JP2022136071A - インクセット - Google Patents
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Abstract
Description
前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC
オーバーコートインクの静的表面張力SO≦前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC
前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC
オーバーコートインクの静的表面張力SO≦前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC
オーバーコートインクの静的表面張力SO<水性インクの静的表面張力SC
オーバーコートインクの静的表面張力SO<水性インクの静的表面張力SC
本発明の第一実施形態のインクセットは、前処理インクと、水性インクと、を含み、それぞれのインクを基材上にインクジェット吐出する記録方式に用いられるインクセットであって、インクセットに含まれるそれぞれのインクの静的表面張力は以下の関係を満たす、インクセットである。
以下では、第一実施形態のインクセットの具体的な実施形態として、前処理インクと、水性インクと、オーバーコートインクと、を含み、それぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出する記録方式に用いられるインクセットを例に挙げて説明する。第一実施形態のインクセットは、オーバーコートインクを含むことは必須の構成ではないが、基材上の水性インクに所望の機能を有するオーバーコートインクを吐出することで、得られる印刷物に耐擦性、光沢性、耐候性等を付与し、又は印刷物の表面をマット調(艶消し)やメタリック調にする等の所望の機能を有するオーバーコート層を形成することができる。
前処理インクは、基材に水性インクを吐出するのに先立ち水を主成分として含み、カチオン性の化合物を含む水性のインクである。前処理インクは、カチオン性の化合物を含み、それぞれのインクの静的表面張力が所定の範囲であれば特に限定されない。
カチオン性の化合物は、後述する水性インクに含まれる色材を凝集させ、着弾位置の周囲に広がることにより発生するにじみを抑制する。カチオン性の化合物としては、カチオン基を有するカチオン性の樹脂や金属イオン(カチオン性の化合物)とアニオンからなる金属塩を挙げることができる。この中でも、カチオン基を有するカチオン性の樹脂を使用することが好ましい。これにより、水性インクのにじみをより効果的に抑制することができる。その理由は必ずしも明らかではないが、カチオン性の樹脂は、分子鎖中の反応点が多く、また樹脂を構成する分子鎖の絡み合いも加わり、水性インクに含まれる色材との凝集性が向上する。また、前処理液の浸透性を向上させることができる。これらのことから、水性インクのにじみをより効果的に抑制することができるものと推定される。
前処理インクに含まれる樹脂の少なくとも一部は、樹脂エマルジョンとして含有してもよい。樹脂エマルジョンとは、続相が水溶性溶媒であり、分散粒子が樹脂微粒子である水性分散液を意味する。樹脂エマルジョンを形成することによって、樹脂が立体反発力や静電反発力によって樹脂微粒子として受理溶液中に分散することができる。
前処理インクは、水を主成分として含有する。水としては、種々のイオンを含有するものではなく、脱イオン水を使用することが好ましい。水の含有量としては、各成分を分散又は溶解可能なものであれば特に限定されるものではないが、水の含有量の下限は、前処理インク全量中30質量%以上の範囲内であることが好ましく、前処理インク全量中50質量%以上の範囲内であることがより好ましく、55質量%以上の範囲内であることがさらに好ましく、60質量%以上の範囲内であることがさらになお好ましい。水の含有量の上限は、前処理インク全量中85質量%以下の範囲内であることが好ましく、82質量%以下の範囲内であることがより好ましく、80質量%以下の範囲内であることがさらに好ましい。
前処理インクには、水溶性溶媒を含有してもよい。水溶性溶媒は、樹脂等を分散又は溶解することができるものである。
前処理インクには、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含有することで、前処理インクの表面張力を適切な範囲に制御することができる。界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、非イオン性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン(シリコン)系界面活性剤等が好ましく用いられる。
前処理インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤等が挙げられる。
水性インクとは、水を主成分として含み、色材を含んでもよく、基材上に着弾された前処理インクの上に吐出されるインクである。水を主成分とする水性インクは、環境に対する影響が少なく、引火することがないため作業者に対して安全性が高い。
本実施の形態に係る水性インクには顔料分散剤が含有されていてもよい。ここで顔料分散剤とは、顔料表面の一部に付着することでインク内での顔料の分散性を向上させる機能を有する樹脂又は界面活性剤のことを意味する。
水性インクは、水を主成分として含有する。水としては、種々のイオンを含有するものではなく、脱イオン水を使用することが好ましい。水の含有量としては、各成分を分散又は溶解可能なものであれば特に限定されるものではないが、水の含有量の下限は、水性インク全量中30質量%以上の範囲内であることが好ましく、45質量%以上の範囲内であることがより好ましく、50質量%以上の範囲内であることがさらに好ましい。水の含有量の上限は、水性インク全量中85質量%以下の範囲内であることが好ましく、80質量%以下の範囲内であることがより好ましく、75質量%以下の範囲内であることがさらに好ましい。
本実施の形態に係る水性インクは、水溶性溶媒を含有してもよい。溶媒は、色材等を分散又は溶解することができるものである。
本実施の形態に係る水性インクは、樹脂を含有してもよい。樹脂を含有することで顔料の基材(記録媒体)への浸透を抑制して、色材の定着を促進することができる。樹脂としては、定着性に優れ、印刷物の耐水性に優れる点から樹脂エマルションが好ましい。また、樹脂エマルジョンを形成することによって、樹脂が静電反発力や立体反発力によって樹脂微粒子として水性インク中に分散することができる。
本実施の形態に係る水性インクは、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含有することで、水性インクの表面張力を適切な範囲に制御することができる。界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、表面張力の調整性が優れる点から、アニオン系界面活性剤、非イオン性界面活性剤、シリコーン(シリコン)系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤等が好ましく用いられる。
水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、ワックス
、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤等が挙げられる。
オーバーコートインクとは、水を主成分として含み、基材上に着弾された水性インクの上に吐出されるインクである。オーバーコートインクは、特定の成分を含むことで所望の機能を有するオーバーコート層を形成するための水性のインクである。
オーバーコートインクは、樹脂を含有してもよい。樹脂を含有することで、印刷物の耐擦性を向上させることができる。樹脂としては、定着性に優れ、印刷物の耐水性に優れる点から樹脂エマルションが好ましい。また、樹脂エマルジョンを形成することによって、樹脂が静電反発力や立体反発力によって樹脂微粒子として水性インク中に分散することができる。
オーバーコートインクは、ワックスを含有してもよい。ワックスを含有することで、印刷物の耐擦性を向上させることができる。ワックスとは、常温またはそれ以下の温度で固体であって加熱すると液化する有機物やシリコーン化合物である。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリエチレン混合ワックス、ポリプロピレンワックス、ポリプロピレン混合ワックス等の低分子量ポリオレフィンワックス類、軟化点を有するシリコーン(シリコン)類、シリコーン(シリコン)-アクリルワックス類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類、エステルワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス類、ミツロウ、ラノリン、鯨ロウ等の動物系ワックス類、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物系ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、パラフィン混合ワックス等の石油系ワックス類、及びそれらの変性物が挙げられる。これらのワックスは、市販品として容易に入手することができる。これらの中でもポリエチレン、シリコーン系界面活性剤をワックスとして使用することが好ましい。このようなポリエチレン、シリコーン系界面活性剤としては、AQUACER515、531(ビックケミー製ポリエチレンワックスエマルジョン)、ノプコートPEM-17(サンノプコ(株)製ポリエチレンワックスエマルジョン)、TEGO Glide410、440、450、482、485、496(エボニック社製シリコーン界面活性剤)、シルフェイスSAG005、シルフェイスSAG008(日信化学工業(株)製シリコーン界面活性剤)等が挙げられる。本実施の形態に係るオーバーコートインクにおいて、ワックスは1種単独でも、2種以上を組み合せて用いてもよい。
オーバーコートインクは、水を主成分として含有する。水としては、種々のイオンを含有するものではなく、脱イオン水を使用することが好ましい。水の含有量としては、各成分を分散又は溶解可能なものであれば特に限定されるものではないが、水の含有量の下限は、オーバーコートインク全量中30質量%以上の範囲内であることが好ましく、50質量%以上の範囲内であることがより好ましく、55質量%以上の範囲内であることがさらに好ましく、60質量%以上の範囲内であることがさらなお好ましい。水の含有量の上限は、オーバーコートインク全量中85質量%以下の範囲内であることが好ましく、82質量%以下の範囲内であることがより好ましく、80質量%以下の範囲内であることがさらに好ましい。
本実施の形態に係るオーバーコートインクは、水溶性溶媒を含有してもよい。水溶性溶媒は、色材等を分散又は溶解することができるものである。
本実施の形態に係るオーバーコートインクは、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含有することで、水性インクの表面張力を適切な範囲に制御することができる。界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、表面張力の調整性が優れる点から、アニオン系界面活性剤、非イオン性界面活性剤、シリコーン(シリコン)系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤等が好ましく用いられる。これらの中でもシリコーン(シリコン)系界面活性剤が特に好ましい。
オーバーコートインクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤等が挙げられる。
本実施の形態に係る記録方法は、上述した前処理インクと、水性インクと、オーバーコートインクと、を含むインクセットを使用したインクジェット記録方法であって、インクセットに含まれるそれぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出する記録方法である。
本実施の形態に係る印刷物の製造方法は、上述した前処理インクと、水性インクと、オーバーコートインクと、を含むインクセットを使用した印刷物の製造方法であって、インクセットに含まれるそれぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出する印刷物の製造方法である。
上述した実施形態の印刷物の製造方法により製造された印刷物を構成する各層について説明する。
本実施の形態に係る記録方法に使用することのできる基材(記録媒体)としては、特に限定はされず、樹脂基材、金属板、ガラスなどの非吸収性基材であっても、紙や布帛などの吸収性基材であっても、受容層を備える基材のような表面塗工が施された基材であってもよく、種々の基材を使用することができる。後述する実施の形態に係る印刷物の製造方法に使用することのできる基材についても同様である。
水性インクの層とは、上述した水性インクに含まれる溶媒が揮発することにより形成される層である。例えば、水性インクに色材を含有した場合には、所望の画像を形成する加飾層となる。上述した実施形態のインクセットに含まれるそれぞれのインクを吐出することで水性インクのにじみを効果的に抑制することができる。
オーバーコート層とは、上述したオーバーコートインクに含まれる溶媒が揮発することにより形成される層であり、特定の成分を含むことで所望の機能を付与することのできる層である。また、このオーバーコート層は、水性インクの層の上層に配置される。
本発明に係る装置は、前処理インクと、水性インクと、を含み、静的表面張力が所定の範囲(SP<SC)であるインクセットに使用することができるインクセットを吐出する装置である。具体的には、少なくとも、前処理インクを吐出する前処理インク吐出部と、水性インクを吐出する水性インク吐出部とがこの順に前記基材の搬送方向に沿うように備えている。
本発明の第二実施形態のインクセットは、水性インクと、オーバーコートインクを含み、それぞれのインクを基材上にインクジェット吐出する記録方式に用いられるインクセットであって、インクセットに含まれるそれぞれのインクの静的表面張力は以下の関係を満たす、インクセットである。
第二実施形態のインクセットに含まれるそれぞれのインクは、上述した第一実施形態のインクセットに含まれるそれぞれのインクと同様である。
上述したインクセットは、「SO<SC」の関係のようにそれぞれのインクの静的表面張力が所定の範囲に制御されている。例えば、インクセットに含まれるそれぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出したとしても、水性インクのにじみを効果的に抑制することができる。このとき、インクセットに含まれるそれぞれのインクを吐出する吐出部の間に乾燥機構を備えないようにして、それぞれのインクを基材上にインクジェット吐出してもよい。なお、この記録方法は、第二実施形態のインクセットを使用した印刷物の製造方法と定義することもできる。
上述した実施形態の印刷物の製造方法により製造された印刷物は、第一実施形態のインクセットを使用して得られた印刷物と同様である。
この装置は、水性インクと、オーバーコートインクと、を含み、静的表面張力が所定の範囲(SO<SC)であるインクセットに使用することができるインクセットを吐出する装置である。具体的には、少なくとも、水性インクを吐出する水性インク吐出部と、オーバーコートインクを吐出するオーバーコートインク吐出部と、がこの順に基材の搬送方向に沿うように備えている。
各材料を表1に示す割合(単位は質量%)になるように混合し、室温(20~25℃)にて1時間撹拌した。その後、溶け残りがないことを確認した。その後、メンブレンフィルターを用いて濾過を行い、それぞれの前処理インク、水性インク、及びオーバーコートインクを調製し、静的表面張力を測定した。
前処理インクと、水性インクと、オーバーコートインクと、を含むインクセットを使用して、にじみを評価した。具体的には、ラインヘッド方式(1パス方式)の図1に記載の構成のインクジェット印刷装置を使用して、基材(記録媒体)の搬送速度を50m/minにして、基材としてOKボール(王子マテリア製コートボール紙)の表面に前処理インクと、水性インクと、オーバーコートインクと、をこの順に吐出して、所定の印刷パターンになるように印刷物を製造した。
印刷物のにじみを以下の評価基準に基づき、目視で確認した。
評価基準
A:にじみが全く認められず、鮮明な画像であった。
B:極わずかににじみが認められるが、鮮明な画像であった。
C:多少にじみが認められるが、実用範囲内の画像であった。
D:にじみが認められ、鮮明な画像が得られなかった。
E:著しいにじみが認められた。
滲み評価がA~C評価であれば、実用範囲内である。
印刷物のはじきを以下の評価基準に基づき、目視で確認した。
評価基準
A:はじきが観察されず、印刷面が十分にインクで埋まっていると判断された。
B:わずかにはじきが観察されるが、印刷面は埋まっていた。
C:はじきが観察され、印刷面の埋まりが不十分であった。
はじき評価がA又はB評価であれば、実用範囲内である。
前処理液を基材にバーコーターで5g/m2塗布した後、液が基材表面に無くなり完全に基材が曝露した時間を計測した。
評価基準
A:10秒未満
B:10秒以上15秒未満
C:15秒以上20秒未満
D:20秒以上
浸透性評価がA~C評価であれば、実用範囲内である。
印刷物の耐擦過性を評価した。具体的には、学振型摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製AB-301)を用いて、印刷物の印刷表面と金巾3号(綿)を接触させて荷重500gを加えた状態で100回往復した試料について以下の評価基準により評価を行った。
評価基準
A:インク膜(水性インクの層)の剥離が全くない
B:インク膜(水性インクの層)の剥離面積が、試験面積全体の20%未満である
C:インク膜(水性インクの層)の剥離面積が、試験面積全体の20%以上である
耐擦過性評価がA又はB評価であれば、実用範囲内である。
11 前処理インク
12 水性インク
13 オーバーコートインク
21 前処理インク吐出部
22 水性インク吐出部
23 オーバーコートインク吐出部
31 乾燥機構
1A 装置
11A 前処理インク
12A 水性インク
13A オーバーコートインク
21A 前処理インク吐出部
22A 水性インク吐出部
23A オーバーコートインク吐出部
31A 乾燥機構
32A 乾燥機構
33A 乾燥機構
Claims (14)
- 前処理インクと、水性インクと、を含み、それぞれのインクを基材上にインクジェット吐出する記録方式に用いられるインクセットであって、
前記前処理インクは、カチオン性の化合物を含有し、
前記カチオン性の化合物は、カチオン性の樹脂を含有し、
前記インクセットに含まれるそれぞれのインクの静的表面張力は以下の関係を満たし、
前記前処理の静的表面張力Spと前記水性インクの静的表面張力Scとの差は3.0mN/m以下である
インクセット。
前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC - さらに、オーバーコートインクを含み、
前記インクセットに含まれるそれぞれのインクの静的表面張力は以下の関係を満たす、
請求項1に記載のインクセット。
オーバーコートインクの静的表面張力SO≦前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC - 前記水性インクの静的表面張力SCと前記オーバーコートインクの静的表面張力SOとの差は0.6mN/m以上である、
請求項2に記載のインクセット。 - それぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出する記録方式に用いられる
請求項1から3のいずれかに記載のインクセット。 - 請求項1から4のいずれかに記載のインクセットを使用したインクジェット記録方法であって、
前記インクセットに含まれるそれぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出する、
記録方法。 - 前記インクセットに含まれるそれぞれのインクを吐出する吐出部の間に乾燥機構を備えないようにして、それぞれのインクを基材上にインクジェット吐出する
請求項5に記載の記録方法。 - 請求項1から4のいずれかに記載のインクセットを使用した印刷物の製造方法であって、
前記インクセットに含まれるそれぞれのインクを基材上に1パス方式でインクジェット吐出する、
印刷物の製造方法。 - 前記インクセットに含まれるそれぞれのインクを吐出する吐出部の間に乾燥機構を備えないようにして、それぞれのインクを基材上にインクジェット吐出する
請求項7に記載の印刷物の製造方法。 - 前処理インクと、水性インクと、を含み、それぞれのインクの静的表面張力は以下の関係を満たすインクセットを基材上に吐出する装置であって、
前記前処理インクは、カチオン性の化合物を含有し、
前記カチオン性の化合物は、カチオン性の樹脂を含有し、
前記前処理の静的表面張力Spと前記水性インクの静的表面張力Scとの差は3.0mN/m以下であり、
前記前処理インクを吐出する前処理インク吐出部と、
前記水性インクを吐出する水性インク吐出部と、
がこの順に前記基材の搬送方向に沿うように備えている、
装置。
前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC - 前記前処理インク吐出部と、前記水性インク吐出部と、の間には乾燥機構を備えない
請求項9に記載の装置。 - 前処理インクと、水性インクと、オーバーコートインクと、を含み、それぞれのインクの静的表面張力は以下の関係を満たすインクセットを吐出する装置であって、
前記前処理インクは、カチオン性の化合物を含有し、
前記カチオン性の化合物は、カチオン性の樹脂を含有し、
前記前処理の静的表面張力Spと前記水性インクの静的表面張力Scとの差は3.0mN/m以下であり、
前記前処理インクを吐出する前処理インク吐出部と、
前記水性インクを吐出する水性インク吐出部と、
前記オーバーコートインクを基材上に吐出するオーバーコートインク吐出部と、
がこの順に前記基材の搬送方向に沿うように備えている、
装置。
オーバーコートインクの静的表面張力SO≦前処理インクの静的表面張力SP<水性インクの静的表面張力SC - 前記水性インク吐出部と、前記オーバーコートインク吐出部と、の間には乾燥機構を備えない
請求項11に記載の装置。 - 前記前処理インク吐出部と、前記水性インク吐出部と、の間には乾燥機構を備えない
請求項11に記載の装置。 - 前記水性インク吐出部と、前記オーバーコートインク吐出部と、の間及び前記前処理インク吐出部と、前記水性インク吐出部と、の間には乾燥機構を備えない
請求項11に記載の装置。
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