記録媒体Pの搬送方向(矢印Y)と直交する方向、すなわち記録媒体Pの幅方向とすることが好ましい。
このインクジェット記録装置100において、インクジェットヘッドH1が第1のインク付与部、インクジェットヘッドH2が第2のインクジェット付与部、インクジェットヘッドH3が第3のインクジェット付与部に相当する。
なお、図示しないが、インクジェット記録装置100は、第3のインクを付与した後に第3のインクが付与された領域を乾燥する乾燥部を有することが好ましい。
さらに、図1及び図2で示すインクジェット記録装置以外の装置として、フラットベッドタイプのプリンタを第1~第3のインクの塗布に用いてもよい。
フラットベッドタイプのプリンタは、基材が固定され、インクジェットヘッドを主走査方向と、主走査方向と交差する副走査方向に動かすことが可能で、基材を搬送せずに印刷を行うことが可能である。
ブリキなどの金属基材では、樹脂フィルム基材のように、ロール・to・ロール搬送ができないために、基材を搬送する必要のない、フラットベッドタイプのプリンタを用いることが好ましい。
このようなフラットベッドタイプのプリンタとしては、特開2015-74161号公報の図1や特開2017-177578号公報の図1に記載されているプリンタを一例として挙げることができる。
フラットベッドタイプのプリンタは、基材が固定され、インクジェットヘッドを主走査方向と、主走査方向と交差する副走査方向に動かすことが可能で、基材を搬送せずに印刷を行うことが可能である。
ブリキなどの金属基材では、樹脂フィルム基材のように、ロール・to・ロール搬送ができないために、基材を搬送する必要のない、フラットベッドタイプのプリンタを用いることが好ましい。
このようなフラットベッドタイプのプリンタとしては、特開2015-74161号公報の図1や特開2017-177578号公報の図1に記載されているプリンタを一例として挙げることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)で行われた。また、特記しない限り、「%」及び「部」は、それぞれ、「質量%」及び「質量部」を意味する。
[第2のインク用のホワイト顔料分散液WAの調製]
ホワイト顔料(CR-50-2;石原産業株式会社製)30質量%
顔料分散剤:「Joncryl 819」(アニオン性高分子分散剤、ジメチルアミノエタノール中和されたカルボキシ基を有するアクリル系分散剤、酸価75[mgKOH/g]固形分20質量% BASF社製)
8質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 20質量%
防黴剤:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S)) 0.1質量%
イオン交換水(残部;全量が100質量%となる量)
上記材料を加えた混合液をプレミックスした。その後、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したビーズミルを用いて分散し、顔料の含有量が20質量%のホワイト顔料分散液WAを調製した。
ホワイト顔料(CR-50-2;石原産業株式会社製)30質量%
顔料分散剤:「Joncryl 819」(アニオン性高分子分散剤、ジメチルアミノエタノール中和されたカルボキシ基を有するアクリル系分散剤、酸価75[mgKOH/g]固形分20質量% BASF社製)
8質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 20質量%
防黴剤:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S)) 0.1質量%
イオン交換水(残部;全量が100質量%となる量)
上記材料を加えた混合液をプレミックスした。その後、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したビーズミルを用いて分散し、顔料の含有量が20質量%のホワイト顔料分散液WAを調製した。
[第2のインク用のホワイト顔料分散液WBの調製]
前記第2のインク用の顔料分散液WAの調製において、顔料分散剤として、「Joncryl 819」を10質量%に変更した以外は同様にして、ホワイト顔料分散液WBを調製した。
前記第2のインク用の顔料分散液WAの調製において、顔料分散剤として、「Joncryl 819」を10質量%に変更した以外は同様にして、ホワイト顔料分散液WBを調製した。
[第3のインク用のマゼンタ顔料分散液の調製]
マゼンタ顔料(ピグメント・レッド122とピグメント・バイオレット19の混晶)
20質量%
顔料分散剤:「Joncryl 819」(アニオン性高分子分散剤、ジメチルアミノエタノール中和されたカルボキシ基を有するアクリル系分散剤、酸価75[mgKOH/g]、固形分20質量% BASF社製)
8質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 20質量%
防黴剤:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S);ダイワ化成株式会社製) 0.1質量%
イオン交換水(残部;全量が100質量%となる量)
上記材料を加えた混合液をプレミックスした。その後、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したビーズミルを用いて分散し、顔料の含有量が20質量%のマゼンタ顔料分散液を調製した。
マゼンタ顔料(ピグメント・レッド122とピグメント・バイオレット19の混晶)
20質量%
顔料分散剤:「Joncryl 819」(アニオン性高分子分散剤、ジメチルアミノエタノール中和されたカルボキシ基を有するアクリル系分散剤、酸価75[mgKOH/g]、固形分20質量% BASF社製)
8質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 20質量%
防黴剤:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S);ダイワ化成株式会社製) 0.1質量%
イオン交換水(残部;全量が100質量%となる量)
上記材料を加えた混合液をプレミックスした。その後、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したビーズミルを用いて分散し、顔料の含有量が20質量%のマゼンタ顔料分散液を調製した。
[第1のインク〔A1〕の調製]
凝集剤:マロン酸(有機酸) 3.00質量%
溶媒:ジプロピレングリコール(DPG) 15.00質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 15.00質量%
界面活性剤:「BYK3450」(シリコーン系;BYK社製)
1.00質量%
防黴剤:「Proxel GXL(S)」(1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン;ダイワ化成株式会社製) 0.10質量%
上記材料に、イオン交換水をインク全量が100質量%となるように撹拌しながら添加した。そして、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して第1のインク〔A1〕を得た。
凝集剤:マロン酸(有機酸) 3.00質量%
溶媒:ジプロピレングリコール(DPG) 15.00質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 15.00質量%
界面活性剤:「BYK3450」(シリコーン系;BYK社製)
1.00質量%
防黴剤:「Proxel GXL(S)」(1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン;ダイワ化成株式会社製) 0.10質量%
上記材料に、イオン交換水をインク全量が100質量%となるように撹拌しながら添加した。そして、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して第1のインク〔A1〕を得た。
[第1のインク〔A2〕及び〔A3〕の調製]
前記第1のインク〔A1〕の調製において、前記凝集剤を下記表に示す凝集剤(酢酸カルシウム又は酢酸マグネシウム)にそれぞれ変更した以外は同様にして第1のインク〔A2〕及び〔A3〕を調製した。
前記第1のインク〔A1〕の調製において、前記凝集剤を下記表に示す凝集剤(酢酸カルシウム又は酢酸マグネシウム)にそれぞれ変更した以外は同様にして第1のインク〔A2〕及び〔A3〕を調製した。
[第2のインク〔B1〕の調製]
ホワイト顔料分散液WA 15.00質量%
樹脂粒子分散液:バイロナールMD2000(ポリエステル)
7.50質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 6.40質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
0.60質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 2.00質量%
界面活性剤1:アセチレングリコール系界面活性剤 オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製) 0.50質量%
界面活性剤2:シリコーン変性界面活性剤 TEGOWet250(エボニック社製)
0.05質量%
防黴剤:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S))
0.10質量%
上記材料に、イオン交換水をインク全量が100質量%となるように撹拌しながら添加した。そして、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して第2のインク〔B1〕を調製した。
ホワイト顔料分散液WA 15.00質量%
樹脂粒子分散液:バイロナールMD2000(ポリエステル)
7.50質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 6.40質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
0.60質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 2.00質量%
界面活性剤1:アセチレングリコール系界面活性剤 オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製) 0.50質量%
界面活性剤2:シリコーン変性界面活性剤 TEGOWet250(エボニック社製)
0.05質量%
防黴剤:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S))
0.10質量%
上記材料に、イオン交換水をインク全量が100質量%となるように撹拌しながら添加した。そして、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して第2のインク〔B1〕を調製した。
[第2のインク〔B2〕、〔B4〕、〔B5〕及び〔B12〕~〔B16〕の調製]
前記第2のインク〔B1〕の調製において、前記樹脂粒子分散液として、下記表に示す樹脂粒子分散液にそれぞれ変更した以外は同様にしてそれぞれ第2のインク〔B2〕、〔B4〕、〔B5〕及び〔B12〕~〔B16〕を調製した。使用した各樹脂粒子分散液は下記のとおりである。
なお、各樹脂粒子分散液中の樹脂粒子の平均粒径は、下記表に示すとおりである。前記平均粒径の測定は、「ゼータサイザーナノS-90」(マルバルーン社製)により行った。
また、下記表において、「顔料分散液」の欄に記載の「質量%」は、第2のインク中における顔料分散液の含有量である。
<樹脂粒子分散液>
KA-3556S(ポリエステル樹脂;ユニチカ株式会社)
HA-560(ポリウレタン樹脂;日華化学株式会社)
GX-1250(ポリエステル樹脂;互応化学工業株式会社)
MP-101E(ポリオレフィン樹脂;星光PMC株式会社)
KA-5071S(ポリエステル樹脂;ユニチカ株式会社)
KT-0507(ポリエステル;ユニチカ株式会社)
SF-860(ポリウレタン樹脂;第一製薬工業株式会社)
モビニール6800(ポリアクリル樹脂;ジャパンコーティングレジン社)
前記第2のインク〔B1〕の調製において、前記樹脂粒子分散液として、下記表に示す樹脂粒子分散液にそれぞれ変更した以外は同様にしてそれぞれ第2のインク〔B2〕、〔B4〕、〔B5〕及び〔B12〕~〔B16〕を調製した。使用した各樹脂粒子分散液は下記のとおりである。
なお、各樹脂粒子分散液中の樹脂粒子の平均粒径は、下記表に示すとおりである。前記平均粒径の測定は、「ゼータサイザーナノS-90」(マルバルーン社製)により行った。
また、下記表において、「顔料分散液」の欄に記載の「質量%」は、第2のインク中における顔料分散液の含有量である。
<樹脂粒子分散液>
KA-3556S(ポリエステル樹脂;ユニチカ株式会社)
HA-560(ポリウレタン樹脂;日華化学株式会社)
GX-1250(ポリエステル樹脂;互応化学工業株式会社)
MP-101E(ポリオレフィン樹脂;星光PMC株式会社)
KA-5071S(ポリエステル樹脂;ユニチカ株式会社)
KT-0507(ポリエステル;ユニチカ株式会社)
SF-860(ポリウレタン樹脂;第一製薬工業株式会社)
モビニール6800(ポリアクリル樹脂;ジャパンコーティングレジン社)
[第2のインク〔B3〕の調製]
前記第2のインク〔B2〕の調製において、ホワイト顔料分散液WAの代わりに、ホワイト顔料分散液WBを用いた以外は同様にして第2のインク〔B3〕を調製した。
前記第2のインク〔B2〕の調製において、ホワイト顔料分散液WAの代わりに、ホワイト顔料分散液WBを用いた以外は同様にして第2のインク〔B3〕を調製した。
[第2のインク〔B6〕の調製]
前記第2のインク〔B2〕の調製において、溶媒量を下記のとおりに変更した以外は同様にして第2のインク〔B6〕を調製した。
溶媒:プロピレングリコール(PG) 7.11質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
0.67質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 2.22質量%
前記第2のインク〔B2〕の調製において、溶媒量を下記のとおりに変更した以外は同様にして第2のインク〔B6〕を調製した。
溶媒:プロピレングリコール(PG) 7.11質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
0.67質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 2.22質量%
[第2のインク〔B7〕の調製]
前記第2のインク〔B2〕の調製において、溶媒量を下記のとおりに変更した以外は同様にして第2のインク〔B7〕を調製した。
溶媒:プロピレングリコール(PG) 24.89質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
2.33質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 7.78質量%
前記第2のインク〔B2〕の調製において、溶媒量を下記のとおりに変更した以外は同様にして第2のインク〔B7〕を調製した。
溶媒:プロピレングリコール(PG) 24.89質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
2.33質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 7.78質量%
[第2のインク〔B8〕の調製]
前記第2のインク〔B2〕の調製において、溶媒量を下記のとおりに変更した以外は同様にして第2のインク〔B8〕を調製した。
溶媒:プロピレングリコール(PG) 26.31質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
2.47質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 8.22質量%
前記第2のインク〔B2〕の調製において、溶媒量を下記のとおりに変更した以外は同様にして第2のインク〔B8〕を調製した。
溶媒:プロピレングリコール(PG) 26.31質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
2.47質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 8.22質量%
[第2のインク〔B9〕~〔B11〕の調製]
前記第2のインク〔B2〕の調製において、前記界面活性剤1又は2として、下記表に示す各界面活性剤にそれぞれ変更した以外は同様にして第2のインク〔B9〕~〔B11〕を調製した。
なお、第2のインク〔B9〕~〔B11〕において使用した界面活性剤1及び界面活性剤2の量は、第2のインク〔B2〕の調製において使用した界面活性剤1及び界面活性剤2と同様の量を使用した。
<界面活性剤>
KF-351A(信越化学株式会社)
BYK307(BYK株式会社)
TEGOWET270(エボニック社製)
前記第2のインク〔B2〕の調製において、前記界面活性剤1又は2として、下記表に示す各界面活性剤にそれぞれ変更した以外は同様にして第2のインク〔B9〕~〔B11〕を調製した。
なお、第2のインク〔B9〕~〔B11〕において使用した界面活性剤1及び界面活性剤2の量は、第2のインク〔B2〕の調製において使用した界面活性剤1及び界面活性剤2と同様の量を使用した。
<界面活性剤>
KF-351A(信越化学株式会社)
BYK307(BYK株式会社)
TEGOWET270(エボニック社製)
[第2のインク〔B17〕~〔B19〕の調製]
前記第2のインク〔B2〕の調製において、ホワイト顔料分散液WAの代わりに、ホワイト顔料分散液WBを用いた。また、前記樹脂粒子分散液として、下記表に示す樹脂粒子分散液にそれぞれ変更した。さらに、前記界面活性剤1又は界面活性剤2として、下記表に示す各界面活性剤にそれぞれ変更した以外は同様にして、第2のインク〔B17〕及び〔B18〕を調製した。なお、第2のインク〔B19〕は、溶媒量をさらに下記表に示すとおりに変更した。すなわち、第2のインク〔B19〕の溶媒量の組成は、第2のインク〔B6〕と同様である。
前記第2のインク〔B2〕の調製において、ホワイト顔料分散液WAの代わりに、ホワイト顔料分散液WBを用いた。また、前記樹脂粒子分散液として、下記表に示す樹脂粒子分散液にそれぞれ変更した。さらに、前記界面活性剤1又は界面活性剤2として、下記表に示す各界面活性剤にそれぞれ変更した以外は同様にして、第2のインク〔B17〕及び〔B18〕を調製した。なお、第2のインク〔B19〕は、溶媒量をさらに下記表に示すとおりに変更した。すなわち、第2のインク〔B19〕の溶媒量の組成は、第2のインク〔B6〕と同様である。
[第3のインク〔C1〕の調製]
前記第3のインク用のマゼンタ顔料分散液 5.00質量%
樹脂微粒子分散液:バイロナールMD2000(ポリエステル)
8.50質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 15.00質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
1.80質量%
溶媒:1,2-ペンタンジオール 10.00質量%
界面活性剤:「TEGOWet250」(ポリエーテル変性シリコーン エボニック社製) 1.00質量%
防黴剤;1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S))
0.10質量%
上記材料に、イオン交換水をインク全量が100質量%となるように撹拌しながら添加した。そして、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して第3のインク〔C1〕を調製した。
前記第3のインク用のマゼンタ顔料分散液 5.00質量%
樹脂微粒子分散液:バイロナールMD2000(ポリエステル)
8.50質量%
溶媒:プロピレングリコール(PG) 15.00質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
1.80質量%
溶媒:1,2-ペンタンジオール 10.00質量%
界面活性剤:「TEGOWet250」(ポリエーテル変性シリコーン エボニック社製) 1.00質量%
防黴剤;1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(Proxel GXL(S))
0.10質量%
上記材料に、イオン交換水をインク全量が100質量%となるように撹拌しながら添加した。そして、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して第3のインク〔C1〕を調製した。
[界面活性剤を含む、水溶性溶媒の静的表面張力]
界面活性剤を含む、水溶性溶媒の静的表面張力を以下のとおりにして算出した。
まず、第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D1〕、〔D9〕~〔D11〕を下記の組成にしたがって調製した。
<第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D1〕の調製>
溶媒:プロピレングリコール(PG) 70.40質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
6.60質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 22.00質量%
界面活性剤1:界面活性剤 オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)
0.50質量%
界面活性剤2:界面活性剤 TEGOWet250(エボニック社製)
0.5質量%
界面活性剤を含む、水溶性溶媒の静的表面張力を以下のとおりにして算出した。
まず、第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D1〕、〔D9〕~〔D11〕を下記の組成にしたがって調製した。
<第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D1〕の調製>
溶媒:プロピレングリコール(PG) 70.40質量%
溶媒:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)
6.60質量%
溶媒:2-メチル-1、3-プロパンジオール 22.00質量%
界面活性剤1:界面活性剤 オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)
0.50質量%
界面活性剤2:界面活性剤 TEGOWet250(エボニック社製)
0.5質量%
<第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D9〕の調製>
前記溶液〔D1〕の調製において、下記界面活性剤2以外は同様にして調製した。
界面活性剤2:界面活性剤 KF-351A(信越シリコーン社製)
0.5質量%
前記溶液〔D1〕の調製において、下記界面活性剤2以外は同様にして調製した。
界面活性剤2:界面活性剤 KF-351A(信越シリコーン社製)
0.5質量%
<第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D10〕の調製]
前記溶液〔D1〕の調製において、下記界面活性剤2以外は同様にして調製した。
界面活性剤2:界面活性剤 BYK-307(BYK社製)
0.5質量%
前記溶液〔D1〕の調製において、下記界面活性剤2以外は同様にして調製した。
界面活性剤2:界面活性剤 BYK-307(BYK社製)
0.5質量%
<第2のインクに使用する界面活性剤選定用の溶液〔D11〕の調製>
前記溶液〔D1〕の調製において、下記界面活性剤2以外は、同様にして調製した。
界面活性剤2:界面活性剤 TEGOWet270(エボニック社製)
0.5質量%
前記溶液〔D1〕の調製において、下記界面活性剤2以外は、同様にして調製した。
界面活性剤2:界面活性剤 TEGOWet270(エボニック社製)
0.5質量%
次いで、前記で調製した溶液〔D1〕、〔D9〕~〔D11〕について、ウィルヘルミ法を用いた静的表面張力計(CBVP-Z:協和界面科学社製)を用いて、25℃における静的表面張力を測定した。
なお、前記溶液〔D1〕は、第2のインク〔B1〕~〔B8〕及び〔B12〕~〔B16〕に対応する。前記溶液〔D9〕は、第2のインク〔B9〕及び〔B17〕~〔B19〕に対応する。前記溶液〔D10〕は、第2のインク〔B10〕に対応する。前記溶液〔D11〕は、第2のインク〔B11〕に対応する。
なお、前記溶液〔D1〕は、第2のインク〔B1〕~〔B8〕及び〔B12〕~〔B16〕に対応する。前記溶液〔D9〕は、第2のインク〔B9〕及び〔B17〕~〔B19〕に対応する。前記溶液〔D10〕は、第2のインク〔B10〕に対応する。前記溶液〔D11〕は、第2のインク〔B11〕に対応する。
[評価]
<ゲル化>
下記表に示す第1のインクと第2のインクの組み合わせとし、第1のインクと第2のインクを質量比1:4で、2mLマイクロチューブに第1のインク、第2のインクの順に添加した。これら第1のインク及び第2のインクをよく混合した後、5分間静置した。静置後、マイクロチューブをひっくり返して、落ちてこないものをゲル化として評価した。
(基準)
A:マイクロチューブをひっくり返した際にインクが落ちてこない
B:マイクロチューブをひっくり返した際にインクが落ちてくる
<ゲル化>
下記表に示す第1のインクと第2のインクの組み合わせとし、第1のインクと第2のインクを質量比1:4で、2mLマイクロチューブに第1のインク、第2のインクの順に添加した。これら第1のインク及び第2のインクをよく混合した後、5分間静置した。静置後、マイクロチューブをひっくり返して、落ちてこないものをゲル化として評価した。
(基準)
A:マイクロチューブをひっくり返した際にインクが落ちてこない
B:マイクロチューブをひっくり返した際にインクが落ちてくる
<ゼリー強度>
下記表に示す第1のインクと第2のインクの組み合わせとし、第1のインクと第2のインクを質量比1:4で、6ccのスクリュー管に第1のインク、第2のインクの順に添加し、10分撹拌した。撹拌後、直径7mmの球状ブランジャーを装着したレオメーター(島津製作所(株)製 EZ-Test)で侵入速度毎秒0.5mmで侵入距離4mmに必要な荷重を、ゼリー強度とした。
下記表に示す第1のインクと第2のインクの組み合わせとし、第1のインクと第2のインクを質量比1:4で、6ccのスクリュー管に第1のインク、第2のインクの順に添加し、10分撹拌した。撹拌後、直径7mmの球状ブランジャーを装着したレオメーター(島津製作所(株)製 EZ-Test)で侵入速度毎秒0.5mmで侵入距離4mmに必要な荷重を、ゼリー強度とした。
<カラー画像のプリント物の作製>
基材は、PET:FE-2001(フタムラ化学)を使用した。
図2に示すように、コニカミノルタ社製の独立駆動インクジェットヘッド(600dpi、吐出量4pL)2つを、ノズルが互い違いになるように並設して、1200dpi×1200dpiの画像をシングルパス方式で印刷できるヘッドモジュールを作成した。このようなヘッドモジュールを3つ用意し、記録媒体を搬送する搬送ステージの搬送方向に沿って並設した。各ヘッドモジュールは、搬送方向(搬送ステージの移動軸)と交差するように設置した。先に記録されるヘッドH1に第1のインクを充填し、後に記録されるヘッドH2に第2のインクを充填し、さらに後に記録されるヘッドH3以降に第3のインク〔C1〕を充填した。
各ヘッドH1及びヘッドH2に充填する第1及び第2のインクの組み合わせは、下記表に示すとおりである。
記録媒体を1回パスさせる際に、第1のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量(g/m2)は、各実施例及び比較例において、下記表のとおりに印刷した。第2のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量は、全ての実施例及び比較例で、17g/m2となるように印刷した。第3のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量は、全ての実施例及び比較例で、6g/m2となるように印刷した。
搬送ステージ上に、記録媒体を張付け、25℃・50%RHの環境下にて、300mm/secの速度で搬送を行い、記録媒体がヘッド下を通過する際にシングルパス方式で画像を印刷した。画像として、第3インクベタ画像にサイズ6ポイントの文字を抜き文字として配置した画像を印刷した。
インクジェット法による印刷後に、記録媒体をホットプレート上に載置し、80℃、5分間乾燥した。
基材は、PET:FE-2001(フタムラ化学)を使用した。
図2に示すように、コニカミノルタ社製の独立駆動インクジェットヘッド(600dpi、吐出量4pL)2つを、ノズルが互い違いになるように並設して、1200dpi×1200dpiの画像をシングルパス方式で印刷できるヘッドモジュールを作成した。このようなヘッドモジュールを3つ用意し、記録媒体を搬送する搬送ステージの搬送方向に沿って並設した。各ヘッドモジュールは、搬送方向(搬送ステージの移動軸)と交差するように設置した。先に記録されるヘッドH1に第1のインクを充填し、後に記録されるヘッドH2に第2のインクを充填し、さらに後に記録されるヘッドH3以降に第3のインク〔C1〕を充填した。
各ヘッドH1及びヘッドH2に充填する第1及び第2のインクの組み合わせは、下記表に示すとおりである。
記録媒体を1回パスさせる際に、第1のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量(g/m2)は、各実施例及び比較例において、下記表のとおりに印刷した。第2のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量は、全ての実施例及び比較例で、17g/m2となるように印刷した。第3のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量は、全ての実施例及び比較例で、6g/m2となるように印刷した。
搬送ステージ上に、記録媒体を張付け、25℃・50%RHの環境下にて、300mm/secの速度で搬送を行い、記録媒体がヘッド下を通過する際にシングルパス方式で画像を印刷した。画像として、第3インクベタ画像にサイズ6ポイントの文字を抜き文字として配置した画像を印刷した。
インクジェット法による印刷後に、記録媒体をホットプレート上に載置し、80℃、5分間乾燥した。
<カラー画像品質>
上記で得られた各プリント物について、顕微鏡観察と目視観察を行った。顕微鏡観察は、キーエンス社製のデジタルマイクロスコープVHX-1000を用いた。そして、下記の基準にしたがってカラー画像の品質を評価した。ランク「AAA」、「AA」及び「A」を実用上問題無いとした。
(基準)
AAA:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へのはみ出しがなく、目視観察においても明確な抜き文字画像を視認できる。
AA:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へわずかにはみ出すが、明確に抜き文字部は残り、目視観察においても明確な抜き文字画像を視認できる。
A:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へはみ出し、抜き文字部は残るものの、目視観察において抜き文字画像文字部がわずかに細くなる。
B:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へはみ出し、目視観察においても抜き文字画像文字部が埋まり視認できない。
上記で得られた各プリント物について、顕微鏡観察と目視観察を行った。顕微鏡観察は、キーエンス社製のデジタルマイクロスコープVHX-1000を用いた。そして、下記の基準にしたがってカラー画像の品質を評価した。ランク「AAA」、「AA」及び「A」を実用上問題無いとした。
(基準)
AAA:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へのはみ出しがなく、目視観察においても明確な抜き文字画像を視認できる。
AA:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へわずかにはみ出すが、明確に抜き文字部は残り、目視観察においても明確な抜き文字画像を視認できる。
A:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へはみ出し、抜き文字部は残るものの、目視観察において抜き文字画像文字部がわずかに細くなる。
B:顕微鏡観察において抜き文字周りのドットが抜き文字部へはみ出し、目視観察においても抜き文字画像文字部が埋まり視認できない。
<白ベタ画像のプリント物の作製>
図2に示すように、コニカミノルタ社製の独立駆動インクジェットヘッド(600dpi、吐出量4pL)2つを、ノズルが互い違いになるように並設して、1200dpi×1200dpiの画像をシングルパス方式で印刷できるヘッドモジュールを作成した。このようなヘッドモジュールを2つ用意し、記録媒体を搬送する搬送ステージの搬送方向に沿って並設した。各ヘッドモジュールは、搬送方向(搬送ステージの移動軸)と交差するように設置した。先に記録されるヘッドH1に第1のインクを充填し、後に記録されるヘッドH2に第2のインクを充填した。
各ヘッドH1及びヘッドH2に充填する第1及び第2のインクの組み合わせは、下記表に示すとおりである。
記録媒体を1回パスさせる際に、第1インクの記録媒体における単位面積当たりの付き量(g/m2)は、各実施例及び比較例において、下記表のとおりに印刷した。第2のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量は、全ての実施例及び比較例で、17g/m2となるように印刷した。
搬送ステージ上に、記録媒体を張付け、25℃・50%RHの環境下にて、300mm/secの速度で搬送を行い、記録媒体がヘッド下を通過する際にシングルパス方式で画像を印刷した。画像として、第2インクのベタ画像を印刷した。
インクジェット法による印刷後に、記録媒体をホットプレート上に載置し、80℃、5分間乾燥した。
図2に示すように、コニカミノルタ社製の独立駆動インクジェットヘッド(600dpi、吐出量4pL)2つを、ノズルが互い違いになるように並設して、1200dpi×1200dpiの画像をシングルパス方式で印刷できるヘッドモジュールを作成した。このようなヘッドモジュールを2つ用意し、記録媒体を搬送する搬送ステージの搬送方向に沿って並設した。各ヘッドモジュールは、搬送方向(搬送ステージの移動軸)と交差するように設置した。先に記録されるヘッドH1に第1のインクを充填し、後に記録されるヘッドH2に第2のインクを充填した。
各ヘッドH1及びヘッドH2に充填する第1及び第2のインクの組み合わせは、下記表に示すとおりである。
記録媒体を1回パスさせる際に、第1インクの記録媒体における単位面積当たりの付き量(g/m2)は、各実施例及び比較例において、下記表のとおりに印刷した。第2のインクの記録媒体における単位面積当たりの付き量は、全ての実施例及び比較例で、17g/m2となるように印刷した。
搬送ステージ上に、記録媒体を張付け、25℃・50%RHの環境下にて、300mm/secの速度で搬送を行い、記録媒体がヘッド下を通過する際にシングルパス方式で画像を印刷した。画像として、第2インクのベタ画像を印刷した。
インクジェット法による印刷後に、記録媒体をホットプレート上に載置し、80℃、5分間乾燥した。
<白ベタ画像品質>
上記で得られた白ベタ画像の各プリント物について、目視観察を行った。そして、下記の基準にしたがって白ベタ画像の品質を評価した。ランク「AAA」、「AA」及び「A」を実用上問題無いとした。
(基準)
AAA:画像に濃度ムラ又はひび割れのいずれも認められない。
AA:画像の一部において濃度ムラが認められるが、ひび割れのいずれも認められない。
A:画像の一部に濃度ムラ又はひび割れが認められるが、30cm離した位置からは、濃度ムラ又はひび割れのいずれも認められない。
B:画像全体に濃度ムラ又はひび割れが目立つ。
上記で得られた白ベタ画像の各プリント物について、目視観察を行った。そして、下記の基準にしたがって白ベタ画像の品質を評価した。ランク「AAA」、「AA」及び「A」を実用上問題無いとした。
(基準)
AAA:画像に濃度ムラ又はひび割れのいずれも認められない。
AA:画像の一部において濃度ムラが認められるが、ひび割れのいずれも認められない。
A:画像の一部に濃度ムラ又はひび割れが認められるが、30cm離した位置からは、濃度ムラ又はひび割れのいずれも認められない。
B:画像全体に濃度ムラ又はひび割れが目立つ。
<射出性>
25℃、50%RHの環境下で、印字率100%の白ベタ画像をプリントした。各ノズルの吐出不良に伴う書き出し部の画像品質について、目視観察して下記の基準にしたがって評価した。ランク「AAA」、「AA」及び「A」を実用上問題無いとした。
(基準)
AAA:画像書き出し部において、かすれが全く認められない。
AA:画像書き出し部において、ごく僅かにかすれの発生が認められる。
A:画像書き出し部において、かすれの発生が認められるが、実用上問題無いレベル。
25℃、50%RHの環境下で、印字率100%の白ベタ画像をプリントした。各ノズルの吐出不良に伴う書き出し部の画像品質について、目視観察して下記の基準にしたがって評価した。ランク「AAA」、「AA」及び「A」を実用上問題無いとした。
(基準)
AAA:画像書き出し部において、かすれが全く認められない。
AA:画像書き出し部において、ごく僅かにかすれの発生が認められる。
A:画像書き出し部において、かすれの発生が認められるが、実用上問題無いレベル。
上記結果に示されるように、本発明のインクセットは、比較例のインクセットに比べて、カラー画像品質、白ベタ画像品質及び射出性の点で優れていることが認められる。
本発明は、カラーインクが下地層に沈むことを抑制し、白インクを印字する工程とカラーインクを印字する工程との間に乾燥工程を設けない、インクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録システムに利用することができる。
1、100 インクジェット記録装置
10 第1のインク付与部
11、21、24、H1、H2、H3 インクジェットヘッド
12 第1のインク
20 第2のインク付与部
22 第2のインク
30 第3のインク付与部
25 第3のインク
26 乾燥部
40 送り出しローラー
50 巻取りローラー
101 ヘッドキャリッジ
102 ガイド部
P 基材(記録媒体)
F 複合塗膜である第1インクの塗膜
X 走査方向
Y 搬送方向
10 第1のインク付与部
11、21、24、H1、H2、H3 インクジェットヘッド
12 第1のインク
20 第2のインク付与部
22 第2のインク
30 第3のインク付与部
25 第3のインク
26 乾燥部
40 送り出しローラー
50 巻取りローラー
101 ヘッドキャリッジ
102 ガイド部
P 基材(記録媒体)
F 複合塗膜である第1インクの塗膜
X 走査方向
Y 搬送方向
Claims (9)
- 凝集剤を含有する第1のインクと、
白色顔料及び樹脂エマルジョンを含有する第2のインクと、
有色顔料を含む第3のインクと、を有し、
前記第2のインクが、前記第1のインクと混合することによりゲル化する
インクセット。 - 前記第1のインクと前記第2のインクを質量比1:4で混合したとき、25℃におけるゼリー強度が3.0~20.0mNの範囲内である
請求項1に記載のインクセット。 - 前記凝集剤が、多価金属塩である
請求項1に記載のインクセット。 - 前記第2のインクが、水溶性溶媒を含有し、
前記第2のインクの全質量を100質量%としたとき、前記水溶性溶媒の割合が10~35質量%の範囲内である
請求項1に記載のインクセット。 - 前記第2のインクが、水溶性溶媒と界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤を含む、前記水溶性溶媒の静的表面張力が25℃において25mN/m以下である
請求項1に記載のインクセット。 - 前記樹脂エマルジョン中の粒子の平均粒径が、80~200nmの範囲内である
請求項1に記載のインクセット。 - 記録媒体に第1のインクを付与する第1の工程と、
第2のインクを付与する第2の工程と、
第3のインクを付与する第3の工程と、を有し、
前記第1~第3の工程により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、
第1の工程と第2の工程との間、第2の工程と第3の工程との間において、乾燥工程を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する
インクジェット記録方法。 - 前記第1のインクの前記記録媒体における単位面積当たりの付き量を、1.1g/m2~3.4g/m2の範囲内とする
請求項7に記載のインクジェット記録方法。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載のインクセットと、
記録媒体に第1のインクを付与する第1の付与手段と、
第2のインクを付与する第2の付与手段と、
第3のインクを付与する第3の付与手段と、を有するインクジェット記録システムであって、
前記第1~第3の付与手段により、前記第1~第3のインクを前記記録媒体の表面に付与して合一させることにより画像を形成し、
前記第1の付与手段と前記第2の付与手段との間、前記第2の付与手段と前記第3の付与手段との間において、乾燥を行わずに、
前記第2のインクと前記第1のインクを混合した際にゲル化する
インクジェット記録システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023044297 | 2023-03-20 | ||
JP2023-044297 | 2023-03-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024195600A1 true WO2024195600A1 (ja) | 2024-09-26 |
Family
ID=92842078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2024/009259 WO2024195600A1 (ja) | 2023-03-20 | 2024-03-11 | インクセット、インクジェット記録方法及びインクジェット記録システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024195600A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009508717A (ja) * | 2005-09-15 | 2009-03-05 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ホワイトインクおよびカラーインクを用いた、織物のデジタル印刷 |
JP2016124213A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | 記録方法及びインクセット |
JP2019042982A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 記録方法及び記録装置 |
JP2023005600A (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-18 | 理想科学工業株式会社 | 捺染物の製造方法 |
-
2024
- 2024-03-11 WO PCT/JP2024/009259 patent/WO2024195600A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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