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WO2022219815A1 - インクセット及びインクジェット記録方法 - Google Patents

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WO2022219815A1
WO2022219815A1 PCT/JP2021/015742 JP2021015742W WO2022219815A1 WO 2022219815 A1 WO2022219815 A1 WO 2022219815A1 JP 2021015742 W JP2021015742 W JP 2021015742W WO 2022219815 A1 WO2022219815 A1 WO 2022219815A1
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WO
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ink
treatment liquid
mass
resin
water
Prior art date
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Application number
PCT/JP2021/015742
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English (en)
French (fr)
Inventor
大基 濱上
学 金子
晃央 前田
直人 新妻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Priority to PCT/JP2021/015742 priority patent/WO2022219815A1/ja
Priority to EP21937009.5A priority patent/EP4306324A4/en
Priority to CN202180097047.2A priority patent/CN117222717B/zh
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    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/40Ink-sets specially adapted for multi-colour inkjet printing

Definitions

  • the present invention relates to an ink set and an inkjet recording method, and more particularly to an ink set that provides excellent adhesion to non-absorbent substrates and image abrasion resistance, as well as excellent storage stability.
  • the inkjet recording method can easily and inexpensively create images, it has been applied to various printing fields including special printing such as photography, various printing, marking, and color filters.
  • the inkjet recording method enables digital printing without using a plate, and is particularly suitable for applications such as forming various images in small quantities.
  • a treatment liquid containing a flocculant such as an organic acid or a polyvalent metal salt (also referred to as a "pretreatment liquid” or “primer”) is applied to the base material in advance, thereby forming an organic
  • a technique is known in which a pigment contained in an ink is aggregated and pinned by an acid or a polyvalent metal salt, thereby obtaining a high-quality image record.
  • the inclusion of a flocculant in the treatment liquid has the problem of lowering the abrasion resistance of the obtained image recorded matter.
  • the present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and the problem to be solved is to obtain excellent adhesion to non-absorbent substrates and image abrasion resistance, and to provide excellent storage stability. It is to provide an ink set. Another object of the present invention is to provide an inkjet recording method using the ink set.
  • the present inventors in the process of studying the causes of the above problems, set the glass transition temperature of the resin fine particles contained in the ink to a specific range, and specified the cloud point and surface tension of the treatment liquid.
  • the present inventors have found that by doing so, it is possible to provide an ink set or the like that provides excellent adhesion to non-absorbent substrates and image abrasion resistance, and that has excellent storage stability. That is, the above problems related to the present invention are solved by the following means.
  • An ink set containing a treatment liquid and ink the treatment liquid contains at least a polyvalent metal salt, a polyether-modified silicone, a water-soluble solvent and water;
  • the ink contains a coloring agent and fine resin particles having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C.,
  • the cloud point of the treatment liquid is in the range of 40 to 90° C.
  • An ink set wherein the dynamic surface tension of the treatment liquid at 25° C. and a surface life of 15 ms is in the range of 25 to 35 mN/m.
  • the ink set that provides excellent adhesion to non-absorbent substrates and excellent abrasion resistance of images, as well as excellent storage stability.
  • it is possible to provide an inkjet recording method using the ink set Although the expression mechanism or action mechanism of the effects of the present invention has not been clarified, it is speculated as follows. Since the ink contains a coloring agent and fine resin particles having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C., the fine resin particles are softened in the ink drying process to form a uniform film, resulting in excellent image durability. Scratchability is obtained.
  • the treatment liquid contains at least a polyvalent metal salt, a polyether-modified silicone, a water-soluble solvent and water, and has a cloud point of 40° C. or higher, the treatment liquid has sufficient storage stability.
  • the cloud point is 90° C. or less, the polyether-modified silicone contained in the treatment liquid acts as a plasticizer for the resin fine particles contained in the ink in the ink drying process, resulting in excellent adhesion to the substrate. is obtained.
  • the dynamic surface tension of the treatment liquid at 25° C. at a surface life of 15 ms is in the range of 25 to 35 mN/m, the treatment liquid easily spreads over the substrate (for example, non-absorbent substrate).
  • the adhesion of the ink to the non-absorbent substrate is improved. As described above, it is possible to obtain an ink set that has good image abrasion resistance and good adhesion to a non-absorbent substrate, and also has excellent storage stability of the treatment liquid.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image recorded matter according to the present invention
  • Cross-sectional view of packaging material for canned food Schematic diagram showing an inkjet head used in Examples
  • the ink set of the present invention includes a treatment liquid and an ink, wherein the treatment liquid contains at least a polyvalent metal salt, a polyether-modified silicone, a water-soluble solvent and water, and the ink is colored. and resin fine particles having a glass transition temperature within the range of 40 to 90°C, the cloud point of the processing liquid being within the range of 40 to 90°C, and the surface life of the processing liquid at 25°C.
  • the ink contains 3 to 15% by mass of the resin fine particles having an aggregation property of 0.2 or less with a 0.15% by mass calcium acetate monohydrate aqueous solution. is preferably contained in that excellent adhesion to a non-absorbent substrate can be obtained by using resin fine particles with low cohesion.
  • the dynamic surface tension of the ink at 25°C at a surface life of 15 ms is 5 mN/m or more higher than the dynamic surface tension of the treatment liquid at 25°C at a surface life of 15 ms.
  • the treatment liquid contains 5 to 40% by mass of the water-soluble solvent having an SP value of 24 (J/cm 3 ) 1/2 or more, precipitation of polyvalent metal salts is suppressed, It is preferable in that excellent ejection stability can be obtained.
  • the treatment liquid contains the polyvalent metal salt in the range of 0.5 to 20% by mass in order to prevent bleeding of the image.
  • the polyvalent metal salt is 0.5% by mass or more because the adhesion to the non-absorbent substrate can be enhanced.
  • the polyvalent metal salt is 20% by mass or less because the impact resistance of the image can be improved.
  • the treatment liquid contains 0.1 to 2% by mass of polyether-modified silicone in terms of obtaining excellent adhesion to non-absorbent substrates. It is also preferable from the viewpoint of the solubility of
  • the inkjet recording method of the present invention is an inkjet recording method for recording an image using the above-described ink set of the present invention, comprising a step of applying the treatment liquid to a recording area of a non-absorbent substrate; A step of applying the ink to the region to which is applied by an inkjet recording method, and a step of heating the region to which the ink is applied at a heating temperature equal to or higher than the cloud point and the glass transition temperature.
  • a step of applying the ink to the area to which the treatment liquid has been applied by an inkjet recording method in a state where the drying rate of the treatment liquid is 30% or less is provided. is preferable in terms of obtaining
  • the amount of the fine resin particles applied per unit area is 80 times or less the amount of the polyether-modified silicone applied, in order to obtain excellent adhesion to the non-absorbent substrate.
  • the ink set of the present invention includes a treatment liquid and an ink, wherein the treatment liquid contains at least a polyvalent metal salt, a polyether-modified silicone, a water-soluble solvent and water, and the ink is colored. and resin fine particles having a glass transition temperature within the range of 40 to 90°C, the cloud point of the processing liquid being within the range of 40 to 90°C, and the surface life of the processing liquid at 25°C.
  • the dynamic surface tension at 15ms is in the range of 25-35mN/m.
  • treatment liquid and "ink” used in the present invention refer to “treatment liquid (also referred to as “pretreatment liquid” or “primer”) and “ink ("aqueous ink” or “ Also referred to as “water-based ink.)”. In all cases, 60% by mass or more of the solvent used is “water”.
  • the cloud point of the treatment liquid contained in the ink set of the present invention is in the range of 40 to 90°C. Preferably, it is in the range of 50-90°C.
  • the "clouding point" of the treatment liquid is defined as the temperature at which 2 mL of the treatment liquid is placed in a glass container and heated, and the treatment liquid begins to become cloudy.
  • the cloud point of the treatment liquid can be controlled within the above range by, for example, the types and contents of the water-soluble solvent, polyvalent metal salt and surfactant contained in the treatment liquid.
  • the water-soluble solvent it is preferable to use a water-soluble solvent having an SP value of 24 (J/cm 3 ) 1/2 or more, as described later.
  • the polyvalent metal salt it is preferable to use, for example, magnesium acetate or calcium acetate, which will be described later, and as the surfactant, polyether-modified silicone is used.
  • the content of the water-soluble solvent in the treatment liquid is preferably in the range of 5 to 40% by mass, and the polyvalent metal salt is preferably in the range of 0.5 to 20% by mass.
  • the content of the surfactant is within the range of 0.1 to 2% by mass.
  • dynamic surface tension means the surface tension immediately after the liquid surface (air-liquid interface) is formed and when the liquid surface is in a non-equilibrium state. It is a value measured in °C.
  • surface life is the elapsed time from the formation of the liquid surface, that is, the life of the bubbles generated in the maximum bubble pressure method. It refers to the time from when a new interface is generated to when the maximum bubble pressure is reached.
  • the dynamic surface tension of the treatment liquid can be measured using a dynamic surface tensiometer. Examples of the dynamic surface tensiometer include a bubble pressure dynamic surface tensiometer (manufactured by KRUSS, model "BP100"). Unless otherwise specified, the dynamic surface tension in this specification is the dynamic surface tension measured at 25° C. and 15 ms of surface life using the maximum bubble pressure method.
  • the type and content of the surfactant, the type and content of the water-soluble solvent, and the type and content of the flocculant may be controlled. be done.
  • the polyether-modified silicone surfactant contained in the treatment liquid is preferably within the range of 0.1 to 2% by mass.
  • the polyether-modified silicones it is preferable to contain trisiloxane, which can reduce the dynamic surface tension of the treatment liquid to within the above range.
  • the water-soluble solvent a water-soluble solvent having an SP value of 24 (J/cm 3 ) 1/2 or more and a boiling point in the range of 150° C. to 250° C. is used, and the content thereof is in the range of 5 to 40% by mass. preferably within.
  • the dynamic surface tension of the ink with a surface life of 15 ms is preferably 5 mN/m or more higher than the dynamic surface tension of the treatment liquid at 25°C with a surface life of 15 ms.
  • the same method as for the dynamic surface tension of the treatment liquid can be adopted.
  • the dynamic surface tension of the ink at a surface life of 15 ms is preferably in the range of 35 to 45 mN/m.
  • the type and content of the water-soluble solvent, the type and content of the surfactant, the type and content of the pigment dispersant, the type and content of the fine resin particles is controlled.
  • a polyhydric alcohol as a water-soluble solvent contained in the ink, and to set the content thereof within the range of 10 to 60% by mass.
  • the surfactant a nonionic surfactant or anionic surfactant is preferably used, and the content thereof is preferably in the range of 0.1 to 2% by mass.
  • the pigment dispersant it is preferable to use various low-molecular-weight dispersants, nonionic polymer dispersants, anionic polymer dispersants, or appropriately use a resin-coated pigment dispersant.
  • resin fine particles resin fine particles such as polyester resin, acrylic resin, styrene-acrylic resin, and urethane resin are used, and the content thereof is preferably within the range of 3 to 15% by mass.
  • the treatment liquid according to the present invention accelerates the image formation of the ink by aggregating or increasing the viscosity of the ink when recording an image on a substrate by an inkjet printing method, and improves the physical properties of the treatment liquid layer and the ink layer. can have a function to improve the image quality.
  • the treatment liquid according to the present invention contains at least polyvalent metal salt, polyether-modified silicone, water-soluble solvent and water.
  • the treatment liquid according to the present invention contains a material that forms aggregates when in contact with ink, that is, an aggregating agent that is a polyvalent metal salt. can be more immobilized.
  • the polyvalent metal salt can aggregate the anionic components (usually coloring materials, pigments, etc.) in the ink described later by salting out.
  • the polyvalent metal salt a salt of a metal having a valence of 2 or more can be used.
  • the type of metal ( cation ) that constitutes the polyvalent metal salt is not particularly limited . , Cr 3+ , Y 3+ and other trivalent metal ions, and Zr 4+ and other tetravalent metal ions.
  • the type of salt that constitutes the polyvalent metal salt is not particularly limited, but known salts such as carbonates, sulfates, nitrates, hydrochlorides, organic acid salts, borates, and phosphates can be used.
  • particularly preferred polyvalent metal salts include, for example, calcium chloride, magnesium chloride, calcium nitrate, magnesium nitrate, magnesium acetate, calcium acetate, magnesium lactate, and calcium or magnesium salts of carboxylic acids such as calcium pantothenate. is mentioned.
  • the treatment liquid according to the present invention may further contain an organic acid as a coagulant.
  • Organic acids can aggregate the anionic components in the ink by pH fluctuations.
  • a monovalent carboxylic acid is preferable from the viewpoint of not weakening the cohesive force of the polyvalent metal salt.
  • the organic acid is capable of aggregating pigments that may be contained in the ink described later.
  • examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, and benzoic acid.
  • an organic acid that has not been completely neutralized with a base.
  • Neutralization with a base means that the acidic groups of these acids are ionically bonded with other positively charged elements or compounds (eg, inorganic compounds such as metals).
  • not completely neutralized means that among the acidic groups of the organic acid, there are acidic groups that do not form the above ionic bond.
  • Preferred organic acids from the above point of view include formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid and the like.
  • the treatment liquid according to the present invention may further contain an inorganic acid as a coagulant.
  • Inorganic acids can aggregate the anionic components in the ink by pH fluctuations.
  • the inorganic acid is capable of aggregating pigments that may be contained in the ink described later.
  • examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfamic acid and the like.
  • the content of the polyvalent metal salt is preferably in the range of 0.5 to 20% by mass, more preferably in the range of 1 to 10% by mass, relative to 100% by mass of the total mass of the treatment liquid. This makes it possible to effectively aggregate the anionic components in the ink, which is preferable from the viewpoint of image quality and image abrasion resistance.
  • the content of the organic acid is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, and in the range of 1 to 3% by mass, with respect to 100% by mass of the total mass of the treatment liquid. is more preferred.
  • the content of the inorganic acid is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, and in the range of 1 to 3% by mass, with respect to 100% by mass of the total mass of the treatment liquid. is more preferred.
  • the content of the polyvalent metal salt or organic acid in the aqueous solution can be measured by a known method.
  • the content can be measured by ICP emission spectrometry in the case of polyvalent metal salts, and by high performance liquid chromatography (HPLC) in the case of organic acids.
  • the amount of organic acid to be added is preferably an amount that adjusts the pH of the treatment liquid to be equal to or less than the neutralization equivalent of the anionic component contained in the ink.
  • the anion component is a compound having a carboxyl group
  • the first dissociation constant of the organic acid is preferably 3.5 or less from the viewpoint of preventing image blurring.
  • the polyether-modified silicone contained in the treatment liquid according to the present invention functions as a surfactant, improving the ejection stability of the treatment liquid from the nozzle and spreading the droplets that land on the recording medium (enlarging the dot diameter). can be controlled.
  • the polyether-modified silicone include siloxanes having alkylene oxide groups on side chains and/or both ends of a polydimethylsiloxane chain.
  • trisiloxane having alkylene oxide groups at the side chains and/or at both ends of the polydimethylsiloxane chain is particularly preferred.
  • the dynamic surface tension of the treatment liquid can be effectively lowered, and an image with good adhesion to non-absorbent substrates can be obtained.
  • EO represents a repeating unit structure of polyethylene oxide, that is, a ring-opened structure of ethylene oxide, which is a three-membered cyclic ether.
  • PO represents a repeating unit structure of polypropylene oxide, that is, a ring-opened structure of propylene oxide, which is a three-membered cyclic ether.
  • [EO]m and [PO]n may be in either order” means that in the compound molecule represented by the general formula (1), the order of the bonding positions with respect to the base siloxane skeleton is changed as appropriate. Say good things.
  • X is preferably an alkylene group having 3 carbon atoms (that is, a propylene group). Moreover, in the said general formula (1), it is preferable that m is an integer of 5-20, and n is an integer of 0-6.
  • S-1 to S-8 are shown below as specific examples of the silicone-based surfactant having the structure represented by the general formula (1), but are not limited thereto.
  • the trisiloxane examples include BYK-3450 and BYK-3451 manufactured by BYK-Chemie Japan, and TEGOWET-KL245, TEGOWET-250 and TEGOWET-260 manufactured by Evonik.
  • the content of the polyether-modified silicone is preferably in the range of 0.1 to 2% by mass, and in the range of 0.5 to 1.5% by mass, based on the total mass of the treatment liquid 100% by mass. It is more preferable to contain within.
  • the treatment liquid may contain a known surfactant in addition to the polyether-modified silicone.
  • known surfactants include fluorine-based surfactants with high static surface tension reduction ability, anionic surfactants such as dioctyl sulfosuccinate with high dynamic surface tension reduction ability, and relatively low Molecular weight polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, acetylene glycols, pluronic surfactants (Pluronic is a registered trademark), nonionic surfactants such as sorbitan derivatives, and the like.
  • the water contained in the treatment liquid according to the present invention is not particularly limited, and may be ion-exchanged water, distilled water, or pure water.
  • water-soluble solvent contained in the treatment liquid according to the present invention examples include alcohols, polyhydric alcohols, amines, amides, glycol ethers, 1,2-alkanediols having 4 or more carbon atoms, and the like. is mentioned.
  • a water-soluble solvent having an SP value of 24 (J/cm 3 ) 1/2 or more By using a water-soluble solvent having an SP value of 24 (J/cm 3 ) 1/2 or more, the cloud point of the treatment liquid is lowered.
  • the treatment liquid can be heated to a temperature higher than the clouding point, and an image having good adhesion to the non-absorbing substrate can be obtained.
  • the SP value is called a solubility parameter.
  • the SP value in the present invention is a value calculated by the Fedors method. It is determined from the molar heat of vaporization of the water-soluble solvent and the molar volume of the water-soluble solvent at 25°C.
  • cal the unit for the SP value
  • (cal/cm 3 ) 1/2 2.046 ⁇ 10 3 (J/m 3 ) It suffices to use the 1/2 relationship.
  • the unit of the SP value may be omitted, but the SP value is a value expressed in units of (J/cm 3 ) 1/2 .
  • Examples of the water-soluble solvent having an SP value of 24 (J/cm 3 ) 1/2 or more include monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms, polyhydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, and polyalkylene glycol. , monoalkyl polyalkylene glycols, and the like.
  • Examples of monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms include methanol (SP value: 28.2), ethanol (SP value: 25.7), 1-propanol (SP value: 24.2), and the like.
  • polyhydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms examples include ethylene glycol (SP value: 30.3), propylene glycol (SP value: 28.0), 1,3-propanediol (SP value: 32.9), 1,2-butanediol (SP value: 26.1), 1,3-butanediol (SP value: 30.3), 1,4-butanediol (SP value: 30.7), 2,3-butanediol (SP value: 29.9), 2-methyl-1,3-propanediol (SP value: 30.3), 1,2-pentanediol (SP value: 25.0), 1,5-pentanediol ( SP value: 29.0) 1,2-hexanediol (SP value: 24.1), 1,6-hexanediol (SP value: 27.7), 3-methyl-1,5-pentanediol (SP value : 27.4), 2-methylpentane-2,4-di
  • Polyalkylene glycols include diethylene glycol (SP value: 30.6), triethylene glycol (SP value: 27.8), tetraethylene glycol (SP value: 26.1), and dipropylene glycol (SP value: 27. 2) and the like.
  • Examples of monoalkylpolyalkylene glycols include ethylene glycol monomethyl ether (SP value: 24.5).
  • the treatment liquid can contain one or a combination of two or more selected from these water-soluble solvents.
  • the total content of the water-soluble solvent is preferably in the range of 5 to 40% by mass, more preferably in the range of 10 to 40% by mass, relative to 100% by mass of the treatment liquid.
  • the treatment liquid can appropriately contain other components such as a cross-linking agent, an antifungal agent, and a bactericide within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • UV absorber described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988 and JP-A-62-261476, JP-A-57-74192, JP-A-57-87989, JP-A-60 -72785, JP-A-61-146591, JP-A-1-95091 and JP-A-3-13376 anti-fading agents, various anionic, cationic or nonionic surfactants, JP-A-59 No. -42993, No. 59-52689, No. 62-280069, No.
  • the treatment liquid layer by directly applying the treatment liquid according to the present invention as a coating liquid on the substrate and drying it. It is preferable that the additive preferably used in the treatment liquid is used as the coating liquid after being sufficiently dissolved.
  • an inkjet method As the coating method of the treatment liquid, an inkjet method, a roll coating method, a rod bar coating method, an air knife coating method, a spray coating method, a curtain coating method, or an extrusion coating method using a hopper described in US Pat. No. 2,681,294 is preferably used. , especially the inkjet method is preferred.
  • the ink according to the present invention contains at least a coloring agent and fine resin particles having a glass transition temperature within the range of 40 to 90.degree. Moreover, it is preferable to contain water and a water-soluble solvent.
  • a pigment is preferable as the colorant contained in the ink according to the present invention.
  • the pigment include anionic dispersed pigments, for example, self-dispersible pigments having anionic groups on the surface, pigments dispersed with an anionic polymer dispersant, and dispersed pigments coated with an anionic resin on the surface. It is preferred to use pigments with In particular, it is preferable to use a pigment dispersed with an anionic polymer dispersant in terms of excellent dispersibility and appropriate reaction with the treatment liquid for pinning.
  • pigments conventionally known pigments can be used without particular limitation.
  • organic pigments such as insoluble pigments and lake pigments, and inorganic pigments such as titanium oxide can be preferably used.
  • the present invention makes it possible to prevent bleeding and improve adhesion, particularly preferably.
  • Titanium oxide has three crystal forms: anatase, rutile, and brookite.
  • General-purpose forms can be roughly divided into anatase and rutile.
  • the rutile type having a high refractive index and high hiding power is preferable. Specific examples include the TR series of Fuji Titanium Industry Co., Ltd., the JR series of Tayca Co., Ltd., and the Typaque of Ishihara Sangyo Co., Ltd.
  • insoluble pigments include, but are not limited to, azo, azomethine, methine, diphenylmethane, triphenylmethane, quinacridone, anthraquinone, perylene, indigo, quinophthalone, isoindolinone, isoindoline, azine, oxazine, thiazine, Dioxazines, thiazoles, phthalocyanines, diketopyrrolopyrroles and the like are preferred.
  • Specific organic pigments that can be preferably used include the following pigments.
  • pigments for magenta or red for example, C.I. I. Pigment Red 2, C.I. I. Pigment Red 3, C.I. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 6, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 15, C.I. I. Pigment Red 16, C.I. I. Pigment Red 48:1, C.I. I. Pigment Red 53:1, C.I. I. Pigment Red 57:1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 123, C.I. I. Pigment Red 139, C.I. I. Pigment Red 144, C.I. I. Pigment Red 149, C.I. I.
  • Pigment Red 166 C.I. I. Pigment Red 177, C.I. I. Pigment Red 178, C.I. I. Pigment Red 202, C.I. I. Pigment Red 222, C.I. I. Pigment Violet 19 and the like.
  • pigments for orange or yellow for example, C.I. I. Pigment Orange 31, C.I. I. Pigment Orange 43, C.I. I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment Yellow 13, C.I. I. Pigment Yellow 14, C.I. I. Pigment Yellow 15, C.I. I. Pigment Yellow 15:3, C.I. I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment Yellow 74, C.I. I. Pigment Yellow 93, C.I. I. Pigment Yellow 128, C.I. I. Pigment Yellow 94, C.I. I. Pigment Yellow 138, C.I. I. Pigment Yellow 155 and the like. Especially in the balance between color tone and light resistance, C.I. I. Pigment Yellow 155 is preferred.
  • pigments for green or cyan for example, C.I. I. Pigment Blue 15, C.I. I. Pigment Blue 15:2, C.I. I. Pigment Blue 15:3, C.I. I. Pigment Blue 16, C.I. I. Pigment Blue 60, C.I. I. Pigment Green 7 and the like.
  • black pigments for example, C.I. I. Pigment Black 1, C.I. I. Pigment Black 6, C.I. I. Pigment Black 7 and the like.
  • the treatment liquid according to the present invention preferably contains a pigment dispersant for dispersing the pigment.
  • a pigment dispersant for dispersing the pigment.
  • the pigment dispersant is not particularly limited, a polymer dispersant having an anionic group is preferable, and one having a molecular weight within the range of 5,000 to 200,000 can be suitably used.
  • polymer dispersants examples include 2 selected from styrene, styrene derivatives, vinylnaphthalene derivatives, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, and fumaric acid derivatives.
  • Block copolymers, random copolymers and salts thereof, polyoxyalkylenes, polyoxyalkylene alkyl ethers, etc. having structures derived from more than one kind of monomers can be mentioned.
  • the polymer dispersant preferably has an acryloyl group and is preferably added after being neutralized with a neutralizing base.
  • a neutralizing base is not particularly limited here, it is preferably an organic base such as ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine or morpholine.
  • the pigment is titanium oxide
  • the titanium oxide is preferably dispersed with a polymer dispersant having an acryloyl group.
  • the amount of polymer dispersant added is preferably in the range of 10 to 100% by mass, more preferably in the range of 10 to 40% by mass, based on the pigment.
  • the pigment is particularly preferably in the form of a so-called capsule pigment, in which the pigment is coated with the polymer dispersant.
  • a method for coating the pigment with the polymer dispersant various known methods can be used.
  • the phase inversion emulsification method, the acid precipitation method, or the A preferred example is a method of supplying a monomer to the film and coating the film while polymerizing the film.
  • a water-insoluble resin is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, and after partially or completely neutralizing the acidic groups in the resin with a base, a pigment and ion-exchanged water are added and dispersed. After that, the organic solvent is removed, and if necessary, water is added for preparation.
  • an organic solvent such as methyl ethyl ketone
  • the average particle diameter of the dispersed pigment in the ink is preferably 50 nm or more and less than 200 nm. Thereby, the dispersion stability of the pigment can be improved, and the storage stability of the ink can be improved.
  • the particle size of the pigment can be determined by a commercially available particle size measuring instrument using a dynamic light scattering method, an electrophoresis method, or the like. Accurate measurement is possible.
  • the pigment can be used by dispersing it with a dispersing machine together with a dispersant and other additives necessary for various desired purposes.
  • a disperser conventionally known ball mills, sand mills, line mills, high pressure homogenizers, etc. can be used. Among them, it is preferable to disperse the pigment by a sand mill because the particle size distribution becomes sharp.
  • the material of the beads used for sand mill dispersion is not particularly limited, but zirconia or zircon is preferable from the viewpoint of preventing the generation of bead fragments and contamination with ionic components.
  • the bead diameter is preferably within the range of 0.3 to 3 mm.
  • the content of the pigment in the ink is not particularly limited, it is preferably in the range of 7 to 18% by mass for titanium oxide, and 0.5 to 7% by mass for the organic pigment.
  • the fine resin particles contained in the ink according to the present invention are fine resin particles having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C., and are preferably water-insoluble fine resin particles. .
  • the glass transition temperature (glass transition point (Tg)) is measured using a DSC (differential scanning calorimeter) in a temperature range of ⁇ 30 to 200° C. at a heating rate of 10° C./min. It can be specified by reading the glass transition temperature Tg from the endothermic peak.
  • the water-insoluble resin particles used in the present invention are water-insoluble resins that can accept ink and exhibit solubility or affinity for the ink.
  • Water-insoluble resin fine particles are originally water-insoluble, but have a form in which the resin is dispersed in an aqueous medium as microscopic particles. It is a resin or a water-insoluble resin capable of self-emulsification that forms a stable aqueous dispersion by itself without using an emulsifier or a dispersion stabilizer by introducing a hydrophilic functional group into the molecule. These resins are usually used in a state of being emulsified and dispersed in water or a water/alcohol mixed solvent.
  • the term "water-insoluble” means that when the resin is dried at 105°C for 2 hours and then dissolved in 100 g of water at 25°C, the dissolved amount is 10 g or less, preferably 5 g or less. Preferably, it refers to a resin weighing 1 g or less. However, when the resin has a salt-forming group, the dissolved amount is the dissolved amount when the salt-forming group of the resin is 100% neutralized with acetic acid or sodium hydroxide, depending on the type.
  • the resin having a glass transition temperature in the range of 40 to 90° C. is preferably an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, or a composite resin of a urethane resin and an acrylic resin, particularly an acrylic resin, a urethane resin, It is a composite resin of polyester resin or urethane resin and acrylic resin, and it is preferable that the average particle size of resin fine particles of these resins is 200 nm or less. In particular, the average particle size is preferably within the range of 100-150 nm.
  • polyester resin, urethane resin, acrylic resin, or composite resin particles of urethane resin and acrylic resin are preferably anionic or nonionic.
  • the fine resin particles used in the ink preferably contain an acid structure, and even if the amount of surfactant added is small, they can be dispersed in water and the water resistance of the ink layer is improved.
  • This is called a self-emulsifying type, which means that the urethane-based resin can be dispersed and stabilized in water only with molecular ionic properties without using a surfactant.
  • acid structures include acid groups such as a carboxy group (--COOH) and a sulfonic acid group (--SO 3 H).
  • the acid structure may be present in the side chain of the resin, or may be present at the end.
  • a part or all of the acid structure is preferably neutralized.
  • neutralizing agents that neutralize the acid structure are preferably organic amines, and organic amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methyldiethanolamine and triethanolamine are preferably used.
  • the ink according to the present invention contains 3 to 15% by mass of resin fine particles having a cohesiveness of 0.2 or less with a 0.15% by mass aqueous solution of calcium acetate monohydrate. is preferred.
  • resin fine particles with low cohesion By using resin fine particles with low cohesion in this manner, high injection stability can be obtained while ensuring high wettability to the substrate, resulting in higher image quality and excellent adhesion to the substrate.
  • "cohesiveness" is a value calculated by the following formula after measuring the remaining amount according to the following procedure. (i) 5 g of resin fine particle aqueous solution (solid content: 10 mass %) containing resin fine particles and 5 g of 0.3 mass % calcium acetate monohydrate aqueous solution are mixed.
  • Examples of the fine resin particles having a cohesiveness of 0.2 or less include Vylonal MD2000 manufactured by Toyobo Co., Ltd., Movinyl 6969D manufactured by Japan Coating Resin, and Evaphanol HA-560 manufactured by Nicca Chemical.
  • polyester resin A polyester resin having a polyester skeleton as water-insoluble resin fine particles can be obtained by using a polyhydric alcohol component and a polycarboxylic acid component such as a polycarboxylic acid, a polycarboxylic anhydride, or a polycarboxylic acid ester. can.
  • a dihydric alcohol specifically an alkylene glycol having 2 to 36 carbon atoms (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1 , 4-butylene glycol, 1,6-hexanediol, etc.), alkylene ether glycols having 4 to 36 carbon atoms (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, etc.), Alicyclic diols having 6 to 36 carbon atoms (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.), alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms (ethylene oxide (hereinafter referred to as , abbreviated as EO.), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO.), butylene oxide (hereinafter abbreviated as BO.)) adduct (addition mole), EO.), propylene oxide (hereinafter
  • polyvalent carboxylic acid component examples include divalent carboxylic acids (dicarboxylic acids), specifically alkanedicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (succinic acid, apidic acid, sebacic acid, etc.), alkenylsuccinic acids.
  • the number average molecular weight of the polyester resin is preferably in the range of 1,000 to 50,000, more preferably in the range of 2,000 to 20,000.
  • polyester resin examples of commercial products having a glass transition temperature of 40 to 90° C. include Vylonal MD-1100, MD-1200, MD-1245 and MD-1500 manufactured by Toyobo Co., Ltd. , MD-2000, Goo Chemical Co., Ltd. Plascoat Z-221, Z-446, Z-561, Takamatsu Oil Co., Ltd.
  • urethane resin A urethane resin having a hydrophilic group can be used as the water-insoluble resin fine particles.
  • the above urethane resin is an aqueous dispersion in which a self-emulsifying urethane having a water-soluble functional group in its molecule is dispersed, or a forced emulsifying urethane emulsified under strong mechanical shearing force in combination with a surfactant.
  • An aqueous dispersion is preferred.
  • the urethane resin in the aqueous dispersion can be obtained by reacting a polyol with an organic polyisocyanate and a hydrophilic group-containing compound.
  • polyester polyols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2- and 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, 3-methylpentanediol, Low-molecular-weight polyols such as hexamethylene glycol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, cyclohexanedimethanol; succinic acid, glutaric acid, adipine Acids, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, tetrahydrofuranic acid, endomethinetetrahydrofuranic acid, and condensates with polycarboxylic acids such as hexahydrophthalic acid.
  • polyether polyols examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene polytetramethylene glycol, polypropylene polytetramethylene glycol, and polytetramethylene glycol.
  • polycarbonate polyols can be obtained by reacting carbonic acid derivatives such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene with diols.
  • diols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2- and 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, 3-methylpentanediol, hexamethylene glycol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, cyclohexanedimethanol, and the like.
  • organic polyisocyanates examples include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric MDI, xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate. (TMXDI); aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HMDI); isophorone diisocyanate (IP DI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI, H12MDI). These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • XDI xylylene diisocyanate
  • TMXDI tetramethylxylylene diisocyanate
  • HMDI hexamethylene diisocyanate
  • IP DI isophorone di
  • a urethane resin can be obtained by a known method.
  • a urethane prepolymer can be obtained by mixing the above-described polyol, organic polyisocyanate, and hydrophilic group-containing compound and reacting them at 30 to 130° C. for 30 minutes to 50 hours.
  • the above urethane prepolymer becomes a urethane resin having a hydrophilic group by extending it with a chain extender and polymerizing it.
  • the chain extender is preferably water and/or an amine compound.
  • amine compounds as chain extenders include aliphatic polyamines such as ethylenediamine and triethylenediamine; aromatic polyamines such as metaxylenediamine and toluylenediamine; and polyhydrazino compounds such as hydrazine and adipic acid dihydrazide.
  • the amine compound may contain, together with the polyamine, a monovalent amine such as dibutylamine, methyl ethyl ketoxime, or the like as a reaction terminator, to the extent that polymerization is not greatly hindered.
  • a solvent that is inert with isocyanate and capable of dissolving the urethane prepolymer may be used.
  • these solvents include dioxane, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, toluene, propylene glycol monomethyl ether acetate, and the like.
  • These hydrophilic organic solvents used in the reaction step are preferably finally removed.
  • amine catalysts e.g., triethylamine, N-ethylmorpholine, triethyldiamine, etc.
  • tin-based catalysts e.g., dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, octyl acid
  • titanium-based catalysts eg, tetrabutyl titanate, etc.
  • the number average molecular weight of the urethane resin is preferably increased as much as possible by introducing a branched structure or an internal crosslinked structure, and is preferably from 50,000 to 1,000,000. By setting the molecular weight within the above range, the urethane resin becomes difficult to dissolve in a solvent, so that a coating film having excellent weather resistance and water resistance can be obtained.
  • the number average molecular weight (Mn) is a value measured by gel permeation chromatography (GPC). Solvent: tetrahydrofuran (THF), column temperature: 40° C.) can be determined from a calibration curve prepared from polystyrene standard samples.
  • urethane resin examples include Neorez R-967, R-600 and R-9671 manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd., Evaphanol HA-560 manufactured by Nicca Chemical Co., Ltd., SF870 manufactured by Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. is included.
  • the acrylic resin as the water-insoluble resin fine particles can be obtained by using an acrylic acid ester component, a methacrylic acid ester component, or a copolymer with a styrene component or the like.
  • acrylic acid ester components and methacrylic acid ester components include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, blue (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-2- Hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, (meth)acrylate ) benzyl acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate,
  • styrene components include styrene, 4-methylstyrene, 4-hydroxystyrene, 4-acetoxystyrene, 4-acetylstyrene and styrenesulfonic acid. These components may be used alone or in combination of two or more.
  • the number average molecular weight (Mn) of the acrylic resin is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 20,000.
  • Mn number average molecular weight
  • the number average molecular weight (Mw) is a value measured by gel permeation chromatography (GPC). Solvent: tetrahydrofuran (THF), column temperature: 40° C.) can be determined from a calibration curve prepared from polystyrene standard samples.
  • acrylic resin a commercially available product may be used as the acrylic resin.
  • acrylic resins having a glass transition temperature of 40 to 90°C include Movinyl 6899D, 6969D, 6800 manufactured by Japan Coating Resin Co., Ltd. TOCRYL W-7146, W-7147, W-7148, W- 7149, W-7150 and other acrylic emulsions.
  • the fine composite resin particles that can be contained in the ink are preferably fine composite resin particles obtained by emulsifying an acrylic resin with a urethane resin. That is, it is preferable that the fine composite resin particles have an inner layer made of an acrylic resin and a surface layer made of a urethane resin.
  • the urethane resin exists at the interface between the acrylic resin as the water-insoluble resin fine particles and water as the continuous phase, and functions as a water-insoluble resin fine particle layer different from the resin that protects the water-insoluble resin fine particles.
  • the composite resin fine particles obtained by emulsifying the acrylic resin with the urethane resin in this way, the physical properties of the image (coating film) can be improved compared to emulsifying and mixing the acrylic resin and the urethane resin respectively. In addition, the storage stability of the composite resin fine particles can be improved.
  • the mass ratio (U/A) of the urethane resin (U) and the acrylic resin (A) is 40/60 to 95/5. is preferred.
  • the mass ratio (U/A) between the urethane resin (U) and the acrylic resin (A) is preferably 40/60 to 80/20.
  • the total resin concentration of the acrylic resin and the urethane resin in the composite resin fine particles is not particularly limited, but is preferably 5.0% by mass or more, and is preferably 10.0 to 70.0% by mass. more preferred. When the resin concentration is within the above range, the fixability between the substrate and the ink is improved.
  • a surfactant that acts as an emulsifier can be used together with the urethane resin.
  • the storage stability of the fine composite resin particles can be improved.
  • An anionic surfactant and a nonionic surfactant can be used as the emulsifier.
  • the total amount of the anionic surfactant and the nonionic surfactant is preferably 1.0 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total resin mass.
  • the total amount of the anionic surfactant and the nonionic surfactant can be 20.0 parts by mass or less, the water resistance and solvent resistance can be improved.
  • the blending mass ratio (X/Y) of the anionic surfactant (X) and the nonionic surfactant (Y) is preferably 100/0 to 50/50.
  • anionic surfactants examples include alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, sulfosuccinates, alpha olefin sulfonates, N-acylamino acid salts, carboxylates, and phosphate esters.
  • sulfosuccinates and alpha-olefin sulfonates are preferred.
  • types of salts include, but are not particularly limited to, metal salts such as sodium salts, potassium salts, and magnesium salts, triethanolamine salts, and the like.
  • nonionic surfactants examples include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene alkylamine ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, Sugar fatty acid esters and the like are included. Among these, polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkylphenyl ethers are preferred.
  • the average particle size of the composite resin fine particles described above is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 nm, more preferably 10 to 300 nm, and even more preferably 10 to 200 nm. Measurement of the average particle size can be obtained by a commercially available particle size measuring instrument using dynamic light scattering method, electrophoresis method, etc., but measurement by dynamic light scattering method is simple and the particle size range can be determined. Accurate measurement is possible.
  • composite resin fine particles obtained by emulsifying an acrylic resin in a urethane resin it is possible to improve the fixability of an image (coating film) on a low-absorbent base material or a non-absorbent base material.
  • water-soluble solvent examples include alcohols, polyhydric alcohols, amines, amides, glycol ethers, 1,2-alkanediols having 4 or more carbon atoms, and the like. is mentioned.
  • Alcohols include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, t-butanol, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy -3-methylbutanol, 1-octanol, 2-octanol, n-nonyl alcohol, tridecyl alcohol, n-undecyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, benzyl alcohol and the like.
  • polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol having 5 or more ethylene oxide groups, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and the number of propylene oxide groups. is 4 or more, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol, and the like.
  • amines examples include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, N-ethylmorpholine, ethylenediamine, diethylenediamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and polyethyleneimine. , pentamethyldiethylenetriamine, tetramethylpropylenediamine, and the like.
  • amides include formamide, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide and the like.
  • glycol ethers examples include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl. ether and the like.
  • 1,2-alkanediols having 4 or more carbon atoms examples include 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, and 1,2-heptanediol. .
  • Particularly preferably used water-soluble solvents are polyhydric alcohols, which can suitably suppress bleeding during high-speed printing.
  • polyhydric alcohols which can suitably suppress bleeding during high-speed printing.
  • ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and tripropylene glycol are preferred.
  • the ink can contain one or a combination of two or more selected from these water-soluble solvents.
  • the content of the water-soluble solvent in the ink is not particularly limited, but is preferably within the range of 10-60% by mass.
  • Water contained in the ink according to the present invention is not particularly limited, and may be ion-exchanged water, distilled water, or pure water.
  • the ink according to the present invention can also contain a surfactant if necessary. As a result, it is possible to improve the ink ejection stability and to control the spread (dot diameter) of droplets that have landed on the recording medium.
  • the surfactant that can be used in the ink according to the present invention can be used without any particular limitation.
  • Nonionic or betaine types are preferred.
  • an alkaline component is contained in a surfactant such as an anionic surfactant, the aggregating property of the pigment is reduced, and the resin fine particles themselves tend to aggregate, so the surfactant is nonionic. things are preferred.
  • fluorine-based or silicone-based surfactants with high static surface tension reducing ability preferably fluorine-based or silicone-based surfactants with high static surface tension reducing ability, anionic surfactants such as dioctyl sulfosuccinate with high dynamic surface tension reducing ability, relatively low Nonionic surfactants such as molecular weight polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, acetylene glycols, Pluronic (registered trademark) type surfactants and sorbitan derivatives are preferably used. It is also preferable to use a fluorine-based or silicone-based surfactant in combination with a surfactant having a high dynamic surface tension-reducing ability.
  • the content of the surfactant in the ink is not particularly limited, but is preferably within the range of 0.1 to 5.0% by mass.
  • ink used in the present invention in addition to those described above, depending on the purpose of improving ejection stability, compatibility with print heads and ink cartridges, storage stability, image storage stability, and other various performances, Various known additives such as polysaccharides, viscosity modifiers, resistivity modifiers, film-forming agents, UV absorbers, antioxidants, anti-fading agents, anti-mold agents, anti-rust agents, etc. are appropriately selected and used.
  • additives such as polysaccharides, viscosity modifiers, resistivity modifiers, film-forming agents, UV absorbers, antioxidants, anti-fading agents, anti-mold agents, anti-rust agents, etc.
  • liquid paraffin, dioctyl phthalate, tricresyl phosphate, oil droplet fine particles such as silicone oil, described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988, JP-A-62-261476, etc.
  • UV absorber JP-A-57-74192, JP-A-57-87989, JP-A-60-72785, JP-A-61-146591, JP-A-1-95091, JP-A-3-13376, etc.
  • a whitening agent etc. can be mentioned.
  • the ink used in the present invention having the above structure preferably has a viscosity of 1 to 40 mPa ⁇ s at 25° C., more preferably 2 to 10 mPa ⁇ s.
  • the inkjet recording method of the present invention is an inkjet recording method for recording an image using the ink set containing the treatment liquid and the ink described above.
  • one ink jet printer is used to apply the treatment liquid constituting the ink set of the present invention to the surface of the non-absorbent substrate, and to print with the ink. It can be done continuously and efficiently. In addition, it is possible to print characters, patterns, etc. with excellent image quality with little variation in dot diameter between substrates.
  • the inkjet recording method of the present invention includes a step of applying the treatment liquid to a recording area of a non-absorbent substrate (treatment liquid application step), and an inkjet recording method of applying the ink to the area to which the treatment liquid has been applied. and a step of heating the region to which the ink has been applied at a heating temperature equal to or higher than the cloud point and the glass transition temperature (ink heating step).
  • the inkjet recording method of the present invention may include a treatment liquid drying step of drying the treatment liquid applied on the substrate to form a treatment liquid layer after the treatment liquid application step. .
  • the step of applying the ink by an inkjet recording method it is preferable to apply the ink to the area to which the treatment liquid has been applied in a state where the drying rate of the treatment liquid is 30% or less. It is preferable to perform the ink applying step within seconds. In particular, it is preferable to perform the ink application step within 0.1 to 5 seconds after the treatment liquid application step when the drying rate of the treatment liquid is within the range of 1 to 10%.
  • Non-absorbent substrate A known plastic film can be used as the non-absorbent substrate that can be used in the ink jet recording method of the present invention.
  • non-absorbent means non-absorbent to water.
  • plastic films include polyester films such as polyethylene terephthalate, polyethylene films, polypropylene films, polyamide films such as nylon, polystyrene films, polyvinyl chloride films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, and polylactic acid films.
  • biodegradable films such as
  • a film coated with polyvinylidene chloride on one or both sides thereof, or a film deposited with a metal oxide can also be preferably used.
  • the non-absorbent film can be preferably used whether it is an unstretched film or a stretched film.
  • the thickness of the substrate is preferably in the range of 10-120 ⁇ m, more preferably 12-60 ⁇ m in the case of a plastic film.
  • metal substrates such as tin plates for three-piece cans and tin-free steel plates (TFS plates, thickness 0.1 to 0.6 ⁇ m) are also preferably used. It can be suitably used as a packaging material for canned foods, which is provided with a resin as a coating layer.
  • the packaging material for canned food for example, blocks air, moisture, and light, and seals the food inside. Polyester-based and acrylic-based thermosetting paints are generally used for the outside.
  • Treatment liquid application step the treatment liquid described above is applied onto the recording medium of the non-absorbent substrate.
  • the method of applying the treatment liquid onto the recording medium of the non-absorbent substrate is not particularly limited, but preferred examples include a roller coating method, a curtain coating method, a spray coating method, an inkjet method, and the like.
  • the process of applying the treatment liquid by the inkjet method eliminates the need to apply the aggregating agent to the non-ink-coated area, so the aggregating agent that has not reacted with the ink is liberated and becomes cloudy. This is preferable in that such a situation does not occur.
  • the substrate to be used is a metal substrate, etc.
  • the metal substrate is placed on the conveying belt, and the processing liquid layer is applied and formed while the belt is conveyed, or the substrate is fixed. It is also preferable to use a flatbed type printer for forming the treatment liquid layer.
  • the drying rate of the treatment liquid is 30% or less.
  • the drying rate is more preferably 10% or less, and it is preferable to perform the step of applying the ink liquid continuously immediately after the treatment liquid applying step (ink applying step).
  • the drying of the treatment liquid is performed together with the drying of the ink liquid.
  • the treatment liquid drying process may be performed between the treatment liquid application process and the ink application process.
  • the treatment liquid drying step is a step of drying the treatment liquid applied onto the recording medium of the non-absorbent substrate to form a treatment liquid layer. Drying of the treatment liquid can be performed under such conditions as to remove water, a water-soluble solvent, and the like, which are solvent components of the treatment liquid.
  • the drying temperature of the treatment liquid is preferably in the range of 40 to 80°C, for example.
  • the drying time of the treatment liquid is preferably, for example, within the range of 1 to 30 seconds.
  • the treatment liquid may be dried using, for example, a non-contact heating drying device such as a drying oven or a hot air blower, or a contact heating drying device such as a hot plate or heat roller. you can go Alternatively, drying may be performed by infrared irradiation using a non-contact infrared heater.
  • a non-contact heating drying device such as a drying oven or a hot air blower
  • a contact heating drying device such as a hot plate or heat roller. you can go
  • drying may be performed by infrared irradiation using a non-contact infrared heater.
  • the drying temperature is (a) when a non-contact heating drying device such as a drying furnace or hot air blower is used, the temperature in the furnace or the ambient temperature such as the hot air temperature, (b) a hot plate or a heat roller When using a contact heating type drying apparatus such as, the temperature of the contact heating part or the surface temperature of the surface to be dried, (c) When using an infrared heater, It can be obtained by measuring the surface temperature of the surface to be irradiated during the entire drying period of the treatment liquid.
  • the ink applying step is a step of applying the ink of the above-described ink set by an inkjet method at the same time as or immediately after forming the treatment liquid layer on the recording medium of the non-absorbent substrate.
  • the ink application step it is preferable to apply ink such that the amount of the resin fine particles applied per unit area is 80 times or less with respect to the amount of the polyether-modified silicone applied (also referred to as the "applied amount"). . More preferably, the applied amount is within the range of 5 to 40 times.
  • the content of polyether-modified silicone in the treatment liquid and the content of fine resin particles in the ink may be adjusted, or the amount of treatment liquid and ink droplets to be applied may be adjusted. and so on.
  • the inkjet method is not particularly limited, and a printer equipped with an inkjet head loaded with ink can be used. Specifically, ink can be ejected as droplets from nozzles of an inkjet head based on a digital signal, and the droplets can be made to land on the treatment liquid layer of the substrate for printing.
  • the inkjet head may be either an on-demand type or a continuous type.
  • on-demand ink jet heads include electro-mechanical conversion, including single-cavity, double-cavity, bender, piston, shear mode and shared wall types, as well as thermal ink jet and bubble jet ( "Bubble jet” includes electric-heat conversion methods, including those of Canon Inc.'s registered trademark) type.
  • an inkjet head (also called a piezo inkjet head) using a piezoelectric element as an electro-mechanical conversion element used in an electro-mechanical conversion system is preferable.
  • the inkjet printer may be either a scanning type or a single pass type inkjet head.
  • the single pass method it is preferable to use a line head type inkjet head.
  • a line head type inkjet head is an inkjet head that has a length greater than the width of the printing range.
  • a single head having a width equal to or larger than the printing range may be used, or a plurality of heads may be combined to form an ink jet head having a width equal to or larger than the printing range.
  • a plurality of heads may be arranged side by side so that their nozzles are arranged in a zigzag arrangement to increase the resolution of the heads as a whole.
  • the transport speed of the non-absorbent recording medium can be set, for example, within the range of 1 to 120 m/min.
  • a high-definition image with high ink fixability can be obtained even at a very high linear velocity of 50 to 120 m/min, which is applicable to a single-pass ink jet image forming method.
  • the ink heating step the ink applied onto the recording medium of the non-absorbent substrate, that is, the area to which the ink is applied is heated. Thereby, the ink can be dried.
  • the treatment liquid drying process is omitted, the treatment liquid can also be dried in the ink heating process.
  • the heating temperature of the region to which the ink is applied in the ink heating step is set to a temperature higher than the cloud point of the treatment liquid and higher than the glass transition temperature of the fine resin particles contained in the ink. Specifically, it is preferably within the range of 60 to 200°C.
  • the drying (heating) of the ink can be performed in the same manner as the drying of the treatment liquid described above.
  • the heating time of the ink is preferably adjusted appropriately according to the type of non-absorbent substrate and the amount of ink applied.
  • the drying time is preferably 1 to 10 minutes, and when using an infrared heater, the drying time is preferably 1 to 30 seconds.
  • the thickness of the ink layer is preferably within the range of 0.3 to 3.0 ⁇ m, more preferably within the range of 0.5 to 2.0 ⁇ m.
  • the thickness of the ink layer is 0.3 ⁇ m or more, the adhesion of the image and the abrasion resistance can be easily improved.
  • the thickness of the ink layer is 3.0 ⁇ m or less, the deformation stress applied to the ink layer can be reduced, so that the adhesion of the image is less likely to be impaired.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred recording apparatus for the present invention.
  • the present invention is not limited to this, and for example, in the recording apparatus 1 shown in FIG. 1, the first drying section 14 can be omitted.
  • the recording apparatus 1 mainly includes a treatment liquid applying section 10 and an ink applying section 20 .
  • a treatment liquid layer C is formed on the substrate F in the treatment liquid applying section 10
  • an ink layer R is formed by the ink applying section 20 .
  • the treatment liquid application unit 10 is not particularly limited as long as it is configured to apply the treatment liquid to the base material, but in the present invention, it is preferably an inkjet head 21 .
  • Other than the inkjet head 21, for example, a roll coater or the like may be used.
  • the ink applying unit 20 is an inkjet head 21 capable of ejecting ink.
  • the treatment liquid droplets 12 are ejected from the inkjet head 11 onto the base material F fed out from the delivery roller 30 to form the treatment liquid layer C. Subsequently, the treatment liquid layer C is dried by the first drying section 14 .
  • ink droplets 22 are ejected from the inkjet head 21 onto the treatment liquid layer C to form an ink layer R, and the area to which the ink is applied by the second drying unit 23 is treated with the treatment liquid according to the present invention. and above the glass transition temperature of the fine resin particles contained in the ink according to the present invention.
  • the substrate F on which the treatment liquid layer C and the ink layer R are formed is wound up by the winding roller 40 to obtain an image recorded matter.
  • FIG. 1 shows the case where the substrate F is a film substrate, in the case of a metal substrate, etc., the metal substrate is placed on a conveying belt, and the treatment liquid layer C and the The ink layer R can be formed by coating in one pass.
  • the apparatus is configured to apply the ink after applying the treatment liquid onto the base material. From the point of view, an apparatus configured to apply the treatment liquid and the ink at the same time is more preferable.
  • a flat bed type printer for applying the treatment liquid and the ink as an apparatus other than the recording apparatus shown in FIG.
  • the substrate is fixed, and the inkjet head can be moved in the main scanning direction and the sub-scanning direction that intersects the main scanning direction, making it possible to print without transporting the substrate.
  • Metal substrates such as tin plate cannot be conveyed from roll to roll unlike resin film substrates. Therefore, it is preferable to use a flatbed printer that does not need to convey the substrate. Examples of such flatbed printers include the printers described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-74161 and FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-177578.
  • An image recorded matter according to the present invention includes a substrate, a treatment liquid layer formed on the substrate using the treatment liquid, and an ink layer formed on the treatment liquid layer using the ink. It is preferable to have
  • the image recorded material P forms a treatment liquid layer C by applying the treatment liquid according to the present invention on the base material F with a roll coater or the like or by ejecting it from an inkjet head.
  • An image recording layer R is formed by ejecting and fixing ink from an inkjet head on the position where the treatment liquid layer C is fixed.
  • the above configuration shows the minimum configuration, and another functional layer may be formed between the base material and the treatment liquid layer, and a non-absorbent layer may be formed on the ink layer via, for example, a laminate adhesive layer.
  • a flexible film substrate or the like may be laminated. At least, a structure in which the treatment liquid layer and the ink layer are in contact with each other is essential.
  • An example of an image recorded matter of the present invention is an image recorded matter using at least the treatment liquid and ink of the present invention, wherein a first layer containing a thermosetting resin and the treatment liquid are formed on a metal substrate. It is a preferred embodiment that a second layer containing, a third layer containing the ink, and a fourth layer containing a thermosetting resin are laminated in this order.
  • packaging materials for packaging canned food, retort food, beverages, etc. can be preferably mentioned.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a packaging material for canned food, which is an example of the image recorded matter of the present invention.
  • a thermosetting resin for example, TW-1407 series manufactured by T&K TOKA
  • a thermosetting resin layer (base coat) 52 is roller-coated on a tinplate substrate 51 to form a thermosetting resin layer (base coat) 52, and a treatment liquid layer 53 and an ink layer are formed thereon. 54 forms an image.
  • a thermosetting resin for example, AX-10 series manufactured by T&K TOKA
  • top coat thermosetting resin layer
  • treatment liquid A1 3% by mass of magnesium acetate tetrahydrate as a polyvalent metal salt, 14% by mass of dipropylene glycol, 14% by mass of propylene glycol, 8% of glycerin, 1% by mass of polyether-modified silicone (BYK3450), antifungal agent (Proxel GXL (S)) 0.1% by mass and ion-exchanged water (remaining amount: amount to make the total amount 100% by mass) were added with stirring, and the resulting mixture was filtered through a 1 ⁇ m filter to obtain treatment solution A1. got
  • each treatment liquid was prepared in the same manner, except that the types and amounts of the polyvalent metal salt, the polyether-modified silicone, the solvent, and the amount of water were changed as shown in Table I below.
  • A2-A15 were prepared.
  • each material in Table I is as follows.
  • TEGOWET250 manufactured by Evonik
  • TEGOWET260 manufactured by Evonik
  • TEGOWET270 manufactured by Evonik
  • TEGOWET280 manufactured by Evonik
  • BYK348 manufactured by Big Chemie
  • the cloud point and dynamic surface tension of each treatment liquid obtained were measured by the following methods. ⁇ Cloud point> 2 mL of the treatment liquid was placed in a glass container and heated, and the temperature at which the treatment liquid began to become cloudy was taken as the cloud point.
  • ⁇ Dynamic surface tension> As described above, the dynamic surface tension was measured at 25° C. with a surface life of 15 ms using the maximum bubble pressure method.
  • the dynamic surface tensiometer used for the measurement is a bubble pressure dynamic surface tensiometer (manufactured by KRUSS, model "BP100").
  • The dynamic surface tension of the treatment liquid before heating and the treatment after heating.
  • the difference between the dynamic surface tension of the liquid is 1 mN/m or more and less than 2 mN/m
  • The difference between the dynamic surface tension of the treatment liquid before heating and the dynamic surface tension of the treatment liquid after heating is less than 1 mN/m
  • the processing liquid having a clouding point of 40°C or higher has excellent storage stability, and in particular, the processing liquid having a clouding point of 50°C or higher has excellent storage stability. It is recognized that
  • Cohesiveness was measured by the following method. First, in order to prepare a mixed solution containing 5% by mass of fine resin particles and 0.15% by mass of calcium acetate monohydrate, calcium acetate/monohydrate was added to 0.30% by mass. Calcium acetate aqueous solution dissolved in ion-exchanged water and resin fine particle dispersions B1 to B7 shown in Table II are used to dilute the resin fine particle dispersion prepared with ion-exchanged water so that the solid content is 10% by mass. Each liquid was prepared.
  • the glass transition temperature (Tg) of the fine resin particles is determined from the endothermic peak when the temperature is raised from ⁇ 30 to 200° C. at a temperature elevation rate of 10° C./min using a DSC (differential scanning calorimeter). , was identified by reading the glass transition temperature Tg.
  • the mixture was dispersed using a bead mill filled with 0.3 mm zirconia beads at a volume ratio of 50% to prepare a cyan pigment dispersion having a pigment content of 20% by mass.
  • the average particle size of the pigment particles contained in this cyan pigment dispersion was 120 nm.
  • the average particle size of the pigment particles was measured using "Zetasizer Nano S90" manufactured by Maruballoon.
  • Cyan inks C2 to C8 were prepared in the same manner as in the preparation of cyan ink C1, except that the type and content of the commercially available fine resin particle dispersion liquid were changed as shown in Table III below.
  • the mixture was dispersed using a bead mill filled with 0.3 mm zirconia beads at a volume ratio of 50% to prepare a magenta pigment dispersion having a pigment content of 20% by mass.
  • the average particle size of the pigment particles contained in this magenta pigment dispersion was 140 nm.
  • the average particle size of the pigment particles was measured using "Zetasizer Nano S90" manufactured by Maruballoon.
  • Magenta Inks D2 to D8 were prepared in the same manner as in the preparation of Magenta Ink D1, except that the type and content of the commercially available fine resin particle dispersion liquid were changed as shown in Table III below.
  • ⁇ Dynamic surface tension> As described above, the dynamic surface tension was measured at 25° C. with a surface life of 15 ms using the maximum bubble pressure method.
  • the dynamic surface tensiometer used for the measurement is a bubble pressure dynamic surface tensiometer (manufactured by KRUSS, model "BP100").
  • a white base coat (KC White 2, Toyochem Co., Ltd.) was applied to a tinplate master (SPTE, thickness 300 ⁇ m, Standard Test Piece Co., Ltd.) using a non-wire bar coater (OSP-10, OSG System Products Co., Ltd.).
  • a recording medium non-absorbent substrate
  • a tin plate SPTE, 300 ⁇ m thick, Standard Testpiece Co., Ltd.
  • the treatment liquid prepared above (symbol Pr in FIG. 4), magenta ink (symbol I M in FIG. 4), and cyan ink (symbol I C in FIG. 4) are applied to the head module in this order. entered each.
  • the moving speed of the head unit was set to 500 mm/sec.
  • An image of 720 dpi ⁇ 720 dpi was divided into four images (180 dpi ⁇ 180 dpi) each in the scanning direction X and the conveying direction Y, and an image was formed by printing one print area four times.
  • the treatment liquid has a coverage rate of 28%, that is, the amount of treatment liquid applied is 3.4 g/m 2
  • the cyan ink and magenta ink have a coverage rate of 100%, that is, 2 times.
  • a solid print image was printed on the recording medium with an ink coverage of 24 g/m 2 for each color (cyan ink coverage of 12 g/m 2 , magenta ink coverage of 12 g/m 2 ).
  • a solid full-surface printed image was printed on the surface coated with the white base coat.
  • the ink was applied to the area to which the treatment liquid had been applied by an ink jet recording method so that the drying rate of the treatment liquid was in the state shown in Table IV.
  • a printing test was performed in an environment of 25° C. and 50% RH, and the time from the application of the treatment liquid to the application of the ink was set to 0.2 seconds.
  • the dryness of the treatment liquid was measured 0.2 seconds after the application of the treatment liquid, and the dryness was 1% or less.
  • the drying rate of the treatment liquid was calculated by measuring the amount of change in mass of the treatment liquid.
  • a 720 dpi x 720 dpi head module was created by arranging two independently driven piezo inkjet heads (360 dpi, discharge volume 15 pL) made by Konica Minolta Co., Ltd. so that the nozzles were alternately arranged, and a single-pass type shown in Fig. 1. The printer was installed so that the nozzle rows were perpendicular to the transport direction.
  • the inkjet head 11 of the head module installed in the treatment liquid applying section 10 is filled with the treatment liquid A1 or A2 obtained above, and the inkjet head 21 of the head module installed in the ink applying section 20 is filled with the treatment liquid A1 or A2 obtained above. Inks C1 and D1 were filled. Thus, a single-pass ink jet recording apparatus capable of recording with the treatment liquid and ink shown in Table V was constructed.
  • a solid print image of 720 dpi ⁇ 720 dpi which was the same as in Print Test 1 was recorded under the recording conditions described in Table V, and evaluated using the same indices as in Print Test 1.
  • the base material F a tin plate (SPTE, 300 ⁇ m thick, Standard Testpiece Co., Ltd.) coated with the white base coat and a PET film (FE2001, 50 ⁇ m thick, manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd.) were prepared.
  • the conveying speed during recording was set to 300 mm/sec.
  • the ink was applied to the area to which the treatment liquid had been applied by an inkjet recording method so that the drying rate of the treatment liquid was in the state shown in Table V.
  • a printing test was performed in an environment of 25° C. and 50% RH, and the treatment liquid layer C was dried at 25° C., 50° C. or 60° C. for 5 seconds by the first drying section 14 to apply ink.
  • the drying rate of the treatment liquid was measured and found to be 10%, 20% and 50%, respectively.
  • the drying rate of the treatment liquid was calculated by measuring the amount of change in mass of the treatment liquid.
  • it was dried for 10 minutes by the first drying section 23 set to the drying temperature shown in Table V to obtain an image record.
  • the temperature of the area to which the ink is applied is equal to the drying temperature.
  • the present invention can be used for an ink set and an inkjet recording method that provide excellent adhesion to non-absorbent substrates and abrasion resistance of images, as well as excellent storage stability.

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Abstract

本発明のインクセットは、処理液とインクとを含むインクセットであって、前記処理液が、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有し、前記インクが、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有し、前記処理液の曇点が、40~90℃の範囲内であり、かつ、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内である。

Description

インクセット及びインクジェット記録方法
 本発明は、インクセット及びインクジェット記録方法に関し、特に、非吸収性基材への優れた密着性及び画像耐擦性が得られ、かつ、保存安定性に優れたインクセット等に関する。
 インクジェット記録方法は、簡便かつ安価に画像を作製できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷を含む様々な印刷分野に応用されてきている。特に、インクジェット記録方法は、版を用いずデジタル印刷が可能であるため、多様な画像を少量ずつ形成するような用途に特に好適である。
 このようなインクジェット記録方法では、あらかじめ基材に、有機酸や多価金属塩などの凝集剤を含有する処理液(「前処理液」又は「プライマー」ともいう。)を塗布することによって、有機酸や多価金属塩によりインクに含有される顔料を凝集させてピニングさせ、これにより高画質な画像記録物を得る技術が知られている。
 一方、処理液に凝集剤を含有させることにより、得られた画像記録物の耐擦性が低下するという問題があった。このため、処理液の付着量をインクの付着量よりも減らすことで、画質と耐擦性に優れた画像記録物を得る技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
 しかしながら、非吸収性基材にインクを付与して画像を記録する場合に、前記特許文献1に記載の技術のみでは良好な画質が得られず、非吸収性基材への密着性も十分でなかった。
特開2018-165029号公報
 本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、非吸収性基材への優れた密着性及び画像耐擦性が得られ、かつ、保存安定性に優れたインクセットを提供することである。また、当該インクセットを用いたインクジェット記録方法を提供することである。
 本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、インクに含有する樹脂微粒子のガラス転移温度を特定範囲とし、かつ、処理液の曇点及び表面張力を規定することにより、非吸収性基材への優れた密着性及び画像耐擦性が得られ、かつ、保存安定性に優れたインクセット等を提供することができることを見いだし本発明に至った。
 すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
 1.処理液とインクとを含むインクセットであって、
 前記処理液が、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有し、
 前記インクが、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有し、
 前記処理液の曇点が、40~90℃の範囲内であり、かつ、
 25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内であるインクセット。
 2.前記インクが、0.15質量%の酢酸カルシウム・1水和物水溶液との凝集性が0.2以下である前記樹脂微粒子を、3~15質量%の範囲内で含有する第1項に記載のインクセット。
 3.25℃において前記インクの表面寿命15msにおける動的表面張力が、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力よりも5mN/m以上高い第1項又は第2項に記載のインクセット。
 4.前記処理液が、SP値24(J/cm1/2以上の前記水溶性溶媒を5~40質量%の範囲内で含有する第1項から第3項までのいずれか一項に記載のインクセット。
 5.前記処理液が、前記多価金属塩を0.5~20質量%の範囲内で含有する第1項から第4項までのいずれか一項に記載のインクセット。
 6.前記処理液が、前記ポリエーテル変性シリコーンを0.1~2質量%の範囲内で含有する第1項から第5項までのいずれか一項に記載のインクセット。
 7.第1項から第6項までのいずれか一項に記載のインクセットを用い、画像を記録するインクジェット記録方法であって、
 前記処理液を非吸収性基材の記録領域に付与する工程と、
 前記処理液が付与された領域に、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程と、
 前記インクが付与された領域を、前記曇点以上かつ前記ガラス転移温度以上の加熱温度で加熱する工程と、を備えるインクジェット記録方法。
 8.前記処理液が付与された領域に、前記処理液の乾燥率が30%以下の状態で、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程を備える第7項に記載のインクジェット記録方法。
 9.前記ポリエーテル変性シリコーンの付量に対する前記樹脂微粒子の付量を、単位面積当たりにおいて80倍以下とする第7項又は第8項に記載のインクジェット記録方法。
 本発明の上記手段により、非吸収性基材への優れた密着性及び画像耐擦性が得られ、かつ、保存安定性に優れたインクセットを提供することができる。また、当該インクセットを用いたインクジェット記録方法を提供することができる、
 本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
 インクが、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有するので、インク乾燥工程において、樹脂微粒子が軟化し、均一な膜を形成することによって、優れた画像耐擦性が得られる。
 また、処理液が、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有し、処理液の曇点が、40℃以上であるので、処理液の十分な保存安定性が得られるとともに、曇点が90℃以下であるので、インク乾燥工程において、処理液に含まれるポリエーテル変性シリコーンが、インクに含まれる樹脂微粒子の可塑剤として作用し、基材への優れた密着性が得られる。
 さらに、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内であるので、処理液が基材(例えば、非吸収性基材)に濡れ広がりやすくなり、インクの非吸収性基材への密着性が良好となる。
 以上より、画像耐擦性及び非吸収性基材への密着性が良好で、かつ、処理液の保存安定性に優れたインクセットとすることができる。
本発明に好ましい記録装置の一例を示す模式図 本発明に係る画像記録物の概略構成を示す断面図 缶詰食品用包装材料の断面図 実施例で使用したインクジェットヘッドを示した模式図
 本発明のインクセットは、処理液とインクとを含むインクセットであって、前記処理液が、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有し、前記インクが、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有し、前記処理液の曇点が、40~90℃の範囲内であり、かつ、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内であるインクセット。
 この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
 本発明の実施態様としては、前記インクが、0.15質量%の酢酸カルシウム・1水和物水溶液との凝集性が0.2以下である前記樹脂微粒子を、3~15質量%の範囲内で含有することが、凝集性の低い樹脂微粒子を用いることにより、非吸収性基材への優れた密着性が得られる点で好ましい。
 また、25℃において前記インクの表面寿命15msにおける動的表面張力が、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力よりも5mN/m以上高いことが好ましい。動的表面張力が、処理液よりも高いインクを用いることにより、インクの滲みを防止することができる。
 また、前記処理液が、SP値24(J/cm1/2以上の前記水溶性溶媒を5~40質量%の範囲内で含有することが、多価金属塩の析出を抑制し、優れた吐出安定性が得られる点で好ましい。
 また、前記処理液が、前記多価金属塩を0.5~20質量%の範囲内で含有することが、画像の滲みを防止することができる点で好ましい。また、多価金属塩を0.5質量%以上とすることで非吸収基材への密着性を高められる点で好ましい。一方で、多価金属塩を20質量%以下とすることで、画像の耐衝撃性を高められる点で好ましい。
 さらに、前記処理液が、ポリエーテル変性シリコーンを0.1~2質量%の範囲内で含有することが、非吸収性基材への優れた密着性が得られる点で好ましく、ポリエーテル変性シリコーンの溶解性の観点からも好ましい。
 本発明のインクジェット記録方法は、前記した本発明のインクセットを用い、画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記処理液を非吸収性基材の記録領域に付与する工程と、前記処理液が付与された領域に、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程と、前記インクが付与された領域を、前記曇点以上かつ前記ガラス転移温度以上の加熱温度で加熱する工程と、を備える。これにより、画像耐擦性及び基材への密着性が良好なインクジェット記録方法を提供することができる。
 また、前記処理液が付与された領域に、前記処理液の乾燥率が30%以下の状態で、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程を備えることが、非吸収性基材への密着性が得られる点で好ましい。
 さらに、前記ポリエーテル変性シリコーンの付量に対する前記樹脂微粒子の付量を、単位面積当たりにおいて80倍以下とすることが、非吸収性基材への優れた密着性が得られる点で好ましい。
 以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
[本発明のインクセットの概要]
 本発明のインクセットは、処理液とインクとを含むインクセットであって、前記処理液が、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有し、前記インクが、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有し、前記処理液の曇点が、40~90℃の範囲内であり、かつ、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内である。
 本発明でいう「処理液」及び「インク」とは、溶媒として少なくとも「水」を用いる「処理液(「前処理液」又は「プライマー」ともいう。)及び「インク(「水系インク」又は「水性インク」ともいう。)」であることをいう。いずれも、用いる溶媒の60質量%以上が「水」である。
<処理液の曇点>
 本発明のインクセットに含まれる処理液は、曇点が40~90℃の範囲内である。好ましくは、50~90℃の範囲内である。
 本発明において、処理液の「曇点」とは、処理液2mLをガラス容器に入れて加熱し、処理液が白濁し始めた温度を曇点とする。
 処理液の曇点を前記範囲内とするためには、例えば、処理液中に含有する水溶性溶媒、多価金属塩及び界面活性剤の種類と含有量によって制御することができる。
 具体的には、水溶性溶媒としては、後述するようにSP値が24(J/cm1/2以上の水溶性溶媒を用いることが好ましい。また、多価金属塩としては、例えば後述する酢酸マグネシウムや酢酸カルシウム等を用いることが好ましく、界面活性剤としては、ポリエーテル変性シリコーンを用いる。
 さらに、処理液中における含有量としては、前記水溶性溶媒は5~40質量%の範囲内とすることが好ましく、前記多価金属塩は0.5~20質量%の範囲内とすることが好ましく、前記界面活性剤は0.1~2質量%の範囲内とすることが好ましい。
<処理液の動的表面張力>
 25℃において、処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内である。
 本発明において「動的表面張力」とは、液表面(気液界面)が形成された直後であって、液表面が非平衡状態にあるときの表面張力のことをいい、最大泡圧法によって25℃において測定した値である。
 また、「表面寿命」とは、液表面が形成されてからの経過時間、すなわち、最大泡圧法において発生させた気泡の寿命であり、バブルライフタイムともいい、動的表面張力計のプローブ先端内で新しい界面が生成した時点から最大泡圧となるまでの時間を指す。
 処理液の動的表面張力の測定方法は、動的表面張力計を用いることにより測定することができる。動的表面張力計としては、例えばバブルプレッシャー動的表面張力計(KRUSS社製、型式「BP100」)等が挙げられる。
 特に断りのない限り本明細書における動的表面張力は、最大泡圧法を用いて、25℃、表面寿命15msで測定した動的表面張力である。
 前記処理液の動的表面張力を前記範囲内とするためには、界面活性剤の種類及び含有量、水溶性溶媒の種類及び含有量、凝集剤の種類及び含有量を制御すること等が挙げられる。特に、処理液中に含有する、界面活性剤のポリエーテル変性シリコーンを0.1~2質量%の範囲内とすることが好ましい。ポリエーテル変性シリコーンの中でも、トリシロキサンを含有させることが好ましく、これにより処理液の動的表面張力を低減し、前記範囲内とすることができる。また、水溶性溶媒として、SP値が24(J/cm1/2以上でかつ沸点が150℃~250℃の範囲の水溶性溶媒を用い、その含有量を5~40質量%の範囲内とすることが好ましい。
<インクの動的表面張力>
 25℃において、インクの表面寿命15msにおける動的表面張力が、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力よりも5mN/m以上高いことが好ましい。
 インクの動的表面張力の測定方法は、前記した処理液の動的表面張力と同様の方法を採用することができる。
 また、25℃において、インクの表面寿命15msにおける動的表面張力は、35~45mN/mの範囲内であることが好ましい。
 前記インクの動的表面張力を前記範囲内とするためには、水溶性溶媒の種類及び含有量や、界面活性剤の種類及び含有量、顔料分散剤の種類及び含有量、樹脂微粒子の種類及び含有量を制御すること等が挙げられる。
 具体的には、インク中に含有する、水溶性溶媒として、多価アルコールを用い、その含有量を10~60質量%の範囲内とすることが好ましい。また、界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤を用い、その含有量を0.1~2質量%の範囲内とすることが好ましい。
 また、顔料分散剤としては、各種低分子分散剤、ノニオン性高分子分散剤、アニオン性高分子分散剤を用いたり、樹脂被覆型の顔料分散体を適宜用いることが好ましい。さらに、樹脂微粒子の種類としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂微粒子を用い、その含有量を3~15質量%の範囲内とすることが好ましい。
[処理液]
 本発明に係る処理液は、基材にインクジェットプリント法によって画像を記録する際に、インクを凝集又は増粘させることにより、インクの画像形成を速めたり、処理液層及びインク層の物理的性質を改善したり、画質を向上させる機能を有することができる。
 本発明に係る処理液は、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有する。
<多価金属塩>
 本発明に係る処理液には、インクと接触したときに、凝集物を生じさせる材料、すなわち多価金属塩である凝集剤を含有することで、インクとの相互作用が大きくなり、インクのドットをより固定化することができる。
 前記多価金属塩は、塩析によって後述するインク中のアニオン性の成分(通常は色材、又は顔料等)を凝集させることができる。
 前記多価金属塩としては、2価以上の価数をもつ金属の塩を用いることができる。多価金属塩を構成する金属(カチオン)の種類は特に限定されないが、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+などの2価金属イオン、Al3+、Fe3+、Cr3+、Y3+などの3価金属イオン、Zr4+などの4価金属イオン等が挙げられる。
 多価金属塩を構成する塩の種類は特に限定されないが、例えば、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、有機酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩などの公知の塩を使用できる。特に好ましい多価金属塩の具体例としては、例えば、塩化カルシウムや塩化マグネシウム、硝酸カルシウムや硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウムや乳酸マグネシウム、パントテン酸カルシウムのようなカルボン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩などが挙げられる。
<有機酸>
 本発明に係る処理液は、前記多価金属塩に加えて、さらに凝集剤として有機酸を加えてもよい。有機酸は、pH変動によって上記インク中のアニオン性の成分を凝集させることができる。有機酸としては、多価金属塩の凝集力を弱めることがないという観点から、1価のカルボン酸が好ましい。
 前記有機酸は、後述するインク中に含まれうる顔料を凝集し得るものである。
 前記有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸等が挙げられる。
 有機酸は、塩基により完全には中和されていないものを用いることが好ましい。塩基による中和とは、これらの酸の酸性基と、正に帯電した他の元素又は化合物(例えば、金属などの無機化合物)と、がイオン結合していることを意味する。また、完全には中和されていないとは、有機酸が有する酸性基のうち、上記イオン結合を形成していない酸性基が存在することを意味する。
 また、有機酸を用いることで処理液の保存安定性を維持しやすく、処理液を塗布、乾燥した後にブロッキングが起きにくい。上記観点から好ましい有機酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸などが含まれる。
<無機酸>
 本発明に係る処理液は、前記多価金属塩に加えて、さらに凝集剤として無機酸を加えてもよい。無機酸は、pH変動によって上記インク中のアニオン性の成分を凝集させることができる。
 前記無機酸は、後述するインク中に含まれうる顔料を凝集し得るものである。
 前記無機酸としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、スルファミン酸等が挙げられる。
 前記多価金属塩の含有量は、処理液の総質量100質量%に対し、0.5~20質量%の範囲内が好ましく、1~10質量%の範囲内がより好ましい。これにより、インク中のアニオン性の成分を効果的に凝集させることができ、画像品質と画像耐擦性の観点から好ましい。
 また、有機酸を含有させる場合には、有機酸の含有量は、処理液の総質量100質量%に対し、0.1~10質量%の範囲内が好ましく、1~3質量%の範囲内がより好ましい。
 また、無機酸を含有させる場合には、無機酸の含有量は、処理液の総質量100質量%に対し、0.1~10質量%の範囲内が好ましく、1~3質量%の範囲内がより好ましい。
 水溶液中の多価金属塩又は有機酸の含有量は、公知の方法で測定することができる。例えば、多価金属塩の場合はICP発光分析で、有機酸の場合は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で含有量を測定することができる。
 なお、有機酸を用いる場合、有機酸の付量は、インクに含まれるアニオン成分の中和当量以下に処理液のpHを調整する量であることが好ましい。また、上記アニオン成分がカルボキシ基を有する化合物である場合、画像の滲みをより生じにくくする観点からは、上記有機酸の第1解離定数は3.5以下であることが好ましい。
<ポリエーテル変性シリコーン>
 本発明に係る処理液に含まれるポリエーテル変性シリコーンは、界面活性剤として機能し、処理液のノズルからの出射安定性の向上や、記録媒体に着弾した液滴の広がり(ドット径の拡大)を制御することができる。前記ポリエーテル変性シリコーンは、例えば、アルキレンオキサイド基を、ポリジメチルシロキサン鎖の側鎖及び/又は両末端に有するシロキサンが挙げられる。
 具体的には、ビックケミー社製のBYK-331、BYK-333、BYK-345、BYK-3450、BYK-3451、BYK-3455、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、エボニック社製のTEGOWetKL245、TEGOWet250、TEGOWet260、TEGOWet270、TEGOWet280、信越化学工業社製のKF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-640、KF-642、KF-643、KF-644、KF-945、KF-6011、KF-6012、KF-6015、KF-6017、KF-6020、KF-6204、X-22-4515等が挙げられる。
 ポリエーテル変性シリコーンとして、特に、アルキレンオキサイド基を、ポリジメチルシロキサン鎖の側鎖及び/又は両末端に有するトリシロキサンが好ましい。トリシロキサンを使用することで、処理液の動的表面張力を効果的に低下させることができ、非吸収性基材への密着性が良好な画像が得られる。
 トリシロキサンとしては、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 前記一般式(1)において、「EO」は、ポリエチレンオキシドの繰り返し単位構造、すなわち、三員環の環状エーテルであるエチレンオキシドが開環した構造を表す。また、「PO」は、ポリプロピレンオキシドの繰返し単位構造、すなわち、三員環の環状エーテルであるプロピレンオキシドが開環した構造を表す。ここで、「[EO]mと[PO]nの順序はどちらでもよい」とは、一般式(1)で表される化合物分子において、母体となるシロキサン骨格に対する結合位置の順序は適宜変えて良いことをいう。
 前記一般式(1)において、Xは、炭素数3のアルキレン基(すなわち、プロピレン基)であることが好ましい。
 また、前記一般式(1)において、mが5から20の整数であり、nが0から6の整数であることが好ましい。
 前記一般式(1)で表される構造を有するシリコーン系界面活性剤の具体例として、S-1~S-8を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
 (S-1):前記一般式(1)において、R=メチル基、X=炭素数3のアルキレン基、m=9、n=0
 (S-2):前記一般式(1)において、R=ブチル基、X=炭素数3のアルキレン基、m=25、n=6
 (S-3):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=3、n=0
 (S-4):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=33、n=0
 (S-5):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=22、n=16
 (S-6):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=9、n=0
 (S-7):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=12、n=3
 (S-8):前記一般式(1)において、R=水素原子、X=炭素数3のアルキレン基、m=1、n=0
 前記トリシロキサンとしては、ビックケミー・ジャパン社製のBYK-3450、BYK-3451、エボニック社製のTEGOWET-KL245、TEGOWET-250、TEGOWET-260等が挙げられる。
 また、ポリエーテル変性シリコーンの含有量は、処理液の総質量100質量%に対し、0.1~2質量%の範囲内で含有することが好ましく、0.5~1.5質量%の範囲内で含有することがより好ましい。
 なお、処理液には、前記ポリエーテル変性シリコーンに加えて、公知の界面活性剤を含有させてもよい。公知の界面活性剤としては、静的な表面張力の低下能が高いフッ素系の界面活性剤や、動的な表面張力の低減能が高いジオクチルスルホサクシネートなどのアニオン界面活性剤、比較的低分子量のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アセチレングリコール類、プルロニック型界面活性剤(プルロニックは登録商標)、ソルビタン誘導体などのノニオン界面活性剤等が挙げられる。
<水>
 本発明に係る処理液に含まれる水については、特に限定されるものではなく、イオン交換水、蒸留水、又は純水であり得る。
<水溶性溶媒>
 本発明に係る処理液に含まれる水溶性溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、アミン類、アミド類、グリコールエーテル類、炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類などが挙げられる。特に、SP値24(J/cm1/2以上の水溶性溶媒を用いることが好ましい。
 SP値が24(J/cm1/2以上である水溶性溶媒を使用することで、処理液の曇点が低下する。これにより、インク乾燥工程において、処理液の曇点以上に加熱することでき、非吸収性基材への密着性が良好な画像が得られる。
 なお、本発明において、SP値とは、溶解度パラメーター(Solubility Parameter)と呼ばれるものである。本発明におけるSP値は、Fedors法により算出される値である。水溶性溶媒のモル蒸発熱、及び25℃における水溶性溶媒のモル体積から求められる。なお、SP値の単位はcalを利用するのが一般的であるが、SI単位系に換算する際には、(cal/cm1/2=2.046×10(J/m1/2の関係を利用すればよい。以下の記載においては、SP値の単位を省略することがあるが、SP値は(J/cm1/2の単位で表される値である。
 前記SP値が24(J/cm1/2以上である水溶性溶媒としては、例えば、炭素数1~4の1価アルコール類、炭素数2~8の多価アルコール類、ポリアルキレングリコール類、モノアルキルポリアルキレングリコール等が挙げられる。
 炭素数1~4の1価アルコール類としては、メタノール(SP値:28.2)、エタノール(SP値:25.7)、1-プロパノール(SP値:24.2)等が挙げられる。
 炭素数2~8の多価アルコール類としては、エチレングリコール(SP値:30.3)、プロピレングリコール(SP値:28.0)、1,3-プロパンジオール(SP値:32.9)、1,2-ブタンジオール(SP値:26.1)、1,3ブタンジオール(SP値:30.3)、1,4-ブタンジオール(SP値:30.7)、2,3-ブタンジオール(SP値:29.9)、2-メチル-1,3-プロパンジオール(SP値:30.3)、1,2-ペンタンジオール(SP値:25.0)、1,5-ペンタンジオール(SP値:29.0)1,2-ヘキサンジオール(SP値:24.1)、1,6-ヘキサンジオール(SP値:27.7)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(SP値:27.4)、2-メチルペンタン-2,4-ジオール(SP値:26.8)、グリセリン(SP値:33.5)、トリメチロールプロパン(SP値:32.5)等が挙げられる。
 ポリアルキレングリコール類としては、ジエチレングリコール(SP値:30.6)、トリエチレングリコール(SP値:27.8)、テトラエチレングリコール(SP値:26.1)、ジプロピレングリコール(SP値:27.2)等が挙げられる。
 モノアルキルポリアルキレングリコール類としては、エチレングリコールモノメチルエーテル(SP値:24.5)等が挙げられる。
 処理液には、これら水溶性溶媒から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせて含有することができる。
 水溶性溶媒の総含有量は、処理液の総質量100質量%に対し、5~40質量%の範囲内が好ましく、10~40質量%の範囲内がより好ましい。
 処理液は、本発明の効果を損なわない範囲で、その他、架橋剤、防黴剤、殺菌剤等、他の成分を適宜配合することができる。
 さらに、例えば特開昭57-74193号公報、同57-87988号公報及び同62-261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57-74192号公報、同57-87989号公報、同60-72785号公報、同61-146591号公報、特開平1-95091号公報及び同3-13376号公報等に記載の退色防止剤、アニオン、カチオン又は非イオンの各種界面活性剤、特開昭59-42993号公報、同59-52689号公報、同62-280069号公報、同61-242871号公報及び特開平4-219266号公報等に記載の蛍光増白剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤等、公知の各種添加剤を含有させることもできる。
 本発明に係る処理液を塗工液として基材上に直接塗布・乾燥することにより処理液層を作製することが好ましい。ここで処理液に好ましく用いられる添加剤は十分に溶解してから、塗工液として用いることが好ましい。
 処理液の塗布方式としては、インクジェット法、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、カーテン塗布方法又は米国特許2681294号記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法が好ましく用いられ、特にインクジェット法が好ましい。
[インク]
 本発明に係るインクは、少なくとも、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有する。また、水及び水溶性溶媒を含有することが好ましい。
<着色剤>
 本発明に係るインクに含有される着色剤としては顔料が好ましい。
 前記顔料としては、アニオン性の分散顔料、例えば、表面にアニオン性基を有する自己分散性顔料や、アニオン性の高分子分散剤により分散された顔料、表面をアニオン性の樹脂で被覆されて分散された顔料を用いることが好ましい。特に、アニオン性高分子分散剤で分散された顔料を用いることが、分散性に優れ、処理液と適度に反応してピニングする点で好ましい。
 顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、酸化チタン等の無機顔料を好ましく用いることができる。
 なお、インク吐出安定性と密着性の確保が一般に困難な酸化チタンにおいて、本発明により特に好適に滲みを生じにくくし、かつ、密着性を高めることができる。
 酸化チタンには、アナターゼ型、ルチル型及びブルーカイト型の三つの結晶形態があるが、汎用なものとしてはアナターゼ型とルチル型に大別できる。特に限定するものではないが、屈折率が大きく隠蔽性が高いルチル型が好ましい。具体的には、富士チタン工業株式会社のTRシリーズ、テイカ株式会社のJRシリーズや石原産業株式会社のタイペークなどが挙げられる。
 不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
 好ましく用いることのできる具体的な有機顔料としては、以下の顔料が挙げられる。
 マゼンタ又はレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
 オレンジ又はイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー15:3、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー155等が挙げられる。特に色調と耐光性のバランスにおいて、C.I.ピグメントイエロー155が好ましい。
 グリーン又はシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
 また、ブラック用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
<顔料分散剤>
 本発明に係る処理液は、前記顔料を分散させるための顔料分散剤を含有することが好ましい、
 前記顔料分散剤は、格別限定されないがアニオン性基を有する高分子分散剤が好ましく、分子量が5000~200000の範囲内のものを好適に用いることができる。
 高分子分散剤としては、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体に由来する構造を有するブロック共重合体、ランダム共重合体及びこれらの塩、ポリオキシアルキレン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等を挙げることができる。
 高分子分散剤は、アクリロイル基を有することが好ましく中和塩基で中和して添加することが好ましい。ここで中和塩基は特に限定されないが、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン等の有機塩基であることが好ましい。特に、顔料が酸化チタンであるとき、酸化チタンは、アクリロイル基を有する高分子分散剤で分散されていることが好ましい。
 また、高分子分散剤の添加量は、顔料に対して、10~100質量%の範囲内であることが好ましく、10~40質量%の範囲内がより好ましい。
 顔料は、顔料を上記高分子分散剤で被覆した、いわゆるカプセル顔料の形態を有することが特に好ましい。顔料を高分子分散剤で被覆する方法としては、公知の種々の方法を用いることができるが、例えば、転相乳化法、酸析法、又は、顔料を重合性界面活性剤により分散し、そこへモノマーを供給し、重合しながら被覆する方法などを好ましく例示できる。
 特に好ましい方法として、水不溶性樹脂を、メチルエチルケトンなどの有機溶媒に溶解し、さらに塩基にて樹脂中の酸性基を部分的、若しくは完全に中和後、顔料及びイオン交換水を添加し、分散したのち、有機溶媒を除去し、必要に応じて加水して調製する方法を挙げることができる。
 インク中における顔料の分散状態の平均粒径は、50nm以上、200nm未満であることが好ましい。これにより、顔料の分散安定性を向上でき、インクの保存安定性を向上できる。顔料の粒子径測定は、動的光散乱法、電気泳動法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができるが、動的光散乱法による測定が簡便で、且つ該粒子径領域を精度よく測定できる。
 顔料は、分散剤及びその他所望する諸目的に応じて必要な添加物とともに、分散機により分散して用いることができる。
 分散機としては、従来公知のボールミル、サンドミル、ラインミル、高圧ホモジナイザー等を使用できる。中でもサンドミルによって顔料を分散させると、粒度分布がシャープとなるため好ましい。また、サンドミル分散に使用するビーズの材質は、格別限定されないが、ビーズ破片の生成やイオン成分のコンタミネーションを防止する観点から、ジルコニア又はジルコンであることが好ましい。さらに、このビーズ径は、0.3~3mmの範囲内であることが好ましい。
 インクにおける顔料の含有量は格別限定されないが、酸化チタンについては、7~18質量%の範囲内が好ましく、有機顔料については0.5~7質量%の範囲内が好ましい範囲である。
<樹脂微粒子>
 本発明に係るインクに含有される樹脂微粒子(以下、単に「樹脂」ともいう。)は、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子であり、水不溶性樹脂微粒子であることが好ましい。
 前記ガラス転移温度(ガラス転移点(Tg))は、DSC(示差走査熱量測定装置)を用いて-30~200℃の温度域で昇温速度10℃/分の条件で昇温させたときの吸熱ピークから、ガラス転移温度Tgを読み取ることによって特定することができる。
 本発明で使用する水不溶性樹脂微は、インクを受容でき、当該インクに対して溶解性又は親和性を示す水不溶性樹脂である。
 水不溶性樹脂微粒子とは、本来水不溶性であるが、ミクロな微粒子として樹脂が水系媒体中に分散する形態を有するものであり、乳化剤等を用いて強制乳化させ水中に分散している非水溶性樹脂、又は、分子内に親水性の官能基を導入して、乳化剤や分散安定剤を使用することなくそれ自身で安定な水分散体を形成する自己乳化できる非水溶性樹脂である。これらの樹脂は通常、水又は水/アルコール混合溶媒中に乳化分散させた状態で用いられる。
 なお、本発明において、「水不溶性」とは、樹脂を105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下、好ましくは5g以下、さらに好ましくは1g以下である樹脂をいう。ただし、樹脂が塩生成基を有する場合、溶解量は、その種類に応じて、樹脂の塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和したときの溶解量である。
 前記ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂とアクリル樹脂の複合樹脂のいずれかであることが好ましく、特にアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂とアクリル樹脂の複合樹脂であり、これら樹脂の樹脂微粒子の平均粒径が200nm以下であることが好ましい。特に、前記平均粒径は、100~150nmの範囲内であることが好ましい。
 上記ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂又はウレタン樹脂とアクリル樹脂の複合樹脂微粒子は、アニオン性又はノニオン性であることが好ましい。
 中でも、インクに用いられる樹脂微粒子は、酸構造を含有することが好ましく、界面活性剤の添加量が少なくても、水中に分散させることが可能となり、インク層の耐水性が向上する。これを、自己乳化型といい、界面活性剤を使用すること無く分子イオン性のみで、水中にウレタン系樹脂が分散安定化しうることを意味する。酸構造の例には、カルボキシ基(-COOH)、スルホン酸基(-SOH)等の酸基等が含まれる。酸構造は、樹脂において側鎖に存在していてもよく、末端に存在していてもよい。
 上記酸構造の一部又は全部は、中和されていることが好ましい。酸構造を中和することにより、樹脂の水分散性を向上させることができる。酸構造を中和する中和剤の例には、有機アミン類が好ましく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミンを用いることが好ましい。
 また、本発明に係るインクは、0.15質量%の酢酸カルシウム・1水和物水溶液との凝集性が0.2以下である樹脂微粒子を、3~15質量%の範囲内で含有することが好ましい。このように凝集性の低い樹脂微粒子を用いることにより、基材への高い濡れ性を確保しつつ高い射出安定性を得られ、より高画質で、基材密着性に優れる。
 本発明において、「凝集性」とは、以下の手順で残量を計測した後、下記式により算出した値である。
 (i)樹脂微粒子を含有する樹脂微粒子水溶液(固形分10質量%)5gと、0.3質量%の酢酸カルシウム・1水和物水溶液5gを混合する。
 (ii)混合した混合液を遠心分離する。
 (iii)遠心分離により分離した上澄み液約2gを採取する。
 (iV)採取した上澄み液約2gを150℃で30分間加熱乾燥した後の固形分の質量(残量(g))を計測する。
 (V)下記式により凝集性の値を算出する。
 式:凝集性=1-(固形分の質量(g)/採取した上澄み液の質量(g)×5%)
 前記凝集性が0.2以下である樹脂微粒子としては、例えば、東洋紡社製のバイロナールMD2000、ジャパンコーティングレジン社製のモビニール6969D、日華化学社製のエバファノールHA-560等が挙げられる。
 以下、各樹脂について説明する。
 (ポリエステル樹脂)
 水不溶性樹脂微粒子としてのポリエステル骨格を有するポリエステル樹脂は、多価アルコール成分と多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸成分とを用いて得ることができる。
 前記多価アルコール成分としては、2価のアルコール(ジオール)、具体的には炭素数2~36の範囲内のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール等)、炭素数4~36の範囲内のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等)、炭素数6~36の範囲内の脂環式ジオール(1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等)、前記脂環式ジオールの炭素数2~4の範囲内のアルキレンオキシド(エチレンオキシド(以下、EOと略記する。)、プロピレンオキシド(以下、POと略記する。)、ブチレンオキシド(以下、BOと略記する。))付加物(付加モル数1~30の範囲)又はビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等)の炭素数2~4の範囲内のアルキレンオキシド(EO、PO、BO等)付加物(付加モル数2~30の範囲)等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記多価カルボン酸成分としては、2価のカルボン酸(ジカルボン酸)、具体的には炭素数4~36の範囲内のアルカンジカルボン酸(コハク酸、アピジン酸、セバシン酸等)、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸等)、炭素数4~36の範囲内の脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸(2量化リノール酸)等)、炭素数4~36の範囲内のアルケンジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸等)、又は炭素数8~36の範囲内の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸又はこれらの誘導体、ナフタレンジカルボン酸等)等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記ポリエステル樹脂の数平均分子量としては、1000~50000の範囲内が好ましく、2000~20000の範囲内がより好ましい。
 前記ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよく、ガラス転移温度が40~90℃の市販品としては、例えば、東洋紡社製バイロナールMD-1100、MD-1200、MD-1245、MD-1500、MD-2000、互応化学社製プラスコートZ-221、Z-446、Z-561、高松油脂社製ペスレジンA-520、A-613D、A-615GE、A-640、A-645GH、A-647GEX、A-684G、A-690、A-695GE、ユニチカ社製エリーテルKA-5034、KA-5071S、KA-1449、KA-0134、KA-3556、KA-6137、KZA-6034、KT-8803、KT-9511などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 (ウレタン樹脂)
 水不溶性樹脂微粒子としてのウレタン樹脂としては、親水基を有するものを用いることができる。
 上記ウレタン樹脂は、その分子内に水溶性官能基を有する自己乳化型ウレタンを分散させた水分散体、又は界面活性剤を併用して強力な機械剪断力の下で乳化した強制乳化型ウレタンの水分散体であることが好ましい。上記水分散体におけるウレタン樹脂は、ポリオールと有機ポリイソシアネート及び親水基含有化合物との反応により得ることができる。
 上記ウレタン樹脂の水分散体の調製に使用し得るポリオールの例には、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びポリオレフィン系ポリオールなどが含まれる。
 ポリエステルポリオールの例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-及び1,3-プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-及び1,4-ブタンジオール、3-メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノール等の低分子ポリオール;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、テトラヒドロフラン酸、エンドメチンテトラヒドロフラン酸、及びヘキサヒドロフタル酸などの多価カルボン酸との縮合物が含まれる。
 ポリエーテルポリオールの例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレンポリテトレメチレングリコール、及びポリテトラメチレングリコールなどが含まれる。
 ポリカーボネートポリオールの例には、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート又はホスゲン等の炭酸誘導体と、ジオールとの反応により得ることができる。上記ジオールの例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-及び1,3-プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-及び1,4-ブタンジオール、3-メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、及びシクロヘキサンジメタノールなどが含まれる。
 また、ウレタン樹脂の水分散体の調製に使用し得る有機ポリイソシアネートの例には、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの芳香族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)などの脂肪族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート(IP
DI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI、H12MDI)などの脂環族イソシアネートが含まれる。これらは、1種類のみを単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
 また、ウレタン樹脂の水分散体の調製に使用し得る親水基含有化合物の例には、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸、グリシンなどのカルボン酸含有化合物、及びそのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩などの誘導体;タウリン(すなわち、アミノエチルスルホン酸)、エトキシポリエチレングリコールスルホン酸などのスルホン酸含有化合物、及びそのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩等の誘導体が含まれる。
 ウレタン樹脂は、公知の方法により得ることができる。例えば、上述したポリオールと有機ポリイソシアネートと、親水基含有化合物とを混合し、30~130℃で30分~50時間反応させることにより、ウレタンプレポリマーを得ることができる。
 上記ウレタンプレポリマーは、鎖伸長剤により伸長してポリマー化することで、親水基を有するウレタン樹脂となる。鎖伸長剤としては、水及び/又はアミン化合物であることが好ましい。鎖伸長剤として水やアミン化合物を用いることにより、遊離イソシアネートと短時間で反応して、イソシアネート末端プレポリマーを効率よく伸長させることができる。
 鎖伸長剤としてのアミン化合物の例には、エチレンジアミン、トリエチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン;メタキシレンジアミン、トルイレンジアミンなどの芳香族ポリアミン;ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド等のポリヒドラジノ化合物等が含まれる。上記アミン化合物には、上記ポリアミンとともに、ポリマー化を大きく阻害しない程度で、ジブチルアミンなどの1価のアミンやメチルエチルケトオキシム等を反応停止剤として含んでいてもよい。
 なお、ウレタンプレポリマーの合成においては、イソシアネートと不活性であり、ウレタンプレポリマーを溶解しうる溶媒を用いてもよい。これらの溶媒の例には、ジオキサン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、N-メチル-2-ピロリドン、トルエン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が含まれる。反応段階で使用されるこれらの親水性有機溶媒は、最終的に除去されるのが好ましい。
 また、ウレタンプレポリマーの合成においては、反応を促進させるために、アミン触媒(例えば、トリエチルアミン、N-エチルモルフォリン、トリエチルジアミン等)、スズ系触媒(例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、オクチル酸スズ等)、及びチタン系触媒(例えば、テトラブチルチタネート等)などの触媒を添加してもよい。
 ウレタン樹脂の数平均分子量は、分岐構造や内部架橋構造を導入して可能な限り大きくすることが好ましく、数平均分子量50000~10000000であることが好ましい。分子量を上記範囲内にすることにより、ウレタン樹脂が溶媒に溶けにくくなるので、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られるからである。なお、数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定される値であり、例えば、株式会社島津製作所製「RID-6A」(カラム:東ソー株式会社製「TSK-GEL」、溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、カラム温度:40℃)を用いて、ポリスチレン標準試料で作成した検量線から求めることができる。
 また、上記ウレタン樹脂は市販品を用いてもよい。上記ウレタン樹脂のガラス転移温度が40~90℃の市販品の例には、楠本化成社製のNeorez R-967、R-600、R-9671、日華化学社製のエバファノールHA-560、第一工業製薬社製のSF870などが含まれる。
 (アクリル樹脂)
 水不溶性樹脂微粒子としてのアクリル樹脂は、アクリル酸エステル成分、メタクリル酸エステル成分、またスチレン成分等との共重合体を用いて得ることができる。
 アクリル酸エステル成分、メタクリル酸エステル成分の例には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸-4-ヒドロキブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸、ジ(メタ)アクリル酸(ジ)エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸-1,4-ブタンジオ-ル、ジ(メタ)アクリル酸-1,6-ヘキサンジオ-ル、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロ-ルプロパン、ジ(メタ)アクリル酸グリセリン、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、及びアクリルアミド等が含まれる。
 スチレン成分の例には、スチレン、4-メチルスチレン、4-ヒドロキシスチレン、4-アセトキシスチレン、4-アセチルスチレン及びスチレンスルホン酸などが含まれる。これらの成分は、1種類のみを単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
 上記アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)は、1000~50000であることが好ましく、2000~20000であることがより好ましい。上記アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)が1000以上であると、塗膜の凝集力が強くなり、密着性が向上し、50000以下であると、有機溶媒に対する溶解性が良く、乳化分散体の粒子径の微小化が促進されるからである。なお、数平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定される値であり、例えば、株式会社島津製作所製「RID-6A」(カラム:東ソー株式会社製「TSK-GEL」、溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、カラム温度:40℃)を用いて、ポリスチレン標準試料で作成した検量線から求めることができる。
 また、上記アクリル樹脂としては、市販品を用いてもよい。上記アクリル樹脂のガラス転移温度が40~90℃の市販品の例には、ジャパンコーティングレジン社製モビニール 6899D、6969D、6800、トーヨーケム社製TOCRYL W-7146、W-7147、W-7148、W-7149、W-7150などのアクリル系エマルジョン等が含まれる。
 (複合樹脂微粒子)
 インクに含有しうる複合樹脂微粒子は、アクリル樹脂が、ウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子であることが好ましい。すなわち、アクリル樹脂から構成される内部層、及びウレタン樹脂から構成される表面層を有する複合樹脂微粒子であることが好ましい。
 ここで、上記ウレタン樹脂は、水不溶性樹脂微粒子としてのアクリル樹脂と連続相である水との界面に存在して、水不溶性樹脂微粒子を保護する樹脂と異なる水不溶性樹脂微粒子層として機能する。
 このようにアクリル樹脂をウレタン樹脂により乳化させてなる複合樹脂微粒子とすることで、アクリル樹脂とウレタン樹脂とをそれぞれ乳化させて混合するのと比べて、画像(塗膜)の物性を向上させることができるとともに、複合樹脂微粒子の貯蔵安定性も改善することができる。
 上記アクリル樹脂がウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子において、ウレタン樹脂(U)とアクリル樹脂(A)との質量比率の値(U/A)は、40/60~95/5であることが好ましい。ウレタン樹脂(U)の存在割合が上記範囲内であると、画像(塗膜)の物性を向上させることができる。また、アクリル樹脂(A)の存在割合が上記範囲であると、アクリル系フィルムに対する密着性に優れる。上記存在割合において、ウレタン樹脂(U)とアクリル樹脂(A)との質量比率の値(U/A)は、40/60~80/20であることが好ましい。
 複合樹脂微粒子中におけるアクリル樹脂とウレタン樹脂とを合わせた合計の樹脂濃度は、特に限定されないが、5.0質量%以上であることが好ましく、10.0~70.0質量%であることがより好ましい。上記樹脂濃度が上記範囲内であると、基材とインクとの定着性が良好となる。
 また、ウレタン樹脂によるアクリル樹脂の乳化においては、上記ウレタン樹脂とともに、乳化剤として作用する界面活性剤を用いることができる。ここで、乳化剤を添加することにより、複合樹脂微粒子の貯蔵安定性を向上させることができる。
 上記乳化剤としては、アニオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤を用いることができる。本発明においては、上記アニオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤はそのいずれか一方を用いることが好ましく、両方を用いることがより好ましい。ここで、上記アニオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤の合計配合量は、全樹脂質量100質量部に対して、1.0~20.0質量部であることが好ましい。また、アニオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤の合計配合量を20.0質量部以下とすることにより、耐水性及び耐溶媒性を向上させることができる。
 また、アニオン界面活性剤(X)とノニオン界面活性剤(Y)との配合質量比(X/Y)の値は、100/0~50/50であることが好ましい。アニオン界面活性剤の配合量を上記範囲とすることにより、乳化性や貯蔵安定性をより向上させることができる。
 ここで、乳化に用いることができるアニオン界面活性剤の例には、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、N-アシルアミノ酸塩、カルボン酸塩、及びリン酸エステル等が含まれる。これらの中では、スルホコハク酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩であることが好ましい。
 また、塩の種類の例には、特に限定されないが、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩などの金属塩、及びトリエタノールアミン塩などが含まれる。
 また、乳化に用いることができるノニオン界面活性剤の例には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等が含まれる。これらの中では、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類であることが好まし
い。
 また、上述した複合樹脂微粒子の平均粒径は、特に限定されないが、10~500nmであることが好ましく、10~300nmであることがより好ましく、10~200nmであることがさらに好ましい。平均粒径の測定は、動的光散乱法、電気泳動法等を用いた市販の粒径測定機器により求めることができるが、動的光散乱法による測定が簡便で、かつ当該粒子径領域を精度よく測定できる。
 アクリル樹脂が、ウレタン樹脂に乳化されてなる複合樹脂微粒子を用いることにより、低吸収性基材又は非吸収性基材に対する画像(塗膜)の定着性を向上させることができる。
<水溶性溶媒>
 本発明に係るインクに含有される水溶性溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、アミン類、アミド類、グリコールエーテル類、炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類などが挙げられる。
 アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、t-ブタノール、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、トリデシルアルコール、n-ウンデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
 多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、エチレンオキサイド基の数が5以上のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、プロピレンオキサイド基の数が4以上のポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等が挙げられる。
 アミン類としては、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルフォリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等が挙げられる。
 アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
 グリコールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
 炭素数が4以上である1,2-アルカンジオール類としては、例えば、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール等が挙げられる。
 特に好ましく用いられる水溶性溶媒は多価アルコール類であり、高速プリント時の滲みを好適に抑制することができる。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールが好ましい。
 インクには、これら水溶性溶媒から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせて含有することができる。
 インクにおける水溶性溶媒の含有量は、特に限定されないが、10~60質量%の範囲内であることが好ましい。
<水、その他の添加剤>
 本発明に係るインクに含まれる水については、特に限定されるものではなく、イオン交換水、蒸留水、又は純水であり得る。
 本発明に係るインクには、必要に応じて界面活性剤を含有させることもできる。これにより、インク出射安定性の向上や、記録媒体に着弾した液滴の広がり(ドット径)を制御することができる。
 本発明に係るインクで用いることができる界面活性剤は、特に制限なく用いることができるが、インクの他の構成成分にアニオン性の化合物を含有するときは、界面活性剤のイオン性はアニオン、ノニオン又はベタイン型が好ましい。特に、本発明では、アニオン性の界面活性剤など界面活性剤にアルカリ成分が含まれると、顔料の凝集性を低下させ、また、樹脂微粒子そのものが凝集しやすくなるため、界面活性剤はノニオン性ものが好ましい。
 本発明において、好ましくは静的な表面張力の低下能が高いフッ素系又はシリコーン系界面活性剤や、動的な表面張力の低減能が高いジオクチルスルホサクシネートなどのアニオン界面活性剤、比較的低分子量のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アセチレングリコール類、プルロニック(登録商標)型界面活性剤、ソルビタン誘導体などのノニオン界面活性剤が好ましく用いられる。フッ素系又はシリコーン系界面活性剤と、動的な表面張力の低減能が高い界面活性剤を併用して用いることも好ましい。
 インクにおける界面活性剤の含有量は、特に限定されないが、0.1~5.0質量%の範囲内であることが好ましい。
 本発明に用いられるインクでは、上記説明した以外に、必要に応じて、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、流動パラフィン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリコーンオイル等の油滴微粒子、特開昭57-74193号公報、同57-87988号公報、同62-261476号公報等に記載の紫外線吸収剤、特開昭57-74192号公報、同57-87989号公報、同60-72785号公報、同61-146591号公報、特開平1-95091号公報、同3-13376号公報等に記載の退色防止剤、特開昭59-42993号公報、同59-52689号公報、同62-280069号公報、同61-242871号公報、特開平4-219266号公報等に記載の蛍光増白剤等を挙げることができる。
 上記構成からなる本発明に用いられるインクは、インクの粘度としては、25℃で1~40mPa・sであることが好ましく、より好ましくは2~10mPa・sである。
[インクジェット記録方法]
 本発明のインクジェット記録方法は、前記した処理液とインクを含むインクセットを用い、画像を記録するインクジェット記録方法である。このインクセットを用いる方法であれば、例えば、1台のインクジェットプリンタを用いて、非吸収性基材の表面に、前記本発明のインクセットを構成する処理液の塗布と、インクによる印刷とを連続して効率よく行うことができる。そして基材間のドット径のばらつきの少ない、画質の優れた文字や図柄等を印刷することが可能となる。
 具体的に本発明のインクジェット記録方法は、前記処理液を非吸収性基材の記録領域に付与する工程(処理液付与工程)と、前記処理液が付与された領域に、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程(インク付与工程)と、前記インクが付与された領域を、前記曇点以上かつ前記ガラス転移温度以上の加熱温度で加熱する工程(インク加熱工程)と、を備える。
 また、本発明のインクジェット記録方法は、前記工程のほか、処理液付与工程後に、基材上に付与された処理液を乾燥させて処理液層を形成する処理液乾燥工程を備えていてもよい。
 また、インクをインクジェット記録方式で付与する工程では、処理液が付与された領域に、処理液の乾燥率が30%以下の状態で、インクを付与することが好ましく、処理液付与工程後、10秒以内に前記インク付与工程を行うことが好ましい。特に、処理液の乾燥率が1~10%の範囲内で、処理液付与工程後、0.1~5秒以内でインク付与工程を行うことが好ましい。
<非吸収性基材>
 本発明のインクジェット記録方法で用いることができる非吸収性基材としては、公知のプラスチックのフィルムを使用することができる。
 本発明において「非吸収性」とは、水に対する非吸収性をいう。
 前記公知のプラスチックのフィルムの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロン等のポリアミド系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリ乳酸フィルム等の生分解性フィルム等が挙げられる。
 また、ガスバリアー性、防湿性、保香性などを付与するために、フィルムの片面又は両面にポリ塩化ビニリデンをコートしたものや、金属酸化物を蒸着したフィルムも好ましく用いることができる。非吸収性フィルムは、未延伸フィルムでも延伸フィルムでも好ましく用いることができる。
 基材の厚さは、プラスチックのフィルムの場合は、好ましくは10~120μm、より好ましくは12~60μmの範囲内である。
 また、非吸収性基材として、3ピース缶用途のブリキ板やティンフリースチール板(TFS板、厚さ0.1~0.6μm)等の金属基材も好ましく用いられ、例えば、熱硬化性樹脂を塗工層として設けた、缶詰食品用の包装材料などに好適に用いることができる。前記缶詰食品用の包装材料は、例えば、空気や水分、光を遮断し、内部の食品を密閉するため、食品側にはエポキシ-フェノール系塗料やポリエステル系ラミネート剤が使用され、
外側は、ポリエステル系、アクリル系の熱硬化性塗料が使用されるのが一般的である。
 以下、インクジェット記録方法の各工程について説明する。
<処理液付与工程>
 処理液付与工程では、非吸収性基材の記録媒体上に、前述の処理液を付与する。
 非吸収性基材の記録媒体上への処理液の付与方法は、特に限定されないが、例えばローラー塗布法、カーテン塗布方法、スプレー塗布法、インクジェット法などを好ましく挙げることができる。中でも、処理液を塗布する工程として、インクジェット法を用いる工程であることが、インク非塗布領域に凝集剤を塗布しなくてもよくなるため、インクと未反応となる凝集剤が遊離して白濁するようなことが起こらない点で好ましい。
 その場合、後述するように、用いる基材が金属基材などの場合は、搬送ベルト上に金属基材を配置し、ベルトを搬送しながら処理液層を塗布形成したり、基材を固定するフラットベッドタイプのプリンタを処理液層の形成に用いたりすることも好ましい。
<処理液乾燥工程>
 本発明では、前記したように処理液の乾燥率が30%以下の状態で、インク付与工程を行うことが好ましい。特に、前記乾燥率は、10%以下であることがより好ましく、処理液付与工程の直後に連続してインク液を塗布する工程(インク付与工程)を行うことが好ましい。このように連続してインク付与工程を行う場合や、インク付与工程を処理液付与工程と同時に行う場合には、処理液の乾燥は、インク液の乾燥と一括して行う。なお、処理液の乾燥率とは、下記式で定義されるものである。
 (処理液の乾燥率)=1-((乾燥後の処理液の質量(g))/(乾燥前の処理液の質量(g))
 但し、処理液の乾燥率が30%以下の範囲内であれば、処理液付与工程とインク付与工程の間に、処理液乾燥工程を行っても良い。ここで、処理液乾燥工程は、非吸収性基材の記録媒体上に付与された処理液を乾燥させて、処理液層を形成する工程である。処理液の乾燥は、処理液の溶媒成分である水や水溶性溶媒などを除去するような条件で乾燥を行うことができる。処理液の乾燥温度は、例えば、40~80℃の範囲内が好ましい。処理液の乾燥時間は、例えば、1~30秒の範囲内が好ましい。
 処理液の乾燥は、例えば、乾燥炉や熱風送風機などのような非接触加熱型の乾燥装置を用いて行ってもよいし、ホットプレートや熱ローラーなどのような接触加熱型の乾燥装置を用いて行ってもよい。また、非接触型の赤外線ヒーターを用いて、赤外線照射により乾燥してもよい。
 乾燥温度は、(a)乾燥炉や熱風送風機等のような非接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、炉内温度又は熱風温度などのような雰囲気温度、(b)ホットプレートや熱ローラーなどのような接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、接触加熱部の温度、又は、被乾燥面の表面温度から選ばれるいずれか1つの温度、(c)赤外線ヒーターを用いる場合には、被照射面の表面温度を処理液の乾燥の全期間において測定することで得ることができる。
<インク付与工程>
 インク付与工程では、非吸収性基材の記録媒体上に処理液層を形成すると同時に又は直後に、前述のインクセットのインクを、インクジェット法により付与する工程である。
 インク付与工程では、前記ポリエーテル変性シリコーンの付量(「付与量」ともいう。)に対する前記樹脂微粒子の付量を、単位面積当たりにおいて80倍以下となるようにするインクを付与することが好ましい。より好ましくは、5~40倍の範囲内の付量とすることが好ましい。
 前記付量とするためには、処理液中のポリエーテル変性シリコーンの含有量や、インク中の樹脂微粒子の含有量を調整したり、また、付与する処理液及びインク滴の量を調整したりすること等が挙げられる。
 インクジェット法は、特に制限されず、インクを装填したインクジェットヘッドを備えるプリンタを用いることができる。具体的には、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドのノズルからインクを液滴として吐出させ、これを基材の処理液層上に着弾させて印字を行うことができる。
 上記インクジェットヘッドは、オンデマンド方式及びコンティニュアス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。オンデマンド方式のインクジェットヘッドの例には、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型及びシェアードウォール型を含む電気-機械変換方式、ならびにサーマルインクジェット型及びバブルジェット(「バブルジェット」はキヤノン株式会社の登録商標)型を含む電気-熱変換方式等が含まれる。
 上記インクジェットヘッドの中では、電気-機械変換方式に用いられる電気-機械変換素子として圧電素子を用いたインクジェットヘッド(ピエゾ型インクジェットヘッドともいう)であることが好ましい。
 また、インクジェットプリンタは、スキャン方式及びシングルパス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。シングルパス方式の場合には、ラインヘッド方式のインクジェットヘッドを使用することが好ましい。
 ラインヘッド方式のインクジェットヘッドとは、印字範囲の幅以上の長さを持つインクジェットヘッドのことをいう。ラインヘッド方式のインクジェットヘッドとしては、一つのヘッドで印字範囲の幅以上であるものを用いてもよいし、複数のヘッドを組み合わせて印字範囲の幅以上となるように構成してもよい。
 また、複数のヘッドを、互いのノズルが千鳥配列となるように並設して、これらヘッド全体としての解像度を高くしてもよい。
 非吸収性基材の記録媒体の搬送速度は、例えば、1~120m/minの範囲内で設定することができる。搬送速度が速いほど画像形成速度が速まる。本発明によれば、シングルパス方式のインクジェット画像形成方法で適用可能な、線速50~120m/minという非常に速い線速でもインクの定着性の高い高精細な画像を得ることができる。
<インク加熱工程>
 インク加熱工程では、非吸収性基材の記録媒体上に付与したインク、すなわち、前記インクが付与された領域を加熱する。これにより、インクを乾燥させることができる。ここで、処理液乾燥工程を省略した場合には、当該インク加熱工程において処理液も乾燥させることができる。
 インク加熱工程においてインクが付与された領域の加熱温度は、処理液の曇点以上で、かつ、インクに含有される樹脂微粒子のガラス転移温度以上の温度とする。
 具体的には、60~200℃の範囲内であることが好ましい。
 このようにインクが付与された領域を加熱することにより、主にインクの溶媒成分である水や水溶性溶媒などを除去すると同時に、特に金属基材においては多価金属塩を熱分解温度以上の温度で乾燥して熱分解する。また、画像耐擦性及び非吸収性基材への密着性が良好となる。
 また、インクの乾燥(加熱)は、前述した処理液の乾燥と同様の方法で行うことができる。インクの加熱時間は、非吸収性基材の種類とインク付量に合わせて適宜調整されることが好ましいが、乾燥炉や熱風送風機などのような非接触加熱型の乾燥装置を用いる場合やホットプレートや熱ローラーなどのような接触加熱型の乾燥装置を用いる場合には、1~10分であることが好ましく、赤外線ヒーターを用いる場合には、1~30秒であることが好ましい。
 また、インク層の厚さは、0.3~3.0μmの範囲内であることが好ましく、0.5~2.0μmの範囲内であることがより好ましい。インク層の厚さが0.3μm以上であると、画像の密着性や耐擦強度を高めやすい。インク層の厚さが3.0μm以下であると、インク層に与えられる変形応力を低減できるので、画像の密着性が損なわれにくい。
[記録装置]
 図1は、本発明に好ましい記録装置の模式図である。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図1に示す記録装置1において、第1乾燥部14は省略することも可能である。
 記録装置1は、主に、処理液付与部10、インク付与部20から構成されている。処理液付与部10において、基材F上に処理液層Cが形成され、インク付与部20によってインク層Rが形成される。
 処理液付与部10は、処理液を基材に塗布できる構成であれば特に限定されるものではないが、本発明ではインクジェットヘッド21であることが好ましい。インクジェットヘッド21以外に、例えば、ロールコーター等であってもよい。
 インク付与部20は、インクを吐出可能なインクジェットヘッド21である。
 このような記録装置1において、送り出しローラー30から繰り出された基材F上に、インクジェットヘッド11から処理液液滴12が吐出されて、処理液層Cが形成される。続けて、第1乾燥部14によって処理液層Cが乾燥される。
 次いで、処理液層C上に、インクジェットヘッド21からインク液滴22が吐出されて、インク層Rが形成され、第2乾燥部23によって、インクが付与された領域を、本発明に係る処理液の曇点以上で、かつ、本発明に係るインクに含有される樹脂微粒子のガラス転移温度以上の温度で加熱し乾燥する。その後、巻取りローラー40によって処理液層Cとインク層Rとが形成された基材Fが巻き取られ画像記録物が得られる。
 なお、図1では、基材Fがフィルム基材である場合を示したが、金属基材などの場合は、搬送ベルト上に金属基材を配置し、ベルトを搬送しながら処理液層C及びインク層Rをワンパスで塗布形成することができる。
 また、図1では、基材上に処理液を付与した後、インクを付与する構成の装置としたが、処理液層の乾燥率が30%以下の状態で、インクジェットヘッドからインクを吐出するという観点から、処理液とインクを同時に付与する構成の装置がより好ましい。
 さらに、図1で示す記録装置以外の装置として、フラットベッドタイプのプリンタを処理液及びインクの塗布に用いることも好ましい。フラットベッドタイプのプリンタは、基材が固定され、インクジェットヘッドを主走査方向と、主走査方向と交差する副走査方向に動かすことが可能で、基材を搬送せずに印刷を行うことが可能である。ブリキなどの金属基材では、樹脂フィルム機材のように、ロールtoロール搬送ができないために、基材を搬送する必要のない、フラットベッドタイプのプリンタを用いることが好ましい。
 このようなフラットベッドタイプのプリンタとしては、特開2015-74161号公報の図1や特開2017-177578号公報の図1に記載されているプリンタを一例として挙げることができる。
[画像記録物]
 本発明に係る画像記録物は、基材と、基材上に前記処理液を用いて形成された処理液層と、当該処理液層上に前記インクを用いて形成されたインク層と、を有することが好ましい。
 図2に示すとおり、画像記録物Pは、基材F上に、本発明に係る処理液をロールコーター等による塗布、又はインクジェットヘッドから吐出して塗布し、処理液層Cを形成する。当該処理液層Cを定着した位置に、インクをインクジェットヘッドから吐出、定着して画像記録層Rを形成するものである。
 上記構成は最小構成を示すものであり、基材と処理液層との層間に他の機能性層を形成してもよく、また、インク層の上層に、例えばラミネート接着層を介して非吸収性のフィルム基材等を貼合してもよい。少なくとも、処理液層とインク層とが接する構成は必須である。
 本発明の画像記録物の一例としては、少なくとも、本発明に係る処理液及びインクを用いる画像記録物であって、金属基材上に、熱硬化性樹脂を含有する第1層、前記処理液を含有する第2層、前記インクを含有する第3層、及び熱硬化性樹脂を含有する第4層が、この順に積層されたことが好ましい実施態様である。
 当該画像記録物としては、具体例として、缶詰食品、レトルト食品や飲料等を包装する包装用材料等を好ましく挙げることができる。
 図3に、本発明の画像記録物の一例である、缶詰食品用包装材料の断面図を示す。
 ブリキ基材51上に熱硬化性樹脂(例えば、TW-1407シリーズ T&K TOKA製)をローラー塗布して熱硬化性樹脂層(ベースコート)52を形成し、その上に、処理液層53とインク層54によって画像を形成する。次いで、熱硬化性樹脂(例えば、AX-10シリーズ T&K TOKA製)をローラー塗布して熱硬化性樹脂層(トップコート)55を形成し、加熱硬化、乾燥して、缶詰食品用包装材料50を得ることができる。
 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)で行われた。また、特記しない限り、「%」及び「部」は、それぞれ、「質量%」及び「質量部」を意味する。
[処理液A1の調製]
 多価金属塩として酢酸マグネシウム・四水和物3質量%に、ジプロピレングリコール14質量%、プロピレングリコール14質量%、グリセリン8%、ポリエーテル変性シリコーン(BYK3450)1質量%、防黴剤(プロキセルGXL(S))0.1質量%及びイオン交換水(残量;全量が100質量%となる量)を撹拌しながら添加し、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過して処理液A1を得た。
[処理液A2~A15の調製]
 前記処理液A1の調製において、多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、溶媒の種類及び添加量、又、水の量を下記表Iに記載のとおりに変更した以外は同様にして、各処理液A2~A15を調製した。
 なお、表Iにおける各材料は以下のとおりである。
<ポリエーテル変性シリコーン>
 「BYK3450」:ビッグケミー社製
 「TEGOWET245」:エボニック社製
 「TEGOWET250」:エボニック社製
 「TEGOWET260」:エボニック社製
 「TEGOWET270」:エボニック社製
 「TEGOWET280」:エボニック社製
 「BYK348」:ビッグケミー社製
<溶媒>
 「DPG」:ジプロピレングリコール
 「PG」:プロピレングリコール
 「Gly」:グリセリン
 「1,2-HDO」:1,2-ヘキサンジオール
<防黴剤>
 「プロキセル GXL(S)」:1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン
[物性値]
 得られた各処理液について、曇点及び動的表面張力を以下の方法で測定した。
<曇点>
 処理液2mLをガラス容器に入れて加熱し、処理液が白濁し始めた温度を曇点とした。
<動的表面張力>
 前記したとおり、最大泡圧法によって25℃において処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力を測定した。測定に使用した動的表面張力計としては、バブルプレッシャー動的表面張力計(KRUSS社製、型式「BP100」)である。
[評価]
<保存安定性>
 処理液A1~A15を60℃、2週間加熱した後に、前記したとおり、最大泡圧法によって、25℃において処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力を測定した。測定に使用した動的表面張力計としては、バブルプレッシャー動的表面張力計(KRUSS社製、型式「BP100」)である。
 そして、加熱前処理液の動的表面張力と、加熱後の処理液の動的表面張力との差を算出し、保存安定性について以下の基準で評価した。
 (基準)
 〇:加熱前の処理液の動的表面張力と、加熱後の処理液の動的表面張力との差が2mN/m以上
 △:加熱前の処理液の動的表面張力と、加熱後の処理液の動的表面張力との差が1mN/m以上2mN/m未満
 ×:加熱前の処理液の動的表面張力と、加熱後の処理液の動的表面張力との差が1mN/m未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記結果に示されるように、曇点が40℃以上の処理液は、保存安定性に優れており、特に、曇点が50℃以上の範囲内の処理液が、保存安定性に優れていることが認められる。
[樹脂微粒子分散液B1~B7]
 下記表IIに記載の市販品である樹脂微粒子分散液B1~B7における各樹脂微粒子について、凝集性及びガラス転移温度(Tg)を測定し、測定結果を下記表IIに示した。
<凝集性>
 凝集性は、以下の方法で測定した。
 まず、樹脂微粒子が5質量%で、かつ、酢酸カルシウム・1水和物が0.15質量%の、混合液を調製するため、酢酸カルシウム・1水和物を0.30質量%となるようにイオン交換水で溶解した酢酸カルシウム水溶液と、表IIに示す各樹脂微粒子分散液B1~B7を用いて、固形分が10質量%となるようにイオン交換水で調製した樹脂微粒子分散液の希釈液をそれぞれ準備した。
 次に、前記酢酸カルシウム水溶液5gを、前記樹脂微粒子分散液の希釈液5gに撹拌しながら添加し、固形分が5質量%で酢酸カルシウム・1水和物が0.15質量%の各混合液10gをそれぞれ調製した。
 そして、各混合液10gを、日立工機社製の遠心分離機CF16RXを使用して遠心加速度200G、遠心時間10分で遠心分離し、分離後の溶液から上澄み液約2gをそれぞれ採取した。
 次に、各上澄み液を150℃で30分間加熱することで水を除去し、加熱後に残った固形物の質量を測定した。得られた固形分の質量を以下の計算式に代入し凝集性をそれぞれ算出した。
 式:凝集性=1-(固形分の質量(g)/(採取した上澄み液の質量(g)×5%))
<ガラス転移温度>
 樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)は、DSC(示差走査熱量測定装置)を用いて-30~200℃の温度域で昇温速度10℃/分の条件で昇温させたときの吸熱ピークから、ガラス転移温度Tgを読み取ることによって特定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
[シアンインクの調製]
<シアン顔料分散液の調製>
 顔料(C.I.ピグメント・ブルー15:3)を20質量%に、顔料分散剤(ジメチルアミノエタノール中和されたカルボキシ基を有するアクリル系分散剤(BASF社製「ジョンクリル819」、酸価75mgKOH/g、固形分20質量%)を6質量%と、プロピレングリコール22質量%と、防黴剤プロキセルGXL(S)0.1質量%と、イオン交換水(残部;全量が100質量%となる量)を加えた混合液をプレミックスした。
 その後、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したビーズミルを用いて分散し、顔料の含有量が20質量%のシアン顔料分散液を調製した。
 このシアン顔料分散液に含まれる顔料粒子の平均粒径は120nmであった。なお、顔料粒子の平均粒径の測定は、マルバルーン社製「ゼータサイザーナノ S90」により行った。
<シアンインクC1の調製>
 上記シアン顔料分散液 15質量%(固形分として3質量%)に、前記市販品の樹脂微粒子分散液B1(添加量は、インク中において樹脂微粒子(固形分)が5質量%となるように調整)、プロピレングリコール22質量%、グリセリン5質量%、界面活性剤KF351A(信越シリコーン社)0.20質量%、界面活性剤E1010(日信化学工業社)1質量%、防黴剤プロキセルGXL(S)0.10質量%及びイオン交換水(残部;全量が100質量%なる量)を撹拌しながら添加し、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過してシアンインクC1を得た。濾過前後で実質的な組成変化はなかった。
<シアンインクC2~C8の調製>
 前記シアンインクC1の調製において、前記市販品の樹脂微粒子分散液の種類と含有量を下記表IIIに記載のとおりに変更した以外は同様にして、シアンインクC2~C8を調製した。
[マゼンタインクの調製]
<マゼンタ顔料分散液の調製>
 顔料(ピグメント・レッド122、ピグメント・バイオレット19)を20質量%に、顔料分散剤(ジメチルアミノエタノール中和されたカルボキシ基を有するアクリル系分散剤(BASF社製「ジョンクリル819」、酸価75mgKOH/g、固形分20質量%)を8質量%と、プロピレングリコール22質量%と、防黴剤プロキセルGXL(S)0.1%と、イオン交換水(残部;全量が100質量%となる量)を加えた混合液をプレミックスした。
 その後、0.3mmのジルコニアビーズを体積率で50%充填したビーズミルを用いて分散し、顔料の含有量が20質量%のマゼンタ顔料分散液を調製した。
 このマゼンタ顔料分散液に含まれる顔料粒子の平均粒径は140nmであった。なお、顔料粒子の平均粒径の測定は、マルバルーン社製「ゼータサイザーナノ S90」により行った。
<マゼンタインクD1の調製>
 上記マゼンタ顔料分散液20質量%(固形分として4質量%)に、前記市販品の樹脂微粒子分散液B1(添加量は、インク中において樹脂微粒子(固形分)が5質量%となるように調整)、プロピレングリコール21質量%、グリセリン5質量%、界面活性剤KF351A(信越シリコーン社)0.20質量%、界面活性剤E1010(日信化学工業社)1質量%、防黴剤プロキセルGXL(S)0.10質量%及びイオン交換水(残部;全量が100質量%なる量)を撹拌しながら添加し、得られた混合液を1μmのフィルターにより濾過してマゼンタインクD1を得た。濾過前後で実質的な組成変化はなかった。
<マゼンタインクD2~D8の調製>
 マゼンタインクD1の調製において、前記市販品の樹脂微粒子分散液の種類と含有量を下記表IIIに記載のとおりに変更した以外は同様にして、マゼンタインクD2~D8を調製した。
[物性値]
 得られた各インクについて、動的表面張力を以下の方法で測定した。
<動的表面張力>
 前記したとおり、最大泡圧法によって25℃においてインクの表面寿命15msにおける動的表面張力を測定した。測定に使用した動的表面張力計としては、バブルプレッシャー動的表面張力計(KRUSS社製、型式「BP100」)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
[ブリキ原版の準備]
 ブリキ原版(SPTE、厚さ300μm、スタンダードテストピース社)に、ノンワイヤーバーコーター(OSP-10、オーエスジーシステムプロダクツ社)を用いて、白色ベースコート(KCホワイト2、トーヨーケム社)を塗布した。
[印字試験1]
 前記で調製した処理液A1~A10、インクC1~C8及びD1~D8を、下記表IVの組み合わせで以下のように印字した。
 コニカミノルタ社製の独立駆動インクジェットヘッド(360dpi、吐出量:15pL)を図4のように設置し、ヘッドユニットUを走査方向Xに、及び記録媒体(基材)Mを搬送方向Y(図示しない)に移動させることで、処理液及びインクを記録媒体Mの表面(画像形成面)に付与し、以下のように画像を形成した。
 記録媒体(非吸収性基材)として、前記白色ベースコートを塗布したブリキ原版(SPTE、厚さ300μm、スタンダードテストピース社)及び、PETフィルム(FE2001、厚さ50μm、フタムラ化学社製)を用意した。
 走査方向Xの手前側から、前記で調製した処理液(図4中、符号Pr)、マゼンタインク(図4中、符号I)及びシアンインク(図4中符号I)の順にヘッドモジュールにそれぞれ入れた。
 ヘッドユニットの移動速度は、500mm/secに設定した。720dpi×720dpiの画像を、走査方向X及び搬送方向Yに各々2分割した4つの画像(180dpi×180dpi)とし、ひとつの印刷領域を4回印刷することで、画像を形成した。記録媒体を4回パスさせる際に、処理液は印字率28%、すなわち処理液の付量3.4g/mとなり、シアンインクとマゼンタインクはそれぞれ印字率100%となるようにし、すなわち2色分のインク付量24g/m(シアンインク付量12g/m、マゼンタインク12g/m)となるベタの全面印字画像を、前記記録媒体に印刷した。ブリキ原版では、前記白色ベースコートが塗布された面にベタの全面印字画像を印字した。
 ここで、処理液が付与された領域に、処理液の乾燥率が表IVに記載の状態となるようにし、インクをインクジェット記録方式で付与した。具体的には、25℃50%RHの環境下で印字試験を行い、処理液が付与されてからインクが付与されるまでの時間を0.2秒とした。上記25℃50%RHの環境において、処理液が付与されてから0.2秒後の処理液の乾燥率を測定したところ、乾燥率は1%以下であった。なお、処理液の乾燥率は、処理液の質量変化量を測定することで算出した。
 印刷後に表IVに記載した乾燥温度(ブリキ、PET)となるように設定した乾燥機に投入し、10分間乾燥して画像記録物を得た。ここで、インクが付与された領域の温度は、乾燥温度と等しくなるものとする。
 なお、表IVにおいて「≦1」は、「1%以下」を表す。
[評価]
<ブリキ密着性>
 前記で得られた画像記録物のうち、前記ブリキ原版に印字したものに、落体式耐おもり落下性試験機(083、オールグッド株式会社)を用いて、高さ100cmから質量1000gのおもりを印字面の裏側に落下させて、ブリキ原版を変形した。変形した部分の画像印字面の画像密着性を以下の基準で評価した。
 (基準)
 ◎:落下試験後も印字面は変化なく、爪で擦っても画像が剥がれない。
 〇:落下試験後も印字面は変化ないが、爪で擦ると画像が一部剥がれる。
 △:落下試験後も印字面は変化ないが、爪で擦ると画像がすべて剥がれる。
 ×:落下試験後に印字面において画像の剥がれが観察される。
<PET密着性>
 前記で得られた画像記録物のうち、PETに印字したものの印字面に、粘着テープを接着させたのちに剥離し、画像密着性を以下の基準で評価した。
 (基準)
 ◎:テープ剥離しても画像は剥がれない。
 〇:テープとともに画像が、テープ接着面のうち約4分の1、剥がれる。
 △:テープとともに画像が、テープ接着面のうち約半分、剥がれる。
 ×:テープとともに画像が、テープ接着面のうち全て、剥がれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 上記結果に示されるように、実施例1~19では、比較例1~8に比べて、非吸収性基材への優れた密着性及び画像耐擦性が得られることが認められる。
[印字試験2]
 コニカミノルタ社製ピエゾ型インクジェットヘッド(360dpi、吐出量15pL)の独立駆動ヘッド2つをノズルが互い違いになるように配置し、720dpi×720dpiのヘッドモジュールを作成し、図1に例示するシングルパス型のプリンタに、搬送方向にノズル列が直交するように設置した。
 処理液付与部10に設置されたヘッドモジュールのインクジェットヘッド11に、上記により得られた処理液A1又はA2を充填し、インク付与部20に設置されたヘッドモジュールのインクジェットヘッド21に、上記により得られたインクC1及びD1を充填した。このようにして表Vに記載の処理液とインクが記録可能なシングルパス方式のインクジェット記録装置を構成した。
 上記インクジェット記録装置を用いて、印字試験1と同じ、720dpi×720dpiのベタの全面印字画像を、表Vに記載の記録条件で記録し、印字試験1と同じ指標で評価した。なお、基材Fとして、前記白色ベースコートを塗布したブリキ原版(SPTE、厚さ300μm、スタンダードテストピース社)及び、PETフィルム(FE2001、厚さ50μm、フタムラ化学社製)とを用意した。記録時の搬送速度は300mm/secに設定した。
 ここで、処理液が付与された領域に、処理液の乾燥率が表Vに記載の状態となるようにし、インクをインクジェット記録方式で付与した。具体的には、25℃50%RHの環境下で印字試験を行い、第1乾燥部14によって処理液層Cを25℃、50℃又は60℃で5秒間乾燥しインクを付与した。第1乾燥部14によって処理液層Cを25℃、50℃又は60℃で5秒間した後に、処理液の乾燥率を測定したところ乾燥率はそれぞれ10%、20%、50%であった。なお、処理液の乾燥率は、処理液の質量変化量を測定することで算出した。
 印刷後に表Vに記載した乾燥温度となるように設定した第1乾燥部23によって10分間乾燥して画像記録物を得た。ここで、インクが付与された領域の温度は、乾燥温度と等しくなるものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 上記結果に示されるように、乾燥率を30%以下、好ましくは10%以下とすることで、非吸収性基材への優れた密着性が得られる。
 本発明は、非吸収性基材への優れた密着性及び画像耐擦性が得られ、かつ、保存安定性に優れたインクセット及びインクジェット記録方法に利用することができる。
1 記録装置
10 処理液付与部
11 インクジェットヘッド
12 処理液液滴
14 第1乾燥部
20 インク付与部
21 インクジェットヘッド
22 インク液滴
23 第2乾燥部
30 送り出しローラー
40 巻取りローラー
 C 処理液層
 F 基材
 P 画像記録物
 R インク層
 50 缶詰食品用包装材料
 51 ブリキ基材
 52 熱硬化性樹脂層(ベースコート)
 53 処理液層
 54 インク層
 55 熱硬化性樹脂層(トップコート)
 U ヘッドユニット
 X 走査方向
 M 記録媒体(基材)

Claims (9)

  1.  処理液とインクとを含むインクセットであって、
     前記処理液が、少なくとも多価金属塩、ポリエーテル変性シリコーン、水溶性溶媒及び水を含有し、
     前記インクが、着色剤と、ガラス転移温度が40~90℃の範囲内の樹脂微粒子を含有し、
     前記処理液の曇点が、40~90℃の範囲内であり、かつ、
     25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力が、25~35mN/mの範囲内であるインクセット。
  2.  前記インクが、0.15質量%の酢酸カルシウム・1水和物水溶液との凝集性が0.2以下である前記樹脂微粒子を、3~15質量%の範囲内で含有する請求項1に記載のインクセット。
  3.  25℃において前記インクの表面寿命15msにおける動的表面張力が、25℃において前記処理液の表面寿命15msにおける動的表面張力よりも5mN/m以上高い請求項1又は請求項2に記載のインクセット。
  4.  前記処理液が、SP値24(J/cm1/2以上の前記水溶性溶媒を5~40質量%の範囲内で含有する請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のインクセット。
  5.  前記処理液が、前記多価金属塩を0.5~20質量%の範囲内で含有する請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のインクセット。
  6.  前記処理液が、前記ポリエーテル変性シリコーンを0.1~2質量%の範囲内で含有する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のインクセット。
  7.  請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載のインクセットを用い、画像を記録するインクジェット記録方法であって、
     前記処理液を非吸収性基材の記録領域に付与する工程と、
     前記処理液が付与された領域に、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程と、
     前記インクが付与された領域を、前記曇点以上かつ前記ガラス転移温度以上の加熱温度で加熱する工程と、を備えるインクジェット記録方法。
  8.  前記処理液が付与された領域に、前記処理液の乾燥率が30%以下の状態で、前記インクをインクジェット記録方式で付与する工程を備える請求項7に記載のインクジェット記録方法。
  9.  前記ポリエーテル変性シリコーンの付量に対する前記樹脂微粒子の付量を、単位面積当たりにおいて80倍以下とする請求項7又は請求項8に記載のインクジェット記録方法。
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