JP6705144B2 - インキセット及び印刷物の製造方法 - Google Patents
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Description
前記前処理液のpHが3〜7、かつ前記インクジェットインキのpHが7〜11であり、
前記カチオン性高分子化合物の含有量が、前処理液全量に対し10〜70重量%であり、
前記前処理液中の界面活性剤が、少なくともアセチレン系界面活性剤を含有し、
前記インクジェットインキの平均二次粒子径(体積基準)をD50I(nm)、前記前処理液と前記インクジェットインキを1:10の重量比で混合した液の平均二次粒子径(体積基準)をD50M(nm)としたとき、D50M/D50Iが2以上となることを特徴とする、インキセットに関する。
また本発明は、カチオン性高分子化合物、界面活性剤、及び、水を含む前処理液と、顔料、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び、水を含むインクジェットインキとからなるインキセットであって、
前記前処理液のpHが3〜7、かつ前記インクジェットインキのpHが7〜11であり、
前記カチオン性高分子化合物の含有量が、前処理液全量に対し10〜70重量%であり、
前記前処理液中の界面活性剤が、少なくともシロキサン系界面活性剤を含有し(ただし、アセチレン系界面活性剤を含有する場合を除く)、かつ、前記インクジェットインキ中の界面活性剤が、少なくともシロキサン系界面活性剤を含有し、
前記インクジェットインキの平均二次粒子径(体積基準)をD50I(nm)、前記前処理液と前記インクジェットインキを1:10の重量比で混合した液の平均二次粒子径(体積基準)をD50M(nm)としたとき、D50M/D50Iが2以上となることを特徴とする、インキセットに関する。
20 ≦ STI ≦ 35 (1)
0 ≦ (STP−STI) ≦ 50 (2)
なお、上記の前処理液とインクジェットインキとの混合比は、後述の、印刷する際の両者の付与量比に基づくものである。
本発明の前処理液は、カチオン性高分子化合物を含むことを特徴とする。カチオン性高分子化合物としては、上記の通りインクジェットインキ中の固体成分の溶解及び/または分散機能を低下できるものであれば限定されない。
本発明の前処理液は、表面張力を調整し、記録媒体上への濡れ性を向上させるため界面活性剤を使用することが好ましい。界面活性剤としては、アセチレン系、シロキサン系、アクリル系、フッ素系など用途に合わせて様々なものが知られているが、記録媒体上への濡れ性、後に付与されるインクジェットインキの濡れ広がり性、及び前処理液の印刷安定性とを両立させるためには、シロキサン系及び/またはアセチレン系の界面活性剤を使用することが好ましい。
本発明の前処理液には、さらに水溶性有機溶剤を含むことができる。有機溶剤を併用することで、前処理液の保湿・乾燥性や濡れ性をより好適なものに調整することができる。本発明の前処理液に使用できる水溶性有機溶剤として特に制限はないが、水やカチオン性高分子化合物との親和性や、カチオン性高分子化合物の溶解性の観点から、少なくとも分子構造中にヒドロキシル基を1個以上含む水溶性有機溶剤を使用することが好ましい。
本発明の前処理液に含まれる水の含有量としては、前処理液全量に対し10〜90重量%の範囲であることが好ましい。
上記の通り、本発明の前処理液はpHが3〜7の範囲であるが、pHを前記範囲内に収めるため、前処理液にpH調整剤を添加することができる。本発明では、pH調整能を有する材料を任意に選択することができ、塩基性化させる場合はジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミンなどのアルカノールアミン;アンモニア水;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩などを、また酸性化させる場合は塩酸、硫酸、クエン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、リン酸、ホウ酸、フマル酸、マロン酸、アスコルビン酸、グルタミン酸などを使用することができる。
また本発明の前処理液は、所望の物性値とするために、必要に応じて消泡剤、防腐剤などの添加剤を適宜に添加することができる。これらの添加剤を使用する場合、その配合量は前処理液全量に対して0.01重量%以上10重量%以下とすることが好ましい。
上記の成分からなる本発明の前処理液は、例えば、カチオン性高分子化合物、水、及び、必要に応じて界面活性剤、水溶性有機溶剤、pH調整剤や、上記で挙げたような適宜に選択される添加剤成分を加え、撹拌・混合したのち、必要に応じて濾過することで製造される。ただし本発明の前処理液の製造方法は上記に限定されるものではない。
本発明の前処理液のpHは、カチオン性高分子化合物を液中で安定化させ、また前処理液の付与装置や記録媒体へのダメージを抑制するため、3〜7の範囲に設定される。また、より好ましいpH範囲は3.5〜6.5である。
本発明のインクジェットインキは、耐水性、耐光性、耐候性、耐ガス性などを有する観点から、色材として顔料を含む。本発明では、公知の有機顔料、無機顔料のいずれも使用することができる。これらの顔料は、インクジェットインキ全量に対して0.1重量%以上20重量%以下の範囲で含まれることが好ましく、0.5重量%以上15重量%以下の範囲で含まれることがより好ましく、1重量%以上10重量%以下の範囲で含まれることが特に好ましい。顔料の含有率を0.1重量%以上にすることで、1パス印刷であっても十分な発色性を得ることができる。また顔料の含有率を20重量%以下とすることで、インクジェットインキの粘度をインクジェット印刷に適した範囲に収めることができ、結果として長期の印字安定性を確保することができる。
上記顔料をインクジェットインキ中で安定的に分散保持する方法として、顔料分散樹脂を顔料表面に吸着させ分散する方法、水溶性及び/または水分散性の界面活性剤を顔料表面に吸着させ分散する方法、顔料表面に親水性官能基を化学的・物理的に導入し分散剤や界面活性剤なしでインキ中に分散する方法、自己分散性がある樹脂で顔料を被覆しマイクロカプセル化する方法などを挙げることができる。
本発明のインクジェットインキに使用される水溶性有機溶剤は、公知のものを任意に用いることができるが、1気圧下で沸点が180℃以上280℃以下であるグリコールエーテル系溶剤及び/またはアルキルポリオール系溶剤を2種以上含有することが好ましい。なお1気圧下における沸点は、183℃以上270℃以下の範囲内であることが好ましく、185℃以上250℃以下の範囲内であることがより好ましい。上記の沸点範囲を満たす水溶性有機溶剤を用いることにより、インクジェットインキの濡れ性と乾燥性を好適な範囲に制御することができ、前処理液と組み合わせた際にじみ、白抜けや白スジなどの画質欠陥を防止することができる。ここで1気圧下での沸点が180℃未満の場合は、インクジェットインキの乾燥性が高まりすぎることにより、インクジェットヘッドノズル上での目詰まりが発生したり、前処理液と併用したとしても白抜けなどの画像欠陥が発生することがあり好ましくない。逆に1気圧下での沸点が280℃以上であると、インクジェットインキの乾燥性が低下しすぎるため、前処理液と併用してもにじみなどの画像欠陥が発生することがあり好ましくない。
本発明のインクジェットインキにはバインダー樹脂を加えることが好ましい。一般にインクジェットインキに使用されるバインダー樹脂としては、水溶性樹脂と樹脂微粒子が知られている。このうち樹脂微粒子は水溶性樹脂と比較して高分子量であること、また樹脂微粒子はインクジェットインキ粘度を低くすることができ、より多量の樹脂をインクジェットインキ中に配合することができることから、印刷物の耐性を高めるのに適している。樹脂微粒子として使用される樹脂の種類としては、アクリル系、スチレンアクリル系、ウレタン系、スチレンブタジエン系、塩化ビニル系、ポリオレフィン系などが挙げられる。中でも、インキ組成物の安定性、印刷物の耐性の面を考慮するとアクリル系、スチレンアクリル系の樹脂微粒子が好ましく使用される。
本発明のインクジェットインキは、表面張力を調整し画質を向上させる目的で界面活性剤を使用することが好ましい。一方で、表面張力が低すぎるとインクジェットヘッドのノズル面がインクジェットインキで濡れてしまい、吐出安定性を損なうことから、界面活性剤の種類と量の選択は非常に重要である。最適な濡れ性の確保と、インクジェットノズルからの安定吐出の実現という観点から、シロキサン系、アセチレン系、フッ素系の界面活性剤を使用することが好ましく、シロキサン系、アセチレン系の界面活性剤を使用することが特に好ましい。界面活性剤添加量としては、インクジェットインク全量に対して、0.01重量%以上5.0重量%以下が好ましく、0.05重量%以上3.0重量%以下が更に好ましい。
本発明のインクジェット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。
また本発明のインクジェットインキは、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、防腐剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤など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の例としては、インキの全重量に対して、0.01重量%以上10重量%以下が好適である。
本発明のインクジェットインキは単色で使用してもよいが、用途に合わせて複数の色を組み合わせたインクジェットインキセットとして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、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、文字などの視認性を上げることができる。さらにオレンジ、グリーンなど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。白色以外の印刷媒体へ印刷を行う際にはホワイトインキを併用することで鮮明な画像を得ることができる。
上記したような成分からなる本発明のインクジェットインキは、例えば、以下のプロセスを経て製造される。ただし本発明のインクジェットインキの製造方法は以下に限定されるものではない。
まず顔料分散樹脂と水とが混合された水性媒体に顔料を添加し、混合攪拌した後、分散機を用いて分散処理を行う。この後、必要に応じて遠心分離や濾過を行い、顔料分散体を得る。
次いで、上記顔料分散液に、水溶性有機溶剤、水、及び必要に応じて上記で挙げたバインダー樹脂、界面活性剤やその他の添加剤を加え、撹拌・混合する。
上記混合物に含まれる粗大粒子を、濾過分離、遠心分離などの手法により除去し、インクジェットインキとする。濾過分離の方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。またフィルター開孔径は、粗大粒子、ダストが除去できるものであれば、特に制限されないが、好ましくは0.3〜5μm、より好ましくは0.5〜3μmである。また濾過を行う際は、フィルターは単独種を用いても、複数種を併用してもよい。
本発明のインクジェットインキは、25℃における粘度を3〜20mPa・sに調整することが好ましい。この粘度領域であれば、特に通常の4〜10KHzの周波数を有するヘッドから10〜70KHzの高周波数のヘッドにおいても安定した吐出特性を示す。特に、25℃における粘度を4〜10mPa・sとすることで、600dpi以上の設計解像度を有するインクジェットヘッドに対して用いても、安定的に吐出させることができる。
本発明の前処理液とインクジェットインキからなるインキセットを用いて印刷物を製造する方法として、30m/分以上の速度で搬送される記録媒体上に前処理液を付与したのち、前記前処理液を付与した部分に、インクジェットインキを1パス印刷方式により付与する方法が好ましく用いられる。
本発明では、インクジェットインキを印刷する前に、30m/分以上の速度で搬送される記録媒体上に前処理液が付与される。記録媒体上への前処理液の付与方法として、インクジェット印刷のように記録媒体に対して非接触で印刷する方式と、記録媒体に対し前処理液を当接させて印刷する方式のどちらを採用してもよい。
本発明では、前処理液を記録媒体に付与したのち、インクジェットインキを付与する前に、前記記録媒体に熱エネルギーを作用させ、記録媒体上の前処理液を乾燥させることが好ましい。また特に、インクジェットインキを付与する前に前処理液を完全に乾燥させる、すなわち、前記前処理液の液体成分を完全に除去された状態とすることが好ましい。前処理液が完全に乾燥する前にインクジェットインキが付与されると、インクジェットインキ中の固体成分の溶解及び/または分散機能の低下を一層促進できる一方で、記録媒体上の液体成分が過剰となり、インクジェット印刷後に作用させる熱エネルギーが不十分である場合、記録媒体の波打ちやにじみなどの画像欠陥が発生する可能性がある。
本発明の前処理液付与・乾燥装置は、後述するインクジェット印刷装置に対し、インラインあるいはオフラインで装備されるが、印刷時の利便性の点から、インラインで装備されることが好ましい。
上記で説明したとおり、インクジェットインキは記録媒体に対し1パス印刷方式により付与される。なお1パス印刷方式としては、上記のように、停止している記録媒体に対しインクジェットヘッドを一度だけ走査させる方法と、固定されたインクジェットヘッドの下部に記録媒体を一度だけ通過させる方法の2種類があるが、インクジェットヘッドを走査させる場合、前記インクジェットヘッドの動きを加味して吐出タイミングを調整する必要があり、着弾位置のずれが生じやすいことから、本発明では、インクジェットヘッドを固定し記録媒体を走査する方法が好ましく用いられる。その際、記録媒体の搬送速度は30m/分以上とすることが好ましい。特に、前処理液の付与装置をインクジェット印刷装置に対しインラインで設置する場合、前記前処理液の付与装置からインクジェット印刷装置までが連続的に配置され、前処理液が付与された記録媒体がそのままインクジェット印刷部へ搬送されてくることが好ましい。
1パス印刷方式として、固定されたインクジェットヘッドの下部に記録媒体を一度だけ通過させる方法を採用する場合、記録幅方向における記録解像度は、インクジェットヘッドの設計解像度によって決定される。上記の通り、本発明では記録幅方向の記録解像度も600dpi以上であることが好ましいことから、必然的に、インクジェットヘッドの設計解像度としても600dpi以上であることが好ましい。インクジェットヘッドの設計解像度が600dpi以上であれば、1色につき1個のインクジェットヘッドで印刷することができるため、装置の小型化や経済性の観点で好ましい。なお600dpiよりも低い設計解像度のインクジェットヘッドを使用する場合は、1色につき複数のインクジェットヘッドを記録媒体の搬送方向に並べて使用することで、1パス印刷であっても記録幅方向における記録解像度として600dpi以上を実現することができる。
前処理液が付与された記録媒体上にインクジェットインキを付与したあと、前記インクジェットインキ、及び未乾燥の前処理液を乾燥させるため、前記記録媒体に熱エネルギーを作用させることが好ましい。本発明で好ましく用いられる熱エネルギーの作用方法や条件は、上記の前処理液の乾燥に使用されるものと同様である。
インクジェットインキ乾燥装置は、インクジェット印刷装置に対しインラインあるいはオフラインで装備されるが、印刷時の利便性などの点から、インラインで装備されることが好ましい。また本発明では、にじみや色むら、記録媒体のカールなどを防止するため、熱エネルギーは印刷後30秒以内に付与することが好ましく、20秒以内に付与することがより好ましく、10秒以内に付与することが特に好ましい。
本発明では、前処理液の付与量に対するインクジェットインキの付与量の比を0.1以上10以下とすることが好ましい。なお付与量の比としてより好ましくは0.5以上9以下であり、特に好ましくは1以上8以下である。付与量の比を上記範囲に収めることにより、前処理液量が過剰となることで起こる白抜けや、インクジェットインキ量が過剰となり前処理液の効果が不十分となることで起こるにじみや色むらが起こることなく、高品質の画像を得ることができる。
上記のように、本発明のインキセットを用いて印刷物を製造する場合、その印刷速度は30m/分以上であることが好ましく、50m/分以上であることがより好ましく、75m/分以上であることが特に好ましい。
本発明のインキセットを用いて印刷する際、使用する記録媒体としては公知のものを任意に用いることができ、例えば上質紙、再生紙、コート紙、アート紙、キャスト紙、微塗工紙、合成紙の様な紙基材や、ポリ塩化ビニルシート、PETフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムの様なプラスチック基材などが使用できる。上記の基材は印刷媒体の表面が滑らかであっても、凹凸のついたものであっても良いし、透明、半透明、不透明のいずれであっても良い。また、これらの印刷媒体の2種以上を互いに張り合わせたものでも良い。更に印字面の反対側に剥離粘着層などを設けても良く、また印字後、印字面に粘着層などを設けても良い。また本発明で用いられる記録媒体の形状は、ロール状でも枚葉状でもよい。
下記記載の材料を攪拌しながら1時間混合し、pHが5.0±0.5になるようにトリエタノールアミンで調整したのち、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、前処理液1を得た。
・DK−6810 55部
(星光PMC社製エピクロロヒドリン変性ポリアミン樹脂、固形分55%)
・2−プロパノール 4部
・サーフィノール465(エアープロダクツ社製アセチレン系界面活性剤)0.1部
・プロキセルGXL 0.05部
(防腐剤、アーチケミカルズ社製1,2−ベンゾイソチアゾール−3−オン溶液)
・イオン交換水 40.85部
下表1に記載の材料を使用し、トリエタノールアミンまたは塩酸でpHを調整した以外は、前処理液1と同様の方法により、前処理液2〜24を得た。ただし表1中には、pH調整に使用したトリエタノールアミンまたは塩酸については記載していない。
・DK−6885:星光PMC社製エピクロロヒドリン変性ポリアミン樹脂、固形分70%
・カチオマスターPD−7:四日市合成社製エピクロロヒドリン変性ポリアミン樹脂、固形分50%
・アラフィックス255:荒川化学社製エピクロロヒドリン変性ポリアミドポリアミン樹脂、固形分25%
・PAS−H−1L:ニットーボーメディカル社製ジアリルジメチルアンモニウムクロリド重合体、固形分28%
・パラロック490K300:浅田化学社製アクリル酸エステル・アクリルアミド共重合体
・EP−1137:高松油脂社製カチオン高分子エマルジョン(固形分20%)
・EtOH:エタノール
・iPrOH:2−プロパノール
・MB:3−メトキシブタノール
・MMB:3−メトキシ−3−メチルブタノール
・1,2−PD:1,2−プロパンジオール
・1,2−BuD:1,2−ブタンジオール
・EDG:ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・サーフィノール104:エアープロダクツ社製アセチレン系界面活性剤
・TegoWet280:エボニックデグサ社製シロキサン系界面活性剤
・BYK−333:ビックケミー社製シロキサン系界面活性剤
・ZonylFS−300:DuPont社製フッ素系界面活性剤
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、ブタノール93.4部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を110℃に加熱し、重合性単量体としてアクリル酸50部、ラウリルメタクリレート50部、及び重合開始剤であるV−601(和光純薬製)6部の混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、さらに110℃で3時間反応させた後、V−601(和光純薬製)0.6部を添加し、さらに110℃で1時間反応を続けて、分散樹脂1の溶液を得た。さらに、室温まで冷却した後、ジメチルアミノエタノール37.1部を添加し中和したのち、水を100部添加し水性化した。その後、100℃以上に加熱し、ブタノールを水と共沸させてブタノールを留去し、固形分が30%になるように調整した。これより、顔料分散樹脂1の固形分50%の水性化溶液を得た。上記顔料分散樹脂1の水性化溶液(固形分30%)のpHを、堀場製作所社製卓上型pHメータF−72を用いて測定したところ、8.1であった。また東ソー社製HLC−8120GPCを用い、上記に示した方法で顔料分散樹脂の重量平均分子量を測定したところ、15,000であった。
重合性単量体としてスチレン40部、アクリル酸30部、ベヘニルアクリレート30部を用いる以外は、顔料分散樹脂1と同様の方法を用いることで、顔料分散樹脂2の固形分30%の水性化溶液を得た。上記顔料分散樹脂2の水性化溶液(固形分30%)のpHは9.7、顔料分散樹脂2の重量平均分子量は22,500であった。
カーボンブラックとしてオリオンエンジニアドカーボンズ社製PrinteX85を20部、顔料分散樹脂1の水性化溶液(固形分30%)を20部、水60部を混合し、ディスパーで予備分散した後、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2時間本分散を行い、ブラック顔料分散液1を得た。
顔料分散樹脂として顔料分散樹脂2の水性化溶液(固形分30%)を用いる以外は、ブラック顔料分散液1と同様の方法を用いることで、ブラック顔料分散液2を得た。
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、ジョンクリル819(BASF社製アクリル樹脂、重量平均分子量14,500、酸価75mgKOH/g)を20部、ジメチルアミノエタノール2.38部、水77.62部を添加し、水溶化した。この混合溶液1gをサンプリングし、180℃20分加熱乾燥し、固形分濃度を測定した。得られた固形分濃度をもとに、作製した水溶性樹脂ワニスの不揮発分が20%になるように水を加えることで、固形分濃度20%の水溶性樹脂ワニスを得た。
下記記載の材料をディスパーで撹拌を行いながら混合容器へ順次投入し、十分に均一になるまで撹拌した。その後、pHが8.0±0.5になるようにトリエタノールアミンで調整したのち、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、インクジェットインキ1を得た。
・ブラック顔料分散液1 30部
・ジョンクリル538 13部
(BASF社製アクリル樹脂エマルジョン、固形分46%)
・1,2−プロパンジオール 10部
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 10部
・プロピレングリコールモノメチルエーテル 5部
・サーフィノール465 0.2部
・プロキセルGXL 0.05部
・イオン交換水 31.75部
下表2に記載の材料を使用し、トリエタノールアミンまたは塩酸でpHを調整した以外は、インクジェットインキ1と同様の方法により、インクジェットインキ2〜7を得た。ただし表2中には、pH調整に使用したトリエタノールアミンまたは塩酸については記載していない。
・CaboJet200:キャボット社製自己分散型カーボンブラック水溶液、固形分20%
・1,2−PenD:1,2−ペンタンジオール
・1,5−PenD:1,5−ペンタンジオール
・1,2−HexD:1,2−ヘキサンジオール
・iPDG:ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル
・BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
・MFG:プロピレングリコールモノメチルエーテル
・TEG:トリエチレングリコール
上記で作成した前処理液1、3〜19を、印刷試験機イージープルーフ(松尾産業株式会社製)を用い、OKトップコート+紙(王子製紙株式会社製)に均一に塗布した。このとき、ローラとして線数140線/インチのセラミックローラを用い、塗工速度を調整することで、WET塗布量が6.0±0.3cm3/m2になるようにした。前処理液を塗布したのち、OKトップコート+紙を50℃のエアオーブンにて3分間乾燥させることで、前処理液を付与した記録媒体(CP1、3〜19)を製造した。
また前処理液7、8については、ローラとして線数400線/インチのセラミックローラを用い、塗工速度を調整することでWET塗布量を1.8±0.2cm3/m2としたもの(CP7B、CP8B)、及びローラとして線数800線/インチのセラミックローラを用い、塗工速度を調整することでWET塗布量を0.6±0.1cm3/m2としたもの(CP7C、CP8C)も作成し、評価に使用した。
記録媒体を搬送できるコンベヤの上部にインクジェットヘッドKJ4B−QA(京セラ社製)を設置し、インクジェットインキを充填した。なお上記インクジェットヘッドは設計解像度が600dpi、最大駆動周波数が30kHzであり、前記最大駆動周波数かつ印刷速度75m/分で印刷したとき、記録媒体搬送方向における記録解像度が600dpiとなる。
記録媒体を搬送できるコンベヤの上部に京セラ社製インクジェットヘッドKJ4B−QAを、2個搬送方向に並べて設置し、上流側のインクジェットヘッドに前処理液8を、下流側のインクジェットヘッドにインクジェットインキ1または7を充填した。次いで前記コ
ンベヤ上に、OKトップコート+紙(王子製紙株式会社製)を固定したのち、コンベヤを30m/分の速度で駆動させた。前記30m/分の速度で搬送される記録媒体上に、前記上流側のインクジェットヘッドより前処理液6を吐出し、前処理液のみ印字率100%でベタ印刷を行った。印刷後10秒以内に前記印刷物を50℃エアオーブンに入れ3分間乾燥させることで、前処理液を付与した記録媒体(CP8D)を製造した。なお前記インクジェットヘッドの駆動条件を駆動周波数12kHz、ドロップボリューム12pLとし、記録媒体搬送方向における記録解像度を600dpiとした。
上記実施例91〜92で使用した印刷装置を使用し、コンベヤ上にOKトップコート+紙(王子製紙株式会社製)を固定したのち、コンベヤを一定速度で駆動させた。前記一定速度で搬送される記録媒体上に、前記上流側のインクジェットヘッドより前処理液8を、また下流側のインクジェットヘッドよりインクジェットインキをそれぞれドロップボリューム12pL、印字率100%で吐出し、未乾燥の前処理液6上にインクジェットインキが付与されたベタ画像を作成した。印刷後、10秒以内に前記印刷物を50℃エアオーブンに入れ5分間乾燥させることで、ベタ印刷物を作成した。なおどちらのインクジェットヘッドも、上表3に示す3種類の印刷条件で印刷を実施し、記録媒体搬送方向における記録解像度や印刷速度を変えたベタ印刷物を作成した。
上記実施例1〜94、及び比較例1〜20で組み合わせた前処理液とインクジェットインキについて、以下の方法で混合時の平均二次粒子径の変化率の評価を行った。インクジェットインキの平均二次粒子径を、日機装株式会社製マイクロトラックUPA150を用いて測定し、D50I(nm)とした。続いて、インクジェットインキ10gと前処理液1gとを、表4〜6に記載した組み合わせにて混合したのち、インキの場合と同様に平均二次粒子径を測定し、D50M(nm)とした。このときD50M/D50Iを計算し、インクジェットインキと前処理液とを混合したときの平均二次粒子径の変化率を評価した。表4〜6に得られた評価結果を示す。なお、表に記載された記号の意味は以下の通りである。また比較例14〜20については前処理液を使用していないため、評価を実施していない。
○:D50M/D50Iが2以上
×:D50M/D50Iが2未満
上記実施例1〜99、比較例1〜13で作成した、コンベヤ駆動条件の異なるベタ印刷物について、下記評価を行った。得られた評価結果は表4〜6に示す。
ベタ印刷部と非画像部との境界部分のにじみを目視観察し、境界にじみの評価を行った。評価結果は以下の通りとし、△以上を境界にじみ良好とした。
◎:表3に示した3種類の印刷条件の全てで、ベタ印刷部と非画像部との境界ににじみが見られなかった。
○:表3に示した3種類の印刷条件のうち、印刷条件A、及びBまたはCでは、ベタ印刷部と非画像部との境界ににじみが見られなかったが、残りの印刷条件ではにじみが見られた。
△:表3に示した3種類の印刷条件のうち印刷条件Aでは、ベタ印刷部と非画像部との境界ににじみが見られなかったが、印刷条件B及びCではにじみが見られた。
×:表3に示した3種類の印刷条件の全てで、ベタ印刷部と非画像部との境界ににじみが見られた。
ベタ印刷部における色むらの程度を目視観察し、色むらの評価を行った。評価結果は以下の通りとし、△以上を色むら良好とした。
◎:表3に示した3種類の印刷条件の全てで、色むらが見られなかった。
○:表3に示した3種類の印刷条件のうち、印刷条件A、及びBまたはCでは色むらが見られなかったが、残りの印刷条件で色むらが見られた。
△:表3に示した3種類の印刷条件のうち印刷条件Aでは色むらが見られなかったが、印刷条件B及びCで色むらが見られた。
×:表3に示した3種類の印刷条件の全てで色むらが見られた。
ベタ印刷部における白抜けや白スジの発生具合を目視観察し、白抜け・白スジの評価を行った。評価結果は以下の通りとし、△以上を白抜け・白スジ良好とした。
◎:表3に示した3種類の印刷条件の全てで、白抜けや白スジが見られなかった。
○:表3に示した3種類の印刷条件のうち、印刷条件A、及びBまたはCでは白抜けや白スジが見られなかったが、残りの印刷条件で白抜けや白スジが見られた。
△:表3に示した3種類の印刷条件のうち印刷条件Aでは白抜けや白スジが見られなかったが、印刷条件B及びCで白抜けや白スジが見られた。
×:表3に示した3種類の印刷条件の全てで白抜けや白スジが見られた。
ベタ印刷部における記録媒体の波打ちやカールの発生具合を目視観察し、波打ち・カールの評価を行った。評価結果は以下の通りとし、△以上を波打ち・カール良好とした。
◎:表3に示した3種類の印刷条件の全てで、波打ちやカールが見られなかった。
○:表3に示した3種類の印刷条件のうち、印刷条件A、及びBまたはCでは波打ちやカールが見られなかったが、残りの印刷条件で波打ちやカールが見られた。
△:表3に示した3種類の印刷条件のうち印刷条件Aでは波打ちやカールが見られなかったが、印刷条件B及びCで波打ちやカールが見られた。
×:表3に示した3種類の印刷条件の全てで波打ちやカールが見られた。
ベタ印刷部を綿棒で10往復こすり、印刷物の乾燥性の評価を行った。評価結果は以下の通りとし、○以上を印刷物の乾燥性良好とした。
◎:表3に示した3種類の印刷条件の全てで、綿棒にインクが全く付着しなかった。
○:表3に示した3種類の印刷条件のうち、印刷条件A及びBでは綿棒にインクが全く付着しなかったが、印刷条件Cでは綿棒にインクの付着が見られた。
△:表3に示した3種類の印刷条件のうち印刷条件Aでは綿棒にインクが全く付着しなかったが、印刷条件B及びCでは綿棒にインクの付着が見られた。
×:表3に示した3種類の印刷条件の全てで綿棒にインクの付着が見られた。
前処理液1〜3、7、11〜27について下記の評価を行った。得られた評価結果は表7に示す。
視認性向上のため、前処理液10gにKayafectRedPLiquid(日本化薬社製染料)を0.1g添加し、よく混合し溶解させた。前記染料を添加した前処理液を、印刷試験機イージープルーフ(松尾産業株式会社製)を用い、OKトップコート+紙(王子製紙株式会社製)に均一に塗布した。このとき、ローラとして線数140線/インチのセラミックローラを用い、塗工速度を調整することで、WET塗布量が6.0±0.3cm3/m2になるようにした。前処理液を塗布したのち、OKトップコート+紙を50℃のエアオーブンにて3分間乾燥させることで、染料を添加した前処理液を付与した記録媒体を作成した。前記染料を添加した前処理液を付与した記録媒体を連続で10枚作成し、各記録媒体における色むらの程度を目視観察することで、前処理液の塗工適性を評価した。評価結果は以下の通りとし、△以上を前処理液の塗工適性が良好とした。
○:10枚全てでまったく色むらが見られなかった。
△:10枚のうち1〜2枚で色むらが見られた。
×:10枚のうち3枚以上で色むらが見られた。
前処理液の粘度を、E型粘度計(東機産業社製TVE25L)を用いて、25℃下で測定した。この前処理液を70℃の恒温機に保存し、経時促進させた後、経時前後での前処理液の粘度変化を評価した。評価基準は以下の通りとし、△以上を粘度安定性良好とした。
○:4週間保存後の粘度変化率が±5%未満
△:2週間保存後の粘度変化率が±5%未満
×:2週間保存後の粘度変化率が±5%以上
インクジェットインキ1〜10について下記の評価を行った。得られた評価結果は表8に示す。
インクジェットヘッドKJ4B−QA、またはKJ4B−Z(京セラ社製)を搭載したインクジェット吐出装置を準備し、インクジェットインキを充填した。なお、インクジェットヘッドKJ4B−Zは設計解像度が1200dpi、最大駆動周波数が64kHzであり、前記最大駆動周波数かつ印刷速度80m/分で印刷したとき、記録媒体搬送方向における記録解像度が1200dpiとなる。
○:印刷開始後2時間後のノズルチェックパターンにおいてノズル抜けが全くなかった
△:印刷開始後2時間後のノズルチェックパターンにおいてノズル抜けが1〜9本
×:印刷開始後2時間後のノズルチェックパターンにおいてノズル抜けが10本以上
インクジェットインキの平均二次粒子径を、日機装株式会社製マイクロトラックUPA150を用いて測定した。このインキを70℃の恒温機に保存し、経時促進させた後、経時前後でのインキの平均二次粒子径の変化を評価した。評価基準は以下の通りとし、△以上を保存安定性良好とした。
◎:4週間保存後の平均粒子径変化率が±50nm未満
○:2週間保存後の平均粒子径変化率が±50nm未満
△:1週間保存後の平均粒子径変化率が±50nm未満
×:1週間保存後の平均粒子径変化率が±50nm以上
Claims (15)
- カチオン性高分子化合物、界面活性剤、及び、水を含む前処理液と、顔料、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び、水を含むインクジェットインキとからなるインキセットであって、
前記前処理液のpHが3〜7、かつ前記インクジェットインキのpHが7〜11であり、
前記カチオン性高分子化合物の含有量が、前処理液全量に対し10〜70重量%であり、
前記前処理液中の界面活性剤が、少なくともアセチレン系界面活性剤を含有し、
前記インクジェットインキの平均二次粒子径(体積基準)をD50I(nm)、前記前処理液と前記インクジェットインキを1:10の重量比で混合した液の平均二次粒子径(体積基準)をD50M(nm)としたとき、D50M/D50Iが2以上となることを特徴とする、インキセット。 - カチオン性高分子化合物、界面活性剤、及び、水を含む前処理液と、顔料、水溶性有機溶剤、界面活性剤、及び、水を含むインクジェットインキとからなるインキセットであって、
前記前処理液のpHが3〜7、かつ前記インクジェットインキのpHが7〜11であり、
前記カチオン性高分子化合物の含有量が、前処理液全量に対し10〜70重量%であり、
前記前処理液中の界面活性剤が、少なくともシロキサン系界面活性剤を含有し(ただし、アセチレン系界面活性剤を含有する場合を除く)、かつ、前記インクジェットインキ中の界面活性剤が、少なくともシロキサン系界面活性剤を含有し、
前記インクジェットインキの平均二次粒子径(体積基準)をD50I(nm)、前記前処理液と前記インクジェットインキを1:10の重量比で混合した液の平均二次粒子径(体積基準)をD50M(nm)としたとき、D50M/D50Iが2以上となることを特徴とする、インキセット。 - 前処理液の25℃における静的表面張力をSTP(mN/m)、インクジェットインキの25℃における静的表面張力をSTI(mN/m)としたとき、以下の(1)〜(2)式を満たすことを特徴とする、請求項1または2に記載のインキセット。
20 ≦ STI ≦ 35 (1)
0 ≦ (STP−STI) ≦ 50 (2) - 前処理液の25℃における粘度が2mPa・s以上100mPa・s以下であることを特徴とする、請求項1〜3いずれかに記載のインキセット。
- カチオン性高分子化合物として、少なくともエピハロヒドリン変性樹脂を含有することを特徴とする、請求項1〜4いずれかに記載のインキセット。
- カチオン性高分子化合物が、前処理液中に溶解した状態で存在していることを特徴とする、請求項1〜5いずれかに記載のインキセット。
- インクジェットインキに含まれる水溶性有機溶剤が、1気圧下で沸点が180℃以上280℃以下であるグリコールエーテル系溶剤及び/またはアルキルポリオール系溶剤を2種以上含有することを特徴とする、請求項1〜6いずれかに記載のインキセット。
- インクジェットインキが、さらにバインダー樹脂を含有し、バインダー樹脂はインクジェットインキ中に溶解及び/または分散された状態で存在していることを特徴とする、請求項1〜7いずれかに記載のインキセット。
- インクジェットインキが、さらに顔料分散樹脂を含有することを特徴とする、請求項1〜8いずれかに記載のインキセット。
- 請求項1〜9いずれかに記載のインキセットを用いるインクジェットインキ印刷物の製造方法であって、30m/分以上の速度で搬送される記録媒体上に前処理液を付与したのち、前記前処理液を付与した部分に、インクジェットインキを1パス印刷方式により付与することを特徴とする、インクジェットインキ印刷物の製造方法。
- 記録媒体上への前処理液の付与量をAQP(mg/inch2)、前記前処理液を付与した部分上へのインクジェットインキの付与量をAQI(mg/inch2)としたとき、AQI/AQPが0.1以上10以下であることを特徴とする、請求項10記載のインクジェットインキ印刷物の製造方法。
- 印刷物の記録解像度が600dpi以上であることを特徴とする、請求項10または11に記載のインクジェットインキ印刷物の製造方法。
- 前処理液を記録媒体上に付与したのち、インクジェットインキを付与する前に、前記記録媒体に熱エネルギーを作用させることを特徴とする、請求項10〜12いずれかに記載のインクジェットインキ印刷物の製造方法。
- 記録媒体の、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、0ml/m2msec1/2以上0.6ml/m2msec1/2以下であることを特徴とする、請求項10〜13いずれかに記載のインクジェットインキ印刷物の製造方法。
- 前処理液を記録媒体上に付与する手段がローラ方式であることを特徴とする、請求項10〜14いずれかに記載のインクジェットインキ印刷物の製造方法。
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