JP2011194719A

JP2011194719A - 印刷方法

Info

Publication number: JP2011194719A
Application number: JP2010064145A
Authority: JP
Inventors: Osho Nagoshi; 応昇名越; Atsushi Urasaki; 淳浦崎
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: JP5466550B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、オフセット印刷向けの印刷用紙を用いて、インクジェット記録方式を利用する印刷機で高速・連続印刷する印刷方法を提供することである。
【解決手段】印刷用紙に少なくともシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色顔料インクを搭載したインクジェット記録方式を利用する印刷機で印刷する方法であって、インクジェット記録方式による印刷前に、該印刷用紙の印刷面に熱可塑性樹脂を含有する前処理液を印刷面全面に供給し、供給後８秒以内にインクジェット記録方式による印刷を行い、印刷後から５秒以内に該印刷用紙の印刷面を加熱し、少なくとも印刷面が１秒間以上は４０℃以上に達することを特徴とする印刷方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、オフセット印刷向けの印刷用紙を用いて、インクジェット記録方式を利用する印刷機で高速印刷する方法に関するものである。

微小液滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録方式の技術が急速に進歩し、インクジェット記録方式を採用したプリンターによって、紙やフィルムなどの記録用媒体にカラーで、かつ高画質に画像を形成できるようになった。

近年、インクジェット記録方式はさらなる技術の進歩により、１枚単位の印刷分野から、輪転方式を含め商業印刷分野への応用がなされてきている。商業印刷分野は多数枚印刷であり、生産性および印刷コストの兼ね合いから印刷速度が重視される。インクジェット記録方式の商業印刷分野への応用は、インクを吐出するヘッドが、用紙の搬送方向に直行する幅方向全体に固定されたラインヘッドを利用した印刷機によって行われている（例えば、特許文献１参照）。

インクジェット記録方式による高速印刷は、ラインヘッドの下を用紙は毎分２０ｍ以上、さらに高速では１００ｍ以上で搬送されて達成される。搬送される用紙がラインヘッドを通過する際に、ラインヘッドから吐出されるインクにより、画像が形成される。

インクジェット記録方式を利用する印刷機に搭載されるインクは、印刷物の保存性から色材に顔料を用いた顔料インクが中心であり、かつオフセット印刷インクに比べて溶媒に対する色材の濃度が非常に低い。そのために高速印刷ではインクの色材が印刷用紙にうまく付着しない問題を有する。

オフセット印刷機向け印刷用紙とインクジェット記録方式を利用する印刷機向け印刷用紙の両方を保有することはコストアップと在庫管理が煩雑となるため、使用量の多いオフセット印刷機向け印刷用紙を、インクジェット記録方式を利用する印刷機あるいは両方の記録方式を利用する印刷機についても印刷業者は使用する。オフセット印刷機向け印刷用紙をインクジェット記録方式を利用する印刷機で印刷を行うと、色材が印刷用紙に付着し難く、印刷された画像が乱れてしまう、あるいは印刷部分の摺れ擦れによって色材が脱離するという問題が生ずる。このような場合には、画像を記録する直前に、色材を相互作用する化合物を有する前処理液を塗布することで、印刷用紙への色材の付着を改善している（例えば、特許文献２および３参照）。

このように前処理液に含まれる化合物は、色材がアニオン性であることから、２価以上の水溶性金属塩化合物やその２価以上の金属錯体化合物もしくはカチオン性樹脂である。

特開２００９−０２３２９２号公報特開２００９−２８５８７３号公報特開２００５−１１９０１４号公報

前処理液に水溶性金属塩化合物やカチオン性樹脂を用いる方法は、インクジェット記録方式の印刷では色味が変化することがあり、またオフセット印刷物に比較して、商業印刷物の取り扱い時における印刷部分の摺れ擦れ耐性が不十分であった。また印刷後にカールが発生し易くなった。

本発明の目的は、オフセット印刷向けの印刷用紙を用いて、インクジェット記録方式を利用する印刷機で高速印刷に適する印刷方法を提供することである。特に印刷物の印刷部分の摺れ擦れ耐性に優れる印刷方法を提供することである。

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、以下のような印刷方法を発明するに至った。すなわち、印刷用紙に少なくともシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色顔料インクを搭載したインクジェット記録方式を利用する印刷機で印刷する方法であって、インクジェット記録方式による印刷前に、該印刷用紙の印刷面に熱可塑性樹脂を含有する前処理液を印刷面全面に供給し、供給後８秒以内にインクジェット記録方式による印刷を行い、インクジェット記録方式の印刷後から５秒以内に該印刷用紙の印刷面を加熱し、少なくとも印刷面が１秒間以上は４０℃以上に達することを特徴とする印刷方法である。

好ましくは、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が２０℃以上３８℃以下である。

本発明によって、オフセット印刷向けの印刷用紙を用いて、インクジェット記録方式を利用する印刷機で高速印刷しても、インクの色材の定着に優れ、印刷部分の摺れ擦れ耐性に優れた印刷方法を提供することができる。

以下、本発明の印刷方法について詳細に説明する。

＜熱可塑性樹脂＞
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、モノマー化合物から所謂ラテックスの乳化重合法など公知の製造方法を用いることにより製造することができる。熱可塑性樹脂は、例えば、（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−ブタジエン−（メタ）アクリル酸エステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン樹脂、エチレン−塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂等、およびこれらの重合体をグラフト的、ブロック的に組み合わせた共重合体等の合成高分子化合物が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、ポリウレタン樹脂であると、印刷部分の摺れ擦れ耐性がよくなり、好ましい。なお、本発明において、例えば酢酸ビニル樹脂とは、酢酸ビニルを主体とした樹脂状の重合体を指し、これには単独重合体のみならず、酢酸ビニルを主体に、他の一種以上の単量体を共重合したものも含まれる。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、モノマー単位としてイオン性を有しないモノマー化合物が好ましい。熱可塑性樹脂にイオン性を有するモノマー単位を含有すると、インクジェット記録方式による印刷後の印刷色が変色する場合がある。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が２０℃以上３８℃以下が好ましい。２０℃未満では摺れ擦れ耐性が得られないことがあり、３８℃を超えると顔料を良好に付着できない場合がある。本発明のガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）、例えばＥＸＳＴＡＲ６０００（セイコー電子社製）、ＤＳＣ２２０Ｃ（セイコー電子工業社製）、ＤＳＣ−７（パーキンエルマー社製）などで測定して求めることができ、ベースラインと吸熱ピークの傾きとの交点をガラス転移温度とする。

熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、例えばスチレン、メタクリル酸メチル、プロピレン、アクリル酸等のホモポリマーとしてガラス転移温度の高いモノマー単位と、例えばエチレン、ブタジエン、塩化ビニル等のホモポリマーとしてガラス転移温度の低いモノマー単位とを重合時の添加数量を組み合わせることによって調整することができる。また、熱可塑性樹脂の粒子径は、乳化重合の乳化剤の形成するミセルサイズ、ラジカルの連鎖移動剤の添加量を調整することによって制御することができる。

＜前処理液＞
本発明の前処理液は、前記熱可塑性樹脂を含有する水分散液である。水と混和性のある有機溶剤を水に対して配合量３０質量％以下で含有してもよい。水と混和性のある有機溶剤を含有することによって、溶媒の蒸発を促進することができ、好ましい。３０質量％を超えると、印刷用紙の印刷面が変色あるいは凹凸に変形することがある。

前処理液は、液の塗布性や保存性を整える目的で、界面活性剤、増粘剤、保存剤、防腐剤、保湿剤など公知の添加剤を含有することができる。

熱可塑性樹脂の前処理液中の含有量は特に限定されない。熱可塑性樹脂が印刷面に対して１平方メートル当たり０．０１ｇ〜０．５ｇ供給されればよい。０．０１ｇ未満では効果が得られない。また０．５ｇを超えると印刷用紙の印刷面が変色する場合がある。

前処理液の印刷面への供給は、インクの色材が付着する領域だけに熱可塑性樹脂を供給することも可能であるが、白紙部分と質感差異が発生することがあり、前処理液の供給は印刷面全面であることが好ましい。

前処理液の印刷面への供給は、公知の塗布方法や液体散布方法を用いることができ、特に限定されない。機械的にはインクジェット記録方式のインク吐出ヘッドを用いることが好ましい。

＜印刷方法＞
本発明の印刷方法は、前処理液を印刷用紙の印刷面に供給後８秒以内にインクジェット記録方式で印刷する。インクジェット記録方式で印刷後５秒以内に印刷面を少なくとも１秒間以上は４０℃以上にする。

８秒以内にインクジェット記録方式で印刷することによって、熱可塑性樹脂が印刷用紙に浸透する前にインクの色材表面に付着することができる。またインクジェット記録方式で印刷後５秒以内に印刷面を少なくとも１秒間以上４０℃以上にすることによって、熱可塑性樹脂が軟化し、インクの色材を定着することができる。

前処理液の供給後８秒を超えると熱可塑性樹脂がインクの色材に十分付着することができない。インクジェット記録方式の印刷後５秒を超えると色材表面に付着した熱可塑性樹脂が印刷用紙に浸透し奪われる。

また加熱において、１秒間以上４０℃以上に達しなければ熱可塑性樹脂が十分軟化せず、定着性が得られない。好ましくは１秒間から５秒間であり、４０℃以上６０℃以下である。時間が長くまたは温度が高くなり過ぎると、印刷用紙が変色、カール、または印刷面が凹凸に変形してくる。

４０℃以上に加熱する方法は、熱風ドライヤー、高温チャンバー、赤外線ヒーター、ヒートロールなど公知の方法でよく、特に限定されない。

本発明に用いられる印刷用紙は、オフセット印刷機に用いられる非塗工紙ないし塗工紙であれば特に限定されない。

以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」および「％」は、特に明示しない限り、質量部および質量％を示す。

＜熱可塑性樹脂の調製＞
熱可塑性樹脂は、攪拌機、温度計、還流コンデンサー付きセパラフラスコに、イオン交換水、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム、モノマーとしてアクリル酸メチル、ブタジエン、スチレンをあらかじめ混合乳化させた乳化物を入れ、重合開始剤に過硫酸カリウムを添加し、加熱して反応させ、エマルジョンを得た。平均粒子径およびガラス転移温度は、乳化剤およびモノマーの添加量にて調整し、それぞれガラス転移温度１３℃、２３℃、３３℃および４６℃の熱可塑性樹脂を調製した。ガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）、例えばＥＸＳＴＡＲ６０００（セイコー電子社製）、ＤＳＣ２２０Ｃ（セイコー電子工業社製）、ＤＳＣ−７（パーキンエルマー社製）などで測定し、ベースラインと吸熱ピークの傾きとの交点から求めた。

＜前処理液１の調製＞
ガラス転移温度が２３℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の１５％水分散液を調製した。

＜前処理液２の調製＞
ガラス転移温度が２３℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の５％水分散液を調製した。

＜前処理液３の調製＞
ガラス転移温度が２３℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の３０％水分散液を調製した。

＜前処理液４の調製＞
ガラス転移温度が２３℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の０．２５％水分散液を調製した。

＜前処理液５の調製＞
ガラス転移温度が３３℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の１５％水分散液を調製した。

＜前処理液６の調製＞
ガラス転移温度が１３℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の１５％水分散液を調製した。

＜前処理液７の調製＞
ガラス転移温度が４６℃である熱可塑性樹脂のエマルジョンをイオン交換水で希釈し、界面活性剤を１部加え、熱可塑性樹脂の１５％水分散液を調製した。

（実施例１）
印刷用紙として上質紙の上に前処理液１をメイヤーバーを用いてＷｅｔの状態で２ｇ／ｍ^２塗布し、６秒後にインクジェット印刷機ＣＭ８０６０（ボンディングエージェントオフ搬送速度２０ｍ／ｍｉｎシアン／マゼンタ／イエロー／ブラックの各色顔料インク搭載ヒューレット・パッカード社製）にて印刷した。トレイに排出された印刷用紙を、３秒後にドライヤーを用いて熱風を当て、２秒間、印刷面の温度が４５℃の状態として乾燥させた。印刷用紙の温度はポータブル赤外線温度計を用いて測定した。

（実施例２）
実施例１において、印刷用紙を上質紙からＡ２マットコート紙に変更する以外は実施例１と同様に行い、実施例２の印刷を行った。

（実施例３）
実施例１において、印刷用紙を上質紙からＡ２グロスコート紙に変更する以外は実施例１と同様に行い、実施例３の印刷を行った。

（実施例４）
実施例３において、トレイに排出された印刷用紙を、ドライヤーにて熱風乾燥するまでの時間を３秒から１．５秒に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例４の印刷を行った。

（実施例５）
実施例３において、乾燥における印刷面の温度が４５℃から６５℃に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例５の印刷を行った。

（実施例６）
実施例３において、トレイに排出された印刷用紙を、ドライヤーにて熱風乾燥するまでの時間を３秒後から１．５秒後に、かつ乾燥における印刷面の温度が４５℃から６５℃に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例６の印刷を行った。

（実施例７）
実施例３において、前処理液を塗布し、インクジェット印刷機にて印刷するまでの時間を６秒から３秒に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例７の印刷を行った。

（実施例８）
実施例３において、前処理液を塗布し、インクジェット印刷機にて印刷するまでの時間を６秒から３秒に、かつ乾燥における印刷面の温度が４５℃から６５℃に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例８の印刷を行った。

（実施例９）
実施例７において、印刷面の温度が４５℃の状態とする乾燥時間を２秒間から７秒間とする以外は実施例７と同様に行い、実施例９の印刷を行った。

（実施例１０）
実施例３において、前処理液１から前処理液２に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例１０の印刷を行った。

（実施例１１）
実施例３において、前処理液１から前処理液３に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例１１の印刷を行った。

（実施例１２）
実施例３において、前処理液１から前処理液４に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例１２の印刷を行った。

（実施例１３）
実施例３において、前処理液１から前処理液５に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例１３の印刷を行った。

（実施例１４）
実施例３において、前処理液１から前処理液６に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例１４の印刷を行った。

（実施例１５）
実施例３において、前処理液１から前処理液７に変更する以外は実施例３と同様に行い、実施例１５の印刷を行った。

（比較例１）
実施例３において、前処理液を塗布し、インクジェット印刷機にて印刷するまでの時間を６秒から１０秒に変更する以外は実施例３と同様に行い、比較例１の印刷を行った。

（比較例２）
実施例３において、トレイに排出された印刷用紙を、ドライヤーにて熱風乾燥するまでの時間を３秒後から７秒後に変更する以外は実施例３と同様に行い、比較例２の印刷を行った。

（比較例３）
実施例３において、乾燥における印刷面の温度が４５℃から３０℃に変更する以外は実施例３と同様に行い、比較例３の印刷を行った。

（比較例４）
実施例３において、印刷面の温度が４０℃の状態である時間を２秒から０．５秒に変更する以外は実施例３と同様に行い、比較例４の印刷を行った。

（比較例５）
実施例３において、前処理液１を塗布しなかった以外は実施例３と同様に行い、比較例５の印刷を行った。

＜インク（色材）の定着性の評価＞
所定の搬送速度で印刷機の排紙部に排出された印刷用紙の印刷面を観察し、インクの擦れ跡およびインクの剥離の度合いを目視評価で判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：インクの擦れ跡、インクの剥離が認められない。
４：インクの擦れ跡、インクの剥離がともにほとんど認められない。
３：インクの擦れ跡がかすかにあり、インクの剥離が極僅かに認められる。
２：インクの擦れ跡があり、部分的に印刷物が汚れたように見える。
１：印刷部分の全体的に、インクの擦れ跡やインクの剥離が発生している。

＜印刷部分の摺れ擦れ耐性の評価＞
印刷用紙に、１８ｃｍ×１８ｃｍ画サイズのブラックインクによるベタ画像を、速度毎分６４ｍで印刷した。印刷してから１時間後に、印刷用紙の印刷面に５００ｇまたは３００ｇの荷重で木綿のガーゼを押し付けて２５回摩擦試験を行い、下記基準に従って目視にて評価した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：５００ｇのとき、ほとんど傷が認められない。
４：５００ｇのとき、僅かに傷が認められるが、許容レベルである。
３：３００ｇのとき、僅かに傷が認められるが、許容レベルである。
２：３００ｇのとき、多少の傷が認められる。
１：３００ｇのとき、著しく傷が認められる。

＜カールの評価＞
印刷後の印刷用紙を、平滑な台上に印刷面を上にして水平に静置し、四隅が台からどのくらい浮き上がっているかを定規にて測定し、四隅の高さの平均値から評価した。なお、四隅が印刷面の裏側に曲がっている場合には印刷面を下にして浮き上がっている高さを測定した。便宜上、印刷面を上にした四隅の浮き上がりをプラス、逆に印刷面を下にした四隅の浮き上がりをマイナスと表記する。このようにして得られたカールを下記の基準に従って判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：平均値が、−１ｍｍ以上１ｍｍ以下
４：平均値が、−５ｍｍ以上−１ｍｍ未満または１ｍｍ超５ｍｍ以下
３：平均値が、−１０ｍｍ以上−５ｍｍ未満または５ｍｍ超１０ｍｍ以下
２：平均値が、−１５ｍｍ以上−１０ｍｍ未満または１０ｍｍ超１５ｍｍ以下
１：平均値が、−１５ｍｍ未満または１５ｍｍ超

上記の実施例１〜１５および比較例１〜５の評価結果を表１に示す。

＜評価結果＞
表１より、本発明の印刷方法である実施例１〜１５は、オフセット印刷機向け印刷用紙を用いてインクジェット記録方式を利用する印刷機で高速印刷しても、印刷部分の摺れ擦れ耐性に優れた印刷物となる。一方、比較例１〜４では本発明の効果は得られない。また、比較例５では前処理液を供給しないため、インク定着性や摺れ擦れ耐性に非常に劣る。

本発明の印刷方法は、インクジェット記録方式を利用する印刷機、またはインクジェット記録方式と各種記録方式、例えば、湿式および乾式電子写真、オフセット印刷、グラビア印刷、熱転写等と組み合わされた印刷機に使用することもできる。

Claims

印刷用紙に少なくともシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色顔料インクを搭載したインクジェット記録方式を利用する印刷機で印刷する方法であって、インクジェット記録方式による印刷前に、該印刷用紙の印刷面に熱可塑性樹脂を含有する前処理液を印刷面全面に供給し、供給後８秒以内にインクジェット記録方式による印刷を行い、インクジェット記録方式の印刷後から５秒以内に該印刷用紙の印刷面を加熱し、少なくとも印刷面が１秒間以上は４０℃以上に達することを特徴とする印刷方法。
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が２０℃以上３８℃以下である請求項１に記載の印刷方法。