JP2012111822A - Aqueous ink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置と紫外線硬化装置とを有する新規なインクジェット印刷システムでの印刷に用いられる水性インクに関する。 The present invention relates to a water-based ink used for printing in a novel ink jet printing system having a heating device and an ultraviolet curing device.
従来のインクジェット（以下、ＩＪと略記）印刷システムに使用される水性系の顔料インクは、一般的に、共重合体樹脂を、水および塩基性化合物からなる水性媒体中で中和または部分中和して、溶解或いは自己水分散させてなる樹脂溶液を、顔料の分散に使用して造られている。しかし、該インク中の水および塩基性化合物が揮発した乾燥被膜は、水および塩基性化合物からなる水性媒体への再溶解性が悪く、ヘッドの詰まりの主要因となっている。従来のインクは、この、樹脂のアルカリ中和、自己分散性に起因するヘッド詰まりを考慮する必要があるため、物性面が低く組成されているが実情である。本発明は、この問題を打開する技術の提供を企図している。 Aqueous pigment inks used in conventional ink jet (hereinafter abbreviated as IJ) printing systems are generally neutralized or partially neutralized with a copolymer resin in an aqueous medium composed of water and a basic compound. Thus, a resin solution that is dissolved or self-dispersed in water is used to disperse the pigment. However, a dry film in which water and a basic compound in the ink are volatilized has poor re-solubility in an aqueous medium composed of water and a basic compound, and is a main cause of clogging of the head. Since the conventional ink needs to take into account the clogging of the head due to the alkali neutralization and self-dispersibility of the resin, it is actually a low physical property composition. The present invention contemplates providing a technique that overcomes this problem.
上記したヘッド詰まりは、ＩＪ印刷に致命的な欠陥となり、高価なヘッド交換が必要になることから、従来のインクは、再溶解を重視した組成となっている。例として挙げると、不乾性溶媒（例えばグリセリン）を多量に配合することで、インクの乾燥被膜形成を阻止する方法が行なわれてきた。しかし、不乾性溶媒を多量に使用すると、普通紙のような通常メヂア上では乾燥被膜を形成することができなくなる。このため、従来は、専用の印刷メヂアを使用してインクの吸収乾燥により、印字を実現してきた。 The head clogging described above becomes a fatal defect in IJ printing and requires expensive head replacement, so that conventional inks have a composition that emphasizes redissolving. As an example, a method for preventing the formation of a dry film of an ink by blending a large amount of a non-drying solvent (for example, glycerin) has been performed. However, if a large amount of non-drying solvent is used, a dry film cannot be formed on normal media such as plain paper. For this reason, conventionally, printing has been realized by absorbing and drying ink using a dedicated printing medium.
上記の課題に対し、インクの乾燥被膜形成によってヘッドの詰まりが起こった場合にも再溶解性に優れ、しかも、通常メヂア上で乾燥被膜を形成することが可能な技術の開発が望まれている。近年、ＩＪ印刷技術は、極めて高くなっており、上記課題を解決するためには、インク組成を工夫すると共に、ＩＪ装置についても工夫が必要となっている。 In response to the above problems, it is desired to develop a technique that is excellent in re-dissolvability even when clogging of the head occurs due to formation of a dry film of ink, and that can form a dry film on a normal medium. . In recent years, IJ printing technology has become extremely high, and in order to solve the above problems, it is necessary to devise an ink composition and to devise an IJ apparatus.
したがって、本発明は、上記従来技術の課題に対して開発された、新規なＩＪ印刷システムに適用することで、ヘッドの詰まりの回復が速やかで、インクの吐出安定性に優れ、また、非吸収メヂアと吸収メヂアのいずれに対しても高い記録性を示すことができ、更に、高発色性を有する印字品質に優れた印刷インクを提供することを目的とする。 Therefore, when the present invention is applied to the new IJ printing system developed for the above-mentioned problems of the prior art, the clogging of the head can be quickly recovered, the ink ejection stability is excellent, and non-absorption is achieved. It is an object of the present invention to provide a printing ink which can exhibit high recording properties for both media and absorption media and which has high color development and excellent print quality.
上記の目的を達成するため、本発明は、紫外線硬化装置と、必要に応じて設けられた加熱装置を有するインクジェット印刷システムで、非吸収性メヂアまたは吸収性メヂアへの印刷をするための水性インクであって、水、水混和性乾燥調整溶媒、顔料、樹脂、紫外線硬化性化合物、紫外線硬化開始剤および塩基性ｐＨ調整剤を含有し、そのｐＨ値が８．０〜１０．０に調整されており、且つ、上記水混和性乾燥調整溶媒が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールと炭素数６以下のアルコールとのモノエーテル、およびジプロピレングリコールと炭素数６以下のアルコールのジエーテルからなる群から選択される少なくとも１種を含み、該水混和性乾燥調整溶媒の含有量が、インク１００質量％中に５〜４０質量％であることを特徴とする水性インクを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an aqueous ink for printing on a non-absorptive media or an absorptive media in an inkjet printing system having an ultraviolet curing device and a heating device provided as necessary. And containing water, a water miscible drying adjusting solvent, a pigment, a resin, an ultraviolet curable compound, an ultraviolet curing initiator and a basic pH adjusting agent, and the pH value is adjusted to 8.0 to 10.0. And the water-miscible drying adjusting solvent is ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, monoether of dipropylene glycol and an alcohol having 6 or less carbon atoms, and diether of dipropylene glycol and an alcohol having 6 or less carbon atoms And the content of the water-miscible drying adjusting solvent includes at least one selected from the group consisting of To provide an aqueous ink, wherein in percent by weight from 5 to 40 wt%.
本発明によって、紫外線硬化装置と、必要に応じて設けられた加熱装置とを有するインクジェット印刷システムに適用することで、ヘッドの詰まりの回復が速やかで、インクの吐出安定性に優れ、非吸収メヂアと吸収メヂアのいずれに対しても高い記録性を示し、更に、高発色性を有する印字品質に優れた画像の形成が可能な印刷インクを提供することができる。 By applying the present invention to an inkjet printing system having an ultraviolet curing device and a heating device provided as necessary, the head clogging can be quickly recovered, the ink ejection stability is excellent, and the non-absorbing media In addition, it is possible to provide a printing ink that exhibits high recording properties with respect to both the absorption media and the absorption media, and that is capable of forming an image having high colorability and excellent print quality.
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明のインクは、紫外線硬化装置と、必要に応じて設けられた加熱装置とを有するインクジェット印刷システムに適用されて、非吸収性メヂアまたは吸収性メヂアに印刷が可能な水性インク（以下、単に「インク」という）である。本発明のインクは、水、水混和性乾燥調整溶媒、顔料、樹脂、紫外線硬化性化合物、紫外線硬化開始剤および塩基性ｐＨ調整剤を含有し、そのｐＨ値が８．０〜１０．０に調整されており、さらに、水混和性乾燥調整溶媒に特有の種類のものを特定量用いることを特徴とする。以下に、かかる構成によって、先に挙げた優れた効果が得られることについて、詳細を説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments.
The ink of the present invention is applied to an ink jet printing system having an ultraviolet curing device and a heating device provided as necessary, and is a water-based ink (hereinafter simply referred to as a non-absorbent media or an absorbent media). "Ink"). The ink of the present invention contains water, a water-miscible drying adjusting solvent, a pigment, a resin, an ultraviolet curable compound, an ultraviolet curing initiator, and a basic pH adjusting agent, and the pH value is 8.0 to 10.0. In addition, a specific amount of a water-miscible drying adjustment solvent is used in a specific amount. Hereinafter, details of the above-described excellent effects obtained by such a configuration will be described.
本発明では、専用印刷メヂア（素材）を使用することなく、非吸収素材に直接印刷することを要するため、先述した従来の手法のように、インクの乾燥被膜形成を阻止する状態になるまで不乾性溶媒を配合することはできない。本発明者らの検討によれば、インク中に紫外線硬化性化合物を含有させることで、該紫外線硬化性化合物が、従来用いていた不乾性溶媒と同様の機能を発揮し、ヘッド詰まりを阻止することができることを見出した。本発明者らの検討によれば、インク中に紫外線硬化性化合物を含有させることで、印刷直後は耐水性が低い状態であるが、紫外線を照射することで水に不溶化し強靭な印刷物を得ることができる。 In the present invention, since it is necessary to print directly on a non-absorbing material without using a dedicated printing medium (material), it is not necessary until the ink is prevented from forming a dry film as in the conventional method described above. A dry solvent cannot be blended. According to the study by the present inventors, by containing an ultraviolet curable compound in the ink, the ultraviolet curable compound exerts the same function as a conventionally used non-drying solvent and prevents clogging of the head. I found that I can do it. According to the study by the present inventors, by including an ultraviolet curable compound in the ink, the water resistance is low immediately after printing, but when irradiated with ultraviolet rays, it becomes insoluble in water and obtains a tough printed matter. be able to.
以下、本発明のインクの製造方法、その各構成要素について、詳細に説明する。
［製造方法］
本発明のインクは、例えば、以下の方法によって製造される。まず、塩基性ｐＨ調整剤によって樹脂を中和若しくは部分中和し、水または、水と水混和性乾燥調整溶媒との混合液（以下、混合溶媒と呼ぶ）に溶解して、樹脂を溶解性ワニスとする。次いで、これに顔料を分散して顔料分散液を得る。このようにして得た顔料分散液に、紫外線硬化化合物、紫外線硬化開始剤を加え、更に水、水混和性乾燥調整溶媒、塩基性ｐＨ調整剤、樹脂ワニスを加えて、粘度、ｐＨ、表面張力を調整してインク化する。この際に、上記で用いた溶解性ワニスの代わりに、水自己分散性のハイドロゾルの形態の樹脂である自己分散性ワニスを用いてもよい。
Hereinafter, the ink production method of the present invention and each component thereof will be described in detail.
[Production method]
The ink of the present invention is produced, for example, by the following method. First, the resin is neutralized or partially neutralized with a basic pH adjuster and dissolved in water or a mixture of water and a water miscible drying adjustment solvent (hereinafter referred to as a mixed solvent) to dissolve the resin. Let it be a varnish. Next, the pigment is dispersed in this to obtain a pigment dispersion. To the pigment dispersion thus obtained, an ultraviolet curing compound and an ultraviolet curing initiator are added, and water, a water-miscible drying adjusting solvent, a basic pH adjusting agent and a resin varnish are added, and the viscosity, pH, surface tension are added. Adjust ink to make ink. In this case, a self-dispersing varnish that is a resin in the form of a water self-dispersing hydrosol may be used instead of the soluble varnish used above.
上記顔料分散液を調製するにあたっては、顔料平均粒子径が０．２μｍ以下であることが好ましい。しかし、これより大きい粒子径を含有したとしても、５μｍ以上の粗大粒子が含まれないように、ろ過によって粗大粒子を取り除けば、実用上問題はない。以下、各成分について説明する。 In preparing the pigment dispersion, the pigment average particle diameter is preferably 0.2 μm or less. However, even if the particle diameter is larger than this, there is no practical problem if the coarse particles are removed by filtration so that coarse particles of 5 μm or more are not included. Hereinafter, each component will be described.
［水混和性乾燥調整溶媒］
本発明のインクは、水に加えて、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールと炭素数６以下のアルコールとのモノエーテル、およびジプロピレングリコールと炭素数６以下のアルコールのジエーテルからなる群から選択される少なくとも１種の水混和性乾燥調整溶媒を含有する。これらの化合物は、グリコール系溶媒であるので、本発明の目的達成に好適である。インク中における該水混和性乾燥調整溶媒の含有量は、インク１００質量％中に５〜４０質量％である。より好ましくは、インク１００質量％中に１０〜２０質量％である。水混和性乾燥調整溶媒は少な過ぎると、顔料被膜の乾燥を生じやすく、一方、多過ぎると紙への浸透を高くなり過ぎ、また、滲みが生じやすくなり、印刷品質が低下する。
[Water-miscible drying adjustment solvent]
The ink of the present invention comprises, in addition to water, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, monoether of dipropylene glycol and an alcohol having 6 or less carbon atoms, and diether of dipropylene glycol and an alcohol having 6 or less carbon atoms At least one water miscible drying conditioning solvent selected from: Since these compounds are glycol solvents, they are suitable for achieving the object of the present invention. The content of the water-miscible drying adjusting solvent in the ink is 5 to 40% by mass in 100% by mass of the ink. More preferably, it is 10 to 20% by mass in 100% by mass of the ink. If the amount of the water-miscible drying adjusting solvent is too small, the pigment film tends to be dried. On the other hand, if the amount is too large, the penetration into the paper becomes too high, and bleeding tends to occur, resulting in a decrease in print quality.
［樹脂］
本発明のインクは、樹脂を含有してなるが、該樹脂としては、先に述べたように、塩基性ｐＨ調整剤よって、中和するか或いは部分中和することにより、水または混合溶媒に溶解する樹脂（以下、「溶解性ワニス」と呼ぶ）の形態で用いてもよいし、また、水系で自己分散性を示すハイドロゾルの形態の樹脂（以下、「自己分散性ワニス」と呼ぶ）で用いてもよい。ここで、溶解性ワニスは、自己分散性ワニスに比べて再溶解は優れているものの耐水性が悪い。このため、より高いインクの性能を求める場合は、自己分散性ワニスを単体で用いたり、または、自己分散性ワニスに対して部分的に溶解性ワニスを加えて使用することは、よく知られた組成である。しかし、自己分散性ワニスの乾燥被膜の再溶解性は悪いため、ヘッド詰まりを考慮して、乾燥を調整するために用いる水混和性乾燥調整溶媒の選択や、顔料分散液の組成を検討（顔料の易分散処理、カプセル化など）する必要があった。これに対し、本発明のインクは、インク中に紫外線硬化性化合物を含有させることで解決を図る。すなわち、該化合物を構成する紫外線硬化モノマー、紫外線硬化オリゴマーが、従来用いていた不乾性溶媒と同様の機能を発揮し、ヘッド詰まりを阻止することができる。このため、本発明では、自己分散性のハイドロゾルの形態のような特別な配慮がされた樹脂を使用し、顔料分散液を調製することを要さない。
[resin]
The ink of the present invention contains a resin, and as described above, the resin is neutralized or partially neutralized with a basic pH adjuster to form water or a mixed solvent. It may be used in the form of a soluble resin (hereinafter referred to as “soluble varnish”), or in the form of a hydrosol that exhibits self-dispersibility in an aqueous system (hereinafter referred to as “self-dispersible varnish”). It may be used. Here, the dissolvable varnish is superior in re-dissolution compared to the self-dispersing varnish, but has poor water resistance. For this reason, when higher ink performance is required, it is well known that the self-dispersing varnish is used alone or partially added to the self-dispersing varnish. Composition. However, the re-solubility of the dry film of the self-dispersing varnish is poor, so considering the clogging of the head, the selection of the water-miscible drying adjusting solvent used for adjusting the drying and the composition of the pigment dispersion are studied (pigment) Easy dispersion processing, encapsulation, etc.). On the other hand, the ink of the present invention is solved by including an ultraviolet curable compound in the ink. That is, the ultraviolet curable monomer and the ultraviolet curable oligomer constituting the compound exhibit the same function as the conventionally used non-drying solvent and can prevent clogging of the head. For this reason, in the present invention, it is not necessary to prepare a pigment dispersion using a resin with special considerations such as the form of a self-dispersing hydrosol.
上記した理由から、本発明においては、溶解性ワニスを使用して顔料の分散を行い顔料分散液とすることが好ましい。溶解性ワニスとしては、例えば、ＢＡＳＦ社製の、ＪＯＮＣＲＹＬ Ｊ６７が挙げられる。ＪＯＮＣＲＹＬ Ｊ６７は、酸価が２１３ｍｇＫＯＨ／ｇ（固形分）と高く、塩基性ｐＨ調整剤よる中和、或いは部分に中和し、水または混合溶媒へ溶解するのに優れているため好ましい。市販されているＪＯＮＣＲＹＬ Ｊ６７溶解ワニスは、ＪＯＮＣＲＹＬ Ｊ６７を３０部、トリエチレンジアミンを１０部、水を６０部で配合したものである。 For the reasons described above, in the present invention, it is preferable to disperse the pigment using a soluble varnish to obtain a pigment dispersion. Examples of the soluble varnish include JONCRYL J67 manufactured by BASF. JONCRYL J67 is preferable because it has an acid value as high as 213 mgKOH / g (solid content), and is excellent in neutralization with a basic pH adjuster, or neutralized in a part and dissolved in water or a mixed solvent. The commercially available JONCRYL J67 dissolving varnish is a mixture of 30 parts of JONCRYL J67, 10 parts of triethylenediamine, and 60 parts of water.
［紫外線硬化性化合物］
本発明のインクの形成成分である紫外線硬化性化合物は、水酸基、カルボン酸基、エーテル結合を持つモノマーまたはプレポリマーであることが好ましい。このようなものとしては、例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート（ｎ＝４または９）、ＥＣＨ変性プロピレングリコールジアクリレート（ｎ＝３）、ＥＯ変性コハク酸アクリレート（ｎ＝１）などが挙げられる。上記紫外線硬化性化合物の含有量としては、インク１００質量％に対して、１質量％以上２０質量％以下の範囲が好ましく、さらには、３質量％以上１０質量％以下とするとよい。
[UV curable compound]
The ultraviolet curable compound that is a component for forming the ink of the present invention is preferably a monomer or prepolymer having a hydroxyl group, a carboxylic acid group, or an ether bond. Examples of such include polyethylene glycol diacrylate (n = 4 or 9), ECH-modified propylene glycol diacrylate (n = 3), and EO-modified succinic acid acrylate (n = 1). The content of the ultraviolet curable compound is preferably in the range of 1% by mass to 20% by mass and more preferably 3% by mass to 10% by mass with respect to 100% by mass of the ink.
［紫外線硬化開始剤］
本発明のインクの形成成分である紫外線硬化開始剤は、水または混合溶媒の溶解性を考慮すると、水溶性であることが好ましいが、特に限定されない。市販のものとしては、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９（ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。紫外線硬化開始剤の使用量は、使用する紫外線硬化化合物や顔料によって異なるが、インク１００質量部に対して、０．１質量部以上１質量部以下程度である。
[UV curing initiator]
The ultraviolet curing initiator that is a component for forming the ink of the present invention is preferably water-soluble in consideration of the solubility of water or a mixed solvent, but is not particularly limited. Examples of commercially available products include IRGACURE 2959 (manufactured by BASF). Although the usage-amount of a ultraviolet curing initiator changes with ultraviolet curing compounds and pigments to be used, it is about 0.1 mass part or more and 1 mass part or less with respect to 100 mass parts of inks.
［塩基性ｐＨ調整剤］
本発明のインクは、ｐＨ値が８．０〜１０．０に調整されたものであることを要する。この際に使用する塩基性ｐＨ調整剤としては、特に限定されないが、以下の有機塩基性化合物を用いることが好ましい。有機塩基性化合物としては、例えば、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンアミン、２−メチルトリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノエタン、４−ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルモルホリン−４−エタンアミンなどが挙げられる。
[Basic pH adjuster]
The ink of the present invention needs to have a pH value adjusted to 8.0 to 10.0. Although it does not specifically limit as a basic pH adjuster used in this case, It is preferable to use the following organic basic compounds. Examples of the organic basic compound include triethanolamine, dimethylethanolamine, triethylenediamine, triethyleneamine, 2-methyltriethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,2-diaminoethane, 4-dimethylaminopyridine, N, N-dimethylmorpholine-4-ethanamine and the like can be mentioned.
［顔料］
本発明のインクは、色材として顔料を用いるが、顔料としては、一般的にＩＪインクに使用できるものであれば、特に問題なく使用することができる。例えば、黄色の顔料の代表例としてはピグメント・イエロー１３、１４、７４、１５０および１５５が挙げられる。また、赤色顔料の代表例としてはピグメント・レッド１２２またはキナクリドン錯塩を有する一般的な顔料が挙げられる。また、青色顔料としてはピグメント・ブルー１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６またはフタロシアニン錯塩を有する顔料が挙げられる。また、黒色顔料の代表例としてはピグメント・ブラック７が挙げられる。
[Pigment]
The ink of the present invention uses a pigment as a coloring material, and any pigment that can be generally used for IJ ink can be used without any particular problem. For example, pigment yellow 13, 14, 74, 150 and 155 are representative examples of yellow pigments. Also, typical examples of red pigments include general pigments having Pigment Red 122 or quinacridone complex salts. Examples of blue pigments include pigments having pigment blue 15, 15: 1, 15: 3, 15: 4, 15: 6 or phthalocyanine complex salts. A representative example of the black pigment is CI Pigment Black 7.
［水およびその他の添加剤］
本発明のインクは、水系インクであるが、水としては、イオン交換水を用いることが好ましい。また、本発明のインクは、必要に応じて、インクの諸特性を好適なものとするために、従来より用いられている各種の添加剤を含有させることができる。
[Water and other additives]
The ink of the present invention is a water-based ink, and it is preferable to use ion exchange water as water. In addition, the ink of the present invention can contain various additives conventionally used in order to make the various properties of the ink suitable, if necessary.
［印刷システム］
上記のような構成成分からなる本発明のインクは、紫外線硬化装置と、必要に応じて設けられた加熱装置とを有するインクジェット印刷システムに好適に使用される。本発明のインクを上記印刷システムにおいて使用すれば、従来のインクのように、不乾性溶媒を多量に使用することなく、ＩＪ印刷に致命的な欠陥となるヘッド詰まりの問題を解消できる。これは、本発明のインク中に含有させた紫外線硬化性化合物に起因する紫外線硬化モノマーや紫外線硬化オリゴマーが、従来のインクに用いていたグリセリンのような不乾性溶媒と同様の機能を発揮し、ヘッド詰まりを阻止するためである。すなわち、本発明のインクは、印刷直後は耐水性が低い状態にあるが、紫外線を照射することで水に不溶化し強靭な印刷物を得ることができる。このため、さらに、本発明のインクを加熱装置と紫外線硬化装置を有するインクジェット印刷システムに適用することで、非吸収性メヂアまたは吸収性メヂアに印刷することも可能になる。特に、専用印刷メヂアを使用することなく非吸収素材（非吸収メヂア）に直接印刷することも可能となるので、有用である。
[Printing system]
The ink of the present invention comprising the above components is suitably used for an ink jet printing system having an ultraviolet curing device and a heating device provided as necessary. When the ink of the present invention is used in the above printing system, the problem of head clogging which becomes a fatal defect in IJ printing can be solved without using a large amount of non-drying solvent as in the conventional ink. This is because the UV curable monomer and UV curable oligomer resulting from the UV curable compound contained in the ink of the present invention perform the same function as a non-drying solvent such as glycerin used in conventional inks, This is to prevent head clogging. That is, the ink of the present invention is in a state of low water resistance immediately after printing, but can be insolubilized in water by irradiation with ultraviolet rays to obtain a tough printed matter. For this reason, by further applying the ink of the present invention to an ink jet printing system having a heating device and an ultraviolet curing device, it is possible to print on non-absorbing media or absorbing media. In particular, it is possible to directly print on a non-absorbing material (non-absorbing media) without using dedicated printing media, which is useful.
上記したように、本発明のインクで印刷した場合、印刷直後の耐水性が低いため、特にメヂアの種類によっては、下記のような別の問題を生じる。すなわち、印字直後はインクが溶媒（水または混合溶媒）を含んだ低粘度液体であるため、特に非吸収性メヂアの上では印字された液滴が集合してしまい、独立した網点を形成すことができず、画像を形成することができないおそれがある。そのため、本発明の印刷システムでは、加熱装置を設けることで上記の問題点を解消している。すなわち、本発明者らの検討によれば、加熱装置を用いて印字直後に、例えば、３５℃以上の熱乾燥をすることにより解決することができる。また、紙などの吸収性（浸透性）メヂアにおいては、上記のような熱乾燥をしなくとも画像を形成することができ、必ずしも熱乾燥工程は要しないが、熱乾燥することにより、鮮明な画質の印刷物を得ることができる。 As described above, when printing with the ink of the present invention, the water resistance immediately after printing is low, so that another problem as described below occurs depending on the type of media. That is, immediately after printing, since the ink is a low-viscosity liquid containing a solvent (water or mixed solvent), the printed droplets gather on the non-absorbent media, forming an independent halftone dot. The image cannot be formed. Therefore, in the printing system of the present invention, the above problem is solved by providing a heating device. That is, according to the study by the present inventors, the problem can be solved by performing, for example, heat drying at 35 ° C. or more immediately after printing using a heating device. Further, in the case of absorptive (penetrating) media such as paper, an image can be formed without the above-mentioned heat drying, and the heat drying process is not necessarily required. A print with high image quality can be obtained.
（加熱装置）
加熱装置による乾燥は、一次乾燥および二次乾燥の二段階で行うことが好ましい。一次乾燥は、ハロゲンランプで行い、乾燥条件としては、基材の性質・性状により適宜選択してハロゲンランプの出力を調整し、温度を変えることが好ましい。例えば、基材がポリエステルフィルムの場合には、表面温度が５０℃程度になるように、ハロゲンランプの出力調整を行うことが好ましい。また、二次乾燥は、熱板上で行い、その乾燥温度は、基材の性質・性状により適宜選択して設定することが好ましい。例えば基材がポリエステルフィルムの場合には、表面温度が４０℃程度になるように設定するとよい。
(Heating device)
Drying with a heating device is preferably performed in two stages, primary drying and secondary drying. The primary drying is performed with a halogen lamp, and the drying conditions are preferably selected according to the properties and properties of the substrate, and the output of the halogen lamp is adjusted to change the temperature. For example, when the base material is a polyester film, it is preferable to adjust the output of the halogen lamp so that the surface temperature is about 50 ° C. The secondary drying is preferably performed on a hot plate, and the drying temperature is preferably selected and set appropriately depending on the properties and properties of the substrate. For example, when the substrate is a polyester film, the surface temperature may be set to about 40 ° C.
（紫外線硬化装置）
紫外線硬化装置による紫外線照射条件は、基材の性質・性状により適宜選択することができ、特に限定されない。例えば、基材がポリエステルフィルムの場合には、水銀ランプを使用し、積算光１７０ｍｊ／ｃｍ2の条件で行うとよい。
(UV curing device)
The ultraviolet irradiation conditions by the ultraviolet curing device can be appropriately selected depending on the properties and properties of the substrate, and are not particularly limited. For example, when the substrate is a polyester film, a mercury lamp is used, and the integrated light is preferably 170 mj / cm 2 .
本発明における非吸収メヂアとしては、各種プラスチックのフィルム、シート、成型物および無機加工物が挙げられる。一方、本発明における吸収性メヂアとしては、代表的なメヂアとして紙が挙げられ、非コート紙、コート紙の何れにも対応できる。さらに、ＩＪ専用紙として吸収性の特殊コートされたメヂアにも可能である。その他の吸収性メヂアとしては、不織布、木材および多孔質無機物なども挙げられる。 Examples of the non-absorbing media in the present invention include various plastic films, sheets, molded products, and inorganic processed products. On the other hand, as an absorptive media in the present invention, paper is mentioned as a representative media, and it can be used for both uncoated paper and coated paper. Furthermore, it is possible to use a specially coated media that is absorbent as IJ paper. Other absorbent media include non-woven fabrics, wood and porous inorganic materials.
合成例、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、文中「部」または「％」とあるのは質量基準である。 The present invention will be described more specifically with reference to synthesis examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In the text, “part” or “%” is based on mass.
（顔料分散液の調製）
［合成例１］
まず、実施例および比較例で使用する各顔料分散液を下記のようにして得た。顔料１５部に対して、ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニスを１５部、水を６９部およびトリエチレンジアミンを１部加え、十分にミキサーで攪拌混合を行なった後、ビーズミルを使用し、平均粒子径が０．２μｍ以下になるまで分散した。その後、平均粒径が５μｍ以上の粗粒子をろ過して取り除き、顔料分散液を得た。顔料には、ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７４、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ７を使用した。なお、ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニスは、ＪＯＮＣＲＹＬ Ｊ６７（登録商標：ＢＡＳＦ社製）を３０部、トリエチレンジアミンを１０部、水を６０部の組成である。
(Preparation of pigment dispersion)
[Synthesis Example 1]
First, each pigment dispersion used in Examples and Comparative Examples was obtained as follows. To 15 parts of pigment, add 15 parts of JONCRYL 67 varnish, 69 parts of water and 1 part of triethylenediamine, thoroughly stir and mix with a mixer, and then use a bead mill to have an average particle size of 0.2 μm or less Dispersed until. Thereafter, coarse particles having an average particle diameter of 5 μm or more were removed by filtration to obtain a pigment dispersion. As pigments, Pigment Yellow 74, Pigment Red 122, Pigment Blue 15: 3, and Pigment Black 7 were used. The JONCRYL 67 varnish has a composition of 30 parts JONCRYL J67 (registered trademark: manufactured by BASF), 10 parts triethylenediamine, and 60 parts water.
（比較例のインクの調製）
［比較例−１］
上記で得た顔料分散液を用いて、以下の処方で調製し、常法に従って比較用のＩＪ用インク（比較インク−１）を調製した。該インクは、紫外線硬化化合物等を含まない標準インクである。なお、ｐＨ調整剤として用いたトリエチレンジアミンは外添加した。
・合成例１の顔料分散液 ２０部
・ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニス １０部
・水 ５０部
・プロピレングリコール ２０部
・トリエチレンジアミン ０．５部
(Preparation of comparative ink)
[Comparative Example-1]
Using the pigment dispersion obtained above, it was prepared according to the following formulation, and an IJ ink for comparison (Comparative ink-1) was prepared according to a conventional method. The ink is a standard ink that does not contain an ultraviolet curable compound or the like. Triethylenediamine used as a pH adjuster was added externally.
-20 parts of pigment dispersion of Synthesis Example 1-10 parts of JONCRYL 67 varnish-50 parts of water-20 parts of propylene glycol-0.5 part of triethylenediamine
［比較例−２］
上記で得た顔料分散液を用いて、以下の処方で調製し、常法に従って、不乾性溶媒としてグリセリンを配合した標準インクである比較用のＩＪ用インク（比較インク−２）を調製した。
・合成例１の顔料分散液 ２０部
・ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニス １０部
・水 ５０部
・プロピレングリコール １２部
・グリセリン ８部
・トリエチレンジアミン ０．５部
[Comparative Example-2]
Using the pigment dispersion obtained above, an IJ ink for comparison (Comparative ink-2), which is a standard ink blended with glycerin as a non-drying solvent, was prepared according to a conventional method.
-20 parts of pigment dispersion of Synthesis Example 1-10 parts of JONCRYL 67 varnish-50 parts of water-12 parts of propylene glycol-8 parts of glycerin-0.5 part of triethylenediamine
（実施例のインクの調製）
上記で得た顔料分散液を用いて、それぞれ以下の処方で、常法に従って、各実施例のＩＪ用インクを調製した。処方中のポリエチレングリコールジアクリレート、ＥＣＨ変性プロピレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性コハク酸アクリレートは紫外線硬化化合物であり、ｎの数は各グリコールの繰り返しの数である。ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９（登録商標：ＢＡＳＦ社製）は紫外線硬化開始剤である。なお、紫外線硬化開始剤と、ｐＨ調整剤として用いたトリエチレンジアミンは外添した。
(Preparation of ink of Example)
Using the pigment dispersion obtained above, IJ inks of each Example were prepared according to a conventional method with the following formulations. Polyethylene glycol diacrylate, ECH-modified propylene glycol diacrylate, and EO-modified succinic acid acrylate in the formulation are UV curable compounds, and the number of n is the number of repetitions of each glycol. IRGACURE 2959 (registered trademark: manufactured by BASF) is an ultraviolet curing initiator. In addition, the ultraviolet curing initiator and triethylenediamine used as a pH adjuster were externally added.
［実施例１のインク組成］
・合成例１の顔料分散液 ２０部
・ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニス ５部
・水 ５０部
・プロピレングリコール ２０部
・トリエチレンジアミン ０．５部
・ポリエチレングリコールジアクリレート（ｎ＝４） ５部
・ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９ ０．５部
[Ink composition of Example 1]
-Pigment dispersion liquid of Synthesis Example 1-JONCRYL 67 varnish 5 parts-Water 50 parts-Propylene glycol 20 parts-Triethylenediamine 0.5 parts-Polyethylene glycol diacrylate (n = 4) 5 parts-IRGACURE 2959 0.5 Part
［実施例２のインク組成］
・合成例１の顔料分散液 ２０部
・ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニス ５部
・水 ５０部
・プロピレングリコール ２０部
・トリエチレンジアミン ０．５部
・ポリエチレングリコールジアクリレート（ｎ＝９） ５部
・ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９ ０．５部
[Ink composition of Example 2]
-Pigment dispersion liquid of Synthesis Example 1-JONCRYL 67 varnish 5 parts-Water 50 parts-Propylene glycol 20 parts-Triethylenediamine 0.5 parts-Polyethylene glycol diacrylate (n = 9) 5 parts-IRGACURE 2959 0.5 Part
［実施例３のインク組成］
・合成例１の顔料分散液 ２０部
・ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニス ５部
・水 ５０部
・プロピレングリコール １０部
・ブチルカルビトール １０部
・トリエチレンジアミン ０．５部
・ＥＣＨ変性プロピレングリコールジアクリレート（ｎ＝３） ５部
・ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９ ０．５部
[Ink composition of Example 3]
-Pigment dispersion liquid of Synthesis Example 1-JONCRYL 67 varnish 5 parts-Water 50 parts-Propylene glycol 10 parts-Butyl carbitol 10 parts-Triethylenediamine 0.5 parts-ECH-modified propylene glycol diacrylate (n = 3) 5 parts ・ IRGACURE 2959 0.5 part
［実施例４のインク組成］
・合成例１の顔料分散液 ２０部
・ＪＯＮＣＲＹＬ ６７ワニス ５部
・水 ５０部
・プロピレングリコール １０部
・ブチルカルビトール １０部
・トリエチレンジアミン ０．５部
・ＥＯ変性コハク酸アクリレート（ｎ；１） ５部
・ＩＲＧＡＣＵＲＥ ２９５９ ０．５部
[Ink composition of Example 4]
-Pigment dispersion liquid of Synthesis Example 1-JONCRYL 67 varnish 5 parts-Water 50 parts-Propylene glycol 10 parts-Butyl carbitol 10 parts-Triethylenediamine 0.5 parts-EO-modified succinic acid acrylate (n; 1) 5・ IRGACURE 2959 0.5 part
上述した配合組成について、表１にまとめて示した。
＜インクの評価＞
（ＰＥＴフィルムへの印字サンプルの作成）
上記で得られた各インクを用いて以下のようにして印刷し、評価した。印刷には、ヘッド横にハロゲンランプが設けられた、先に説明したシリアル型ＩＪ印刷機を使用した。コロナ処理された厚み１２μｍのＰＥＴフィルム上に、１８０ｄｐｉの８パスで印字を行い、パス毎にハロゲンランプにより約３５℃程度で一次乾燥を行った。その後、４０℃熱板上で２分間の二次乾燥を行って二次乾燥後の印刷物を得た。そして、得られた熱乾燥後の印刷物に、ＵＶランプにて紫外線照射（水銀ランプ：積算光１７０ｍｊ／ｃｍ2）を行なって最終印刷物を得た。なお、上記において、一次乾燥を省き二次乾燥のみで熱乾燥を行うと、印字されたドット間が幾つかの単位で集合してしまい、画像を形成しなくなることを確認した。上記における二次乾燥後の印刷物、紫外線照射後の最終印刷物のそれぞれについて下記の評価を行った。
<Evaluation of ink>
(Preparation of print sample on PET film)
Using each of the inks obtained above, printing was carried out as follows and evaluated. For the printing, the serial type IJ printer described above, in which a halogen lamp was provided beside the head, was used. Printing was performed in 8 passes of 180 dpi on a corona-treated PET film having a thickness of 12 μm, and primary drying was performed at about 35 ° C. with a halogen lamp for each pass. Then, secondary drying for 2 minutes was performed on a 40 degreeC hotplate, and the printed matter after secondary drying was obtained. The obtained printed matter after heat drying was irradiated with ultraviolet rays with a UV lamp (mercury lamp: integrated light 170 mj / cm 2 ) to obtain a final printed matter. In the above description, it was confirmed that when the primary drying is omitted and the thermal drying is performed only by the secondary drying, the printed dots are gathered in several units and no image is formed. The following evaluation was performed for each of the printed matter after secondary drying and the final printed matter after irradiation with ultraviolet rays.
（二次乾燥後の印刷物性能：耐水性）
上記の二次乾燥後の印刷物の表面の約５ｇ／ｃｍ2を、水を含ませた脱脂綿で１０回擦り、脱色状態によって判定した。その結果、標準インクの比較インク−１で得た印刷物では、擦った部分に若干の汚れが見られる程度であったのに対して、標準インクの比較インク−２と、実施例のインク−１〜４では、擦った部分のインクがほとんど脱色した。中でも、実施例２は特に脱色し易く、擦り回数３回でほとんど脱色した。以下、実施例１、実施例４、実施例３の順に脱色し易かった。
(Printed product performance after secondary drying: water resistance)
About 5 g / cm 2 of the surface of the printed material after the secondary drying was rubbed 10 times with absorbent cotton soaked in water, and judged by the decolored state. As a result, in the printed matter obtained with the comparative ink-1 of the standard ink, a slight stain was seen on the rubbed portion, whereas the comparative ink-2 of the standard ink and the ink-1 of the example were used. In ˜4, most of the rubbed ink was decolorized. Among them, Example 2 was particularly easy to be decolored, and was almost decolorized after three rubs. Hereinafter, it was easy to decolorize in the order of Example 1, Example 4, and Example 3.
（二次乾燥後の印刷物性能：耐アルカリ性）
上記の二次乾燥後の印刷物の表面の約５ｇ／ｃｍ2を、ＤＥＡ（ジエチルアミン）１％水溶液を含んだ脱脂綿で１０回擦り、脱色状態によって判定した。その結果、標準インクの比較インク−１で得た印刷物では完全に脱色せず、擦った部分に５０％程度のインクがフィルム上に残った。一方、標準インクの比較インク−２と、実施例のインク−１〜４では、擦った部分が１００％脱色し、溶解した状態となった。脱色の順位は、上記耐水性試験と同様であった。
(Printed product performance after secondary drying: alkali resistance)
About 5 g / cm 2 of the surface of the printed matter after the secondary drying was rubbed 10 times with absorbent cotton containing 1% DEA (diethylamine) aqueous solution, and judged by the decolored state. As a result, the printed matter obtained with the comparative ink-1 of the standard ink was not completely decolored, and about 50% of the ink remained on the rubbed portion. On the other hand, in the comparative ink-2 of the standard ink and the inks 1 to 4 of the examples, the rubbed portion was 100% decolored and dissolved. The order of decolorization was the same as in the water resistance test.
（紫外線照射後の印刷物性能：耐水性）
上記で得た紫外線照射後の最終印刷物に対し、二次乾燥後の印刷物性能試験と同様に試験を行った。その結果、標準インクの比較インク−１は、擦った部分に若干の汚れが見られる程度であるのに対して、標準インクの比較インク−２は、擦った部分がほとんど脱色した。実施例のインクでは、実施例２のインク−２以外は、脱色が見られなかった。実施例２のインク−２は、標準インクの比較インク−１と同程度の脱色となった。
(Printed product performance after UV irradiation: water resistance)
The final printed matter after the ultraviolet irradiation obtained above was tested in the same manner as the printed matter performance test after secondary drying. As a result, the comparative ink-1 of the standard ink was only slightly stained at the rubbed portion, whereas the comparative ink-2 of the standard ink was almost decolorized at the rubbed portion. In the inks of Examples, decolorization was not observed except for Ink-2 of Example 2. Ink-2 of Example 2 was decolored to the same extent as the comparative ink-1 of the standard ink.
（紫外線照射後の印刷物性能：耐アルカリ性）
上記で得た紫外線照射後の最終印刷物に対し、上述した二次乾燥後の印刷物性能試験と同様に試験を行った。その結果、実施例の各インクでは、擦った部分に若干のインクの脱色が見られるものの、標準インクの比較インク−１の耐水性試験と同程度の脱色であった。実施例のインク−１〜４には、大きな差は見られなかったが、中でも実施例３のインク−３が、その他の実施例のインクに比べて若干良好な状態であった。
(Printed material performance after UV irradiation: alkali resistance)
The final printed matter after ultraviolet irradiation obtained above was tested in the same manner as the printed matter performance test after secondary drying described above. As a result, in each ink of the example, although a slight decolorization of the ink was observed in the rubbed portion, the decoloration was similar to the water resistance test of the comparative ink-1 of the standard ink. Although there was no significant difference in the inks 1 to 4 of the examples, the ink-3 of the example 3 was in a slightly better state than the inks of the other examples.
（出版印刷用コート紙への印字）
上述の処理ポリエステルフィルム（コロナ処理ＰＥＴフィルム）と同条件の印刷を、出版印刷用コート紙に行って、得られた印刷物について同様に評価した。その結果、全てにおいて上記処理ポリエステルフィルムと同等の性能が得られた。ただし、印刷した対象が紙であることからインクの紙への浸透があり、処理ポリエステルフィルムの場合ように、擦った部分のインクが１００％脱色することはなく、印刷した部分の縁にインクが滲んだ状態になった。
(Printing on coated paper for publication printing)
Printing under the same conditions as the above-mentioned treated polyester film (corona-treated PET film) was performed on the coated paper for publication printing, and the obtained printed matter was similarly evaluated. As a result, performance equivalent to that of the treated polyester film was obtained in all cases. However, since the object to be printed is paper, there is a permeation of the ink into the paper, and the rubbed ink is not 100% decolored as in the case of the treated polyester film. It became blurred.
また、一次乾燥、二次乾燥をしない状態で印刷物を得たが、一次乾燥、二次乾燥が有る場合と無い場合では、でき上がった最終印刷物の光沢が異なり、乾燥を行なう方が優れた光沢を有するものとなることを確認した。 In addition, the printed matter was obtained without primary drying and secondary drying, but the gloss of the final printed product was different depending on whether or not there was primary drying or secondary drying. It was confirmed that it would have.
（ヘッド詰まり）
以下の試験方法で、記録ヘッドの詰まりを評価した。試験方法は、ＩＪ印刷機上で、ヘッドを所定の格納場所以外の位置に、開放状態で２５℃の環境下１時間放置し、ノズルチェック機能とヘッドクリーニング機能を使用して、各ノズルの詰まり状況と回復状態を調べた。
試験１：開放１時間後、ノズルチェックを行う（ヘッドクリーニング無し）。
試験２：試験１後、ヘッドクリーニングを１回行い、ノズルチェックを行なう。
試験３：試験２後、ヘッドクリーニングを１回行い、ノズルチェックを行なう。
以後、上記と同様にクリーニングとノズルチェックを繰り返して行い、インクが１００％吐出となるまで行なって、その回数を調べた。
(Head clogging)
The clogging of the recording head was evaluated by the following test method. The test method is that the nozzles are clogged by using the nozzle check function and the head cleaning function after leaving the head in an open state at 25 ° C. for 1 hour on an IJ printer at a position other than the specified storage location. The situation and recovery status were investigated.
Test 1: A nozzle check is performed 1 hour after opening (no head cleaning).
Test 2: After test 1, head cleaning is performed once and nozzle check is performed.
Test 3: After Test 2, perform head cleaning once and perform nozzle check.
Thereafter, cleaning and nozzle check were repeated in the same manner as described above until the ink was ejected 100%, and the number of times was examined.
［結果］
比較インク−１：試験１０にて１００％吐出（ヘッドクリーニング合計９回）
比較インク−２：試験２にて１００％吐出（ヘッドクリーニング合計１回）
実施例１：試験３にて１００％吐出（ヘッドクリーニング合計２回）
実施例２：試験２にて１００％吐出（ヘッドクリーニング合計１回）
実施例３：試験３にて１００％吐出（ヘッドクリーニング合計２回）
実施例４：試験３にて１００％吐出（ヘッドクリーニング合計２回）
[result]
Comparative ink-1: 100% ejection in Test 10 (total 9 head cleanings)
Comparative ink-2: 100% ejection in Test 2 (total head cleaning once)
Example 1: 100% ejection in Test 3 (total of head cleaning twice)
Example 2: 100% ejection in test 2 (total head cleaning once)
Example 3: 100% ejection in Test 3 (total 2 head cleanings)
Example 4: 100% ejection in Test 3 (head cleaning total 2 times)
本発明によって、紫外線硬化装置と、必要に応じて加熱装置を有するインクジェット印刷システムで使用した場合に、ヘッド詰まりの問題が解決され、インクの吐出安定性に優れ、非吸収メヂアと吸収メヂアのいずれに対しても高い記録性を有し、更に、高発色性を有する印字品質に優れた印刷物が得られる印刷インクが提供される。特に、インクジェット印刷システムでありながら、専用印刷メヂアを使用することなく非吸収素材（非吸収メヂア）に直接印刷することも可能となるので、多様な用途への適用が期待できる。 According to the present invention, when used in an inkjet printing system having an ultraviolet curing device and, if necessary, a heating device, the problem of head clogging is solved, the ink ejection stability is excellent, and either non-absorbing media or absorbing media is used. In addition, there is provided a printing ink that has a high recording property and has a high color developability and that can provide a printed matter with excellent print quality. In particular, although it is an ink jet printing system, it is possible to directly print on a non-absorbing material (non-absorbing media) without using a dedicated printing media, so that it can be expected to be applied to various uses.
Claims (8)
水、水混和性乾燥調整溶媒、顔料、樹脂、紫外線硬化性化合物、紫外線硬化開始剤および塩基性ｐＨ調整剤を含有し、そのｐＨ値が８．０〜１０．０に調整されており、且つ、
上記水混和性乾燥調整溶媒が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールと炭素数６以下のアルコールとのモノエーテル、およびジプロピレングリコールと炭素数６以下のアルコールのジエーテルからなる群から選択される少なくとも１種を含み、
該水混和性乾燥調整溶媒の含有量が、インク１００質量％中に５〜４０質量％であることを特徴とする水性インク。 A water-based ink for printing on non-absorbent media or absorbent media in an inkjet printing system having an ultraviolet curing device and a heating device provided as necessary,
Containing water, a water miscible drying adjusting solvent, a pigment, a resin, an ultraviolet curable compound, an ultraviolet curing initiator and a basic pH adjusting agent, the pH value of which is adjusted to 8.0 to 10.0, and ,
The water miscible drying adjusting solvent is selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, monoether of dipropylene glycol and an alcohol having 6 or less carbon atoms, and diether of dipropylene glycol and an alcohol having 6 or less carbon atoms Including at least one of
A water-based ink, wherein the content of the water-miscible drying adjusting solvent is 5 to 40% by mass in 100% by mass of the ink.
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