JP7188614B2 - インクジェット用水性組成物、水性インク、水性プライマー、水性洗浄液、水性保存液及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット用水性組成物、水性インク、水性プライマー、水性洗浄液、水性保存液及びインクジェット記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット用水性組成物、水性インク、水性プライマー、水性洗浄液、水性保存液及びインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク液滴を被記録部材に直接吐出し、付着させて文字や画像を得る記録方式である。この方式によれば、使用する装置の騒音が小さく、操作性がよいという利点を有するのみならず、カラー化が容易であり、且つ被記録部材として普通紙を使用することができるという利点があるため、オフィスや家庭での出力機として広く用いられている。
一方、産業用途においても、インクジェット技術の向上によりデジタル印刷の出力機としての利用が期待され、溶剤インキやUVインキによる非吸収性の基材(PVC、PETなどのプラスチック基材)に対しても印刷が可能な印刷機が実際に市販されてきた。しかし、近年、環境面への対応といった点から水性インキの需要が高まっている。
インクジェットヘッドの分野においては、微小かつ高精細なヘッドを容易に製造可能な点から、MEMS技術を使用したインクジェットヘッドの需要が拡大しており、今後も益々増加するものと考えられる。しかし、該ヘッドは主にシリコン部材にて構成されているため、インク(特にアルカリ成分)との接液により溶出・劣化し、吐出信頼性低下などに繋がることが知られている。そのため、MEMSヘッドを劣化させない水性インクジェットインクが求められている。
従来の水性インクジェットインクとして、例えば、少なくとも一部がシリコン材料により形成されてなるインク流路を有するインクジェット方式の記録ヘッドに用いられる水性保存液であって、インクが充填されていないときにインク流路に充填される、シリコーンオイルを含有する水性保存液が開示されている(特許文献1)。また、循環型インクジェットヘッドから、ケイ酸化合物から選ばれる少なくとも一種を含むインク組成物を吐出する工程を含む画像形成方法において、インク組成物が、ケイ酸化合物として水可溶性のケイ酸塩及びコロイダルシリカ等を含有することが開示されている(特許文献2)。更に、少なくとも有機溶剤、界面活性剤、水を含有し、有機溶剤として少なくとも(A)沸点が100~180℃である水溶性の有機溶剤と、(B)沸点が200~280℃且つ表面張力が20~30mN/m以下である有機溶剤とを含み、界面活性剤としてポリシロキサン系界面活性剤を0.5~3重量%含む水性インクジェット用インキが開示されている(特許文献3)。
特開2016-172351号公報 特開2011-063000号公報 特開2014-205768号公報
しかしながら、上記特許文献1では、シリコーンオイルを含有する水性保存液をインク流路から排出した後に水性インクを充填するため、インク流路に水性インクが流れたときに、該インク流路のシリコン材料に吸着したシリコーンオイルが水性インクによって溶解し、その結果徐々にシリコン材料が溶出する虞があり、シリコン溶解の抑制が十分とは言えない。また、水性インクをインク流路に導入する前に水性保存液を当該インク流路に導入する必要があるため、工程負荷が掛かる。
上記特許文献2では、インク組成物がケイ酸化合物として水可溶性のケイ酸塩(例えば、ケイ酸のアルカリ金属塩及びケイ酸のアンモニウム塩)及びコロイダルシリカを含有することが開示されている程度であり、ポリシロキサン系界面活性剤を含有することは開示されていない。
また、上記特許文献3では、水性インクジェット用インキが一般的なポリシロキサン系界面活性剤を含有することが開示されている程度であり、また、インク流路を形成するシリコン部材の腐食防止についての開示、示唆は無い。
本発明の目的は、インク流路を形成するシリコン部材の劣化或いは腐食を十分且つ容易に防止することができるインクジェット用水性組成物、水性インク、水性プライマー、水性洗浄液、水性保存液及びインクジェット記録装置を提供することにある。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、シロキサン構造(-Si-O-)の繰り返し数が所定範囲内である特定のポリシロキサン化合物を含むインクジェット用水性組成物を用いることにより、シリコン部材の劣化或いは腐食を十分且つ容易に抑制することができることを見出した。また、インクジェット用水性組成物がインクやバインダー、洗浄液、保存液等の液体に含有されることで上記作用効果が容易に得られることから、シリコン部材で形成されるMEMSヘッドなどのインクジェットヘッドの多様化が進んだ場合にも、インク設計の自由度を増大させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
[1]水性媒体と、界面活性剤と、を含有し、
前記界面活性剤は、シロキサン構造(-Si-O-)の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む、インクジェット用水性組成物。
[2]前記ポリシロキサン化合物が、下記一般式(1)又は一般式(2)で表される、上記[1]に記載のインクジェット用水性組成物。
Figure 0007188614000001
・・・(1)
(式中、5≦2+a+b(2+a)≦1000、aは1~500の整数、bは0~10の整数を示す。R1はアルキル基又はアリール基を示す。R2は下記(A),(B),(C),(D)うちのいずれかの置換基で示され、R2のうち、少なくとも1つは(A)を含む。
(A)
Figure 0007188614000002
(cは1~20の整数、dは0~50の整数、eは0~50の整数を示す。R3は水素原子又はアルキル基を示す。R4は水素原子、アルキル基、アシル基のうちのいずれかを示す。)
(B)
Figure 0007188614000003
(fは2~20整数を示す。R5は水素原子、アルキル基、アシル基、ジメチルプロピル骨格を有するエーテル基のうちのいずれかを示す。)
(C)
Figure 0007188614000004

(gは2~6の整数、hは0~20の整数、iは1~50の整数、jは0~10の整数、kは0~10の整数を示す。R6は水素原子、アルキル基、アシル基のうちのいずれかを示す。)
(D)アルキル基、またはアリール基)
Figure 0007188614000005
・・・(2)
(式中、5≦2+l≦82、lは10~80の整数を示す。R7は下記(E)の置換基で示される。)
(E)
Figure 0007188614000006
(mは1~6の整数、nは0~50の整数、oは0~50の整数であり、n+oは1以上の整数で示される。R8は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基、または(メタ)アクリル基である。))
[3]上記[1]又は[2]に記載のインクジェット用水性組成物と、
色材と、を含有する、インクジェット用水性インク。
[4]前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記インクジェット用水性インクの全量に対して、0.05質量%以上2.0質量%以下である、上記[3]に記載のインクジェット用水性インク。
[5]バインダー樹脂を更に含有する、上記[3]に記載のインクジェット用水性インク。
[6]前記バインダー樹脂が、変性ポリオレフィンを含む、上記[5]に記載のインクジェット用水性インク。
[7]pH調整剤と、保湿剤と、アセチレン系界面活性剤と、ワックス樹脂と、を更に含有する、上記[4]~[6]のいずれかに記載のインクジェット用水性インク。
[8]上記[1]又は[2]に記載のインクジェット用水性組成物を含有する、インクジェット用水性プライマー。
[9]前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記インクジェット用水性プライマーの全量に対して、0.05質量%以上5.0質量%以下である、上記[8]に記載のインクジェット用水性プライマー。
[10]バインダー樹脂を更に含有する、上記[8]に記載のインクジェット用水性プライマー。
[11]pH調整剤と、保湿剤と、アセチレン系界面活性剤と、を更に含有する、上記[8]に記載のインクジェット用水性プライマー。
[12]上記[1]又は[2]に記載のインクジェット用水性組成物を含有する、インクジェット用水性洗浄液。
[13]前記ポリシロキサン化合物の含有量が、インクジェット用水性洗浄液の全量に対して、0.05質量%以上10質量%以下である、上記[12]に記載のインクジェット用水性洗浄液。
[14]上記[1]又は[2]に記載のインクジェット用水性組成物を含有する、インクジェット用水性保存液。
[15]前記ポリシロキサン化合物の含有量が、インクジェット用水性保存液の全量に対して、0.05質量%以上10質量%以下である、上記[14]に記載のインクジェット用水性保存液。
[16]上記[1]又は[2]に記載のインクジェット用水性組成物が導入されるインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置であって、
前記インクジェットヘッドは、前記インクジェット用水性組成物が供給されるインク流路と、前記インク流路に接続されたノズルと、前記ノズルの先端に設けられたインク吐出口と、を有し、
前記インクジェットヘッドの前記インク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)の垂線と被記録部材とが交わる位置(y)までの距離Lが1mm以上である、インクジェット記録装置。
[17]前記インク流路、前記ノズル及び前記インク吐出口が、Si基板に一体的に成形されており、
前記インク吐出口を有する前記面(x)が、前記Si基板の一方の主面に形成されている、上記[16]に記載のインクジェット記録装置。
本発明によれば、インク流路を形成するシリコン部材の劣化或いは腐食を十分且つ容易に抑制することができる。
図1は、本実施形態に係るインクジェット記録装置に設けられるインクジェットヘッドの構成の一例を概略的に示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
[インクジェット用水性組成物の構成]
本実施形態に係るインクジェット用水性組成物は、水性媒体と、界面活性剤と、を含有する。
(水性媒体)
水性媒体は、水を含む。水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の、純水又は超純水を使用することができる。水性媒体の含有量は、特に制限されないが、インクジェット用水性組成物の全量に対して、90質量%以下又は80質量%以下であってよい。また、水性媒体の含有量は、30%以上であり、40質量%以上であってもよい。更に、水性媒体の含有量は、インクジェット用水性組成物の全量に対して、30~90質量%であるのが好ましく、40~80質量%であるのがより好ましい。
インクジェット用水性組成物は、粘度の調整等を目的として、水以外の溶媒成分(例えば有機溶剤)を含有してもよい。水性媒体の含有量は、水と水以外の溶媒成分(例えば有機溶剤)との混合溶媒を用いる場合、特に制限されないが、例えば40質量%以上であり、50質量%以上であってもよい。水溶性の有機溶剤としては、インクジェットインクに用いられる公知の水溶性の有機溶剤を使用することができる。
上記水溶性有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メトキシエタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール及びこれらと同族のジオール等のジオール類;ラウリン酸プロピレングリコール等のグリコールエステル;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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールエーテル、ジプロピレングリコールエーテル、及び、トリエチレングリコールエーテルを含むセロソルブ等のグリコールエーテル類;スルホラン;γ-ブチロラクトン等のラクトン類;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン等のラクタム類;グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ジグリセリン脂肪酸エステル、一般式(3)で表されるポリオキシプロピレン(n)ポリグリセリルエーテル、一般式(4)で表されるポリオキシエチレン(n)ポリグリセリルエーテル等を、単独または2種以上組み合わせ使用することができる。
Figure 0007188614000007
・・・(3)
Figure 0007188614000008
・・・(4)
一般式(3)及び一般式(4)中のm、n、o及びpは、各々独立して1~10の整数を示す。
また、前記有機溶剤としては、例えば3-メトキシ-1-ブタノール、3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブチルアセテート、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、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコール-t-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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン、エチルラクテート等を単独または2種以上組み合わせて使用することができる。
(界面活性剤)
上記界面活性剤は、シロキサン構造(-Si-O-)の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む。ポリシロキサン化合物におけるシロキサン構造の繰り返し数は、6以上500以下であるのが好ましく、7以上200以下であるのがより好ましい。シロキサン構造の繰り返し数が5未満であると、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する効果を奏することができず、シロキサン構造の繰り返し数が1000を超えると、ポリシロキサン化合物の溶解性が低下し、水性媒体中で分離し易くなる。よってポリシロキサン化合物におけるシロキサン構造の繰り返し数を上記範囲内の値とする。
上記ポリシロキサン化合物は、下記一般式(1)又は一般式(2)で表すことができる。下記一般式(1)又は一般式(2)で表されるポリシロキサン化合物を用いることにより、シリコン部材の劣化或いは腐食を十分且つ容易に防止することができる。
Figure 0007188614000009
・・・(1)
(式中、5≦2+a+b(2+a)≦1000、aは1~500の整数、bは0~10の整数を示す。R1はアルキル基又はアリール基を示す。R2は下記(A),(B),(C),(D)うちのいずれかの置換基で示され、R2のうち、少なくとも1つは(A)を含む。
(A)
Figure 0007188614000010

(cは1~20の整数、dは0~50の整数、eは0~50の整数を示す。R3は水素原子又はアルキル基を示す。R4は水素原子、アルキル基、アシル基のうちのいずれかを示す。)
(B)
Figure 0007188614000011
(fは2~20整数を示す。R5は水素原子、アルキル基、アシル基、ジメチルプロピル骨格を有するエーテル基のうちのいずれかを示す。)
(C)
Figure 0007188614000012

(gは2~6の整数、hは0~20の整数、iは1~50の整数、jは0~10の整数、kは0~10の整数を示す。R6は水素原子、アルキル基、アシル基のうちのいずれかを示す。)
(D)アルキル基、またはアリール基
上記一般式(1)で表されるポリシロキサン化合物の市販品としては、例えばEVONIK社製のTEGO(登録商標) Twin4000、TEGO Twin4100などが挙げられる。
Figure 0007188614000013
・・・(2)
(式中、5≦2+l≦82、lは10~80の整数を示す。R7は下記(E)の置換基で示される。)
(E)
Figure 0007188614000014
(mは1~6の整数、nは0~50の整数、oは0~50の整数であり、n+oは1以上の整数で示される。R8は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基、または(メタ)アクリル基である。))
上記一般式(2)で表されるポリシロキサン化合物の市販品としては、例えばEVONIK社製のTEGO(登録商標) Glide110、TEGO Glide490、TEGO Glide410、TEGO Glide432、TEGO Glide435、TEGO Glide440、TEGO Glide450などが挙げられる。
[インクジェット用水性インクの構成]
本実施形態に係るインクジェット用水性インク(以下、単にインクともいう)は、上述のインクジェット用水性組成物と、色材と、を含有することができる。
インクジェット用水性インクにおける上記ポリシロキサン化合物の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、0.05質量%以上2.0質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%以上1.5質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以上1.2質量%以下であるのが更に好ましい。ポリシロキサン化合物の含有量が0.05質量%以上であると、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する効果をより奏することができる。一方で、含有量が2.0質量%より多いと、インク中の色材の分散安定性を低下させる。更に、上記範囲のポリシロキサン化合物を含有するインクジェット用水性インクは、吐出液滴の被記録部材表面での濡れ性が良好であり、被記録部材上で十分な濡れ広がりを有し、印刷物のスジ発生を防止する効果を奏することができるとともに、塗膜のレベリング性を向上させる効果を奏する。
(水性媒体)
水性媒体は、水を含む。水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の、純水又は超純水を使用することができる。より優れたセット性が得られる観点及び高い吐出安定性が得られやすい観点から、水性媒体の含有量は、例えばインクジェット用水性インクの全量に対して、30質量%以上であり、40質量%以上であってもよい。また、水性媒体の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、90質量%以下又は80質量%以下であってよい。更に、水性媒体の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、30~90質量%であるのが好ましく、40~80質量%であるのがより好ましい。
インクジェット用水性インクは、粘度の調整等を目的として、水以外の溶媒成分(例えば水溶性の有機溶剤)を含有してもよい。水と水以外の溶媒成分(例えば水溶性の有機溶剤)との混合溶媒を用いる場合、溶媒全体に占める水の含有量は、40質量%以上であり、50質量%以上であってもよい。水溶性の有機溶剤としては、インクジェットインクに用いられる公知の水溶性の有機溶剤を使用することができる。
(色材)
色材としては、特に制限は無く、公知慣用の顔料、染料等を使用することができる。色材は、顔料及び染料の一方又は両方を含んでいてよい。色材は、耐候性等に優れた印刷物を製造する観点では、顔料を含むことが好ましい。顔料は樹脂で被覆されていてもよい。すなわち、色材としては、顔料が樹脂で被覆された着色剤を使用することもできる。
顔料としては、特に限定はなく、水性グラビアインク又は水性インクジェットインクにおいて通常使用される有機顔料及び無機顔料を使用することができる。顔料は、有機顔料及び無機顔料の一方又は両方を含んでいてよい。また、顔料としては、未酸性処理顔料、酸性処理顔料のいずれも使用することができる。
無機顔料としては、例えば、酸化鉄や、コンタクト法、ファーネス法又はサーマル法等の方法で製造されたカーボンブラックなどを使用することができる。
有機顔料としては、例えばアゾ顔料(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)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料等)、レーキ顔料(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用することができる。
ブラックインクに使用可能な顔料(ブラック顔料)としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、6、7、8、10、26、27、28等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントブラック7が好ましく用いられる。ブラック顔料の具体例としては、三菱化学株式会社製のNo.2300、No.2200B、No.900、No.960、 No.980、No.33、No.40、No,45、No.45L、No.52、HCF88、MA7、MA8、MA100等;コロンビア社製のRaven5750、Raven5250、Raven5000、Raven3500、Raven1255、Raven700等;キャボット社製のRegal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Mogul 700、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400等;デグサ社製のColor Black FW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、Printex 35、同U、同V、同1400U、Special Black 6、同5、同4、同4A、NIPEX150、NIPEX160、NIPEX170、NIPEX180等が挙げられる。
イエローインクに使用可能な顔料(イエロー顔料)の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等が挙げられる。
マゼンタインクに使用可能な顔料(マゼンタ顔料)の具体例としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、176、184、185、202、209、269、282等;C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
シアンインクに使用可能な顔料(シアン顔料)の具体例としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:3、15:4、15:6、16、22、60、63、66等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントブルー15:3が好ましく用いられる。
ホワイトインクに使用可能な顔料(ホワイト顔料)の具体例としては、アルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸塩、微粉ケイ酸、合成珪酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等があげられる。
顔料には、インク中に安定に存在させるために、水性媒体に良好に分散させる手段を講じてあることが好ましい。例えば、顔料の表面には、分散性付与基(親水性官能基及び/又はその塩)又は分散性付与基を有する活性種が、直接又はアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合(グラフト)されていてよい。このような自己分散型顔料は、例えば、真空プラズマ処理、次亜ハロゲン酸及び/又は次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、オゾンによる酸化処理等による方法や、水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法、p-アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシ基を結合させる方法等によって製造することができる。
自己分散型顔料を用いる場合、顔料分散剤を含む必要がないため、顔料分散剤に起因する発泡等を抑制することができ、吐出安定性に優れたインクジェット用水性インクが得られやすい。また、自己分散型顔料を用いる場合、顔料分散剤に起因する大幅な粘度上昇が抑えられるため、顔料をより多く含有することが可能となり、印字濃度の高い印刷物を製造しやすくなる。自己分散型顔料としては、市販品を利用することも可能である。市販品としては、マイクロジェットCW-1(商品名;オリヱント化学工業株式会社製)、CAB-O-JET200、CAB-O-JET300(以上商品名;キヤボット社製)等が挙げられる。
色材の含有量は、充分な印字濃度を確保する観点から、インクジェット用水性インクの全量に対して、例えば1.0質量%以上であり、2.0質量%以上であってもよい。色材の含有量は、上記スジの発生を抑制しやすい観点、及び、色材の優れた分散安定性を維持しつつ、より優れた画像堅牢性が得られやすい観点から、インクジェット用水性インクの全量に対して、例えば15質量%以下であり、10質量%以下であってもよい。これらの観点から、色材の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、1.0質量%~15質量%であってよい。また、顔料の含有量が上記範囲であることが好ましい。
(バインダー樹脂)
本実施形態に係るインクジェット用水性インクは、バインダー樹脂を更に含有することができる。
バインダー樹脂としては、特に制限は無いが、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を1種もしくは数種併用して使用することができる。
上記バインダー樹脂は、上記スジの発生を防止するとともに、印刷物の印字濃度や耐擦過性を向上させ、良好な光沢を付与する上で、上記インクジェット用水性インクの全量に対して0.5質量%~6.0質量%の範囲で使用することが好ましく、0.75質量%~3.0質量%の範囲で使用することがより好ましい。また、上記範囲の上記バインダー樹脂を含有するインクは、印刷後の加熱工程を経て上記バインダー樹脂が架橋し強固な被膜を形成することで、印刷物の耐擦過性をより一層向上させることができる。また、印刷物に水を滴下した場合あるいは水を含んだ布等でこすった場合でも、被記録部材の表面のインクが剥離しない良好な耐水性を付与することができる。
なかでも、上記バインダー樹脂としては、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する観点及びモットリングをより抑制できる観点から、変性ポリオレフィンが好ましい。変性ポリオレフィンとしては、例えば酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
酸変性ポリプロピレンは、ポリプロピレンを1種又は2種以上の酸性化合物で変性することにより得られる樹脂であり、ポリプロピレン由来の骨格(ポリプロピレン骨格)と、酸性化合物由来の官能基と、を有する。ポリプロピレン骨格は主としてプロピレンに由来する構造単位を有している。
ポリプロピレン骨格は、ホモポリプロピレン(プロピレンの単独重合体)骨格であってよく、ブロックポリプロピレン(プロピレンと他のオレフィン(例えばエチレン)とのブロック共重合体)骨格であってもよく、ランダムポリプロピレン(プロピレンと他のオレフィン(例えばエチレン)とのランダム共重合体)骨格であってもよい。他のオレフィンとしては、例えばエチレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のアルケンが挙げられる。これらの成分は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。他のオレフィン成分の炭素数は、例えば、2~6である。
ポリプロピレン骨格におけるプロピレン成分の含有量(プロピレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば60モル%以上であり、70モル%以上であってもよい。ポリプロピレン骨格がブロックポリプロピレン骨格又はランダムポリプロピレン骨格である場合、ポリプロピレン骨格におけるプロピレン成分の含有量(プロピレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば95モル%以下であり、90モル%以下であってもよい。
酸変性ポリプロピレン中のポリプロピレン骨格の含有量は、酸変性ポリプロピレンの全量に対して、例えば50~99質量%である。酸変性ポリプロピレンにおけるポリプロピレン骨格の含有量は、酸変性ポリプロピレンの全量に対して、50質量%以上、60質量%以上又は70質量%以上であってよく、99質量%以下、95質量%以下又は90質量%以下であってよい。
酸性化合物は、例えば、カルボキシ基、酸無水物基等の酸性基を有する化合物又はその誘導体である。誘導体とは、酸性基を有する化合物の当該酸性基を変性(例えば、エステル化、アミド化又はイミド化)することによって得られる化合物である。酸性化合物における酸性基の数は1つであっても複数(例えば2つ)であってもよい。酸性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物及びこれらの誘導体が挙げられる。具体的には、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸及び無水ハイミック酸、並びに、これらの化合物の誘導体を例示することができる。誘導体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等の分子中に(メタ)アクリロイル基を少なくとも1つ有する化合物が挙げられる。なお、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリロイルについても同様である。酸性化合物は、好ましくは酸性基を有する化合物である。
酸変性ポリプロピレンにおける酸変性度(例えばグラフト重量)は、例えば、1~20質量%である。酸変性ポリプロピレンにおける酸変性度は、1質量%以上又は3質量%以上であってよく、20質量%以下又は10質量%以下であってよい。酸変性度及びグラフト重量は、アルカリ滴定法又はフーリエ変換赤外分光法により求めることができる。
酸変性の方法としては、例えば、ポリプロピレンに対しグラフト変性させる方法が挙げられる。具体的には、ラジカル反応開始剤の存在下でポリプロピレンを融点以上に加熱融解して反応させる方法(溶融法)、ポリプロピレンを有機溶剤に溶解させた後ラジカル反応開始剤の存在下で加熱撹拌して反応させる方法(溶液法)等が挙げられる。ラジカル反応開始剤としては、有機過酸化物系化合物、アゾニトリル類等が挙げられる。
酸変性ポリプロピレンは塩素化されたものであってもよい。塩素化反応は、従来公知の方法で行うことができる。
酸変性ポリプロピレンの重量平均分子量は、例えば、10,000~200,000である。酸変性ポリプロピレンの重量平均分子量は、10,000以上、15,000以上又は40,000以上であってよく、200,000以下、150,000以下又は120,000以下であってよい。上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準物質:ポリスチレン)によって測定された値である。
酸変性ポリプロピレンの融点(Tm)は、例えば50~150℃である。酸変性ポリプロピレンの融点(Tm)がこの範囲であると、より優れたセット性と画像堅牢性が得られる傾向がある。酸変性ポリプロピレンの融点(Tm)は、酸化ポリエチレンワックスの融点よりも低いことが好ましい。上記融点(Tm)は、JIS K 0064に準拠した融点測定装置によって測定した値である。
酸変性ポリプロピレンは、例えば、粒子状である。粒子状の酸変性ポリプロピレンの平均粒子径は、インクジェットヘッドの目詰まりを防止する観点から、例えば、10~200nmである。粒子状の酸変性ポリプロピレンの平均粒子径は、10nm以上又は20nm以上であってよく、200nm以下又は170nm以下であってよい。上記平均粒子径は、レーザー散乱型粒径測定装置(例えば、マイクロトラック)を用いて、レーザー散乱法により測定される、体積基準の粒度分布におけるd50径である。
酸変性ポリプロピレンは、溶媒中に溶解又は分散した状態のものを用いることが好ましく、溶媒中に分散したエマルションの状態のものを用いることがより好ましい。上記溶媒は、水性媒体であることが好ましく、インクジェット用水性インクの溶媒に用いられる水性媒体と同じ水性媒体であることがより好ましい。このような分散体を用いる場合、分散体のpHは、酸変性ポリプロピレン樹脂が溶媒中に分散しやすくなり、貯蔵安定性が向上する観点から、例えば、液温25℃において6~10である。pHがこのような範囲となるように、分散体には、アンモニア水、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、モルホリン等のアミン系の中和剤、もしくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基を含有させてもよい。
酸変性ポリプロピレンは、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。
酸変性ポリプロピレンとしては、市販品を用いることもできる。好ましい市販品としては、日本製紙株式会社製のアウローレン(登録商標)AE-301、AE-502が挙げられる。
(その他の成分)
本実施形態に係るインクジェット用水性インクは、上述した成分の他に、pH調整剤と、保湿剤と、アセチレン系界面活性剤と、ワックス樹脂とを更に含有することができる。また、インクジェット用水性インクは、必要に応じて、上記以外の他の界面活性剤、顔料分散剤、浸透剤、防腐剤、粘度調整剤、キレート化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの他の添加剤の1又は複数を含有することができる。
(pH調整剤)
pH調整剤は、インクの保存安定性及び吐出安定性を向上させ、インク難吸収性又はインク非吸収性の被記録部材に印刷した際の濡れ広がり、印字濃度、耐擦過性を向上させることを目的として使用することができる。pH調整剤としては、例えばアルコールアミン、NaOH等が挙げられるが、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する観点から、アルコールアミンが好ましい。アルコールアミンとしては、例えばトリエタノールアミンが挙げられる。
インクジェット用水性インクのpHは、好ましくは7.0以上、より好ましくは7.5以上、更に好ましくは8.0以上である。インクジェット用水性インクのpHの上限は、インクの塗布又は吐出装置を構成する部材(例えば、インク吐出口、インク流路等)の劣化を抑制し、かつ、インクが皮膚に付着した場合の影響を小さくするうえで、好ましくは11.0以下、より好ましくは10.5以下、更に好ましくは10.0以下である。これらの観点から、インクジェット用水性インクのpHは、好ましくは7.0~11.0である。なお、上記pHは25℃におけるpHである。
(保湿剤)
保湿剤は、インクジェットヘッドの吐出ノズルにおけるインクジェット用水性インクの乾燥を防止することを目的として使用することができる。保湿剤としては、水との混和性があり、インクジェットヘッドの吐出口の閉塞防止効果が得られるものが好ましく、例えば、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、分子量2000以下の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、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、グリセリン等が挙げられる。
保湿剤としては固体の保湿剤を用いることもできる。このような保湿剤としては、例えば、尿素及び尿素誘導体が挙げられる。尿素誘導体としては、エチレン尿素、プロピレン尿素、ジエチル尿素、チオ尿素、N,N-ジメチル尿素、ヒドロキシエチル尿素、ヒドロキシブチル尿素、エチレンチオ尿素、ジエチルチオ尿素等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。セット性に優れた印刷物を得やすい観点では、尿素、エチレン尿素及び2-ヒドロキシエチル尿素からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
保湿剤の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して3~50質量%であってよい。
(アセチレン系界面活性剤)
インクジェット用水性インクは、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、アセチレン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレン系界面活性剤は、分子中にアセチレン構造を有する界面活性剤である。アセチレン系界面活性剤は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、アセチレングリコール、及び、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物からなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
アセチレン系界面活性剤としては、市販品を用いることもできる。好ましい市販品としては、EVONIK社製のサーフィノール420,430,465等が挙げられる。
アセチレン系界面活性剤の含有量は、スジ状の印刷不良が発生することを抑制しやすい観点から、上記インクジェット用水性インクの全量に対して、0.001~5.0質量%が好ましく、0.001~3.0質量%がより好ましく、0.001~2.0質量%が更に好ましく、0.01~2質量%が特に好ましく、0.1~2.0質量%が極めて好ましく、0.5~2質量%が非常に好ましく、0.8~2質量%がより一層好ましく、1~1.6質量%が更に好ましい。
(ワックス樹脂)
ワックス樹脂としては、特に制限は無いが、例えば酸化ポリエチレンワックスが挙げられる。酸化ポリエチレンワックスは、ポリエチレンワックスを酸化処理したものであり、ポリエチレン由来の骨格(ポリエチレン骨格)を有している。ポリエチレン骨格は、主として、エチレンに由来する構造単位を有している。
ポリエチレン骨格は、ホモポリエチレン(エチレンの単独重合体)骨格であってよく、ブロックポリエチレン(エチレンと他のオレフィンとのブロック共重合体)骨格であってもよく、ランダムポリエチレン(エチレンと他のオレフィンとのランダム共重合体)骨格であってもよい。他のオレフィンとしては、例えばプロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等のアルケンが挙げられる。これらの成分は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。他のオレフィン成分の炭素数は、例えば、2~6である。
ポリエチレン骨格におけるエチレン成分の含有量(エチレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば60モル%以上であり、70モル%以上であってもよい。ポリエチレン骨格がブロックポリエチレン骨格又はランダムポリエチレン骨格である場合、ポリエチレン骨格におけるエチレン成分の含有量(エチレンに由来する構造単位の含有量)は、例えば95モル%以下であり、90モル%以下であってもよい。
酸化ポリエチレンワックス中のポリエチレン骨格の含有量は、酸化ポリエチレンワックスの全量に対して、例えば50~99質量%である。酸化ポリエチレンワックスにおけるポリエチレン骨格の含有量は、酸化ポリエチレンワックスの全量に対して、50質量%以上、60質量%以上又は70質量%以上であってよく、99質量%以下、95質量%以下又は90質量%以下であってよい。
酸化ポリエチレンワックスは、より優れた画像堅牢性が得られる観点から、好ましくは高密度酸化ポリエチレンワックスを含む。本実施形態では、酸変性ポリプロピレンと高密度酸化ポリエチレンワックスとを併用することによる相乗効果によって、より優れたセット性及び画像堅牢性と、より優れたモットリング抑制効果が得られる傾向がある。高密度酸化ポリエチレンワックスの密度は、例えば、0.95g/cm以上であり、0.95~1.1g/cmであってよい。
酸化ポリエチレンワックスの融点(Tm)は、例えば、160℃以下であり、好ましくは140℃以下であり、135℃以下又は130℃以下であってもよい。酸化ポリエチレンワックスの融点(Tm)は、例えば、40℃以上であり、好ましくは120℃以上であり、より好ましくは125℃以上である。上記融点(Tm)は、JIS K 0064に準拠した融点測定装置によって測定した値である。
酸化ポリエチレンワックスは、例えば、粒子状である。粒子状の酸化ポリエチレンワックスの平均粒子径は、インクジェットヘッドの目詰まりを防止する観点から、例えば、10~200nmである。粒子状の酸化ポリエチレンワックスの平均粒子径は、20nm以上又は30nm以上であってよく、100nm以下又は60nm以下であってよい。上記平均粒子径は、レーザー散乱型粒径測定装置(例えば、マイクロトラック)を用いて、レーザー散乱法により測定される、体積基準の粒度分布におけるメジアン径D50である。
酸化ポリエチレンワックスは、溶媒中に溶解又は分散した状態のものを用いることが好ましく、溶媒中に分散したエマルションの状態のものを用いることがより好ましい。上記溶媒は、水性媒体であることが好ましく、インクジェット用水性インクの溶媒に用いられる水性媒体と同じ水性媒体であることがより好ましい。
酸化ポリエチレンワックスは、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。
酸化ポリエチレンワックスとしては、市販品を用いることもできる。好ましい市販品としては、BYK株式会社製のAQUACER515、AQUACER1547等が挙げられる。
酸化ポリエチレンワックスの含有量は、画像堅牢性に優れる観点から、インクジェット用水性インクの全量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上又は0.3質量%以上であってもよい。酸化ポリエチレンワックスの含有量は、充分な吐出安定性が得られやすい観点から、インクジェット用水性インクの全量に対して、例えば、5質量%以下であり、3質量%以下又は2質量%以下であってもよい。これらの観点から、酸化ポリエチレンワックスの含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、0.1~5質量%であってよい。
酸化ポリエチレンワックスの含有量は、画像堅牢性に優れる観点から、色材100質量部に対して、1.6質量部以上であることが好ましく、4質量部以上又は6質量部以上であってもよい。酸化ポリエチレンワックスの含有量は、充分な吐出安定性が得られやすい観点から、色材100質量部に対して、例えば、500質量部以下であり、350質量部以下又は200質量部以下であってもよい。これらの観点から、酸化ポリエチレンワックスの含有量は、色材100質量部に対して、1.6~500質量部であってよい。
酸変性ポリプロピレン樹脂の含有量に対する酸化ポリエチレンワックスの含有量の比率(酸化ポリエチレンワックスの含有量/酸変性ポリプロピレン樹脂の含有量)は、セット性及び画像堅牢性により優れ、モットリングをより抑制できる観点から、例えば、0.03~10である。上記比率は、0.03以上、0.1以上、0.2以上又は0.3以上であってよく、10以下、2.0以下又は1.5以下であってよい。本実施形態では、特に、高密度酸変性ポリプロピレン樹脂の含有量と酸化ポリエチレンワックスの含有量の比率が上記範囲であることが好ましい。
インクジェット用水性インクは、ワックス樹脂として、酸化ポリエチレンワックス以外のワックスを含んでいてもよい。ただし、ワックス樹脂の全量100質量部に対する酸化ポリエチレンワックスの含有量は、好ましくは80質量部以上であり、90質量部以上、95質量部以上又は100質量部であってもよい。
(顔料分散剤)
顔料分散剤は、色材として顔料を使用する場合に、好適に使用することができる。顔料分散剤としては、例えばポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体などのアクリル樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体などのスチレン-アクリル樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-アクリル酸共重合体の水性樹脂、及び、前記水性樹脂の塩を使用することができる。顔料分散剤としては、味の素ファインテクノ株式会社製のアジスパーPB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、BASF社製のEFKAシリーズ、日本ルーブリゾール株式会社製のSOLSPERSEシリーズ、EVONIK社製のTEGOシリーズ等を使用することができる。また、顔料分散剤として、WO2018/190139号パンフレットにおいてポリマー(G)として例示された化合物を用いることもできる。
(浸透剤)
浸透剤としては、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;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ブチルエーテル、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、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、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類などが挙げられる。浸透剤の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、浸透剤を実質的に含有しないことが更に好ましい。
[インクジェット用水性組成物及びインクジェット用水性インクの製造方法]
本実施形態に係るインクジェット用水性組成物は、シロキサン構造の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む界面活性剤と、水性媒体とを混合し、更に必要に応じて任意成分を混合することによって製造することができる。
また、本実施形態に係るインクジェット用水性インクは、シロキサン構造の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む界面活性剤と、水性媒体と、色材とを混合し、更に必要に応じてバインダー樹脂、pH調整剤、保湿剤、アセチレン系界面活性剤、ワックス樹脂などの任意成分を混合、撹拌することによって製造することができる。
上記混合の際には、例えば、ビーズミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等の分散機を使用することができる。
[インクジェット用水性プライマーの構成]
本実施形態に係るインクジェット用水性プライマー(以下、単にプライマーともいう)は、上述のポリシロキサン化合物を含むインクジェット用水性組成物を含有することができる。インクジェット用水性プライマーは、例えばコート紙等の被記録部材の表面の一部または全部に層を形成する際に使用する。上記層は、該層の表面にインクジェット用水性インクが印刷された際のスジの発生を効果的に抑制することができる。
インクジェット用水性プライマーにおける上記ポリシロキサン化合物の含有量は、インクジェット用水性プライマーの全量に対して、0.05質量%以上5.0質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%以上3.0質量%以下であるのがより好ましく、0.2質量%以上1.5質量%以下であるのが更に好ましい。ポリシロキサン化合物の含有量が0.05質量%以上5.0質量%以下であると、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する効果をより奏することができると共に、吐出液滴の被記録部材表面での濡れ性が良好であり、被記録部材上で十分な濡れ広がりを有し、印刷物のスジ発生を防止する効果を奏することができる。更に、上記範囲のポリシロキサン化合物を含有するインクジェット用水性プライマーは、塗膜のレベリング性を向上させる効果を奏する。
(水性媒体)
水性媒体は、特に制限は無いが、例えば水を含み、水としては、具体的には、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の、純水又は超純水を使用することができる。インクジェット用水性プライマーをインクジェット方式で吐出する場合に求められる高い吐出安定性を備え、かつ、インクジェット用水性プライマーを被記録部材の表面に比較的平滑に塗布でき、平滑な層を形成可能で鮮明な印刷物を得る観点から、水性媒体の含有量は、インクジェット用水性プライマーの全量に対して、1質量%~60質量%であるのが好ましく、30質量%~60質量%であるのがより好ましい。
インクジェット用水性プライマーは、粘度の調整等を目的として、水以外の溶媒成分(例えば水溶性の有機溶剤)を含有してもよい。水溶性の有機溶剤としては、インクジェット用水性インクに用いられる公知の水溶性の有機溶剤を使用することができる。
(バインダー樹脂)
本実施形態に係るインクジェット用水性プライマーは、バインダー樹脂を更に含有することができる。
バインダー樹脂としては、特に制限は無いが、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(κ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を1種もしくは数種併用して使用することができる。
上記バインダー樹脂は、インクのハジキ現象に起因したピンホールの発生を効果的に抑制し、かつ、スジの発生をより一層抑制する効果を奏するうえで、上記インクジェット用水性プライマーの全量に対して0.5質量%~5.0質量%の範囲で使用することが好ましく、2.0質量%~3.0質量%の範囲で使用することがより好ましい。
上記バインダー樹脂としては、例えば、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を有するガラス転移温度50℃~100℃のビニル重合体(A1)及びガラス転移温度50℃~100℃のハロゲン化ビニル重合体(A2)からなる群より選ばれる1種以上のビニル重合体(A)を用いることができる。
前記ビニル重合体(A)としては、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を有するガラス転移温度50℃~100℃のビニル重合体(A1)及びガラス転移温度50℃~100℃のハロゲン化ビニル重合体(A2)からなる群より選ばれる1種以上を使用する。前記ビニル重合体(A1)と前記ビニル重合体(A2)とは、それぞれ単独で使用してもよく、組み合わせ使用してもよい。
前記ビニル重合体(A1)としては、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を有するガラス転移温度50℃~100℃の範囲のものを使用する。これにより、前記スジの発生を効果的に抑制することができる。
前記ビニル重合体(A1)としては、インクジェット用水性インクで形成される層(z2)の表面でインクジェット印刷インクが濡れ広がりやすく、その結果、前記スジの発生を効果的に抑制するうえでガラス転移温度50℃以上100℃以下の範囲であるものを使用し、好ましくは75℃以上100℃以下の範囲のものを使用し、より好ましくは80℃以上100℃以下の範囲のものを使用する。
前記ビニル重合体(A1)としては、例えば芳香族ビニル単量体由来の構造単位と、前記芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を有する重合体を使用することができ、スチレン-アクリル共重合体を使用することが好ましい。
前記ビニル重合体(A1)としては、前記ビニル重合体(A1)の全量に対して、芳香族ビニル単量体由来の構造単位を50質量%~99質量%有するものを使用することが好ましく、80質量%~99質量%有するものを使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
また、前記芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位の合計は、前記ビニル重合体(A1)の全量に対して1質量%~50質量%の範囲であることが好ましく、1質量%~20質量%の範囲であることが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
前記ビニル重合体(A1)の製造に使用可能な前記芳香族ビニル単量体としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン等の芳香族環式構造を1個有するビニル単量体等を使用することができ、なかでもスチレンを使用することが好ましい。
前記芳香族ビニル単量体は、前記ビニル重合体(A1)の製造に使用する単量体の全量に対して、50質量%~99質量%の範囲で使用することが好ましく、80質量%~99質量%の範囲で使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
また、前記芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸等の酸基を有する単量体を使用することができる。また、前記(メタ)アクリル単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸-n-プロピル、(メタ)アクリル酸-iso-プロピル、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、(メタ)アクリル酸-sec-ブチル、(メタ)アクリル酸-iso-ブチル、(メタ)アクリル酸-tert-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸-iso-オクチル等の(メタ)アクリル酸エステルを使用することができる。
前記芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体は、前記ビニル重合体(A1)の製造に使用する単量体の全量に対して、1質量%~50質量%の範囲で使用することが好ましく、1質量%~20質量%の範囲で使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
前記ビニル重合体(A1)としては、前記したなかでも、コアシェル構造を有するものを使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
前記コアシェル構造を有するビニル重合体としては、例えばコア部に前記芳香族ビニル単量体由来の構造単位が局在化し、シェル部に前記芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位が局在化したものなどを使用することができる。なかでも、前記コアシェル構造を有するビニル重合体としては、コア部に存在する芳香族ビニル単量体由来の構造単位が、前記芳香族ビニル単量体由来の構造単位の全量に対して、好ましくは30質量%~100質量%の範囲であるものを使用することができる。
また、前記コアシェル構造を有するビニル重合体としては、シェル部に存在する芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位が、前記(メタ)アクリル単量体由来の構造単位の全量に対して、好ましくは0質量%~70質量%の範囲であるものを使用することができる。
前記ビニル重合体(A1)は、前記した単量体を、例えば乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法で重合させることによって製造することができる。前記ビニル重合体(A1)のうち、前記コアシェル構造を有するビニル重合体は、例えば前記シェル部を構成し得る前記芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体を含む単量体成分を、前記した方法で重合することによってシェルを構成する重合体(x)を製造した後、前記コア部を形成しうる芳香族ビニル単量体等を反応容器に供給し前記重合体(x)の粒子内で重合させることによって製造することができる。
前記方法で得られたビニル重合体(A1)としては、酸価150以下であるものを使用することが好ましく、50~100の範囲のものを使用することがより好ましく、75~100の範囲のものを使用することがより好ましく、80~100のものを使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
また、前記ビニル重合体(A1)としては、インクジェット用水性インクで形成される層(z2)の表面でインクジェット用水性プライマーが良好に濡れ広がり、その結果、前記スジの発生を効果的に抑制するうえで、最低造膜温度(MFT)が10℃以上90℃以下であるものを使用することが好ましく、20℃以上70℃以下であるものを使用することがより好ましい。
前記ビニル重合体(A1)としては、市販されている「JONCRYL PDX-7700」「JONCRYL PDX-7780」「JONCRYL 89‐E」「JONCRYL 89J」(BASFジャパン社製)等のスチレン由来の構造単位と(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を有するものを使用してもよい。
また、本発明のインクジェット用水性プライマーに使用するビニル重合体(A)としては、前記したものの他に、ガラス転移温度50℃~100℃のハロゲン化ビニル重合体(A2)を使用することができる。
前記ビニル重合体(A2)としては、インクジェット用水性インクで形成される層(z2)の表面でインクジェット印刷インクが濡れ広がり、その結果、前記スジの発生を効果的に抑制するうえでガラス転移温度50℃以上100℃以下の範囲であるものを使用し、好ましくは50℃以上80℃以下の範囲のものを使用し、より好ましくは55℃以上70℃以下の範囲のものを使用する。
前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)としては、例えば、塩化ビニル重合体、塩素化ポリオレフィン、塩化ゴムを使用することができる。
前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)としては、具体的には塩化ビニル単量体由来の構造単位と、前記塩化ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を有する塩化ビニル-アクリル重合体を使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえで好ましい。
前記塩化ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体としては、前記ビニル重合体(A1)の製造に使用可能なものとして例示した芳香族ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体と同様のものを使用することができる。
前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)としては、前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)の全体に対して、前記ハロゲン化ビニル単量体由来の構造単位を30質量%~90質量%有するものを使用することが好ましく、50質量%~80質量%有するものを使用することがより好ましい。
また、前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)としては、前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)の全体に対して、ハロゲン化ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を10質量%~70質量%有するものを使用することが好ましく、20質量%~50質量%有するものを使用することがより好ましい。
前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)としては、前記したなかでも、コアシェル構造を有するものを使用することが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
前記コアシェル構造を有するビニル重合体としては、例えばコア部に前記ハロゲン化ビニル単量体由来の構造単位が局在化し、シェル部に前記ハロゲン化ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位が局在化したものなどを使用することができる。なかでも、前記コアシェル構造を有するビニル重合体としては、コア部に存在するハロゲン化ビニル単量体由来の構造単位が、前記ハロゲン化ビニル単量体由来の構造単位の全量に対して、好ましくは90質量%~100質量%、より好ましくは95質量%~100質量%の範囲であるものを使用することができる。
また、前記コアシェル構造を有するビニル重合体としては、シェル部に存在するハロゲン化ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位が、前記(メタ)アクリル単量体由来の構造単位の全量に対して、好ましくは0質量%~10質量%、より好ましくは0質量%~5質量%の範囲であるものを使用することができる。
前記ハロゲンビニル重合体(A2)は、前記した単量体を、例えば乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法で重合させることによって製造することができる。前記ハロゲン化ビニル重合体(A2)のうち、前記コアシェル構造を有するビニル重合体は、例えば前記シェル部を構成し得る前記ハロゲン化ビニル単量体以外の(メタ)アクリル単量体を含む単量体成分を、前記した方法で重合することによってシェルを構成する重合体(x)を製造した後、前記コア部を形成しうるハロゲン化ビニル単量体等を反応容器に供給し前記重合体(x)の粒子内で重合させることによって製造することができる。
前記方法で得られたハロゲン化ビニル重合体(A2)としては、酸価150以下であるものを使用することが好ましく、100以下のものを使用することがより好ましく、50以下であることがより好ましく、20~40の範囲であることが、前記スジの発生をより一層効果的に抑制するうえでより好ましい。
前記ビニル重合体(A2)としては、市販されている「ハイロスX BE7503」(星光PMC社製)、「ビニブラン745」「ビニブラン747」(日信化学工業社製)等を使用することができる。
(その他の成分)
本実施形態に係るインクジェット用水性プライマーは、上述した成分の他に、pH調整剤と、保湿剤と、アセチレン系界面活性剤とを更に含有することができる。また、インクジェット用水性インクは、必要に応じて、防腐剤、粘度調整剤、キレート化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの他の添加剤の1又は複数を含有することができる。インクジェット用水性プライマーに含有されるpH調整剤、保湿剤及び/又はアセチレン系界面活性剤は、上記インクジェット用水性インクに含有されるpH調整剤、保湿剤及び/又はアセチレン系界面活性剤と同じであってもよい。また、インクジェット用水性プライマーに含有される他の添加剤の1又は複数は、上記インクジェット用水性インクに含有される他の添加剤の1又は複数と同じであってもよい。
[インクジェット用水性プライマーの製造方法]
本実施形態に係るインクジェット用水性プライマーは、シロキサン構造の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む界面活性剤と、水性媒体とを混合し、更に必要に応じてバインダー樹脂、pH調整剤、保湿剤、アセチレン系界面活性剤などの任意成分を混合、撹拌することによって製造することができる。
上記混合の際には、例えば、ビーズミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等の分散機を使用することができる。
[インクジェット用水性洗浄液の構成]
本実施形態に係るインクジェット用水性洗浄液(以下、単に洗浄液ともいう)は、上述のポリシロキサン化合物を含む上記インクジェット用水性組成物を含有することができる。インクジェット用水性洗浄液は、例えば後述のインクジェット記録装置に設けられたインクジェットヘッドのインク流路やノズルの洗浄に使用される。
インクジェット用水性洗浄液における上記ポリシロキサン化合物の含有量は、インクジェット用水性洗浄液の全量に対して、0.05質量%以上10質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%以上5.0質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以上2.5質量%以下であるのが更に好ましく、0.1質量%以上1.5質量%以下であるのが特に好ましい。ポリシロキサン化合物の含有量が0.05質量%以上10質量%以下であると、洗浄液でインク流路を充填する際に、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する効果をより奏することができるとともに、前記ポリシロキサン化合物が水性媒体中で分離するのを防ぐことができる。
(水性媒体)
水性媒体は、特に制限は無いが、例えば水を含み、水としては、具体的には、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の、純水又は超純水を使用することができる。水性媒体の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、1質量%~90.5質量%であるのが好ましく、50質量%~90.5質量であるのがより好ましい。
インクジェット用水性洗浄液は、インクの固化物等を溶解又は膨潤させることを目的として、水以外の溶媒成分(例えば、水に不溶又は難溶の有機溶剤)を含有してもよい。
(有機溶剤)
水に不溶又は難溶の有機溶剤とは、20℃の水100gに対する溶解量が10g以下の有機溶剤であり、好ましくは前記溶解量が7g以下の有機溶剤である。水に不溶又は難溶の有機溶剤を使用することによって、前記固化物等の除去性能に優れた洗浄液を得ることができる。有機溶剤は、その全てが後述のミセルに内包されてもよく、O/Wエマルジョンとして、界面活性剤によって安定化された液滴の状態で水中に分散していてもよい。
上記有機溶剤としては、例えばエーテル類、アルコール類等の単独又は2種以上の組合せを使用することができる。
前記エーテル類としては、例えばジエチルエーテル、ジブチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジヘキシルエーテル、フラン、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールt-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテルなどを使用することができる。上記アルコール類としては、例えばブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール等を使用することができる。
なかでも、上記有機溶剤としては、インクジェットヘッドへの悪影響を低減し、且つ上記固化物等の洗浄性をより一層向上させる観点から、モノアルキレングリコールアルキルエーテルまたはジアルキレングリコールアルキルエーテルを使用することが好ましく、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルを使用することがより好ましい。
(その他の成分)
本実施形態に係るインクジェット用水性洗浄液は、上述した成分の他に、pH調整剤と、アセチレン系界面活性剤とを更に含有することができる。また、インクジェット用水性インクは、必要に応じて、消泡剤、防腐剤などの他の添加剤の1又は複数を含有することができる。インクジェット用水性洗浄液に含有されるpH調整剤及び/又はアセチレン系界面活性剤は、上記インクジェット用水性インクに含有されるpH調整剤及び/又はアセチレン系界面活性剤と同じであってもよい。また、インクジェット用水性洗浄液に含有される他の添加剤の1又は複数は、上記インクジェット用水性インクに含有される他の添加剤の1又は複数と同じであってもよい。
(洗浄液の態様等)
インクジェット用水性洗浄液は、例えばpH7~10の範囲である。インクジェット用水性インクには、顔料分散樹脂やバインダー樹脂等として酸基を有する樹脂が含まれる場合がある。そのため、インクジェット用水性洗浄液としては、pHが高い(中性~アルカリ性)に調整されたものを使用することが、上記樹脂の固化物等の除去性をより一層向上させる上で重要であり、また、アルカリ性に調整されたものを使用することが好ましい。
インクジェット用水性洗浄液は、例えば、水に不溶又は難溶の有機溶剤の一部又は全部が、界面活性剤を含む成分によって形成されるミセルに内包され液滴を形成したもの、又は前記有機溶剤が水中で液滴を形成した、いわゆるO/Wエマルジョンが挙げられる。すなわち、上記有機溶剤の一部又は全部は、水に可溶化又は乳化された状態で洗浄液中に存在してもよい。これにより、有機溶剤は、インクジェット用水性インクの固化物等を効率的に膨潤または溶解することができる。また、上記有機溶剤は上述のように水で希釈されないため、少量であっても上記固化物等を効率的に膨潤または溶解することができ、かつ、インクジェット用水性インクと接触した場合の当該インクの分散安定性を破壊したり、後述のインクジェットヘッドを劣化させたりするなどの悪影響を最小限に抑えることができる。
上記液滴の体積平均径は、特に制限はないが、例えば9nm以上である。上記固化物等に吸着しやすい体積平均径が9nm以上である液滴を含む洗浄液は、吸着後、上記液滴に内包された多くの有機溶剤が前記固化物等に移動し、上記固化物等を膨潤又は溶解させると推察される。上記液滴或いはミセルの体積平均径は、日機装株式会社製の「Nanotrac Wave」を用い動的光散乱法(DLS法)によって測定された値である。
[インクジェット用水性洗浄液の製造方法]
本実施形態に係るインクジェット用水性洗浄液は、シロキサン構造の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む界面活性剤と、水性媒体とを混合し、更に必要に応じて有機溶剤(例えば水に不溶又は難溶の有機溶剤)、pH調整剤、アセチレン系界面活性剤などの任意成分を混合、撹拌することによって製造することができる。
上記混合の際には、例えば、ビーズミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等の分散機を使用することができる。
[インクジェット用水性保存液の構成]
本実施形態に係るインクジェット用水性保存液(以下、単に保存液ともいう)は、上述のポリシロキサン化合物を含む上記インクジェット用水性組成物を含有することができる。インクジェット用水性保存液は、例えば後述のインクジェット記録装置に設けられたインクジェットヘッドのインク流路やノズルの保存に使用され、インクジェットヘッドの不使用時等にインク流路やノズルに充填される。
インクジェット用水性保存液における上記ポリシロキサン化合物の含有量は、インクジェット用水性保存液の全量に対して、0.05質量%以上10質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%以上5.0質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以上2.5質量%以下であるのが更に好ましく、0.1質量%以上1.5質量%以下であるのが特に好ましい。ポリシロキサン化合物の含有量が0.05質量%以上10質量%以下であると、保存液でインク流路を充填する際に、シリコン部材の劣化或いは腐食を抑制する効果をより奏することができるとともに、前記ポリシロキサン化合物が水性媒体中で分離するのを防ぐことができる。
(水性媒体)
水性媒体は、水を含む。水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の、純水又は超純水を使用することができる。より優れたセット性が得られる観点及び高い吐出安定性が得られやすい観点から、水性媒体の含有量は、例えばインクジェット用水性インクの全量に対して、30質量%以上であり、40質量%以上であってもよい。また、水性媒体の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、90質量%以下又は80質量%以下であってよい。更に、水性媒体の含有量は、インクジェット用水性インクの全量に対して、30~90質量%であるのが好ましく、40~80質量%であるのがより好ましい。
インクジェット用水性保存液は、粘度の調整等を目的として、水以外の溶媒成分(例えば水溶性の有機溶剤)を含有してもよい。ただし、水と水以外の溶媒成分(例えば水溶性の有機溶剤)との混合溶媒を用いる場合、溶媒全体に占める水の含有量は、40質量%以上であり、50質量%以上であってもよい。水溶性の有機溶剤としては、インクジェット用水性インクに用いられる公知の水溶性の有機溶剤を使用することができる。また、水溶性の有機溶剤として、上記インクジェット用水性プライマーに用いられる上記有機溶剤と同じであってもよい。
(その他の成分)
本実施形態に係るインクジェット用水性保存液は、上述した成分の他に、pH調整剤と、保湿剤と、アセチレン系界面活性剤とを更に含有することができる。また、インクジェット用水性インクは、必要に応じて、消泡剤、防腐剤などの他の添加剤の1又は複数を含有することができる。インクジェット用水性洗浄液に含有されるpH調整剤、保湿剤及び/又はアセチレン系界面活性剤は、上記インクジェット用水性インクに含有されるpH調整剤、保湿剤及び/又はアセチレン系界面活性剤と同じであってもよい。また、インクジェット用水性保存液に含有される他の添加剤の1又は複数は、上記インクジェット用水性インクに含有される他の添加剤の1又は複数と同じであってもよい。
[インクジェット用水性保存液の製造方法]
本実施形態に係るインクジェット用水性洗浄液は、シロキサン構造の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む界面活性剤と、水性媒体とを混合し、更に必要に応じてpH調整剤、保湿剤、アセチレン系界面活性剤などの任意成分を混合、撹拌することによって製造することができる。
上記混合の際には、例えば、ビーズミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、SCミル、ナノマイザー等の分散機を使用することができる。
[インクジェット記録装置の構成]
図1は、本実施形態に係るインクジェット記録装置に設けられるインクジェットヘッドの構成の一例を概略的に示す断面図である。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
図1に示すように、インクジェット記録装置は、インクジェット用水性組成物Lが導入されるインクジェットヘッド1を備える。インクジェットヘッド1は、Si基板やSOI(Silicon on Insulator)基板などの基板10を用いたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)で構成されることができる。
インクジェットヘッド1には、インクジェット用水性組成物を含有する上記インクジェット用水性インク、上記インクジェット用水性プライマー、上記インクジェット用水性洗浄液、上記インクジェット用水性保存液等が導入される。以下、説明の便宜上、これらを総称して「インクジェット用水性組成物L」という。
インクジェットヘッド1は、インクジェット用水性組成物Lが供給されるインク流路11と、インク流路11に接続されたノズル12と、ノズル12の先端に設けられたインク吐出口13とを有する。インク流路11、ノズル12及びインク吐出口13は、Si基板に一体的に成形されてもよい。この場合、インク吐出口13を有する面(x)が、Si基板の一方の主面に形成されている。
インク流路11の一端部11aは、インクジェット用水性組成物Lを外部からインク流路11に導入する導入部21に接続され、インク流路11の他端部11bは、インクジェット用水性組成物Lをインク流路11から外部に排出する排出部22に接続されている。導入部21、インク流路11及び排出部22は、インクジェット用水性組成物Lが循環される循環路を構成してもよい。インク流路11の中間部近傍にはアクチュエータ30が埋設されている。アクチュエータ30は、特に制限されないが、例えば圧電素子である。圧電素子を構成する圧電体は、例えばチタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)等から選択される一種又は複数種で構成されることができる。
上記のように構成されるインクジェット記録装置では、インクジェット用水性組成物Lが外部から導入部21を介してインク流路11及びノズル12に導入される。そして、外部からアクチュータ30に電力が供給されると、インク流路11が拡大又は縮小するように変形し、この変形によってノズル12のインク吐出口13からインクジェット用水性組成物Lが排出され、これにより液滴が被記録部材に着弾し、印刷物を得る。
上記インクジェット記録装置で実行されるインクジェット記録方式において、上記インクジェット用水性プライマーをインク流路11及びノズル12に導入して液滴を被記録部材に着弾した後、上記インクジェット用水性インクをインク流路11及びノズル12に導入して液滴を被記録部材に着弾してもよい。また、上記インクジェット用水性プライマーの導入前後、或いは上記インクジェット用水性インクの導入前後に、上記インクジェット用水性洗浄積をインク流路11及びノズル12に導入してもよい。また、上記インクジェット記録方式にて印刷物を得た後、上記インクジェット用水性保存液をインク流路11及びノズル12に充填してもよい。
本実施形態のインクジェット記録装置では、インクジェットヘッド1のインク吐出口13を有する面(x)から、該面(x)の垂線と被記録部材とが交わる位置(y)までの距離Lは、1mm以上であるのが好ましく、2mm以上であるのがより好ましく、3mm以上であるのが更に好ましい。また、上記距離Lは、10mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがより好ましい。
本実施形態のインクジェット記録装置でインクジェット用水性組成物Lを用いることにより、インク流路11やノズル12を構成するシリコン部材、特にインク吐出口13を構成するシリコン部材の劣化或いは腐食が十分に防止される。このため、距離Lが大きい場合であっても、シリコン部材の劣化或いは腐食によって生じる被記録部材上の着弾位置のズレを抑制して、高い位置精度で被記録部材に着弾させることができ、その結果印刷物のスジ発生を効果的に防止することができる。
また、例えば上記被記録部材が大きく、反り易いものであっても、上記被記録部材の表面とインク吐出口13とが接触することを防止し、インク吐出口13の損傷や、インク吐出口13の撥水機能の低下に起因したインク吐出不良を効果的に防止することができる。
本実施形態のインクジェット記録装置で使用されるインクジェット用水性インクとしては、例えば、粘度2mPa・s以上9mPa・s未満であって且つ表面張力20mN/m~40mN/mの範囲であるものを使用することができる。
また、上記インクジェット用水性インクの32℃における粘度は、2mPa・s以上であるのが好ましく、3mPa・s以上であるのがより好ましく、4mPa・s以上であるのが更に好ましい。また、インクジェット用水性インクの32℃における粘度は、9mPa・s未満であるのが好ましく、8mPa・s以下であるのがより好ましく、7mPa・s以下であるのが更に好ましい。
上記インクジェット用水性インクの粘度は、E型粘度計に相当する円錐平板形(コーン・プレート形)回転粘度計を使用し、下記条件にて測定される。
測定装置:粘度計 TV-25形(東機産業株式会社製、TVE25)
校正用標準液:JS20
測定温度:32℃
回転速度:10rpm~100rpm
注入量:1200μL
上記インクジェット用水性インクの25℃における表面張力は、20mN/m以上であるのが好ましく、25mN/m以上であるのがより好ましく、28mN/m以上であるのが更に好ましい。また、上記インクジェット用水性インクの25℃における表面張力は、40mN/m以下であるのが好ましく、35mN/m以下であるのがより好ましく、32mN/m以下であるのが更に好ましい。
上記インクジェット用水性インクの25℃における表面張力が上記範囲内であると、吐出液滴の被記録媒体表面での濡れ性が良好であり、着弾後に十分な濡れ広がりを有する。その結果、上記距離Lが1mm以上であっても、吐出液滴の飛行曲がりによって発生する被記録媒体上の着弾位置のズレを見かけ上軽減し、印刷物におけるスジの発生を効果的に防止することができる。
上記インクジェット用水性インクの表面張力は、ウィルへルミ法を適用した自動表面張力計を使用し、下記条件にて測定される。上記ウィルへルミ法によれば、静的表面張力及び動的表面張力を測定可能であるが、本実施形態における上記インクジェット用水性インクの表面張力は、静的表面張力の値を表す。
測定装置:自動表面張力計(協和界面科学株式会社製、CBVP-Z)
測定温度:25℃
測定子:白金プレート
以下、本発明の実施例を説明する。実施例の表中「%」は「質量%」を表す。本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
<顔料分散体の調製>
(調製例1-1)
ブラック顔料として、三菱ケミカル株式会社製のカーボンブラック「#960」(商品名)を準備し、以下の方法で、顔料分散体K(顔料濃度:20質量%)を調製した。まず、ブラック顔料150g、顔料分散剤60g、プロピレングリコール75g、及び、34質量%水酸化カリウム水溶液19.4gを1.0Lのインテンシブミキサー(日本アイリッヒ株式会社製)に仕込み、ローター周速2.94m/s、パン周速1m/sで25分間混練した。続いて、インテンシブミキサーの容器内の混練物に、撹拌を継続しながらイオン交換水306gを徐々に加えた後、プロピレングリコール12g、及び顔料濃度が20質量%になるようにイオン交換水127.5gを更に加え混合することによって顔料濃度が20質量%の水性顔料分散体(顔料分散体K)を得た。なお、顔料分散剤としては、WO2018/190139号パンフレットの合成例1に従って調製したポリマー(P-1)を用いた。
(調製例1-2)
シアン顔料として、DIC株式会社製の「FASTOGEN BLUE SBG-SD」(商品名)を準備し、ブラック顔料に代えて当該シアン顔料を用いたこと以外は、調製例1-1と同様にして、顔料分散体C(顔料濃度:20質量%)を調製した。
(調製例1-3)
マゼンタ顔料として、DIC株式会社製の「FASTOGEN SUPER MAGENTA RY」(商品名)を準備し、ブラック顔料に代えて当該マゼンタ顔料を用いたこと以外は、調製例1-1と同様にして、顔料分散体M(顔料濃度:20質量%)を調製した。
(調製例1-4)
イエロー顔料として、山陽色素株式会社製の「FAST YELLOW 7413」(商品名)を準備し、ブラック顔料に代えて当該イエロー顔料を用いたこと以外は、調製例1-1と同様にして、顔料分散体Y(顔料濃度:20質量%)を調製した。
<バインダー樹脂の準備>
バインダー樹脂として、以下に示すものを準備した。
・アウローレン(登録商標)AE-301:日本製紙株式会社製、酸変性ポリプロピレン樹脂、不揮発分30%
・ボンコートIJ-8800:DIC株式会社製、スチレンアクリルエマルジョン、不揮発分40.4%
・ジョンクリル(Joncryl)PDX-7780:BASF社製、スチレンアクリルエマルジョン、不揮発分48%
<ワックス樹脂の準備>
ワックス樹脂として、以下に示す酸化ポリエチレンワックスを準備した。
・AQUACER515:BYK社製、商品名、高密度酸化ポリエチレンワックスエマルジョン、融点(Tm)135℃、不揮発分35%
<インクジェット用水性インクの調製>
(実施例1~16)
上記で得られた顔料分散体、バインダー樹脂及びワックス樹脂と、プロピレングリコール(粘度調整剤)と、グリセリン(保湿剤)と、トリエタノールアミン(pH調整剤)と、ACTICIDE B20(ソー・ジャパン株式会社製、防腐剤)と、エチレン尿素(固体保湿剤)と、サーフィノール420(EVONIK社製、アセチレン系界面活性剤)と、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤と、水と、を表1に示す割合で混合して撹拌し、表2に示す実施例1~16のインクジェット用水性インクを得た。
顔料分散体の含有量は、顔料の種類毎に調整した。具体的には、顔料分散体Kでは28質量%(顔料:5.6質量%)、顔料分散体Cでは22質量%(顔料:4.3質量%)、顔料分散体Mでは30質量%(顔料:6.0質量%)、顔料分散体Yでは17質量%(顔料:3.3質量%)とした。バインダー樹脂は、表2に示す種類及び含有量とした。ワックス樹脂の含有量は、2.86質量%(不揮発分:1.0質量%)とした。プロピレングリコールの含有量は、インクジェット用水性インクの粘度(32℃)が4.8Pa・sとなるように7~26質量%とした。グリセリン、トリエタノールアミン、ACTICIDE B20、エチレン尿素及びサーフィノール420の含有量は、それぞれ、12.0質量%、0.2質量%、0.1質量%、0.1質量%、5.62質量%及び1.00質量%とした。ポリシロキサン化合物含有界面活性剤は、表2に示す種類及び含有量とした。蒸留水は、添加成分の含有量の合計が100質量%となるように加えた。なお、上記含有量はいずれもインクジェット用水性インクの全量基準である。
(実施例17~20)
バインダー樹脂の種類を表3に示すものに代えたこと以外は、実施例1~4と同様にして表3に示す実施例17~20のインクジェット用水性インクを得た。
(実施例21~23)
バインダー樹脂の含有量を表3に示すものに代えたこと以外は、実施例1と同様にして表3に示す実施例21~23のインクジェット用水性インクを得た。
(実施例24~26)
顔料分散体の種類を表3に示すものに代えたこと以外は、実施例1と同様にして表3に示す実施例24~26のインクジェット用水性インクを得た。
(比較例1~4)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を添加しなかったこと以外は、実施例1,24~26と同様にして表4に示す比較例1~4のインクジェット用水性インクを得た。
(比較例5~8)
バインダー樹脂の種類を表4に示すものに代えたこと以外は、実施例1,24~26と同様にして表4に示す比較例5~8のインクジェット用水性インクを得た。
(比較例9~12)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤の種類を表5に示すものに代えたこと以外は、実施例1,24~26と同様にして表5に示す比較例1~4のインクジェット用水性インクを得た。
(比較例13~16)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤の種類及びバインダー樹脂の種類を表5に示すものに代えたこと以外は、実施例1,24~26と同様にして表5に示す比較例16~19のインクジェット用水性インクを得た。
<インクジェット用水性プライマーPの調整>
(実施例27)
バインダー樹脂と、プロピレングリコール(粘度調整剤)と、グリセリン(保湿剤)と、3-メチル-1,5ペンタンジオールと、1,2-ヘキサンジオールと、ジプロピレングリコールと、サーフィノール420(EVONIK社製、アセチレン系界面活性剤)と、ACTICIDE B20(ソー・ジャパン株式会社製、防腐剤)と、トリエタノールアミン(pH調整剤)と、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤と、水と、を表6に示す割合で混合して撹拌し、表7に示す実施例27のインクジェット用水性プライマーを得た。
バインダー樹脂は、表7に示す種類及び含有量とした。プロピレングリコールの含有量は、インクジェット用水性プライマーの粘度(32℃)が5.0Pa・sとなるように13.8質量%とした。グリセリン、3-メチル-1,5ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、サーフィノール420、ACTICIDE B20及びトリエタノールアミンの含有量は、それぞれ、16.0質量%、2.0質量%、4.0質量%、6.0質量%、0.90質量%、0.1質量%及び0.20質量%とした。ポリシロキサン化合物含有界面活性剤は、表7に示す種類及び含有量とした。蒸留水は、添加成分の含有量の合計が100質量%となるように加えた。なお、上記含有量はいずれもインクジェット用水性インクの全量基準である。
(比較例17)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を添加しなかったこと以外は、実施例27と同様にして表7に示す比較例17のインクジェット用水性プライマーを得た。
(比較例20)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を表6に示すものに代えたこと以外は、実施例27と同様にして表7に示す比較例20のインクジェット用水性プライマーを得た。
<インクジェット用水性洗浄液Rの調整>
(実施例28)
トリエタノールアミン(pH調整剤)と、サーフィノール465(EVONIK社製、アセチレン系界面活性剤)と、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテルと、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤と、水と、を表8に示す割合で混合して撹拌し、表7に示す実施例28のインクジェット用水性洗浄液を得た。トリエタノールアミン、サーフィノール465、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテルの含有量は、それぞれ、0.1質量%、0.02質量%及び9.40質量%とした。ポリシロキサン化合物含有界面活性剤は、表7に示す種類とした。
(比較例18)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を添加しなかったこと以外は、実施例28と同様にして表7に示す比較例18のインクジェット用水性洗浄液を得た。
(比較例21)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を表7に示すものに代えたこと以外は、実施例28と同様にして表7に示す比較例21のインクジェット用水性洗浄液を得た。
<インクジェット用水性保存液Fの調整>
(実施例29)
3-メトキシブタノールと、グリセリン(保湿剤)と、サーフィノール420(EVONIK社製、アセチレン系界面活性剤)と、ACTICIDE B20(ソー・ジャパン株式会社製、防腐剤)と、トリエタノールアミン(pH調整剤)と、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤と、水と、を表9に示す割合で混合して撹拌し、表7に示す実施例29のインクジェット用水性保存液を得た。3-メトキシブタノール、グリセリン、サーフィノール420、ACTICIDE B20、トリエタノールアミン及びポリシロキサン化合物含有界面活性剤の含有量は、それぞれ、22.0質量%、0.5質量%、0.02質量%、0.1質量%、0.02質量%及び1.0質量%とした。ポリシロキサン化合物含有界面活性剤は、表7に示す種類とした。
(比較例19)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を添加しなかったこと以外は、実施例29と同様にして表7に示す比較例19のインクジェット用水性保存液を得た。
(比較例22)
ポリシロキサン化合物含有界面活性剤を表7に示すものに代えたこと以外は、実施例29と同様にして表7に示す比較例22のインクジェット用水性保存液を得た。
<評価方法>
上記実施例及び比較例について、以下に示す評価試験方法に従って測定、評価した。
[シリコン部材への適正評価]
酸化SiO層を形成したシリコンプレート上に、フルオロカーボン化合物を形成し、試験片(面積:3.0cm)とした。上記各液に前記試験片を60℃、1週、2週、4週、8週及び12週で浸漬し、撥水性及び外観の経時変化を評価した。
1.撥水性
試験片の表面に水を付与し、該水の接触角を接触角計(協和界面科学社製、商品名「Drop Master DMo-501」)にて測定し、接触角の値に応じて以下の5段階で評価した。
(評点)
5:12週で接触角90°以上
4:8週で接触角90°以上、且つ12週で接触角40°以上90°未満
3:8週で接触角90°以上、且つ12週で接触角40°未満
2:4週で接触角90°以上だが、8週でも接触角90°未満
1:4週で接触角90°未満
2.外観
(評点)
3:8週で浸漬前の外観と比較して変化なし
2:8週でわずかに変色がみられる
1:8週で形状変化、干渉色の発生など著しい劣化がみられる
3.モットリング
各実施例及び比較例のインクジェット用水性インクをそれぞれ、バーコータ(No.4)を使用して、インク難吸収性の被記録媒体であるOKトップコート+(王子製紙社製、坪量104.7g/m)(基材)に対して塗布することにより、各インクジェット用水性インクの塗膜を得た。
得られた塗膜を基材から約8cmの距離にある9kWの近赤外ヒーターで1秒間乾燥させた。乾燥後の塗膜をスキャナーで読み取った画像を、画像解析ソフト「ImageJ」を用いて数値解析を行った。前記画像を8bitで2値化し、前記画像の濃淡差の指標となる値(ベタ画質)を算出した。ベタ画質の値の上限は100であり、値が100に近いほどモットリングのない良好な塗膜であると判断した。ベタ画質の値に応じて以下の5段階で評価した。
(評点)
5:ベタ画質90以上100以下
4:ベタ画質75以上90未満
3:ベタ画質50以上75未満
2:ベタ画質40以上50未満
1:ベタ画質40未満
各実施例及び比較例について、上記方法にて測定、評価した結果を表2~5,7に示す。
Figure 0007188614000015
Figure 0007188614000016
Figure 0007188614000017
Figure 0007188614000018
Figure 0007188614000019
Figure 0007188614000020
Figure 0007188614000021
Figure 0007188614000022
Figure 0007188614000023
表2~5,7の結果から、実施例1~26のいずれでも、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性インクを用いており、撥水性及び外観の評点のいずれも3以上であり、シリコン部材の劣化或いは腐食を防止できることが分かった。特に、実施例1~2,5~6,9~10,13~14,21~22,24~26のいずれでも、撥水性及び外観の評点のいずれも3以上であり且つモットリングの評点が5であり、シリコン部材の劣化或いは腐食を防止できると共に、良好な塗膜の印刷物が得られることが分かった。
一方、比較例1~8では、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤自体を含まないインクジェット用水性インクを用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が2以下であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。また、比較例9~16では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤以外のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性インクを用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が2以下であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じ易いことが分かった。
また、実施例27では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性プライマーを用いており、撥水性の評点が5であり且つ外観の評点が3あり、シリコン部材の劣化或いは腐食を防止できることが分かった。
一方、比較例17では、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤自体を含まないインクジェット用水性プライマーを用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が1であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。また、比較例20では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤以外のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性プライマーを用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が1であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。
また、実施例28では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性洗浄液を用いており、撥水性の評点が5であり且つ外観の評点が3であり、シリコン部材の劣化或いは腐食を防止できることが分かった。
一方、比較例18では、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤自体を含まないインクジェット用水性洗浄液を用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が2であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。また、比較例21では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤以外のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性洗浄液を用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が2であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。
また、実施例29では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性保存液を用いており、撥水性の評点が5であり且つ外観の評点が3であり、シリコン部材の劣化或いは腐食を防止できることが分かった。
一方、比較例19では、ポリシロキサン化合物含有界面活性剤自体を含まないインクジェット用水性保存液を用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が2であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。また、比較例22では、特定のポリシロキサン化合物含有界面活性剤以外のポリシロキサン化合物含有界面活性剤を含むインクジェット用水性保存液を用いており、撥水性の評点が1であり且つ外観の評点が2であり、シリコン部材の劣化或いは腐食が生じていることが分かった。
1 インクジェットヘッド
10 基板
11 インク流路
11a 一端部
11b 多端部
12 ノズル
13 インク吐出口
21 導入部
22 排出部
30 アクチュエータ

A インクジェット用水性組成物

Claims (5)

  1. 水性媒体と、シロキサン構造(-Si-O-)の繰り返し数が5以上1000以下であるポリシロキサン化合物を含む界面活性剤とを含有するインクジェット用水性組成物と、 色材と、
    酸変性ポリプロピレンを含むバインダー樹脂と、を含有し、
    前記ポリシロキサン化合物が、TEGO Twin4000(EVONIK社製、商品名)およびTEGO Twin4100(EVONIK社製、商品名)のうちの少なくとも1種を含む、インクジェット用水性インク
  2. 前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記インクジェット用水性インクの全量に対して、0.05質量%以上2.0質量%以下である、請求項1に記載のインクジェット用水性インク。
  3. pH調整剤と、保湿剤と、アセチレン系界面活性剤と、ワックス樹脂と、を更に含有する、請求項1または2に記載のインクジェット用水性インク。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のインクジェット用水性インクが導入されるインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置であって、
    前記インクジェットヘッドは、前記インクジェット用水性組成物が供給されるインク流路と、前記インク流路に接続されたノズルと、前記ノズルの先端に設けられたインク吐出口と、を有し、
    前記インクジェットヘッドの前記インク吐出口を有する面(x)から、前記面(x)の垂線と被記録部材とが交わる位置(y)までの距離Lが1mm以上である、インクジェット記録装置。
  5. 前記インク流路、前記ノズル及び前記インク吐出口がSi基板に一体的に形成されており、
    前記インク吐出口を有する前記面(x)が、前記Si基板の一方の主面に形成されている、請求項4に記載のインクジェット記録装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114729214B (zh) * 2019-11-29 2023-12-01 Dic株式会社 水性油墨组合物、印刷物和印刷物的制造方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012057043A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 水性インキ組成物
JP2013193324A (ja) 2012-03-19 2013-09-30 Fujifilm Corp 画像記録方法及び画像記録物
JP2017019252A (ja) 2015-07-15 2017-01-26 株式会社Dnpファインケミカル インクジェット記録用受理溶液、この受理溶液を含むインクジェット記録用インクセット及びこのインクセットを用いた印刷物の製造方法
JP2017155092A (ja) 2016-02-29 2017-09-07 東洋インキScホールディングス株式会社 インクジェット用水性マゼンタインキ
WO2017159685A1 (ja) 2016-03-14 2017-09-21 東洋インキScホールディングス株式会社 水性インクジェットインキ
WO2017168817A1 (ja) 2016-03-31 2017-10-05 株式会社Dnpファインケミカル インクジェット記録用インク組成物、インクジェット記録用インクセット、インクカートリッジおよび印刷物の製造方法
WO2018022590A1 (en) 2016-07-27 2018-02-01 Sun Chemical Corporation Free radical polymerizable water-based inkjet compositions
WO2018116811A1 (ja) 2016-12-22 2018-06-28 Dic株式会社 洗浄液及びインクジェット記録装置の洗浄方法
WO2018181527A1 (ja) 2017-03-31 2018-10-04 株式会社Dnpファインケミカル 受理溶液、この受理溶液を含有するインクセット及びインクセットを用いた印刷物の製造方法
WO2018190139A1 (ja) 2017-04-10 2018-10-18 Dic株式会社 インク及びインクセット
WO2018221045A1 (ja) 2017-05-30 2018-12-06 東洋インキScホールディングス株式会社 インクジェット用水性インキ、及び印刷物の製造方法
JP2019065246A (ja) 2017-10-05 2019-04-25 株式会社リコー 白色インク、インクセット、印刷物の製造方法、及び液体吐出装置
WO2019111187A1 (en) 2017-12-06 2019-06-13 Landa Corporation Ltd. Method and apparatus for digital printing
WO2019116906A1 (ja) 2017-12-11 2019-06-20 Dic株式会社 インクセット及び印刷物の製造方法
WO2019123595A1 (ja) 2017-12-21 2019-06-27 コニカミノルタ株式会社 水性インクジェットインク、水性インクジェットインクの製造方法、印刷物及びインクジェット記録方法
WO2020054567A1 (ja) 2018-09-12 2020-03-19 Dic株式会社 インクジェット印刷物の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232361B1 (en) * 1998-12-11 2001-05-15 Sun Chemical Corporation Radiation curable water based cationic inks and coatings
JP3565104B2 (ja) * 1999-03-19 2004-09-15 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録に好ましく用いられる水性インク組成物
JP3755749B2 (ja) * 2001-08-31 2006-03-15 セイコーエプソン株式会社 微細孔内被膜除去方法、その装置、インクジェットヘッドのノズルプレート、インクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタ
JP6021291B1 (ja) * 2016-05-06 2016-11-09 株式会社Dnpファインケミカル インクジェット記録用インク組成物、インクジェット記録用インクセット、インクカートリッジおよび印刷物の製造方法
JP6941269B2 (ja) * 2016-10-17 2021-09-29 株式会社リコー インク吐出装置及びインク吐出方法
JP2018159038A (ja) * 2017-03-23 2018-10-11 サカタインクス株式会社 光硬化型インクジェット印刷用インク組成物
CN108059879A (zh) * 2018-01-19 2018-05-22 白旭义 一种led-uv光源固化纳米喷墨及其制备方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012057043A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 水性インキ組成物
JP2013193324A (ja) 2012-03-19 2013-09-30 Fujifilm Corp 画像記録方法及び画像記録物
JP2017019252A (ja) 2015-07-15 2017-01-26 株式会社Dnpファインケミカル インクジェット記録用受理溶液、この受理溶液を含むインクジェット記録用インクセット及びこのインクセットを用いた印刷物の製造方法
JP2017155092A (ja) 2016-02-29 2017-09-07 東洋インキScホールディングス株式会社 インクジェット用水性マゼンタインキ
WO2017159685A1 (ja) 2016-03-14 2017-09-21 東洋インキScホールディングス株式会社 水性インクジェットインキ
WO2017168817A1 (ja) 2016-03-31 2017-10-05 株式会社Dnpファインケミカル インクジェット記録用インク組成物、インクジェット記録用インクセット、インクカートリッジおよび印刷物の製造方法
WO2018022590A1 (en) 2016-07-27 2018-02-01 Sun Chemical Corporation Free radical polymerizable water-based inkjet compositions
WO2018116811A1 (ja) 2016-12-22 2018-06-28 Dic株式会社 洗浄液及びインクジェット記録装置の洗浄方法
WO2018181527A1 (ja) 2017-03-31 2018-10-04 株式会社Dnpファインケミカル 受理溶液、この受理溶液を含有するインクセット及びインクセットを用いた印刷物の製造方法
WO2018190139A1 (ja) 2017-04-10 2018-10-18 Dic株式会社 インク及びインクセット
WO2018221045A1 (ja) 2017-05-30 2018-12-06 東洋インキScホールディングス株式会社 インクジェット用水性インキ、及び印刷物の製造方法
JP2019065246A (ja) 2017-10-05 2019-04-25 株式会社リコー 白色インク、インクセット、印刷物の製造方法、及び液体吐出装置
WO2019111187A1 (en) 2017-12-06 2019-06-13 Landa Corporation Ltd. Method and apparatus for digital printing
WO2019116906A1 (ja) 2017-12-11 2019-06-20 Dic株式会社 インクセット及び印刷物の製造方法
WO2019123595A1 (ja) 2017-12-21 2019-06-27 コニカミノルタ株式会社 水性インクジェットインク、水性インクジェットインクの製造方法、印刷物及びインクジェット記録方法
WO2020054567A1 (ja) 2018-09-12 2020-03-19 Dic株式会社 インクジェット印刷物の製造方法

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CN115335472A (zh) 2022-11-11
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