JP5233421B2 - Inkjet recording method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録方法に関し、さらに詳しくは、布帛や樹脂材料に記録するインクジェット記録方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording method, and more particularly to an ink jet recording method for recording on a fabric or a resin material.
顔料、定着樹脂を含む水性インクを布帛や樹脂材料に記録すると、布帛の場合は繊維に沿ったにじみが発生してしまう。また、記録媒体が樹脂材料の場合はインク吸収層がないので、隣接インク滴が合一しブリード、ビーディングが発生してしまう。 When water-based ink containing a pigment and a fixing resin is recorded on a cloth or a resin material, in the case of the cloth, bleeding along the fiber occurs. In addition, when the recording medium is a resin material, there is no ink absorption layer, so adjacent ink droplets coalesce and bleed and beading occur.
また、顔料インクは繊維や樹脂材料との結合力が十分でなく、バインダーとしての定着樹脂を添加することで結合力は向上するが、射出特性やメンテナンス性、またインク保存性の関係から十分な必要量を添加することができないのが実情である。 In addition, pigment inks do not have sufficient binding strength with fibers and resin materials, and the addition of a fixing resin as a binder improves the binding strength, but it is sufficient from the viewpoints of injection characteristics, maintainability, and ink storage stability. The fact is that the required amount cannot be added.
また、紙記録媒体の堅牢性向上のためインクにワックスを添加する方法が知られて(例えば、特許文献1、2参照)いる。普通紙あるいはインク吸収層のあるインクジェット専用紙に記録する場合は有る程度の効果が得られるが、記録物が強度の摩擦耐性が必要となる布帛、樹脂材料に対しては不十分である。
本発明の目的は、布帛や、樹脂材料などの記録媒体に水性インクを用いて記録する場合に加熱によるインク混じり防止と、水性インクにワックスを添加して摩擦耐性を向上させることを同時に達成するインクジェット記録方法を提供することにある。 The object of the present invention is to simultaneously achieve the prevention of ink mixing by heating when water-based ink is recorded on a recording medium such as a fabric or a resin material, and improvement of friction resistance by adding wax to the water-based ink. It is to provide an ink jet recording method.
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。 The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.
1.少なくとも、顔料、定着樹脂、融点55℃以上200℃未満のワックスを含有する水性インクを吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録方法において、該記録媒体を加熱しながら該水性インクを吐出して該記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録方法であり、かつ、該記録媒体の加熱温度が該ワックスの融点より20℃〜100℃低い温度であることを特徴とするインクジェット記録方法。 1. In an inkjet recording method for forming an image on a recording medium by discharging an aqueous ink containing at least a pigment, a fixing resin, and a wax having a melting point of 55 ° C. or higher and lower than 200 ° C., the aqueous ink is discharged while heating the recording medium An ink jet recording method for forming an image on the recording medium, wherein the heating temperature of the recording medium is 20 to 100 ° C. lower than the melting point of the wax.
2.定着樹脂のガラス転移温度が、ワックスの融点より低く、かつ記録媒体の加熱温度が該定着樹脂のガラス転移温度より高いことを特徴とする前記1記載のインクジェット記録方法。 2. 2. The ink jet recording method according to 1 above, wherein the glass transition temperature of the fixing resin is lower than the melting point of the wax, and the heating temperature of the recording medium is higher than the glass transition temperature of the fixing resin.
3.水性インクを吐出して記録媒体上に画像を形成後、画像形成した記録媒体をワックスの融点以上に加温することを特徴とする前記1又は2記載のインクジェット記録方法。 3. 3. The inkjet recording method according to 1 or 2 above, wherein after forming an image on a recording medium by ejecting water-based ink, the recording medium on which the image has been formed is heated to a melting point or higher of the wax.
4.ワックスの平均粒子径が顔料の平均粒子径より小さいことを特徴とする前記1〜3のいずれか1項記載のインクジェット記録方法。 4). 4. The inkjet recording method according to any one of 1 to 3, wherein the average particle size of the wax is smaller than the average particle size of the pigment.
5.顔料固形分が4%以上8%以下であって、定着樹脂とワックスの固形分総量が、顔料固形分量の1倍以上2倍以下であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項記載のインクジェット記録方法。 5. The solid content of the pigment is 4% or more and 8% or less, and the total solid content of the fixing resin and the wax is 1 to 2 times the solid content of the pigment. The inkjet recording method as described.
6.記録媒体が布帛であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項記載のインクジェット記録方法。 6). 6. The inkjet recording method according to any one of 1 to 5, wherein the recording medium is a fabric.
7.記録媒体が樹脂材料であることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項記載のインクジェット記録方法。 7). 7. The ink jet recording method according to any one of 1 to 6, wherein the recording medium is a resin material.
本発明により、布帛や、樹脂材料などの記録媒体に水性インクを用いて記録する場合に加熱によるインク混じり防止と、水性インクにワックスを添加して摩擦耐性を向上させることを同時に達成するインクジェット記録方法を提供することができた。 According to the present invention, when recording using water-based ink on a recording medium such as a fabric or a resin material, ink-jet recording simultaneously achieves prevention of ink mixing by heating and improvement of friction resistance by adding wax to the water-based ink. Could provide a way.
本発明を更に詳しく説明する。布帛や、樹脂材料などの記録媒体に水性インクを用いて記録する場合、水性インク混じりを防止するために水性インク乾燥により増粘を引き起こし、水性インクの流動性を低下させることは有効である。水性インク合一を防ぐためにはなるべく短時間で乾燥し、増粘を引き起こすことが必要で、記録媒体を加熱しながら記録することは有効な方法であり、このとき高い温度で加熱するほど水性インクの増粘速度は早く好ましい。 The present invention will be described in more detail. When recording on a recording medium such as a cloth or a resin material using water-based ink, it is effective to cause thickening by drying the water-based ink and to reduce the fluidity of the water-based ink in order to prevent mixing of the water-based ink. In order to prevent coalescence of water-based inks, it is necessary to dry the ink as quickly as possible to cause thickening, and recording while heating the recording medium is an effective method. The speed of thickening is preferably fast.
本発明者は、布帛や、樹脂材料などの記録媒体に水性インクを用いて記録する場合に加熱による水性インク混じり防止と、水性インクにワックスを添加して摩擦耐性を向上させることを同時に達成しうる手段を鋭意検討した。 The present inventor has simultaneously achieved prevention of mixing of water-based ink by heating when recording water-based ink on a recording medium such as a fabric or a resin material, and improving friction resistance by adding wax to the water-based ink. We have studied earnestly.
水性インク混じり防止に関する記録媒体の加熱に関しては先に述べたように記録媒体を高温に加熱するほど好ましいが、ワックスを添加した場合は異なることを本発明者は発見し本発明に至ったものである。 As described above, the heating of the recording medium for preventing water-based ink mixing is preferable as the recording medium is heated to a high temperature. However, the present inventor has discovered that the addition of wax is different and has led to the present invention. is there.
ワックスを用いた場合、記録媒体を高温で加熱しすぎると、摩擦耐性の改善は見られない、あるいは悪化することがあることが本検討の結果わかった。さらに、水性インク混じりについても悪化することがあることが判明した。用いたワックスごとに記録媒体の加熱温度との関係を詳細に調べた結果、ワックスの融点より20℃以下の温度で記録媒体を加熱することが、水性インク混じり、摩擦耐性上とくに好ましいことを発見した。 As a result of this study, it was found that when wax is used, if the recording medium is heated too much at a high temperature, the frictional resistance may not be improved or deteriorated. Furthermore, it has been found that mixing with water-based ink may be worsened. As a result of detailed investigation of the relationship between the heating temperature of the recording medium for each wax used, it was found that heating the recording medium at a temperature of 20 ° C. or less from the melting point of the wax is particularly preferable in terms of friction resistance and water-based ink. did.
この現象については、明確には解明されていないが以下のように推定している。記録媒体の加熱温度がワックスの融点に近い場合、記録媒体表面付近でワックスが溶解して記録媒体表面を被覆してしまう。しかも、ワックスは通常水性インクに安定に分散できるように表面に水分散性基を導入したり、分散剤をもちいて分散している。ワックスを融点付近で溶解すると、ワックス自身の疎水面が表面に現れワックスの滑り性をより発現しやすくなるが、一方で水性インクをはじきやすくなり、水性インクの浸透性を著しく低下させてしまう。これにより、隣接水性インク同士の合一が起こりやすくなり、特に水性インク量の多い場合顕著となる。同時に、水性インク吸収が阻害される分、顔料そのものが記録媒体表面付近に通常以上に偏在しやすくなり、結果として摩擦耐性が悪くなるものと考えている。 Although this phenomenon has not been clearly clarified, it is estimated as follows. When the heating temperature of the recording medium is close to the melting point of the wax, the wax dissolves near the recording medium surface and covers the recording medium surface. In addition, the wax is usually dispersed by introducing a water-dispersible group on the surface or using a dispersant so that the wax can be stably dispersed in the aqueous ink. When the wax is dissolved in the vicinity of the melting point, the hydrophobic surface of the wax itself appears on the surface, and the slipperiness of the wax is more easily exhibited. On the other hand, the water-based ink is easily repelled, and the permeability of the water-based ink is significantly reduced. This makes it easier for adjacent water-based inks to coalesce, particularly when the amount of water-based ink is large. At the same time, it is considered that the pigment itself tends to be more unevenly distributed near the surface of the recording medium than the normal amount due to the inhibition of water-based ink absorption, resulting in poor frictional resistance.
また、水性インク中には種々の目的で溶剤が添加されている。この溶剤がワックスに対して可塑剤として作用し、実際のワックスの融点より低いところからワックスの溶解が始まることにより、ワックスの融点より低い温度から水性インク混じりや摩擦耐性低減が起こると推定される。本発明者が鋭意検討したところワックス融点より20℃以上低い温度に記録媒体を加熱して記録を行うことで、水性インク混じり防止と摩擦耐性向上を両立することを見出したのである。 A solvent is added to the water-based ink for various purposes. It is estimated that this solvent acts as a plasticizer for the wax, and the dissolution of the wax starts at a temperature lower than the actual melting point of the wax, thereby causing mixing of aqueous ink and a reduction in friction resistance from a temperature lower than the melting point of the wax. . As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that recording is performed by heating the recording medium to a temperature 20 ° C. lower than the melting point of the wax, thereby achieving both prevention of mixing with water-based ink and improvement of friction resistance.
(顔料)
本発明に用いる顔料は、水系で安定に分散できるものであればよく、高分子樹脂により分散した顔料分散体、水不溶性樹脂で被覆されたカプセル顔料、顔料表面を修飾し分散樹脂を用いなくても分散可能な自己分散顔料等から選択することができる。水性インクの保存性を特に重視する場合は、水不溶性樹脂で被覆されたカプセル顔料を選択することが好ましい。
(Pigment)
The pigment used in the present invention is not particularly limited as long as it can be stably dispersed in an aqueous system. A pigment dispersion dispersed with a polymer resin, a capsule pigment coated with a water-insoluble resin, a pigment surface is modified and a dispersion resin is not used. Can also be selected from dispersible self-dispersing pigments and the like. When emphasizing the preservability of the water-based ink, it is preferable to select a capsule pigment coated with a water-insoluble resin.
高分子樹脂により分散した顔料分散体を用いる場合、高分子分散樹脂としては水溶性のものを用いることができる、水溶性樹脂として好ましく用いられるのは、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体等のような水溶性樹脂である。 When a pigment dispersion dispersed with a polymer resin is used, a water-soluble resin can be used as the polymer-dispersed resin, and styrene-acrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer is preferably used as the water-soluble resin. Polymer, Styrene-acrylic acid copolymer, Styrene-maleic acid copolymer, Styrene-maleic acid-alkyl acrylate copolymer, Styrene-methacrylic acid copolymer, Styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer Water-soluble resins such as polymers, styrene-maleic acid half ester copolymers, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymers, vinyl naphthalene-maleic acid copolymers, and the like.
本発明においては、顔料分散時に顔料分散剤として添加した水溶性樹脂であっても、水性インク中で顔料に実質的に吸着していない遊離樹脂は、水溶性定着樹脂成分とする。 In the present invention, even if the water-soluble resin is added as a pigment dispersant at the time of pigment dispersion, the free resin that is not substantially adsorbed to the pigment in the aqueous ink is used as the water-soluble fixing resin component.
顔料の分散方法としては、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等各種を用いることができる。 Various methods such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, an agitator, a Henschel mixer, a colloid mill, an ultrasonic homogenizer, a pearl mill, a wet jet mill, and a paint shaker can be used as a method for dispersing the pigment.
本発明の顔料分散体の粗粒分を除去する目的で遠心分離装置を使用すること、フィルターを使用することも好ましく用いられる。 For the purpose of removing the coarse particles of the pigment dispersion of the present invention, it is preferable to use a centrifugal separator or a filter.
また、水不溶性樹脂で被覆されたカプセル顔料を用いる場合、水不溶性樹脂とは、弱酸性ないし弱塩基性の範囲の水に対して不溶な樹脂であり、好ましくは、pH4ないし10の水溶液に対する溶解度が2%未満の樹脂である。 In the case of using a capsule pigment coated with a water-insoluble resin, the water-insoluble resin is a resin that is insoluble in water in a weakly acidic to weakly basic range, and preferably has a solubility in an aqueous solution having a pH of 4 to 10. Is less than 2% resin.
このような顔料分散樹脂としては、アクリル系、スチレン−アクリル系、アクリロニトリル−アクリル系、酢酸ビニル系、酢酸ビニル−アクリル系、酢酸ビニル−塩化ビニル系、ポリウレタン系、シリコン−アクリル系、アクリルシリコン系、ポリエステル系、エポキシ系の各樹脂を挙げることができる。 Examples of such pigment dispersion resins include acrylic, styrene-acrylic, acrylonitrile-acrylic, vinyl acetate, vinyl acetate-acrylic, vinyl acetate-vinyl chloride, polyurethane, silicon-acrylic, acrylic silicon , Polyester-based, and epoxy-based resins.
さらに、樹脂として疎水性モノマーと親水性モノマーを含有する樹脂を用いることができる。 Furthermore, a resin containing a hydrophobic monomer and a hydrophilic monomer can be used as the resin.
疎水性モノマーとしては、アクリル酸エステル(アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルなど)、メタクリル酸エステル(メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジルなど)、スチレンなどが上げられる。 Examples of hydrophobic monomers include acrylic acid esters (such as n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate), methacrylic acid esters (such as ethyl methacrylate, butyl methacrylate, glycidyl methacrylate), styrene. Etc. are raised.
親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミドなどが上げられ、アクリル酸のような酸性基を有するものは、重合後に塩基で中和したものを好ましく用いることができる。 Examples of the hydrophilic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, and the like, and those having an acidic group such as acrylic acid can preferably be those neutralized with a base after polymerization.
顔料分散樹脂の分子量としては、平均分子量で、3000から500000のものを用いることができる。好ましくは、7000から200000のものを用いることができる。 As the molecular weight of the pigment-dispersed resin, an average molecular weight of 3000 to 500,000 can be used. Preferably, 7,000 to 200,000 can be used.
顔料分散樹脂のTgは、−30℃から100℃程度のものを用いることができる。好ましくは、−10℃から80℃程度のものを用いることができる。 The pigment dispersion resin having a Tg of about −30 ° C. to 100 ° C. can be used. Preferably, about -10 degreeC to 80 degreeC can be used.
重合方法としては、溶液重合、乳化重合を用いることができる。重合はあらかじめ顔料と別途合成しても良いし、顔料を分散した系ないにモノマーを供給して、重合してもよい。 As the polymerization method, solution polymerization or emulsion polymerization can be used. The polymerization may be separately synthesized with the pigment in advance, or the monomer may be supplied to the system without dispersing the pigment for polymerization.
顔料を樹脂で被覆する方法としては公知の種々の方法を用いることができるが、好ましくは、展相乳化法や酸析法の他に、顔料を重合性界面活性剤を用いて分散し、そこへモノマーを供給し、重合しながら被覆する方法から選択することがよい。 Various known methods can be used as a method for coating the pigment with the resin. Preferably, in addition to the phase-emulsification method and the acid precipitation method, the pigment is dispersed using a polymerizable surfactant. It is preferable to select from a method in which a monomer is fed to the substrate and coating is performed while polymerizing.
より好ましい方法としては、水不溶性樹脂をメチルエチルケトンなどの有機溶剤に溶解し、さらに塩基にて樹脂中の酸性基を部分的、もしくは完全に中和後、顔料およびイオン交換水を添加し、分散したのち、有機溶剤を除去、必要に応じて加水し調製する製造方法が好ましい。 As a more preferred method, the water-insoluble resin is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, and after partially or completely neutralizing the acidic groups in the resin with a base, the pigment and ion-exchanged water are added and dispersed. Thereafter, a production method in which the organic solvent is removed and the mixture is prepared by adding water as necessary is preferable.
顔料と顔料分散樹脂の質量比率は、顔料/樹脂比で100/10から100/150の範囲で選択することができる。特に画像耐久性と射出安定性や水性インク保存性が良好なのは100/15から100/100の範囲である。 The mass ratio of the pigment and the pigment dispersion resin can be selected in the range of 100/10 to 100/150 in terms of pigment / resin ratio. In particular, the range of 100/15 to 100/100 has good image durability, injection stability, and aqueous ink storage stability.
水不溶性樹脂で被服された顔料粒子の平均粒子径は、80ないし150nm程度が水性インク保存安定性、発色性の観点から好ましい。 The average particle diameter of the pigment particles coated with the water-insoluble resin is preferably about 80 to 150 nm from the viewpoint of aqueous ink storage stability and color developability.
また、自己分散顔料としては、表面処理済みの市販品を用いることもでき、例えば、CABO−JET200、CABO−JET300(キャボット社製)、ボンジェットCW1(オリエント化学工業(株)製)等を挙げることができる。 Further, as the self-dispersing pigment, commercially available products that have been surface-treated can also be used, and examples thereof include CABO-JET200, CABO-JET300 (manufactured by Cabot Corporation), Bonjet CW1 (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) and the like. be able to.
本発明に使用できる顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料が使用できる。例えばアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料や、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料、カーボンブラック等の無機顔料が挙げられる。 As the pigment that can be used in the present invention, conventionally known organic and inorganic pigments can be used. For example, azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perylene pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, etc. Examples include cyclic pigments, dye lakes such as basic dye lakes, and acid dye lakes, organic pigments such as nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and daylight fluorescent pigments, and inorganic pigments such as carbon black.
具体的な有機顔料を以下に例示する。 Specific organic pigments are exemplified below.
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。 Examples of pigments for magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。 Examples of the orange or yellow pigment include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. And CI Pigment Yellow 138.
グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。 Examples of pigments for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
顔料固形分濃度は、十分高い濃度を出すために4%以上であることが好ましい。しかしながら8%より高い場合は水性インク射出性、水性インク保存性が低下するなどの影響があり、4%−8%の顔料固形分濃度に調整することが好ましい。 The pigment solid content concentration is preferably 4% or more in order to obtain a sufficiently high concentration. However, if it is higher than 8%, there is an effect that water-based ink ejection properties and aqueous ink storage stability are lowered, and it is preferable to adjust the pigment solid content concentration to 4% -8%.
(定着樹脂)
本発明において定着樹脂とは、顔料の分散剤としての機能を有し顔料に結合もしくは吸着している、いわゆる顔料分散樹脂とは異なる。本発明の定着樹脂は、溶解、非溶解にかかわらず、水性インク中に存在するが、顔料に直接結合もしくは吸着しているものでなく、顔料分散体と分離可能なものである。
(Fixing resin)
In the present invention, the fixing resin is different from a so-called pigment dispersion resin that functions as a pigment dispersant and is bonded or adsorbed to the pigment. The fixing resin of the present invention is present in the water-based ink regardless of dissolution or non-dissolution, but is not directly bonded or adsorbed to the pigment, and is separable from the pigment dispersion.
本発明に係る定着樹脂としては水溶性樹脂、水分散性樹脂の双方を単独もしくは併用して用いることができる。 As the fixing resin according to the present invention, both a water-soluble resin and a water-dispersible resin can be used alone or in combination.
(水溶性定着樹脂)
ここで、「水溶性定着樹脂」とは、着色剤である顔料を記録媒体(基材)に定着させる機能を有する水溶性樹脂をいう。
(Water-soluble fixing resin)
Here, the “water-soluble fixing resin” refers to a water-soluble resin having a function of fixing a pigment as a colorant to a recording medium (base material).
本発明において定着性樹脂とは、顔料の分散剤としての機能を有し顔料に結合もしくは吸着している、いわゆる顔料分散樹脂とは異なる。本発明の定着樹脂は、溶解、非溶解にかかわらず、水性インク中に存在するが、顔料に直接結合もしくは吸着しているものでなく、顔料分散体と分離可能なものである。 In the present invention, the fixing resin is different from a so-called pigment dispersion resin that functions as a pigment dispersant and is bonded or adsorbed to the pigment. The fixing resin of the present invention is present in the water-based ink regardless of dissolution or non-dissolution, but is not directly bonded or adsorbed to the pigment, and is separable from the pigment dispersion.
本発明に係る水溶性樹脂としては、アクリル系、スチレン−アクリル系、アクリロニトリル−アクリル系、酢酸ビニル−アクリル系、ポリウレタン系、ポリエステル系の各樹脂を挙げることができる。 Examples of the water-soluble resin according to the present invention include acrylic resins, styrene-acrylic resins, acrylonitrile-acrylic resins, vinyl acetate-acrylic resins, polyurethane resins, and polyester resins.
本発明においては、水溶性樹脂として、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸など酸性基を有するモノマーを共重合モノマーとする共重合体樹脂を好ましく用いることができる。 In the present invention, a copolymer resin having a monomer having an acidic group such as acrylic acid, methacrylic acid or itaconic acid as a copolymerizable monomer can be preferably used as the water-soluble resin.
この場合、以下の3種のモノマーを共重合することが好ましい。
1)酸性基を有するモノマー
2)ホモポリマーのTg>100℃となるモノマー
3)ホモポリマーのTg<30℃となるモノマー
上記の共重合体の水溶性を高めるために、酸性基部分を部分的あるいは完全に塩基成分で中和することが好ましい。この場合の中和塩基としては、アルカリ金属含有塩基、たとえば水酸化Na、水酸化K等や、アミン類(アンモニア、アルカノールアミン、アルキルアミン等を用いることができる)を用いることができる。
In this case, it is preferable to copolymerize the following three types of monomers.
1) Monomer having acidic group 2) Monomer having Tg> 100 ° C. of homopolymer 3) Monomer having Tg <30 ° C. of homopolymer In order to increase the water solubility of the above copolymer, the acidic group portion is partially Alternatively, it is preferable to completely neutralize with a base component. As the neutralizing base in this case, alkali metal-containing bases such as Na hydroxide, K hydroxide, and amines (ammonia, alkanolamine, alkylamine, etc. can be used) can be used.
特に、沸点が200℃未満のアミン類で中和することは、画像耐久性向上の観点から好ましい。特にアンモニアで中和することは好ましい。 In particular, neutralization with amines having a boiling point of less than 200 ° C. is preferable from the viewpoint of improving image durability. It is particularly preferable to neutralize with ammonia.
例えば、アクリル酸、メタクリル酸を共重合モノマーとして含有し、アンモニアで部分的もしくは完全に中和されている態様の樹脂を用いることが好ましい。 For example, it is preferable to use a resin that contains acrylic acid or methacrylic acid as a copolymerization monomer and is partially or completely neutralized with ammonia.
また、本発明においては、上記の樹脂以外にウレタン、ポリエステル系の水溶性樹脂も好ましく用いることができる。 In the present invention, in addition to the above resins, urethane and polyester water-soluble resins can also be preferably used.
〈水溶性定着樹脂の重量平均分子量〉
水溶性定着樹脂の重量平均分子量は5000〜70000の範囲のものを好ましく用いることができる。好ましくは、10000〜70000の範囲である。本発明に係る水溶性定着樹脂の重量平均分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定されるものである。
<Weight average molecular weight of water-soluble fixing resin>
A water-soluble fixing resin having a weight average molecular weight in the range of 5000 to 70000 can be preferably used. Preferably, it is the range of 10000-70000. The weight average molecular weight of the water-soluble fixing resin according to the present invention is measured using gel permeation chromatography (GPC).
測定条件は以下の通りである。 The measurement conditions are as follows.
溶媒:テロラヒドロフラン
カラム:TSKgel Multipore(東ソー(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ:L6000(日立製作所(株)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
Solvent: terahydrofuran Column: TSKgel Multipore (Those manufactured by Tosoh Co., Ltd. were used by connecting three)
Column temperature: 25 ° C
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI Model 504 (GL Science Co., Ltd.)
Pump: L6000 (manufactured by Hitachi, Ltd.)
Flow rate: 1.0 ml / min
Calibration curve: Standard polystyrene STK standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corp.) Mw = 100000 to 500 samples were used. Thirteen samples are used at approximately equal intervals.
〈水溶性定着樹脂のガラス転移温度〉
本発明に係る水溶性定着樹脂のガラス転移温度は、−20〜100℃の範囲内であることが好ましい。
<Glass transition temperature of water-soluble fixing resin>
The glass transition temperature of the water-soluble fixing resin according to the present invention is preferably in the range of -20 to 100 ° C.
ガラス転移温度が−20℃より低いと、ブロッキングが発生し好ましくない。また、ガラス転移温度が100℃より高い場合は、記録媒体によっては、折り跡も発生しやすい。 If the glass transition temperature is lower than −20 ° C., blocking is not preferable. Further, when the glass transition temperature is higher than 100 ° C., creases are likely to occur depending on the recording medium.
本発明に係るガラス転移温度(Tg)の測定は、示差走査カロリーメーター「DSC−7」(パーキンエルマー社製)、熱分析装置コントローラー「TAC7/DX」(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。 The glass transition temperature (Tg) according to the present invention is measured using a differential scanning calorimeter “DSC-7” (Perkin Elmer) and a thermal analyzer controller “TAC7 / DX” (Perkin Elmer). Can do.
操作手順としては、測定サンプル4.5〜5.0mgを小数点以下2桁まで精秤し、アルミニウム製パン(KitNo.0219−0041)に封入し、「DSC−7サンプルホルダー」にセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−Cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行った。 As an operation procedure, 4.5 to 5.0 mg of a measurement sample is precisely weighed to two digits after the decimal point, sealed in an aluminum pan (Kit No. 0219-0041), and set in a “DSC-7 sample holder”. The reference used an empty aluminum pan. The measurement conditions were a measurement temperature of 0 to 200 ° C., a temperature increase rate of 10 ° C./min, a temperature decrease rate of 10 ° C./min, and heat-cool-heat temperature control. Analysis was performed based on the data in Heat.
ガラス転移温度は、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間の最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。 The glass transition temperature is obtained by drawing an extension of the baseline before the rise of the first endothermic peak and a tangent line indicating the maximum slope between the rise portion of the first peak and the peak apex, and using the intersection as the glass transition point. Show.
また、ガラス転移温度の算出方法として、本発明では以下のような理論ガラス転移温度を算出してもよい。 As a method for calculating the glass transition temperature, the following theoretical glass transition temperature may be calculated in the present invention.
ここで、理論ガラス転移温度とは、樹脂を構成するそれぞれの成分が、ホモポリマーを形成した場合のガラス転移温度にそれぞれの組成質量分率を乗じ、即ち加重平均して算出したものである。 Here, the theoretical glass transition temperature is calculated by multiplying the glass transition temperature when each component constituting the resin forms a homopolymer by the respective composition mass fraction, that is, by weighted averaging.
即ち、理論ガラス転移温度Tg(絶対温度Tg′とする)は、樹脂を構成する成分のホモポリマーのガラス転移温度を用いて下記式(1)から算出される。 That is, the theoretical glass transition temperature Tg (referred to as absolute temperature Tg ′) is calculated from the following formula (1) using the glass transition temperature of the homopolymer of the component constituting the resin.
式(1):1/Tg′=W1/T1+W2/T2+・・・+Wn/Tn
(式中、W1、W2、・・・Wnは樹脂を構成する全重合性単量体(モノマー)に対する各重合性単量体の質量分率、T1、T2・・・Tnは各重合性単量体を用いて形成されるホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度)を示す。)
水溶性樹脂のガラス転移温度の調整方法は、樹脂を構成するモノマーの選択と重合反応における重合度の調整等によって行うことができる。
Formula (1): 1 / Tg ′ = W1 / T1 + W2 / T2 +... + Wn / Tn
(Wherein W1, W2,... Wn are the mass fraction of each polymerizable monomer relative to the total polymerizable monomer (monomer) constituting the resin, and T1, T2... Tn are each polymerizable monomer. (The glass transition temperature (absolute temperature) of the homopolymer formed using the monomer is shown.)
The method for adjusting the glass transition temperature of the water-soluble resin can be performed by selecting a monomer constituting the resin and adjusting the degree of polymerization in the polymerization reaction.
〈水溶性定着樹脂の酸価〉
本発明に係る水溶性定着樹脂は、酸性基を有することが好ましく、樹脂の酸価としては、70〜200mgKOH/gであることが好ましい。この範囲の場合特に、耐水性とメンテナンス回復性が良好である。なお、「酸価」とは、酸価とは樹脂1g中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。
<Acid value of water-soluble fixing resin>
The water-soluble fixing resin according to the present invention preferably has an acidic group, and the acid value of the resin is preferably 70 to 200 mgKOH / g. Especially in this range, the water resistance and the maintenance recovery property are good. The “acid value” refers to the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize acidic components contained in 1 g of resin.
酸価の測定方法は、JIS K 0070(1992)に準拠した方法により測定することができる。 The acid value can be measured by a method based on JIS K 0070 (1992).
(水分散性定着樹脂)
定着樹脂として水分散性樹脂を添加することは記録媒体によっては摩擦耐性がさらに向上し好ましい。射出性や、メンテナンス回復性を阻害しない程度に用いることが好ましい。なお、前記水溶性定着樹脂と水分散性樹脂を併用することも好ましい。
(Water dispersible fixing resin)
Adding a water-dispersible resin as a fixing resin is preferable because the friction resistance is further improved depending on the recording medium. It is preferable to use it to such an extent that injection property and maintenance recovery property are not hindered. It is also preferable to use the water-soluble fixing resin and the water-dispersible resin in combination.
本発明においては、水分散性樹脂を樹脂微粒子として用いることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a water-dispersible resin as resin fine particles.
樹脂微粒子は、水系で重合された分散物をそのまま、あるいは処理したものを用いてもよいし、溶媒系で重合された樹脂を水系に分散したものを用いてもよく、アクリル系、ウレタン系、スチレン系、酢酸ビニル系、塩化ビニリデン系、塩化ビニル系、スチレン−ブタジエン系、スチレン−アクリロニトリル系、ポリブタジエン系、ポリエチレン系、ポリイソブチレン系、ポリエステル系等から選択することができる。 As the resin fine particles, a dispersion polymerized in an aqueous system may be used as it is or may be treated, or a resin polymerized in a solvent system may be dispersed in an aqueous system, an acrylic system, a urethane system, It can be selected from styrene, vinyl acetate, vinylidene chloride, vinyl chloride, styrene-butadiene, styrene-acrylonitrile, polybutadiene, polyethylene, polyisobutylene, polyester, and the like.
水性インクの物性として、粘度に対するシェア依存性がないことが好ましく、この観点から樹脂微粒子の分散形態として活性剤などの乳化剤を極力低濃度にするか、乳化剤を用いないソープフリー型の分散樹脂粒子が好ましい。好ましい水系分散型樹脂微粒子は、カルボキシル基を有する不飽和ビニルを少なくとも単量体成分として重合した共重合体の自己分散型ディスパージョンであり、例えば、アクリル酸エチルなどのアクリル系モノマー単独もしくはアクリル系モノマーと共重合し得るエチレン性の不飽和モノマーからなる組成物にカルボン酸モノマーとしてアクリル酸やマレイン酸などを乳化重合もしくは懸濁重合して得られた分散液をアルカリで膨潤後、機械的せん断により粒子を分割して得られるアクリルヒドロゾルである。なお、アクリルヒドロゾルの中でも、樹脂の屈折率を高めて高い光沢感が得られる観点で、モノマー組成にスチレンを含有することが好ましい。 As the physical properties of the water-based ink, it is preferable that there is no shear dependency on the viscosity. From this viewpoint, the emulsifier such as an activator is made as low as possible as the dispersion form of the resin fine particles, or the soap-free type dispersed resin particles using no emulsifier Is preferred. A preferred aqueous dispersion resin fine particle is a self-dispersion dispersion of a copolymer obtained by polymerizing unsaturated vinyl having a carboxyl group as at least a monomer component. For example, an acrylic monomer such as ethyl acrylate alone or an acrylic Mechanical dispersion is obtained by swelling a dispersion obtained by emulsion polymerization or suspension polymerization of acrylic acid or maleic acid as a carboxylic acid monomer into a composition comprising an ethylenically unsaturated monomer that can be copolymerized with a monomer, and then mechanically shearing. Is an acrylic hydrosol obtained by dividing the particles. Among acrylic hydrosols, it is preferable to contain styrene in the monomer composition from the viewpoint of increasing the refractive index of the resin and obtaining a high gloss feeling.
前記アルカリはアンモニア、トリエチルアミン、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジ−n−ブチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−メチルアミノエタノールなどのアミンであることが好ましく、アンモニア、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールおよび2−メチルアミノエタノールが水系分散型ポリマー微粒子の分散安定性において得に好ましい。 The alkali is ammonia, triethylamine, 2-dimethylaminoethanol, 2-di-n-butylaminoethanol, methyldiethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, diethanolamine, triethanolamine, 2-methylaminoethanol, etc. In particular, ammonia, 2-amino-2-methyl-1-propanol, and 2-methylaminoethanol are preferable in terms of dispersion stability of the aqueous dispersion polymer fine particles.
前記のアクリルヒドロゾルは、ジョンソンポリマー株式会社のジョンクリル(登録商標)などが市販されている。 As the acrylic hydrosol, John Crill (registered trademark) of Johnson Polymer Co., Ltd. is commercially available.
樹脂微粒子のガラス転移温度:Tgは、20〜80℃であることが好ましい。特に、35℃以上であることが、画像の耐擦過性を高める為に好ましく、より好ましくは49℃以上である。Tgの上限は特に制限されるものではないが、概ね100℃未満であれば柔軟な水性インク皮膜を得ることができ、プリント物の折り曲げ等による画像のひび割れ故障を防止できる。樹脂微粒子の酸化は、44以上、より好ましくは60以上であることが、水性インク乾燥皮膜の良好な再分散・溶解性が得られる点で好ましい。酸化の上限は特に制限されるものではないが、より安定な分散物を得やすい観点で110未満が好ましい。 The glass transition temperature: Tg of the resin fine particles is preferably 20 to 80 ° C. In particular, the temperature is preferably 35 ° C. or higher in order to increase the scratch resistance of the image, and more preferably 49 ° C. or higher. The upper limit of Tg is not particularly limited, but if it is less than about 100 ° C., a flexible water-based ink film can be obtained and image cracking failure due to bending of the printed matter can be prevented. The oxidation of the resin fine particles is preferably 44 or more, more preferably 60 or more, from the viewpoint of obtaining good redispersion / solubility of the water-based ink dry film. The upper limit of oxidation is not particularly limited, but is preferably less than 110 from the viewpoint of easily obtaining a more stable dispersion.
樹脂微粒子の平均粒子径は、ヘッドのノズルにおける目詰まりがなく、良好な光沢感が得られる点で300nm以下であることが好ましく、より好ましくは130nm以下である。平均粒子径の下限は、微粒子の製造安定性の観点から30nm以上が好ましい。なお、樹脂微粒子の平均粒子径は、光散乱方式やレーザードップラー方式を用いた市販の測定装置を使用して簡便に計測することが可能である。また、樹脂微粒子の分散物を凍結乾燥し、透過型顕微鏡で観察される粒子から平均粒子径を換算することもできる。 The average particle diameter of the resin fine particles is preferably 300 nm or less, more preferably 130 nm or less, from the viewpoint that the nozzle of the head is not clogged and a good gloss is obtained. The lower limit of the average particle diameter is preferably 30 nm or more from the viewpoint of the production stability of the fine particles. The average particle diameter of the resin fine particles can be easily measured using a commercially available measuring apparatus using a light scattering method or a laser Doppler method. Alternatively, the dispersion of resin fine particles can be freeze-dried, and the average particle diameter can be converted from the particles observed with a transmission microscope.
本発明で使用する水性インク中の定着樹脂総量は水性インク中の樹脂固形分として1%から20%の範囲で用いることができる。 The total amount of the fixing resin in the water-based ink used in the present invention can be used in the range of 1% to 20% as the resin solid content in the water-based ink.
特に、4%から16%の範囲で用いることが好ましい。 In particular, it is preferably used in the range of 4% to 16%.
また、顔料固形分が4%以上8%以下であって、定着樹脂とワックスの固形分総量が、顔料固形分量の1倍以上2倍以下になるよう、顔料、ワックスの固形分を鑑みて定着樹脂量を決めることも好ましい。 In addition, the solid content of the pigment and wax is fixed in consideration of the solid content of the pigment and the wax so that the solid content of the pigment is 4% or more and 8% or less and the total solid content of the fixing resin and the wax is 1 to 2 times the solid content of the pigment. It is also preferable to determine the amount of resin.
水性インクに添加する樹脂のガラス転移温度として好ましい範囲は前記のとおりであるが、水性インクに添加するワックスの融点より低いことが好ましい態様である。 The preferable range of the glass transition temperature of the resin added to the water-based ink is as described above, but it is preferable that the melting point of the wax added to the water-based ink is lower.
(ワックス)
本発明に用いる水性インクは融点55℃以上200℃未満のワックスを含有する。ワックスとしては、動物系ワックス、植物系ワックス、石油系ワックス、鉱物系ワックスなどの天然ワックス、もしくは合成ワックスから選択することができる。
(wax)
The aqueous ink used in the present invention contains a wax having a melting point of 55 ° C. or higher and lower than 200 ° C. The wax can be selected from animal waxes, plant waxes, petroleum waxes, natural waxes such as mineral waxes, or synthetic waxes.
ワックスは水溶性、難溶性のいずれであってもよい。難溶性ワックスが好ましく、主として、ワックスエマルジョンとして使用することが好ましい。なかでも、合成ワックスを水分散したものを特に好ましく用いることができる。 The wax may be either water-soluble or sparingly soluble. Slightly soluble waxes are preferable, and it is preferable to use mainly as a wax emulsion. Among these, a product obtained by dispersing a synthetic wax in water can be particularly preferably used.
このとき、ワックスの分散体の平均粒子系は、30〜300nmの範囲のものを好ましく用いることができる。特に好ましいのは、30〜100nmの範囲であり、摩擦耐性、水性インク混じり、水性インク射出安定性の観点で好ましい。 At this time, the average particle system of the wax dispersion can preferably be in the range of 30 to 300 nm. Particularly preferred is a range of 30 to 100 nm, which is preferred from the viewpoint of friction resistance, water-based ink mixing, and water-based ink ejection stability.
また、記録剤である水性インクの平均粒子径より小さい平均粒子径のワックスを用いることは、摩擦耐性、水性インク混じりの観点で特に好ましい。 In addition, it is particularly preferable to use a wax having an average particle size smaller than the average particle size of the water-based ink as the recording agent from the viewpoint of friction resistance and mixing with the water-based ink.
ワックスの平均粒子径が、顔料平均粒子径より小さい場合、プリント中にワックスが画像表面にとどまらずにいるため、ワックスによるはじきで、水性インク混じりが発生することを防げると推定している。ワックスはその滑り剤としての機能から考えると、表面に残留することが好ましいが、本発明者の検討では、プリント中には表面に局在しすぎると水性インク混じりによる画質劣化が発生し好ましくない。プリント後の乾燥過程、もしくはプリント後の加熱でワックスが表面に移動する形態が摩擦耐性と画質を両立する上で特に好ましい。 When the average particle diameter of the wax is smaller than the average particle diameter of the pigment, the wax does not stay on the surface of the image during printing, so it is estimated that the occurrence of water-based ink mixing due to the repelling of the wax can be prevented. From the viewpoint of its function as a slip agent, it is preferable that the wax remains on the surface. However, according to the study of the present inventors, if the wax is excessively localized on the surface, the image quality is deteriorated due to mixing of water-based ink. . A form in which the wax moves to the surface by a drying process after printing or heating after printing is particularly preferable in terms of achieving both friction resistance and image quality.
合成ワックスとしては、主にエチレンの重合や、ポリエチレンの熱分解により製造するポリエチレンワックスを好ましく用いることができる。 As the synthetic wax, polyethylene wax produced mainly by polymerization of ethylene or thermal decomposition of polyethylene can be preferably used.
市販のポリエチレンワックスを用いることができ、例えば、ビックケミージャパン(株)製のAQUACER、BASFジャパン社のJONCRYL WAX26Jなどを好ましく用いることができる。 Commercially available polyethylene wax can be used, and for example, AQUACER manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., JONCRYL WAX26J manufactured by BASF Japan, etc. can be preferably used.
水性インクへのワックスの添加量としては、0.1%から5%を用いることが好ましいが、より好ましくは、0.2%から2%の範囲である。 The amount of the wax added to the water-based ink is preferably 0.1% to 5%, more preferably 0.2% to 2%.
また、顔料固形分が4%以上8%以下であって、樹脂とワックスの固形分総量が、顔料固形分量の1倍以上2倍以下とすることで摩擦耐性が一層良好になる。ワックスの添加量は、顔料固形分量、樹脂固形分量を参考に、樹脂とワックスの固形分総量が、顔料固形分量の1倍以上2倍以下になるよう添加することは好ましい。 Further, when the solid content of the pigment is 4% or more and 8% or less and the total solid content of the resin and wax is 1 to 2 times the solid content of the pigment, the friction resistance is further improved. It is preferable to add the wax so that the total solid content of the resin and wax is 1 to 2 times the solid content of the pigment with reference to the solid content of the pigment and the solid content of the resin.
(顔料及びワックスの平均粒子径)
顔料及びワックスの平均粒子径は、光散乱方式やレーザードップラー方式を用いた市販の測定装置を使用して簡便に計測することが可能である。具体的にはゼータサイザー1000(マルバーン社製)を用いて測定することが好ましい。
(Average particle diameter of pigment and wax)
The average particle diameter of the pigment and wax can be easily measured using a commercially available measuring apparatus using a light scattering method or a laser Doppler method. Specifically, it is preferable to measure using a Zetasizer 1000 (manufactured by Malvern).
(加熱温度)
本発明は、記録媒体を加熱しながら水性インクを吐出して記録媒体上に画像を形成する方法であり記録媒体の加熱温度がワックスの融点より20℃〜100℃低い温度である。好ましくは、記録媒体の加熱温度がワックスの融点より40℃以上低い温度である。
(Heating temperature)
The present invention is a method for forming an image on a recording medium by discharging aqueous ink while heating the recording medium. The heating temperature of the recording medium is 20 ° C. to 100 ° C. lower than the melting point of the wax. Preferably, the heating temperature of the recording medium is 40 ° C. or more lower than the melting point of the wax.
本発明の記録媒体の加熱温度が樹脂のガラス転移温度より高いことが、摩擦耐性向上の観点から好ましい。好ましくは、記録媒体の加熱温度は樹脂のガラス転移温度より20℃以上高い場合である。 The heating temperature of the recording medium of the present invention is preferably higher than the glass transition temperature of the resin from the viewpoint of improving the friction resistance. Preferably, the heating temperature of the recording medium is 20 ° C. or more higher than the glass transition temperature of the resin.
画像形成後に、記録媒体を更に加熱することは摩擦耐性をさらに向上する上で好ましい。この際に、画像形成時の記録媒体の加熱温度より高い温度で加熱することが好ましく、さらに好ましくはワックスの融点以上に加熱することが好ましい。 It is preferable to further heat the recording medium after image formation in order to further improve the friction resistance. At this time, it is preferable to heat at a temperature higher than the heating temperature of the recording medium at the time of image formation, and it is more preferable to heat to the melting point of the wax or higher.
(記録媒体)
本発明の記録方法は、記録媒体が布帛であるときに用いると、摩擦耐性の改善が大きく、かつ水性インク混じりの少ない優れた画質を得ることができ好ましい。
(recoding media)
When the recording method of the present invention is used when the recording medium is a fabric, it is preferable because the frictional resistance can be improved greatly and an excellent image quality with little water-based ink mixing can be obtained.
通常インクジェット記録方法に用いる布帛は、布帛前処理として糊成分やカチオン性物質をあらかじめ布帛に付与したものを用いるが、本発明の水性インクは布帛前処理を施していない布帛に対しても適しており、布帛前処理をした布帛はもとより、布帛前処理を施していない布帛に記録することが特に好ましい。 Usually, the fabric used for the ink jet recording method is one in which a paste component or a cationic substance is previously applied to the fabric as a fabric pretreatment, but the water-based ink of the present invention is also suitable for a fabric not subjected to the fabric pretreatment. In addition, it is particularly preferable that recording is performed not only on the fabric that has been subjected to the fabric pretreatment but also on the fabric that has not been subjected to the fabric pretreatment.
布帛としては、綿、絹、羊毛、ナイロン、ポリエステル、アセテート、レーヨン、ポリプロピレン、ビニロン、アクリル系繊維等種々の繊維素材が挙げられ、又、これらの混紡、交織物、不織布等のものであってもよい。また、上記のような布帛を構成する糸の太さとしては10〜100dの範囲が好ましい。 Examples of the fabric include various fiber materials such as cotton, silk, wool, nylon, polyester, acetate, rayon, polypropylene, vinylon, acrylic fiber, and the like, and those of mixed spinning, woven fabric, non-woven fabric, etc. Also good. Further, the thickness of the yarn constituting the fabric as described above is preferably in the range of 10 to 100d.
本発明の記録方法は、記録媒体が樹脂材料であるときにも用いることができる。記録時に記録媒体を加熱することで水性インク混じりを低減でき、水性インク吸収層がない、非吸収性媒体に印字するのに適している。このような記録媒体としては、種々の樹脂材料を選択して記録することができ、ポリ塩化ビニルシート、ボード(軟質塩ビ、硬質塩ビ、アクリル板、ポリオレフィン系等)に好ましく用いることができる。 The recording method of the present invention can also be used when the recording medium is a resin material. Heating the recording medium at the time of recording can reduce mixing of water-based ink and is suitable for printing on a non-absorbing medium having no water-based ink absorbing layer. As such a recording medium, various resin materials can be selected and recorded, and can be preferably used for polyvinyl chloride sheets and boards (soft vinyl chloride, hard vinyl chloride, acrylic plates, polyolefins, etc.).
以下に本発明の実施例を記すが、本発明はこれに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
(顔料分散体の調製)
顔料分散剤としてスチレン−アクリル酸共重合体(ジョンクリル678、分子量:8500、酸価:215mgKOH/g)4.5部、ジメチルアミノエタノール1.3部、イオン交換水80.7部を70℃で攪拌混合して溶解した。
(Preparation of pigment dispersion)
As a pigment dispersant, a styrene-acrylic acid copolymer (Johncrill 678, molecular weight: 8500, acid value: 215 mgKOH / g) 4.5 parts, dimethylaminoethanol 1.3 parts, ion-exchanged water 80.7 parts at 70 ° C. The mixture was dissolved by stirring.
次いで、上記溶液に、C.I.ピグメントブルー15:3を15部添加してプレミックスした後、0.5mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したサンドグラインダーを用いて分散し、シアン顔料の含有量が15%のシアン顔料分散体D1を調製した。 Next, C.I. I. After 15 parts of Pigment Blue 15: 3 was added and premixed, the mixture was dispersed using a sand grinder filled with 50% by volume of 0.5 mm zirconia beads, and the cyan pigment content was 15%. Body D1 was prepared.
(定着樹脂)
表1記載のモル比率でモノマーを混合し、定法に従い水溶性樹脂及び水分散性樹脂を重合した。各樹脂はアンモニアにて酸性基含有モノマー(メタクリル酸など)の酸性基を中和して用いた。
(Fixing resin)
Monomers were mixed at a molar ratio shown in Table 1, and a water-soluble resin and a water-dispersible resin were polymerized according to a conventional method. Each resin was used by neutralizing acidic groups of an acidic group-containing monomer (such as methacrylic acid) with ammonia.
(水性インク調製)
表2に記載の水性インク濃度になるように、顔料分散体、水溶性樹脂、溶剤、活性剤及び水分散性樹脂を加え、残部を100質量%になるようにイオン交換水で調整した。調製後、5μmフィルターにてろ過した。
(Water-based ink preparation)
A pigment dispersion, a water-soluble resin, a solvent, an activator and a water-dispersible resin were added so that the water-based ink concentrations shown in Table 2 were obtained, and the balance was adjusted with ion-exchanged water so that the balance was 100% by mass. After preparation, it was filtered with a 5 μm filter.
表2中の、活性剤はビッグケミー・ジャパン製のシリコン系活性剤BYK347である。 The activator in Table 2 is a silicon activator BYK347 manufactured by Big Chemie Japan.
〔評価1〕
作製した水性インクを用いて以下の評価を行った。評価結果は同じく表3、表4に記載する。
[Evaluation 1]
The following evaluation was performed using the prepared water-based ink. The evaluation results are also shown in Tables 3 and 4.
ピエゾ型ヘッド(720dpi(dpiとは、1インチ当たりのドット数を表す)、液適量14pl)4ヶを並列した4色プリント可能なプリント装置を用いて評価を行った。該装置には、記録媒体を下方より接触式ヒーターにて任意に加温できる。また、ヘッド格納ポジションに水性インク空打ちポジションとブレードワイプ式のメンテナンスユニットを備え、任意の頻度でヘッドクリーニングができる。 Evaluation was performed using a printing apparatus capable of four-color printing in which four piezo-type heads (720 dpi (dpi represents the number of dots per inch), appropriate amount of 14 pl) were arranged in parallel. In the apparatus, the recording medium can be arbitrarily heated from below by a contact heater. In addition, the head retracting position is equipped with a water-based ink emptying position and a blade wipe type maintenance unit, so that the head can be cleaned at an arbitrary frequency.
(画質評価)
上記評価装置の1つのヘッドに作製した水性インクを各々導入し、単色画像を作製して画質評価を行った。評価条件は以下の通りである。
(Image quality evaluation)
Each of the water-based inks prepared was introduced into one head of the evaluation apparatus, a single color image was prepared, and the image quality was evaluated. The evaluation conditions are as follows.
印字解像度:720dpi×720dpi
ヘッド搬送速度:200mm/sec(双方向印字)
記録媒体:
表3の布帛1は、前処理をしていないポリエステル布、ポリエステルトロピカルである。
Printing resolution: 720 dpi x 720 dpi
Head transport speed: 200 mm / sec (bidirectional printing)
recoding media:
The fabric 1 in Table 3 is a polyester fabric and polyester tropical that have not been pretreated.
表4の塩ビはORAFOL社製のORAJET3650G−101である。 The vinyl chloride in Table 4 is ORAJET 3650G-101 manufactured by ORAFOL.
記録媒体加熱温度:印字面表面温度を表3、表4に示した。 Recording medium heating temperature: Table 3 and Table 4 show the print surface temperature.
評価画像は、ウエッジ画像、文字、及び、白抜き文字を用いた。 As the evaluation image, a wedge image, characters, and white characters were used.
評価環境は、20℃、相対湿度55%で行った。 The evaluation environment was 20 ° C. and relative humidity 55%.
(水性インク混じり評価)
画質はじきの有無や水性インク混じりにより発生するビーディング発生、小文字描画性を下記のように評価した
1:局所的なはじきが見られ、ビーディングも激しく、小文字描画できず
2:はじきはないが、ビーディングが目立ち、小文字描画できず
3:はじきはないが、ビーディングがごく僅かに見られ、小文字描画できるがやや不明瞭
4:はじき、ビーディングもなく、小文字描画できるが、白抜き文字の描画性がやや不明瞭
5:はじき、ビーディングもなく、小文字描画、白抜き文字の描画性も明瞭。
(Evaluation with water-based ink)
The image quality was evaluated by the presence or absence of beading and the occurrence of beading due to the presence of water-based ink and the lowercase drawing ability as follows: 1: Local repellency was observed, beading was severe, and lowercase letters could not be drawn 2: Although there was no repellency : Beading is conspicuous and lowercase letters cannot be drawn 3: There is no repelling, but beading is slightly seen and lowercase letters can be drawn, but it is slightly unclear 4: Repelling, no beading, lowercase letters can be drawn, but white letters 5: Slightly unclear 5: No repelling, no beading, clear drawing of small letters and white letters.
(摩擦耐性評価)
綿布(カナキン3号)に9Nの荷重をかけて画像表面をこすり、面布への着色を評価した。
(Friction resistance evaluation)
A 9N load was applied to cotton cloth (Kanakin No. 3), and the image surface was rubbed to evaluate the coloring of the face cloth.
1:5回こすりでも着色見られる
2:10回こすると着色見られるが、5回こすりなら着色はごくわずかである
3:15回こすると着色見られるが、10回こすりなら着色はごくわずかである
4:20回こすると着色見られるが、15回こすりなら着色はごくわずかである
5:20回こすっても着色はごくわずかである。
1: Color can be seen by rubbing 5 times 2: Color can be seen by rubbing 10 times, but coloring is negligible with rubbing 5 times 3: Coloration is seen by rubbing 15 times, but coloring is negligible when rubbing 10 times Yes 4: Color is visible after rubbing 20 times, but color is negligible after rubbing 15 times.
以上の各種評価結果を表3、表4に示す。 The above various evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
表3、表4に示した結果から明らかなように、本発明のインクジェット記録方法は、水性インク混じり、摩擦耐性の性能において優れていることが分かる。 As is clear from the results shown in Tables 3 and 4, it can be seen that the ink jet recording method of the present invention is superior in performance of mixing with water-based ink and friction resistance.
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