JP2012144629A - Inkset and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクセット、該インクセットを用いた画像形成方法に関する。 The present invention relates to an ink set and an image forming method using the ink set.
インクジェット記録に使用されるインクは、水を主成分とし、これに着色剤や湿潤剤を含有したものが一般的である。着色剤には主に染料が用いられているが、該染料系インクの場合、画像の耐光性が劣り、紫外線吸収剤などを含む保護層を設けない普通紙については問題がある。そこで耐候性改善のため耐光性のよいフタロシアニン銅誘導体を染料として用い、耐光性の改善を行ってきている。
また近年、顔料を着色剤に用いたインクが使用され始め、耐光性等の欠点は大きく改善されてきている。シアン顔料としては、フタロシアニン銅顔料が、従来のものよりも発色が良く色相が適しているため、インクジェット方式では、シアン色はフタロシアニン銅顔料を用いて印字することが一般的に行われている。
しかし、フタロシアニン銅誘導体やフタロシアニン銅顔料を用いることにより発色性と耐光性は改善されるが、印字物を廃棄する度に着色剤中の銅が環境中に排出されることになる。銅イオンは生体内に蓄積される懸念は少ないが、水質汚濁防止法では3mg/L以下に抑えることになっており、水道水質基準としては1.0mg/L以下に抑えることが義務づけられている。
Inks used for ink jet recording generally contain water as a main component and contain a colorant and a wetting agent. A dye is mainly used as the colorant. However, in the case of the dye-based ink, the light resistance of the image is inferior, and there is a problem with plain paper not provided with a protective layer containing an ultraviolet absorber or the like. Therefore, in order to improve weather resistance, light resistance has been improved by using a phthalocyanine copper derivative having good light resistance as a dye.
In recent years, ink using a pigment as a colorant has begun to be used, and defects such as light resistance have been greatly improved. As a cyan pigment, a phthalocyanine copper pigment has better color development and a better hue than conventional ones. Therefore, in the inkjet method, cyan printing is generally performed using a phthalocyanine copper pigment.
However, by using a phthalocyanine copper derivative or a phthalocyanine copper pigment, the color developability and light resistance are improved, but the copper in the colorant is discharged into the environment every time the printed matter is discarded. Although there is little concern that copper ions accumulate in the living body, the water pollution control method is supposed to keep it at 3 mg / L or less, and it is obliged to keep it at 1.0 mg / L or less as a tap water quality standard. .
一方、再生紙を作る場合、インクジェット印字では、従来の印字方法のように印字部位を紙から剥離してフローテーションによりインクを回収することができず、主に洗浄脱色を行う方法しか再生紙の白色度を向上させる方法がない。そのため再生紙を作成するにはインクジェットインクにより汚染された洗浄排水が多量に発生してしまう。
また排水を浄化するために微生物処理を行う場合、着色剤に含まれる銅が微生物に対して毒として働き、微生物の活性を低下させて浄化工程の妨げとなる可能性がある。更に、今後、インクジェット印字物の古紙リサイクルが行われるようになると、銅の毒性が問題になる可能性がある。現在、日本バイオプラスチック協会の生分解性プラスチックの基準(クリーンプラ基準)として、毒性の金属に準じて、Cd:0.5mg/kg、As:3.5mg/kg、Hg:0.5mg/kg、Cu:37.5mg/kg、Se:0.75mg/kg、Ni:25mg/kg、Zn:150mg/kg、Mo:100mg/kgの含有上限が定められており、生分解性の製品には毒性金属の管理が求められつつある。
On the other hand, when making recycled paper, in ink jet printing, the printed part cannot be recovered by flotation by separating the printed part from the paper as in the conventional printing method. There is no way to improve whiteness. For this reason, a large amount of washing wastewater contaminated by the ink-jet ink is generated to produce recycled paper.
Further, when microbial treatment is performed to purify the waste water, copper contained in the colorant may act as a poison against the microorganisms, reducing the activity of the microorganisms and possibly hindering the purification process. Furthermore, the toxicity of copper may become a problem when waste paper recycling of ink-jet printed matter is performed in the future. Currently, the biodegradable plastic standards of the Japan Bioplastics Association (clean plastic standards), Cd: 0.5 mg / kg, As: 3.5 mg / kg, Hg: 0.5 mg / kg, in accordance with toxic metals Cu: 37.5 mg / kg, Se: 0.75 mg / kg, Ni: 25 mg / kg, Zn: 150 mg / kg, Mo: 100 mg / kg The upper limit of content is determined, Control of toxic metals is being sought.
またインクジェット印字物の耐候性や定着性向上、風合いや光沢付与のため、印字前後に樹脂を含む処理液を塗布することが行われている。トナーや印刷インキなどの樹脂成分は古紙再生過程において紙から剥離し分離回収されるが、溶剤と共に処理された樹脂は繊維に含浸するため、紙から剥離することが出来ず、紙として再生することを困難にする。そのため再生されずに廃棄されることになるが、紙が本来持ち合わせていた生分解性を、含浸している樹脂が低下させるため、土中での分解が進みにくく燃焼処理しかできないのが実情である。
なお、紺青を用いたインクやポリ乳酸系樹脂を用いたコーティング剤は公知であるが(特許文献1〜3参照)、本発明のような目的でこれらを組み合わせて用いた例はない。
In addition, in order to improve the weather resistance and fixability of the ink-jet printed matter, and to impart texture and gloss, a treatment liquid containing a resin is applied before and after printing. Resin components such as toner and printing ink are peeled off and separated and recovered from the paper in the process of recycling used paper, but the resin treated with the solvent impregnates the fiber, so it cannot be peeled off from the paper and recycled as paper. Make it difficult. For this reason, it will be discarded without being recycled, but since the impregnated resin will reduce the biodegradability that paper originally had, it is difficult to proceed with decomposition in the soil, and only the combustion process is possible. is there.
In addition, although the coating agent using the ink using a bitumen and polylactic acid-type resin is well-known (refer patent documents 1-3), there is no example used combining these for the objective like this invention.
本発明は、毒性があり環境に対し有害な銅を含む着色剤を含有しない第一のインクと、再生紙を作る場合に生分解性を低下させない樹脂を含む第二のインクからなる環境負荷の低いインクセット及び該インクセットを用いた画像形成方法の提供を目的とする。 The present invention provides an environmental load consisting of a first ink that does not contain a colorant containing copper that is toxic and harmful to the environment, and a second ink that contains a resin that does not reduce biodegradability when making recycled paper. It is an object to provide a low ink set and an image forming method using the ink set.
上記課題は、次の1)〜4)の発明によって解決される。
1) フェロシアン化第二鉄と、HLBが15以上のアルキレンオキサイド付加物型非イオン性界面活性剤又はアルキレンオキサイド付加物リン酸エステル型アニオン性界面活性剤を含む第一のインクと、ポリ乳酸系樹脂水性分散体を含む第二のインクからなることを特徴とするインクセット。
2) 前記アルキレンオキサイド付加物型非イオン性界面活性剤がβ−ナフタレンアルキレンオキサイド付加物であることを特徴とする1)記載のインクセット。
3) フェロシアン化第二鉄と、HLBが15以上のアルキレンオキサイド付加物又はアルキレンオキサイド付加物リン酸エステル型アニオン性界面活性剤を含む第一のインクを、インクジェット方式で被記録媒体に付着させ、次いで、ポリ乳酸系樹脂水性分散体を含む第二のインクを被記録媒体に付着させることを特徴とする画像形成方法。
4) 前記アルキレンオキサイド付加物型非イオン性界面活性剤がβ−ナフタレンアルキレンオキサイド付加物であることを特徴とする3)記載の画像形成方法。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 4).
1) a first ink containing ferric ferrocyanide and an alkylene oxide adduct type nonionic surfactant having an HLB of 15 or more or an alkylene oxide adduct phosphate ester type anionic surfactant; and polylactic acid An ink set comprising a second ink containing a water-based resin aqueous dispersion.
2) The ink set according to 1), wherein the alkylene oxide adduct type nonionic surfactant is a β-naphthalene alkylene oxide adduct.
3) A first ink containing ferric ferrocyanide and an alkylene oxide adduct having an HLB of 15 or more or an alkylene oxide adduct phosphate ester type anionic surfactant is adhered to a recording medium by an inkjet method. Then, a second ink containing the polylactic acid resin aqueous dispersion is adhered to a recording medium.
4) The image forming method according to 3), wherein the alkylene oxide adduct type nonionic surfactant is a β-naphthalene alkylene oxide adduct.
本発明によれば、毒性があり環境に対し有害な銅を含む着色剤を含有しない第一のインクと、再生紙を作る場合に生分解性の高い樹脂を含む第二のインクからなる環境負荷の小さいインクセット及び該インクセットを用いた画像形成方法を提供できる。 According to the present invention, an environmental load comprising a first ink that does not contain a colorant containing copper that is toxic and harmful to the environment, and a second ink that contains a highly biodegradable resin when making recycled paper. And an image forming method using the ink set.
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明のインクセットは、第一のインクと第二のインクからなる。
<第一のインク>
本発明に係る第一のインクとしては、通常の記録用インクに留まらず、使用用途に応じてレジスト、医療分野におけるDNA試料、光学分野における樹脂レンズ材料など、ヘッド部材の耐久温度範囲で液化するものであれば、いずれも使用可能である。
第一のインクの着色剤としては、自然界へ放出後の安全性や耐水性の面から顔料のフェロシアン化第二鉄を用いるが、その他の有害な金属を含まない顔料を併用してもよい。
通常の場合、顔料は分散体として添加する。顔料分散体は、顔料粒子を水や溶剤などの溶媒に分散させたものであり、疎水性の高い顔料粒子を親水性の高い溶媒に対して濡れさせ、顔料粒子が安定に溶媒に分散している状態に加工したものである。
併用する顔料の例としては、シアンの色調補正のために加える水分散性顔料が挙げられ、顔料表面に少なくとも1種の親水基を直接もしくは他の原子団を介して結合させた自己分散型顔料、樹脂微粒子に水不溶性もしくは難溶性の顔料を含有させたポリマーエマルジョン、界面活性剤もしくは平均分子量50000以下の水溶性高分子化合物によって分散安定化された水分散性顔料などがある。
このような水分散性顔料は、顔料粒子が集合状態(結晶状態を含む)であるか樹脂分子と共存しており単分子で存在していないため、耐水性、耐光性、耐ガス性に優れ、画像保存性の向上に寄与する。特に前記自己分散型顔料又はポリマーエマルジョンを用いた場合、着色剤固形分に対するインク粘度が低く抑えられるため、水分散性樹脂や湿潤剤を多く入れることが可能となる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The ink set of the present invention includes a first ink and a second ink.
<First ink>
The first ink according to the present invention is not limited to the normal recording ink, but liquefies within the durable temperature range of the head member such as a resist, a DNA sample in the medical field, and a resin lens material in the optical field depending on the intended use. Any material can be used.
As the colorant of the first ink, ferric ferrocyanide of the pigment is used from the viewpoint of safety after being released to the natural world and water resistance, but a pigment containing no other harmful metal may be used in combination. .
Usually, the pigment is added as a dispersion. The pigment dispersion is obtained by dispersing pigment particles in a solvent such as water or a solvent. The pigment particles are highly dispersed in a solvent with high hydrophobicity so that the pigment particles are stably dispersed in the solvent. It is processed into a state.
Examples of pigments used in combination include water-dispersible pigments added to correct the color tone of cyan, and a self-dispersing pigment in which at least one hydrophilic group is bonded to the pigment surface directly or through another atomic group And polymer emulsions in which water-insoluble or poorly soluble pigments are contained in resin fine particles, water-dispersible pigments that are dispersed and stabilized by a surfactant or a water-soluble polymer compound having an average molecular weight of 50000 or less.
Such water-dispersible pigments have excellent water resistance, light resistance, and gas resistance because the pigment particles are in an aggregated state (including crystal state) or coexist with resin molecules and do not exist as single molecules. Contributes to improving image storage stability. In particular, when the self-dispersing pigment or polymer emulsion is used, the ink viscosity with respect to the colorant solid content can be kept low, so that a large amount of water-dispersible resin or wetting agent can be added.
フェロシアン化第二鉄以外の顔料としては、有機顔料や無機顔料を用いることができ、特に比重の面で有機顔料が好適である。これらの顔料は複数混合して用いても良い。顔料の体積平均粒子径は0.01〜0.30μmが好ましい。0.01μm未満では粒子径が染料に近づくため耐光性やフェザリングが悪化してしまうし、0.30μmを超えると、吐出口の目詰まりやプリンター内のフィルターでの目詰まりが発生し、吐出安定性を得ることができない。 As pigments other than ferric ferrocyanide, organic pigments and inorganic pigments can be used, and organic pigments are particularly preferred in terms of specific gravity. A mixture of these pigments may be used. The volume average particle diameter of the pigment is preferably from 0.01 to 0.30 μm. If the particle size is less than 0.01 μm, the light resistance and feathering will deteriorate due to the particle size approaching that of the dye. If it exceeds 0.30 μm, the discharge port will be clogged and the filter inside the printer will be clogged. Stability cannot be obtained.
第一のインクには、HLBが15以上のアルキレンオキサイド付加物型非イオン性界面活性剤又はアルキレンオキサイド付加物リン酸エステル型アニオン性界面活性剤を顔料の分散剤として含有させる。
顔料を溶媒中に分散するためには、HLBが15〜19.5の界面活性剤が好ましい。HLBが15未満では界面活性剤の分散媒へのなじみが悪いため分散安定性が悪化する傾向があり、HLBが19.5を超えると界面活性剤が顔料に吸着しにくくなるため、やはり分散安定性が悪化する傾向がある。
界面活性剤のHLB(Hydrophile−Lipophile Balance)の計算は、一般にグリフィン(Griffin)法で行う。計算式は、HLB値=20×(親水基の重量%)である。アニオン基が含まれる場合はグリフィン法によって直接算出できないため、Devies法、有機概念図を応用した小田式の方法等(浸界面活性剤入門)により算出される値を、適宜グリフィン法による値に換算して得られる値を用いる。
The first ink contains an alkylene oxide adduct type nonionic surfactant having an HLB of 15 or more or an alkylene oxide adduct phosphate type anionic surfactant as a pigment dispersant.
In order to disperse the pigment in the solvent, a surfactant having an HLB of 15 to 19.5 is preferable. If the HLB is less than 15, the compatibility of the surfactant with the dispersion medium is poor and the dispersion stability tends to deteriorate. If the HLB exceeds 19.5, the surfactant becomes difficult to adsorb on the pigment, so that the dispersion stability is also reduced. There is a tendency to deteriorate.
The surfactant HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) is generally calculated by the Griffin method. The calculation formula is HLB value = 20 × (weight% of hydrophilic group). If an anionic group is included, it cannot be directly calculated by the Griffin method. Therefore, the value calculated by the Devices method, the Oda method using an organic conceptual diagram, etc. (introduction to immersion surfactant) is appropriately converted to the value by the Griffin method. The value obtained in this way is used.
アルキレンオキサイド付加物型非イオン性界面活性剤としては、アルキレンオキサイド付加物エーテル型非イオン性界面活性剤、アルキレンオキサイド付加物エステル型非イオン性界面活性剤などが挙げられる。
アルキレンオキサイド付加物エーテル型非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−α−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルナフチルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルナフチルエーテル等のポリオキシエチレン芳香族エーテルが挙げられる。
Examples of the alkylene oxide adduct type nonionic surfactant include an alkylene oxide adduct ether type nonionic surfactant and an alkylene oxide adduct ester type nonionic surfactant.
Examples of the alkylene oxide adduct ether type nonionic surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether and other polyoxyethylene oleyl ethers. Polyoxyethylene alkyl phenyl ethers such as ethylene alkyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene-α-naphthyl ether, polyoxyethylene-β-naphthyl ether, polyoxyethylene monostyryl phenyl Ether, polyoxyethylene distyryl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl naphthyl ether, polyoxyethylene monos Examples include polyoxyethylene aromatic ethers such as tyryl naphthyl ether and polyoxyethylene distyryl naphthyl ether.
アルキレンオキサイド付加物エステル型非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヤシ脂肪酸グリセリル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレントリイソステアリン酸等のグリセライドエチレンオキシド付加物、ポリオキシエチレンテトラオレイン酸等のソルビットエステルエチレンオキシド付加物等が挙げられる。
また、アルキレンオキサイド付加物リン酸エステル型アニオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルリン酸塩が挙げられる。
Examples of alkylene oxide adduct ester type nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl esters such as polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, polyethylene glycol distearate, Polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene coconut fatty acid glyceryl, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene triisostearin Examples include glyceride ethylene oxide adducts such as acids, and sorbite ethylene oxide adducts such as polyoxyethylene tetraoleic acid. .
Examples of alkylene oxide adduct phosphate ester type anionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphate, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether phosphate, Examples include polyoxyethylene distyryl phenyl ether phosphate.
これらの他に、補助的に上記以外のノニオン系又はアニオン系の界面活性剤系分散剤、高分子分散剤等を適宜使用可能である。また、上記の界面活性剤のポリオキシエチレンの一部をポリオキシプロピレンに置き換えた界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の芳香環を有する化合物をホルマリン等で縮合させた界面活性剤も使用できる。
このようなアニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルカルボン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラニンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、スルホコハク酸アルキル二塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、N−アシルアミノ酸塩、アシル化ペプチド、石鹸等が挙げられるが、これらのうち、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、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルの硫酸塩は分散安定化能力が高く、分散への影響のない範囲で添加可能である。
In addition to these, nonionic or anionic surfactant dispersants, polymer dispersants and the like other than those described above can be used as appropriate. Also used are surfactants in which a part of polyoxyethylene in the above surfactant is replaced with polyoxypropylene, and surfactants condensed with a compound having an aromatic ring such as polyoxyethylene alkylphenyl ether with formalin. it can.
Examples of such anionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene distyryl phenyl ether sulfate, Polyoxyethylene alkyl ether carboxylate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether carboxylate, polyoxyethylene monostyryl phenyl ether carboxylate, polyoxyethylene distyryl phenyl ether carboxylate, naphthalene sulfonate formalin condensate, melanin Sulfonate formalin condensate, dialkyl sulfosuccinic acid ester salt, sulfosuccinic acid alkyl disalt, polyoxyethylene alkyl sulfosuccinic acid disalt, alkyl sulfo Acid salts, α-olefin sulfonates, alkylbenzene sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, alkyl sulfonates, N-acyl amino acid salts, acylated peptides, soaps, etc., among these, polyoxyethylene Alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, and sulfate of polyoxyethylene distyryl phenyl ether have a high dispersion stabilizing ability and can be added within a range that does not affect the dispersion.
また高分子分散剤の例としては、水性高分子として、天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子、半合成系ではメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ブロピレングリコールエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。 Examples of polymer dispersants include aqueous polymers such as gum arabic, tragan gum, guar gum, karaya gum, locust bean gum, arabinogalactone, pectin, quince seed starch, etc., alginic acid, carrageenan. , Seaweed polymers such as agar, animal polymers such as gelatin, casein, albumin and collagen, microbial polymers such as xanthene gum and dextran, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxy in semisynthetic systems Fibrin polymers such as methylcellulose, starch polymers such as sodium starch glycolate and sodium starch phosphate, and seaweed systems such as sodium alginate and propylene glycol alginate In molecule, pure synthetic system, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymer, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymer, acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-acrylic acid copolymer , Styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene- α-methylstyrene-acrylic acid copolymer-alkyl acrylate ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, vinylnaphthalene-maleic acid copolymer, vinyl acetate-ethylene copolymer, vinyl acetate-fatty acid vinyl ethylene Copolymer, vinyl acetate-maleic acid ester Coalescence, vinyl acetate - crotonic acid copolymer, vinyl acetate - acrylic acid copolymer and the like.
上記界面活性剤の添加量は顔料の10〜50重量%程度が好ましい。添加量が10重量%未満では顔料分散体及びインクの保存安定性が低下したり、分散に極端に時間がかかることがあるし、50重量%を超えるとインクの粘度が高くなりすぎてインクジェットインクとしての吐出安定性が低下する傾向がある。
またインクとしての物性を調整するために界面活性剤を添加することも出来る。このような界面活性剤としてはHLBが15未満のアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤が用いられる。着色剤の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、顔料の分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
アニオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、琥珀酸エステルスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
The amount of the surfactant added is preferably about 10 to 50% by weight of the pigment. If the addition amount is less than 10% by weight, the storage stability of the pigment dispersion and the ink may be reduced, or the dispersion may take an extremely long time. If the addition amount exceeds 50% by weight, the ink viscosity becomes too high, and the ink jet ink. As a result, the discharge stability tends to decrease.
Further, a surfactant can be added to adjust the physical properties of the ink. As such a surfactant, an anionic surfactant having a HLB of less than 15, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant are used. A surfactant that does not impair the dispersion stability of the pigment is selected depending on the combination of the colorant, the wetting agent, and the water-soluble organic solvent.
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetate, dodecylbenzene sulfonate, oxalate sulfonate, laurate, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate.
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。具体例としては、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロキシエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ジメチルアルキル(ヤシ)ベタイン、ジメチルラウリルベタイン等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これらの界面活性剤は、日光ケミカルズ(株)、日本エマルジョン(株)、日本触媒(株)、東邦化学(株)、花王(株)、アデカ(株)、ライオン(株)、青木油脂(株)、三洋化成(株)、日油(株)などの会社から容易に入手できる。
Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene Examples thereof include alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkylamine, and polyoxyethylene alkylamide.
Examples of amphoteric surfactants include lauryl aminopropionate, lauryl dimethyl betaine, stearyl dimethyl betaine, and lauryl dihydroxyethyl betaine. Specific examples include lauryl dimethylamine oxide, myristyl dimethylamine oxide, stearyl dimethylamine oxide, dihydroxyethyl lauryl amine oxide, polyoxyethylene coconut oil alkyl dimethyl amine oxide, dimethyl alkyl (coconut) betaine, dimethyl lauryl betaine, and the like. However, it is not limited to these.
These surfactants are Nikko Chemicals Co., Ltd., Nippon Emulsion Co., Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd., Toho Chemical Co., Ltd., Kao Co., Ltd., Adeka Co., Ltd., Lion Co., Ltd., Aoki Yushi Co., Ltd. ), Sanyo Kasei Co., Ltd., and NOF Corporation.
上記の他にアセチレングリコール系界面活性剤を用いてもよく、例えば2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどのアセチレングリコール系〔例えばエアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485あるいはTGなど〕が挙げられるが、特にサーフィノール104、465やTGが良好な印字品質を示す。
更にフッ素系界面活性剤を用いてもよく、例えばパーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー及びこの硫酸エステル塩、フッ素系脂肪族系ポリマーエステルが挙げられる。
このようなフッ素系界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113、S121、S131、S132、S−141、S−145(旭硝子社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431、FC−4430(住友スリーエム社製)、FT−110、250、251、400S(ネオス社製)、ゾニールFS−62、FSA、FSE、FSJ、FSP、TBS、UR、FSO、FSO−100、FSN N、FSN−100、FS−300、FSK(Dupont社製)、ポリフォックスPF−136A、PF−156A、PF−151N(OMNOVA社製)などが挙げられ、各社から容易に入手できる。
In addition to the above, an acetylene glycol surfactant may be used. For example, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3, Examples include acetylene glycols such as 6-diol and 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol (for example, Surfynol 104, 82, 465, 485 or TG from Air Products (USA)). Surfinol 104, 465 and TG show good print quality.
Further, a fluorosurfactant may be used, such as perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroalkyl phosphate ester, perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, perfluoroalkyl betaine, perfluoroalkyl. Examples thereof include amine oxide compounds, polyoxyalkylene ether polymers having a perfluoroalkyl ether group in the side chain, sulfate salts thereof, and fluorine-based aliphatic polymer esters.
Commercially available products of such fluorosurfactants include Surflon S-111, S-112, S-113, S121, S131, S132, S-141, S-145 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Fullrad FC-93. , FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431, FC-4430 (manufactured by Sumitomo 3M), FT-110, 250, 251, 400S (Neos) Zonyl FS-62, FSA, FSE, FSJ, FSP, TBS, UR, FSO, FSO-100, FSN N, FSN-100, FS-300, FSK (manufactured by Dupont), Polyfox PF-136A , PF-156A, PF-151N (manufactured by OMNOVA), and the like, and can be easily obtained from each company.
前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。単独では記録液中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
インク物性を調整するための界面活性剤として浸透性の効果を発揮するためには、添加量を0.01〜5重量%とすることが望ましい。0.01重量%未満では添加した効果が無く、5.0重量%より多いと記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生する。更に種々の物性の普通紙に対応するためには0.5〜2重量%がより好ましい
The surfactant is not limited to these, and may be used alone or in combination. Even if it is not easily dissolved by itself in the recording liquid, it can be solubilized by mixing and exist stably.
In order to exert a penetrating effect as a surfactant for adjusting ink physical properties, the addition amount is desirably 0.01 to 5% by weight. If it is less than 0.01% by weight, the added effect is not obtained. If it is more than 5.0% by weight, the permeability to the recording medium is unnecessarily high, causing problems such as a decrease in image density and occurrence of show-through. Furthermore, 0.5 to 2% by weight is more preferable for dealing with plain paper having various physical properties.
第一のインクには樹脂を添加してもよいが、樹脂の種類によっては多量に添加すると生分解性を低下させてしまうため、添加量は少ない方が望ましい。用いる樹脂には特に限定はないが、分散性樹脂は体積平均粒子径が小さいものほど粘度が上昇する傾向があるため、過剰な高粘度にならないように体積平均粒子径は50nm以上が好ましい。
更にインクジェットヘッドのインク流路やノズル口は小さいため、インク中に大きな粒子が存在すると吐出性を悪化させてしまうので、吐出性を悪化させないように体積平均粒子径を500nm以下とすることが好ましく、150nm以下がより好ましい。
水分散性樹脂は水分散性着色剤を紙面に定着させる働きを持つことが望ましく、定着性を向上させるためには最低造膜温度(MFT)が20℃以下であることが好ましい。しかしガラス転移点(Tg)が−40℃未満になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移点が−40℃以上の水分散性樹脂であることが望ましい。
A resin may be added to the first ink, but depending on the type of resin, adding a large amount reduces biodegradability, so a smaller amount is desirable. The resin used is not particularly limited, but the dispersible resin tends to increase in viscosity as the volume average particle size is smaller. Therefore, the volume average particle size is preferably 50 nm or more so as not to have an excessively high viscosity.
Furthermore, since the ink flow path and nozzle opening of the ink jet head are small, if large particles are present in the ink, the discharge property is deteriorated. Therefore, the volume average particle diameter is preferably 500 nm or less so as not to deteriorate the discharge property. 150 nm or less is more preferable.
The water-dispersible resin desirably has a function of fixing the water-dispersible colorant on the paper surface. In order to improve the fixability, the minimum film-forming temperature (MFT) is preferably 20 ° C. or lower. However, when the glass transition point (Tg) is less than −40 ° C., the resin film becomes more viscous and the printed matter is tacky. Therefore, a water dispersible resin having a glass transition point of −40 ° C. or higher is desirable.
第一のインクを所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的で、着色剤の他に水溶性有機溶媒を加えることが好ましい。水溶性有機溶媒には湿潤剤、浸透剤が含まれる。これらの溶媒は、水とともに単独で又は複数混合して用いられる。
湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。
また、浸透剤は記録用インクと被記録媒体の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。浸透剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤が挙げられる。これらの化合物は液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ浸透速度を高めることができる。
In order to make the first ink have desired physical properties or to prevent clogging of the nozzles of the recording head due to drying, it is preferable to add a water-soluble organic solvent in addition to the colorant. The water-soluble organic solvent includes a wetting agent and a penetrating agent. These solvents are used alone or in combination with water.
The wetting agent is added for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the recording head due to drying.
The penetrant is added for the purpose of improving the wettability between the recording ink and the recording medium and adjusting the penetration speed. Examples of penetrants include polyoxyethylene alkylphenyl ether surfactants, acetylene glycol surfactants, fluorine surfactants, silicon surfactants, polyoxyethylene alkyl ether surfactants, polyoxyethylene polyoxy A propylene alkyl ether surfactant is mentioned. Since these compounds can reduce the surface tension of the liquid, the wettability can be improved and the penetration rate can be increased.
第一のインクには防腐防黴剤を加えてもよい。防腐防黴剤を加えることによって、菌の繁殖を抑えることができ、保存安定性、画質安定性を高めることができる。
第一のインクには防錆剤を加えてもよい。防錆剤を加えることによって、ヘッド等の接液する金属面に被膜を形成し、腐食を防ぐことができる。
第一のインクには酸化防止剤を加えてもよい。酸化防止剤を加えることによって、腐食の原因となるラジカル種が生じた場合にも酸化防止剤がラジカル種を消滅させるので腐食を防止することができる。
第一のインクにはpH調整剤を加えてもよい。第一のインクのpHは3〜11が好ましく、フェロシアン化第二鉄の観点からは4〜7が更に好ましい。pH調整剤により第一のインクのpHを好ましい範囲に調整することが出来る。
第一のインクの表面張力は、20〜60mN/mが好ましく、被記録媒体との濡れ性と液滴の粒子化の両立の観点からは30〜50mN/mが更に好ましい。
第一のインクの粘度は、1.0〜20.0mPa・sが好ましく、吐出安定性の観点からは2.0〜10.0mPa・sが更に好ましい。
An antiseptic / antifungal agent may be added to the first ink. By adding an antiseptic / antifungal agent, the growth of bacteria can be suppressed, and the storage stability and image quality stability can be improved.
A rust inhibitor may be added to the first ink. By adding a rust preventive agent, a coating can be formed on the metal surface in contact with the liquid such as a head and corrosion can be prevented.
An antioxidant may be added to the first ink. By adding an antioxidant, even when a radical species that causes corrosion is generated, the antioxidant can be eliminated so that the corrosion can be prevented.
A pH adjuster may be added to the first ink. The pH of the first ink is preferably 3 to 11, and more preferably 4 to 7 from the viewpoint of ferric ferrocyanide. The pH of the first ink can be adjusted to a preferred range by the pH adjuster.
The surface tension of the first ink is preferably 20 to 60 mN / m, and more preferably 30 to 50 mN / m from the viewpoint of achieving both wettability with the recording medium and droplet formation.
The viscosity of the first ink is preferably 1.0 to 20.0 mPa · s, and more preferably 2.0 to 10.0 mPa · s from the viewpoint of ejection stability.
第一のインクは、インクジェットヘッドとして、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの(特開平2−51734号公報参照)、あるいは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させるいわゆるサーマル型のもの(特開昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの(特開平6−71882号公報参照)などの何れのインクジェットヘッドを搭載するプリンタにも良好に使用できる。
第一のインクは、各種分野に適用可能であるが、インクジェット記録方式による画像形成装置(プリンタ等)に特に好適に使用することができる。例えば、印字又は印字前後に被記録用紙及び第一のインクを50〜200℃で加熱し、印字定着を促進する機能を有するプリンタ等に使用することもできる。
The first ink, as an inkjet head, uses a piezoelectric element as pressure generating means to pressurize the ink in the ink flow path, and deforms the diaphragm that forms the wall surface of the ink flow path to change the volume in the ink flow path. A so-called piezo type that discharges ink droplets (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 2-51734), or a so-called thermal type that generates bubbles by heating ink in an ink flow path using a heating resistor ( JP, 61-59911, A), the diaphragm and the electrode which form the wall surface of an ink channel are arranged facing, and the diaphragm is deformed by the electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode, Any printer equipped with an ink jet head such as an electrostatic type (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-71882) that changes the volume of the ink flow path to eject ink droplets. It can be used for good.
The first ink can be applied to various fields, but can be particularly suitably used for an image forming apparatus (printer or the like) based on an ink jet recording method. For example, the recording paper and the first ink can be heated at 50 to 200 ° C. before and after printing or printing, and can be used for a printer having a function of promoting print fixing.
<第二のインク>
第二のインクは第一のインクによって形成された画像を保護するための樹脂被膜を形成するために付着させる。樹脂の種類によっては添加することにより生分解性を低下させてしまうため、生分解性樹脂を50wt%以上添加することが望ましく、70wt%以上添加することが更に望ましい。
用いる樹脂としては特に限定されないが、生分解性樹脂としてポリ乳酸及びその変性物が好ましい。ポリ乳酸はポリエステル骨格を持ち、他のポリエステルモノマーとの共重合により変性し易く、光学異性体の比率をコントロールすることにより結晶性を制御でき、樹脂の特性を制御し易い。また非水溶性の樹脂であるから、皮膜を形成すると水に触れても容易に膨潤することはなく、本発明の様に印刷画像の表面処理用途などの耐水性を求める用途には最適である。
ポリ乳酸以外の生分解性樹脂を混合添加することも可能であり、このような生分解性樹脂としてはポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、変性ポリビニルアルコール、カゼイン、変性澱粉、セルロース、変性セルロースなどが挙げられる。また、これらは耐久性や物性面で難分解性樹脂よりも劣っている場合があり、その特性を改善するために、一般的な樹脂を添加したり、上記生分解性樹脂と共重合することで改質したりすることが可能である。
<Second ink>
The second ink is attached to form a resin film for protecting the image formed by the first ink. Depending on the type of the resin, the biodegradability is lowered by the addition, so it is desirable to add the biodegradable resin in an amount of 50 wt% or more, and more desirably 70 wt% or more.
Although it does not specifically limit as resin to be used, Polylactic acid and its modified material are preferable as biodegradable resin. Polylactic acid has a polyester skeleton, is easily modified by copolymerization with other polyester monomers, can control crystallinity by controlling the ratio of optical isomers, and can easily control resin properties. In addition, since it is a water-insoluble resin, it does not easily swell when exposed to water when a film is formed, and is optimal for applications requiring water resistance such as surface treatment for printed images as in the present invention. .
It is also possible to add a biodegradable resin other than polylactic acid, and examples of such biodegradable resins include polycaprolactone, polyglycolic acid, modified polyvinyl alcohol, casein, modified starch, cellulose, and modified cellulose. It is done. In addition, they may be inferior to persistent resins in terms of durability and physical properties, and in order to improve their properties, general resins may be added or copolymerized with the above biodegradable resins. It is possible to modify with.
生分解性樹脂に含まれるポリ乳酸の割合は生分解性樹脂の50重量%以上とすることが望ましく、80重量%以上とすることが更に望ましい。添加量が50重量%未満では成膜した樹脂層の耐水性が低くなりやすく、画像の耐久性が低くなってしまう。またポリ乳酸以外の生分解性樹脂は水溶液になるものが多く、これらの添加比率が上がると第二のインクの粘度が高くなりすぎてしまうため、インク中の樹脂比率を上げにくくなってしまう。また粘度が高いとインクの塗工方法が限定されてしまう欠点がある。そのためポリ乳酸の添加量を80重量%以上とすることによりインク粘度を低く抑え、インク中の樹脂比率を上げることが好ましい。 The ratio of polylactic acid contained in the biodegradable resin is preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more of the biodegradable resin. When the addition amount is less than 50% by weight, the water resistance of the formed resin layer tends to be low, and the durability of the image is low. In addition, many biodegradable resins other than polylactic acid are in aqueous solution, and when the addition ratio of these increases, the viscosity of the second ink becomes too high, making it difficult to increase the resin ratio in the ink. Further, when the viscosity is high, there is a drawback that the ink coating method is limited. Therefore, it is preferable to keep the ink viscosity low by increasing the amount of polylactic acid added to 80% by weight or more and to increase the resin ratio in the ink.
第二のインクに用いる樹脂の特性としては、画像の保護層を形成するための被膜形成が
行われる必要があり、常温から低加温状態で乾燥皮膜化することが望ましい。樹脂インクを塗布後に加熱乾燥させる場合、水系インクなので、乾燥温度を100℃以上としても、液状の水が存在する間は温度が100℃以上に上がりにくい状態にある。樹脂の造膜温度を100℃以下とすれば、液状の水を無くす過程で造膜することができ、短時間かつ省エネルギーで被膜を形成できる効果がある。そのため最低造膜温度は100℃以下が望ましいが、更に好ましくは20℃以下である。ここで最低造膜温度とは、ポリ乳酸系樹脂水性分散体をアルミニウム等の金属板の上に薄く流延し温度を上げていった時に、透明な連続フィルムが形成される最低の温度をいう。測定装置としては島川製作所社製最低成膜温度測定装置を用いることができる。
最低造膜温度は樹脂によって異なるが、乾燥過程の樹脂エマルジョン界面に作用する造膜温度調整剤や、樹脂を軟化させる可塑剤の添加により最低造膜温度を調節することが可能であり、本発明の樹脂に対して用いることが出来る。
As a characteristic of the resin used for the second ink, it is necessary to form a film for forming an image protective layer, and it is desirable to form a dry film from room temperature to a low temperature state. When the resin ink is heated and dried after application, it is a water-based ink, so even if the drying temperature is set to 100 ° C. or higher, the temperature hardly rises to 100 ° C. or higher while liquid water is present. If the film forming temperature of the resin is 100 ° C. or less, the film can be formed in the process of eliminating liquid water, and there is an effect that a film can be formed in a short time and with energy saving. Therefore, the minimum film forming temperature is desirably 100 ° C. or lower, but more preferably 20 ° C. or lower. Here, the minimum film-forming temperature refers to the lowest temperature at which a transparent continuous film is formed when a polylactic acid resin aqueous dispersion is thinly cast on a metal plate such as aluminum and the temperature is raised. . As the measuring apparatus, a minimum film forming temperature measuring apparatus manufactured by Shimakawa Seisakusho can be used.
Although the minimum film-forming temperature varies depending on the resin, it is possible to adjust the minimum film-forming temperature by adding a film-forming temperature regulator that acts on the resin emulsion interface during the drying process or a plasticizer that softens the resin. It can be used for other resins.
このような生分解性樹脂の中でも乳酸を骨格に持つ水分散ポリエステル樹脂が、他の成分との共重合が容易で水分散に有為なイオン性骨格を導入しやすいので好ましい。また、エマルジョンにすれば、第二のインクに添加したときのインク粘度を下げることができ、高樹脂濃度で塗工することができる。
エマルジョン中の樹脂粒径は数μm〜数十nmとするが、インクジェット塗布の場合、ノズル口やリストリクターに影響を与えないように体積平均粒子径が500nm以下のものが望ましく、150nm以下のものが更に好ましい。
第二のインクの塗工方法は特に限定されず、ローラ塗布、スプレー塗布、昇華塗布など何れの方式でもよく、インクジェット方式でのスプレー塗布も可能である。インクジェット塗布ならば塗布量や塗布位置の制御を高精度かつ容易に行うことが出来る。
Among such biodegradable resins, a water-dispersed polyester resin having lactic acid as a skeleton is preferable because it is easy to copolymerize with other components and easily introduce an ionic skeleton useful for water dispersion. In addition, if an emulsion is used, the ink viscosity when added to the second ink can be reduced, and coating can be performed at a high resin concentration.
The resin particle size in the emulsion is several μm to several tens of nm, but in the case of inkjet coating, the volume average particle size is preferably 500 nm or less, and 150 nm or less so as not to affect the nozzle mouth and restrictor. Is more preferable.
The method for applying the second ink is not particularly limited, and any method such as roller coating, spray coating, and sublimation coating may be used, and spray coating by an ink jet method is also possible. In the case of inkjet coating, the coating amount and coating position can be controlled with high accuracy and ease.
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited by these Examples.
<顔料分散体の調製>
調製例1〜6
顔料分散体の調製は以下の手順で行った。
下記表1の調製例1〜6の各欄に示す所定量の界面活性剤を水と混合し、スターラーで攪拌して溶解させた。次いで顔料を添加して10分間攪拌した後、混合液を超音波洗浄機に設置して、1時間毎に顔料粒子径を計測しつつ3時間まで分散を行った。
また、界面活性剤は下記表2に示すとおりであり、「D、E」はアルキレンオキサイド付加物型非イオン性界面活性剤、「C」はアルキレンオキサイド付加物リン酸エステル型アニオン性界面活性剤であり、「A、B」は何れにも該当しない界面活性剤である。
Preparation Examples 1-6
The pigment dispersion was prepared by the following procedure.
A predetermined amount of surfactant shown in each column of Preparation Examples 1 to 6 in Table 1 below was mixed with water and dissolved by stirring with a stirrer. Next, the pigment was added and stirred for 10 minutes, and then the mixed solution was placed in an ultrasonic cleaner, and dispersion was performed for up to 3 hours while measuring the pigment particle diameter every hour.
Further, the surfactants are as shown in Table 2 below, “D, E” are alkylene oxide adduct type nonionic surfactants, and “C” is alkylene oxide adduct phosphate ester type anionic surfactants. “A, B” are surfactants that do not fall under any of the above.
分散経過の計測結果を下記表3に記す。
調製例1〜3、6は、分散時間にかかわらず粒子径の増加が起こらず、安定的に顔料の分散が出来た。調製例4、5は全く分散できず、超音波照射を停止し1分間静置しただけで顔料が沈降した状態となった。
In Preparation Examples 1 to 3 and 6, the particle diameter did not increase regardless of the dispersion time, and the pigment could be stably dispersed. Preparation Examples 4 and 5 were not able to disperse at all, and the pigment settled out by simply suspending ultrasonic irradiation and allowing to stand for 1 minute.
<第一のインクの調製>
調製例7〜14
第一のインクの調製は以下の手順で行った。
下記表4の調製例7〜14の欄に示された所定量の溶剤、界面活性剤、水をスターラーで攪拌して均一に混合した。次いで、着色剤を添加し1時間攪拌した後、混合液を5μmフィルター(日本ポール社製MILLEX SV)により加圧濾過して第一のインクを得た。
Preparation Examples 7-14
The first ink was prepared according to the following procedure.
A predetermined amount of the solvent, surfactant and water shown in the columns of Preparation Examples 7 to 14 in Table 4 below were stirred and mixed uniformly with a stirrer. Next, after adding a colorant and stirring for 1 hour, the mixed solution was pressure filtered through a 5 μm filter (MILLEX SV manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) to obtain a first ink.
<第二のインクの調製>
調製例15〜19
第二のインクの調製は以下の手順で行った。
下記表5の調製例15〜19の欄に示された所定量の界面活性剤と水をスターラーで攪拌して均一に混合した。次いで樹脂エマルジョンを添加して1時間攪拌した後、混合液を5μmフィルター(日本ポール社製MILLEX SV)で加圧濾過して第二のインクを得た。
Preparation Examples 15-19
The second ink was prepared by the following procedure.
A predetermined amount of surfactant and water shown in the columns of Preparation Examples 15 to 19 in Table 5 below were stirred and mixed uniformly with a stirrer. Subsequently, after adding a resin emulsion and stirring for 1 hour, the mixed solution was pressure filtered through a 5 μm filter (MILLEX SV manufactured by Nippon Pole Co., Ltd.) to obtain a second ink.
実施例1〜7、比較例1〜8
<印字方法>
インクジェットプリンター(IPSIO GX3000、リコー社製)のインクの吐出力を自在に変えられるようにファーム変更し、評価用プリンタに用いた。
このプリンタのインク供給経路やヘッド内のインクを純水で置換し、元々のインクの代わりに調製例の7〜10の第一のインクを充填したカートリッジを、KCMYのカートリッジの代わりに取り付け、充填動作後にヘッドリフレッシング動作を10回繰り返し、インク供給経路やヘッド内のインクを第一のインクに置き換えた。その後、ノズルチェックパターンを印字し、ノズル抜けが無くなるまでヘッドリフレッシング動作を行った。
評価用紙としてマイペーパー(リコー社製)を用い、印字モードとしてプリンタ添付のドライバで「普通紙標準はやいモードの色補正なし」を選択した。
また100cm2の単色ベタチャートをEPSON社製ファイン用紙上に上記印字モードで印字し、0.09gの付着量となるようにプリンタの吐出力を調整した。
上記条件によりMicrosoft Word2000で作成した20cm×20cmの単色ベタチャートと12ポイントの単色文字を打ち出した。
上記印字を行った後、同様にインク供給経路を純水で置換し、再び調製例11〜14の第一のインクを充填し、同じ方法で付着量が一定になるように調整して画像を印字した。
Examples 1-7, Comparative Examples 1-8
<Printing method>
The firmware was changed so that the ink ejection force of the ink jet printer (IPSIO GX3000, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) could be freely changed, and used as an evaluation printer.
Replace the ink in the printer's ink supply path and ink in the head with pure water, and replace the original ink with the first ink of Preparations 7 to 10 in place of the KCMY cartridge. After the operation, the head refreshing operation was repeated 10 times, and the ink in the ink supply path and the head was replaced with the first ink. Thereafter, a nozzle check pattern was printed, and a head refreshing operation was performed until there was no missing nozzle.
My paper (manufactured by Ricoh) was used as the evaluation paper, and “no color correction in normal paper standard fast mode” was selected as the print mode with the driver attached to the printer.
Further, a 100 cm 2 single-color solid chart was printed on the fine paper manufactured by EPSON in the above-mentioned printing mode, and the discharge force of the printer was adjusted so that the amount of adhesion was 0.09 g.
Under the above conditions, a 20 cm × 20 cm single-color solid chart and 12-point single-color characters created with Microsoft Word 2000 were launched.
After the above printing, the ink supply path is similarly replaced with pure water, the first ink of Preparation Examples 11 to 14 is filled again, and the image is adjusted by the same method so that the adhesion amount is constant. Printed.
<第二のインクの塗布>
上記第一のインクで印字したマイペーパー(リコー社製)上に、ワイヤーバーを用いて第二のインクを、塗布量が5g/m2となるように手早く塗布した後、25℃×12時間乾燥させた。その後、印字面を鏡面のSUS板に接した状態で、紙面裏側より10cm/secの速度でドライアイロンを掛け、印字面を平滑にした評価サンプルを作成した。
第一のインクと第二のインクの組み合わせは下記表8の実施例1〜7、比較例1〜8の欄に示すとおりである。
On My Paper (Ricoh Co., Ltd.) printed with the first ink, the second ink was quickly applied using a wire bar so that the application amount was 5 g / m 2, and then 25 ° C. × 12 hours. Dried. Then, with the printing surface in contact with the mirror-finished SUS plate, a dry iron was applied from the back side of the paper at a speed of 10 cm / sec to prepare an evaluation sample with a smooth printing surface.
Combinations of the first ink and the second ink are as shown in the columns of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 in Table 8 below.
実施例及び比較例の評価サンプルについて、下記のようにして評価を行った。
〔評価方法〕
<耐水性試験>
評価サンプルの文字列を30℃×30分間、水に浸積させ、浸積後の水分を5Aの濾紙で吸水し、評価サンプルの文字列の滲みと濾紙に転写したインクから、以下の基準で評価した。比較例7については画像がないため評価しなかった。
◎:滲みがない。
○:目視では滲みはないが文字の周囲0.05mm程度までインクの染み出しがある。
△:目視で判る程度の滲みがある。
×:濾紙に転写するほどインクの染み出しが多く、文字濃度も低下する。
About the evaluation sample of an Example and a comparative example, it evaluated as follows.
〔Evaluation methods〕
<Water resistance test>
The character string of the evaluation sample is immersed in water at 30 ° C. for 30 minutes, and the water after the immersion is absorbed by a filter paper of 5A. From the bleeding of the character string of the evaluation sample and the ink transferred to the filter paper, the following criteria are used. evaluated. Comparative Example 7 was not evaluated because there was no image.
A: There is no bleeding.
○: There is no bleeding visually, but there is ink bleeding up to about 0.05 mm around the character.
(Triangle | delta): There exists a blur of the grade recognized visually.
X: The more the ink is transferred to the filter paper, the more the ink oozes out and the lower the character density.
<定着性試験>
評価サンプルをクロックメータCM−1型によりJISL 0803 綿3号と接触させ、10回摺り合わせた後、綿布に付着したインクを分光測色濃度計(エックスライト社製Model−938)で測色し、初期の綿布の色に対する色濃度により、下記の基準で評価した。比較例7については画像がないため評価しなかった。
○:綿布の濃度増加が0.1未満
×:綿布の濃度増加が0.1以上
<Fixability test>
After the evaluation sample was brought into contact with JISL 0803 cotton No. 3 using a clock meter CM-1 and rubbed 10 times, the ink adhering to the cotton cloth was measured with a spectrocolorimetric densitometer (Model-938 manufactured by X-Rite). The following criteria were used to evaluate the color density relative to the initial cotton cloth color. Comparative Example 7 was not evaluated because there was no image.
○: Concentration increase of cotton cloth is less than 0.1 ×: Concentration increase of cotton cloth is 0.1 or more
<生分解性試験>
評価サンプルを疑似コンポストに埋め、30℃×1ヶ月間静置した後、評価サンプルの状態を下記の基準で評価した。
○:サンプルの形状を保っていない。
×:サンプル形状を保っている。
<Biodegradability test>
The evaluation sample was buried in pseudocompost and allowed to stand at 30 ° C. for 1 month, and then the state of the evaluation sample was evaluated according to the following criteria.
○: The shape of the sample is not maintained.
X: The sample shape is maintained.
<土壌汚染性試験>
評価サンプルの作成に用いた第一のインクをICP発光分光分析装置で分析し、日本バイオプラスチック協会のクリーンプラ基準に準じて、Cd:0.5mg/kg、As:3.5mg/kg、Hg:0.5mg/kg、Cu:37.5mg/kg、Se:0.75mg/kg、Ni:25mg/kg、Zn:150mg/kg、Mo:100mg/kgの基準上限値を満たすかどうかについて評価した。評価結果を表9に示す。表中のNDは検出感度以下を示す。また、第二のインクには色材が含まれていないため重金属を除去することは容易であり、土壌汚染を回避することは技術的には容易であるため、評価を行っていない。
○:何れも基準上限値未満
×:基準上限値以上
<Soil contamination test>
The first ink used for preparing the evaluation sample was analyzed with an ICP emission spectroscopic analyzer, and Cd: 0.5 mg / kg, As: 3.5 mg / kg, Hg according to the Clean Plastic Standard of the Japan Bioplastics Association. : Evaluation of whether or not the reference upper limit values of 0.5 mg / kg, Cu: 37.5 mg / kg, Se: 0.75 mg / kg, Ni: 25 mg / kg, Zn: 150 mg / kg, Mo: 100 mg / kg are satisfied did. Table 9 shows the evaluation results. ND in the table indicates the detection sensitivity or lower. Further, since the second ink does not contain a color material, it is easy to remove heavy metals, and it is technically easy to avoid soil contamination.
○: Both are less than the reference upper limit ×: More than the reference upper limit
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