JP6501651B2 - 非水系インクジェット印刷方法 - Google Patents
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Description
本発明で使用する第一の非水系インクは、非水系顔料インクとして用いられるものであり、着色顔料、アミノ基を有する水溶性樹脂および非水系溶剤を少なくとも含んでなり、必要に応じて、顔料分散剤、非水溶性樹脂等の他の成分を含有してもよい。
第一の非水系インクに含まれる顔料としては、着色顔料が使用され、具体的には、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料、染付レーキ顔料等の有機顔料、及び、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、ジオキシサジン系顔料、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。カーボンブラックの具体例としては、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
非水系溶剤としては、第一の非水系インクのビヒクルを構成できるものであれば良く、非極性有機溶剤及び極性有機溶剤の何れも使用できる。これらは、単独で使用してもよく、組み合わせて使用することもできる。なお、本発明において、非水系溶剤としては、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合しない非水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
本発明の第一の非水系インクは、アミノ基を有する水溶性樹脂を含む。本発明では、第一の非水系インクにアミノ基を有する水溶性樹脂を含有させることで、着色顔料や第二の非水系インクに含まれるシリカ等の無機粒子の滲みや裏抜けを防止することができる。例えば、第一の非水系インクにおいては、上記着色顔料表面の置換基(カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基などの酸性置換基)と、上記水溶性樹脂のアミノ基が結合することで、第一の非水系インクに含まれる着色顔料が非水系溶剤とともに印刷媒体に浸透するのが阻止され、さらに第二の非水系インクを重ねて印刷することで、上記無機粒子表面の置換基(カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基などの酸性置換基)と上記水溶性樹脂のアミノ基が結合し、よりいっそう滲みや裏抜けが強く抑えられるものと推測される。同時に、第二の非水系インクに含まれるカーボンブラック等の着色顔料やシリカ等の無機粒子が非水系溶剤とともに印刷媒体に浸透して滲みや裏抜けを発生させるのが抑制されるものと推側される。
本発明に係る第一の非水系インクには、着色顔料の分散安定性を確保するため、顔料分散剤を含有させることが好ましい。
本発明で使用できる顔料分散剤としては、顔料を非水系溶剤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、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエステルポリアミン、ステアリルアミンアセテート、β−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有するアルキルアクリルポリマー等が好適に使用され、そのうち、アミノ基を有する化合物、特にアミノ基を有する高分子分散剤を使用するのが好ましい。
第一の非水系インクには、上記各成分に加えて、慣用の添加剤が含まれていてよい。添加剤としては、界面活性剤、例えばアニオン性、カチオン性、両性、またはノニオン性の界面活性剤、酸化防止剤、例えばジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸プロピル、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、及びノルジヒドログアヤレチック酸等が挙げられる。
第一の非水系インクの粘度は、インクジェット記録システム用の場合、吐出ヘッドのノズル径や吐出環境等によってその適性範囲は異なるが、一般に、23℃において5〜30mPa・sであることが好ましく、5〜15mPa・sであることがより好ましく、約10mPa・s程度であることが、インクジェット記録装置用として適している。
第一の非水系インクの調製方法は、特に制限されず、例えば、非水系溶剤に着色顔料、水溶性樹脂及び必要に応じて他の成分を一括又は分割して混合し、ビーズミル等の顔料分散装置に投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等のろ過装置に通すことにより調製することができる。
本発明で使用する第二の非水系インクは、着色顔料、無機粒子および非水系溶剤を少なくとも含んでなり、必要に応じて、他の成分を含有してもよい。
非水系溶剤としては、第二の非水系インクのビヒクルを構成できるものであればよく、上記第一の非水系インクについて記載した非水系溶剤を使用することができる。このうち、非極性有機溶剤、特に、脂肪族炭化水素溶剤、脂環式炭化水素溶剤、芳香族炭化水素溶剤等の石油系炭化水素溶剤等を使用することが好ましい。
着色顔料としては、印刷インクに使用されているものであれば特に制限なく使用でき、上記第一の非水系インクについて記載した着色顔料を使用できる。なお、第二の非水系インクに含まれる着色顔料は、第一の非水系インクに含まれる着色顔料と同色のものであることが好ましく、同一の着色顔料であることがより好ましい。
第一の非水系インク中に含まれる着色顔料の含有量と、第二の非水系インク中における着色顔料の含有量との質量比は、印刷濃度と階調性のバランスの観点から、1:0.05〜1:0.5であることが好ましく、1:0.15〜1:0.3であることが一層好ましい。
無機粒子としては、第一の非水系インクで用いられる着色顔料よりも着色力が低いものを使用できる。なお、この無機粒子には、第二の非水系インクに含まれる上記着色顔料は含まれない。無機粒子としては、例えば、タルク、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、アルミナホワイト、シリカ、カオリン、マイカ、酸性白土、活性白土、ベントナイト等の体質顔料を用いることができ、これらの2種以上を併用してもよい。このうち、印刷濃度の向上の点から、シリカが好ましい。
第二の非水系インク中には、必要に応じて、顔料分散剤、酸化防止剤、防腐剤等を含有させることができる。顔料分散剤としては、第一の非水系インクについて上記したものを使用することができる。
第二の非水系インクの性状は、第一の非水系インクについて述べたものがそのまま当てはまる。
第二の非水系インクの調製方法は、特に制限されず、例えば、非水系溶剤に着色顔料、無機粒子及び必要に応じて他の成分を一括又は分割して混合し、ビーズミル等の顔料分散装置に投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等のろ過装置に通すことにより調製することができる。着色顔料の分散液と無機粒子の分散液を別々に調整し、分散後に混合してもよい。
本発明のインクジェット印刷方法は、印刷媒体上に、第一の非水系インクを用いてインクジェット記録方式により画像を印刷した後、前記画像に重ねて第二の非水系インクを用いてインクジェット記録方式により画像を印刷することにより実施することができる。ここで、「前記画像に重ねて」とは、第一の非水系インクで形成された画像の少なくとも1部と、第二の非水系インクで形成された画像の少なくとも一部が重なること意味する。
ている。上流側のノズル列28Uと下流側のノズル列28Dとは、用紙の搬送方向(左右方向)に並列配置されている。また、ノズル列28Uのノズル30とノズル列28Dのノズル30とが、主走査方向に半ピッチ(P/2)分だけずれるように配置されている。
を、図4において一点鎖線で囲んで示す。
着色顔料、顔料分散剤、非水系溶剤及び水溶性樹脂を表1に示す割合で混合し、ジルコニアビーズ(直径0.5mm)を充填率85%にて充填したダイノーミル((株)シンマルエンタープライゼス製)により滞留時間15分間の条件で分散することで、第一の非水系インクK1〜K3を作製した。
・黒顔料:三菱化学(株)製カーボンブラック、MA8(商品名)。
・シアン顔料:DIC(株)製銅フタロシアニン顔料、Fastogen Blue 5486(商品名)。
・顔料分散剤:日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース13940(商品名)(有効成分率30%)。
・石油系炭化水素溶剤:東燃ゼネラル石油(株)製脂肪族炭化水素溶剤(イソパラフィン系)、アイソパーG(商品名)。
・脂肪酸エステル系溶剤:花王(株)製オレイン酸メチル、エキセパールM-OL(商品名)。
・ポリエチレンイミン:(株)日本触媒製、エポミンSP−012(商品名)(重量平均分子量1200)。
・ポリアリルアミン:ニットーボーメディカル(株)製、PAA−01(商品名)(数平均分子量1600)
シリカ、着色顔料、顔料分散剤及び非水系溶剤を表2に示す割合で混合し、ジルコニアビーズ(直径0.5mm)を充填率85%にて充填したダイノーミル((株)シンマルエンタープライゼス製)により滞留時間15分間の条件で分散することで、第二の非水系インクS1〜S6を作製した。
・シリカ:日本アエロジル(株)製、アエロジルR104(商品名)(一次粒子径12nm、比表面積200m2/g)。
・黒顔料:三菱化学(株)製カーボンブラック、MA8(商品名)。
・シアン顔料:DIC(株)製銅フタロシアニン顔料、Fastogen Blue 5486(商品名)。
・顔料分散剤:日本ルーブリゾール(株)製、ソルスパース13940(商品名)(有効成分率30%)。
・石油系炭化水素溶剤:東燃ゼネラル石油(株)製脂肪族炭化水素溶剤(イソパラフィン系)、アイソパーG(商品名)。
・脂肪酸エステル系溶剤:花王(株)製オレイン酸メチル、エキセパールM-OL(商品名)。
表3に示す第一の非水系インクをインクジェットプリンタ「オルフィスX9050」(商品名:理想科学工業(株)製)に装填し、表3に示す第二の非水系インクを同プリンタに装填した。第一の非水系インクを用いて表3に示す解像度で普通紙「理想用紙薄口」(商品名:理想科学工業(株)製)に対して画像の印刷を行うとともに、第二の非水系インクを用いて表3に示す解像度で前記画像に重ねて印刷した。第一の非水系インク及び第二の非水系インクは、マルチドロップ方式により液滴量を変更した。第一のインクが吐出された約0.05秒に第二のインクを吐出している。得られた印刷物の印刷濃度、グラデーション、ハイライト、粒状性を下記方法で評価した。なお、第一の非水系インクと第二の非水系インクを同じ解像度で印刷した場合は、図2のようなドット配置で印刷し、第一の非水系インクと第二の非水系インクを異なる解像度で印刷した場合は、図5のようなドット配置で印刷し、何れの場合も、1ドット当たりの第一及び第二の非水系インクの吐出量を図5と同様にして6階調で画像を印刷した。結果を表3に示す。
上記6階調のうち最も印刷濃度が高くなる領域の画像の表面のOD値を、光学濃度計(RD920、マクベス社製)を用いて測定し、以下の基準で評価した。
印刷濃度(OD)
A:1.10≦OD
B:1.05≦OD<1.10
C:1.00≦OD<1.05
D:0.95≦OD<1.00
E:OD<0.95
上記6階調での印刷濃度とインク吐出量との関係をグラフにプロットし、最小二乗法により線形近似したときの相関係数(R2値)から評価した。
A: 0.966≦R2値
B: 0.962≦R2値<0.966
C: 0.958≦R2値<0.962
D: 0.954≦R2値<0.958
E: R2値<0.954
上記グラデーション(滑らかさ)の評価に用いた印刷物の画像を目視観察し、以下の基準で評価した。
ハイライト
A:ハイライト部でムラが発生していない
B:ハイライト部でムラが確認できるが極軽微である
C:ハイライト部でムラが確認できるが、通常使用では支障がないレベルである
D:ハイライト部でムラが容易に確認できるが、文字文書の場合は支障がないレベルである
E:ハイライト部でのムラが顕著であり、実使用上問題となるレベルである
上記グラデーション(滑らかさ)の評価に用いた印刷物の画像を目視観察し、以下の基準で評価した。
粒状性
A:粒状感がなく、非常になめらかなレベル
B:粒状感がややあるが、通常使用上は問題なし。
C:粒状感がありざらついて見えるが、文字文書の場合は支障なし。
D:粒状感が著しく、非常にざらついて見える。
Claims (4)
- 着色顔料、アミノ基を有する水溶性樹脂および非水系溶剤を少なくとも含んでなる第一の非水系インクを用いてインクジェット記録方式により画像を印刷した後、前記画像に重ねて第二の非水系インクを用いてインクジェット記録方式により画像を印刷する非水系インクジェット印刷方法であって、前記第二の非水系インクが、着色顔料、無機粒子および非水系溶剤を少なくとも含んでなり、前記第二の非水系インク中における着色顔料の含有量が、前記第一の非水系インク中における着色顔料の含有量よりも少ない、非水系インクジェット印刷方法。
- 前記第一の非水系インクは、前記第二の非水系インクよりも高い解像度で印刷される、請求項1に記載の方法。
- 前記第一の非水系インク及び前記第二の非水系インクは、マルチドロップ方式により液滴量を変更している、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第一の非水系インクに含まれる着色顔料の含有量と、前記第二の非水系インクに含まれる着色顔料の含有量との質量比は、1:0.05〜1:0.5である、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。
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