JP6860398B2 - Water-based foam ink for inkjet and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット方式に好適に利用できる発泡性を備えたインクジェット用水性発泡インキ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a water-based foam ink for inkjet having foamability that can be suitably used for an inkjet method, and a method for producing the same.
一般的に絵、文字等の表面を立体にする目的や、点字等の用途として印刷物のインキを盛り上げて立体形状を形成する発泡性インキが知られている。この発泡性インキの製法としては、化学発泡剤を添加し加熱発泡させる手法や、低沸点溶媒を密閉内包させたマイクロカプセルを添加し加熱発泡させる手法が知られている。このうち、マイクロカプセルをインキ中に添加する手法では、マイクロカプセルの粒径が平均粒径数μｍ（最大粒径約数十μｍ）と粒子径が大きく、また比重も１より重いことから、均一にマイクロカプセルを保持するには、インキの粘度をある程度高く設定する必要がある。そのために発泡性インキはバインダー樹脂が多く配合されることや増粘剤が含まれて形成される。 In general, foamable inks are known for the purpose of making the surface of pictures, characters, etc. three-dimensional, and for the purpose of braille, etc., by raising the ink of printed matter to form a three-dimensional shape. As a method for producing this foamable ink, a method of adding a chemical foaming agent and heating and foaming, and a method of adding microcapsules containing a low boiling point solvent in a sealed manner and heating and foaming are known. Of these, in the method of adding microcapsules to ink, the particle size of the microcapsules is as large as several μm (maximum particle size of about several tens of μm), and the specific gravity is heavier than 1, so that the microcapsules are uniform. In order to hold the microcapsules, the viscosity of the ink needs to be set high to some extent. Therefore, the foamable ink is formed by blending a large amount of binder resin or containing a thickener.
上記発泡性インキを使用した印刷物の作製には、直接ペンなどで描画し加熱発泡するか、スクリーン印刷後（孔版印刷）加熱発泡する手法が一般的である。しかし、直接ペンで描画する手法は、同様の印刷物を得るには熟練度の問題と生産性に課題があり、スクリーン印刷の手法では、同一印刷物の連続生産や生産性の課題はないものの、製版工程が必要である為、少量多品種の印刷物を得るには効率的ではない課題がある。 In order to produce a printed matter using the above-mentioned effervescent ink, a method of directly drawing with a pen or the like and heating and foaming, or screen printing and then heating and foaming (stencil printing) is common. However, the method of drawing directly with a pen has problems of skill and productivity in order to obtain similar printed matter, and the screen printing method does not have problems of continuous production and productivity of the same printed matter, but plate making. Since a process is required, there is a problem that it is not efficient to obtain a small amount of various kinds of printed matter.
一方、インクジェット印刷方式は、電子的に作成した画像データをプリンターに出力し、直接、印刷する方式で、製版工程がなく、近年、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター、機能性材料のダイレクトパターニング印刷等、特殊印刷にも利用され、様々な印刷分野で応用されている印刷方式である。 On the other hand, the inkjet printing method is a method in which electronically created image data is output to a printer and directly printed. In recent years, there is no plate making process, and in recent years, photographs, various types of printing, marking, color filters, and direct patterning of functional materials are directly patterned. It is a printing method that is also used for special printing such as printing and is applied in various printing fields.
このインクジェット印刷方式としては、ピエゾ方式とサーマル方式が知られている。ピエゾ方式は電圧を加えると変形するピエゾ素子（圧電素子）を用いてインキを飛ばす方式であり、サーマル方式は急速な加熱をヘッド内部に発生させて膜沸騰現象を用いてインキを飛ばす方式である。いずれの方式もヘッドからインキが吐出されて印刷される。ヘッドの構造としてはマルチヘッドとシングルヘッドがある。マルチヘッドはヘッドの種類にもよるが、ノズルを約１２８個〜２５００個有していて、多くのインキを一度に吐出でき、高画質、高生産向けに開発されたヘッドである。しかしマルチヘッドは内部の構造が複雑であり、ノズル径は約２０μｍ以下であるため、使用できるインキの成分、物性に制約がある。一方、シングルヘッドはノズルが１個であるため、マルチヘッドと比較すると画質や生産性は劣るが、内部構造がシンプルであり、マルチヘッドで吐出できないようなある程度大きな粒子を含んだインキや水のような表面張力が高いインキを吐出することが可能である。 As this inkjet printing method, a piezo method and a thermal method are known. The piezo method is a method that uses a piezo element (piezoelectric element) that deforms when a voltage is applied to blow ink, and the thermal method is a method that generates rapid heating inside the head and uses the film boiling phenomenon to blow ink. .. In both methods, ink is ejected from the head to print. The head structure includes a multi-head and a single head. Although the multi-head depends on the type of head, it has about 128 to 2500 nozzles, can eject many inks at once, and is a head developed for high image quality and high production. However, since the internal structure of the multi-head is complicated and the nozzle diameter is about 20 μm or less, there are restrictions on the components and physical properties of the ink that can be used. On the other hand, since the single head has one nozzle, the image quality and productivity are inferior to those of the multi-head, but the internal structure is simple and the ink or water containing some large particles that cannot be ejected by the multi-head is contained. It is possible to eject ink having a high surface tension.
このようなインクジェット印刷方式に用いるインキとして上述した発泡性インキを用いることは困難であった。理由としては、バインダー樹脂が多く配合されている発泡性インキや増粘剤を含む発泡性インキはチキソ性を有するため、インクジェット印刷方式でインクを吐出する際、粘性抵抗を生じてしまいインキが飛ばなくなってしまう。したがってインクジェット用インキとしては、チキソ性を抑えることが必要であり、可能な限りインクジェット用インキとしては粘度を低くすることやニュートン流体であることが求められている（例えば特許文献１参照）。そのため、バインダー樹脂を多量に添加する必要や増粘剤が必要であるマイクロカプセル含有のインキはインクジェット印刷方式に用いるインキとしては適していないと考えられている。 It has been difficult to use the above-mentioned foamable ink as the ink used in such an inkjet printing method. The reason is that effervescent ink containing a large amount of binder resin and effervescent ink containing a thickener have thixotropic properties, so when the ink is ejected by the inkjet printing method, viscous resistance is generated and the ink flies. It will disappear. Therefore, it is necessary for the ink jet ink to suppress thixotropy, and it is required that the ink jet ink has a viscosity as low as possible and is a Newtonian fluid (see, for example, Patent Document 1). Therefore, it is considered that the ink containing microcapsules, which requires the addition of a large amount of binder resin or a thickener, is not suitable as the ink used in the inkjet printing method.
本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、ある程度の粘度を有してインクジェット方式に適用できるインクジェット用水性発泡インキ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned prior art, and an object of the present invention is to provide a water-based foam ink for inkjet, which has a certain viscosity and can be applied to an inkjet method, and a method for producing the same.
前記目的を達成するため、本発明では、純水からなる溶媒と、該溶媒中に存して熱可塑性樹脂を外殻として有する発泡性のマイクロカプセルからなる発泡剤と、該発泡剤を前記溶媒中に分散させるための分散剤と、前記発泡剤が前記溶媒中で沈降することを防止するための沈降防止剤と、前記溶媒よりも沸点の高い水溶性有機溶剤からなる乾燥防止剤と、樹脂製のバインダーとを備えたことを特徴とするインクジェット用水性発泡インキを提供する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a solvent composed of pure water, a foaming agent composed of foamable microcapsules existing in the solvent and having a thermoplastic resin as an outer shell, and the foaming agent are used as the solvent. A dispersant for dispersing in the solvent, a settling inhibitor for preventing the foaming agent from settling in the solvent, a drying inhibitor consisting of a water-soluble organic solvent having a boiling point higher than that of the solvent, and a resin. Provided is a water-based foaming ink for inkjet, which is provided with a solvent made of the above.
好ましくは、前記沈降防止剤は、合成ヘクトライトを含む添加剤と、前記溶媒の粘度を上げる増粘剤との両方で形成されている。 Preferably, the anti-sedimentant is formed of both an additive containing synthetic hectorite and a thickener that increases the viscosity of the solvent.
好ましくは、前記分散剤は、前記溶媒の表面張力を下げる界面活性剤と、前記発泡剤の凝集を防止する凝集防止剤との両方で形成されている。 Preferably, the dispersant is formed of both a surfactant that lowers the surface tension of the solvent and an anti-aggregation agent that prevents the foaming agent from agglomerating.
また、本発明では、前記溶媒に対して前記分散剤を溶解する分散準備工程と、該分散準備工程の後、前記乾燥防止剤を添加する乾燥防止剤添加工程と、該乾燥防止剤添加工程の後、前記発泡剤を添加する発泡剤添加工程と、該発泡剤添加工程の後、予め作製しておいた前記添加剤の水溶液を滴下する添加剤滴下工程と、該添加剤滴下工程の後、前記バインダーを添加するバインダー添加工程と、該バインダー添加工程の後、予めｐＨ５以上ｐＨ６以下に調整された前記増粘剤を滴下する増粘剤滴下工程とを備えたことを特徴とするインクジェット用水性発泡インキの製造方法を提供する。
Further, in the present invention, the dispersion preparation step of dissolving the dispersant in the solvent, the anti-drying agent addition step of adding the anti-drying agent after the dispersion preparatory step, and the anti-drying agent addition step. After that, after the foaming agent adding step of adding the foaming agent, the additive dropping step of dropping the aqueous solution of the additive prepared in advance after the foaming agent adding step, and the additive dropping step, Aqueous for inkjet, comprising: a binder addition step of adding the binder, and a thickener dropping step of dropping the thickener which has been adjusted to
本発明によれば、溶媒中に分散剤があるため、発泡剤を溶媒中で均一に分散させることができる。さらに、沈降防止剤が備わるため、分散剤により溶媒中に分散している発泡剤が時間の経過とともに沈降してしまうことを防止できる。そしてこれに乾燥防止剤及びバインダーが含まれているので、インクジェット印刷方式の印刷機に備わるノズルの乾燥を抑制でき、紙などの印刷対象物に対して良好な接着性をもたせて印刷することができる。したがって、インクジェット印刷方式にて発泡性のある水性インキを印刷できるようになる。 According to the present invention, since the dispersant is present in the solvent, the foaming agent can be uniformly dispersed in the solvent. Further, since the sedimentation inhibitor is provided, it is possible to prevent the foaming agent dispersed in the solvent by the dispersant from sedimenting with the passage of time. And since it contains a drying inhibitor and a binder, it is possible to suppress the drying of the nozzles provided in the inkjet printing type printing machine, and it is possible to print with good adhesion to printing objects such as paper. it can. Therefore, it becomes possible to print a water-based ink having foamability by an inkjet printing method.
特に沈降防止剤として合成ヘクトライトを含む添加剤及び増粘剤の両方を用いることで、インクジェット印刷方式に良好に用いることができるインキが形成されることを確認している。また、発泡剤の分散性向上と凝集防止を図るために分散剤としては界面活性剤及び凝集防止剤の両方を含めた方が良好であることを確認している。 In particular, it has been confirmed that by using both an additive containing synthetic hectorite and a thickener as an anti-settling agent, an ink that can be satisfactorily used in an inkjet printing method is formed. It has also been confirmed that it is better to include both a surfactant and an anti-aggregation agent as the dispersant in order to improve the dispersibility of the foaming agent and prevent aggregation.
また、添加剤、バインダー、増粘剤を混合する添加剤滴下工程、バインダー添加工程、増粘剤滴下工程の前に乾燥防止剤を添加する乾燥防止剤添加工程を行うことで、乾燥防止剤による添加剤、バインダー、増粘剤へのソルベントショックを防止できる。また、予め分散剤を溶媒に溶解しておく分散準備工程を行うことで、発泡剤添加工程での発泡剤の分散性を高めることができる。また、添加剤を予め水溶液とすることで、溶媒中での添加剤の均一性を高めることができる。また、バインダー添加工程を分散準備工程及び発泡剤添加工程より後に行うことで、溶媒中で分散剤及び発泡剤が良好に混合されることを確認している。またバインダー添加工程を最終工程である増粘剤滴下工程の前に行うことで、バインダーの析出を抑制できる。また、増粘剤滴下工程を最後に行うことで、インクジェット方式に適した粘度に最終的に調整できる。このとき、増粘剤のｐＨを調整しておくことで、インキへの影響を極力抑制できる。 Further, by performing an additive dropping step of mixing the additive, a binder, and a thickener, a binder adding step, and a drying inhibitor adding step of adding a drying inhibitor before the thickener dropping step, the drying inhibitor can be used. It can prevent solvent shock to additives, binders and thickeners. Further, by performing the dispersion preparation step in which the dispersant is dissolved in the solvent in advance, the dispersibility of the foaming agent in the foaming agent addition step can be enhanced. Further, by making the additive an aqueous solution in advance, the uniformity of the additive in the solvent can be improved. Further, it has been confirmed that the dispersant and the foaming agent are well mixed in the solvent by performing the binder addition step after the dispersion preparation step and the foaming agent addition step. Further, by performing the binder addition step before the thickener dropping step which is the final step, the precipitation of the binder can be suppressed. Further, by performing the thickener dropping step at the end, the viscosity can be finally adjusted to be suitable for the inkjet method. At this time, by adjusting the pH of the thickener, the influence on the ink can be suppressed as much as possible.
本発明に係るインクジェト用水性発泡インキは、以下の構成要件にて形成されている。まずは溶媒となる純水を備えている。この溶媒中に、発泡剤が混合されている。この発泡剤は熱膨張性のマイクロカプセルであり、カプセル外殻は疎水性及び熱可塑性の樹脂、例えば塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）とアクリロニトリル（ＡＮ）のコポリマーを主としたものが用いられる。カプセル内部には液体状態の炭化水素が加圧封入されている。この発泡剤は加熱されると内部の液体炭化水素が気化するとともに外殻の樹脂も軟化するため膨張する。いわば、発泡剤たるマイクロカプセルは中空のマイクロバルーン状態となる。インキ中にこの発泡剤があることで、立体的（紙面に対して盛り上がる）な印刷が可能となる。この発泡剤は、平均粒径が６μｍ〜９μｍであり、最大粒径は２０μｍ（好ましくは１５μｍ）である。また、比重は１．２である。また、膨張が開始される膨張開始温度は１００℃〜１０６℃であり、膨張が終了する膨張最大温度は１３７℃〜１４５℃である。 The water-based foaming ink for ink jet according to the present invention is formed according to the following constituent requirements. First, it is equipped with pure water as a solvent. A foaming agent is mixed in this solvent. This foaming agent is a heat-expandable microcapsule, and the outer shell of the capsule is mainly composed of a hydrophobic and thermoplastic resin, for example, a copolymer of vinylidene chloride (PVDC) and acrylonitrile (AN). A liquid hydrocarbon is pressure-encapsulated inside the capsule. When this foaming agent is heated, the liquid hydrocarbon inside evaporates and the resin in the outer shell also softens, so it expands. So to speak, the microcapsules, which are foaming agents, are in a hollow microballoon state. The presence of this foaming agent in the ink enables three-dimensional (raised with respect to the paper surface) printing. The foaming agent has an average particle size of 6 μm to 9 μm and a maximum particle size of 20 μm (preferably 15 μm). The specific gravity is 1.2. The expansion start temperature at which expansion starts is 100 ° C to 106 ° C, and the maximum expansion temperature at which expansion ends is 137 ° C to 145 ° C.
さらに本発明のインキは、分散剤が溶媒中に混合されている。この分散剤は発泡剤を溶媒中に分散させるためのものであり、界面活性剤と凝集防止剤とで形成されている。界面活性剤は例えばポリエーテル系非イオン界面活性剤であり、その役割は溶媒たる純水の表面張力を下げることである。界面活性剤のＨＬＢは４〜５が好ましい。この界面活性剤があることで、疎水性の発泡剤が溶媒表面に浮いてしまうことが防止され、溶媒中に入り込ませることができる。 Further, in the ink of the present invention, a dispersant is mixed in a solvent. This dispersant is for dispersing the foaming agent in a solvent, and is formed of a surfactant and an anti-aggregation agent. The surfactant is, for example, a polyether nonionic surfactant, and its role is to reduce the surface tension of pure water as a solvent. The HLB of the surfactant is preferably 4 to 5. The presence of this surfactant prevents the hydrophobic foaming agent from floating on the surface of the solvent and allows it to enter the solvent.
凝集防止剤は例えば縮合ナフタレンスルホン酸系アンモニウム塩タイプであり、その役割は発泡剤の凝集を防止することである。この凝集防止剤があることで、溶媒中に入り込んできた発泡剤は凝集せず、溶媒中で均一に分散される。これら界面活性剤と凝集防止剤とで分散剤を形成することで、発泡剤は溶媒中に均一に分散される。したがって、分散剤としてはこの界面活性剤と凝集防止剤とは両方が備わっている必要がある。 The anti-aggregation agent is, for example, a condensed naphthalene sulfonic acid-based ammonium salt type, and its role is to prevent the aggregation of the foaming agent. Due to the presence of this anti-aggregation agent, the foaming agent that has entered the solvent does not aggregate and is uniformly dispersed in the solvent. By forming a dispersant with these surfactants and an anti-aggregation agent, the foaming agent is uniformly dispersed in the solvent. Therefore, as a dispersant, both the surfactant and the anti-aggregation agent need to be provided.
さらに本発明のインキは、沈降防止剤が溶媒中に混合されている。この沈降防止剤は、発泡剤が溶媒中で沈降することを防止するためのものである。沈降防止剤は、合成ヘクトライトを含む添加剤と、溶媒の粘度を上げる増粘剤との両方で形成されている。添加剤は合成ヘクトライト（ケイ酸塩）を含み、例えば低せん断力で高粘度、又は高せん断力で低粘度になる層状ケイ酸塩や、これに無機ポリリン酸塩を含めたものを使用できる。増粘剤は例えば低せん断力で高粘度、又は高せん断力で低粘度になるような粘性調整剤（アルカリ膨潤型エマルジョン、ポリビニルピロリドン、セルロース誘導体）を使用できる。特にアルカリ膨潤型エマルジョンはアルカリ条件下の溶媒中で膨潤し、沈んでくる発泡剤を捉えるので発泡剤の沈降防止剤としては好適である。上述した分散剤のみでは発泡剤は溶媒中に均一に分散はされるが、比重が１．２であるため時間の経過とともに沈降してしまう。このとき沈降防止剤があることで、発泡剤は時間が経過しても溶媒中に均一に分散された状態を安定して維持し続けることができるようになる。 Further, in the ink of the present invention, a sedimentation inhibitor is mixed in the solvent. This settling inhibitor is for preventing the foaming agent from settling in the solvent. The anti-settling agent is formed of both an additive containing synthetic hectorite and a thickener that increases the viscosity of the solvent. The additive contains synthetic hectorite (silicate), and for example, a layered silicate having a high viscosity with a low shearing force or a low viscosity with a high shearing force, or a layered silicate containing an inorganic polyphosphate can be used. .. As the thickener, for example, a viscosity modifier (alkali swelling emulsion, polyvinylpyrrolidone, cellulose derivative) that has a high viscosity with a low shearing force or a low viscosity with a high shearing force can be used. In particular, the alkaline swelling emulsion is suitable as a settling inhibitor for the foaming agent because it catches the foaming agent that swells and sinks in a solvent under alkaline conditions. With only the above-mentioned dispersant, the foaming agent is uniformly dispersed in the solvent, but since the specific gravity is 1.2, it precipitates with the passage of time. At this time, the presence of the anti-sediment agent makes it possible for the foaming agent to stably maintain a state of being uniformly dispersed in the solvent even after a lapse of time.
また、本発明のインキは、例えば水溶性ウレタン樹脂からなるバインダーが溶媒中に混合されている。このバインダーは印刷物を紙面等に定着させるいわば接着の役割を果たす。さらに溶媒中には乾燥防止剤も混合されている。乾燥防止剤は水溶性有機溶剤であり、例えばメチルトリグリコール（トリエチレングリコールモノメチルエーテル）が使用可能である。この乾燥防止剤は溶媒よりも沸点が高く（例えば２４９℃）、したがって溶媒が蒸発しても乾燥防止剤は蒸発しない状態を形成できる。インクジェットノズルは外気にさらされているため、ノズルに付着している残存インキの溶媒たる純水は容易に蒸発していく。するとインキが増粘されてバインダーのウレタンが析出してしまい、ノズル詰まりの原因となる。しかしこの乾燥防止剤を含めることでノズルでのインキの増粘によるノズル詰まりを防止できるようになる。 Further, in the ink of the present invention, for example, a binder made of a water-soluble urethane resin is mixed in the solvent. This binder plays a so-called adhesive role of fixing the printed matter on the paper surface or the like. Further, a drying inhibitor is also mixed in the solvent. The anti-drying agent is a water-soluble organic solvent, and for example, methyl triglycol (triethylene glycol monomethyl ether) can be used. This anti-drying agent has a higher boiling point than the solvent (for example, 249 ° C.), and therefore can form a state in which the anti-drying agent does not evaporate when the solvent evaporates. Since the inkjet nozzle is exposed to the outside air, the pure water that is the solvent of the residual ink adhering to the nozzle easily evaporates. Then, the ink is thickened and urethane of the binder is precipitated, which causes nozzle clogging. However, by including this anti-drying agent, it becomes possible to prevent nozzle clogging due to thickening of ink at the nozzle.
以上より、本発明によれば、溶媒中に分散剤があるため、発泡剤を溶媒中で均一に分散させることができる。さらに、沈降防止剤が備わるため、分散剤により溶媒中に分散している発泡剤が時間の経過とともに沈降してしまうことを防止できる。そしてこれに乾燥防止剤及びバインダーが含まれているので、インクジェット印刷方式の印刷機に備わるノズルの乾燥を抑制でき、紙などの印刷対象物に対して良好な接着性をもたせて印刷することができる。したがって、インクジェット印刷方式にて発泡性のあるインキを印刷できるようになる。特に沈降防止剤として合成ヘクトライトを含む添加剤及び増粘剤の両方を用いることで、インクジェット印刷方式に良好に用いることができるインキが形成されることを確認している。また、発泡剤の分散性向上と凝集防止を図るために分散剤としては界面活性剤及び凝集防止剤の両方を含めた方が良好であることを確認している。 From the above, according to the present invention, since the dispersant is present in the solvent, the foaming agent can be uniformly dispersed in the solvent. Further, since the sedimentation inhibitor is provided, it is possible to prevent the foaming agent dispersed in the solvent by the dispersant from sedimenting with the passage of time. And since it contains a drying inhibitor and a binder, it is possible to suppress the drying of the nozzles provided in the inkjet printing type printing machine, and it is possible to print with good adhesion to printing objects such as paper. it can. Therefore, it becomes possible to print a foaming ink by an inkjet printing method. In particular, it has been confirmed that by using both an additive containing synthetic hectorite and a thickener as an inhibitor of sedimentation, an ink that can be used satisfactorily in an inkjet printing method is formed. It has also been confirmed that it is better to include both a surfactant and an anti-aggregation agent as the dispersant in order to improve the dispersibility of the foaming agent and prevent aggregation.
本発明のインキがインクジェット印刷方式に適している理由を詳述すると、上述したように疎水性の発泡剤は分散剤にて溶媒中で均一に分散される。この状態はある程度バインダーにて保持される。そして、時間の経過とともに発泡剤が沈降してしまうことを沈降防止剤にて防止している。溶媒の粘度を単純に上げれば発泡剤は均一に分散保持されるが、このような高粘度インキはインクジェットにそのまま適用できない。したがって発泡剤の沈降防止として単に増粘剤のみを用いるのではなく、合成ヘクトライトを含む添加剤も用いることで低粘度の状態で発泡剤を均一に長時間インキ中に分散保持できるようにしている。 The reason why the ink of the present invention is suitable for the inkjet printing method will be described in detail. As described above, the hydrophobic foaming agent is uniformly dispersed in the solvent by the dispersant. This state is held by the binder to some extent. Then, the settling inhibitor prevents the foaming agent from settling with the passage of time. If the viscosity of the solvent is simply increased, the foaming agent is uniformly dispersed and held, but such a high-viscosity ink cannot be directly applied to inkjet. Therefore, not only the thickener is used to prevent the foaming agent from settling, but also an additive containing synthetic hectorite is used so that the foaming agent can be uniformly dispersed and held in the ink for a long time in a low viscosity state. There is.
ここで、本発明に係るインクジェット用水性発泡インキの発泡剤は最大粒径２０μｍ（好ましくは１５μｍ）のものが使用されている。このため、適用するインクジェット印刷機としては、ノズル径が比較的大径のシングルヘッドを採用しているものについて好適に利用できる。インキ内で発泡剤は均一に分散されて保持されているので、シングルヘッドのノズルから吐出されたインキにも発泡剤が均一に分散されている。吐出後加熱することで、発泡剤が発泡して体積が増加し、盛り上がった印刷が可能となる。また、溶媒中に着色剤を入れれば、着色印刷も可能となり、インクジェット印刷方式による多色印刷も可能となる。 Here, as the foaming agent for the water-based foaming ink for inkjet according to the present invention, a foaming agent having a maximum particle size of 20 μm (preferably 15 μm) is used. Therefore, as the inkjet printing machine to be applied, one that employs a single head having a relatively large nozzle diameter can be suitably used. Since the foaming agent is uniformly dispersed and held in the ink, the foaming agent is also uniformly dispersed in the ink ejected from the single-head nozzle. By heating after ejection, the foaming agent foams and the volume increases, enabling raised printing. Further, if a colorant is added to the solvent, color printing becomes possible, and multicolor printing by an inkjet printing method becomes possible.
本発明に係るインクジェット用水性発泡インキは、以下の工程を経て製造することができる。まずは分散準備工程を行う（ステップＳ１）。この分散準備工程は、溶媒に対して分散剤を溶解する工程である。具体的には、溶媒となる純水を用意し、ここに分散剤（界面活性剤及び凝集防止剤）を入れて撹拌する。これにより、表面張力が下がった溶媒が形成される。 The water-based foam ink for inkjet according to the present invention can be produced through the following steps. First, a dispersion preparation step is performed (step S1). This dispersion preparation step is a step of dissolving the dispersant in a solvent. Specifically, pure water as a solvent is prepared, a dispersant (surfactant and anti-aggregation agent) is added thereto, and the mixture is stirred. As a result, a solvent having a reduced surface tension is formed.
次に、乾燥防止剤添加工程を行う（ステップＳ２）。この乾燥防止剤添加工程は、分散準備工程の後に行われ、乾燥防止剤を添加する工程である。具体的には、水溶性有機溶剤を溶媒に添加し、撹拌する。この工程は、後に添加される添加剤やバインダー、あるいは増粘剤よりも先に添加される。これにより、乾燥防止剤による添加剤、バインダー、増粘剤へのソルベントショックを防止できる。 Next, a drying inhibitor addition step is performed (step S2). This anti-drying agent addition step is performed after the dispersion preparation step, and is a step of adding the anti-drying agent. Specifically, a water-soluble organic solvent is added to the solvent and stirred. This step is added before the additives, binders, or thickeners that are added later. This makes it possible to prevent solvent shock to additives, binders and thickeners due to anti-drying agents.
次に、発泡剤添加工程を行う（ステップＳ３）。この発泡剤添加工程は、乾燥防止剤添加工程の後に行われ、発泡剤を添加する工程である。具体的には、熱膨張性のマイクロカプセルを溶媒に添加する。溶媒である純水の表面張力が上記分散準備工程により下げられているため、ここで発泡剤を添加すると発泡剤は均一に分散される。分散剤は発泡剤を溶媒に添加した後に入れるよりも、発泡剤の前に入れた方が効果が高いため、分散準備工程は発泡剤添加工程よりも前に行うことが好ましい。 Next, a foaming agent addition step is performed (step S3). This foaming agent addition step is performed after the drying inhibitor addition step, and is a step of adding the foaming agent. Specifically, heat-expandable microcapsules are added to the solvent. Since the surface tension of pure water as a solvent is lowered by the dispersion preparation step, when the foaming agent is added here, the foaming agent is uniformly dispersed. Since it is more effective to add the dispersant before the foaming agent than after adding the foaming agent to the solvent, it is preferable to perform the dispersion preparation step before the foaming agent addition step.
次に、添加剤滴下工程を行う（ステップＳ４）。この添加剤滴下工程は、発泡剤添加工程の後に行われ、予め作製しておいた添加剤の水溶液を滴下する工程である。具体的には、１．０％の添加剤（合成ヘクトライト）水溶液を予め作製し、この溶液を滴下していく。このように添加剤を水溶液とすることで、均一に混ざるように添加することができる。濃度は１．０％未満であると沈降防止効果がなく、１．０％より高いと流動性がなくなりゲル化してしまう。 Next, an additive dropping step is performed (step S4). This additive dropping step is performed after the foaming agent adding step, and is a step of dropping an aqueous solution of the additive prepared in advance. Specifically, a 1.0% aqueous solution of an additive (synthetic hectorite) is prepared in advance, and this solution is added dropwise. By making the additive into an aqueous solution in this way, it can be added so as to be uniformly mixed. If the concentration is less than 1.0%, there is no sedimentation prevention effect, and if it is higher than 1.0%, the fluidity is lost and gelation occurs.
次に、バインダー添加工程を行う（ステップＳ５）。このバインダー添加工程は、添加剤滴下工程の後に行われ、バインダーを添加する工程である。具体的には、バインダーである水溶性ウレタン樹脂を添加していく。このバインダー添加工程を分散準備工程及び発泡剤添加工程より後に行うことで、溶媒中で分散剤及び発泡剤が良好に混合される。またバインダー添加工程を最終工程である増粘剤滴下工程の前に行うことで、バインダーの析出を抑制できる。 Next, a binder addition step is performed (step S5). This binder addition step is performed after the additive dropping step and is a step of adding the binder. Specifically, a water-soluble urethane resin as a binder is added. By performing this binder addition step after the dispersion preparation step and the foaming agent addition step, the dispersant and the foaming agent are well mixed in the solvent. Further, by performing the binder addition step before the thickener dropping step which is the final step, the precipitation of the binder can be suppressed.
次に、増粘剤滴下工程を行う（ステップＳ６）。この増粘剤滴下工程は、バインダー添加工程の後に行われ、予めｐＨ５以上ｐＨ６以下に調整された増粘剤を滴下する工程である。具体的には、増粘剤の原液に対してアンモニア水等を加えることでインキ作製に適したｐＨである５以上６以下に調整する。そしてこれを滴下することで徐々に粘度を上げていき、インクジェット印刷機に適用できる粘度まで調整する。このように、増粘剤滴下工程を最後に行うことで、インクジェット印刷方式に適した粘度に最終的に調整することができる。
Next, a thickener dropping step is performed (step S6). This thickener dropping step is performed after the binder adding step, and is a step of dropping the thickener previously adjusted to
Claims (3)
該溶媒中に存して熱可塑性樹脂を外殻として有する発泡性のマイクロカプセルからなる発泡剤と、
該発泡剤を前記溶媒中に分散させるための分散剤と、
前記発泡剤が前記溶媒中で沈降することを防止するための沈降防止剤と、
前記溶媒よりも沸点の高い水溶性有機溶剤からなる乾燥防止剤と、
樹脂製のバインダーとを備え、
前記沈降防止剤は、合成ヘクトライトを含む添加剤と、前記溶媒の粘度を上げる増粘剤との両方で形成されていて、
前記増粘剤は、アルカリ膨潤型エマルジョンであることを特徴とするインクジェット用水性発泡インキ。 A solvent consisting of pure water and
A foaming agent composed of effervescent microcapsules existing in the solvent and having a thermoplastic resin as an outer shell,
A dispersant for dispersing the foaming agent in the solvent, and
An anti-sedimentant for preventing the foaming agent from settling in the solvent,
An antidrying agent composed of a water-soluble organic solvent having a boiling point higher than that of the solvent
And a resin binder,
The anti-sedimentant is formed of both an additive containing synthetic hectorite and a thickener that increases the viscosity of the solvent.
The thickener, jet water foaming ink, wherein alkali swellable emulsion der Rukoto.
該分散準備工程の後、前記乾燥防止剤を添加する乾燥防止剤添加工程と、
該乾燥防止剤添加工程の後、前記発泡剤を添加する発泡剤添加工程と、
該発泡剤添加工程の後、予め作製しておいた前記添加剤の水溶液を滴下する添加剤滴下工程と、
該添加剤滴下工程の後、前記バインダーを添加するバインダー添加工程と、
該バインダー添加工程の後、予めｐＨ５以上ｐＨ６以下に調整された前記増粘剤を滴下する増粘剤滴下工程とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット用水性発泡インキの製造方法。 A dispersion preparation step of dissolving the dispersant in the solvent, and
After the dispersion preparation step, a drying inhibitor adding step of adding the drying inhibitor, and a drying inhibitor adding step,
After the anti-drying agent addition step, a foaming agent addition step of adding the foaming agent and
After the foaming agent addition step, an additive dropping step of dropping an aqueous solution of the additive prepared in advance and an additive dropping step
After the additive dropping step, a binder adding step of adding the binder and a binder adding step
The production of the water-based foam ink for inkjet according to claim 1 , further comprising a thickener dropping step of dropping the thickener which has been adjusted to pH 5 or more and pH 6 or less in advance after the binder addition step. Method.
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