JP6313503B1 - 水性インクジェットインキ、及び、印刷物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記高分子化合物(B)の酸価が10〜100mgKOH/gであり、
前記水溶性有機溶剤(C)が、エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)と、25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)とを含み、かつ、1気圧下での沸点が240℃以上である水溶性有機溶剤の含有量が、インキ全量に対し5%以下であり、
前記水溶性有機溶剤(C)の、1気圧下での沸点の加重平均値が180〜210℃であり、
水性インクジェットインキ全量に対する、前記顔料(A)の含有量をWA(重量%)、前記高分子化合物(B)の含有量をWB(重量%)、前記エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)の含有量をWC1(重量%)、前記25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)の含有量をWC2(重量%)としたとき、前記WA、WB、WC1、WC2が、下記式(1)〜(5)の全てを満たす、水性インクジェットインキに関する。
3 ≦ WA ≦ 7 (1)
6 ≦ WA+WB ≦ 20 (2)
10 ≦ WC1+WC2 ≦ 40 (3)
0.25 ≦ WC1/(WA+WB) ≦ 1.75 (4)
1.5 ≦ WC2/WC1 ≦ 5 (5)
前記インクジェットヘッドのノズル径が、15〜25μmであり、かつ、前記インクジェットヘッドの設計解像度が600dpi以上である、水性インクジェットインキ印刷物の製造方法に関する。
3 ≦ WA ≦ 7 (1)
6 ≦ WA+WB ≦ 20 (2)
10 ≦ WC1+WC2 ≦ 40 (3)
0.25 ≦ WC1/(WA+WB) ≦ 1.75 (4)
1.5 ≦ WC2/WC1 ≦ 5 (5)
本発明の水性インキでは、顔料(A)として、無機顔料、および有機顔料のいずれも使用できる。無機顔料の一例として、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、アルミナホワイト、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、およびコバルトバイオレット、等が挙げられる。
一般にインクジェットインキに使用される高分子化合物として、エマルジョン、水溶性樹脂、および両者の中間的形態であるハイドロゾルが知られている。なお本明細書において「エマルジョン」とは、乳化剤を樹脂粒子表面に吸着させ、分散媒中に分散させた形態を指す。また「ハイドロゾル」とは、樹脂中に存在する酸性および/または塩基性の官能基が、中和された状態で分散媒中に存在している形態であり、粒子性を有する一方、その表面の少なくとも一部が膨潤および溶解しているという特徴を有する。本発明では、高分子化合物(B)として上記のいずれを用いてもよい。
上記のように、本発明では、特定ジオール(c1)と低表面張力溶剤(c2)とを併用することを特徴とする。また両溶剤の配合量の合計(WC1+WC2)は、インキ全量に対して10重量%以上40重量%以下である。なおWC1+WC2の値は、15重量%以上35重量%以下であることがより好ましく、更に好ましくは20重量%以上32重量%以下である。WC1+WC2を10重量%以上とすることで、印刷基材上での水性インキの濡れ広がり性を確保し、白抜けのない印刷物が得られる。また、40重量%以下とすることで乾燥性に優れたインキを得ることができる。
また、インキ中の水溶性有機溶剤(C)の1気圧下での加重沸点平均としては、190℃以上200℃以下がより好ましい。これらの条件を満たすことで、乾燥性や画像品質に優れたインキを得ることが可能となる。なお、1気圧下の沸点が240℃以上である低表面張力溶剤(c2)は、前記「1気圧下での沸点が240℃以上である水溶性有機溶剤」にも含まれるものとする。
本発明では、表面張力を調整し、基材、特に難吸収性基材上の濡れ広がり性を確保する目的で界面活性剤(D)を使用する。界面活性剤(D)としては、シロキサン系、アセチレン系、アクリル系、フッ素系等用途に合わせて様々なものが知られているが、インキの表面張力を十分に下げ、優れた濡れ広がり性を確保するという観点から、シロキサン系界面活性剤および/またはアセチレン系界面活性剤を使用することが好ましく、中でも、印刷基材上においてインキ液滴の合一を抑制し、色境界にじみや凝集むらを防ぐことができる点から、少なくともシロキサン系界面活性を使用することがより好ましい。界面活性剤の添加量としては、インキ全重量に対して0.5重量%以上5.5重量%以下が好ましく、より好ましくは1重量%以上5重量%以下、更に好ましくは2重量%以上4重量%以下である。0.5重量%以上とすることで界面活性剤としての機能を十分に発揮することができ、また、5.5重量%以下とすることで、インキの保存安定性や吐出性を好適なレベルに維持できる。
長期間のインキの安定性を維持するため、本発明の顔料(A)はインキ中に分散して使用される。顔料の分散方法には、酸化処理や樹脂被覆等により顔料を表面改質し、分散剤なしで分散させる方法や、界面活性剤や樹脂を分散剤として使用し分散させる方法がある。本発明では、印刷物の光沢を向上させ、より保存安定性や吐出性に優れたインキが得られる点から、顔料分散樹脂を使用して顔料(A)を分散することが好ましい。
本発明のインキに含まれる水としては、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。本発明の水の含有量は、インキ全量に対し20重量%以上90重量%以下であることが好ましい。
また本発明のインキは、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインキとするために、消泡剤、pH調整剤、防腐剤等の添加剤を適宜に添加することができる。これらの添加剤の添加量としては、インキの全重量に対して、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、文字等の視認性を上げることができる。更にオレンジ、グリーン等の色を追加することで色再現性を向上させることも可能である。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キの調製方法としては、下記のような方法が挙げられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。始めに、顔料(A)と、水と、必要に応じて顔料分散樹脂とを混合・撹拌した後、必要に応じて後述の分散手段を用いて分散処理を行い、また必要に応じて遠心分離処理を行うことで、顔料分散液を得る。なお前記顔料分散液の製造にあたり、必要に応じて、顔料分散樹脂に相当しない高分子化合物(B)、水溶性有機溶剤(C)、界面活性剤(D)を添加してもよい。次に、前記顔料分散液に、高分子化合物(B)と、水溶性有機溶剤(C)と、界面活性剤(D)と、必要に応じてその他の成分を添加する。必要に応じて熱をかけながら、撹拌・混合したのち、濾過を行い本発明のインキとする。
一般に、インクジェットインキを印刷する方法として、インクジェットヘッドのノズルからインキを吐出させ、印刷基材上にインキ液滴を付着させる方法が用いられる。前記インクジェットヘッドが搭載され、印刷に利用されるインクジェットプリンターは、印刷様式によって大きく2種類に分類される。一方は、ヘッドがインキを吐出しながら印刷基材上を往復する「シャトルスキャンタイプ」であり、もう一方は、インキを吐出するヘッドの位置が固定され、印刷基材が前記ヘッドの下部を通過する際にインキを吐出する「ラインパスタイプ」である。
本実施形態のインキは、難吸収性基材に特に好適に用いることができる。難吸収性基材とは、水を吸収しない、もしくは吸収速度が遅い印刷基材のことであり、具体的には、ブリストー法(J.TAPPI紙パルプ試験方法No.51−87)により測定した、水に対する吸収係数が0〜0.6ml/m2msec1/2であるものを指す。なお上記の吸収係数は、例えば熊谷理機工業社製自動走査吸液計を用いることで測定することができる。具体的には上記装置と水を使用し、接触時間100〜1000ミリ秒の間で得られた水の吸液量(ml/m2)と接触時間の平方根(msec1/2)の関係図から、最小二乗法により求められる直線の勾配を吸収係数とする。
本発明の水性インキを、プラスチック基材に印刷した印刷物は、必要に応じて、印刷面をコーティング処理することができる。前記コーティング処理の具体例として、コーティング用組成物の塗工・印刷;ドライラミネート法、無溶剤ラミネート法、押出しラミネート法、ホットメルトラミネートなどによるラミネーションなどが挙げられ、いずれを選択してもよいし、両者を組み合わせても良い。
顔料としてLIONOGEN BLUE FG−7358G(C.I.PigmentBlue15:3、トーヨーカラー社製)を20部、顔料分散樹脂としてスチレンアクリル樹脂(スチレン:アクリル酸:ベヘニルメタクリレート=35:30:35(重量比)のランダム重合体、分子量:16,000、酸価:250mgKOH/g)の水性化溶液(不揮発分20%)を15部、および水65部を混合した後、ディスパーで予備分散処理を行った。なおスチレンアクリル樹脂の水性化溶液は、特開2012−188581号明細書、製造例2記載の方法を利用して調製した。
次いで、得られた混合物について、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した容積0.6Lのダイノーミルを用いて、本分散処理を行い、シアン顔料分散液1を得た。
顔料をLIONOL YELLOW TT−1405G(C.I.PigmentYellow14、トーヨーカラー社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液と同様の方法で、イエロー顔料分散液2を得た。
顔料をFASTOGEN Super Magenta RTS(C.I.PigmentRed122、DIC社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液と同様の方法で、マゼンタ顔料分散液3を得た。
顔料をPrinteX85(カーボンブラック、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)に変えた以外は、シアン顔料分散液と同様の方法で、ブラック顔料分散液4を得た。
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌器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、重合性モノマーとしてスチレン20部、メタクリル酸10部、およびメチルメタクリレート70部と、重合開始剤としてV−601(和光純薬製)9部との混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、更に110℃で3時間反応させた後、V−601(和光純薬製)0.9部を添加し、更に110℃で1時間反応を続けて、バインダー樹脂1を得た。東ソー社製HLC−8120GPCを用いて測定した、上記バインダー樹脂1の重量平均分子量は約12,000、分子量分布幅は2.3であった。
更に、上記バインダー樹脂1を室温まで冷却した後、ジメチルアミノエタノールを37.1部添加して中和した後、水を100部添加して水性化した。次いで、得られた溶液を、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たのち、固形分が50%になるように調整することで、バインダー樹脂1の水性化溶液(固形分50%)を得た。京都電子工業社製の電位差自動滴定装置AT−710Sを用いて測定および算出した、上記バインダー樹脂1の酸価は65mgKOH/gであった。
重合性モノマーとして、スチレン10部、メタクリル酸2部、ラウリルメタクリレート10部、およびメチルメタクリレート78部を用いること、および、中和に用いるジメチルアミノエタノールの量を8.0部とした以外は、バインダー樹脂1の場合と同様にして、バインダー樹脂2の水性化溶液(固形分50%)を得た。なお、バインダー樹脂1の場合と同様にして測定した、バインダー樹脂2の重量平均分子量は約14,500、酸価は13mgKOH/gであった。
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌器を備えた反応容器に、重合性モノマーとしてメタクリル酸3部、およびメチルメタクリレート7部と、重合開始剤としてV−65(和光純薬製)2.4部と、2−ヨード−2−シアノプロパン1.8部と、2−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール0.18部と、ジエチレングリコールジメチルエーテル103.5部との混合物を仕込んだ。次いで、反応容器内を窒素ガスで置換し、更に反応容器内を75℃に加熱し、3時間にわたって重合反応を行うことで、メタクリル酸と、メチルメタクリレートとからなる共重合体(Aブロック)を得た。
・ジョンクリル711(アクリルエマルジョン、BASF社製、固形分42%、酸価1 00mgKOH/g)
・ビニブラン701(塩化ビニルエマルジョン、日信化学工業製、固形分30%、酸価 46mgKOH/g)
・ハードレンNZ−1004(非塩素化ポリオレフィンエマルジョン、東洋紡社製、固 形分30%、酸価28mgKOH/g)
・ジョンクリル586(アクリル水溶性樹脂、BASF社製、酸価108mgKOH/ g)
・1,3−PD:1,3−プロパンジオール(沸点:214℃、表面張力:47.1m N/m)
・EG:エチレングリコール(沸点:197℃、表面張力:48.4mN/m)
・1,2−HexD:1,2−ヘキサンジオール(沸点:223℃、表面張力:25. 9mN/m)
・1,2−PenD:1,2−ペンタンジオール(沸点:210℃、表面張力:27. 7mN/m)
・1,2−BD:1,2−ブタンジオール(沸点:194℃、表面張力:31.6mN /m)
・1,2−PG:プロピレングリコール(沸点:188℃、表面張力:35.1mN/ m)
・MMB:3−メチル−3−メトキシブタノール(沸点:174℃、表面張力:29. 7mN/m)
・PGM:プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点:121℃、表面張力:2 3.5mN/m)
・iPDG:ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル(沸点:207℃、表面 張力:29.9mN/m)
・BDG:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:230℃、表面張力:2 7.9mN/m)
・3−エチル−1,2−ヘキサンジオール(沸点:244℃、表面張力:31.2mN /m)
・NMP:N−メチルピロリドン(沸点:202℃、表面張力:40.3mN/m)
・2−ピロリドン(沸点:246℃、表面張力:46.0mN/m)
・グリセリン(沸点:290℃、表面張力:62.0mN/m)
・TEGOWET280(シロキサン系界面活性剤、エボニックジャパン社製)
・シルフェイス503A(シロキサン系界面活性剤、日信化学工業社製)
・サーフィノール104(アセチレンジオール系界面活性剤、日信化学工業社製)
シアン顔料分散液1を15.0部、バインダー樹脂1の水性化溶液(固形分50%)を10.0部(固形分換算で5.0部)、1,3−プロパンジオールを7.5部、1,2−ブタンジオールを22.5部、TEGOWET280を2.0部、順次混合容器に投入した後、インキ全体で100部になるように水を加えた。これら混合物をディスパーで十分に均一になるまで攪拌した。その後、得られた混合物を、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過し、ヘッドつまりの原因となる粗大粒子を除去することによって、インキ1Cを得た。
なお、上記シアン顔料分散液1に代えて、イエロー顔料分散液2、マゼンタ顔料分散液3ブラック顔料分散液4をそれぞれ用いた以外は、全て上記インキ1Cと同様にして、インキ1Y、1M、1Kを得た。
表1〜4に記載の配合に従い、インキ1Cの製造例と同様にして、インキ2〜82(それぞれC、Y、M、Kの4色)を製造した。
作製したインキ1〜82を用いて以下の評価を行った。なお、評価結果は表1〜4に示した通りである。
インキ1〜82の各色について、E型粘度計(東機産業社製TVE−20L)を用いて、25℃、回転数50rpmという条件で粘度を測定した。このインキを密閉容器に入れ、70℃の恒温機に保存し、経時促進させた後、再度上記装置を用いて粘度を測定し、経時前後でのインキの粘度変化を算出することで、インキの保存安定性を評価した。基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域である。なお表1〜4には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:4週間保存後の粘度変化率が±5%未満であった
A:2週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、4週間保存後の粘度変化率 が±5%以上であった
B:1週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、2週間保存後の粘度変化率 が±5%以上であった
C:1週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった
京セラ社製ヘッド(KJ4B−1200モデル、設計解像度1200×1200dpi、ノズル径:20μm)を4個、印刷基材の搬送方向に並べて設置したインクジェット吐出装置を準備し、上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインキを充填した。また、印刷基材としてUPM社製Finesse Gloss(コート紙、斤量80g/m2)、日本製紙社製NPI−70(普通紙)を準備した。
前記印刷基材をそれぞれ一定速度で搬送し、前記ヘッドの下部を通過させた。その際、周波数20kHz、1200×1200dpi、ドロップボリューム2.5pLの印刷条件で、各ヘッドからインキを吐出させ、5cm×5cmの印字率100%ベタパッチが各色ごとに隣接した画像を印刷した。印刷後、印刷物を70℃のエアオーブンに速やかに投入し、2分間乾燥させることで、ベタパッチ印刷物を得た。各基材に印刷されたベタの濃度(OD値)を、測色機(X−rite社製 eye−one pro、観測光源:D50、観測視野:2°、濃度:ANSI T、白色基準:Abs、測定モード:Reflectance)を用いて測定し、発色性(画像濃度)の評価を行った。評価基準は下記の通りであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお表1〜4には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:両基材間の濃度(OD)値差が±0.3以下であった
A:両基材間の濃度(OD)値差が±0.3より大きく±0.5以下であった
B:両基材間の濃度(OD)値差が±0.5より大きく±1.0以下であった
C:両基材間の濃度(OD)値差が±1.0よりも大きかった
評価2で作製した、Finesse Glossへのベタパッチ印刷物を用い、白抜け度合をルーペおよび目視で確認することで、白抜けの評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお表1〜4には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:ルーペおよび目視で白抜けが見られなかった
A:ルーペでは僅かに白抜けが見られたが、目視で白抜けが見られなかった
B:目視で僅かに白抜けが見られた
C:目視で明らかに白抜けが見られた
評価2で作製した、Finesse Glossへのベタパッチ印刷物を用い、各色間の境界にじみの度合をルーペおよび目視で確認することで、境界にじみを評価した。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。
AA:ルーペおよび目視で色間の境界にじみが見られなかった
A:ルーペでは僅かに色間の境界にじみが見られたが、目視では見られなかった
B:目視で僅かに色間の境界にじみが見られた
C:目視で明らかに色間の境界にじみが見られた
評価2と同様の印刷条件、および、印刷基材としてUPM社製Finesse Glossを用い、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色ごとに、印字率10%から100%まで10%刻みとなるようなグラデーションパターンを印刷した。印刷後、70℃エアオーブンに速やかに投入し、2分間乾燥させることで、グラデーション印刷物を得た。印字率20%、50%、80%の印刷部分の凝集むらの度合をルーペおよび目視で確認することで、凝集むらの評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお表1〜4には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:印字率20、50、80%のいずれの箇所においても、ルーペおよび目視で凝 集むらが見られなかった
A:印字率20、50、80%のいずれか1箇所以上において、ルーペでは凝集むら が見られたが、目視では見られなかった
B:印字率20、50、80%のいずれか1箇所以上において、目視で僅かに凝集む らが見られた
C:印字率20、50、80%のいずれか1箇所以上において、目視で明らかに凝集 むらが見られた
評価2と同様の印刷条件、および、印刷基材としてUPM社製Finesse Glossを用い、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれの印字率100%ベタを掛け合わせた、印字率300%ベタ画像を印刷した。印刷後、70℃エアオーブンに速やかに投入し、所定の時間加熱させた後、印刷物を指で触ることで、印刷物の乾燥性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。
AA:オーブン投入から30秒後に指で触っても、インキが指に付着しなかった
A:オーブン投入から30秒後は指にインキが付着したが、60秒後には付着しなか った
B:オーブン投入から60後後は指にインキが付着したが、90秒後には付着しなか った
C:オーブン投入から90秒後でも指にインキが付着した
評価2と同様の印刷条件、および、印刷基材としてUPM社製Finesse Glossを用い、各色ごとに15cm×12cmの100%ベタ画像を印刷した。印刷後、70℃のエアオーブンに速やかに投入し、3分間乾燥させることで、ベタ印刷物を得た。
このベタ印刷物を、被摩擦紙(日本製紙社製NPI−70)をセットしたサウザランド・ラブテスタ(東洋精機製作所社製)にセットし、4ポンドの荷重をかけて所定回数往復した後、インキが剥がれて下地が見えるかどうか、目視確認を行うことで、耐擦過性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお表1〜4には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:20往復後でもインキが剥がれず、下地が見えなかった
A:20往復後ではインキが剥がれて下地が見えたが、15往復後では下地が見えなか った
B:15往復後ではインキが剥がれて下地が見えたが、10往復後では下地が見えなか った
C:10往復後でもインキが剥がれて下地が見えた
評価2と同様の印刷装置に、下記に示す2種類のインクジェットヘッドを、それぞれ4個搭載した。その後上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインキをそれぞれ充填した。充填後、ノズルチェックパターンを印刷し(ドロップボリューム:ヘッドA:5pL、ヘッドB:2.5pL)、全ノズルからインキが正確に吐出していることを確認した後、25℃の環境下で所定時間吐出せずに待機させ、再度ノズルチェックパターンを印刷した。待機後にノズル抜けが起こっていたかを目視確認することで、間欠吐出性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお表1〜4には、評価を行った4色のうち、最も結果の悪かった色の結果のみを示した。
AA:3時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかった
A:2時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかったが、3時間待機させ た後に印刷するとノズル抜けが発生した
B:1時間待機させた後に印刷してもノズル抜けが全くなかったが、2時間待機させ た後に印刷するとノズル抜けが発生した
C:1時間待機させた後に印刷するとノズル抜けが1〜9本発生していた
ヘッドA:京セラ社製ヘッド(KJ4B−QAモデル、設計解像度600×600d pi、ノズル径:25μm)
ヘッドB:京セラ社製ヘッド(KJ4B−1200モデル、設計解像度1200×1 200dpi、ノズル径:20μm)
ノズル径15μmのノズルを有する評価用ヘッドがセットされた、クラスターテクノロジー社製パルスインジェクターにマゼンタインキ(1M〜83M)をそれぞれ充填した。インキが正常に吐出することを確認した後、25℃の環境下で所定時間パルスインジェクターを待機させた。その後、1滴吐出を行う駆動波形信号を4回送信したのち、速やかにノズルの下部に日本製紙社製NPI−70を敷き、再度1滴吐出を行う駆動波形信号を1回送信した。その際に、NPI−70上にインキ液滴が正常に吐出されているかを確認することで、間欠吐出性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、AA、A、B評価が実用可能領域とした。なお、同様の試験をノズル径20μm、およびノズル径40μmのノズルを有する評価用ヘッドでも行った。
AA:3時間待機させた後でもNPI−70上にインキが吐出された
A:2時間待機後にはNPI−70上にインキが吐出されたが、3時間待機後には吐 出されなかった
B:1時間待機後にはNPI−70上にインキが吐出されたが、2時間待機後には吐 出されなかった
C:1時間待機後でもNPI−70上にインキが吐出されなかった
評価8Aと同様の印刷装置に、上記インクジェットヘッドA、Bをそれぞれ搭載し、マゼンタインキ(1M〜83M)をそれぞれ充填した。充填後、ノズルチェックパターンを印刷し(ドロップボリューム:ヘッドA:5pL、ヘッドB:2.5pL)、全ノズルからインキが正確に吐出していることを確認した後、25℃の環境下で1週間、ヘッドキャップ無しで印刷装置を待機させた。1週間後、充填されたものと同じインキを、約10mLパージしたのち、ノズル面に付着したインキを掻き取るという、一般的なメンテナンス操作を1回実施した。その後、再度ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けの有無を確認した(ノズルチェック1)。
前記ノズルチェック1でノズル抜けが確認されたものについては、インクジェットヘッド内のインキを全て抜き取ったのち、洗浄液200mLをパージしたのち、ノズル面に付着した洗浄液を掻き取るという、強力なメンテナンス操作を1回実施した。その後、再度同じインキをインクジェットヘッドに充填したのち、ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けを確認した(ノズルチェック2)。なお上記洗浄液として、各インキに含まれる水溶性有機溶剤(C)のうち最も配合量の多いもの以外の成分を、全て水に置き換えたものを使用した。具体例を挙げると、インキ1Mの洗浄液は、1,2−ブタンジオール22.5重量%と、水77.5重量%との混合溶液となる。
上記ノズルチェック1、およびノズルチェック2における、ノズル抜けの有無を確認することで、長期待機時のノズル閉塞性の評価を行った。評価基準は下記のとおりであり、A、B評価が実用可能領域とした。
A:ノズルチェック1でノズル抜けが全くなかった
B:ノズルチェック1ではノズル抜けがあったが、ノズルチェック2ではノズル抜け が全くなかった
C:ノズルチェック2でノズル抜けがあった
比較例1はインキ全量に対する顔料(A)の含有量WAが3重量%未満の系であり、発色性が悪い結果となった。一方、比較例2はWAが7重量%を超える系であり、保存安定性や微小なノズル径を有するヘッドを用いた際の間欠吐出性が悪く、また、ノズル閉塞が観察された。高分子化合物の酸価が好適な範囲外である比較例4についても、微小なノズル径を有するヘッドを用いた際の間欠吐出性が悪く、また、ノズル閉塞が観察された。
Claims (6)
- 顔料(A)と、高分子化合物(B)と、水溶性有機溶剤(C)と、界面活性剤(D)とを含む水性インクジェットインキであって、
前記高分子化合物(B)の酸価が10〜100mgKOH/gであり、
前記水溶性有機溶剤(C)が、エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)と、25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)とを含み、かつ、1気圧下での沸点が240℃以上である水溶性有機溶剤の含有量が、インキ全量に対し5%以下であり、
前記水溶性有機溶剤(C)の、1気圧下での沸点の加重平均値が180〜210℃であり、
水性インクジェットインキ全量に対する、前記顔料(A)の含有量をWA(重量%)、前記高分子化合物(B)の含有量をWB(重量%)、前記エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)の含有量をWC1(重量%)、前記25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)の含有量をWC2(重量%)としたとき、前記WA、WB、WC1、WC2が、下記式(1)〜(5)の全てを満たす、水性インクジェットインキ。
3 ≦ WA ≦ 7 (1)
6 ≦ WA+WB ≦ 20 (2)
10 ≦ WC1+WC2 ≦ 40 (3)
0.25 ≦ WC1/(WA+WB) ≦ 1.75 (4)
1.5 ≦ WC2/WC1 ≦ 5 (5) - 前記25℃における静的表面張力が20〜37mN/mである水溶性有機溶剤(c2)が、炭素数3〜6の1,2−アルカンジオールを含む、請求項1記載の水性インクジェットインキ。
- 前記エチレングリコールおよび/または1,3−プロパンジオール(c1)が、エチレングリコールを含む、請求項1または2記載の水性インクジェットインキ。
- 前記界面活性剤(D)の含有量が、インキ全量中1〜5重量%である、請求項1〜3いずれか記載の水性インクジェットインキ。
- 前記界面活性剤(D)が、シロキサン系界面活性剤を含む、請求項1〜4いずれか記載の水性インクジェットインキ。
- 請求項1〜5いずれか記載の水性インクジェットインキを、インクジェットヘッドから吐出して印刷基材に付着させる工程と、前記水性インクジェットインキが付着した印刷基材を乾燥させる工程とを有する、水性インクジェットインキ印刷物の製造方法であって、
前記インクジェットヘッドのノズル径が、15〜25μmであり、かつ、前記インクジェットヘッドの設計解像度が600dpi以上である、水性インクジェットインキ印刷物の製造方法。
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