JP6642615B2 - 水性インクジェットインキ、および、印刷物の製造方法 - Google Patents
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Description
前記高分子化合物(B)のガラス転移温度が−100〜40℃であり、
前記水溶性有機溶剤(C)が、エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)と、25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)とを含み、かつ、1気圧下での沸点が240℃以上である水溶性有機溶剤の含有量が、水性インクジェットインキ全量に対し5質量%以下であり、
前記水溶性有機溶剤(C)の、1気圧下での沸点の加重平均値が130℃以上180℃未満であり(ここで、水溶性有機溶剤(C)の、1気圧下での沸点の加重平均値とは、それぞれの水溶性有機溶剤について算出した、1気圧下での沸点と、全水溶性有機溶剤(C)に対する質量割合との乗算値を、足し合わせることで得られる値である。)、
水性インクジェットインキ全量に対する、前記顔料(A)の含有量をWA(質量%)、前記高分子化合物(B)の含有量をWB(質量%)、前記エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)の含有量をWC1(質量%)、前記25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)の含有量をWC2(質量%)としたとき、前記WA、WB、WC1、およびWC2が、下記式(1)〜(5)の全てを満たす、水性インクジェットインキに関する。
3 ≦ WA ≦ 18 (1)
5 ≦ WB ≦ 25−WA (2)
10 ≦ WC1+WC2 ≦ 40 (3)
0.25 ≦ WC1/(WA+WB) ≦ 1.75 (4)
1.5 ≦ WC2/WC1 ≦ 5 (5)
前記2種類以上の水性インクジェットインキのそれぞれが、上記水性インクジェットインキであり、かつ
前記2種類以上の水性インクジェットインキの少なくとも1種類が、ホワイトインキである、水性インクジェットインキセットに関する。
前記インクジェットヘッドのノズル径が15〜25μmであり、かつ、前記インクジェットヘッドの設計解像度が600dpi以上である、水性インクジェットインキ印刷物の製造方法に関する。
本実施形態では、特に、非吸収性基材に対する印刷や難・非吸収性基材に対する高速印刷であっても、画像品質に優れた印刷物を得るべく、25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)(以下、単に「低表面張力溶剤(c2)」ともいう)と、界面活性剤(D)とを併用している。両者を併用することにより、難・非吸収性基材上であっても水性インキの液滴が好適に濡れ広がるとともに、液滴表面に配向する界面活性剤(D)により、前記液滴同士の合一が抑制される。その結果、抜け、色境界にじみ、および凝集むらのない、画像品質に優れた印刷物を得ることができる。
3 ≦ WA ≦ 18 (1)
5 ≦ WB ≦ 25−WA (2)
10 ≦ WC1+WC2 ≦ 40 (3)
0.25 ≦ WC1/(WA+WB) ≦ 1.75 (4)
1.5 ≦ WC2/WC1 ≦ 5 (5)
本実施形態の水性インキでは、顔料(A)として、無機顔料、および有機顔料のいずれも使用できる。無機顔料の一例として、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、アルミナホワイト、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、およびコバルトバイオレット、等が挙げられる。
本実施形態のインクジェットインキは、高分子化合物(B)を含む。なお、本明細書における「高分子化合物」とは、単位となる構造(モノマー)が共有結合を介してつながった化合物のうち、後述する方法により測定される重量平均分子量が1,000以上であるものを指す。
上記のように、本実施形態では、特定ジオール(c1)と低表面張力溶剤(c2)とを併用する。また両溶剤の配合量の合計(WC1+WC2)は、インキ全量に対して10質量%以上40質量%以下である。なおWC1+WC2の値は、15質量%以上35質量%以下であることがより好ましく、更に好ましくは20質量%以上33質量%以下である。WC1+WC2を10質量%以上とすることで、印刷基材上での水性インキの濡れ広がり性を確保し、抜けのない印刷物が得られる。また、40質量%以下とすることで乾燥性に優れたインキを得ることができる。更にWC1+WC2を上記範囲とすることで、吐出安定性にも優れたインキとなる。
本実施形態では、上記に例示した溶剤のうち、低表面張力溶剤(c2)として、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、3−エチル−1,2−ヘキサンジオール等の1,2−アルカンジオール;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イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル;3−メトキシ−1−ブタノール、および3−メトキシ−3−メチルブタノールからなる群から選択される少なくとも1種を含む溶剤が好適に使用できる。詳細は不明であるが、上記の溶剤は、顔料および高分子化合物の分散および/または溶解状態を破壊しにくいため、保存安定性および吐出性に優れたインキとなる。
本実施形態では、表面張力を調整し、基材、特に難・非吸収性基材上の濡れ広がり性を確保する目的で界面活性剤(D)を使用する。界面活性剤(D)としては、シロキサン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤、アクリル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤等、用途に合わせて様々なものが知られている。インキの表面張力を十分に下げ、優れた濡れ広がり性を確保するという観点から、シロキサン系界面活性剤および/またはアセチレン系界面活性剤を使用することが好ましい。界面活性剤の添加量としては、インキ全質量に対して0.5質量%以上5.5質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上5質量%以下、更に好ましくは1質量%以上4質量%以下である。0.5質量%以上とすることで界面活性剤としての機能を十分に発揮することができ、また、5.5質量%以下とすることで、インキの保存安定性および吐出安定性を好適なレベルに維持できる。
長期間のインキの安定性を維持するため、本実施形態における顔料(A)はインキ中に分散して使用される。顔料の分散方法には、酸化処理または樹脂被覆等により顔料を表面改質し、分散剤なしで分散させる方法、並びに界面活性剤または樹脂を分散剤として使用し分散させる方法がある。本実施形態では、印刷物の光沢を向上させ、より保存安定性および吐出性に優れたインキが得られる点から、顔料分散樹脂を使用して顔料(A)を分散することが好ましい。また顔料分散樹脂を使用する場合、前記顔料分散樹脂として高分子化合物(B)に相当する樹脂を用いてもよい。
本実施形態のインキに含まれる水としては、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。本実施形態の水の含有量は、インキ全量に対し20質量%以上90質量%以下であることが好ましい。
また本実施形態のインキは、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインキとするために、消泡剤、pH調整剤、防腐剤等の添加剤を適宜に添加することができる。これらの添加剤の添加量としては、インキの全質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好適である。
本実施形態のインキは単色で使用してもよいが、用途に合わせ、互いに色相の異なる2種類以上の水性インクジェットインキを組み合わせた水性インクジェットインキセット(以下、単に「インキセット」ともいう)の形態で使用することもできる。組み合わせは特に限定されないが、シアン、イエロー、およびマゼンタの3色を使用することでフルカラーの画像を得ることができる。また、ブラックインキを追加することで黒色感を向上させ、文字等の視認性を上げることができる。更にオレンジ、グリーン等の色を追加することで色再現性を向上させることも可能である。
上記したような成分からなる本実施形態のインキの調製方法としては、下記のような方法が挙げられるが、本実施形態は、これらに限定されるものではない。始めに、顔料(A)と、水と、必要に応じて顔料分散樹脂とを混合および撹拌した後、必要に応じて後述の分散手段を用いて分散処理を行い、また必要に応じて遠心分離処理を行うことで、顔料分散液を得る。なお前記顔料分散液の製造にあたり、必要に応じて、顔料分散樹脂に相当しない高分子化合物(B)、水溶性有機溶剤(C)、および/または界面活性剤(D)を添加してもよい。次に、前記顔料分散液に、高分子化合物(B)と、水溶性有機溶剤(C)と、界面活性剤(D)と、必要に応じてその他の成分を添加する。必要に応じて熱をかけながら、撹拌および混合したのち、濾過を行い本実施形態のインキとする。
一般に、インクジェットインキを印刷する方法として、インクジェットヘッドのノズルからインキを吐出させ、印刷基材上にインキ液滴を付着させる方法が用いられる。前記インクジェットヘッドが搭載され、印刷に利用されるインクジェットプリンターは、印刷様式によって大きく2種類に分類される。一方は、ヘッドがインキを吐出しながら印刷基材上を往復する「シャトルスキャンタイプ」であり、もう一方は、インキを吐出するヘッドの位置が固定され、印刷基材が前記ヘッドの下部を通過する際にインキを吐出する「ラインパスタイプ」である。
本実施形態のインキは、難・非吸収性基材に特に好適に用いることができる。上記の通り、本明細書における「難・非吸収性基材」とは、難吸収性紙基材や非吸収性基材等を総称する用語であり、水を吸収しない、もしくは吸収速度が遅い印刷基材のことである。具体的には、ブリストー法(J.TAPPI紙パルプ試験方法No.51−87)により測定した、水に対する吸収係数が0〜0.6ml/m2・msec1/2であるものが、難・非吸収性基材に該当する。なお上記の吸収係数は、例えば熊谷理機工業社製自動走査吸液計を用いることで測定することができる。具体的には上記装置と水を使用し、接触時間100〜1000ミリ秒の間で得られた水の吸液量(ml/m2)と接触時間の平方根(msec1/2)の関係図から、最小二乗法により求められる直線の勾配を吸収係数とする。
本実施形態の水性インキを、プラスチック基材に印刷した場合、必要に応じて、印刷面をコーティング処理することができる。前記コーティング処理の具体例として、コーティング用組成物の塗工または印刷;ドライラミネート法、無溶剤ラミネート法、押出しラミネート法、ホットメルトラミネート等によるラミネーションなどが挙げられ、いずれを選択してもよいし、両者を組み合わせてもよい。
顔料としてLIONOGEN BLUE FG−7358G(C.I.Pigment Blue 15:3、トーヨーカラー社製)を20部、顔料分散樹脂としてスチレンアクリル樹脂(スチレン:アクリル酸:ベヘニルメタクリレート=35:30:35(質量比)のランダム重合体、分子量:16,000、ガラス転移温度:75℃、酸価:250mgKOH/g)の水溶液(固形分20%)を15部、および水65部を混合した後、ディスパー(攪拌機)で予備分散処理を行った。なおスチレンアクリル樹脂の水溶液は、特開2012−188581号明細書、製造例2記載の方法を利用して調製した。
次いで、得られた混合物について、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した容積0.6Lのダイノーミルを用いて本分散処理を行い、シアン顔料分散液1を得た。
顔料をLIONOL YELLOW TT−1405G(C.I.Pigment Yellow 14、トーヨーカラー社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液1と同様の方法で、イエロー顔料分散液2を得た。
顔料をFASTOGEN Super Magenta RTS(C.I.Pigment Red122、DIC社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液1と同様の方法で、マゼンタ顔料分散液3を得た。
顔料をPrintex85(カーボンブラック、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液1と同様の方法で、ブラック顔料分散液4を得た。
顔料としてタイペークCR−90(酸化チタン、石原産業社製)を40部、シアン顔料分散液1の調製に用いた顔料分散樹脂の水溶液(固形分20%)を10部、および水50部を混合した後、ディスパーで予備分散処理を行った。
次いで、得られた混合物について、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した溶液0.6Lのダイノーミルを用いて本分散処理を行い、ホワイト顔料分散液5を得た。
攪拌機、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、イオン交換水40部と、乳化剤としてアクアロンKH−10(第一工業製薬社製)0.2部とを仕込んだ。一方、重合性モノマーとして、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.5部、アクリル酸ブチル83.2部、スチレン15.3部、スチレンスルホン酸ナトリウム1.0部と、イオン交換水53部と、乳化剤としてアクアロンKH−10(第一工業製薬製)1.8部とを、別途攪拌機で混合し、乳化液とした。
重合性モノマーとして、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.5部、アクリル酸ブチル65.0部、スチレン33.5部、スチレンスルホン酸ナトリウム1.0部を使用した以外は、バインダー樹脂1の場合と同様にして、バインダー樹脂2の水分散液(固形分40%)を得た。なお、バインダー樹脂1の場合と同様にして測定した、バインダー樹脂2のガラス転移温度は−9℃であった。
・ハイロス M−141(アクリル樹脂、星光PMC社製、ガラス転移温度15℃、固形分46%)
・NeoCryl A−1127(アクリル樹脂、DSM Coating Resins社製、ガラス転移温度5℃、固形分44%)
・ユリアーノW−600(アクリルウレタン樹脂、荒川化学工業社製、ガラス転移温度−55℃、固形分35%)
・ユリアーノW−321(ウレタン樹脂、荒川化学工業社製、ガラス転移温度−60℃、固形分34.5%)
・NeoRez R−600(ウレタン樹脂、DSM Coating Resins社製、ガラス転移温度−77℃、固形分33%)
・スーパーフレックス150(ウレタン樹脂、第一工業製薬社製、ガラス転移温度40℃、固形分30%)
・エリーテルKT−0507(ポリエステル樹脂、ユニチカ社製、ガラス転移温度−25℃、固形分25%)
・ハイロス QE−1042(スチレンアクリル樹脂、星光PMC社製、ガラス転移温度53℃、固形分40.5%)
・ビニブラン700(塩化ビニル樹脂、日信化学工業社製、ガラス転移温度70℃、固形分30%)
・1,3−PD:1,3−プロパンジオール
(沸点:214℃、表面張力:47.1mN/m)
・EG:エチレングリコール
(沸点:197℃、表面張力:48.4mN/m)
・1,2−HexD:1,2−ヘキサンジオール
(沸点:223℃、表面張力:25.9mN/m)
・1,2−PenD:1,2−ペンタンジオール
(沸点:210℃、表面張力:27.7mN/m)
・1,2−BD:1,2−ブタンジオール
(沸点:194℃、表面張力:31.6mN/m)
・1,2−PG:プロピレングリコール
(沸点:188℃、表面張力:35.1mN/m)
・MMB:3−メチル−3−メトキシブタノール
(沸点:174℃、表面張力:29.7mN/m)
・PGM:プロピレングリコールモノメチルエーテル
(沸点:121℃、表面張力:23.5mN/m)
・MB:3−メトキシ−1−ブタノール
(沸点:161℃、表面張力:28.9mN/m)
・PNP:プロピレングリコールモノプロピルエーテル
(沸点:150℃、表面張力:25.9mN/m)
・iPDG:ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル
(沸点:207℃、表面張力:29.9mN/m)
・BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
(沸点:230℃、表面張力:27.9mN/m)
・3−エチル−1,2−ヘキサンジオール
(沸点:244℃、表面張力:31.2mN/m)
・NMP:N−メチルピロリドン
(沸点:202℃、表面張力:40.3mN/m)
・2−ピロリドン
(沸点:245℃、表面張力:45.0mN/m)
・グリセリン
(沸点:290℃、表面張力:62.0mN/m)
シアン顔料分散液1を15.0部、バインダー樹脂1の水分散液(固形分40%)を17.5部(固形分換算で7.0部)、エチレングリコールを7.5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを22.5部、サーフィノール465を1.0部、順次混合容器に投入した後、インキ全体で100部になるように水を加えた。これら混合物をディスパーで十分に均一になるまで撹拌した後、得られた混合物を、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過し、ヘッドつまりの原因となる粗大粒子を除去することによって、インキ1Cを得た。
なお、上記シアン顔料分散液1に代えて、イエロー顔料分散液2、マゼンタ顔料分散液3、ブラック顔料分散液4をそれぞれ用いた以外は、全て上記インキ1Cと同様にして、インキ1Y、1M、および1Kを得た。
表1〜2に記載の配合に従い、インキ1C、1M、1Y、1Kの製造例と同様にして、インキ2〜72(それぞれC、Y、M、およびKの4色)を製造した。
ホワイト顔料分散液5を40部、バインダー樹脂1の水分散液(固形分40%)を17.5部(固形分換算で7.0部)、エチレングリコールを7.5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを22.5部、サーフィノール465を1.0部、順次混合容器に投入した後、インキ全体で100部になるように水を加えた。これら混合物をディスパーで十分に均一になるまで撹拌した後、得られた混合物を、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過し、ヘッドつまりの原因となる粗大粒子を除去することによって、インキ1Wを得た。
また表3に記載の配合に従い、インキ1Wの製造例と同様にして、インキ2W〜16Wを製造した。
作製したインキ1〜72(それぞれC、Y、M、およびKの4色)、ならびに、インキ1W〜16Wを用いて以下の評価を行った。なお、評価結果は表1〜3、5に示した通りである。
インキ1〜72の各色(それぞれC、Y、M、およびKの4色)、ならびに、インキ1W〜16Wについて、E型粘度計(東機産業社製TVE−20L)を用いて、25℃、回転数50rpmという条件で粘度を測定した。このインキを密閉容器に入れ、70℃の恒温機に保存し、経時促進させた後、再度上記装置を用いて粘度を測定し、経時前後でのインキの粘度変化を算出することで、インキの保存安定性を評価した。基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域である。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:4週間保存後の粘度変化率が±5%未満であった
A :2週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、4週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった
B :1週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、2週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった
C :1週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった
京セラ社製ヘッド(KJ4B−1200モデル、設計解像度1200dpi、ノズル径:20μm)を4個、印刷基材の搬送方向に並べて設置したインクジェット吐出装置を準備し、上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローのインキを充填した。また、印刷基材としてフタムラ化学社製FOR#20(2軸延伸ポリプロピレンフィルム、厚さ20μm)を準備した。
前記印刷基材をそれぞれ一定速度で搬送し、前記ヘッドの下部を通過させた。その際、周波数20kHz、1200×1200dpi、ドロップボリューム2.5pLの印刷条件で、各ヘッドからインキを吐出させ、5cm×5cmの印字率100%ベタパッチが色ごとに隣接した画像を印刷した。印刷後、印刷物を70℃のエアオーブンに速やかに投入し、2分間乾燥させることで、ベタパッチ印刷物を得た。得られた印刷物のベタの濃度(OD値)を、表面(インキ印刷面側)から測定し、発色性(画像濃度)の評価を行った。なお、測色にはX−rite社製 eXactスタンダード、観測光源:D50、観測視野:2°、濃度:ステータス E、白色基準:Abs、測定モード:M0を用いた。評価基準は下表4の通りであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
評価2Aで使用したものと同じインクジェット吐出装置を使用し、インキ1W〜16Wをそれぞれ充填した。また、印刷基材としてフタムラ化学社製FOR#20を準備した。そして、評価2Aと同じ印刷条件にて、5cm×5cmの印字率100%ベタパッチ印刷物を作製した。
得られたインキ1W〜16Wのベタパッチ印刷物のそれぞれを、評価2Aで作製した、インキ1Kのベタパッチ印刷物の上に重ね、前記評価2Aと同様の測色条件にて明度(L*値)を測定することで、隠蔽性(ホワイトインキの画像明度)の評価を行った。評価基準は下記の通りであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。
AA:明度(L*)値が75以上であった
A :明度(L*)値が67以上75未満であった
B :明度(L*)値が60以上67未満であった
C :明度(L*)値が60未満であった
評価2Aおよび評価2Bで作製したベタパッチ印刷物を用い、抜け度合をルーペおよび目視で確認することで、抜けの評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:ルーペおよび目視で抜けが見られなかった
A :ルーペでは僅かに抜けが見られたが、目視で抜けが見られなかった
B :目視で僅かに抜けが見られた
C :目視で明らかに抜けが見られた
評価2Aで作製したベタパッチ印刷物を用い、各色間の境界にじみの度合をルーペおよび目視で確認することで、境界にじみを評価した。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。
AA:ルーペおよび目視で色間の境界にじみが見られなかった
A :ルーペでは僅かに色間の境界にじみが見られたが、目視では見られなかった
B :目視で僅かに色間の境界にじみが見られた
C :目視で明らかに色間の境界にじみが見られた
評価2Aおよび評価2Bと同様の印刷条件、および、印刷基材としてフタムラ化学社製FOR#20を用い、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、およびホワイトの色ごとに、印字率10%から100%まで10%刻みとなるようなグラデーションパターンを印刷した。印刷後、70℃エアオーブンに速やかに投入し、2分間乾燥させることで、グラデーション印刷物を得た。印字率20%、50%、および80%の印刷部分の凝集むらの度合をルーペおよび目視で確認することで、凝集むらの評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:印字率20、50、80%のいずれの箇所においても、ルーペおよび目視で凝集むらが見られなかった
A :印字率20、50、80%のいずれか1箇所以上において、ルーペでは凝集むらが見られたが、目視では見られなかった
B :印字率20、50、80%のいずれか1箇所以上において、目視で僅かに凝集むらが見られた
C :印字率20、50、80%のいずれか1箇所以上において、目視で明らかに凝集むらが見られた
評価2Aと同様の印刷条件、および、印刷基材としてフタムラ化学社製FOR#20を用い、シアン、マゼンタ、およびイエローそれぞれの印字率100%ベタを掛け合わせた、印字率300%ベタ画像を印刷した。印刷後、70℃エアオーブンに速やかに投入し、所定の時間加熱させた後、印刷物を指で触ることで、印刷物の乾燥性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。
AA:オーブン投入から10秒後に指で触っても、インキが指に付着しなかった
A :オーブン投入から10秒後は指にインキが付着したが、15秒後には付着しなかった
B :オーブン投入から15秒後は指にインキが付着したが、20秒後には付着しなかった
C :オーブン投入から20秒後でも指にインキが付着した
評価2Aで使用したものと同じインクジェット吐出装置を使用し、インキ1〜72の各色(それぞれC、Y、M、およびKの4色)、ならびに、インキ1W〜16Wをそれぞれ充填した。また、印刷基材として、フタムラ化学社製FOR#20を用い、色ごとに20cm×2cmの100%ベタ画像を印刷した。印刷後、70℃のエアオーブンに速やかに投入し、2分間乾燥させることで、ベタ印刷物を得た。
このベタ印刷物を、被摩擦用綿布(金巾3号)をセットした学振型耐摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製)にセットし、200gの荷重をかけながら10回往復した後、印刷物表面のインキの剥がれ具合や、金巾3号へのインキ付着具合を目視で確認し、耐擦過性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:印刷物表面に変化はなく、また金巾3号への色移りも見られなかった
A :印刷物表面に変化は見られないが、金巾3号への色移りが確認された
B :印刷物表面に傷が見られ、金巾3号への色移りも確認された
C :印刷物表面が擦り取られ、フィルム基材が露出する箇所が存在した
評価7と同様の印刷条件および評価インキにて、印刷基材としてフタムラ化学社製FOR#20およびフタムラ化学社製FE2001#16(ポリエステルフィルム)を用い、ベタ印刷物を作製した。
この印刷物に対し、フィルム基材を破断しないようにしながら、それぞれが2mm四方の正方形となるよう、10×10マスの碁盤目状の切り込みを入れた。この切り込みを覆うように、セロハンテープ(ニチバン社製)を強く圧着させたのち、印刷物に垂直の方向に一気に剥がした。そして、基材から印刷物の層が剥離したマス数を目視にて確認することで、基材密着性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:100マス全てが、全く基材から剥離しなかった。
A:100マス中、90マス以上100マス未満が基材から剥離しなかった
B:100マス中、80マス以上90マス未満が基材から剥離しなかった
C:100マス中、基材から剥離しなかったマス数が80マス未満であった
評価2Aと同様の印刷装置に、下記に示す2種類のインクジェットヘッドを、それぞれ5個搭載した。その後、上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、およびホワイトのインキをそれぞれ充填した。充填後、ノズルチェックパターンを印刷し(ドロップボリューム:ヘッドA:5pL、ヘッドB:2.5pL)、全ノズルからインキが正確に吐出していることを確認した後、25℃の環境下で所定時間吐出せずに待機させ、再度ノズルチェックパターンを印刷した。待機後にノズル抜けが起こっていたかを目視確認することで、間欠吐出性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。なお表1〜2には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:3時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかった
A :2時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかったが、3時間待機させた後に印刷するとノズル抜けが発生した
B :1時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかったが、2時間待機させた後に印刷するとノズル抜けが発生した
C :1時間待機させた後に印刷するとノズル抜けが1〜9本発生していた
ヘッドA:京セラ社製ヘッド(KJ4B−QAモデル、設計解像度600dpi、ノズル径:25μm)
ヘッドB:京セラ社製ヘッド(KJ4B−1200モデル、設計解像度1200dpi、ノズル径:20μm)
ノズル径15μmのノズルを有する評価用ヘッドがセットされた、クラスターテクノロジー社製パルスインジェクターにマゼンタインキをそれぞれ充填した。インキが正常に吐出することを確認した後、25℃の環境下で所定時間パルスインジェクターを待機させた。その後、1滴吐出を行う駆動波形信号を4回送信したのち、速やかにノズルの下部にフタムラ化学社製FOR#20を敷き、再度1滴吐出を行う駆動波形信号を1回送信した。その際に、FOR#20上にインキ液滴が正常に吐出されているかを確認することで、間欠吐出性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、およびB評価が実用可能領域とした。なお、同様の試験をノズル径25μm、およびノズル径40μmのノズルを有する評価用ヘッドでも行った。
AA:3時間待機させた後でもFOR#20上にインキが吐出された
A :2時間待機後にはFOR#20上にインキが吐出されたが、3時間待機後には吐出されなかった
B :1時間待機後にはFOR#20上にインキが吐出されたが、2時間待機後には吐出されなかった
C :1時間待機後でもFOR#20上にインキが吐出されなかった
評価9Aと同様の印刷装置に、上記インクジェットヘッドAまたはBをそれぞれ搭載し、マゼンタインキ(Mインキ)またはホワイトインキ(Wインキ)をそれぞれ充填した。充填後、ノズルチェックパターンを印刷し(ドロップボリューム:ヘッドA:5pL、ヘッドB:2.5pL)、全ノズルからインキが正確に吐出していることを確認した後、25℃の環境下で1週間、ヘッドキャップ無しで印刷装置を待機させた。1週間後、充填されたものと同じインキを、約10mLパージしたのち、ノズル面に付着したインキを掻き取るという、一般的なメンテナンス操作を1回実施した。その後、再度ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けの有無を確認した(ノズルチェック1)。
前記ノズルチェック1でノズル抜けが確認されたものについては、インクジェットヘッド内のインキを全て抜き取ったのち、洗浄液200mLをパージし、ノズル面に付着した洗浄液を掻き取るという、強力なメンテナンス操作を1回実施した。その後、再度同じインキをインクジェットヘッドに充填したのち、ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けを確認した(ノズルチェック2)。なお上記洗浄液として、各インキに含まれる水溶性有機溶剤(C)のうち最も配合量の多いもの以外の成分を、全て水に置き換えたものを使用した。具体例を挙げると、インキ1Cの洗浄液は、プロピレングリコールモノメチルエーテル22.5質量%と、水77.5質量%との混合溶液となる。
上記ノズルチェック1、およびノズルチェック2における、ノズル抜けの有無を確認することで、長期待機時のノズル閉塞性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AおよびB評価が実用可能領域とした。
A:ノズルチェック1でノズル抜けが全くなかった
B:ノズルチェック1ではノズル抜けがあったが、ノズルチェック2ではノズル抜けが全くなかった
C:ノズルチェック2でノズル抜けがあった
評価2Aで使用したものと同じインクジェット吐出装置を使用し、表5に示したブラックインキ(Kインキ)およびホワイトインキ(Wインキ)を、前記表5に記載した色が上流側になるようにして充填した。印刷基材としてフタムラ化学社製FOR#20を準備し、評価2Aと同様の方法で、前記インキをそれぞれ吐出した。
その際、Kインキは、平仮名と漢字の混ざった4ポイントおよび6ポイントのMS明朝体からなる文字画像を、またWインキは、印字率100%の白ベタ画像を印刷した。また下流側に充填したインキによる画像が、上流側に充填したインキによる画像の上に重なるように印刷した。印刷後速やかに、前記印刷物を70℃エアオーブンに投入し2分間乾燥させ、文字・白ベタ印刷物を作成した。
得られた文字・白ベタ印刷物を、表5に記載した観察面から目視で観察し、鮮明・視認性を評価した。評価基準は以下の通りであり、AA、AおよびB評価が実用可能領域とした。
AA:4ポイントおよび6ポイントの文字がいずれも鮮明で、明瞭に判読できた。
A :4ポイントの文字がやや鮮明性に劣るものの十分に判読でき、また6ポイントの文字は鮮明で、明瞭に判読できた。
B :4ポイントの文字は鮮明性に劣り判読できなかった。一方6ポイントの文字はやや鮮明性に劣るものの、十分に判読できた。
C :4ポイント、6ポイントの文字がいずれも鮮明性に劣り、判読できなかった。
比較例1および比較例21は、インキ全量に対する顔料(A)の含有量(WA)が3質量%未満の系であり、発色性や隠蔽性が悪い結果となった。逆に、比較例22はWAが18質量%を超える系であり、保存安定性、微小なノズル径を有するヘッドを用いた際の間欠吐出性、および基材密着性が悪く、また、ノズル閉塞が観察された。また、高分子化合物Bのガラス転移温度が好適な範囲外である比較例4、5についても、基材密着性の不良が観察された。
Claims (7)
- 顔料(A)と、高分子化合物(B)と、水溶性有機溶剤(C)と、界面活性剤(D)とを含む水性インクジェットインキであって、
前記高分子化合物(B)のガラス転移温度が−100〜40℃であり、
前記水溶性有機溶剤(C)が、エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)と、25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)とを含み、かつ、1気圧下での沸点が240℃以上である水溶性有機溶剤の含有量が、水性インクジェットインキ全量に対し5質量%以下であり、
前記水溶性有機溶剤(C)の、1気圧下での沸点の加重平均値が130℃以上180℃未満であり(ここで、水溶性有機溶剤(C)の、1気圧下での沸点の加重平均値とは、それぞれの水溶性有機溶剤について算出した、1気圧下での沸点と、全水溶性有機溶剤(C)に対する質量割合との乗算値を、足し合わせることで得られる値である。)、
水性インクジェットインキ全量に対する、前記顔料(A)の含有量をWA(質量%)、前記高分子化合物(B)の含有量をWB(質量%)、前記エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)の含有量をWC1(質量%)、前記25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)の含有量をWC2(質量%)としたとき、前記WA、WB、WC1、およびWC2が、下記式(1)〜(5)の全てを満たす、水性インクジェットインキ。
3 ≦ WA ≦ 18 (1)
5 ≦ WB ≦ 25−WA (2)
10 ≦ WC1+WC2 ≦ 40 (3)
0.25 ≦ WC1/(WA+WB) ≦ 1.75 (4)
1.5 ≦ WC2/WC1 ≦ 5 (5) - 前記25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)が、炭素数3〜6の1,2−アルカンジオールを含む、請求項1記載の水性インクジェットインキ。
- 前記エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)が、エチレングリコールを含む、請求項1または2記載の水性インクジェットインキ。
- 前記界面活性剤(D)の含有量が、水性インクジェットインキ全量中0.5〜5.5質量%である、請求項1〜3いずれか記載の水性インクジェットインキ。
- 互いに色相の異なる、2種類以上の水性インクジェットインキを備える水性インクジェットインキセットであって、
前記2種類以上の水性インクジェットインキのそれぞれが、請求項1〜4いずれか記載の水性インクジェットインキであり、かつ
前記2種類以上の水性インクジェットインキの少なくとも1種類が、ホワイトインキである、水性インクジェットインキセット。 - 請求項1〜4いずれか記載の水性インクジェットインキ、または、請求項5記載の水性インクジェットインキセットを、インクジェットヘッドから吐出して印刷基材に付着させる工程と、前記水性インクジェットインキが付着した印刷基材を乾燥させる工程とを有する、水性インクジェットインキ印刷物の製造方法であって、
前記インクジェットヘッドのノズル径が15〜25μmであり、かつ、前記インクジェットヘッドの設計解像度が600dpi以上である、水性インクジェットインキ印刷物の製造方法。 - 請求項1〜4いずれか記載の水性インクジェットインキ、または、請求項5記載の水性インクジェットインキセットを、基材に印刷してなる印刷物。
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