JP2013059989A - Inkjet image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット画像形成方法に関する。 The present invention relates to an inkjet image forming method.
近年、塗工層を有する記録メディアにインクジェット用インクを付与する技術が検討されている。塗工層を有する記録メディアとしては、例えば、顔料や接着剤などを含む塗料を原紙の表面に塗工した塗工紙や微塗工紙等の印刷用紙が挙げられる。これらの印刷用紙は塗工層を有する点で、表面に塗工層を有さない普通紙と区別される。 In recent years, techniques for applying ink jet ink to recording media having a coating layer have been studied. Examples of the recording medium having a coating layer include printing paper such as coated paper and fine coated paper in which a paint containing a pigment, an adhesive, or the like is coated on the surface of the base paper. These printing papers are distinguished from plain papers having no coating layer on the surface in that they have a coating layer.
しかしながら、これらの塗工紙や微塗工紙は表面に塗工層を有しているため、普通紙に比べてインクの浸透が極めて遅い。このため、記録メディアである紙にインクが着弾してから記録メディア内部にインクが浸透するまでの間に、インク液滴が記録メディア表面で拡がり、ドット径が大きくなりやすい傾向にある。その結果、画像の粒状性の悪化を招いたり、小ポイント対応が困難になったりするという課題が生じている。 However, since these coated papers and fine coated papers have a coating layer on the surface, the penetration of ink is extremely slow compared to plain paper. For this reason, ink droplets spread on the surface of the recording medium between the time the ink lands on the recording medium and the ink penetrates into the recording medium, and the dot diameter tends to increase. As a result, there are problems in that the granularity of the image is deteriorated and it is difficult to deal with small points.
また、インクジェット記録方式で高速印刷に対応するためには、着弾精度向上の観点から吐出速度を速くする必要がある。しかしながら、吐出速度が速くなると着弾時のエネルギーも大きくなる。このため、インク液滴が拡がってドット径が大きくなり、画像の粒状性は悪化する傾向になり、小ポイント化はさらに困難になる。なお、下記特許文献１には、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であるインクジェット用インクが記載されている。 Further, in order to support high-speed printing by the ink jet recording method, it is necessary to increase the discharge speed from the viewpoint of improving landing accuracy. However, as the discharge speed increases, the energy upon landing increases. For this reason, the ink droplet spreads, the dot diameter increases, the graininess of the image tends to deteriorate, and the point reduction becomes more difficult. The following Patent Document 1 describes an ink jet ink having a surface tension of 35 mN / m or more.
上記の特許文献１に記載のインクジェット用インクは、インクジェット記録方式で普通紙へ印刷する際にインクの浸透性を制御することを目的としている。そして、特許文献１には、塗工層を有する印刷用紙への印字や高速印刷の記載はなく、これらを目的としていない。 The ink-jet ink described in Patent Document 1 is intended to control ink permeability when printing on plain paper by the ink-jet recording method. And in patent document 1, there is no description of the printing on the printing paper which has a coating layer, and high-speed printing, and these are not aimed at.
そのため、本発明では、塗工層を有する印刷用紙を記録メディアとして用いて、インクジェット用水性インクを高速で付与した（高速印刷したともいう）際に生じる、ドット径の増大を抑制したインクジェット画像形成方法を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, ink jet image formation that suppresses an increase in dot diameter that occurs when water-based ink for ink jet is applied at high speed (also referred to as high speed printing) using printing paper having a coating layer as a recording medium. It is an object to provide a method.
上記の課題は以下の本発明によって達成される。すなわち本発明は、色材を含有する水性インクをインクジェット記録方式で記録メディアへ付与して画像を形成するインクジェット画像形成方法であって、前記水性インクは２５℃における表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上、２５℃における粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であり、前記記録メディアは塗工層を有する印刷用紙であり、前記水性インクを前記記録メディアに吐出速度１５ｍ／ｓ以上、３０ｍ／ｓ以下で付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法である。 Said subject is achieved by the following this invention. That is, the present invention is an inkjet image forming method for forming an image by applying an aqueous ink containing a colorant to a recording medium by an inkjet recording method, wherein the aqueous ink has a surface tension at 25 ° C. of 40 mN / m or more, The viscosity at 25 ° C. is 15 mPa · s or more, the recording medium is a printing paper having a coating layer, and the aqueous ink is applied to the recording medium at a discharge speed of 15 m / s or more and 30 m / s or less. An ink-jet image forming method is characterized.
本発明によれば、インクジェット記録方式により、塗工層を有する印刷用紙に、インクジェット用水性インクを高速で付与した際に生じる、ドット径の増大を抑制でき、高解像度の画像を形成することができるインクジェット画像形成方法を提供することができる。 According to the present invention, by the inkjet recording method, it is possible to suppress the increase in the dot diameter that occurs when the inkjet water-based ink is applied to the printing paper having the coating layer at high speed, and to form a high-resolution image. An inkjet image forming method that can be provided can be provided.
本発明者らは、記録メディアとして塗工層を有する印刷用紙を用い、インクジェット記録方式によって高速印刷を実現するために検討を行った。その結果、印刷速度が一定である場合、高い表面張力を有するインクは、表面張力の低いインクに比べ、インクが浸透しにくい塗工層を有する印刷用紙に付与されても、インク液滴の拡がりが抑制されることを見出した。さらに、高い粘度を有するインクを用いて、高速印刷を行った場合と低速印刷を行った場合とでドット径を比較すると、低い粘度を有するインクを用いたときに比べて、印刷速度によるドット径の変化が小さいことを見出した。 The present inventors have studied to realize high-speed printing by an inkjet recording method using a printing paper having a coating layer as a recording medium. As a result, when the printing speed is constant, ink having a high surface tension spreads ink droplets even when applied to a printing paper having a coating layer in which the ink does not penetrate more easily than an ink having a low surface tension. Has been found to be suppressed. Furthermore, when comparing the dot diameter between high-speed printing and low-speed printing using an ink with a high viscosity, the dot diameter due to the printing speed is higher than when using a low-viscosity ink. It was found that the change of is small.
以下、好ましい実施の形態を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。
＜インク＞
本発明で用いるインクは、着色剤として用いられる色材が、液媒体である水または水と水溶性化合物の混合液である水性媒体に分散した水性インクである。色材および水溶性化合物については、インク物性が２５℃における表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上、２５℃における粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上の範囲に入るものであれば特に限定されるものではないが、特に好ましい態様について以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
<Ink>
The ink used in the present invention is an aqueous ink in which a coloring material used as a colorant is dispersed in water, which is a liquid medium, or an aqueous medium, which is a mixture of water and a water-soluble compound. The color material and the water-soluble compound are not particularly limited as long as the ink physical properties are those in which the surface tension at 25 ° C. is 40 mN / m or more and the viscosity at 25 ° C. is in the range of 15 mPa · s or more. Preferred embodiments are shown below.
（色材）
本発明で用いる水性インクで使用する色材は特に限定されるものではないが、以下の理由から顔料が好ましい。すなわち、色材として染料のような溶解状態のものを用いると、塗工層を有する印刷用紙にインクを塗布した際に、色材が液媒体とともに塗工層に速やかに浸透する。この時に液媒体は塗工層の厚み方向だけではなく、平面方向にも拡散するためドットは着弾した液滴以上に拡がる。これに対して、色材に顔料を用いた場合は色材が塗工層に浸透しないために、ドットの拡がりを抑えることができ、本発明の目的であるドットの拡がりを抑えるにはより好適である。ただし、顔料は凝集しやすいため水性インク中に分散させて分散状態にしておく必要がある。この顔料の分散機構は特に限定されるものではなく、自己分散でも樹脂分散でもよい。なかでも、自己分散顔料は、塗工層を有する印刷用紙にインクが着弾した直後に凝集および定着するので、ブリードの抑制などの観点からより好ましい。
(Color material)
The color material used in the aqueous ink used in the present invention is not particularly limited, but a pigment is preferred for the following reasons. That is, when a color material having a dissolved state such as a dye is used, when the ink is applied to the printing paper having the coating layer, the color material quickly penetrates into the coating layer together with the liquid medium. At this time, since the liquid medium diffuses not only in the thickness direction of the coating layer but also in the plane direction, the dots spread beyond the landed droplets. On the other hand, when a pigment is used as the color material, the color material does not penetrate into the coating layer, so that it is possible to suppress the spread of dots, which is more suitable for suppressing the spread of dots, which is the object of the present invention. It is. However, since the pigment easily aggregates, it is necessary to disperse the pigment in water-based ink. The dispersion mechanism of the pigment is not particularly limited, and may be self-dispersion or resin dispersion. Among these, self-dispersing pigments are more preferable from the viewpoint of suppressing bleeding because they aggregate and fix immediately after the ink has landed on the printing paper having the coating layer.
自己分散顔料は、基本的には分散剤を必須とせず、顔料表面に直接または他の原子団を介して水溶性の親水性基を導入して水溶性化した顔料である。水溶性化する前の顔料としては、次に挙げるように様々なタイプのものが使用できる。 The self-dispersing pigment is basically a pigment which does not require a dispersant, and has been made water-soluble by introducing a water-soluble hydrophilic group directly or through another atomic group to the pigment surface. Various types of pigments can be used before the water-solubilization.
ブラックインクに使用される顔料としては、カーボンブラックが好適である。例えば、ファーネスブラック、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のカーボンブラック顔料である。カーボンブラック顔料は、次のような特性を有するものが好ましい。一次粒子径が１５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下、ＢＥＴ法による比表面積が５０ｍ2／ｇ以上、４００ｍ2／ｇ以下、ＤＢＰ吸油量が４０ｍＬ／１００ｇ以上、２００ｍＬ／１００ｇ以下、揮発分が０．５質量％以上、１０質量％以下の特性である。 Carbon black is suitable as the pigment used in the black ink. For example, carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black and channel black. The carbon black pigment preferably has the following characteristics. Primary particle size is 15 nm to 40 nm, specific surface area by BET method is 50 m 2 / g to 400 m 2 / g, DBP oil absorption is 40 mL / 100 g to 200 mL / 100 g, volatile content is 0.5% by mass The characteristic is 10% by mass or less.
カラーインクに使用される顔料としては、有機顔料が好適である。具体的には、以下の各顔料を挙げることができる。トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、ピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料。リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド２Ｂ等の水溶性アゾ顔料。アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体。フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料。キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系顔料。ペリレンレッド、ペリレンスカーレット等のペリレン系顔料。イソインドリノンイエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系顔料。ベンズイミダゾロンイエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料。ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系顔料。チオインジゴ系顔料。縮合アゾ系顔料。チオインジゴ系顔料。ジケトピロロピロール系顔料。フラバンスロンイエロー、アシルアミドイエロー、キノフタロンイエロー、ニッケルアゾイエロー、銅アゾメチンイエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等の顔料を挙げることができる。 An organic pigment is suitable as the pigment used in the color ink. Specifically, the following pigments can be mentioned. Insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa yellow, benzidine yellow and pyrazolone red. Water-soluble azo pigments such as Ritolol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet, and Permanent Red 2B. Derivatives from vat dyes such as alizarin, indanthrone and thioindigo maroon. Phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green. Quinacridone pigments such as quinacridone red and quinacridone magenta. Perylene pigments such as perylene red and perylene scarlet. Isoindolinone pigments such as isoindolinone yellow and isoindolinone orange. Imidazolone pigments such as benzimidazolone yellow, benzimidazolone orange, and benzimidazolone red. Pilanthrone pigments such as pyranthrone red and pyranthrone orange. Thioindigo pigment. Condensed azo pigment. Thioindigo pigment. Diketopyrrolopyrrole pigment. Mention may be made of pigments such as flavanthrone yellow, acylamide yellow, quinophthalone yellow, nickel azo yellow, copper azomethine yellow, perinone orange, anthrone orange, dianthraquinonyl red, dioxazine violet.
以上の顔料を原料とし、水溶性の親水性基を導入して自己分散顔料とすることができる。この場合に親水性基は顔料の表面に直接結合させることができる。あるいは、他の原子団を顔料表面と親水性基との間に介在させ、親水性基を顔料表面に間接的に結合させてもよい。このような水溶性の親水性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基、ホスホン基、ヒドロキシル基などが挙げられる。 The above pigment can be used as a raw material to introduce a water-soluble hydrophilic group into a self-dispersing pigment. In this case, the hydrophilic group can be directly bonded to the surface of the pigment. Alternatively, another atomic group may be interposed between the pigment surface and the hydrophilic group, and the hydrophilic group may be indirectly bonded to the pigment surface. Examples of such water-soluble hydrophilic groups include a carboxyl group, a sulfone group, a phosphone group, and a hydroxyl group.
（水溶性化合物）
本発明で用いる水性インクは、水を必須成分とする。水性インク中の水の含有量は、インク全質量に対して、１０質量％以上であることが好ましい。また、８０質量％以下であることがさらに好ましい。さらに、水と水溶性化合物を併用して水性媒体とすることが好ましい。この水溶性化合物とは、２０質量％濃度の水との混合液で水と相分離せずに混ざり合う、親水性の高いものをいう。さらに、固液分離や目詰まり防止への点から蒸発しやすいものは好ましくなく、２０℃での蒸気圧が０．０４ｍｍＨｇ以下の物質が好ましい。
(Water-soluble compounds)
The water-based ink used in the present invention contains water as an essential component. The water content in the aqueous ink is preferably 10% by mass or more based on the total mass of the ink. Moreover, it is more preferable that it is 80 mass% or less. Furthermore, it is preferable to use water and a water-soluble compound in combination as an aqueous medium. This water-soluble compound means a highly hydrophilic compound that is mixed with water at a concentration of 20% by mass without being phase-separated with water. Further, those that easily evaporate from the viewpoint of solid-liquid separation and clogging prevention are not preferable, and substances having a vapor pressure at 20 ° C. of 0.04 mmHg or less are preferable.
本発明に用いられる水性インクは、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上、粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上である。水溶性化合物は、水性インクにおけるこれらの物性値を上記の範囲に調整するのに適したものであることが好ましい。このような水溶性化合物としては特に限定されるものではないが、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，７−へプタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、尿素、エチレン尿素、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ソルビトール、ジエチレングリコール、１，２，４−ブタントリオール、グリセリン、ジグリセリン、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール２００、ポリエチレングリコール６００などが挙げられる。 The water-based ink used in the present invention has a surface tension of 40 mN / m or more and a viscosity of 15 mPa · s or more. The water-soluble compound is preferably suitable for adjusting these physical property values in the water-based ink within the above range. Such a water-soluble compound is not particularly limited, but 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1 , 5-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,7-heptanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, trimethylolpropane, urea, ethyleneurea, 1,2,6-hexanetriol, Examples include 1,2,3-butanetriol, sorbitol, diethylene glycol, 1,2,4-butanetriol, glycerin, diglycerin, triethylene glycol, polyethylene glycol 200, and polyethylene glycol 600.
水溶性化合物を用いてインクの表面張力を制御する場合は、以下の理由から、ヘキサンジオールの異性体である１，２−ヘキサンジオールと１，６−ヘキサンジオールを併用した混合液を用いることが好ましい。すなわち、水に水溶性化合物を混合して表面張力を制御する際、混合比率に応じて粘度も変化してしまい、表面張力のみの制御が困難である。一方で、１，２−ヘキサンジオールと１，６−ヘキサンジオールの混合液の粘度は両者の比率によらず一定であるが、表面張力は両者の比率によって変化する。このため、両者の比率を変化させることにより、混合液の粘度を一定にしたまま表面張力を連続的に変化させることができ、表面張力の制御方法として好適である。 When the surface tension of the ink is controlled using a water-soluble compound, a mixed solution using 1,2-hexanediol and 1,6-hexanediol, which are isomers of hexanediol, may be used for the following reasons. preferable. That is, when the surface tension is controlled by mixing a water-soluble compound with water, the viscosity changes according to the mixing ratio, and it is difficult to control only the surface tension. On the other hand, the viscosity of the mixed liquid of 1,2-hexanediol and 1,6-hexanediol is constant regardless of the ratio between the two, but the surface tension varies depending on the ratio between the two. For this reason, by changing the ratio between the two, the surface tension can be continuously changed while keeping the viscosity of the mixed liquid constant, which is suitable as a method for controlling the surface tension.
また、水溶性化合物を用いてインクの粘度を制御する場合は、以下の理由から、グリセリンを用いることが好ましい。すなわち、水に水溶性化合物を混合して粘度を調整する際、混合比率に応じて表面張力も変化し、粘度のみの制御が困難である。また、水溶性化合物には表面張力が低いものが多く、粘度を調整するために水に混合すると混合液の表面張力が著しく低下する場合が多い。例えば１，２−ヘキサンジオールを粘度調整のために利用した場合、水にわずか１０質量％添加するだけで、混合液の表面張力は７２ｍＮ／ｍから２７ｍＮ／ｍまで大きく低下するため、高い表面張力を有する混合液を調製することが困難である。一方、グリセリンの表面張力は６３ｍＮ／ｍと高く、水の表面張力７２ｍＮ／ｍに近いため、水にグリセリンを加えた混合液は高い表面張力を維持することができる。このため、本発明のように比較的高い表面張力を有するインクを調製する場合に好適に用いられる。 Moreover, when controlling the viscosity of an ink using a water-soluble compound, it is preferable to use glycerol for the following reasons. That is, when the viscosity is adjusted by mixing a water-soluble compound with water, the surface tension changes depending on the mixing ratio, and it is difficult to control only the viscosity. In addition, many water-soluble compounds have a low surface tension, and when mixed with water to adjust the viscosity, the surface tension of the mixed solution often decreases significantly. For example, when 1,2-hexanediol is used for viscosity adjustment, the surface tension of the mixed solution is greatly reduced from 72 mN / m to 27 mN / m by adding only 10% by mass to water. It is difficult to prepare a mixed solution having On the other hand, since the surface tension of glycerin is as high as 63 mN / m and close to the surface tension of water 72 mN / m, a mixed liquid obtained by adding glycerin to water can maintain a high surface tension. For this reason, it is suitably used when preparing an ink having a relatively high surface tension as in the present invention.
水性インク中の水溶性化合物の含有量は、インク全質量に対して１０質量％以上であることが好ましい。また、９０質量％以下であることがさらに好ましい。 The content of the water-soluble compound in the aqueous ink is preferably 10% by mass or more with respect to the total mass of the ink. Moreover, it is more preferable that it is 90 mass% or less.
（その他の添加剤）
また、本発明で用いる水性インクは、所望の物性値とするために、上記した成分の他に必要に応じて、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、浸透剤等を添加剤として添加することができる。
(Other additives)
In addition to the above-described components, the water-based ink used in the present invention has viscosity adjusting agents, antifoaming agents, antiseptics, antifungal agents, antioxidants, and penetrating agents as necessary in order to obtain desired physical property values. An agent or the like can be added as an additive.
＜印字プロセス＞
本発明のインクジェット画像形成方法は、塗工層を有する印刷用紙に高速で画像を形成可能な、インクジェット記録方式による印字プロセスである。そして本発明のインクジェット画像形成方法によれば、解像度が６００ｄｐｉ以上、４８００ｄｐｉ以下という高画質の画像を形成することができる。以下に本発明のインクジェット画像形成方法を達成できる記録装置、吐出条件、インク物性について例示的に説明する。
<Printing process>
The ink jet image forming method of the present invention is a printing process by an ink jet recording method capable of forming an image at high speed on a printing paper having a coating layer. According to the inkjet image forming method of the present invention, it is possible to form a high-quality image having a resolution of 600 dpi or more and 4800 dpi or less. The recording apparatus, discharge conditions, and ink physical properties that can achieve the inkjet image forming method of the present invention will be illustratively described below.
（インクジェット記録装置）
本発明においては、水性インクを記録メディアに付与するに際して、インクジェット記録装置を用いることができる。インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドのインク吐出方式は特に制限されるものではない。インク吐出方式としては、ポンプまたは流路内に設けた圧電素子の変形でインクに圧力を加えて吐出させる方式、インクに熱エネルギーを与えて気泡を発生させる方式、インクを帯電させその静電吸引力を利用する静電吸引方式などを挙げることができる。また、高速印刷の観点から、単位時間当たりに記録できるドット数が多い方が有利である。このため、記録ヘッドとして、複数のノズルを有するマルチノズルヘッドを備えたインクジェット記録装置を用いることが好ましい。また、紙送り速度は５０ｍ／ｓ以上であることが本発明の機能を発現する上で好ましい。
(Inkjet recording device)
In the present invention, an ink jet recording apparatus can be used when applying water-based ink to a recording medium. The ink ejection method of the recording head used in the ink jet recording apparatus is not particularly limited. As an ink ejection method, a method in which pressure is applied to ink by the deformation of a piezoelectric element provided in a pump or a flow path and ink is ejected, a method in which thermal energy is applied to ink to generate bubbles, and ink is charged and electrostatically sucked An electrostatic attraction method using force can be used. From the viewpoint of high-speed printing, it is advantageous that the number of dots that can be recorded per unit time is large. For this reason, it is preferable to use an inkjet recording apparatus including a multi-nozzle head having a plurality of nozzles as the recording head. Further, the paper feed speed is preferably 50 m / s or more in order to express the function of the present invention.
（液滴サイズ）
印刷ではポイント数のより小さい小文字へ対応することが求められており、４ｐｔ以下の小文字へ対応するために、液滴サイズは５０ｐＬ以下とすることが好ましく、４０ｐＬ以下とすることがさらに好ましい。また、前述の通り、高速印刷の観点から、紙送り速度は５０ｍ／ｓ以上であることが好ましいが、紙送り速度が５０ｍ／ｓ以上になると、塗工層を有する印刷用紙に限らず記録メディアの上に気流が発生してしまう。吐出したインク液滴サイズが小さすぎるとこの気流の影響で着弾精度が悪化するため、着弾精度向上の観点から、液滴サイズは２ｐＬ以上であることが好ましく、４ｐＬ以上であることがさらに好ましい。
(Droplet size)
In printing, it is required to correspond to lower case letters with a smaller number of points, and in order to correspond to lower case letters of 4 pt or less, the droplet size is preferably 50 pL or less, and more preferably 40 pL or less. Further, as described above, from the viewpoint of high-speed printing, the paper feed speed is preferably 50 m / s or more. However, when the paper feed speed is 50 m / s or more, the recording medium is not limited to printing paper having a coating layer. Airflow will be generated on the top. If the ejected ink droplet size is too small, the landing accuracy deteriorates due to the influence of the air flow. From the viewpoint of improving the landing accuracy, the droplet size is preferably 2 pL or more, and more preferably 4 pL or more.
（吐出速度）
高速印刷へ対応するためには、着弾精度の観点から高速のインク吐出速度が要求されており、本発明のインクジェット画像形成方法では吐出速度１５ｍ／ｓ以上である。吐出速度は速い方が着弾精度が向上するため好ましいが、３０ｍ／ｓを超えると着弾したインク滴がはじかれてしまい、記録メディアである塗工層を有する印刷用紙に定着できなくなる。このため、本発明のインクジェット画像形成方法では吐出速度１５ｍ／ｓ以上、３０ｍ／ｓ以下である。
(Discharge rate)
In order to cope with high-speed printing, a high ink discharge speed is required from the viewpoint of landing accuracy, and in the inkjet image forming method of the present invention, the discharge speed is 15 m / s or more. A higher discharge speed is preferable because the landing accuracy is improved. However, if it exceeds 30 m / s, the landed ink droplets are repelled and cannot be fixed on a printing paper having a coating layer as a recording medium. For this reason, in the inkjet image forming method of the present invention, the discharge speed is 15 m / s or more and 30 m / s or less.
（インクの表面張力）
本発明で使用する水性インクの２５℃における表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以上である。塗工層を有する印刷用紙を記録メディアに用いる場合、これよりも表面張力が低いと下記式（Ａ）で定義されるにじみ率が２２０％を超えるため画像の粒状性の悪化を招き、また小ポイント化対応が困難になるので好ましくない。特にインク液滴サイズが４ｐＬ以上となるインクジェット記録装置を用いる場合、画像の粒状性の向上および小ポイント化対応の観点から、にじみ率を低く抑える必要があるので水性インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上とすることが必須となる。
(Ink surface tension)
The surface tension at 25 ° C. of the aqueous ink used in the present invention is 40 mN / m or more. When printing paper having a coating layer is used as a recording medium, if the surface tension is lower than this, the bleeding rate defined by the following formula (A) exceeds 220%, resulting in deterioration of image graininess. Since it becomes difficult to respond to points, it is not preferable. In particular, when an ink jet recording apparatus having an ink droplet size of 4 pL or more is used, it is necessary to keep the bleeding rate low from the viewpoint of improving the granularity of the image and reducing the number of points, so the surface tension of the aqueous ink is 40 mN / m. It is essential to do this.
（インクの粘度）
本発明のインクジェット画像形成方法で用いる水性インクの２５℃における粘度は、１５ｍＰａ・ｓ以上である。前述の通り、高速印刷の観点から、本発明のインクジェット画像形成方法では吐出速度１５ｍ／ｓ以上である。この場合、水性インクの粘度が１５ｍＰａ・ｓより小さいと、インクが記録メディアに着弾する時のエネルギーにより、インク液滴が記録メディアである塗工層を有する印刷用紙上で拡がりやすいため、にじみ率が大きくなり、画像の粒状性が低下する。また、水性インクの粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であれば、吐出速度が変わってもドット径の変化が小さい。このため、１５ｍ／ｓ以上、３０ｍ／ｓ以下の範囲で吐出速度がばらついた場合も、ドット径および上記で示されるにじみ率がほぼ一定となるので、ドットの均一性の観点からも好ましい。マルチノズルヘッドを用いる場合、特に吐出速度がばらつくことが多いため、水性インクの粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であるとより好ましい。
(Ink viscosity)
The viscosity at 25 ° C. of the water-based ink used in the inkjet image forming method of the present invention is 15 mPa · s or more. As described above, from the viewpoint of high-speed printing, the inkjet image forming method of the present invention has a discharge speed of 15 m / s or more. In this case, if the viscosity of the water-based ink is less than 15 mPa · s, the ink droplets easily spread on the printing paper having the coating layer as the recording medium due to the energy when the ink lands on the recording medium. Increases and the graininess of the image decreases. Further, if the viscosity of the water-based ink is 15 mPa · s or more, the change in the dot diameter is small even if the ejection speed is changed. For this reason, even when the ejection speed varies in the range of 15 m / s or more and 30 m / s or less, the dot diameter and the bleeding rate shown above are almost constant, which is preferable from the viewpoint of dot uniformity. In the case of using a multi-nozzle head, since the discharge speed often varies, it is more preferable that the water-based ink has a viscosity of 15 mPa · s or more.
＜記録メディア＞
本発明で用いる記録メディアは、主にオフセット印刷、グラビア印刷等に用いられる塗工層を有する印刷用紙である。
<Recording media>
The recording medium used in the present invention is a printing paper having a coating layer mainly used for offset printing, gravure printing and the like.
塗工層とは、紙の表面の美感や平滑さを高め、あるいは印刷適性を高める為に、上質紙または中質紙の表面および／または裏面に塗布された塗料の層、または抄紙時に表層に形成された塗料の層をいう。一般に、塗料は水に分散させた顔料に、接着剤や助剤を加えて調製される。 The coating layer is a layer of paint applied on the front and / or back of high-quality paper or medium-quality paper to increase the aesthetics and smoothness of the paper surface, or to improve printability, or on the surface layer during papermaking. This refers to the layer of paint formed. In general, a paint is prepared by adding an adhesive or an auxiliary agent to a pigment dispersed in water.
経済産業省の「工業調査統計」や日本製紙連合会「紙・板紙統計年報」の「紙・板紙の品種分類表」によると、塗工層を有する印刷用紙は「印刷・情報用紙」の中の塗工印刷用紙または微塗工印刷用紙に分類される。塗工印刷用紙と微塗工印刷用紙とは、塗工層を形成する塗料の質量によって区別され、前者は、原紙の表面に１ｍ2当たり両面で１５ｇ前後から４０ｇ前後の塗料を塗布されたもの、後者は、１ｍ2当たり１２ｇ以下の塗料を塗布されたものである。さらに塗工印刷用紙は、塗料の塗布量や塗布後の表面処理の方法等で、アート紙、コート紙、軽量コート紙、その他塗工紙（キャストコート紙、エンボス紙）等に分類される。また表面の光沢感の違いで、グロス系、マット系、ダル系などに分類されることもある。本発明は、これら塗工層を有する印刷用紙すべてを対象とする。 According to the Ministry of Economy, Trade and Industry's “Industrial Survey Statistics” and the “Paper and Board Statistics” in the Japan Paper Association “Paper and Board Statistics”, printing papers with coating layers are among “Printing and Information Papers”. It is classified as coated paper or finely coated paper. The coated printing paper and the fine coated printing paper are distinguished by the mass of the paint forming the coating layer. The former is a base paper coated with about 15 to 40 g of paint on both sides per 1 m 2. In the latter case, a coating of 12 g or less per 1 m 2 is applied. Further, the coated printing paper is classified into art paper, coated paper, lightweight coated paper, and other coated paper (cast coated paper, embossed paper), etc., depending on the coating amount and the surface treatment method after coating. Also, depending on the glossiness of the surface, it may be classified into gloss, matte, dull, etc. The present invention is intended for all printing papers having these coating layers.
具体的な塗工印刷用紙は特に限定されるものではないが、以下の商品名の紙が挙げられる。
アート紙としては、ＯＫウルトラアクアサテン、ＯＫ金藤、ＳＡ金藤、サテン金藤（以上、王子製紙製）、ハイパーピレーヌ、シルバーダイア（以上、日本製紙製）、グリーンユトリロ（以上、大王製紙製）、パールコート、ニューＶマット（以上、三菱製紙製）、雷鳥スーパーアート（中越パルプ製）、ハイマッキンレー（五條製紙製）等を挙げることができる。
The specific coated printing paper is not particularly limited, and examples thereof include papers having the following trade names.
As art paper, OK Ultra Aqua Satin, OK Kanto, SA Kanofuji, Satin Kanto (above made by Oji Paper), Hyper Pyrene, Silver Dia (above made by Nippon Paper Industries), Green Utrillo (above made by Daio Paper), A pearl coat, a new V mat (above, manufactured by Mitsubishi Paper Industries), Thunderbird Super Art (manufactured by Chuetsu Pulp), Hi McKinley (manufactured by Gojo Paper Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
コート紙としては、ＯＫトップコート、ＯＫトップコートダル、ＯＫトップコートマット、ＯＫトリニティ、ＯＫカサブランカ（以上、王子製紙製）、オーロラコート、シルバーダイア、しらおいマット（以上、日本製紙製）、グリーンユトリロ（以上、大王製紙製）、パールコート、ニューＶマット（以上、三菱製紙製）等を挙げることができる。 As coated paper, OK top coat, OK top coat dull, OK top coat mat, OK trinity, OK Casablanca (above made by Oji Paper), Aurora coat, Silver diamond, Shirai mat (above made by Nippon Paper Industries), Green Utrillo (above, made by Daio Paper Co., Ltd.), pearl coat, New V mat (above, made by Mitsubishi Paper Industries), etc. can be mentioned.
軽量コート紙としては、ＯＫコートＬ（以上、王子製紙製）、オーロラＬ、イースターＤＸ、ペガサス（以上、日本製紙製）、ユトリロコートＬ（以上、大王製紙製）、パールコートＬ（以上、三菱製紙製）、スーパーエミネ（中越パルプ製）、ドリームコート（丸住製紙製）等を挙げることができる。 Lightweight coated papers include OK Coat L (above, Oji Paper), Aurora L, Easter DX, Pegasus (above, Nippon Paper Industries), Utrillo Coat L (above, Daio Paper), Pearl Coat L (above, Mitsubishi) Paper manufacture), superemine (manufactured by Chuetsu Pulp), dream coat (manufactured by Marusumi Paper), and the like.
その他（キャストコート紙等）としては、ミラーコートプラチナ、ＯＫクローム（以上、王子製紙製）、エスプリコート（以上、日本製紙製）、ピカソコート（以上、大王製紙製）等を挙げることができる。 Examples of other (cast coated paper, etc.) include mirror coated platinum, OK chrome (above, made by Oji Paper), Esprit coat (above, made by Nippon Paper Industries), Picasso coat (above, made by Daio Paper).
微塗工印刷用紙としては、ＯＫエバーライト、ＯＫクリスタル、ＯＫプラナスホワイト（以上、王子製紙製）、ピレーヌＤＸ、オーロラＳ（以上、日本製紙製）等を挙げることができる。 Examples of the fine coated printing paper include OK Everlite, OK Crystal, OK Planas White (Oji Paper), Pyrene DX, Aurora S (Nippon Paper).
本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載で「部」および「％」とあるものは、特に断りのない限り質量基準である。また、水性インクの表面張力は、協和界面科学製の全自動表面張力計（商品名「ＣＢＶＰ−Ｚ」）を使用して測定した。水性インクの粘度は、東機産業製の粘度計（商品名「ＲＥ８０型粘度計」）を使用して測定した。特に断りのない限り、水性インクの表面張力および粘度は２５℃にて測定した。本実施例においては、自己分散顔料として、下記の方法で製造した自己分散顔料Ａを用いた。 The present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. The surface tension of the water-based ink was measured using a fully automatic surface tension meter (trade name “CBVP-Z”) manufactured by Kyowa Interface Science. The viscosity of the water-based ink was measured using a viscometer manufactured by Toki Sangyo (trade name “RE80 type viscometer”). Unless otherwise specified, the surface tension and viscosity of the water-based ink were measured at 25 ° C. In this example, self-dispersing pigment A produced by the following method was used as the self-dispersing pigment.
＜自己分散顔料Ａの製造＞
比表面積が２２０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が１６０ｍＬ／１００ｇのカーボンブラック５００ｇを、イオン交換水３７５０ｇに加え、攪拌しながら５０℃まで昇温した。その後０．５ｍｍのジルコニアビーズを用いたビーズミルにより、粉砕しながら次亜塩素酸ナトリウム水溶液（有効塩素濃度１２％）４５００ｇを５０℃で３時間かけて滴下した。その後３０分間粉砕し、自己分散カーボンブラックが含まれている反応液を得た。得られた反応液を４００メッシュの網に通してろ過することで、粉砕に用いたビーズミル用ビーズ及び未反応のカーボンブラックを除去した。その後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、限外ろ過装置で電導度が１．５ｍＳ／ｃｍになるまで脱塩した。自己分散カーボンブラックの濃度が１０％となるように調整後、プレフィルターおよびポアサイズ１μｍフィルターの併用系でろ過して自己分散顔料Ａを得た。
<Production of self-dispersing pigment A>
500 g of carbon black having a specific surface area of 220 m 2 / g and a DBP oil absorption of 160 mL / 100 g was added to 3750 g of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 50 ° C. while stirring. Thereafter, 4500 g of a sodium hypochlorite aqueous solution (effective chlorine concentration: 12%) was added dropwise at 50 ° C. over 3 hours while pulverizing with a bead mill using 0.5 mm zirconia beads. Thereafter, the mixture was pulverized for 30 minutes to obtain a reaction liquid containing self-dispersing carbon black. The obtained reaction solution was filtered through a 400-mesh net to remove beads for beads mill and unreacted carbon black used for pulverization. Thereafter, the solution was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution and desalted with an ultrafiltration device until the conductivity reached 1.5 mS / cm. After adjusting the concentration of the self-dispersing carbon black to be 10%, the self-dispersing pigment A was obtained by filtration through a combined system of a prefilter and a pore size 1 μm filter.
次に、実施例および比較例で用いた水性インク（インク１〜インク４）の調製例について説明する。自己分散顔料には上記製造法で製造した自己分散顔料Ａを用いた。水はイオン交換水を用いた。 Next, preparation examples of water-based inks (inks 1 to 4) used in the examples and comparative examples will be described. The self-dispersing pigment A produced by the above production method was used as the self-dispersing pigment. Water used was ion exchange water.
＜インク１の調製＞
以下の全構成成分を合計１００部とし、２時間混合後、ポアサイズ２．５μｍのフィルターを用いてろ過して、インク１を得た。得られたインク１の表面張力は５０．０ｍＮ／ｍ、粘度は４０．０ｍＰａ・ｓであった。
・自己分散顔料Ａ：１部
・グリセリン：７５．６部
・１，２−ヘキサンジオール：０．４部
・１，６−ヘキサンジオール：２．６部
・水：残部
<Preparation of ink 1>
Ink 1 was obtained by adding 100 parts in total to the following components and mixing the mixture for 2 hours, followed by filtration using a filter having a pore size of 2.5 μm. The obtained ink 1 had a surface tension of 50.0 mN / m and a viscosity of 40.0 mPa · s.
-Self-dispersing pigment A: 1 part-Glycerin: 75.6 parts-1,2-hexanediol: 0.4 parts-1,6-hexanediol: 2.6 parts-Water: remainder
＜インク２の調製＞
以下の全構成成分を合計１００部とし、２時間混合後、ポアサイズ２．５μｍのフィルターを用いてろ過して、インク２を得た。得られたインク２の表面張力は４０．０ｍＮ／ｍ、粘度は４０．０ｍＰａ・ｓであった。
・自己分散顔料Ａ：１部
・グリセリン：７５．６部
・１，２−ヘキサンジオール：２．６部
・１，６−ヘキサンジオール：０．４部
・水：残部
<Preparation of ink 2>
Ink 2 was obtained by adding 100 parts in total to the following components and mixing for 2 hours, followed by filtration using a filter having a pore size of 2.5 μm. The obtained ink 2 had a surface tension of 40.0 mN / m and a viscosity of 40.0 mPa · s.
-Self-dispersion pigment A: 1 part-Glycerin: 75.6 parts-1,2-hexanediol: 2.6 parts-1,6-hexanediol: 0.4 parts-Water: remainder
＜インク３の調製＞
以下の全構成成分を合計１００部とし、２時間混合後、ポアサイズ２．５μｍのフィルターを用いてろ過して、インク３を得た。得られたインク３の表面張力は５０．０ｍＮ／ｍ、粘度は２０．０ｍＰａ・ｓであった。
・自己分散顔料Ａ：１部
・グリセリン：６７．９部
・１，２−ヘキサンジオール：０．４部
・１，６−ヘキサンジオール：２．６部
・水：残部
<Preparation of ink 3>
Ink 3 was obtained by mixing all of the following constituents in a total of 100 parts and mixing for 2 hours, followed by filtration using a filter having a pore size of 2.5 μm. The obtained ink 3 had a surface tension of 50.0 mN / m and a viscosity of 20.0 mPa · s.
-Self-dispersing pigment A: 1 part-Glycerin: 67.9 parts-1,2-hexanediol: 0.4 parts-1,6-hexanediol: 2.6 parts-Water: remainder
＜インク４の調製＞
以下の全構成成分を合計１００部とし、２時間混合後、ポアサイズ２．５μｍのフィルターを用いてろ過して、インク４を得た。得られたインク４の表面張力は３０．０ｍＮ／ｍ、粘度は４０．０ｍＰａ・ｓであった。
・自己分散顔料Ａ：１部
・グリセリン：６８．５部
・１，２−ヘキサンジオール：１０．０部
・水：残部
<Preparation of ink 4>
Ink 4 was obtained by adding 100 parts in total to the following components and mixing for 2 hours, followed by filtration using a filter having a pore size of 2.5 μm. The obtained ink 4 had a surface tension of 30.0 mN / m and a viscosity of 40.0 mPa · s.
-Self-dispersing pigment A: 1 part-Glycerin: 68.5 parts-1,2-hexanediol: 10.0 parts-Water: remainder
（実施例１〜５および比較例１）
インク１〜４を用いて、以下に示す条件で画像形成および評価を行った。
(Examples 1-5 and Comparative Example 1)
Image formation and evaluation were performed using the inks 1 to 4 under the following conditions.
＜画像形成＞
（インクジェット記録装置）
マイクロジェット製の記録ヘッド（商品名「ＩＪＨＡヘッド」）を使用した。
<Image formation>
(Inkjet recording device)
A microjet recording head (trade name “IJHA head”) was used.
（吐出条件）
以下の吐出量および吐出速度で行った。
・吐出量：１０ｐＬ
・吐出速度：１５〜２６ｍ／ｓ
(Discharge condition)
The following discharge amount and discharge speed were used.
・ Discharge amount: 10pL
・ Discharge speed: 15-26m / s
（記録メディア）
ＯＫトップコート（王子製紙製）を用いた。
(Recording media)
An OK top coat (manufactured by Oji Paper) was used.
＜にじみ率測定＞
着弾前のインク液滴を球形と仮定し、吐出量から液滴直径を算出した。また、画像形成後のドット径を実測し、以下の式（Ａ）からにじみ率を求めた。
<Measurement of bleeding rate>
The ink droplet before landing was assumed to be spherical, and the droplet diameter was calculated from the discharge amount. Further, the dot diameter after image formation was measured, and the bleeding rate was obtained from the following formula (A).
表１に示す条件で形成した画像についてにじみ率を測定した。測定結果を表１に示す。 The bleeding rate was measured for images formed under the conditions shown in Table 1. The measurement results are shown in Table 1.
Claims (4)
前記水性インクは２５℃における表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上、２５℃における粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であり、前記記録メディアは塗工層を有する印刷用紙であり、前記水性インクを前記記録メディアに吐出速度１５ｍ／ｓ以上、３０ｍ／ｓ以下で付与することを特徴とするインクジェット画像形成方法。 An inkjet image forming method for forming an image by applying a water-based ink containing a coloring material to a recording medium by an inkjet recording method,
The water-based ink has a surface tension at 25 ° C. of 40 mN / m or more, a viscosity at 25 ° C. of 15 mPa · s or more, the recording medium is a printing paper having a coating layer, and the water-based ink is discharged onto the recording medium. An ink jet image forming method comprising applying at a speed of 15 m / s to 30 m / s.
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