JP2018130905A - 印刷物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】[1]アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に対して、放電処理を特定の条件で行い印刷記録媒体1を得る工程1、及び該印刷記録媒体1の画像表面に、さらに水系インクを用いてインクジェット印刷により画像を形成し、印刷物を得る工程2を有する、印刷物の製造方法、及び[2]印刷記録媒体1に水系インクをインクジェット方式にて吐出して画像を形成するインクジェット印刷方法であって、該印刷記録媒体1が、アナログ印刷により形成された画像表面を表面自由エネルギーが30mN/m以上となるように処理されてなる、インクジェット印刷方法である。
【選択図】なし
Description
一方、インクジェット方式は、非常に微細なノズルからインクジェット印刷用インクの液滴を記録媒体に直接吐出及び付着させて、文字や画像を得る印刷方式である。この方式は刷版を必要としないため、バリアブルデーターの印刷が容易かつ安価に行うことができる利点がある。
そこで、アナログ印刷にバリアブルデーターを追加印刷する印刷方法として、アナログ印刷とインクジェット印刷を組み合わせた印刷技術が開発されている。
特許文献2には、樹脂フィルムの多色印刷方法において、白色印刷をグラビア印刷又はフレキソ印刷方式で行い、白色以外の色彩の印刷をインクジェット方式で行う樹脂フィルムの多色印刷方法であって、インクジェット印刷用インクには、UV硬化型インクを用いることが開示されている。
特許文献3には、印刷機で基板に画像を印刷する方法において、第1の印刷ユニットで、基板に網点から成るラスタ画像を印刷し、次にインクジェット印刷ユニットで、該ラスタ画像に、インクジェット網点の少なくとも1つの繋がった領域を印刷し、繋がった領域を形成する実質的に全てのインクジェット網点が、同じ表面濡れ特性を有する網点位置に印刷される方法が開示されている。
特許文献4には、印刷物の画像形成領域の範囲内で、それぞれ有版印刷領域と、無版印刷領域との2つの領域を設定し、それぞれの領域を有版印刷機構又は無版印刷機構によって印刷するハイブリッド印刷装置であって、無版印刷機構としてインクジェットプリンタを用いることが開示されている。
例えば、特許文献5には、インク受容層にコロナ放電処理を行って、印刷品質を向上させ、多機種のプリンターに適用することのできるプリンター用記録材料の製造方法が開示されている。
特許文献6では、受像層を形成した基材にプラズマ処理を行い、吸液性やにじみを改善するインクジェット記録媒体の製造方法等が開示されている。
特許文献1では、アナログ印刷面とインクジェット印刷面の間に下地層を形成すること、特許文献2ではUV硬化型インクをインクジェット印刷用インクとして用いて、粘度の高いインクを短時間で硬化させること、特許文献3及び4ではアナログ印刷されていない部分にインクジェット印刷すること、により良好な画質を得る技術である。
しかしながら、アナログ印刷後、さらに特許文献1のような下地層や、特許文献5や6のような受容層を設けることは、印刷工程が増えるため印刷物の生産性の低下を招く。特許文献2のUV硬化型インクの使用は、重合性モノマーや重合開始剤がインク中に含まれるため、環境上好ましくない。特許文献3及び4では、印刷する画像の自由度が制限される。
本発明は、アナログ印刷により形成された画像表面に水系インクを用いてインクジェット印刷を行う際、環境への負荷が少なく高い生産性で、インクジェット印刷で形成された画像の隠蔽性及び密着性に優れる印刷物を得ることができる印刷物の製造方法及びインクジェット印刷方法を提供することを課題とする。
なお、「印刷」とは、文字や画像を記録する印刷、印字を含む概念であり、「印刷物」とは、文字や画像が記録された印刷物、印字物を含む概念である。
すなわち、本発明は、次の[1]及び[2]を提供する。
[1] 下記工程1及び工程2を有する、印刷物の製造方法。
工程1:アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に対して、放電処理を下記の条件で行い印刷記録媒体1を得る工程
工程2:工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面に、さらに水系インクを用いてインクジェット印刷により画像を形成し、印刷物を得る工程
放電処理条件:放電処理量が積算照射電力量で0.5kW・min/m2以上5.5kW・min/m2以下、放電処理速度が記録媒体の搬送速度換算で1m/min以上100m/min以下である。
[2] 印刷記録媒体1に水系インクをインクジェット方式にて吐出して画像を形成する、インクジェット印刷方法であって、
該印刷記録媒体1が、アナログ印刷により形成された画像表面を、表面自由エネルギーが30mN/m以上となるように処理されてなる、インクジェット印刷方法。
特にインクジェット印刷を周波数20kHz以上のワンパス印刷(印刷速度50m/min以上に相当)で行う場合であっても、生産性の低下を招くことがないため、本発明の印刷物の製造方法及びインクジェット印刷方法はより有効に適用される。
本発明の印刷物の製造方法は、下記工程1及び工程2を有する。
工程1:アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に対して、放電処理を下記の条件で行い印刷記録媒体1を得る工程
工程2:工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面に、さらに水系インクを用いてインクジェット印刷により画像を形成し、印刷物を得る工程
放電処理条件:放電処理量が積算照射電力量で0.5kW・min/m2以上5.5kW・min/m2以下、放電処理速度が記録媒体の搬送速度換算で1m/min以上100m/min以下である。
本発明において、放電処理は、気体に電気エネルギーを与えて放電状態とし、負電荷を持つ電子、正電荷をもつイオン、電気的に中性なラジカル及び気体分子が共存したプラズマに曝すことにより、画像表面を改質させる処理である。放電処理は、画像表面に含まれるポリマーへの親水性官能基導入及び画像表面の汚れ除去により濡れ性を向上させる利点をもたらす一方で、画像表面の粗面化及び微細な多孔化により、画像表面の劣化及び記録媒体の変形を引き起こす。そのため、印刷された画像表面に対して直接放電処理を行うことは検討されてこなかった。
しかしながら、アナログ印刷画像表面は、アナログ印刷用インキの固形分であるポリアミド、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリエチレンワックス、ロジン変性樹脂等を含み、疎水的な傾向にある。このような画像表面を有するアナログ印刷に対して、特定の放電処理条件にて放電処理を行うことにより、画像表面の劣化及び記録媒体の変形を抑制しつつ、該画像表面に親水性官能基が導入され、インクジェット印刷で用いる水系インクに対する濡れ性が向上し、隠蔽性や密着性が改善されると考えられる。よって、上記工程1及び工程2を有し、特定の放電処理条件による方法により、アナログ印刷画像表面に対してインクジェット印刷を行っても、環境への負荷が少なく高い生産性で、インクジェット印刷で形成された画像の隠蔽性及び密着性が向上した印刷物を得ることができると考えられる。
<印刷記録媒体1’>
工程1は、アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に対して、放電処理を前記条件で行い印刷記録媒体1を得る工程である。
工程1で用いる印刷記録媒体1’は、特に制限されないが、紙記録媒体又は樹脂記録媒体であることが好ましく、これらの記録媒体にアナログ印刷により画像が形成されてなることが好ましい。
紙記録媒体としては、普通紙、フォーム用紙、コート紙、アート紙、写真用紙等が挙げられる。これらの中では、コート紙、アート紙が好ましい。
樹脂記録媒体としては、透明合成樹脂フィルムが挙げられ、例えば、ポリエステルフィルム、塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは、二軸延伸フィルム、一軸延伸フィルム、無延伸フィルムであってもよい。これらの中では、ポリエステルフィルムが好ましい。
樹脂記録媒体の厚さは特に制限はなく、厚さ1μm以上20μm未満の薄肉フィルムでもよいが、記録媒体の外観不良の抑制、及び入手性の観点から、好ましくは20μm以上、より好ましくは50μm以上、更に好ましくは80μm以上であり、そして、好ましくは200μm以下、より好ましくは170μm以下、更に好ましくは150μm以下である。
透明合成樹脂フィルムの市販品としては、ルミラーT60(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート)、太閤FE2001(フタムラ化学株式会社製、コロナ処理ポリエチレンテレフタレート)、PVC80B P(リンテック株式会社製、塩化ビニル)、カイナスKEE70CA(リンテック株式会社製、ポリエチレン)、ユポSG90 PAT1(リンテック株式会社製、ポリプロピレン)、ボニールRX(興人フィルム&ケミカルズ株式会社製、ナイロン)等が挙げられる。
工程1で用いる印刷記録媒体1’は、記録媒体にアナログ印刷により画像が形成されてなる。アナログ印刷は、通常の刷版を必要とする有版方式の印刷であり、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷及びスクリーン印刷等が挙げられる。これらの中でも、グラビア印刷、フレキソ印刷及びオフセット印刷から選ばれる1種以上が好ましい。
アナログ印刷は、記録媒体の全面に画像が形成されるベタ印刷でもよく、記録媒体の一部に画像が形成されるものでもよい。
アナログ印刷に用いるインキの色は、特に制限はないが、インクジェット印刷がカラー印刷の場合には、インクジェット印刷によるカラー画像表面を鮮明にする観点から、K(ブラック)、W(ホワイト)、Y(イエロー)が好ましく、W(ホワイト)、Y(イエロー)がより好ましく、W(ホワイト)が更に好ましい。また、インクジェット印刷によりバリアブルデーターを追加印刷する場合には、アナログ印刷に用いるインキの色は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)、特別色(S)、W(ホワイト)等でもよい。
アナログ印刷に用いるインキは、顔料、染料等の着色剤、ポリマー、溶剤等のビヒクル及び補助剤(添加剤)等が含まれ、インクジェット印刷で形成される画像の隠蔽性及び密着性の効果を発現する観点から、インキの固形分としてポリアミド、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリエチレンワックス及びロジン変性樹脂から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。アナログ印刷に用いるインキに含まれる成分はその印刷方法により適宜選択することができる。例えば、グラビア印刷用インキは、ポリアミド、ポリウレタン、ニトロセルロース及びポリエチレンワックスから選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。例えば、フレキソ印刷用インキは、ポリエチレンワックスを含むことが好ましい。例えば、オフセット印刷用インキは、ロジン変性樹脂を含むことが好ましい。アナログ印刷に用いるインキは、油性、水性のいずれも用いることができる。
なお、油性インキとは、有機溶剤の含有量が50質量%以上のものをいい、水性インキとは、水の含有量が50質量%以上のものをいう。
アナログ印刷で形成する画像は、特に制限はないが、インクジェット印刷による画像を鮮明にする観点から、ベタ印刷が好ましい。
印刷記録媒体1’は、インクジェット印刷による画像を鮮明にする観点から、記録媒体にアナログ印刷により画像を形成した後、アナログ印刷画像表面上のインキを乾燥させる方法により得ることが好ましい。乾燥方法としては、ヒーター等の熱エネルギーや熱風を画像に付与する方法が挙げられる。
工程1において、放電処理は下記の条件で行われる。
放電処理条件:放電処理量が積算照射電力量で0.5kW・min/m2以上5.5kW・min/m2以下、放電処理速度が記録媒体の搬送速度換算で1m/min以上100m/min以下である。
前記放電処理としては、コロナ放電処理、アーク放電処理及びグロー放電処理等が挙げられる。これらの中でも、画像表面に対して微細で均一な放電処理を施し、隠蔽性及び密着性を向上させる観点から、好ましくはグロー放電処理及びコロナ放電処理から選ばれる1種以上であり、より好ましくはグロー放電処理である。前記放電処理条件にて放電処理を施すことにより、画像表面の劣化及び記録媒体の変形を抑制しつつ、アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に含まれるポリマーに親水性官能基が導入され、該画像表面の濡れ性が向上する。これにより、後続の工程2のインクジェット印刷で用いる水系インクのアナログ印刷画像表面に対する親和性が高くなり、隠蔽性及び密着性が向上すると考えられる。
前記グロー放電処理としては、印刷記録媒体1’をヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素、酸素、酸素又は空気等を含む空間に配置し、グロー放電により生ずるプラズマに曝すことにより、該印刷記録媒体1’の画像表面に酸素、窒素等を含む親水性官能基を導入する方法が挙げられる。ネオン、アルゴン等の不活性ガスが低圧で存在する場合、発生したプラズマにより、該印刷記録媒体1’の画像表面にラジカルが発生すると考えられている。その後、空気に曝されることにより、該ラジカルが酸素と結合して、画像表面にヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、アミノ基等の親水性官能基が導入されると考えられている。
前記グロー放電処理は、操作性の観点から、大気圧下で行う大気圧グロー放電処理が好ましい。大気圧グロー放電処理に用いる放電ガスは、大気等の混合ガスを用いることもできるが、不活性ガスが好ましく、ヘリウム、アルゴン等の希ガス及び窒素ガスがより好ましく、窒素ガスが更に好ましい。
前記グロー放電処理は、市販のグロー放電装置を用いて行うことができる。市販のグロー放電処理装置としては、例えば、冨士機械製造株式会社製の大気圧プラズマ改質装置(商品名:Tough Plasma FPE20)等が挙げられる。
前記グロー放電処理を行う場合の放電処理量は、積算照射電力量で、隠蔽性及び密着性の観点から、0.5kW・min/m2以上であり、好ましくは1.0kW・min/m2以上、より好ましくは1.5kW・min/m2以上、更に好ましくは2.0kW・min/m2以上、より更に好ましくは3.0kW・min/m2以上であり、そして、生産性及び画像品質の観点から、5.5kW・min/m2以下であり、好ましくは5.0kW・min/m2以下、より好ましくは4.5kW・min/m2以下、更に好ましくは4.0kW・min/m2以下である。
前記コロナ放電処理としては、接地された金属ロールと、それに数mmの間隔で置かれた針金状の電極との間に数千ボルトの高電圧を印可して、コロナ放電を発生させる方法が挙げられる。このコロナ放電中の電極−ロール間に、印刷記録媒体1’を配置し放電処理することにより、該印刷記録媒体1’の画像表面の濡れ性が向上する。
前記コロナ放電処理は、市販のコロナ放電装置を用いて行うことができる。市販のコロナ放電装置としては、例えば、春日電機株式会社製のコロナ表面改質評価機(商品名:TEC−4AX)等が挙げられる。
前記コロナ放電処理を行う場合の放電処理量は、積算照射電力量で、隠蔽性及び密着性の観点から、0.5kW・min/m2以上であり、好ましくは1.0kW・min/m2以上、より好ましくは1.5kW・min/m2以上、更に好ましくは2.0kW・min/m2以上であり、そして、生産性及び画像品質の観点から、5.5kW・min/m2以下であり、好ましくは5.0kW・min/m2以下、より好ましくは4.5kW・min/m2以下、更に好ましくは4.0kW・min/m2以下、より更に好ましくは3.0kW・min/m2以下、より更に好ましくは2.5kW・min/m2以下である。
また、前記グロー放電処理又はコロナ放電処理の放電処理量が上記の上限値以下であると、得られる印刷記録媒体1の荒れが防止され、アナログ印刷画像表面の劣化及び記録媒体の変形を抑制しつつ、良好なインクドットを得ることができる。
放電処理速度は、記録媒体の搬送速度換算で、生産性の観点から、1m/min以上であり、好ましくは10m/min以上、より好ましくは20m/min以上であり、そして、100m/min以下であり、好ましくは80m/min以下、より好ましくは60m/min以下である。
工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面、すなわち放電処理後の画像表面の表面自由エネルギー(濡れ張力)は、隠蔽性及び密着性の観点から、好ましくは30mN/m以上、より好ましくは33mN/m以上、更に好ましくは35mN/m以上であり、生産性の観点から、好ましくは60mN/m以下、より好ましくは55mN/m以下、更に好ましくは50mN/m以下である。
表面自由エネルギー(濡れ張力)は、実施例に記載の方法により測定される。
工程2は、工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面に、さらに水系インクを用いてインクジェット印刷により画像を形成し、印刷物を得る工程である。工程2において、好ましくは印刷記録媒体1の画像表面の少なくとも一部に前記水系インクが重ねられ、より好ましくは印刷記録媒体1の画像表面の全面に前記水系インクが重ねられる。
本発明に用いられる水系インク(以下、単に「インク」ともいう)は、耐候性や耐水性の観点から、少なくとも顔料(A)及び水を含有する水系インクである。また、必要に応じて、ポリマー(B)、有機溶媒(C)、界面活性剤(D)、その他の成分を含有することができる。なお、本明細書において、「水系」とは、インクに含有される媒体中で、水が最大割合を占めていることを意味する。
〔顔料(A)〕
本発明に用いられる顔料(A)の種類は、無機顔料及び有機顔料のいずれであってもよい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物等が挙げられ、黒色インクにおいては、顔料としてカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。白色インクにおいては、顔料として酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物等が挙げられ、酸化チタンが好ましい。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。有彩色インクにおいては、有機顔料が好ましい。色相は特に限定されず、イエロー、マゼンタ、シアン、赤色、青色、オレンジ、グリーン等の有彩色顔料をいずれも用いることができる。
黒色インク及び有彩色インクの顔料の平均粒径は、着色力と分散安定性の向上の観点から60nm以上180nm以下が好ましい。白色インクの顔料の平均粒径は、隠蔽性(白色度)向上の観点から、150nm以上400nm以下が好ましい。
本発明に用いられる顔料(A)は、自己分散型顔料及び顔料をポリマー(B)で分散させた粒子から選ばれる1種以上の顔料の形態で用いることができる。
本発明において自己分散型顔料とは、親水性官能基(カルボキシ基やスルホン酸基等のアニオン性親水基、又は第4級アンモニウム基等のカチオン性親水基)の1種以上を直接、又は炭素数1〜12のアルカンジイル基等の他の原子団を介して顔料の表面に結合することで、界面活性剤や樹脂を用いることなく水系媒体に分散可能である顔料を意味する。顔料を自己分散型顔料とするには、例えば、親水性官能基の必要量を、常法により顔料表面に化学結合させればよい。自己分散型顔料の市販品としては、キャボットジャパン株式会社製のCAB−O−JET 200、同300、同352K、同250A、同260M、同270Y、同450A、同465M、同470Y、同480Vやオリヱント化学工業株式会社製のBONJET CW−1、同CW−2等、東海カーボン株式会社製のAqua−Black 162等、SENSIENT INDUSTRIAL COLORS社製のSENSIJET BLACK SDP100、SDP1000、SDP2000等が挙げられる。自己分散型顔料は、水に分散された顔料水分散体として用いることが好ましい。
本発明では、顔料の形態として顔料(A)を後述のポリマー(B)で分散させた粒子を用いることができる。顔料(A)をポリマー(B)で分散させた粒子の調製方法は、例えば、(1)顔料とポリマーとを混練し、その混練物を水等の媒体中に分散させる方法、(2)顔料とポリマーを水等の媒体中で撹拌し、顔料を水等の媒体中に分散させる方法、(3)ポリマー原料と顔料を機械的に分散させた状態でポリマー原料を重合し、得られたポリマーにより顔料が水等の媒体中に分散させる方法等が挙げられる。
顔料(A)をポリマー(B)で分散させた粒子の形態としては、顔料(A)を含有する水不溶性ポリマー粒子が好ましい。顔料(A)を含有する水不溶性ポリマー粒子の形態は特に制限はなく、少なくとも顔料(A)と水不溶性ポリマーにより粒子が形成されていればよい。例えば、水不溶性ポリマーに顔料(A)が内包された粒子形態、水不溶性ポリマー中に顔料(A)が均一に分散された粒子形態、水不溶性ポリマーの粒子表面に顔料(A)が露出された粒子形態等が含まれ、これらの混合物も含まれる。
さらに、保存安定性を向上する観点から、これらの顔料(A)をポリマー(B)で分散させた粒子に対して、ポリマー(B)を架橋剤で架橋してもよい。架橋剤としては、ポリマー(B)が有する官能基と反応できる官能基を2以上有する化合物が挙げられる。例えば、ポリマー(B)がカルボキシ基を有する場合、架橋剤としては、多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が好ましく挙げられる。
本発明では、顔料の分散性を向上する観点及び得られる画像の隠蔽性及び密着性を向上する観点から、水系インク中にポリマー(B)をさらに含有することが好ましい。ポリマー(B)としては、ポリウレタン及びポリエステル等の縮合系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂及びアクリルシリコーン系樹脂等のビニル系ポリマーが挙げられるが、ビニル系ポリマーが好ましい。
ポリマー(B)の重量平均分子量は、顔料の分散性を向上する観点及び得られる画像の隠蔽性及び密着性を向上する観点から、好ましくは10,000以上、より好ましくは20,000以上、更に好ましくは30,000以上、より更に好ましくは40,000以上、より更に好ましくは50,000以上であり、そして、好ましくは2,500,000以下、より好ましくは1,000,000以下、更に好ましくは500,000以下である。
本発明に用いるポリマー(B)は、顔料(A)を分散させるための顔料分散ポリマー(B−1)及び印刷物の耐擦過性を向上させるための定着助剤ポリマー(B−2)として用いることができ、これらを併用してもよい。
顔料を分散させるための顔料分散ポリマー(B−1)としては、ポリエステル及びポリウレタン等の縮合系樹脂、ビニル系ポリマー等が挙げられるが、顔料の分散安定性の観点から、ビニル単量体(ビニル化合物、ビニリデン化合物、ビニレン化合物)の付加重合により得られるビニル系ポリマーが好ましい。顔料分散ポリマー(B−1)は、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
顔料分散ポリマー(B−1)がビニル系ポリマーである場合、イオン性モノマー由来の構成単位、疎水性モノマー由来の構成単位、及び親水性ノニオン性モノマー由来の構成単位から選ばれる1種以上を有することが好ましく、これらの構成単位のうち、2種以上を有することがより好ましい。例えば、イオン性モノマー及び疎水性モノマーの組み合わせ、イオン性モノマー、疎水性モノマー、及び親水性ノニオン性モノマーの組み合わせが挙げられる。
ビニル系ポリマーは、好ましくは水不溶性ポリマーであり、例えば、イオン性モノマー、疎水性モノマー、及び親水性ノニオン性モノマーを含むモノマー混合物を公知の方法により付加重合して得ることができる。
ここで、「水不溶性」とは、105℃で2時間乾燥させ、恒量に達したポリマーを、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下であることを意味し、その溶解量は好ましくは5g以下、より好ましくは1g以下である。
疎水性モノマーとしては、炭素数1以上22以下のアルキル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマー、芳香族基含有(メタ)アクリレート、及びスチレン系マクロマー等が挙げられる。スチレン系マクロマーは、片末端に重合性官能基を有する数平均分子量500以上100,000以下の化合物である。
親水性ノニオン性モノマーとしては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ビニル系ポリマーの市販品としては、例えば、「アロンAC−10SL」(東亜合成株式会社製)等のポリアクリル酸、「ジョンクリル67」、「ジョンクリル611」、「ジョンクリル678」、「ジョンクリル680」、「ジョンクリル690」、「ジョンクリル819」(以上、BASFジャパン株式会社製)等のスチレン−アクリル樹脂等が挙げられる。
定着助剤ポリマー(B−2)は、顔料を含有しないポリマー粒子として用いることが好ましい。その成分としては、ポリウレタン及びポリエステル等の縮合系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂及びアクリルシリコーン系樹脂等のビニル系ポリマーが挙げられる。これらの中では、記録媒体上での乾燥性を早め、印刷物の耐擦過性を向上させる観点から、アクリル系樹脂が好ましい。
また、定着助剤ポリマー(B−2)は、水系インクの生産性を向上させる観点から、ポリマー粒子を含む分散液として用いることが好ましい。定着助剤ポリマー(B−2)は、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
定着助剤ポリマー(B−2)は、モノマーの混合物を公知の重合法により共重合させることによって製造される。例えば、重合法としては、好ましくは乳化重合法や懸濁重合法等が挙げられ、より好ましくは乳化重合法である。
定着助剤ポリマー(B−2)の形態としては、水中に分散した粒子が挙げられる。定着助剤ポリマー(B−2)粒子の分散体は、記録媒体上で成膜して密着性を向上させる。
また、定着助剤ポリマー(B−2)粒子を含有する分散体中又はインク中の定着助剤ポリマー(B−2)粒子の平均粒径は、インクの保存安定性から、好ましくは10nm以上、より好ましくは30nm以上、更に好ましくは50nm以上であり、そして、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下、更に好ましくは150nm以下、より更に好ましくは130nm以下である。
有機溶媒(C)は、黒色又は有彩色の水系インクの色移りや記録媒体の変形を抑制する観点、及び高速印刷時におけるインクの吐出性の観点から、沸点が90℃以上250℃未満であるものが好ましい。有機溶媒(C)の沸点は、上記と同様の観点から、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上、更に好ましくは150℃以上であり、そして、好ましくは245℃以下、より好ましくは240℃以下、更に好ましくは235℃以下である。
かかる有機溶媒(C)としては、多価アルコール(c−1)等が挙げられる。
多価アルコール(c−1)は、例えば炭素数2以上6以下の炭化水素に2以上の水酸基を有する化合物、及びこれらの水酸基が縮合した化合物(例えばポリエチレングリコール)が挙げられ、炭化水素の炭素数は好ましくは2以上6以下である。
前記の多価アルコール(c−1)としては、エチレングリコール(沸点197℃)、プロピレングリコール(沸点188℃)、1,2−ブタンジオール(沸点193℃)、1,2−ペンタンジオール(沸点206℃)、1,2−ヘキサンジオール(沸点223℃)等の1,2−アルカンジオール、ジエチレングリコール(沸点245℃)、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール(沸点232℃)、1,3−プロパンジオール(沸点210℃)、1,3−ブタンジオール(沸点208℃)、1,4−ブタンジオール(沸点230℃)、3−メチル−1,3−ブタンジオール(沸点203℃)、1,5−ペンタンジオール(沸点242℃)、2−メチル−2,4−ペンタンジオール(沸点196℃)、1,2,6−ヘキサントリオール(沸点178℃)、1,2,4−ブタントリオール(沸点190℃)、1,2,3−ブタントリオール(沸点175℃)、ペトリオール(沸点216℃)等が挙げられる。
これらの中では、インクの保存安定性及び吐出性を向上させる観点から、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ヘキサンジオール等の炭素数2以上6以下のアルカンジオール、及び分子量500以上1000以下のポリプロピレングリコールから選ばれる1種以上が好ましく、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等の炭素数3以上4以下の1,2−アルカンジオール、及び前記ポリプロピレングリコールから選ばれる1種以上がより好ましく、プロピレングリコールが更に好ましい。
有機溶媒(C)は、前記の多価アルコール(c−1)以外に、水系インクに通常配合されるその他のアルコール、該アルコールのアルキルエーテル、グリコールエーテル、N−メチル−2−ピロリドン等の含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物等を含有することができる。
グリコールエーテルの具体例としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、アルキレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられるが、インクの吐出性を向上させ、かつ色移りや記録媒体の変形がない良好な印刷物を得る観点から、アルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。アルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、そして、好ましくは6以下、より好ましくは4以下である。アルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基は、直鎖及び分岐鎖が挙げられる。
グリコールエーテルの具体例としては、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、及びジエチレングリコールブチルエーテルから選ばれる1種以上が好ましく、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル及びジエチレングリコールイソブチルエーテルから選ばれる1種以上がより好ましい。
また、1,6−ヘキサンジオール(沸点250℃)、トリエチレングリコール(沸点285℃)、トリプロピレングリコール(沸点273℃)、ポリプロピレングリコール(沸点250℃以上)、グリセリン(沸点290℃)等を沸点が250℃未満の化合物と組み合わせて用いてもよい。
本発明で用いる水系インクは、インク粘度の上昇を抑制し、インクの吐出性を向上させ、かつ色移りや記録媒体の変形がない良好な印刷物を得る観点から、界面活性剤(D)を含有することが好ましく、界面活性剤(D)としては、ノニオン系界面活性剤(d−1)を含むものが好ましい。
ノニオン性界面活性剤(d−1)としては、例えば、(1)炭素数8以上22以下の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を有する、高級アルコール、多価アルコール、又は芳香族アルコールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド又はブチレンオキシド(以下総称して、「アルキレンオキシド」という)を付加したポリオキシアルキレンのアルキルエーテル、アルケニルエーテル、アルキニルエーテル又はアリールエーテル、(2)炭素数8以上22以下の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を有する、高級アルコールと多価脂肪酸とのエステル、(3)炭素数8以上20以下の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルケニル基を有する、ポリオキシアルキレン脂肪族アミン、(4)炭素数8以上22以下の高級脂肪酸と、多価アルコールのエステル化合物又はそれにアルキレンオキシドを付加した化合物等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の市販品としては、例えば、Air Products & Chemicals社製のサーフィノールシリーズ、川研ファインケミカル株式会社製のアセチレノールシリーズ、花王株式会社製のエマルゲン120(ポリオキシエチレンラウリルエーテル)等が挙げられる。
界面活性剤(D)として、ノニオン性界面活性剤以外の界面活性剤、例えばアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤を用いてもよい。
本発明に用いる水系インクの各成分の含有量、インク物性は以下のとおりである。
(顔料(A)の含有量)
黒色及び有彩色の水系インク中の顔料(A)の含有量は、水系インクの印刷濃度を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、そして、溶媒揮発時のインク粘度を低くし、インクの吐出性を向上させる観点から、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましく8質量%以下である。
白色の水系インク中の顔料(A)の含有量は、隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは4質量%以上、より好ましくは6質量%以上、更に好ましくは8質量%以上であり、そして、溶媒揮発時のインク粘度を低くし、インクの吐出性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましく20質量%以下、より更に好ましくは15質量%以下である。
水系インク中のポリマー(B)の含有量は、隠蔽性及び密着性の観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上であり、そして、インクの吐出性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、更に好ましくは6質量%以下である。
顔料分散ポリマー(B−1)と定着助剤ポリマー(B−2)を併用した場合には、上記のポリマー(B)の含有量は、顔料分散ポリマー(B−1)と定着助剤ポリマー(B−2)を含む合計量をいう。
また、ポリマー(B)を顔料分散ポリマー(B−1)として用いる場合、水系インク中の顔料分散ポリマー(B−1)の含有量は、密着性の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、更に好ましくは5質量%以下、より更に好ましくは3質量%以下である。
また、ポリマー(B)をインク中の定着助剤ポリマー(B−2)として用いる場合、水系インク中の定着助剤ポリマー(B−2)の含有量は、密着性の観点から、好ましくは0.9質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは1.2質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。
水系インク中の有機溶媒(C)の含有量は、インクの吐出性を向上させる観点から、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、そして、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。
水系インク中の多価アルコール(c−1)の含有量は、インクの保存安定性及び吐出性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。
本発明に用いられる水系インクは、高速印刷において、適度な乾燥性を付与し、色移りを防止する観点から、沸点250℃以上の高沸点有機溶媒の含有量が、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。
水系インク中の界面活性剤(D)の含有量は、インク粘度の上昇を抑制し、インクの吐出性を向上させ、色移りや記録媒体の変形がない良好な印刷物を得る観点、並びに良好な隠蔽性及び密着性を両立させる観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.1質量%以上、より更に好ましくは0.3質量%以上、より更に好ましく0.5質量%以上であり、そして、前記と同様の観点から、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下である。
放電処理がコロナ放電処理の場合、水系インク中の界面活性剤(D)の含有量は、隠蔽性を向上させる観点からは、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.1質量%以上、より更に好ましくは0.3質量%以上、より更に好ましくは0.5質量%以上である。そして、放電処理がコロナ放電処理の場合、密着性を向上させる観点からは、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下、より更に好ましくは0.3質量%以下、より更に好ましくは0.1質量%以下である。
(水の含有量)
水系インク中の水の含有量は、インクの吐出性及び保存安定性を向上させ、色移りや記録媒体の変形がない良好な印刷物を得る観点から、好ましくは35質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは45質量%以上であり、そして、好ましくは75質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは65質量%以下である。
本発明で用いる水系インクには、上記成分の他に、通常用いられる防腐剤、防黴剤、防錆剤等の各種添加剤を添加することができる。
水系インクの20℃における静的表面張力は、隠蔽性及び密着性を向上させる観点から、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは23mN/m以上、更に好ましくは25mN/m以上であり、そして、前記と同様の観点から、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下、より好ましくは35mN/m以下、更に好ましくは30mN/m以下である。
前記放電処理がグロー放電処理の場合、水系インクの20℃における静的表面張力は、隠蔽性及び密着性を向上させる観点から、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは23mN/m以上、更に好ましくは25mN/m以上であり、そして、前記と同様の観点から、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下、より好ましくは35mN/m以下、更に好ましくは30mN/m以下である。
前記放電処理がコロナ放電処理の場合、水系インクの20℃における静的表面張力は、密着性を向上させる観点からは、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上、更に好ましくは30mN/m以上、より更に好ましくは35mN/m以上である。そして、前記放電処理がコロナ放電処理の場合、隠蔽性を向上させる観点からは、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下、更に好ましくは35mN/m以下、より更に好ましくは30mN/m以下である。
放電処理がコロナ放電処理の場合、水系インクの20℃における静的表面張力は、良好な隠蔽性及び密着性を両立する観点からは、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上、更に好ましくは30mN/m以上、より更に好ましくは35mN/m以上であり、前記と同様の観点から、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下である。
水系インクの32℃の粘度は、インクの吐出性を向上させる観点から、好ましくは2.0mPa・s以上、より好ましくは3.0mPa・s以上、更に好ましくは4.0mPa・s以上であり、そして、好ましくは12mPa・s以下、より好ましくは9.0mPa・s以下、更に好ましくは7.0mPa・s以下である。
水系インクのpHは、インクの保存安定性及び吐出性を向上させる観点、及び色移りや記録媒体の変形がない良好な印刷物を得る観点から、好ましくは7.0以上、より好ましくは8.0以上、更に好ましくは8.5以上、より更に好ましくは8.7以上である。また、部材耐性、皮膚刺激性の観点から、pHは、好ましくは11.0以下、より好ましくは10.0以下である。
なお、静的表面張力、粘度、pHは、実施例に記載の方法により測定される。
本発明に係るインクジェット印刷は、以下の方法で行うことが好ましい。
本発明におけるインクジェット印刷方法は、工程1で得られた印刷記録媒体1に、水系インクをインクジェット方式にて吐出して画像を形成するインクジェット印刷方法である。該印刷記録媒体1は、前述のとおり、アナログ印刷により形成された画像表面を、表面自由エネルギーが30mN/m以上となるように処理されてなる。
水系インクは、好ましくは印刷記録媒体1の画像表面の少なくとも一部に重ねられるように吐出及び付着され、より好ましくは印刷記録媒体1の画像表面の全面に重ねられるように吐出及び付着される。
インクジェット印刷は、カラー印刷であっても、モノクロ印刷であってもよい。カラー印刷は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)、特別色(S)、W(ホワイト)等を用いることができる。インクジェット印刷に用いるインクの色は、アナログ印刷に用いたインキの色が、W(ホワイト)又はY(イエロー)の場合は、インクジェット印刷による画像を鮮明にする観点から、C(シアン)、M(マゼンタ)、K(ブラック)及び特別色(S)から選ばれる1種以上が好ましい。インクジェット印刷に用いるインクの色は、アナログ印刷に用いたインキの色が、W(ホワイト)の場合は、インクジェット印刷による画像を鮮明にする観点から、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)及び特別色(S)から選ばれる1種以上が好ましい。
記録ヘッド解像度は、好ましくは400dpi(ドット/インチ)以上、より好ましくは500dpi以上、更に好ましくは550dpi以上である。
記録時のヘッド内の温度は、インクの粘度を下げ、インクの吐出性を向上させる観点から、好ましくは20℃以上、より好ましくは25℃以上、更に好ましくは30℃以上であり、そして、好ましくは45℃以下、より好ましくは40℃以下、更に好ましくは38℃以下である。
記録ヘッドがインクを吐出する領域と対面する記録媒体の表面温度、すなわち印刷記録媒体1の画像表面温度は、室温でもよいが、印刷速度の観点、及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは35℃以上、より好ましくは40℃以上、更に好ましくは45℃以上、より更に好ましくは50℃以上、より更に好ましくは55℃以上であり、そして、記録媒体の変形を抑制する観点から、好ましくは80℃以下、より好ましくは75℃以下、更に好ましくは70℃以下、より更に好ましくは65℃以下となるように保持して画像を形成することが好ましい。印刷記録媒体1の画像表面温度の調整は、該画像表面に対して熱風を付与して加熱する方法、ヒーターを該画像表面に近づけて加熱する方法、該画像表面の反対側の面にヒーターを接触させて加熱する方法等が挙げられる。
印刷速度は、記録媒体の搬送速度で、生産性の観点から、好ましくは10m/min以上、より好ましくは20m/min以上、更に好ましくは30m/min以上、より更に好ましくは40m/min以上、より更に好ましくは50m/min以上、より更に好ましくは60m/min以上、より更に好ましくは70m/min以上である。インクジェット印刷における記録媒体の搬送速度とは、記録媒体が印刷の際に移動する方向に対して移動する速度を意味する。
水系インクの記録媒体上の付着量は、隠蔽性及び密着性を向上させる観点から、固形分として、好ましくは0.1g/m2以上であり、そして、好ましくは25g/m2以下、より好ましくは20g/m2以下である。
<1> 下記工程1及び工程2を有する、印刷物の製造方法。
工程1:アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に対して、放電処理を下記の条件で行い印刷記録媒体1を得る工程
工程2:工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面に、さらに水系インクを用いてインクジェット印刷により画像を形成し、印刷物を得る工程
放電処理条件:放電処理量が積算照射電力量で0.5kW・min/m2以上5.5kW・min/m2以下、放電処理速度が記録媒体の搬送速度換算で1m/min以上100m/min以下である。
<4> 工程1において、前記放電処理がグロー放電処理であり、放電処理量が積算照射電力量で、好ましくは1.0kW・min/m2以上、より好ましくは1.5kW・min/m2以上、更に好ましくは2.0kW・min/m2以上、より更に好ましくは3.0kW・min/m2以上であり、そして、好ましくは5.0kW・min/m2以下、より好ましくは4.5kW・min/m2以下、更に好ましくは4.0kW・min/m2以下である、前記<1>〜<3>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<5> 工程1において、前記放電処理がコロナ放電処理であり、放電処理量が積算照射電力量で、好ましくは1.0kW・min/m2以上、より好ましくは1.5kW・min/m2以上、更に好ましくは2.0kW・min/m2以上であり、そして、好ましくは5.0kW・min/m2以下、より好ましくは4.5kW・min/m2以下、更に好ましくは4.0kW・min/m2以下、より更に好ましくは3.0kW・min/m2以下、より更に好ましくは2.5kW・min/m2以下である、前記<1>〜<3>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<6> 放電処理速度が、記録媒体の搬送速度換算で、好ましくは10m/min以上、より好ましくは20m/min以上であり、そして、好ましくは80m/min以下、より好ましくは60m/min以下である、前記<1>〜<5>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<8> 工程1で用いる印刷記録媒体1’の画像表面、すなわち放電処理前の画像表面の表面自由エネルギー(濡れ張力)が、好ましくは5mN/m以上、より好ましくは10mN/m以上、更に好ましくは15mN/m以上であり、そして、好ましくは30mN/m未満、より好ましくは25mN/m以下、更に好ましくは20mN/m以下である、前記<1>〜<7>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<9> 前記アナログ印刷に用いるインキが、インキの固形分としてポリアミド、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリエチレンワックス及びロジン変性樹脂から選ばれる少なくとも1種を含む、前記<1>〜<8>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<10> アナログ印刷に用いるインキの色が、好ましくはK(ブラック)、W(ホワイト)、Y(イエロー)、より好ましくはW(ホワイト)、Y(イエロー)、更に好ましくはW(ホワイト)である、前記<1>〜<9>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<12> 工程2において、印刷記録媒体1の画像表面温度が、好ましくは35℃以上、より好ましくは40℃以上、更に好ましくは45℃以上、より更に好ましくは50℃以上、より更に好ましくは55℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは75℃以下、更に好ましくは70℃以下、より更に好ましくは65℃以下となるように保持して画像を形成する、前記<1>〜<11>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<13> 印刷速度が、記録媒体の搬送速度で、好ましくは10m/min以上、より好ましくは20m/min以上、更に好ましくは30m/min以上、より更に好ましくは40m/min以上、より更に好ましくは50m/min以上、より更に好ましくは60m/min以上、より更に好ましくは70m/min以上である、前記<1>〜<12>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<15> 顔料(A)の形態が、顔料(A)をポリマー(B)で分散させた粒子である、前記<14>に記載の印刷物の製造方法。
<16> アナログ印刷に用いるインキの色がW(ホワイト)又はY(イエロー)である場合、前記水系インクの色が、好ましくはC(シアン)、M(マゼンタ)、K(ブラック)及び特別色(S)から選ばれる1種以上である、前記<1>〜<15>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<17> アナログ印刷に用いるインキの色がW(ホワイト)である場合、前記水系インクの色が、好ましくはC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)及び特別色(S)から選ばれる1種以上である、前記<1>〜<15>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<19> 前記放電処理がグロー放電処理である場合、水系インクの20℃における静的表面張力が、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは23mN/m以上、更に好ましくは25mN/m以上であり、そして、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下、より好ましくは35mN/m以下、更に好ましくは30mN/m以下である、前記<1>〜<17>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<20> 前記放電処理がコロナ放電処理である場合、水系インクの20℃における静的表面張力が、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上、更に好ましくは30mN/m以上、より更に好ましくは35mN/m以上である、前記<1>〜<17>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<21> 前記放電処理がコロナ放電処理である場合、水系インクの20℃における静的表面張力が、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下、更に好ましくは35mN/m以下、より更に好ましくは30mN/m以下である、前記<1>〜<17>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
<22> 前記放電処理がコロナ放電処理である場合、水系インクの20℃における静的表面張力が、好ましくは20mN/m以上、より好ましくは25mN/m以上、更に好ましくは30mN/m以上、より更に好ましくは35mN/m以上であり、そして、好ましくは45mN/m以下、より好ましくは40mN/m以下である、前記<1>〜<17>のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
該印刷記録媒体1が、アナログ印刷により形成された画像表面を、表面自由エネルギーが30mN/m以上となるように処理されてなる、インクジェット印刷方法。
N,N−ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC−8120GPC)、東ソー株式会社製カラム(TSK−GEL、α−M×2本)、流速:1mL/min〕により、標準物質として分子量が既知の単分散ポリスチレンを用いて測定した。
レーザー粒子解析システム「ELS−8000」(大塚電子株式会社製)を用いてキュムラント解析を行い測定した。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333)を入力した。測定濃度は、5×10−3%(固形分濃度換算)で行った。
30mlのポリプロピレン製容器(φ:40mm、高さ:30mm)にデシケーター中で恒量化した硫酸ナトリウム10.0gを量り取り、そこへサンプル約1.0gを添加して、混合させた後、正確に秤量し、105℃で2時間維持して、揮発分を除去し、更にデシケーター内で更に15分間放置し、質量を測定した。揮発分除去後のサンプルの質量を固形分として、添加したサンプルの質量で除して固形分濃度とした。
表面張力計(協和界面科学株式会社製、商品名:CBVP−Z)を用いて、白金プレートを5gの水系インクの入った円柱ポリエチレン製容器(直径3.6cm×深さ1.2cm)に浸漬させ、20℃にて水系インクの静的表面張力を測定した。
(5)水系インクの粘度の測定
E型粘度計「TV−25」(東機産業株式会社製、標準コーンロータ1°34’×R24使用、回転数50rpm)を用いて、32℃にて粘度を測定した。
(6)水系インクのpHの測定
pH電極「6337−10D」(株式会社堀場製作所製)を使用した卓上型pH計「F−71」(株式会社堀場製作所製)を用いて、20℃における水系インクのpHを測定した。
2つの滴下ロート1及び2を備えた反応容器内に、表1の「初期仕込みモノマー溶液」に示す種類のモノマー、溶媒、連鎖移動剤を入れて混合し、窒素ガス置換を行い、初期仕込みモノマー溶液を得た。
次に、表1の「滴下モノマー溶液1」に示すモノマー、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤を混合して、滴下モノマー溶液1を得、滴下ロート1内に入れて、窒素ガス置換を行った。また、表1の「滴下モノマー溶液2」に示すモノマー、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤を混合して、滴下モノマー溶液2を得、滴下ロート2内に入れて、窒素ガス置換を行った。
次に、窒素雰囲気下、反応容器内の初期仕込みモノマー溶液を撹拌しながら77℃に維持し、滴下ロート1中の滴下モノマー溶液1を3時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。次いで滴下ロート2中の滴下モノマー溶液2を2時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、反応容器内の混合溶液を77℃で0.5時間撹拌した。
次いで重合開始剤1部をメチルエチルケトン(以下、「MEK」ともいう)50部に溶解した重合開始剤溶液を調製し、前記混合溶液に加え、77℃で0.5時間撹拌することで熟成を行った。上記の重合開始剤溶液の調製、添加及び熟成を更に5回行った。次いで反応容器内の反応溶液を80℃に1時間維持し、固形分濃度は40%になるようにMEKを加えて、ポリマー(B)として用いる水不溶性ポリマー1の溶液を得た。水不溶性ポリマー1の重量平均分子量は224,000、酸価は72mgKOH/gであった。
なお、表1中の各成分は下記のとおりである。
メタクリル酸:和光純薬工業株式会社製の試薬
ベンジルメタクリレート:和光純薬工業株式会社製の試薬
スチレン系マクロマー:東亜合成株式会社製、商品名「AS−6S」、数平均分子量6,000、50%トルエン溶液
43PAPE−600B:日油株式会社製、商品名「ブレンマー43PAPE−600B」、フェノキシポリエチレングリコールポリプロピレングリールモノメタクリレート(エチレンオキシド平均付加モル数=6、プロピレンオキシド平均付加モル数=6、ブロック付加)
V−65:和光純薬工業株式会社製、商品名、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)
2−メルカプトエタノール:和光純薬工業株式会社製の試薬
製造例1で得られた水不溶性ポリマー1の溶液(固形分濃度40%)100部を、MEK33.5部と混合し、水不溶性ポリマー1のMEK溶液を得た。
容積が2Lのディスパーに該水不溶性ポリマー1のMEK溶液を投入し、翼径40mmφの撹拌翼で1,400rpmの条件で撹拌しながら、イオン交換水303.1部、5N水酸化ナトリウム水溶液7.9部、及び25%アンモニア水溶液3.5部を添加して、水酸化ナトリウムによる中和度が65%、アンモニアによる中和度が100%となるように調整し、0℃の水浴で冷却しながら、1,400rpmで15分間撹拌した。
次いで、顔料(A)としてピグメントブラック7(キャボットジャパン株式会社製、カーボンブラック、商品名:Monarch 717)を60部加え、6,400rpmで1時間撹拌した。得られた顔料混合物をマイクロフルイダイザー「M−110EH−30XP」(Microfluidics社製)を用いて150MPaの圧力で15パス分散処理し、分散処理物を得た。固形分濃度は15%であった。
得られた分散処理物667部を2Lナスフラスコに入れ、減圧蒸留装置「ロータリーエバポレーター N−1000S」(東京理化器械株式会社製)を用いて、回転数50rpmで、60℃に調整した温浴中、0.09MPaの圧力で1時間保持して、有機溶媒(MEK)を除去した。更に、圧力を0.07MPaに下げて固形分濃度25%になるまで濃縮した。
得られた濃縮物を500mlアングルローターに投入し、高速冷却遠心機「himac CR22G」(日立工機株式会社製、設定温度20℃)を用いて6,000rpmで20分間遠心分離した後、液層部分を5μmのメンブランフィルター「Minisart」(Sartorius社製)で濾過した。
濾液400部(顔料72部、水不溶性ポリマー1 24部)にイオン交換水55.4部を添加し、更にプロキセルLV(S) 0.6部を添加し、70℃で1時間撹拌した。25℃に冷却後、前記5μmのメンブランフィルターで濾過し、更に固形分濃度は20%になるようにイオン交換水を加えて、顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子を含む顔料水分散体1を得た。得られた顔料水分散体1中の顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子の質量比(顔料/水不溶性ポリマー)は75/25であり、平均粒径は100nmであった。
製造例2で得られた顔料水分散体1を用いて、インクジェット印刷用水系インクaを調製した。インク中の顔料(A)の含有量が5%、ポリマー(B)の含有量が1.7%となるように以下の組成(合計100部)にて配合した後、30分間混合撹拌を行い、混合液を得た。得られた混合液を前記5μmのメンブランフィルターで濾過し、水系インクaを得た。20℃におけるインクの静的表面張力は26mN/m、32℃におけるインクの粘度は5.8mN/m、20℃におけるインクのpHは8.9、平均粒径は98nmであった。
(インク組成)
顔料水分散体1 33.3部
プロピレングリコール(和光純薬工業株式会社製) 30部
サーフィノール104PG−50(日信化学工業株式会社製、アセチレングリコール系界面活性剤のプロピレングリコール溶液、有効分50%) 0.5部
エマルゲン120(花王株式会社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル) 0.5部
イオン交換水 35.7部
インク調製例1において、インク組成を表2に示すように変更した以外は、インク調製例1と同様にして、インクジェット印刷用水系インクb及びcを得た。水系インクの20℃におけるインクの静的表面張力、32℃におけるインクの粘度、20℃におけるインクのpH、及び平均粒径は表2に示すとおりである。
油性グラビア白インキ(東洋インキ株式会社製、商品名「PANNECO AM」、ポリアミド系樹脂含有)を希釈液(PN102溶剤)でザーンカップ#3で15秒となるように粘度を調整した。次いで、記録媒体としてポリエチレンテレフタレートフィルム基材(東レ株式会社製、商品名「ルミラー」、品番T60、厚み125μm)に希釈した前記白インキをバーコーター#8(塗布量13ml/m2)で塗工後、温風乾燥機70℃で10分間乾燥し、ベタ画像が形成された印刷記録媒体1’−1を得た。
調製例1’−1において、油性グラビア白インキ(東洋インキ株式会社製、商品名「PANNECO AM」)に代えて、水性フレキソ白インキ(東洋インキ株式会社製、商品名「アクワグレース」)を用いて以外は、調製例1’−1と同様にして、ベタ画像が形成された印刷記録媒体1’−2を得た。
調製例1’−1において、記録媒体としてポリエチレンテレフタレートフィルム基材に代えてオフセットコート紙(王子製紙株式会社製、商品名「OKトップコートプラス」、坪量104.7g/m2)を用いて、油性グラビア白インキ(東洋インキ株式会社製、商品名「PANNECO AM」)に代えてオフセット黄インキ(大阪印刷インキ株式会社製、商品名「Opis100」)を用いた以外は、調製例1’−1と同様にして、ベタ画像が形成された印刷記録媒体1’−3を得た。
(工程1)
調製例1’−1で得られた印刷記録媒体1’−1の画像表面に対して、グロー放電処理として、大気圧プラズマ改質装置(冨士機械製造株式会社製、商品名「Tough Plasma FPE20」)を用いて、窒素プラズマガス(流量30L/min、ガス温度155℃)を放電処理速度50m/min(記録媒体の搬送速度換算)で、1回照射(放電処理量:積算照射電力量で1.6kW・min/m2、)し、印刷記録媒体1−1を得た。
(工程2)
工程1で得られた印刷記録媒体1−1の画像表面温度をプレートヒーターで60℃に保持し、京セラ株式会社製のインクジェットヘッド(型番KJ4B、解像度600dpi)を搭載したインクジェット印刷機(株式会社トライテック製、商品名「OnePassJet」、吐出周波数20kHz、吐出液滴量7pl)を用いて、印刷速度75m/min(記録媒体の搬送速度換算)で、前記画像表面に調製例1で得られた水系インクaを用いてベタ画像を印刷し、印刷物1を得た。
実施例1において、工程1の大気圧プラズマ改質装置の照射回数を表3に記載の回数に変更し、放電処理量(積算照射電力量)を変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、印刷物2及び3得た。
実施例1において、コロナ放電処理として、工程1の大気圧プラズマ改質装置に代えてコロナ処理装置(春日電機株式会社製、商品名「TEC−4AX」)を用いて、放電処理速度1m/min(記録媒体の搬送速度換算)で、放電処理量(積算照射電力量)を表3に記載の量に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、印刷物4,5,10を得た。
実施例5の工程2において、工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面温度をそれぞれ表3に記載の温度に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行い、印刷物6,7を得た。
実施例5において、水系インクaを表3に記載の水系インクに変更した以外は、実施例5と同様の操作を行い、印刷物8,9を得た。
実施例4の工程1において、印刷記録媒体1’−1に代えて調製例1’−2で得られた印刷記録媒体1’−2を用いて、放電処理量(積算照射電力量)を表3に記載の量に変更した以外は、実施例4と同様の操作を行い、印刷物11を得た。
実施例4の工程1において、印刷記録媒体1’−1に代えて調製例1’−3で得られた印刷記録媒体1’−3を用いて、放電処理量(積算照射電力量)を表3に記載の量に変更した以外は、実施例4と同様の操作を行い、印刷物12を得た。
実施例1において、工程1のグロー放電処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、印刷物C1を得た。
実施例4のコロナ放電処理において、放電処理量(積算照射電力量)を0.2kW・min/m2に変更した以外は、実施例4と同様の操作を行い、印刷物C2を得た。
実施例1において、工程1の大気圧プラズマ改質処理装置の照射回数を4回に変更し、放電処理量(積算照射電力量)を6.4kW・min/m2に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、印刷物C3を得た。
隠蔽性及び密着性の評価を行うことができたが、記録媒体として用いたフィルム基材の変形があり、実用的には使用できなかった。
実施例11において、工程1のコロナ放電処理を行わなかったこと以外は、実施例11と同様の操作を行い、印刷物C4を得た。
実施例12において、工程1のコロナ放電処理を行わなかったこと以外は、実施例12と同様の操作を行い、印刷物C5を得た。
JIS K6768の濡れ張力試験法に準拠した方法で、濡れ張力試験用混合液(和光純薬工業株式会社製)を用いて、印刷記録媒体の画像表面の濡れ張力を測定した。結果を表3に示す。
分光光度計(グレタグマクベス社製、商品名:SpectroEye)を用いて、得られた印刷物のインクジェット印刷により形成されたベタ画像部(デューティ100%)を濃度測定モード(DIN,Abs)にて測定を行った。印刷濃度が高い程、水系インクによる隠蔽性が高い。結果を表3に示す。
得られた印刷物のベタ画像部にテープ(ニチバン株式会社製、セロテープ(登録商標)、18mm幅、CT−18S)を貼り付け、引き剥がした後の画像の表面状態を観察し、下記評価基準に基づいて密着性を評価した。該評価基準でB以上であれば実用に供することができる。結果を表3に示す。
(評価基準)
A:画像の剥離が全くない。
B:画像の剥離面積が10%未満である。
C:画像の剥離面積が10%以上である。
得られた印刷物の記録媒体の変形の有無を目視にて観察した。結果を表3に示す。
Claims (10)
- 下記工程1及び工程2を有する、印刷物の製造方法。
工程1:アナログ印刷により画像を形成した印刷記録媒体1’の画像表面に対して、放電処理を下記の条件で行い印刷記録媒体1を得る工程
工程2:工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面に、さらに水系インクを用いてインクジェット印刷により画像を形成し、印刷物を得る工程
放電処理条件:放電処理量が積算照射電力量で0.5kW・min/m2以上5.5kW・min/m2以下、放電処理速度が記録媒体の搬送速度換算で1m/min以上100m/min以下である。 - 工程1で得られた印刷記録媒体1の画像表面の表面自由エネルギーが30mN/m以上である、請求項1に記載の印刷物の製造方法。
- 前記放電処理がグロー放電処理及びコロナ放電処理から選ばれる1種以上である、請求項1又は2に記載の印刷物の製造方法。
- 工程2において、印刷記録媒体1の画像表面の少なくとも一部に前記水系インクが重ねられる、請求項1〜3のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 工程1において、印刷記録媒体1’が樹脂記録媒体又は紙記録媒体であり、前記アナログ印刷がグラビア印刷、フレキソ印刷及びオフセット印刷から選ばれる1種以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 工程1において、前記放電処理がグロー放電処理であり、放電処理量が積算照射電力量で1.0kW・min/m2以上5.0kW・min/m2以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 工程1において、前記放電処理がコロナ放電処理であり、放電処理量が積算照射電力量で0.5kW・min/m2以上3.0kW・min/m2以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 工程2において、印刷記録媒体1の画像表面を35℃以上75℃以下に保持して画像を形成する、請求項1〜7のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 前記水系インクの静的表面張力が45mN/m以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
- 印刷記録媒体1に水系インクをインクジェット方式にて吐出して画像を形成する、インクジェット印刷方法であって、
該印刷記録媒体1が、アナログ印刷により形成された画像表面を、表面自由エネルギーが30mN/m以上となるように処理されてなる、インクジェット印刷方法。
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