JP2020138439A - Method for producing decorative article and ink set - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、加飾物の製造方法およびインクセットに関する。 Embodiments of the present invention relate to a method for producing a decorative object and an ink set.
従来、カラーバリエーションに富むメタリック調の加飾物を得るには、金や銀等の複数の色味の異なる箔押しを組み合わせる、メタリック顔料を含んだ複数の色の塗料で塗装する、または、メタリック顔料を含んだ複数の色のインクをスクリーン等の版を用いた印刷で行う等の方法が用いられる。 Conventionally, in order to obtain metallic ornaments with abundant color variations, a combination of foil stamps with different shades such as gold and silver, painting with multiple color paints containing metallic pigments, or metallic pigments A method is used in which inks of a plurality of colors containing the ink are printed by printing using a plate such as a screen.
しかし、それらの方法では、メタリック調の色数が増えた場合、作業工程が多く高コストになり、量産性が劣っていた。また、基材表面に塗布された銀の塗料や箔、あるいは、基材の中にメタリック顔料を練り込んだ樹脂などの上から、カラーインクをインクジェットで描くと、メタリック調のカラーバリエーションに富む画像を得ることはできるが、インクジェットインクがにじんで画像性が劣るという問題点がある。 However, with these methods, when the number of metallic tones increases, the number of work processes increases, the cost increases, and mass productivity is inferior. Also, if you draw a color ink with an inkjet on a silver paint or foil applied to the surface of the base material or a resin in which a metallic pigment is kneaded into the base material, an image rich in metallic color variations will be obtained. However, there is a problem that the inkjet ink bleeds and the image quality is inferior.
そこで、特許文献1として、平均アスペクト比が3以上100以下の平板状金属粒子と、特定の基を有する樹脂を含んだ第1インクを基材に付与し、さらに前記特定の基と反応する反応性基を有する化合物を含む第2インクを付与する方法が提案されている。 Therefore, as Patent Document 1, a reaction in which a first ink containing flat metal particles having an average aspect ratio of 3 or more and 100 or less and a resin having a specific group is applied to a base material and further reacts with the specific group. A method of applying a second ink containing a compound having a sex group has been proposed.
しかしながら、特許文献1では、平板状粒子はその形状から基材表面に貼りつくように配列する傾向があり、樹脂成分が水溶性の場合、浸透基材に対しては樹脂成分が基材内部に浸透してその上から平板状粒子が蓋をしてしまい第2インクとの反応が十分に働かず、画像がにじみやすいという課題がある。 However, in Patent Document 1, the flat particles tend to be arranged so as to adhere to the surface of the base material due to their shape, and when the resin component is water-soluble, the resin component is inside the base material for the penetrating base material. There is a problem that the flat particles permeate and cover the plate-like particles, the reaction with the second ink does not work sufficiently, and the image tends to bleed.
そこで、本発明の一目的は、少ない工程でカラーバリエーションに富み、にじみが抑制されたメタリック調の加飾物の製造方法を提供することである。 Therefore, one object of the present invention is to provide a method for producing a metallic-like ornament that is rich in color variation and suppresses bleeding with a small number of steps.
本発明の一実施形態は、水、扁平状粒子、およびカチオン性水分散性樹脂を含み、電荷密度が50μeq/g以上である前処理液を、基材の表面に付着させる前処理工程、及び、前記前処理工程の後に、水、アニオン性の粒子を含む水性インクジェットインクを用いて基材の表面にインクジェット印刷する工程、を含むことを特徴とする、加飾物の製造方法に関する。
本発明の他の実施形態は、水、扁平状粒子、およびカチオン性水分散性樹脂を含み、電荷密度が50μeq/g以上である前処理液と、水、アニオン性の粒子を含む水性インクジェットインクと、を含む、インクセットに関する。
One embodiment of the present invention includes a pretreatment step of adhering a pretreatment liquid containing water, flat particles, and a cationic water-dispersible resin and having a charge density of 50 μeq / g or more to the surface of a substrate, and a pretreatment step. The present invention relates to a method for producing a decorative object, which comprises, after the pretreatment step, a step of inkjet printing on the surface of a base material using a water-based inkjet ink containing water and anionic particles.
Another embodiment of the present invention is an aqueous inkjet ink containing water, flat particles, and a cationic water-dispersible resin, a pretreatment liquid having a charge density of 50 μeq / g or more, and water, anionic particles. With respect to ink sets, including.
本発明の実施形態により、にじみが抑制されたメタリック調の加飾物の製造方法を提供することが出来る。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for producing a metallic-like decorative object in which bleeding is suppressed.
以下、本発明の実施形態を詳しく説明するが、本発明がこれらの実施形態に限定されることはなく、様々な修正や変更を加えてもよいことは言うまでもない。また、以下の記載において、水性インクジェットインクを単に「インク」と記す場合もある。また、粒子は液体粒子、固体粒子の両方を含むものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes may be made. Further, in the following description, the water-based inkjet ink may be simply referred to as "ink". Further, the particles shall include both liquid particles and solid particles.
本発明の実施形態の加飾物の製造方法は、水、扁平状粒子、およびカチオン性水分散性樹脂を含み、電荷密度が50μeq/g以上である前処理液を、基材の表面に付着させる前処理工程、及び、前記前処理工程の後に、水、アニオン性の粒子を含む水性インクジェットインクを用いて基材の表面にインクジェット印刷する工程、を含むことを特徴とする、加飾物の製造方法である。 The method for producing a decorative object according to the embodiment of the present invention comprises adhering a pretreatment liquid containing water, flat particles, and a cationic water-dispersible resin and having a charge density of 50 μeq / g or more to the surface of a base material. A method for producing a decorative object, which comprises a pretreatment step and, after the pretreatment step, a step of inkjet printing on the surface of a base material using a water-based inkjet ink containing water and anionic particles. Is.
この加飾物の製造方法により、にじみが抑制されたメタリック調の加飾物を製造することが出来る。
前処理液に扁平状粒子を含むことで、メタリック感を出すことが可能となる。さらにカチオン性水分散性樹脂を含むことで、アニオン性の粒子を含むインクと反応してインク成分を凝集させ、にじみの少ない画像を得ることが出来る。前処理液に含まれるカチオン性の樹脂が粒子形状であることで、基材の表面に扁平状粒子が配列した場合でも、扁平状粒子上にカチオン性樹脂成分が露出しやすく、画像のにじみ抑制とメタリック感の両立が可能となる。かつ、カチオン性の水分散性樹脂は水溶性樹脂と異なり、一度溶媒が揮発した後は水へ溶解しないため、印刷物の耐水性も向上する。また、前処理液の電荷密度が50μeq/g以上であることで、十分ににじみが抑制され、加飾物の画像性を高めることが出来る。
By this method of manufacturing a decorative object, it is possible to produce a metallic-like decorative object in which bleeding is suppressed.
By including the flat particles in the pretreatment liquid, it is possible to give a metallic feeling. Further, by containing the cationic water-dispersible resin, it is possible to obtain an image with less bleeding by reacting with the ink containing anionic particles to aggregate the ink components. Since the cationic resin contained in the pretreatment liquid has a particle shape, even when the flat particles are arranged on the surface of the base material, the cationic resin component is easily exposed on the flat particles and the bleeding of the image is suppressed. It is possible to achieve both a metallic feel and a metallic feel. Moreover, unlike the water-soluble resin, the cationic water-dispersible resin does not dissolve in water once the solvent has volatilized, so that the water resistance of the printed matter is also improved. Further, when the charge density of the pretreatment liquid is 50 μeq / g or more, bleeding is sufficiently suppressed and the image quality of the decorative object can be improved.
<前処理液>
本明細書において、「前処理」とは、塗布等の任意の手段により、前処理液を基材に付着させる意味である。また、その付着箇所は、基材の表面のみではなく、内部(内面)を含んでいてもよい。
本実施形態の前処理液は、特には、水性インクジェットインクによる印刷画像を形成する前の前処理液として用いることが好ましい。
<Pretreatment liquid>
As used herein, the term "pretreatment" means that the pretreatment liquid is adhered to the substrate by any means such as coating. Further, the attachment portion may include not only the surface of the base material but also the inside (inner surface).
The pretreatment liquid of the present embodiment is particularly preferably used as a pretreatment liquid before forming a printed image with a water-based inkjet ink.
前処理液は扁平状粒子を含むことが好ましい。
扁平状粒子を用いることで、前処理後の印刷で得られる画像の光沢を増し、発色性を向上させやすい。
また、扁平状粒子は、基材表面の凹凸の凹部に入り込んで基材表面にとどまりやすい。基材表面にとどまった扁平状粒子は、その後の印刷で用いられるインクに対して目止め効果を発揮しながら、扁平状粒子がある確率で基材表面に平行状に配列することで画像のメタリック感を増し、発色性も向上させることができると考えられる。
The pretreatment liquid preferably contains flat particles.
By using the flat particles, it is easy to increase the glossiness of the image obtained by printing after the pretreatment and improve the color development property.
Further, the flat particles easily enter the concave and convex recesses on the surface of the base material and stay on the surface of the base material. The flat particles that remain on the surface of the base material exert a sealing effect on the ink used in the subsequent printing, and the flat particles are arranged parallel to the surface of the base material with a certain probability to be metallic in the image. It is considered that the feeling can be increased and the color development can be improved.
扁平状粒子は、粒子の立体形状に直交3次元座標系を当てはめたとき、少なくともいずれか一方向において短い。
扁平状粒子としては、例えば、フレーク状、鱗片状、板状、薄片状等の薄く平たい形状を有するものが挙げられる。扁平状粒子の1つの方向からみたときの形状はとくに限定されず、例えば、円形、楕円形、四角状あるいは六角状等の多角形であっても、また、ランダムな(不定形)形状であってもよい。また、扁平状粒子は、表面に凹凸を有していてもよい。
Flat particles are short in at least one direction when an orthogonal three-dimensional coordinate system is applied to the three-dimensional shape of the particles.
Examples of the flat particles include those having a thin and flat shape such as flakes, scales, plates, and flakes. The shape of the flat particles when viewed from one direction is not particularly limited, and may be a polygon such as a circle, an ellipse, a square or a hexagon, or a random (amorphous) shape. You may. Further, the flat particles may have irregularities on the surface.
扁平状粒子の種類は特に限定されず、例えば、無機粒子、有機粒子、有機/無機複合粒子のいずれでもよく、例えば、これらの粒子表面に、金属若しくは金属酸化物等の無機物、又は、樹脂等の有機物等でコーティングしたものを用いてもよい。
無機粒子の具体例としては、例えば、ガラス(例えばシリカ(SiO2)ガラス)、アルミ、マイカ(雲母)、酸化チタン等の、金属または金属酸化物をはじめとする無機扁平状粒子が挙げられる。有機粒子の具体例としては、例えば、粉砕等の製法によって作られる樹脂やセルロース等の有機扁平状粒子が挙げられる。これらの中でも、量産性、コスト、及び入手しやすさの観点から、無機粒子が好ましい。
The type of flat particles is not particularly limited, and may be, for example, inorganic particles, organic particles, or organic / inorganic composite particles. For example, on the surface of these particles, an inorganic substance such as a metal or a metal oxide, a resin, or the like may be used. You may use the thing coated with the organic substance of.
Specific examples of the inorganic particles include inorganic flat particles such as metal or metal oxide such as glass (for example, silica (SiO2) glass), aluminum, mica (mica), and titanium oxide. Specific examples of the organic particles include organic flat particles such as resin and cellulose produced by a manufacturing method such as pulverization. Among these, inorganic particles are preferable from the viewpoint of mass productivity, cost, and availability.
扁平状粒子としては、例えば、無機粒子等の粒子表面に、金属若しくは金属酸化物等の無機物、又は、樹脂等の有機物でコーティングしたものを用いてもよい。このような粒子は、例えば、粒子の表面に金属酸化物等でコーティングして干渉色を利用して光輝性をさらに向上させたり、特定の波長の反射率だけを高めて色味を付けたものであってもよい。 As the flat particles, for example, particles obtained by coating the surface of particles such as inorganic particles with an inorganic substance such as a metal or a metal oxide or an organic substance such as a resin may be used. Such particles are, for example, those in which the surface of the particles is coated with a metal oxide or the like to further improve the brilliance by utilizing the interference color, or the reflectance of a specific wavelength is increased to add color. It may be.
光沢や反射率を上げるには、例えば、屈折率の高い酸化チタン製の扁平状粒子、もしくは、酸化チタンで表面コーティングした粒子を好ましく用いることができる。酸化チタンで表面コーティングした粒子としては、例えば、無機粒子の表面を酸化チタンでコーティングした粒子が挙げられる。このような具体例として、雲母粒子の表面を酸化チタンでコーティングした粒子(例えば、メルクパフォーマンスマテリアルズ株式会社製イリオジン100シリーズ)、シリカ粒子の表面を酸化チタンでコーティングした粒子(例えば、日本板硝子株式会社製メタシャイン)等が挙げられる。これらのなかで、着色を求めるならば、例えば、シリカ扁平状粒子に、酸化チタンなどの薄膜を、反射率を上げたい特定の波長の2分の1等、一定の厚みで設けて、干渉による構造色を利用した粒子(例えば、日本板硝子株式会社製メタシャイン)などを好適に用いることができる。 In order to increase the gloss and reflectance, for example, flat particles made of titanium oxide having a high refractive index or particles surface-coated with titanium oxide can be preferably used. Examples of the particles surface-coated with titanium oxide include particles in which the surface of inorganic particles is coated with titanium oxide. Specific examples of this include particles whose surface is coated with titanium oxide (for example, Iriodin 100 series manufactured by Merck Performance Materials Co., Ltd.) and particles whose surface is coated with titanium oxide (for example, Nippon Sheet Glass Co., Ltd.). Company-made Metashine) and the like. Among these, if coloring is required, for example, a thin film such as titanium oxide is provided on the silica flat particles with a constant thickness such as half of a specific wavelength for which the reflectance is desired to be increased, and interference is caused. Particles using a structural color (for example, Metashine manufactured by Nippon Plate Glass Co., Ltd.) can be preferably used.
扁平状粒子の平均長径は、走査型電子顕微鏡(SEM)写真で任意に選択した20個の粒子のそれぞれについて長径を求め、その中央値である。粒子の長径は、SEMで観察される粒子の最大長さである。 The average major axis of the flat particles is the median value obtained by determining the major axis for each of the 20 particles arbitrarily selected in the scanning electron microscope (SEM) photograph. The major axis of the particle is the maximum length of the particle observed by SEM.
扁平状粒子の平均長径は、発色及び光沢の観点から、1μm以上であればメタリック感を出すことが可能となるが、紙などの凹凸がある基材上ではメタリック感が得られにくくなる。3μm以上であれば、紙などの凹凸がある基材上でも平行に配列し、メタリック感を得やすく好ましい。さらに6μm以上が好ましく、12μm以上がより好ましい。平均長径が1μm以上であるとき、扁平状粒子は基材表面の凹凸の凹部に入り込んで、基材表面に残りやすいことから、その後の印刷に用いられるインクに対する目止め効果を発揮しやすい。また、粒子が、ある程度の確率で基材表面に平行に配列しやすいため、画像の光沢を向上させやすく、発色も向上させやすい。
扁平状粒子の平均長径は、前処理液の塗工の観点から、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。
If the average major axis of the flat particles is 1 μm or more from the viewpoint of color development and gloss, a metallic feeling can be obtained, but it is difficult to obtain a metallic feeling on a base material having irregularities such as paper. If it is 3 μm or more, it is preferable that it is arranged in parallel even on a base material having irregularities such as paper, and it is easy to obtain a metallic feeling. Further, 6 μm or more is preferable, and 12 μm or more is more preferable. When the average major axis is 1 μm or more, the flat particles easily enter the uneven recesses on the surface of the base material and easily remain on the surface of the base material, so that they can easily exert a sealing effect on the ink used for subsequent printing. Further, since the particles are likely to be arranged parallel to the surface of the base material with a certain probability, it is easy to improve the gloss of the image and also to improve the color development.
The average major axis of the flat particles is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, from the viewpoint of coating the pretreatment liquid.
扁平状粒子の平均厚さは、平均長径より短いことが好ましい。扁平状粒子の平均厚さは、画像の光沢及び発色性並びに前処理液の保存安定性の観点から、10nm以上が好ましく、100nm以上であってよい。扁平状粒子の厚さは、画像の光沢及び発色性並びに前処理液の保存安定性の観点から、2μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.5μm以下がさらに好ましい。扁平状粒子の厚さは、例えば、10nm以上0.5μm以下であってよい。
扁平状粒子の平均厚さは、SEM写真で観察される粒子のうち、粒子の半数以上において、粒子の厚さが長径の4分の1以下であることが好ましく、10分の1以下がより好ましく、20分の1以下であることがさらに好ましい。
扁平状粒子の平均厚さは、任意に選択した20個の粒子について、個々の粒子の厚さをもとめ、その中央値である。なお、扁平状粒子の厚さは、粒子の長径となる直線の方向をX軸方向としたとき、X軸方向に直交する軸のうち最小長さとなる軸方向の長さである。
The average thickness of the flat particles is preferably shorter than the average major axis. The average thickness of the flat particles is preferably 10 nm or more, and may be 100 nm or more, from the viewpoint of image gloss and color development and storage stability of the pretreatment liquid. The thickness of the flat particles is preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less, still more preferably 0.5 μm or less, from the viewpoint of image gloss and color development and storage stability of the pretreatment liquid. The thickness of the flat particles may be, for example, 10 nm or more and 0.5 μm or less.
The average thickness of the flat particles is preferably one-fourth or less of the major axis in more than half of the particles observed in the SEM photograph, and more preferably one-tenth or less. It is preferably 1/20 or less, and more preferably 1/20 or less.
The average thickness of the flat particles is the median value of the thickness of each of 20 arbitrarily selected particles. The thickness of the flat particles is the length in the axial direction which is the minimum length among the axes orthogonal to the X-axis direction when the direction of the straight line which is the major axis of the particles is the X-axis direction.
扁平状粒子は、SEM写真で観察される粒子のうち、粒子の半数以上において、粒子の幅が長径の5分の1以上であることが好ましく、3分の1以上がより好ましく、2分の1以上であることがさらに好ましい。粒子の幅と長径とが同じ長さであってもよい。
粒子の幅は、粒子の長径となる直線の方向をX軸方向、粒子の厚さとなる直線の方向をY軸方向としたとき、Z軸方向の長さである。
Of the particles observed in the SEM photograph, the flat particles preferably have a width of one-fifth or more of the major axis, more preferably one-third or more, and two-half of the particles observed in the SEM photograph. It is more preferably 1 or more. The width and major axis of the particles may be the same length.
The width of the particle is the length in the Z-axis direction when the direction of the straight line which is the major axis of the particle is the X-axis direction and the direction of the straight line which is the thickness of the particle is the Y-axis direction.
扁平状粒子は、1種を単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
前処理液中の扁平状粒子の含有量は、発色性の観点から、前処理液全量に対して、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましい。前処理液中の扁平状粒子の含有量は、前処理液の安定性や塗工性等の観点から、前処理液全量に対して、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。
One type of flat particles may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.
From the viewpoint of color development, the content of the flat particles in the pretreatment liquid is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more, based on the total amount of the pretreatment liquid. preferable. The content of the flat particles in the pretreatment liquid is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, based on the total amount of the pretreatment liquid, from the viewpoint of stability and coatability of the pretreatment liquid. ..
前処理液は、インクの不要な広がりやにじみを防止するために、凝集成分を含むことが好ましい。インクは一般に、表面電荷がアニオン性の成分を含み、顔料等の色材も一般的にアニオン性である。したがって、カチオン性の成分を含む前処理液を用いて、予め基材表面にカチオン性の成分を付着させておくことにより、インクとの間にアニオン−カチオン反応が生じ、色材などのインク成分の基材への浸透を十分に抑制し、色材を基材表面に留め、にじみのない鮮明な画像を得ることができる。カチオン性の成分は、好ましくは、水分散性樹脂であり、水分散性樹脂粒子である。 The pretreatment liquid preferably contains an agglomerating component in order to prevent unnecessary spreading and bleeding of the ink. Inks generally contain components whose surface charge is anionic, and color materials such as pigments are also generally anionic. Therefore, by adhering the cationic component to the surface of the base material in advance using a pretreatment liquid containing the cationic component, an anion-cationic reaction occurs between the ink and the ink component such as a coloring material. It is possible to sufficiently suppress the penetration of the ink into the base material, retain the coloring material on the surface of the base material, and obtain a clear image without bleeding. The cationic component is preferably a water-dispersible resin and water-dispersible resin particles.
前処理液に含まれるカチオン性の樹脂が水溶性でなく分散体であることで、基材の表面に扁平状粒子が配列した場合でも、扁平状粒子上にカチオン性樹脂成分が露出しやすく、画像のにじみ抑制とメタリック感の両立が可能となる。かつ、カチオン性の水分散性樹脂は水溶性樹脂と異なり、一度溶媒が揮発した後は水へ溶解しないため、印刷物の耐水性も向上させることができる。 Since the cationic resin contained in the pretreatment liquid is not water-soluble but a dispersion, even when the flat particles are arranged on the surface of the base material, the cationic resin component is easily exposed on the flat particles. It is possible to suppress image bleeding and achieve a metallic feel at the same time. Moreover, unlike the water-soluble resin, the cationic water-dispersible resin does not dissolve in water once the solvent has volatilized, so that the water resistance of the printed matter can be improved.
カチオン性の水分散性樹脂は、分散性樹脂の表面がプラスに帯電した、正電荷を帯びた分散性樹脂であり、水に溶解することなく粒子状に分散して、水中油(O/W)型のエマルションを形成できるものである。自己乳化型樹脂のように、樹脂が有するカチオン性の官能基が粒子表面に存在するものでもよいし、分散性樹脂表面にカチオン性の分散剤を付着させる等の表面処理されたものでもよい。カチオン性の官能基は、代表的には第1級、第2級又は第3級アミノ基、ピリジン基、イミダゾール基、ベンズイミダゾール基、トリアゾール基、ベンゾトリアゾール基、ピラゾール基、又はベンゾピラゾール基等であり、カチオン性の分散剤は、1級、2級、3級又は4級アミノ基含有アクリル樹脂、ポリエチレンイミン、カチオン性ポリビニルアルコール樹脂、カチオン性水溶性多分岐ポリエステルアミド樹脂等である。 The cationic water-dispersible resin is a positively charged dispersible resin in which the surface of the dispersible resin is positively charged, and is dispersed in particles without being dissolved in water, and is an oil in water (O / W). ) Type emulsion can be formed. Like the self-emulsifying resin, the cationic functional group of the resin may be present on the surface of the particles, or the surface of the dispersible resin may be surface-treated by attaching a cationic dispersant or the like. The cationic functional group is typically a primary, secondary or tertiary amino group, a pyridine group, an imidazole group, a benzimidazole group, a triazole group, a benzotriazole group, a pyrazole group, a benzopyrazole group and the like. The cationic dispersant is a primary, secondary, tertiary or quaternary amino group-containing acrylic resin, polyethyleneimine, a cationic polyvinyl alcohol resin, a cationic water-soluble polybranched polyesteramide resin, or the like.
水分散性樹脂は、前処理液の製造に際しては、水中油型の樹脂エマルションとして配合することができる。代表的には、エチレン−塩化ビニル共重合樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル−(メタ)アクリル共重合体樹脂、酢酸ビニル−エチレン共重合体樹脂、及びそれらの樹脂エマルション等が挙げられる。ここで、「(メタ)アクリル樹脂」は、アクリル樹脂とメタクリル樹脂の双方を示す。
これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いても良い。後述するが、これらの樹脂が複合された樹脂エマルションでも良い。上記のとおり、これらの樹脂にカチオン性の官能基を導入するか、又は、カチオン性分散剤等で表面処理して、プラスの表面電荷を与えることができる。
The water-dispersible resin can be blended as an oil-in-water type resin emulsion in the production of the pretreatment liquid. Typically, ethylene-vinyl chloride copolymer resin, (meth) acrylic resin, styrene-maleic anhydride copolymer resin, urethane resin, vinyl acetate- (meth) acrylic copolymer resin, vinyl acetate-ethylene copolymer weight. Examples thereof include coalesced resins and resin emulsions thereof. Here, "(meth) acrylic resin" refers to both acrylic resin and methacrylic resin.
These resins may be used alone or in combination of two or more. As will be described later, a resin emulsion in which these resins are combined may be used. As described above, a cationic functional group can be introduced into these resins, or the surface can be surface-treated with a cationic dispersant or the like to give a positive surface charge.
水分散性樹脂の平均粒径は、動的光散乱法により測定した粒度分布における体積基準の粒径値(メジアン径)である。動的光散乱式粒子径分布測定装置としては、ナノ粒子解析装置nano Partica SZ−100(株式会社堀場製作所製)等を用い、水分散性樹脂の濃度が0.5質量%となるように水で希釈し、25℃で測定することができる。 The average particle size of the water-dispersible resin is a volume-based particle size value (median diameter) in the particle size distribution measured by the dynamic light scattering method. As a dynamic light scattering type particle size distribution measuring device, a nanoparticle analyzer nano Partica SZ-100 (manufactured by HORIBA, Ltd.) or the like is used so that the concentration of the water-dispersible resin is 0.5% by mass. It can be diluted with and measured at 25 ° C.
前処理液中又は後述するインク中において、水分散性樹脂は、独立した微粒子の状態で存在する場合と、独立した微粒子が集合した凝集体の状態で存在する場合とが考えられるが、動的光散乱法で測定されるメジアン径を「平均粒径」と位置づけることとする。なお、上記水分散性樹脂の平均粒径は、前処理液又はインクを調製する前の原料エマルション状態で測定することが、インクの場合であれば色材(顔料粒子)の影響を排除できることから好ましく、その測定値を本実施形態の平均粒径とすることができる。 In the pretreatment liquid or the ink described later, the water-dispersible resin may be present in the state of independent fine particles or in the state of aggregates in which independent fine particles are aggregated. The median diameter measured by the light scattering method is defined as the "average particle size". The average particle size of the water-dispersible resin can be measured in the state of the raw material emulsion before preparing the pretreatment liquid or ink, because in the case of ink, the influence of the coloring material (pigment particles) can be eliminated. Preferably, the measured value can be the average particle size of the present embodiment.
水分散性樹脂として、例えば、カルボキシ基、スルホ基等に代表されるアニオン性の官能基を有する樹脂と、アミノ基又はアミド基等に代表されるカチオン性の官能基を有する樹脂とが複合して得られる複合樹脂であって、コア部がアニオン性樹脂、シェル部がカチオン性樹脂である、コアシェル構造の複合有機粒子を用いることも好ましい。 As the water-dispersible resin, for example, a resin having an anionic functional group represented by a carboxy group, a sulfo group or the like and a resin having a cationic functional group represented by an amino group or an amide group are combined. It is also preferable to use composite organic particles having a core-shell structure, wherein the core portion is an anionic resin and the shell portion is a cationic resin.
複合有機粒子のアニオン性樹脂としては、例えば繰り返し単位として(メタ)アクリル酸を含む樹脂、より具体的にはスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体が挙げられる。スチレン、(メタ)アクリル酸以外の、これらと共重合可能なビニル化合物を含んでいてもよい。
複合有機粒子のカチオン性樹脂(塩基性樹脂)としては、例えば、含窒素モノマーを含む樹脂であり、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルイミダゾール等の窒素複素環化合物を繰り返し単位として含むホモポリマー又はコポリマーが挙げられる。コポリマーを形成するコモノマーとしては、例えば、スチレン、(メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリルアミド等の一般的なビニル化合物を、1種または2種以上選択して使用できる。
Examples of the anionic resin of the composite organic particles include a resin containing (meth) acrylic acid as a repeating unit, and more specifically, a styrene- (meth) acrylic acid copolymer. Other than styrene and (meth) acrylic acid, vinyl compounds copolymerizable with these may be contained.
The cationic resin (basic resin) of the composite organic particles is, for example, a resin containing a nitrogen-containing monomer, and is a nitrogen heterocycle such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-vinyloxazolidone, and N-vinylimidazole. Examples thereof include homopolymers or copolymers containing a compound as a repeating unit. As the comonomer forming the copolymer, for example, one or more general vinyl compounds such as styrene, (meth) acrylic acid ester, vinyl acetate, and acrylamide can be selected and used.
この場合のアニオン性樹脂とカチオン性樹脂の使用割合は、粒子表面の電荷をカチオン性とするために、質量比で、アニオン性樹脂1に対し、カチオン性樹脂が3〜10であることが好ましい。この比率を高めることで、樹脂粒子のカチオン性基の量を増やし、液の電荷密度を高めることができる。
このような複合有機粒子の市販品として、「PP−15」、「PP−17」(共に明成化学工業株式会社製)を好ましく用いることができる。
In this case, the ratio of the anionic resin to the cationic resin used is preferably 3 to 10 in terms of mass ratio with respect to the anionic resin 1 in order to make the charge on the particle surface cationic. .. By increasing this ratio, the amount of cationic groups of the resin particles can be increased, and the charge density of the liquid can be increased.
As commercially available products of such composite organic particles, "PP-15" and "PP-17" (both manufactured by Meisei Chemical Works, Ltd.) can be preferably used.
カチオン性水分散性樹脂の市販品の例としては、例えば、カチオン性アクリル樹脂エマルションであるポリゾールAE−803(昭和電工株式会社製)、カチオン性水系ウレタン樹脂エマルションであるサンプレックスPUE−C200B(株式会社村山化学研究所製)が挙げられる。 Examples of commercially available products of the cationic water-dispersible resin include Polysol AE-803 (manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), which is a cationic acrylic resin emulsion, and Samplex PUE-C200B (stock), which is a cationic water-based urethane resin emulsion. Company Murayama Chemical Research Institute).
前処理液中における水分散性樹脂の量は、処理した際の基材表面におけるインク定着性の観点から1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが一層好ましい。一方、処理液の粘度が高すぎる場合、均一な処理が困難になるため、樹脂量は50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。 The amount of the water-dispersible resin in the pretreatment liquid is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and 5% by mass from the viewpoint of ink fixability on the surface of the base material when treated. It is more preferably% or more. On the other hand, if the viscosity of the treatment liquid is too high, uniform treatment becomes difficult, so the amount of resin is preferably 50% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.
にじみがない鮮明な画像を得るには、前処理液のカチオン性が十分強いことが必要である。カチオン性の強さは電荷密度を測定することによって知ることが出来る。電荷密度は50μeq/g以上が好ましく、100μeq/g以上がより好ましく、180μeq/g以上であることがさらに好ましい。
ここで、電荷密度は、流動電位法にしたがって測定される電荷密度である。また、前処理液の電荷密度は、前処理液中の有効成分当たりの電荷量である(単位:μeq/g)。有効成分量は、前処理液中に含まれる不揮発分または固形分の総量であり、主に前処理液から溶媒を除去した量である。水分散性樹脂に溶媒が含まれる場合は、これらの溶媒量も除去して、有効成分量を求める。
具体的には、前処理液を水で100倍に希釈し、この希釈前処理液をN/400 PVSK溶液で滴定しながら、前処理液の流動電位が0Vになる反応終点を測定し、この反応終点までに使用したN/400 PVSK溶液量から希釈前処理液の総電荷量を求めることができる。この希釈前処理液の総電荷量を希釈前処理液に含まれる有効成分量で割った値が前処理液の電荷密度(μeq/g)である。
電荷密度の測定装置には、例えば、コロイド粒子電荷量計(AFG ANALYTIC GmbH製「Model CAS」)等を用いることができる。
In order to obtain a clear image without bleeding, it is necessary that the pretreatment liquid has sufficiently strong cationic properties. The strength of the cationic property can be known by measuring the charge density. The charge density is preferably 50 μeq / g or more, more preferably 100 μeq / g or more, and even more preferably 180 μeq / g or more.
Here, the charge density is the charge density measured according to the flow potential method. The charge density of the pretreatment liquid is the amount of charge per active ingredient in the pretreatment liquid (unit: μeq / g). The amount of the active ingredient is the total amount of the non-volatile content or the solid content contained in the pretreatment liquid, and is mainly the amount obtained by removing the solvent from the pretreatment liquid. When the water-dispersible resin contains a solvent, the amount of these solvents is also removed to determine the amount of the active ingredient.
Specifically, the pretreatment solution is diluted 100-fold with water, and the reaction end point at which the flow potential of the pretreatment solution becomes 0 V is measured while titrating the diluted pretreatment solution with an N / 400 PVSK solution. The total charge amount of the dilution pretreatment solution can be obtained from the amount of N / 400 PVSK solution used up to the end point of the reaction. The value obtained by dividing the total charge amount of the dilution pretreatment solution by the amount of the active ingredient contained in the dilution pretreatment solution is the charge density (μeq / g) of the pretreatment solution.
As the charge density measuring device, for example, a colloidal particle charge meter (“Model CAS” manufactured by AFG ANALYTIC GmbH) or the like can be used.
前処理液の電荷密度の調整方法は特に限定されないが、例えば前処理液中の、カチオン性粒子のカチオン性基の量を増やす、カチオン性粒子のカウンターイオン量を増やす、カチオン性基を持つ粒子の添加量を増やす等の方法で電荷密度を上げることができる。これらの方法はいくつかの方法を組み合わせてもよい。
カチオン性粒子のカチオン性基の量を増やす方法として、水分散性樹脂としてカチオン性官能基が多い樹脂を使用することや、前述したような複合樹脂粒子においてカチオン性樹脂の比率を増やすことが挙げられる。カチオン性粒子のカウンターイオンの量を増やす方法としては、例えばカチオン性分散剤等の分散助剤を添加することが挙げられる。カチオン性基を持つ粒子の添加量を増やすことでも前処理液の電荷密度を上げることは可能であるが、一般的な水分散性樹脂等の粒子では、電荷密度を50μeq/g以上にするためには相当量の粒子を前処理液に添加することが必要となるため、粒子のカチオン性基の量を増やすことで電荷密度の調整を行なうことが好ましい。
The method for adjusting the charge density of the pretreatment liquid is not particularly limited, but for example, the amount of the cationic group of the cationic particle in the pretreatment liquid is increased, the amount of counterion of the cationic particle is increased, and the particle having the cationic group is increased. The charge density can be increased by increasing the amount of the particles added. These methods may be a combination of several methods.
As a method for increasing the amount of cationic groups in the cationic particles, it is possible to use a resin having many cationic functional groups as the water-dispersible resin and to increase the ratio of the cationic resin in the composite resin particles as described above. Be done. As a method for increasing the amount of counter ions in the cationic particles, for example, addition of a dispersion aid such as a cationic dispersant can be mentioned. It is possible to increase the charge density of the pretreatment liquid by increasing the amount of particles having a cationic group added, but in the case of particles such as general water-dispersible resin, the charge density is set to 50 μeq / g or more. Since it is necessary to add a considerable amount of particles to the pretreatment liquid, it is preferable to adjust the charge density by increasing the amount of cationic groups of the particles.
前処理液の電荷密度は、添加される樹脂の酸価や、前処理液全体のpHに依存する物性ではないため、前処理液に添加される樹脂の酸価やpHが異なるからといって、前処理液の電荷密度に大きな差が生じるものではない。
また、電荷密度はアニオンに比べて、液中に過剰に存在するカチオン量をアニオン規定液で滴定することによって測定した値であり、アニオンとカチオンの総和量におよそ比例する電気伝導度とは異なる。例えば塩化ナトリウム水溶液は、純水に比べ電気導電度は高いが、電荷密度は純水同様ゼロである。また、滴定中は、電荷密度は小さくなり続け、ゼロになった点(等電点)で測定を終えるが、その間も導電度は上昇し続ける。
Since the charge density of the pretreatment liquid does not depend on the acid value of the resin to be added or the pH of the entire pretreatment liquid, the acid value and pH of the resin added to the pretreatment liquid are different. , There is no big difference in the charge density of the pretreatment liquid.
In addition, the charge density is a value measured by titrating the amount of cations present in excess in the liquid with an anion-regulated liquid as compared with anions, and is different from the electric conductivity which is approximately proportional to the total amount of anions and cations. .. For example, an aqueous sodium chloride solution has a higher electrical conductivity than pure water, but has a charge density of zero like pure water. In addition, during titration, the charge density continues to decrease, and the measurement ends at the point where it becomes zero (isoelectric point), but the conductivity continues to increase during that time.
前処理液の溶媒は、ほとんどが水で構成されることが好ましいが、必要に応じて、水以外に、水溶性有機溶剤を含んでもよい。水溶性有機溶剤としては、室温で液体であり、水に溶解可能な有機化合物を使用することができ、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合する水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、2−メチル−2−プロパノール等の低級アルコール類;
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、テトラエチレングリコール、ポ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、ポリプロピレングリコール等のグリコール類;
グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリン等のグリセリン類;モノアセチン、ジアセチン等のアセチン類;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジ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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類;
トリエタノールアミン、1−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、β−チオジグリコール、スルホラン等を用いることができる。水溶性有機溶剤の沸点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。
The solvent of the pretreatment liquid is preferably composed mostly of water, but may contain a water-soluble organic solvent in addition to water, if necessary. As the water-soluble organic solvent, an organic compound that is liquid at room temperature and is soluble in water can be used, and it is preferable to use a water-soluble organic solvent that is uniformly mixed with the same volume of water at 1 atm and 20 ° C. ..
For example, lower alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, 2-methyl-2-propanol;
Glycos such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol;
Glycerins such as glycerin, diglycerin, triglycerin and polyglycerin; acetins such as monoacetin and diacetin;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether , Triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether and other glycol ethers;
Triethanolamine, 1-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, β-thiodiglycol, sulfolane and the like can be used. The boiling point of the water-soluble organic solvent is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher.
これらの水溶性有機溶剤は、単独で使用してもよく、水と単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。
水溶性有機溶剤の含有量は、粘度調整と保湿効果の観点から、処理液中に30質量%以下(あるいは、溶媒中に50質量%以下)であることが好ましい。
These water-soluble organic solvents may be used alone or in combination of two or more as long as they form a single phase with water.
The content of the water-soluble organic solvent is preferably 30% by mass or less (or 50% by mass or less in the solvent) in the treatment liquid from the viewpoint of viscosity adjustment and moisturizing effect.
前処理液は、その表面張力を低下させて基材表面に均一に塗布できるようにするために、界面活性剤をさらに含むことが好ましい。 The pretreatment liquid preferably further contains a surfactant in order to reduce its surface tension so that it can be uniformly applied to the surface of the substrate.
界面活性剤は、親水性部分がイオン性(カチオン性・アニオン性・双性)のものと非イオン性(ノニオン性)のものに大別されるが、本実施形態では、非イオン性またはカチオン性の界面活性剤を用いることが好ましい。前処理液の泡立ちの観点から、起泡しにくい非イオン系の界面活性剤を用いることがより好ましい。また、低分子系・高分子系(一般には分子量が約2000以上のものを指す。)のどちらでも良いが、高分子系界面活性剤を用いることが好ましい。HLB値については、5〜20程度の界面活性剤であることが好ましい。 Surfactants are roughly classified into those having an ionic (cationic / anionic / zwitterionic) and nonionic (nonionic) hydrophilic portions. In the present embodiment, the surfactant is nonionic or cationic. It is preferable to use a sex surfactant. From the viewpoint of foaming of the pretreatment liquid, it is more preferable to use a nonionic surfactant that does not easily foam. Further, either a low molecular weight type or a high molecular weight type (generally, one having a molecular weight of about 2000 or more) may be used, but it is preferable to use a high molecular weight type surfactant. The HLB value is preferably about 5 to 20 surfactants.
非イオン系の界面活性剤としては、たとえば、グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ソルビタンエステル等のエステル型のもの、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、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のエーテル型のもの、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のエーテルエステル型のもの等が挙げられる。カチオン性活性剤としては、第四級アンモニウム塩、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、アルキルアミン塩等を用いることができる。 Examples of the nonionic surfactant include ester-type surfactants such as glycerin fatty acid ester and fatty acid sorbitan ester, and ether-type surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, and polyoxypropylene alkyl ether. , Ether ester type such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester and the like. As the cationic activator, a quaternary ammonium salt, a dimethylaminopropylamide stearate, an alkylamine salt and the like can be used.
本実施形態では、アセチレングリコール系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤を好ましく用いることができる。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品として、アセチレングリコールであるサーフィノール104E、104H、アセチレングリコールにエチレンオキサイドを付加した構造のサーフィノール420、440、465、485、アセチレングリコールのオルフィンE−1004、E−1010、E−1020、EXP.4001、EXP.4200、EXP.4123、EXP.4300等(日信化学工業株式会社)、アセチレングリコールのアセチレノールE00、E00P、アセチレングリコールのエチレンオキサイドを付加した構造のアセチレノールE40、E100等(川研ファインケミカル株式会社)が挙げられる。 In this embodiment, an acetylene glycol-based surfactant and a silicone-based surfactant can be preferably used. Commercially available products of acetylene glycol-based surfactants include surfinol 104E and 104H, which are acetylene glycols, surfinol 420, 440, 465, and 485, which have a structure in which ethylene oxide is added to acetylene glycol, and acetylene glycols Orfin E-1004, E. -1010, E-1020, EXP. 4001, EXP. 4200, EXP. 4123, EXP. Examples thereof include 4300 and the like (Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.), acetylenol E00 and E00P of acetylene glycol, and acetylenol E40 and E100 and the like (Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) having a structure in which ethylene oxide of acetylene glycol is added.
シリコーン系界面活性剤は、非常に高い表面張力低下能と接触角低下能を持つため、基材表面が親水性でなくても基材表面に処理液を速やかに拡散させることができる。その結果、基材の表面に処理液の機能発現成分が均一に定着することができるため、印刷した際にインクが処理部分に均一に定着し、高発色で高品位の印刷画像を得ることができる。シリコーン系界面活性剤のなかでも、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、アルキル・アラルキル共変性シリコーン系界面活性剤、アクリルシリコーン系界面活性剤が好ましい。市販品では「シルフェイスSAGシリーズ」(日信化学工業株式会社)を好ましく使用できる。カチオン性では、第一工業製薬製のカチオーゲンシリーズ、花王製コータミンシリーズ、アセタミンシリーズなどを好適に用いることができる。 Since the silicone-based surfactant has a very high surface tension lowering ability and contact angle lowering ability, the treatment liquid can be rapidly diffused on the base material surface even if the base material surface is not hydrophilic. As a result, the functional expression component of the treatment liquid can be uniformly fixed on the surface of the base material, so that the ink is uniformly fixed on the treatment portion at the time of printing, and a high-colored and high-quality printed image can be obtained. it can. Among the silicone-based surfactants, a polyether-modified silicone-based surfactant, an alkyl-aralkyl co-modified silicone-based surfactant, and an acrylic silicone-based surfactant are preferable. As a commercially available product, "Silface SAG series" (Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) can be preferably used. In terms of cationic properties, Katiogen series manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku, Kao's coatamine series, acetamine series and the like can be preferably used.
界面活性剤は、上記のシリコーン系界面活性剤等を、いずれか単独で用いてもよいし、互いに相溶性が良好な複数の界面活性剤を併用してもよい。
界面活性剤を使用する場合の前処理液中の含有量は、0.1質量%以上程度であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが一層好ましい、一方、界面活性剤量は、5質量%以下程度であることが好ましく、4質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であってよい。
As the surfactant, the above-mentioned silicone-based surfactant or the like may be used alone, or a plurality of surfactants having good compatibility with each other may be used in combination.
When a surfactant is used, the content in the pretreatment liquid is preferably about 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. On the other hand, the amount of the surfactant is preferably about 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and may be 3% by mass or less.
前処理液は水を含むことが好ましい。水は、前処理液の溶媒、すなわちビヒクルとして機能するものである。水は、無害で安全性が高く、VOCのような問題が無いので、前処理された基材を環境にやさしいものとすることができる。 The pretreatment liquid preferably contains water. Water functions as a solvent for the pretreatment liquid, that is, a vehicle. Water is harmless, highly safe, and does not have the problems of VOCs, so the pretreated substrate can be environmentally friendly.
水としては、特に制限されないが、例えば、イオン交換水、蒸留水、超純水、脱イオン水等が挙げられる。
前処理液中の水の含有量は、処理液全量の15質量%以上であることが好ましく、40重量%以上であることがより好ましく、例えば、50質量%以上、または60質量以上であってよい。
水の配合量の上限値は、特に限定はされないが、例えば、水の含有量は95質量%以下であってよい。
The water is not particularly limited, and examples thereof include ion-exchanged water, distilled water, ultrapure water, and deionized water.
The content of water in the pretreatment liquid is preferably 15% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and for example, 50% by mass or more, or 60% by mass or more, based on the total amount of the treatment liquid. Good.
The upper limit of the blending amount of water is not particularly limited, but for example, the content of water may be 95% by mass or less.
前処理液には、前処理液の機能を阻害しない限り、上記の成分以外に、他の成分を添加することができる。他の成分としては、例えば、定着向上剤(ノニオンやカチオンの樹脂等)、消泡剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤等が挙げられる。 In addition to the above components, other components can be added to the pretreatment solution as long as the functions of the pretreatment solution are not impaired. Examples of other components include fixing improvers (nonion, cationic resin, etc.), antifoaming agents, pH adjusters, antioxidants, preservatives, and the like.
前処理液の製造方法は、特に限定されず、通常の方法により適宜製造することができる。例えば、スリーワンモーター等の攪拌機に水、扁平状粒子、及び、その他成分を、一括または分割して投入し混合することによって製造できる。また、必要に応じビーズミル等の公知の分散機を用いても良い。 The method for producing the pretreatment liquid is not particularly limited, and the pretreatment liquid can be appropriately produced by a usual method. For example, it can be produced by putting water, flat particles, and other components into a stirrer such as a three-one motor all at once or by dividing and mixing them. Further, if necessary, a known disperser such as a bead mill may be used.
<インクセット>
本発明の一実施形態であるインクセットは、上記の前処理液と、水及びアニオン性粒子を含む水性インクジェットインクを含む。
本実施形態のインクセットを用いるとき、上述の前処理液で予め表面処理することで、基材に付着した扁平状粒子が、インクの基材内部への浸透を抑制または低減することができ、さらに扁平状粒子上のカチオン性水分散性樹脂とインク中のアニオン性粒子の相互作用でインクが凝集し、にじみが抑制された高発色の画像を形成することができる。前処理液については、前述のとおりである。
以下、水性インクジェットインクについて説明する。
<Ink set>
An ink set according to an embodiment of the present invention includes the above-mentioned pretreatment liquid and an aqueous inkjet ink containing water and anionic particles.
When the ink set of the present embodiment is used, the flat particles adhering to the base material can suppress or reduce the penetration of the ink into the base material by pre-treating the surface with the above-mentioned pretreatment liquid. Further, the interaction between the cationic water-dispersible resin on the flat particles and the anionic particles in the ink causes the ink to aggregate, and it is possible to form a highly colored image in which bleeding is suppressed. The pretreatment liquid is as described above.
Hereinafter, the water-based inkjet ink will be described.
インクにはアニオン性粒子が含まれることが好ましい。インク中のアニオン性粒子としては、粒子表面がマイナスに帯電し、負電荷を帯びたアニオン性の色材、樹脂等が挙げられる。 The ink preferably contains anionic particles. Examples of the anionic particles in the ink include anionic coloring materials and resins whose surface is negatively charged and charged negatively.
色材としては、顔料及び染料の何れも使用することができ、単独で使用しても両者を併用してもよい。加飾画像の耐候性及び印刷濃度の点から、色材として顔料を使用することが好ましい。
色材の含有量は、インク全量に対して0.01〜20質量%の範囲であることが好ましい。さらには、色材の含有量は0.1質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることがさらに好ましく、1質量%以上であることが一層好ましく、また、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましく、8質量%以下であることが一層好ましい。
As the coloring material, either a pigment or a dye can be used, and both may be used alone or in combination. From the viewpoint of weather resistance and print density of the decorative image, it is preferable to use a pigment as a coloring material.
The content of the coloring material is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass with respect to the total amount of ink. Further, the content of the coloring material is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, and 15% by mass. % Or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 8% by mass or less.
染料としては、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用でき、特に限定されない。具体的には、塩基性染料、酸性染料、直接染料、可溶性バット染料、酸性媒染染料、媒染染料、反応染料、バット染料、硫化染料等が挙げられ、これらのうち、水溶性のもの及び還元等により水溶性となるものが使用できる。より具体的には、アゾ染料、ローダミン染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料、メチレンブルー等が挙げられる。これらの染料は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the dye, a dye generally used in the technical field of printing can be used, and the dye is not particularly limited. Specific examples thereof include basic dyes, acidic dyes, direct dyes, soluble bat dyes, acidic mordant dyes, mordant dyes, reactive dyes, bat dyes, sulfide dyes, etc. Among these, water-soluble dyes, reduction dyes, etc. Those that become more water-soluble can be used. More specifically, azo dyes, rhodamine dyes, methine dyes, azomethine dyes, xanthene dyes, quinone dyes, triphenylmethane dyes, diphenylmethane dyes, methylene blue and the like can be mentioned. These dyes may be used alone or in combination of two or more.
顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料及び染付レーキ顔料等の有機顔料並びに無機顔料を用いることができる。アゾ顔料としては、溶性アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料及び縮合アゾ顔料等が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、金属フタロシアニン顔料及び無金属フタロシアニン顔料等が挙げられる。多環式顔料としては、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アンスラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料及びジケトピロロピロール(DPP)等が挙げられる。無機顔料としては、代表的にはカーボンブラック及び酸化チタン等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
顔料としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、フェニルスルホン酸基、フェニルカルボキシル基等のアニオン基を有するアニオン性顔料がより好ましい。
As the pigment, organic pigments such as azo pigments, phthalocyanine pigments, polycyclic pigments and dyed lake pigments, and inorganic pigments can be used. Examples of the azo pigment include soluble azo lake pigments, insoluble azo pigments and condensed azo pigments. Examples of the phthalocyanine pigment include metal phthalocyanine pigments and non-metal phthalocyanine pigments. Polycyclic pigments include quinacridone pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindolin pigments, isoindolinone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, anthracinone pigments, quinophthalone pigments, and metal complex pigments. And diketopyrrolopyrrole (DPP) and the like. Typical examples of the inorganic pigment include carbon black and titanium oxide. These pigments may be used alone or in combination of two or more.
As the pigment, an anionic pigment having an anionic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a phenylsulfonic acid group and a phenylcarboxyl group is more preferable.
インクには、インク中における顔料の分散を良好にするために、インクに必要に応じて顔料分散剤を添加することができる。使用できる顔料分散剤としては、顔料を溶媒中に安定して分散させるものであれば特に限定されないが、例えば、高分子分散剤や顔料分散能をもった界面活性剤に代表される公知の顔料分散剤を使用することが好ましい。高分子分散剤の具体例としては、日本ルーブリゾール株式会社製のソルスパース(商品名)シリーズ、BASFジャパン株式会社製のジョンクリル(商品名)シリーズ、ビックケミー・ジャパン株式会社製のDISPERBYKシリーズ、BYKシリーズ、エボニックジャパン株式会社製のTEGO Dispers 750W、TEGO Dispers 760Wなどが挙げられる。界面活性剤の具体例としては、花王株式会社製デモール(商品名)シリーズのような、アニオン性の脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等、非イオン性のポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。
顔料分散剤の含有量は、上記顔料を十分に上記溶媒中に分散可能な量であれば足り、例えば顔料1に対し質量比で0.01〜2の範囲内で、適宜設定できる。
A pigment dispersant can be added to the ink, if necessary, in order to improve the dispersion of the pigment in the ink. The pigment dispersant that can be used is not particularly limited as long as it stably disperses the pigment in the solvent. For example, a known pigment represented by a polymer dispersant or a surfactant having a pigment-dispersing ability. It is preferable to use a dispersant. Specific examples of polymer dispersants include Solspers (trade name) series manufactured by Japan Lubrizol Co., Ltd., John Krill (trade name) series manufactured by BASF Japan Ltd., DISPERBYK series manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., and BYK series. , TEGO Dispers 750W manufactured by Ebonic Japan Co., Ltd., TEGO Dispers 760W and the like. Specific examples of surfactants include nonionic polyoxys such as anionic fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, and alkylbenzene sulfonates, such as the Demol (trade name) series manufactured by Kao Co., Ltd. Examples thereof include alkylene alkyl ethers.
The content of the pigment dispersant is sufficient as long as the pigment can be sufficiently dispersed in the solvent, and can be appropriately set, for example, in the range of 0.01 to 2 by mass with respect to the pigment 1.
顔料表面を親水性官能基で修飾した自己分散顔料を使用してもよい。自己分散顔料の市販品の例としては、たとえば、キャボットジャパン株式会社製CAB−O−JETシリーズ(CAB−O−JET200、300、250C、260M、270Y、465M)、オリヱント化学工業株式会社製BONJETシリーズ(BONJET BLACK CW−1、CW−2、CW−4)等が挙げられる。顔料を樹脂で被覆したマイクロカプセル化顔料を使用してもよい。 A self-dispersing pigment whose surface is modified with a hydrophilic functional group may be used. Examples of commercially available self-dispersing pigments include CAB-O-JET series manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. (CAB-O-JET200, 300, 250C, 260M, 270Y, 465M) and BONJET series manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd. (BONJET BLACK CW-1, CW-2, CW-4) and the like. Microencapsulated pigments in which the pigments are coated with a resin may be used.
インクには、水分散性樹脂が含まれることが好ましい。これにより、インクの定着性を向上させることが出来る。 The ink preferably contains a water-dispersible resin. Thereby, the fixability of the ink can be improved.
水分散性樹脂として、粒子表面がマイナスに帯電し、負電荷を帯びたアニオン性の水分散性樹脂を用いることが好ましい。これは、水に溶解することなく粒子状に分散して水中油(O/W)型エマルションを形成できるものである。自己乳化型樹脂のように、樹脂が有するアニオン性の官能基が粒子表面に存在するものでもよいし、分散性樹脂表面にアニオン性の分散剤を付着させる等の表面処理がされたものでもよい。アニオン性の官能基は、代表的にはカルボキシ基、スルホ基等であり、アニオン性の分散剤は、陰イオン界面活性剤等である。表面がアニオン性であると、上記前処理液中のカチオン性水分散性樹脂との化学的な相互作用が得られ、その結果、色材の定着を一層強固なものとして画像の耐久性をより高めることができる。
ここで、アニオン性の強さは、前記同様、流動電位法で測定される電荷密度で表すことができ、コロイド粒子電荷量計(AFGANALYTIC GmbH製、Model CAS)で、測定するインクをイオン交換水で100倍に希釈した液を用いて、滴定液として0.0025Nポリ塩化ジアリルジメチル-アンモニウム溶液(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用いて測定した値で−20μeq/g以下であることが好ましく、さらに、−40μeq/g以下であることが好ましい。
As the water-dispersible resin, it is preferable to use an anionic water-dispersible resin having a negatively charged particle surface and a negative charge. This is capable of forming an oil-in-water (O / W) emulsion by dispersing in particles without being dissolved in water. An anionic functional group of the resin may be present on the particle surface, such as a self-emulsifying resin, or a surface treatment such as attaching an anionic dispersant to the surface of the dispersible resin may be performed. .. The anionic functional group is typically a carboxy group, a sulfo group or the like, and the anionic dispersant is an anionic surfactant or the like. When the surface is anionic, a chemical interaction with the cationic water-dispersible resin in the pretreatment liquid is obtained, and as a result, the fixing of the coloring material is further strengthened and the durability of the image is further improved. Can be enhanced.
Here, the strength of the anionic property can be expressed by the charge density measured by the flow potential method as described above, and the ink to be measured with a colloidal particle charge meter (AFGANALYTIC GmbH, Model CAS) is ion-exchanged water. The value measured using a 0.0025N polyallyl dimethyl-ammonium chloride solution (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a titrant using a solution diluted 100-fold with -20 μeq / g or less. It is preferable, further, it is preferably −40 μeq / g or less.
樹脂の種類としては、透明の塗膜を形成する樹脂を用いることが好ましい。また、インクの製造に際し、樹脂エマルションとして配合することができる。代表的には、エチレン−塩化ビニル共重合樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル−(メタ)アクリル共重合体樹脂、酢酸ビニル−エチレン共重合体樹脂、及びそれらの樹脂エマルション等が挙げられ、これらを単独で、又は複数種を組み合わせて使用できる。ここで、「(メタ)アクリル樹脂」は、アクリル樹脂とメタクリル樹脂の双方を示す。上記のとおり、これらの樹脂にアニオン性の官能基を導入するか、又は、アニオン性分散剤等で表面処理して、マイナスの表面電荷を与えることができる。 As the type of resin, it is preferable to use a resin that forms a transparent coating film. In addition, it can be blended as a resin emulsion in the production of ink. Typically, ethylene-vinyl chloride copolymer resin, (meth) acrylic resin, styrene-maleic anhydride copolymer resin, urethane resin, vinyl acetate- (meth) acrylic copolymer resin, vinyl acetate-ethylene copolymer weight. Examples thereof include coalesced resins and resin emulsions thereof, which can be used alone or in combination of two or more. Here, "(meth) acrylic resin" refers to both acrylic resin and methacrylic resin. As described above, an anionic functional group can be introduced into these resins, or a surface treatment with an anionic dispersant or the like can be applied to give a negative surface charge.
これらの水分散性樹脂(又はそのエマルション)のうち、インクジェットヘッドからの安定吐出性能の観点、及び基材に対する密着性の観点から、ウレタン樹脂(エマルション)を用いることが好ましい。かかる樹脂エマルションの具体例としては、第一工業製薬株式会社製のスーパーフレックス300、460、420、470、460S、150HS、740、DSM株式会社製のNeoRez R−9660、R−2170、R−966、R−967、R−650、R−986、R−9603、株式会社ADEKA製アデカボンタイターHUX−370、380などが挙げられる。 Of these water-dispersible resins (or emulsions thereof), urethane resins (emulsions) are preferably used from the viewpoint of stable ejection performance from the inkjet head and adhesion to the substrate. Specific examples of such a resin emulsion include Superflex 300, 460, 420, 470, 460S, 150HS, 740 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and NeoRez R-9660, R-2170, R-966 manufactured by DSM Corporation. , R-967, R-650, R-986, R-9603, ADEKA Co., Ltd. ADEKA Bontiter HUX-370, 380 and the like.
また、インク中での安定性の観点から、(メタ)アクリル樹脂又は(メタ)アクリル樹脂共重合体を用いることも好ましい。具体的には、ジャパンコーティングレジン株式会社製のモビニール702、1711、6520、8020、BASFジャパン株式会社のジョンクリル7100、PDX−7370、PDX−7341、DIC株式会社製のボンコートEC−905EF、5400EF、CG−8400、DSM株式会社製Neocryl BT−62などが挙げられる。
水分散性樹脂は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の1種単独の樹脂エマルションから構成されてもよいし、又は、複数種の樹脂エマルションを組み合わせて構成されてもよい。
Further, from the viewpoint of stability in ink, it is also preferable to use a (meth) acrylic resin or a (meth) acrylic resin copolymer. Specifically, Movinyl 702, 1711, 6520, 8020 manufactured by Japan Coating Resin Co., Ltd., John Krill 7100, PDX-7370, PDX-7341, PDX-7341 manufactured by BASF Japan Ltd., Boncoat EC-905EF, 5400EF manufactured by DIC Corporation, Examples thereof include CG-8400 and Neocryl BT-62 manufactured by DSM Corporation.
The water-dispersible resin may be composed of a single resin emulsion such as a urethane resin or an acrylic resin, or may be composed of a combination of a plurality of resin emulsions.
エマルションを形成する水分散性樹脂は、インクジェット印刷に適した粒子径であれば良く、一般的には平均粒径(動的光散乱法により体積基準で測定したメジアン径)で300nm以下であることが好ましい。平均粒径のより好ましい値は250nm以下であり、さらに好ましい値は200nm以下であり、一層好ましい値は150nm以下である。平均粒径の下限値は、特に限定はされないが、インクの保存安定性の観点からは、5nm以上程度であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。 The water-dispersible resin forming the emulsion may have a particle size suitable for inkjet printing, and generally has an average particle size (medium diameter measured by a volume standard by a dynamic light scattering method) of 300 nm or less. Is preferable. A more preferable value of the average particle size is 250 nm or less, a further preferable value is 200 nm or less, and a further preferable value is 150 nm or less. The lower limit of the average particle size is not particularly limited, but from the viewpoint of storage stability of the ink, it is preferably about 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more.
インク中における水分散性樹脂の量(固形分量)は、色材と樹脂の比率(色材:樹脂)で1:0.5〜1:7(質量比)が好ましい。樹脂の含有量をこの
範囲にすることで、基材の表面に印刷された画像の耐水擦過性と高画質性を十分に確保することができる。色材1に対する樹脂の比率が0.5より小さいと、顔料の定着性が悪くなる可能性があり、7より大きいと、粘度が高くなり、インクを吐出するヘッドからインクを吐出できなくなる可能性がある。
The amount of the water-dispersible resin (solid content) in the ink is preferably 1: 0.5 to 1: 7 (mass ratio) in terms of the ratio of the coloring material to the resin (coloring material: resin). By setting the resin content in this range, it is possible to sufficiently ensure the water scratch resistance and high image quality of the image printed on the surface of the base material. If the ratio of the resin to the color material 1 is less than 0.5, the fixability of the pigment may be deteriorated, and if it is larger than 7, the viscosity may be high and the ink may not be ejected from the head for ejecting the ink. There is.
また、インク中にはインクの表面張力を低下させ、インクジェットヘッドに導入した際の吐出安定性を確保し、また印刷対象基材にインクを速やかに浸透させるために、表面張力低下剤を添加することができる。表面張力低下剤としては、さらに水分散性樹脂の凝集を抑制する効果も有している界面活性剤、例えば、前処理液に配合されると同様のノニオン性界面活性剤またはアニオン性の界面活性剤を用いることもできる。顔料分散機能と表面張力低下機能の双方を備える界面活性剤を使用してもよい。 In addition, a surface tension lowering agent is added to the ink in order to reduce the surface tension of the ink, ensure ejection stability when introduced into the inkjet head, and quickly allow the ink to penetrate into the substrate to be printed. be able to. As the surface tension lowering agent, a surfactant having an effect of further suppressing the aggregation of the water-dispersible resin, for example, a nonionic surfactant or an anionic surfactant similar to that blended in the pretreatment liquid. Agents can also be used. A surfactant having both a pigment dispersion function and a surface tension lowering function may be used.
アニオン性界面活性剤としては、花王株式会社製エマールシリーズ(エマール0、エマール10、エマール2F、エマール40、エマール20C)、ネオペレックスシリーズ(ネオペレックスGS、ネオペレックスG−15、ネオペレックスG−25、ネオペレックスG−65)、ペレックスシリーズ(ペレックスOT−P、ペレックスTR、ペレックスCS、ペレックスTA、ペレックスSS−L、ペレックスSS−H)、デモールシリーズ(デモールN、デモールNL、デモールRN、デモールMS)が挙げられる。 As anionic surfactants, Kao Corporation's Emar series (Emar 0, Emar 10, Emar 2F, Emar 40, Emar 20C), Neoperex series (Neoperex GS, Neoperex G-15, Neoperex G-25) , Neo Perex G-65), Perex Series (Perex OT-P, Perex TR, Perex CS, Perex TA, Perex SS-L, Perex SS-H), Demor Series (Demor N, Demor NL, Demor RN, Demor) MS).
インク中の表面張力低下剤の量は、0.1質量%以上程度であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが一層好ましい。一方、表面張力低下剤量は、5質量%以下程度であることが好ましく、4質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であってもよい。 The amount of the surface tension lowering agent in the ink is preferably about 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5% by mass or more. On the other hand, the amount of the surface tension lowering agent is preferably about 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and may be 3% by mass or less.
インクには、インクの機能を阻害しない限り、上記の成分以外に、例えば、消泡剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、分散助剤等の他の成分を添加できる。ここでいう分散助剤とは、すでに分散されている顔料分散体に追加で添加する分散剤のことで、分散助剤としては、一般的な分散剤を使用することができる。 In addition to the above components, other components such as antifoaming agents, pH adjusters, antioxidants, preservatives, and dispersion aids can be added to the ink as long as the functions of the ink are not impaired. The dispersion aid referred to here is a dispersant additionally added to the pigment dispersion that has already been dispersed, and a general dispersant can be used as the dispersion aid.
インクの製造方法は、特に限定されず、公知の方法により適宜製造することができる。例えば、ビーズミル等の公知の分散機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等の公知のろ過機を通すことにより調製できる。例えば、予め水と色材の全量を均一に混合させた混合液を調製して分散機にて分散させた後、この分散液に残りの成分を添加してろ過機を通すことにより調製することができる。 The method for producing the ink is not particularly limited, and the ink can be appropriately produced by a known method. For example, all the components can be collectively or divided and dispersed in a known disperser such as a bead mill, and if desired, can be prepared by passing through a known filter such as a membrane filter. For example, a mixed solution in which the entire amount of water and the coloring material is uniformly mixed is prepared in advance, dispersed by a disperser, and then the remaining components are added to the dispersant and passed through a filter. Can be done.
インクセットは、必要に応じて、上述の前処理液及び/又は水性インクジェットインクを複数含んでもよい。インクセットは、例えば、必要に応じて、その他のインク及び/又は処理液等を含んでもよい。 The ink set may contain a plurality of the above-mentioned pretreatment liquids and / or water-based inkjet inks, if necessary. The ink set may contain, for example, other inks and / or treatment liquids, if necessary.
<加飾物の製造方法>
本発明の一実施形態の加飾物の製造方法は、上述の前処理液を基材の表面に付着させる前処理工程、及び、前処理工程の後に、上述の水性インクジェットインクを用いて基材の表面にインクジェット印刷する工程を含む。
本実施形態の加飾物の製造方法では、上述の前処理液で予め表面処理することで、基材に付着した扁平状粒子が、インクの基材内部への浸透を抑制または低減することができるので、基材表面に高発色の画像を形成することができる。
前処理液及びインクについては、前述のとおりである。上述の通り、「加飾」は装飾と同義であって、印刷画像を形成することを意味しており、「加飾された」とは印刷画像を有することを意味する。この加飾された部分は、対象物、すなわち基材の全面であっても一部であってもよい。
<Manufacturing method of decorations>
In the method for producing a decorative object according to an embodiment of the present invention, the above-mentioned pretreatment liquid is attached to the surface of the base material, and after the pretreatment step, the above-mentioned water-based inkjet ink is used to prepare the base material. Includes a step of inkjet printing on the surface.
In the method for producing a decorative object of the present embodiment, the flat particles adhering to the base material can suppress or reduce the permeation of the ink into the base material by pre-treating the surface with the above-mentioned pretreatment liquid. Therefore, a highly colored image can be formed on the surface of the base material.
The pretreatment liquid and ink are as described above. As described above, "decorated" is synonymous with decoration and means forming a printed image, and "decorated" means having a printed image. This decorated portion may be an object, that is, the entire surface or a part of the base material.
本発明が使用できる基材としては特に制限はなく、紙、布、機能性多孔質材(調湿、吸音、断熱等)、木材、コンクリートなどの浸透基材や、樹脂シート、金属板、ニス塗工された木材、セラミックなどの低浸透または非浸透基材が好適に使用できる。本発明は、特に浸透基材で効果を大きく発揮できる。 The base material that can be used by the present invention is not particularly limited, and is a permeation base material such as paper, cloth, functional porous material (humidity control, sound absorption, heat insulation, etc.), wood, concrete, resin sheet, metal plate, varnish, etc. A low-penetration or non-penetrating substrate such as coated wood or ceramic can be preferably used. The present invention can exert a great effect particularly on a penetrating base material.
前処理液の基材表面への付着は、刷毛、ローラー、バーコーター、エアナイフコーター、スプレーを使用して基材表面に一様に塗布することによって行ってもよいし、又は、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの印刷手段によって画像を印刷することで行ってもよい。すなわち、前処理液は、基材表面の全面に塗布されてもよいし、必要な箇所にのみ、例えば上記インクを用いたインクジェット印刷が行われる箇所にのみ塗布されてもよい。また、前処理液の付着箇所は、基材の表面のみではなく、孔の内部(内面)を含んでいてもよい。 Adhesion of the pretreatment liquid to the substrate surface may be performed by uniformly applying the pretreatment liquid to the substrate surface using a brush, a roller, a bar coater, an air knife coater, or a spray, or inkjet printing or gravure. This may be done by printing the image by a printing means such as printing or flexographic printing. That is, the pretreatment liquid may be applied to the entire surface of the base material surface, or may be applied only to necessary places, for example, only to places where inkjet printing using the above ink is performed. Further, the attachment location of the pretreatment liquid may include not only the surface of the base material but also the inside (inner surface) of the pores.
前処理液の塗工量(付着量)は、基材の種類・材質等によっても異なるため一律に規定することはできないが、加飾画像の一定の発色及び光沢を達するためには、塗布面積あたりの不揮発分量として、例えば1g/m2 〜50g/m2 程度であることが好ましく、5g/m2 〜30g/m2 程度であることがより好ましい。 The coating amount (adhesion amount) of the pretreatment liquid cannot be specified uniformly because it differs depending on the type and material of the base material, but the coating area is required to achieve a certain color development and gloss of the decorative image. as non-content per, for example, it is preferably 1g / m 2 ~50g / m 2 approximately, and more preferably 5g / m 2 ~30g / m 2 approximately.
前処理液の塗工量(付着量)は、扁平状粒子の塗工量として、0.1g/m2 以上が好ましく、0.2g/m2 以上がより好ましい。前処理液の塗工量(付着量)が、扁平状粒子の塗工量として0.1g/m2 以上の場合、発色性を向上させやすい。また、前処理液の塗工量(付着量)は、扁平状粒子の塗工量として5.0g/m2 以下が好ましく、3.0g/m2 以下がより好ましく、1.0g/m2 以下がさらに好ましい。前処理液の塗工量(付着量)は、扁平状粒子の塗工量として、例えば、0.1g/m2 〜1.0g/m2 であってよい。 The coating amount (adhesion amount) of the pretreatment liquid is preferably 0.1 g / m 2 or more, more preferably 0.2 g / m 2 or more, as the coating amount of the flat particles. When the coating amount (adhesion amount) of the pretreatment liquid is 0.1 g / m 2 or more as the coating amount of the flat particles, it is easy to improve the color development property. Further, the coating amount of the pretreatment liquid (adhesion amount) is preferably 5.0 g / m 2 or less as a coating amount of the flat particles, more preferably not more than 3.0g / m 2, 1.0g / m 2 The following is more preferable. The coating amount of the pretreatment liquid (adhesion amount) is, as a coating amount of the flat particles, for example, be 0.1g / m 2 ~1.0g / m 2 .
前処理液塗布後に基材を加熱してもよく、前処理液中の水やその他の揮発性成分を完全に揮発させ、前処理液中の扁平状粒子を水分散性樹脂によって基材に定着させることができる。基材を温める方法は任意であり、加熱温度は、特に限定されず、例えば50〜200℃の範囲で加熱できる。 The base material may be heated after the pretreatment liquid is applied, the water and other volatile components in the pretreatment liquid are completely volatilized, and the flat particles in the pretreatment liquid are fixed to the base material by the water-dispersible resin. Can be made to. The method for heating the base material is arbitrary, and the heating temperature is not particularly limited, and can be heated in the range of, for example, 50 to 200 ° C.
インクジェット印刷工程では、上述の水性インクジェットインクを用い、基材の表面にインクジェット印刷する。 In the inkjet printing step, the above-mentioned water-based inkjet ink is used for inkjet printing on the surface of the base material.
基材への水性インクを用いたインクジェット印刷は、一般的な記録ヘッドを用いて行うことができ、印刷方式や使用する装置等に特に制限はない。印刷(加飾)後は、乾燥させることにより、基材の表面に、インクジェット印刷されたインクから水及びその他の揮発性成分が揮発して、色材等を含む画像を備えてなる、加飾物が得られる。
画像の記録面積は、特に限定されず、任意の絵柄又は文字、あるいは絵柄と文字との組合せ等を、自由に選択することができる。
Inkjet printing using a water-based ink on a base material can be performed using a general recording head, and there are no particular restrictions on the printing method, the apparatus used, and the like. After printing (decoration), by drying, water and other volatile components are volatilized from the inkjet-printed ink on the surface of the base material, and an image containing a coloring material or the like is provided. Is obtained.
The recording area of the image is not particularly limited, and any pattern or character, or a combination of the pattern and the character can be freely selected.
なお、高品位の加飾画像を得るために、(i)インク滴を小さくする、(ii)印刷速度を遅くする、(iii)片方向印刷をする、(iv)基材を温めながら印刷する、(v)これらの方法を組み合わせて印刷するなどの印刷条件を用いることが有効である。 In order to obtain a high-quality decorative image, (i) reduce the ink droplets, (ii) slow down the printing speed, (iii) perform one-way printing, and (iv) print while warming the substrate. , (V) It is effective to use printing conditions such as printing by combining these methods.
印刷終了後に基材を加熱してもよく、インク中の水やその他の揮発性成分を完全に揮発させ、インク中の色材を水分散性樹脂によって基材に定着させることができる。基材を温める方法は任意であり、例えば50〜200℃の範囲で加熱できる。 The base material may be heated after the printing is completed, the water in the ink and other volatile components may be completely volatilized, and the coloring material in the ink may be fixed to the base material by the water-dispersible resin. The method of heating the substrate is arbitrary, and can be heated in the range of, for example, 50 to 200 ° C.
加飾物の製造方法は、必要に応じて、その他の工程を含んでよい。
例えば、上記前処理液による前処理の前に、別の任意の処理が行われてよい。また、印刷前の基材は、上記前処理液による前処理工程後に、任意の別の処理が行われてもよい。
The method for producing the decoration may include other steps, if necessary.
For example, another arbitrary treatment may be performed before the pretreatment with the pretreatment liquid. In addition, the substrate before printing may be subjected to any other treatment after the pretreatment step with the pretreatment liquid.
加飾を行うための装置は、特に限定されないが、例えば、基材を載置するための載置部と、基材の表面に前処理液を塗布するための前処理液塗布部と、続いてインクを吐出してインクジェット印刷するように配置されたインクジェット記録ヘッドとを少なくとも備え、さらに好ましくは、基材を加熱するための加熱部を任意に備えた加飾装置を用いることができる。 The device for decorating is not particularly limited, but for example, a mounting portion for mounting the base material, a pretreatment liquid coating portion for applying the pretreatment liquid to the surface of the base material, and the like. A decorating device can be used that includes at least an inkjet recording head arranged for ejecting ink and performing inkjet printing, and more preferably an optional heating unit for heating the substrate.
以下、本発明を実施例に基づきより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。特に断らない限り、「%」は「質量%」である。表中の各成分の配合量も「質量%」で示す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, "%" is "mass%". The blending amount of each component in the table is also indicated by "mass%".
<前処理液の製造>
表1、2に記載の各材料を表1、2に示す割合でプレミックスし、その後、10cmの回転羽で400rpmで10分撹拌し、実施例1〜10及び比較例1〜4の前処理液を得た。
<Manufacturing of pretreatment liquid>
Each material shown in Tables 1 and 2 is premixed at the ratios shown in Tables 1 and 2, and then stirred with a rotating blade of 10 cm at 400 rpm for 10 minutes to pretreat Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4. I got the liquid.
表1、2記載の各材料の詳細は下記の通りである。
「メタシャイン1030RY:日本板硝子株式会社製、酸化チタン被覆ガラスフレーク、平均長径 30μm
「MagnaPearl 3000」:BASFジャパン株式会社製、酸化チタン被覆マイカ、平均長径 4μm
「アルペーストEMR−D5660」:東洋アルミニウム株式会社製、酸化チタン被覆アルミフレーク水系分散物、平均長径 10μm
「PP−17」:明成化学工業株式会社製、カチオン性水分散性複合樹脂水系分散物、平均粒径2.5μm
「アクアテックスAC−3100」:ジャパンコーティングレジン株式会社製、カチオン性水系エチレン/メタクリル酸水系分散物、平均粒径0.7μm
「ハイマックスSC−700L」:株式会社ハイマックス製、ポリビニルアミジン系水溶性カチオン樹脂
「塩化マグネシウム六水和物」:富士フイルム和光純薬株式会社製、純度97%(実施例では無水塩化マグネシウム量に換算)
「シルフェイスSAG002」:日信化学工業株式会社製、シリコーン系界面活性剤
「サーフィノール485」: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
「シーホスターKE−P250」:株式会社日本触媒製、水分散用シリカ粒子、粒径2.5μm
「ジエチレングリコール」:富士フイルム和光純薬株式会社製
Details of each material shown in Tables 1 and 2 are as follows.
"Metashine 1030RY: Nippon Sheet Glass Co., Ltd., titanium oxide coated glass flakes, average major axis 30 μm
"MagnaPearl 3000": Titanium oxide coated mica manufactured by BASF Japan Ltd., average major axis 4 μm
"Alpaste EMR-D5660": Titanium oxide-coated aluminum flake aqueous dispersion manufactured by Toyo Aluminum K.K., average major axis 10 μm
"PP-17": Made by Meisei Chemical Works, Ltd., Cationic water-dispersible composite resin aqueous dispersion, average particle size 2.5 μm
"Aquatex AC-3100": Made by Japan Coating Resin Co., Ltd., Cationic aqueous ethylene / methacrylic acid aqueous dispersion, average particle size 0.7 μm
"Himax SC-700L": manufactured by Himax Co., Ltd., polyvinyl amidine-based water-soluble cationic resin "magnesium chloride hexahydrate": manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., purity 97% (in the example, anhydrous magnesium chloride amount) Converted to)
"Silface SAG002": Nisshin Kagaku Kogyo Co., Ltd., Silicone surfactant "Surfinol 485": Nissin Kagaku Kogyo Co., Ltd., acetylene glycol-based surfactant "Seahoster KE-P250": Nippon Catalyst Co., Ltd. Manufactured by, silica particles for water dispersion, particle size 2.5 μm
"Diethylene glycol": manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
上記の材料において、樹脂の「平均粒径」は、動的光散乱式粒子径分布測定装置「ナノ粒子解析装置nano Prtica SZ−100」(株式会社堀場製作所製)を用いて、各樹脂分散液を粒子濃度0.5質量%となるように精製水で希釈して、温度25℃で測定した体積基準のメジアン径である。 In the above materials, the "average particle size" of the resin is determined by using a dynamic light scattering type particle size distribution measuring device "nanoparticle analyzer nanoPrtica SZ-100" (manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd.). Is diluted with purified water so that the particle concentration is 0.5% by mass, and is a volume-based median diameter measured at a temperature of 25 ° C.
上記の材料において、扁平状粒子の平均長径は、SEM写真で任意に選択した20個の粒子のそれぞれについて長径を求め、これの中央値である。 In the above material, the average major axis of the flat particles is the median value of the major axis obtained for each of the 20 particles arbitrarily selected in the SEM photograph.
<インクの製造>
以下の各材料を以下に示す割合でプレミックスし、その後、10cmの回転羽で400rpmで10分撹拌し、マゼンタ(M)インクを得た。
「CAB−O−JET 465M」:キャボットジャパン株式会社製、水系自己分散マゼンタ顔料分散体、有効成分15.2%、30.0質量%
「アデカボンタイターHUX−370」:株式会社ADEKA製、アニオン性水系ウレタン樹脂エマルション、有効成分33.0%、8.0質量%
「ジエチレングリコール」:富士フイルム和光純薬株式会社製、20.0質量%
「シルフェイスSAG002」:日信化学工業株式会社製、シリコーン系界面活性剤、有効成分100%、1.0質量%
「イオン交換水」41.0質量%
<Ink manufacturing>
The following materials were premixed at the ratios shown below, and then stirred with a 10 cm rotating blade at 400 rpm for 10 minutes to obtain magenta (M) ink.
"CAB-O-JET 465M": Made by Cabot Japan Co., Ltd., water-based self-dispersed magenta pigment dispersion, active ingredient 15.2%, 30.0% by mass
"ADEKA BONTITER HUX-370": ADEKA CORPORATION, anionic water-based urethane resin emulsion, active ingredient 33.0%, 8.0% by mass
"Diethylene glycol": manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 20.0% by mass
"Silface SAG002": manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., silicone-based surfactant, 100% active ingredient, 1.0% by mass
"Ion-exchanged water" 41.0% by mass
<加飾物の製造>
表1、2に示す各実施例及び比較例の前処理液を、理想用紙薄口(理想科学工業株式会社製)に対して、10g/m2の量でそれぞれ塗布した。前処理液塗布は、スプレーで行い、処理後120℃のオーブンで30分間乾燥させて前処理物品を得た。その後、前述のインクを市販の水性顔料インクジェットプリンタのインクヘッドに導入し、フォント6のKの細字、5cm×5cmのベタ画像を印刷した。印刷終了後、120℃のオーブンで30分間加熱燥したものを、加飾物とした。
<Manufacturing of decorations>
The pretreatment liquids of Examples and Comparative Examples shown in Tables 1 and 2 were applied to a thin mouth of ideal paper (manufactured by Riso Kagaku Corporation) at an amount of 10 g / m 2 . The pretreatment liquid was applied by spraying, and after the treatment, it was dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a pretreatment article. Then, the above-mentioned ink was introduced into the ink head of a commercially available water-based pigment inkjet printer, and a fine K character of font 6 and a solid image of 5 cm × 5 cm were printed. After the printing was completed, the product was heated and dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes and used as a decoration.
上記のようにして得られた各実施例及び比較例の加飾された基材について、下記の評価を行った。 The decorated base materials of each of the Examples and Comparative Examples obtained as described above were evaluated as follows.
<にじみ>
にじみは、印刷物のKの細字のエッジのにじみを顕微鏡で観察し、下記の評価基準により判定した。結果は、表1、2の「にじみ」に示す。
AA:にじみが全くない
A:にじみがほぼない
B:にじみがあるが実用上問題ない
C:にじみがひどく実用上問題がある
<Blur>
The bleeding was determined by observing the bleeding on the fine edge of K in the printed matter with a microscope and using the following evaluation criteria. The results are shown in "Blur" in Tables 1 and 2.
AA: No bleeding A: Almost no bleeding B: Bleeding but no problem in practical use C: Severe bleeding is problematic in practical use
<メタリック感>
メタリック感は、印刷物を目視で観察し、下記の評価基準により判定した。結果は、表1、2の「メタリック感」に示す。
AA:メタリック感が非常に強い
A:メタリック感が強い
B:メタリック感が弱い
C:メタリック感がない
<Metallic feeling>
The metallic feeling was judged by visually observing the printed matter and using the following evaluation criteria. The results are shown in "Metallic feeling" in Tables 1 and 2.
AA: Very strong metallic feeling A: Strong metallic feeling B: Weak metallic feeling C: No metallic feeling
<印刷物の耐水性>
印刷物の耐水性は、水を付けた綿棒に100gの荷重をかけ、印刷物のベタ部上で2cmの長さの往復をくり返し、ベタ部が剥離し始めた回数を測定し、以下の基準で評価した。結果は、表1、2の「耐水性」に示す。
A:50回以上
B:20〜49回
C:20回未満
<Water resistance of printed matter>
The water resistance of the printed matter is evaluated by applying a load of 100 g to a cotton swab soaked in water, repeating a reciprocation of 2 cm in length on the solid part of the printed matter, measuring the number of times the solid part begins to peel off, and evaluating it according to the following criteria. did. The results are shown in "Water resistance" in Tables 1 and 2.
A: 50 times or more B: 20 to 49 times C: Less than 20 times
水、扁平状粒子、およびカチオン性水分散性樹脂を含み、電荷密度が50μeq/g以上である前処理液による前処理が行われた実施例1〜10では、にじみ、メタリック感、及び、耐水性のいずれの項目においても優れた結果を示した。
これに対し、電荷密度が50μeq/g未満である比較例1、カチオン性水分散性樹脂を含まない比較例2〜4では、いずれも画像にじみが発生し、比較例2〜4に関しては印刷物の耐水性においても低い評価結果であった。
In Examples 1 to 10 which were pretreated with a pretreatment liquid containing water, flat particles, and a cationic water-dispersible resin and having a charge density of 50 μeq / g or more, bleeding, metallic feeling, and water resistance were observed. Excellent results were shown in all items of sex.
On the other hand, in Comparative Example 1 having a charge density of less than 50 μeq / g and Comparative Examples 2 to 4 not containing the cationic water-dispersible resin, image bleeding occurred, and Comparative Examples 2 to 4 were printed matter. The evaluation result was also low in terms of water resistance.
Claims (3)
After the pretreatment step of adhering a pretreatment liquid containing water, flat particles, and a cationic water-dispersible resin and having a charge density of 50 μeq / g or more to the surface of the substrate, and the pretreatment step, A method for producing a decorative object, which comprises a step of inkjet printing on the surface of a base material using a water-based inkjet ink containing water and anionic particles.
The method for producing a decorative object according to claim 1, wherein the charge density of the pretreatment liquid is 100 μeq / g or more.
An ink set containing a pretreatment liquid containing water, flat particles, and a cationic water-dispersible resin and having a charge density of 50 μeq / g or more, and an aqueous inkjet ink containing water and anionic particles.
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