(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113719
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】前処理液用樹脂組成物、前処理液、それを用いた水性インクジェットインキセット、印刷物、および印刷物の製造方法
(51)【国際特許分類】
B41M 5/00 20060101AFI20240816BHJP
C09D 11/40 20140101ALI20240816BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240816BHJP
【FI】
B41M5/00 132
C09D11/40
B41M5/00 120
B41J2/01 123
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023018836
(22)【出願日】2023-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】000222118
【氏名又は名称】artience株式会社
(72)【発明者】
【氏名】早川 純平
(72)【発明者】
【氏名】服部 和昌
(72)【発明者】
【氏名】宇都木 正貴
【テーマコード(参考)】
2C056
2H186
4J039
【Fターム(参考)】
2C056EA04
2C056EA13
2C056FA13
2C056FB02
2C056FC01
2C056HA42
2C056HA46
2C056HA47
2H186AB03
2H186AB05
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2H186AB27
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2H186AB57
2H186BA08
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2H186FA14
2H186FB11
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2H186FB18
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2H186FB29
2H186FB48
2H186FB54
2H186FB56
2H186FB57
4J039AD03
4J039AD09
4J039BA04
4J039BA13
4J039BA35
4J039BC10
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4J039EA43
4J039EA46
4J039EA47
4J039FA02
4J039GA24
(57)【要約】
【課題】保存安定性が高くインクジェットヘッドのノズル目詰まり回復性が良好で、優れた耐水擦過性、耐アルコール擦過性を付与する水性インクジェットインキ前処理液用樹脂組成物、特に非浸透性基材に対する密着性に優れ、画像品質に優れた印刷物を得る水性インクジェットインキセットおよび印刷物を提供すること。
【解決手段】
インクジェットインキに用いられる前処理液用樹脂組成物であって、コアポリマー(A)と、コアポリマーを被覆するシェルポリマー(B)とを含有するコアシェル樹脂粒子(C)を含み、シェルポリマー(B)は構成する構成単位の全質量%に対して4級アンモニウム塩含有モノマー由来の構成単位を5~30質量%含み、コアシェル樹脂粒子(C)はコアポリマー(A)およびシェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対してノニオン性親水モノマー由来の構成単位を1~15質量%含む前処理液用樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インクジェットインキに用いられる前処理液用樹脂組成物であって、
コアポリマー(A)と、コアポリマーを被覆するシェルポリマー(B)とを含有するコアシェル樹脂粒子(C)を含み、
前記シェルポリマー(B)は、構成する構成単位の全質量%に対して、4級アンモニウム塩含有モノマー由来の構成単位を5~30質量%含み、且つ、
前記コアシェル樹脂粒子(C)は、前記コアポリマー(A)および前記シェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対して、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位を1~15質量%含むことを特徴とする前処理液用樹脂組成物。
【請求項2】
前記コアシェル樹脂粒子(C)は、前記シェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対して、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位を0~15重量%含むことを特徴とする請求項1記載の前処理液用樹脂組成物。
【請求項3】
前記コアポリマー(A)のガラス転移温度が65℃以上であり、且つ、
前記コアポリマー(A)のガラス転移温度が、前記シェルポリマー(B)のガラス転移温度より高いことを特徴とする請求項1または2記載の前処理液用樹脂組成物。
【請求項4】
前記コアシェル樹脂粒子(C)の50%体積平均粒子径が50~150nmであることを特徴とする請求項1または2記載の前処理液用樹脂組成物。
【請求項5】
反応性界面活性剤を実質的に含まない、請求項1または2に記載の前処理液用樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1または2記載の前処理液用樹脂組成物と、界面活性剤(D)と、水とを含むことを特徴とする前処理液。
【請求項7】
請求項6記載の前処理液および水性インクジェットインキを含む水性インクジェットインキセット。
【請求項8】
請求項6記載の前処理液および水性インクジェットインキを、基材上に付与してなる印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、前処理液用樹脂組成物、および、前処理液用樹脂組成物を含む前処理液に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル印刷は、オフセット印刷等の従来の有版印刷とは違い、製版フィルムや製版を必要としないため、小ロット対応、コスト削減、印刷装置の小型化や高速化が実現可能であり、将来的に広く普及すると期待されている。
【0003】
デジタル印刷の一種であるインクジェット印刷方式では、非常に微細なノズルからインキ液滴を印刷基材に直接吐出し、付着させることで文字や画像を得る。インクジェット印刷方式には、使用する装置の騒音が小さい、操作性がよい、カラー化が容易である等の利点があり、オフィスや家庭において、出力機として広く用いられている。またインクジェット技術の向上により、産業用途においても、デジタル印刷出力機として利用され始めている。
【0004】
インクジェット印刷方式に使用されるインキとしては、油系、溶剤系、活性エネルギー線硬化系、水系など多岐に渡る。これまで、産業印刷用途では、溶剤系や活性エネルギー線硬化系のインキが使用されてきた。しかし近年の、環境や人に対する有害性への配慮・対応といった点から、水系インキの需要が高まっている。
【0005】
また近年では、インクジェット印刷方式の用途拡大の要望の中で、産業印刷用途に加えて、紙器、ラベル、包装フィルムといったパッケージ用途への展開が求められている。その場合、コート紙やアート紙のような低浸透性の基材、及び、ポリプロピレンフィルムやポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのような非浸透性の基材に対して、実使用に耐えられる特性を有する印刷物の形成が要求されることになる。
【0006】
パッケージ材料を製造するためにインクジェット印刷を利用する場合、フィルム基材に対する画像形成が必須となる。これまでに存在する、インクジェット印刷で用いる水性インキは、普通紙や専用紙(例えば、写真光沢紙)のような浸透性の高い基材に対して画像形成するためのものであり、フィルム基材のような非浸透性の基材に対して印刷した場合、着弾した後のインキ液滴が、基材中に全く浸透せず、色材である顔料が基材表面に付着されている状態のため摩擦に対する耐性が低い。さらに、インキの安定性を得るため,水に対する溶解性の高いものが一般的に用いられるため水やアルコールに対する耐性が低いといった問題が発生する。
【0007】
耐性が低い課題に対して、例えば特許文献1~2には、インキ中にエマルジョンを使用することで耐性に一定の向上効果が得られることが開示されている。特許文献1では、PET基材と前処理層との密着性を改善している。また特許文献2では、前処理層を水に浸漬することによる耐水性の改善を報告している。しかし、いずれの特許文献においても、湿潤時の摩擦に対する十分な耐性(耐水擦過性・耐アルコール擦過性)が低いことや印刷物としての画像品質が低いといった問題が発生した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】国際公開第2016/185822号
【特許文献2】特開2000-313847号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、保存安定性やインクジェットヘッドからの吐出安定性に優れ、印刷時のムラの改善、ならびに、印刷後の膜の耐水擦過性および耐アルコール擦過性にも優れる前処理液が得られる、樹脂組成物を提供することを目的とする。また、上記特性を有する前処理液を提供することを目的とする。さらに、各種基材に対する密着性、画像品質(混色滲みや色ムラのない印刷物の形成性)に優れた印刷物が得られ、且つ、当該印刷物に対し十分な耐水擦過性および耐アルコール擦過性を付与することができる、インクジェットインキセットおよび上記印刷物を提供することを目的とする。
【0010】
上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討を進めた結果、特定のモノマー組成であるコアシェル構造を有するインクジェットインキ前処理液用樹脂組成物を用いて製造された印刷物によって、前記課題が好適に解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【0011】
すなわち本発明は、インクジェットインキに用いられる前処理液用樹脂組成物であって、
インクジェットインキに用いられる前処理液用樹脂組成物であって、
コアポリマー(A)と、コアポリマーを被覆するシェルポリマー(B)とを含有するコアシェル樹脂粒子(C)を含み、
前記シェルポリマー(B)は、構成する構成単位の全質量%に対して、4級アンモニウム塩含有モノマー由来の構成単位を5~30質量%含み、且つ、
前記コアシェル樹脂粒子(C)は、前記コアポリマー(A)および前記シェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対して、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位を1~15質量%含むことを特徴とする前処理液用樹脂組成物に関する。
【0012】
また本発明は、前記コアシェル樹脂粒子(C)は、前記シェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対して、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位を0~15重量%含むことを特徴とする前記前処理液用樹脂組成物に関する。
【0013】
また本発明は、前記コアポリマー(A)のガラス転移温度が65℃以上であり、且つ、
前記コアポリマー(A)のガラス転移温度が、前記シェルポリマー(B)のガラス転移温度より高いことを特徴とする前記前処理液用樹脂組成物に関する。
【0014】
また本発明は、前記コアシェル樹脂粒子(C)の50%体積平均粒子径が50~150nmであることを特徴とする前記前処理液用樹脂組成物に関する。
【0015】
また本発明は、反応性界面活性剤を実質的に含まない、前記前処理液用樹脂組成物に関する。
【0016】
また本発明は前記前処理液用樹脂組成物と、界面活性剤(D)と、水とを含むことを特徴とする前処理液に関する。
【0017】
また本発明は、前記前処理液および水性インクジェットインキを含む水性インクジェットインキセットに関する。
に関する。
【0018】
また本発明は前記前処理液および水性インクジェットインキを、基材上に付与してなる印刷物に関する。
【発明の効果】
【0019】
本発明のインクジェットインキ前処理液用樹脂組成物を含む前処理液を、水性インクジェットインキと組み合わせて使用することで、各種基材に対する密着性に優れ、混色滲みや色ムラがなく、耐水擦過性および耐アルコール擦過性にも優れた印刷物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に、好ましい実施の形態を上げて、本発明の実施形態であるインクジェットインキ前処理液用樹脂組成物について説明する。
【0021】
<コアシェル樹脂粒子(C)>
本発明の水性インクジェットインキ前処理液用樹脂組成物は、コアシェル樹脂粒子(C)である。コアシェル樹脂粒子(C)は基材上で超高分子量の樹脂を成膜させることで、擦過性を発現することができる。しかし従来は、前処理液の安定性と、より高度な耐性である耐水擦過性、耐アルコール擦過性を両立させることが難しく印刷物に必要な耐性が得られず、外観不良が発生しやすい。
【0022】
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、コアポリマー(A)と、コアポリマーを被覆するシェルポリマー(B)とを含有するコアシェル樹脂粒子(C)を含み、シェルポリマー(B)が、シェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対して4級アンモニウム塩含有モノマー由来の構成単位を5~30質量%含み、且つ、コアシェル樹脂粒子(C)が、コアポリマー(A)およびシェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量%に対してノニオン性親水モノマー由来の構成単位を1~15質量%含むことを特徴とするインクジェットインキ前処理液用樹脂組成物において、前処理液の安定性が高く、且つ、優れた耐水擦過性、耐アルコール擦過性を有する印刷物が得られることを見いだした。
【0023】
まず、コアシェル樹脂粒子(C)を構成するコアポリマー(A)およびシェルポリマー(B)の両方に関連する、ノニオン性親水モノマーについて説明する。
【0024】
ノニオン性親水モノマーとしては、ヒドロキシル基含有モノマー、メトシキ基含有モノマー、アルコキシポリアルキレングリコール鎖含有モノマー、および、アルキレングリコール鎖含有モノマーが挙げられる。
【0025】
ノニオン性親水モノマーの具体的な化合物としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、アリルアルコール等のヒドロキシル基含有モノマー;メトキシエチル(メタ)アクリレート等のメトキシ基含有モノマー;メトキシエチレングリコール(n=1、nはオキシエチレン基の平均付加モル数を示す)(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(n=2~30)(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール鎖含有モノマー;ポリエチレングリコール(n=2~30)(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート等のアルキレングリコール鎖含有モノマーが挙げられる。
【0026】
ノニオン性親水モノマーとしては、ポリプロピレングリコール(n=2~30)(メタ)アクリレート、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが好ましい。
【0027】
コアシェル樹脂粒子(C)は、当該コアシェル樹脂粒子(C)を構成するコアポリマー(A)およびシェルポリマー(B)の構成単位の全質量%に対してノニオン性親水モノマー由来の構成単位を1~15質量%含む。より好ましくは2~8質量%である。含有量を上記範囲にすることでコアシェル樹脂粒子(C)の樹脂組成物としての保存安定性がより向上する。
【0028】
また、コアシェル樹脂粒子(C)は、シェルポリマー(B)を構成する構成単位の全質量に対して、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位を0~15質量%の範囲で含むことが好ましく、10~15質量%の範囲で含むことがより好ましい。含有量を上記範囲にすることで、コアシェル樹脂粒子(C)の樹脂組成物としての保存安定性がより向上する
【0029】
例えば、コアポリマー(A)とシェルポリマー(B)の質量比が、80/20であり、シェルポリマー(B)がノニオン性親水モノマーを12.5質量%含み、且つ、コアポリマー(A)がノニオン性親水モノマーを含んでいない場合、コアシェル樹脂粒子(C)を構成するコアポリマー(A)およびシェルポリマー(B)の構成単位の全質量%に対する、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位は、2.5質量%(12.5質量%×20質量%)×100(%)と計算することができる。
【0030】
コアシェル樹脂粒子(C)を構成する、コアポリマー(A)とシェルポリマー(B)の質量比は、印刷物の優れた耐性と良好な吐出安定性を両立させる観点から90/10~60/40であることが好ましい。より好ましくは85/15~65/35であり、特に好ましくは80/20~70/30である。質量比を上記範囲内にすることで、乳化重合が容易になり、均一なコアシェル樹脂粒子(C)を得ることができることに加え、良好な保存安定性が得られる。
【0031】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)は、例えば、コアポリマー(A)を重合した後に、シェルポリマー(B)を重合することで得ることができる。または、シェルポリマー(B)を重合した後に、コアポリマー(A)を構成するモノマーを添加し重合することで得ることもできる。中でも、シェルポリマー(B)を溶剤中で重合した後に、水に転相し、コアポリマー(A)に使用するモノマーを共重合させることでコアシェル樹脂粒子(C)を得る方法が好ましい。この場合、本発明のコアシェル樹脂粒子(C)に使用されるシェルポリマー(B)に、コアポリマー(A)に使用するモノマーを共重合させる高分子界面活性剤の機能を持たせることができる。
【0032】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)の合成には、水溶性の重合開始剤の過硫酸塩、過酸化物、およびアゾ化合物を使用できる。具体的には、例えば、過硫酸アンモニウム(APS)、過硫酸カリウム(KPS)、過酸化水素、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)などが好ましい。前記水溶性の重合開始剤は、モノマー100質量部に対して、0.1~10質量部を使用することが好ましい。
【0033】
また、水溶性の重合開始剤に還元剤を併用することで、重合速度を速めること、あるいは低い反応温度で重合ができる。具体的には、例えば、アスコルビン酸、エルソルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウムなどの還元性の無機化合物が挙げられる。前記還元剤は、モノマー100質量部に対して、0.05~5質量部使用することが好ましい。
【0034】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)の合成には、緩衝剤および連鎖移動剤を適宜使用できる。前記緩衝剤は、例えば、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。また、前記連鎖移動剤は、例えば、オクチルメルカプタン、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、ステアリルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタンなどのメルカプタンが挙げられる。
【0035】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)からなる前処理液用樹脂組成物には、反応性界面活性剤を実質的に含まないことが好ましい。なお本発明において「実質的に含まない」とは、本実施形態の効果発現を妨げる程度まで、当該材料を意図的に添加することを認めないことを表すものであり、例えば、不純物や副生成物としての意図せぬ混入まで排除するものではない。
【0036】
反応性界面活性剤を含まないことが好ましい理由としては、前処理液用樹脂組成物の保存安定性が低下するためである。
【0037】
反応性界面活性剤としては、重合活性を有する界面活性剤であれば特に限定されず、例えば、反応性ノニオン性界面活性剤を挙げることができる。具体的な反応性ノニオン性界面活性剤の具体例としては、以下に限定されないが、「アデカリアソープER-10」、「アデカリアソープER-20」、「アデカリアソープER-30」、「アデカリアソープER-40」、「アデカリアソープNE-10」、「アデカリアソープNE-20」、「アデカリアソープNE-30」(ADEKA社製)、「アクアロンRN-20」、「アクアロンRN-30」、「アクアロンRN-50」(第一工業製薬社製)などが挙げられる。
【0038】
本願における「樹脂粒子」とは、水不溶性樹脂の一形態であり、動的光散乱粒度分布測定機(例えば、マイクロトラック・ベル社製ナノトラックUPA-EX150)を用いて測定した、対象となる樹脂の水混合液の50%体積平均粒子径(体積基準の累積50%径、D50)が、5~1,000nmであるものを指す。
【0039】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)は、50%体積平均粒子径が50~150nmの範囲が好ましく、より好ましくは50~100nmである。50%体積平均粒子径を上記範囲にすることで印刷物の光沢がより向上する。
【0040】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)は、重量平均分子量200,000~1,500,000が好ましく、300,000~500,000がより好ましい。重量平均分子量200,000~1,500,000の範囲にあることで、より耐水性、耐アルコール性を向上できる。
【0041】
次に、コアシェル樹脂粒子(C)を構成するコアポリマー(A)について説明する。
【0042】
<コアポリマー(A)>
コアポリマー(A)を構成するポリマーは単独重合体であっても共重合体であってもよい。コアポリマー(A)を構成するモノマーとしてはノニオン性親水モノマーが挙げられ、前に具体的に記載したモノマー種が挙げられる。
【0043】
また、コアポリマー(A)を構成するモノマーとして、ノニオン性親水モノマー以外の親水性モノマー、疎水性モノマーのいずれも使用できる。前記疎水性モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート等の直鎖または分岐アルキル基含有モノマー;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等の脂環式アルキル基含有モノマー;
スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、ビニルナフタレン、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールメタクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコールメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート等の芳香族モノマー;
等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらは1種類または2種以上を併用できる。なお本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」から選ばれる少なくとも1種を表す。
【0044】
疎水性モノマーとしては、直鎖アルキル基含有モノマー、および/または、芳香族モノマーが好ましく、特に好ましくは、芳香族モノマーである。
【0045】
直鎖アルキル基含有モノマー単位の含有量は、コアポリマー(A)の構成単位の全質量%に対し15~80質量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは40~80質量%である。含有量を上記範囲にすることでコアシェル樹脂粒子(C)の耐水性、耐アルコール性がより向上する。直鎖アルキル基含有モノマーとしてはメチル(メタ)アクリレートが好ましい。なお本発明において、モノマー単位とは、モノマーに由来する構造単位を意味する。
【0046】
芳香族モノマー単位の含有量は、コアポリマー(A)の構成単位の全質量%に対し15~30質量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは20~30質量%である。含有量を上記範囲にすることでコアシェル樹脂粒子(C)の耐水性、耐アルコール性がより向上する。さらにシェルポリマー(B)との相溶性が良好となり印刷物の光沢が向上する。
芳香族モノマーとしてはスチレン及びα-メチルスチレンが好ましい。
【0047】
ノニオン性親水モノマー以外の親水性モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-(1,1-ジメチル-3-オキソブチル)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;
アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシメチル(メタ)アクリレート、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、アクリロイルオキシエチルコハク酸、メタクリロイルオキシエチルコハク酸、アクリロイルオキシエチルフタル酸、メタクリロイルオキシエチルフタル酸、アクリロイルオキシイソ酪酸、メタクリロイルオキシイソ酪酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アクリロイルオキシエチルホスホン酸、メタクリロイルオキシエチルホスホン酸、2-(ホスホノオキシ)エチル(メタ)アクリレート、ビニルスルホン酸、スチレンカルボン酸、スチレンスルホン酸、スチレンホスホン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸などの酸基含有モノマー及びその無水物又は半エステル等のアニオン基含有モノマー;
等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらは1種類または2種以上を併用できる。これらに中でもアミド基含有モノマーを使用するとコアシェル樹脂粒子(C)の保存安定性をより向上できる。
【0048】
ノニオン性親水モノマー以外の親水性モノマー単位の含有量は、コアポリマー(A)の構成単位の全質量%に対し1~5質量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは2~4質量%である。含有量を上記範囲にすることで親水・疎水性のバランス調整、コアシェル樹脂粒子(C)の保存安定性がより向上する。さらにシェルポリマー(B)との相溶性が良好となり印刷物の光沢が向上する。
【0049】
本発明のコアポリマー(A)には架橋性モノマーを使用することができる。
具体的には、例えば、アリル(メタ)アクリレート、1-メチルアリル(メタ)アクリレート、2-メチルアリル(メタ)アクリレート、1-ブテニル(メタ)アクリレート、2-ブテニル(メタ)アクリレート、3-ブテニル(メタ)アクリレート、1,3-メチル-3-ブテニル(メタ)アクリレート、2-クロルアリル(メタ)アクリレート、3-クロルアリル(メタ)アクリレート、o-アリルフェニル(メタ)アクリレート、2-(アリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルラクチル(メタ)アクリレート、シトロネリル(メタ)アクリレート、ゲラニル(メタ)アクリレート、ロジニル(メタ)アクリレート、シンナミル(メタ)アクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルイタコン酸、ビニル(メタ)アクリレート、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル,リノレン酸ビニル、2-(2’-ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート、ジビニルベンゼン、アジピン酸ジビニル、イソフタル酸ジアリル、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等の2個以上のビニル基を有するモノマー;
等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらは1種類または2種以上を併用できる。
【0050】
架橋性モノマー単位の含有量は、コアポリマー(A)の構成単位の全質量%に対し0~2質量%が好ましく、より好ましくは0.5~1質量%である。含有量を上記範囲にすることで耐水性、耐アルコール性がより向上する。
【0051】
コアポリマー(A)の合成には、公知の重合開始剤を使用できる。重合開始剤は、モノマー100質量部に対して、2~30質量部を使用することが好ましい。
【0052】
前記重合開始剤は、有機過酸化物およびアゾ化合物が好ましい。前記有機過酸化物は、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルハイドロパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ(2-エチルヘキサノエート)、tert-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、ジ-tert-ブチルパーオキサイド等が挙げられる。前記アゾ化合物は、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、1,1’-アゾビス-シクロヘキサン-1-カルボニトリルド、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【0053】
コアポリマー(A)のガラス転移温度は、良好な耐水擦過性、耐アルコール擦過性の観点、および水性インクジェットヘッドの使用温度付近ではコアポリマー(A)同士の融着を防止して良好な吐出安定性を得る観点から65℃以上が好ましく、より好ましくは90℃以上であり、特に好ましくは100℃以上である。
【0054】
また、コアポリマー(A)のガラス転移温度は、シェルポリマー(B)のガラス転移温度より高いことが好ましく、10℃以上高いことがより好ましく、20℃以上高いことが更に好ましい。また、コアポリマー(A)とシェルポリマー(B)のガラス転移温度の差は70℃以下であることが好ましく、60℃以下であることがより好ましい。
【0055】
コアポリマー(A)を構成するポリマーが単独重合体である場合、単独重合体のガラス転移温度は各種文献(例えばポリマーハンドブック等)に記載されているものを使用することができる。また、コアポリマーを構成するポリマーが共重合体である場合、共重合体のガラス転移温度は、各種単独重合体のガラス転移温度と、単量体の質量分率とから下記FOX式によって算出することができる。
【0056】
Wn :各単量体の質量分率
Tgn:各単量体の単独重合体のガラス転移温度(単位:K)
Tg :共重合体のガラス転移温度(単位:K)
【0057】
<シェルポリマー(B)>
本発明におけるコアシェル樹脂粒子(C)を構成するシェルポリマー(B)は、コアポリマー(A)の少なくとも一部を被覆するものである。その際、シェルポリマー(B)およびコアポリマー(A)の質量の総量に対して、シェルポリマー(B)の質量の割合が少ない場合には、シェルポリマー(B)は、コアポリマー(A)を全て覆っている必要はなく、表面の一部を覆っていれば良い。
【0058】
シェルポリマー(B)を構成するポリマーは単独重合体であっても共重合体であってもよい。シェルポリマー(B)を構成するモノマーとしては、4級アンモニウム塩含有モノマー由来の構成単位および、ノニオン性親水モノマーが挙げられる。ノニオン性親水モノマーとしては前に具体的に記載したモノマー種が挙げられる。
【0059】
本発明のコアシェル樹脂粒子(C)に使用されるシェルポリマー(B)には、コアポリマー(A)に使用するモノマーを共重合させる高分子界面活性剤の役割を果たすことがある。
そのため適度な親水性を有する4級アンモニウム塩含有モノマー由来の構成単位と、疎水性を有するモノマー由来の構成単位を含むシェルポリマー(B)を使用することが好ましい。
【0060】
前記、4級アンモニウム塩含有モノマーとしては、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルメチルモルホリノアンモニウムクロライド、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等のアルキル(メタ)アクリレート系第4級アンモニウム塩、(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリロイルアミド系第4級アンモニウム塩、ジメチルジアリルアンモニウムメチルサルフェート、トリメチルビニルフェニルアンモニウムクロライドが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらは1種類または2種以上を併用できる。
【0061】
4級アンモニウム塩含有モノマー単位の含有量は、コアポリマー(B)の構成単位の全質量%に対し5~30質量%の範囲であり、好ましくは10~25質量%である。含有量を上記範囲にすることでコアシェル樹脂粒子(C)の樹脂組成物としての保存安定性がより向上するだけでなく、印刷物の耐擦過性が向上する。
【0062】
前記疎水性を有するモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート等の直鎖または分岐アルキル基含有モノマー;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等の脂環式アルキル基含有モノマー;
スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、ビニルナフタレン、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールメタクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコールメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート等の芳香族モノマー;
等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらは1種類または2種以上を併用できる。
【0063】
シェルポリマー(B)には、さらに他のモノマーを使用できる。
具体的には、例えば、
(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-(1,1-ジメチル-3-オキソブチル)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジt-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有するモノマー等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらは1種類または2種以上を併用できる。
【0064】
シェルポリマー(B)の合成には、公知の重合開始剤を使用できる。重合開始剤は、モノマー100質量部に対して、2~30質量部を使用することが好ましい。
【0065】
シェルポリマー(B)は、重量平均分子量5,000~30,000が好ましく、7,000~20,000がより好ましい。重量平均分子量が5,000~30,000の範囲にあることで、コア部の共重合性を向上できる。更には、コアポリマー(A)の成膜助剤としての働きにより耐水性、耐アルコール性がより向上できる。なお、本願における重量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定によるポリスチレン換算の値をいう。
【0066】
<水性インクジェットインキ用前処理液>
次に、本発明を構成する水性インクジェットインキ用前処理液について説明する。本発明の前処理液は、コアシェル樹脂粒子(C)を含む樹脂組成物と、界面活性剤(D)と水とを含む。
【0067】
本発明の前記コアシェル型樹脂粒子(C)の含有量は、水性インクジェットインキ用前処理液全量に対し、固形分換算で、5質量%以上40質量%以下の範囲が好ましく、より好ましくは8質量%以上30質量%以下の範囲であり、特に好ましくは10質量%以上20質量%以下の範囲である。前記コアシェル型樹脂粒子(C)の含有量を上記範囲内にすることで、優れた基材に対する密着性、耐水擦過性、および、耐アルコール擦過性を有する印刷物が得ることができるだけでなく、前処理液を含有するインクジェットヘッドのノズル目詰まり回復性を向上させ、良好な吐出安定性を有する水性インクジェットインキ用前処理液を得ることができる。
【0068】
<界面活性剤(D)>
本発明の前処理液は、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤(D)には、シロキサン系、アクリル系、フッ素系、アセチレンジオール系、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系等の種類があり、これらのうちいずれか1種を選択してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0069】
基材上における好適な濡れ性を付与することで、均一な前処理液層を形成し、インキ面と基材との密着性や画像品質に優れた印刷物を得ることができる観点から、上記のうち、アセチレンジオール系界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤、および、シロキサン系界面活性剤からなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。
【0070】
本発明の前処理液で使用される界面活性剤(D)は、既知の方法により合成することも、市販品を使用することもできる。界面活性剤を市販品から選択する場合、例えばアセチレン系界面活性剤としてサーフィノール61、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、420、440、465、485、SE、SE-F、ダイノール604、607(エアープロダクツ社製)、オルフィンE1004、E1010、E1020、PD-001、PD-002W、PD-004、PD-005、EXP.4001、EXP.4200、EXP.4123、EXP.4300(日信化学工業社製)を挙げることができる。
またポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤として、エマルゲンシリーズ(花王社製)、エマルミンシリーズ、サンノニックシリーズ、セドランシリーズ、ナロアクティーシリーズ(三洋化成工業社製)、ペグノールシリーズ(東邦化学工業社製)、ノニオンシリーズ、ユニルーブシリーズ、ユニセーフシリーズ(日油社製)を挙げることができる。
またシロキサン系界面活性剤としては、BY16-201、FZ-77、FZ-2104、FZ-2110、FZ-2162、F-2123、L-7001、L-7002、SF8427、SF8428、SH3749、SH8400、8032ADDITIVE、SH3773M(東レ・ダウコーニング社製)、Tegoglide410、Tegoglide432、Tegoglide435、Tegoglide440、Tegoglide450、Tegotwin4000、Tegotwin4100、Tegowet250、Tegowet260、Tegowet270、Tegowet280(エボニックデグサ社製)、SAG-002、SAG-503A(日信化学工業社製)、BYK-331、BYK-333、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-UV3500、BYK-UV3510(ビックケミー社製)、KF-351A、KF-352A、KF-353、KF-354L、KF355A、KF-615A、KF-640、KF-642、KF-643(信越化学工業社製)等が使用できる。なお、上記の界面活性剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0071】
本発明の前処理液が界面活性剤を含む場合、その配合量は、基材上で均一な前処理液層を形成する観点から、前処理液全量に対して0.01~10質量%であることが好ましく、0.05~5質量%であることがより好ましい。特に好ましくは0.1~3質量%である。
【0072】
<凝集剤>
また、本発明の前処理液用樹脂組成物には、凝集剤を加えてもよい。凝集剤としては、金属塩および、カチオン性高分子化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
<金属塩>
凝集剤として金属塩を用いる場合、水性インクジェットインキを凝集・増粘させられるものであれば、任意の材料を用いることができる。また、前処理液に対する溶解性や液中拡散性に優れるものを選択することが好ましい。なお、金属塩は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0073】
金属塩は、金属イオンと前記金属イオンに結合する陰イオンとから構成されるものであれば、その種類は特に限定されない。その中でも、顔料と瞬時に相互作用することで、にじみや混色を抑制し、鮮明な画像を得ることができる点から、前記金属塩が多価金属塩を含有することが好ましい。また詳細は不明であるが、保存安定性や画質に優れた印刷物が得られる前処理液になるため、多価金属塩を構成する多価金属イオンが2価の陽イオン、特にカルシウムイオンもしくはマグネシウムイオンであることがより好ましい。金属塩には、無機金属塩と有機金属塩がある。
【0074】
無機金属塩の具体例として、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム、硝酸アルミニウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの無機金属塩の中でも、吸湿性や、水性インクジェットインキの凝集・増粘効果の点から、硝酸カルシウムを選択することが好ましい。
【0075】
また有機金属塩の具体例として、パントテン酸、プロピオン酸、アスコルビン酸、酢酸、乳酸などの有機酸の、アルミニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ニッケル塩、亜鉛塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの有機酸の金属塩の中でも、吸湿性や、水性インクジェットインキの凝集・増粘効果の点から、乳酸および/または酢酸の、アルミニウム塩またはカルシウム塩を選択することが好ましい。
【0076】
本発明の前処理液における、上記金属塩の含有量は、前処理液全量に対し、金属イオンとして、0.25~8.0質量%であることが好ましく、0.75~6.5質量%であることがより好ましく、0.75~3質量%であることが特に好ましい。金属イオンの含有量を上記範囲内とすることで、基材に対する前処理液の濡れ性を確保することができる。また、印刷物の乾燥性を向上できることからも好適である。
【0077】
<カチオン性高分子化合物>
凝集剤としてカチオン性高分子化合物を選択する場合、インキ中の顔料の分散機能を低下し、かつ、好適な溶解性、拡散性を有するものであれば、任意に用いることができる。また、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0078】
なお、上記の好適な溶解性に係る指標として、25℃の水100mLに対する溶解度が利用できる。すなわち、25℃の水100mLに対する溶解度が、5g/100mL H2O以上であるカチオン性高分子化合物が、本実施形態の前処理液に好ましく用いられる。
【0079】
以下、カチオン性高分子化合物の溶解度の評価・判断方法を詳説する。試料は、カチオン性高分子化合物5gと、水100mLとをよく混合することで作製する。なお市販品など、カチオン性高分子化合物が水溶液の状態でしか入手できない場合は、水100mLに対し固形分が5gとなるよう、水を添加または揮発除去し、試料とする。その後、25℃下に24時間静置した試料について、50%粒子径が測定されなければ、前記カチオン性高分子化合物の、25℃の水100mLに対する溶解度が5g/100mL H2O以上であると判断する。なお、上記50%粒子径は、例えば粒度分布測定機(マイクロトラック・ベル社製「マイクロトラックUPA-EX150」)によって測定することができる。
【0080】
カチオン性高分子化合物に含まれるカチオン基の例として、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、-NHCONH2基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0081】
またカチオン性高分子化合物中に上記カチオン基を導入するために使用される材料として、例えばビニルアミン、アリルアミン、メチルジアリルアミン、エチレンイミンなどのアミン化合物;アクリルアミド、ビニルホルムアミド、ビニルアセトアミドなどのアミド化合物;ジシアンジアミドなどのシアナミド化合物;エピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、メチルエピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリンなどのエピハロヒドリン化合物;ビニルピロリドン、ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾールなどの環状ビニル化合物;アミジン化合物;ピリジニウム塩化合物;イミダゾリウム塩化合物などを挙げることができる。
【0082】
本実施形態の前処理液において、凝集剤としてカチオン性高分子化合物を用いる場合、前記カチオン性高分子化合物が、モノ(メタ)アクリルアミン構造単位、モノ(メタ)アクリルアンモニウムクロリド構造単位、ジアリルアミン構造単位、ジアリルアンモニウム構造単位、及びエピハロヒドリン構造単位からなる群より選択される1種類以上の構造単位を含む化合物であることが好ましく、少なくともモノ(メタ)アクリルアミン構造単位、モノ(メタ)アクリルアンモニウムクロリド構造単位、ジアリルアミン構造単位、および、ジアリルアンモニウム構造単位からなる群から選択される1種類以上の構造単位を含んでいることがより好ましい。上記のカチオン性高分子化合物はいずれも強電解質であり、前処理液中における前記カチオン性高分子化合物の溶解安定性が良好であるとともに、インキ中の顔料の分散低下能力に優れている。
【0083】
上記カチオン性高分子化合物は、公知の合成方法により合成品したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。モノ(メタ)アクリルアミン構造単位を含むカチオン性高分子化合物の具体例としては、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、および、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドと他のモノマーを共重合することで得られる、モノ(メタ)アクリルアミン構造単位を含むアクリル型のカチオン性高分子化合物が挙げられる。また、モノ(メタ)アクリルアンモニウムクロリド構造単位を含むカチオン性高分子化合物の具体例としては、前記、4級アンモニウム塩含有モノマー由来のモノマーと同義であり、これらもモノマーと他のモノマーを共重合することで得られるモノ(メタ)アクリルアンモニウムクロリド構造単位を含むアクリル型のカチオン性高分子化合物が挙げられる。ジアリルアミン構造単位を含むカチオン性高分子化合物の市販品の具体例として、PAS-21CL、PAS-21、PAS-M-1L、PAS-M-1、PAS-M-1A、PAS-92、PAS-92A(ニットーボーメディカル社製);ユニセンスKCA100L、KCA101L(センカ社製)を挙げることができる。またジアリルアンモニウム構造単位を含むカチオン性高分子化合物の市販品として、PAS-H-1L、PAS-H-5L、PAS-H-10L、PAS-24、PAS-J-81L、PAS-J-81、PAS-J-41(ニットーボーメディカル社製);ユニセンスFPA100L、FPA101L、FPA102L、FPA1000L、FPA1001L、FPA1002L、FCA1000L、FCA1001L、FCA5000L(センカ社製)を挙げることができる。さらに、ジアリルアミン構造単位、及びジアリルアンモニウム構造単位を共に含むカチオン性高分子化合物の市販品として、PAS-880(ニットーボーメディカル社製)を挙げることができる。
【0084】
また、エピハロヒドリン構造単位を含む市販品の具体例としては、FL-14(SNF社製)、アラフィックス100、251S、255、255LOX(荒川化学社製)、DK-6810、6853、6885; WS-4010、4011、4020、4024、4027、4030(星光PMC社製)パピオゲンP-105(センカ社製)、スミレーズレジン650(30)、675A、6615、SLX-1(田岡化学工業社製)、カチオマスターPD-1、7、30、PDT-2、PE-10、PE-30、DT-EH、EPA-SK01、TMHMDA-E(四日市合成社製)ジェットフィックス36N 、38 A、5052(里田化工社製)がある。
【0085】
また、本発明のコアシェル樹脂粒子(C)を構成するシェルポリマー(B)がカチオン基を有する場合、コアシェル樹脂粒子(C)をカチオン性高分子化合物として使用することも可能である。
【0086】
<水>
本発明の前処理液は水を主成分として含むことが好ましい。なお、本明細書において「水を主成分として含む」とは、全ての構成成分のうち水の配合量が最も多いことを意味する。
【0087】
本発明の前処理液に含まれる水の含有量は、前処理液全量に対し30~95質量%の範囲であることが好ましく、40~90質量%であることがより好ましく、50~85質量%であることが特に好ましい。水によって、コアシェル樹脂粒子(C)や凝集剤、更には界面活性剤(D)等の各種材料の相互溶解性が高まるため、前処理液の保存安定性向上には欠かせない材料である。
【0088】
<有機溶剤>
本発明の前処理液は、更に有機溶剤を含んでもよい。有機溶剤を併用することで、凝集剤の溶解性や、前処理液の乾燥性・濡れ性を好適なものに調整することができる。有機溶剤は1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0089】
使用する有機溶剤に特に制限はないが、水溶性の有機溶剤を含むことが好ましい。なお、本発明において「水溶性(の)有機溶剤」とは、25℃で液体であり、かつ、25℃の水に対する溶解度が1質量%以上であるものを指す。
【0090】
更に、本発明の前処理液に用いられる有機溶剤は、コアシェル樹脂粒子(C)や凝集剤との親和性がよく、前記前処理液の保存安定性が向上する観点から、分子構造中に水酸基を1個以上含む水溶性有機溶剤を使用することがより好ましく、基材に対して均一な付与が実現でき、インキ面と基材との密着性や画像品質が特に向上する観点から、前記分子構造中に水酸基を1個以上含む水溶性有機溶剤として、1気圧下における沸点が75~215℃である水溶性有機溶剤を選択することが特に好ましい。なお本明細書における、1気圧下における沸点は、公知の方法、例えば示差熱分析(DTA)法や、示差走査熱量分析(DSC)法等によって測定される値である。
【0091】
分子構造中に水酸基を1個以上含む水溶性有機溶剤としては、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、等の1価アルコール類;1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール、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、ポリエチレングリコール#200、ポリエチレングリコール#400、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、等の2価アルコール(グリコール)類;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メチルエーテル、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プロピルエーテル、ジ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ペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、1,2-ブチレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ブチレングリコールモノメチルエーテル、等のグリコールモノアルキルエーテル類;グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ジグリセリン、ポリグリセリン、等の鎖状ポリオール化合物;が挙げられる。
【0092】
また、本発明の前処理液には、上記に例示したもの以外にも、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールジアルキルエーテル類;2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ε-カプロラクタム、3-メチル-2-オキサゾリジノン、3-エチル-2-オキサゾリジノン、N,N-ジメチル-β-メトキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-エトキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ブトキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ペントキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ヘキソキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ヘプトキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-2-エチルヘキソキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-オクトキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ブトキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ペントキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ヘキソキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ヘプトキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-オクトキシプロピオンアミド等の含窒素系溶剤;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等の複素環化合物、等を使用することができる。
【0093】
本発明の前処理液に含まれる有機溶剤の配合量の総量は、前処理液全量に対して1~50質量%であることが好ましく、2~40質量%であることがより好ましく、3~30質量%であることが特に好ましい。有機溶剤の配合量を上記範囲内に収めることで、コアシェル樹脂粒子(C)や凝集剤との溶解性と、基材に対する濡れ性とが両立した前処理液を得ることができるとともに、前処理液の印刷方法によらず、長期にわたって、印刷欠陥を起こすことなく安定した印刷が可能となる。
【0094】
また有機溶剤として、水酸基を1個以上含む水溶性有機溶剤を使用する場合、その配合量は、前記有機溶剤全量に対して35~100質量%であることが好ましく、50~150質量%であることがより好ましく、65~100質量%であることが特に好ましい。配合量を上記範囲内に収めることで、水酸基を1個以上含む水溶性有機溶剤による効果が好適に発現されるためである。
【0095】
また本発明の前処理液では、1気圧下における沸点が240℃以上である有機溶剤の含有量が、前記前処理液全量に対して10質量%未満であることが好ましい(0質量%でもよい)。沸点が240℃以上である有機溶剤を含まないか、含むとしてもその配合量を上記範囲内とすることで、画像品質に優れた印刷物が得られるとともに、前処理液の乾燥性が十分なものとなる。
【0096】
更に上記と同様の理由により、1気圧下における沸点が240℃以上である有機溶剤の含有量が、前記前処理液全量に対して10質量%未満であることに加えて、1気圧下における沸点が220℃以上である有機溶剤の含有量が、前記前処理液全量に対して15質量%未満であることが好ましく、10質量%未満であることがより好ましい。
【0097】
<pH調整剤>
本発明の前処理液は、pH調整剤を含むことができる。pH調整剤を使用することで、印刷装置に使用される部材へのダメージを抑制するとともに、経時でのpH変動を抑えて前処理液の性能を長期的に維持し、保存安定性を維持・向上させることができる。pH調整剤として使用できる材料に制限はなく、また1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。具体的に、前処理液を塩基性化させる場合には、ジメチルエタノールアミン、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、等のアルカノールアミン;アンモニア水;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等を使用することができる。また、前処理液を酸性化させる場合には、塩酸、硫酸、酢酸、クエン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、リン酸、ホウ酸、フマル酸、マロン酸、アスコルビン酸、グルタミン酸等を使用することができる。
【0098】
pH調整剤の配合量は、前処理液全量に対して0.01~5質量%であることが好ましく、0.1~4.5質量%であることがより好ましい。pH調整剤の配合量を上記範囲内に収めることで、大気中の二酸化炭素の溶解等、外部刺激によるpH変化が起きにくくなり、また、コアシェル樹脂粒子(C)や凝集剤の効果の発現を阻害することがない。
【0099】
<着色剤>
ある好ましい実施形態において、本発明の前処理液は、顔料や染料等の着色剤を実質的に含まない。着色剤を含まず、実質的に透明な前処理液を用いることで、基材特有の色味や透明感を活かした印刷物を得ることができる。
【0100】
一方、別の好ましい実施形態では、本発明の前処理液は、着色剤として、白色顔料を含む。白色の前処理液を、有色および/または透明な基材に対して用いることで、鮮明性や視認性に優れた印刷物を得ることができる。本発明の前処理液が白色顔料を含む場合、前記白色顔料として、既知の材料を任意に用いることができる。具体的には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の無機酸化物;チタン酸ストロンチウム、硫酸バリウムなどの水不溶性無機塩;中空樹脂粒子、非中空樹脂粒子などの水分散性樹脂粒子等が使用可能である。
【0101】
<その他材料>
また本発明の前処理液は、所望の物性値とするために、必要に応じて消泡剤、増粘剤、防腐剤等の添加剤を適宜使用できる。これらの添加剤を使用する場合、その配合量は、前処理液全量に対して0.01~5質量%とすることが好ましく、0.01~3質量%とすることが更に好ましい。過剰に配合してしまうと、前処理液中の凝集剤の機能を阻害してしまう可能性があることから、添加量は上記範囲にすることが好ましい。
【0102】
<前処理液の物性>
本発明の前処理液が、平均粒子径(D50)が1μm以上である水不溶性粒子を含む場合、その含有量が、前記前処理液全量に対して1質量%以下であることが好ましい。平均粒子径が1μm以上である水不溶性粒子の配合量を制限することで、長期にわたって、前処理液の保存安定性が好適なものとなる。
【0103】
本発明において「水不溶性」とは、25℃の水に対する溶解度が1質量%未満であるものを指す。平均粒子径が1μm以上である水不溶性粒子の具体例として、前記粒子径条件を満たす、有機顔料、無機酸化物、水不溶性無機塩、水分散性樹脂粒子が挙げられる。なお、凝集剤、着色剤等の上記で説明した材料であっても、平均粒子径が1μm以上であるものは、上記の水不溶性粒子に該当するものとする。
【0104】
本発明の前処理液は、25℃における粘度が5~200mPa・sであることが好ましく、5~180mPa・sであることがより好ましく、10~160mPa・sであることが更に好ましく、15~140mPa・sであることが特に好ましい。上記粘度範囲を満たす前処理液は、基材に対して均一に塗布できるため、画像品質やインキ面と基材との密着性に優れた印刷物となる。なお前処理液の粘度は、処理液の粘度に応じて、例えばE型粘度計(東機産業社製TVE25L型粘度計)やB型粘度計(東機産業社製TVB10形粘度計)を用いて測定することができる。
【0105】
本発明の前処理液の静的表面張力は、基材上における好適な濡れ性を付与し、均一な前処理液層を形成することで、画像品質に優れた印刷物を得るという観点から、20~45mN/mであることが好ましく、22~40mN/mであることがより好ましく、25~35mN/mであることが特に好ましい。なお、本明細書における静的表面張力は、25℃環境下における、Wilhelmy法(プレート法、垂直板法)に基づく値であり、例えば、自動表面張力計DY-300(協和界面科学社製)と白金プレートとを用いて測定することができる。
【0106】
<前処理液の製造方法>
上記の成分からなる本発明の前処理液は、例えば、コアシェル樹脂粒子(C)、界面活性剤(D)、水、および、必要に応じて、有機溶剤、凝集剤、pH調整剤や、上記で挙げたような適宜選択される添加剤成分を加え、撹拌・混合したのち、必要に応じて濾過することで製造される。ただし、前処理液の製造方法は上記に限定されるものではない。例えば着色剤として白色顔料を使用する場合、あらかじめ、前記白色顔料と水とを含む白色顔料分散液を作製したのち、コアシェル樹脂粒子(C)、界面活性剤(D)と混合してもよい。
【0107】
<水性インクジェットインキセット>
本発明の前処理液は、1種類以上の水性インクジェットインキと組み合わせ、水性インクジェットインキセットの形態で使用できる。以下に、水性インクジェットインキセットを構成する水性インクジェットインキ(以下、単に「水性インキ」とも記載する)の構成要素について説明する。
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インクジェットインキは、少なくとも1種類が、顔料(P)と、顔料分散樹脂(E)と、水とを含むことが好ましい。
【0108】
<顔料(P)>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インクジェットインキは、耐ブロッキング性、耐水性、耐光性、耐候性、耐ガス性等を有する観点から、色材として顔料(P)を含むことが好ましい。前記顔料(P)として、既知の有機顔料及び無機顔料を使用することができる。ホワイトインキの場合を除き、これらの顔料は、水性インキ全量に対して2~20質量%の範囲で含まれることが好ましく、2.5~15質量%の範囲で含まれることがより好ましく、3~10質量%の範囲で含まれることが特に好ましい。またホワイトインキの場合、顔料の含有量は、前記ホワイトインキ全量に対して3~40質量%であることが好ましく、5~35質量%であることがより好ましく、7~30質量%であることが特に好ましい。顔料の含有量を2質量%以上(ホワイトインキの場合は3質量%以上)にすることで、十分な発色性や鮮明性を有する印刷物が得られる。また顔料の含有量を20質量%以下(ホワイトインキの場合は40質量%以下)とすることで、水性インキの粘度を、インクジェット印刷に適した範囲に収められるとともに、前記水性インキの保存安定性も良好となり、結果として長期にわたって吐出安定性を確保できる。
【0109】
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキで使用することができるシアン有機顔料として、例えば、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66が挙げられる。中でも発色性や耐光性に優れる点から、C.I.ピグメントブルー15:3および15:4からなる群より選択される1種以上が好ましい。
【0110】
また、マゼンタ有機顔料として、例えば、C.I.ピグメントレッド5、7、12、22、23、31、48(Ca)、48(Mn)、49、52、53、57(Ca)、57:1、112、122、146、147、150、185、202、209、238、242、254、255、266、269、282、C.I.ピグメントバイオレッド19、23、29、30、37、40、43、50が使用できる。中でも発色性や耐光性に優れる点から、C.I.ピグメントレッド122、150、166、185、202、209、266、269、282、およびC.I.ピグメントバイオレッド19からなる群より選択される1種以上が好ましい。
【0111】
なお発色性を更に高める観点で、マゼンタ有機顔料として、キナクリドン顔料を含む固溶体顔料を用いることも好ましい。具体的には、C.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントバイオレッド19とを含む固溶体顔料、C.I.ピグメントレッド202とC.I.ピグメントバイオレッド19とを含む固溶体顔料、C.I.ピグメントレッド209とC.I.ピグメントバイオレッド19とを含む固溶体顔料、C.I.ピグメントレッド282とC.I.ピグメントバイオレッド19とを含む固溶体顔料、C.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド150とを含む固溶体顔料、C.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド185とを含む固溶体顔料、C.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド269とを含む固溶体顔料等を挙げることができる。
【0112】
また、イエロー有機顔料として、例えば、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、94、95、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、154、155、166、168、180、185、213が使用できる。中でも発色性に優れる点からC.I.ピグメントイエロー12、13、14、74、120、180、185、および213からなる群より選択される1種以上が好ましい。
【0113】
また、ブラック有機顔料として、例えば、アニリンブラック、ペリレンブラック、アゾメチンアゾブラックが使用できる。なお、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料、オレンジ顔料、グリーン顔料、ブラウン顔料等の有彩色顔料を複数混合使用し、ブラック顔料とすることもできる。
【0114】
水性インクジェットインキには、オレンジ有機顔料、グリーン有機顔料、ブラウン有機顔料等の特色有機顔料を使用することもできる。具体的には、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、64、71、C.I.ピグメントグリーン7、36、43、58、ピグメントブラウン23、25、26等が挙げられる。
【0115】
水性インクジェットインキにおいて使用できる無機顔料には特に限定がなく、例えば黒色顔料としてカーボンブラックや酸化鉄、白色顔料として酸化チタンを用いることができる。
【0116】
カーボンブラックとしては例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラックが挙げられる。中でも、これらのカーボンブラックのうち、一次粒子径が11~50nm、BET法による比表面積が50~400m2/g、揮発分が0.5~10質量%、pHが2~10であるものが好適である。このような特性を有する市販品として、例えばNo.25、30、33、40、44、45、52、850、900、950、960、970、980、1000、2200B2300、2350、2600;MA7、MA8、MA77、MA100、MA230(三菱ケミカル社製)、RAVEN760UP、780UP、860UP、900P、1000P、1060UP、1080UP、1255(ビルラカーボン社製)、REGAL330R、400R、660R、MOGULL(キャボット社製)、Nipex160IQ、170IQ、35、75;PrinteX30、35、40、45、55、75、80、85、90、95、300;SpecialBlack350、550;Nerox305、500、505、600、605(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)が挙げられ、いずれも好ましく使用することができる。
【0117】
また、白色顔料として好適に用いられる酸化チタンとして、アナターゼ型、ルチル型のいずれも使用することができるが、印刷物の隠蔽性を上げるためにもルチル型を用いるのが好ましい。また、塩素法、硫酸法等いずれの方法で製造したものを選択してもよいが、白色度が高いことから、塩素法にて製造された酸化チタンが好ましく使用される。
【0118】
また、酸化チタンは、無機化合物および/または有機化合物によって表面処理されたものであることが好ましい。無機化合物の例として、シリコン(Si)、アルミニウム、ジルコニウム、スズ、アンチモン、チタンの化合物、およびこれらの水和酸化物を挙げることができる。また有機化合物の例として、多価アルコール、アルカノールアミンまたはその誘導体、高級脂肪酸またはその金属塩、有機金属化合物を挙げることができる。これらの中でも、多価アルコールまたはその誘導体は、酸化チタン表面を高度に疎水化し、インキの保存安定性を向上できるため、好ましく用いられる。
【0119】
なお、本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インクジェットインキでは、印刷物の色相や発色性を好適な範囲に収めるため、上記の顔料を複数混合して用いることができる。例えば、カーボンブラックを使用したブラックインキに対し、低印字率における色味を改善するため、シアン有機顔料、バイオレッド有機顔料、マゼンタ有機顔料、オレンジ有機顔料、ブラウン有機顔料から選択される1種以上の顔料を少量添加してもよい。
【0120】
<顔料分散樹脂(E)>
顔料を水性インキ中で安定的に分散保持する方法として、(1)水溶性顔料分散樹脂を顔料表面に吸着させ分散する方法、(2)水溶性および/または水分散性の界面活性剤を顔料表面に吸着させ分散する方法、(3)顔料表面に親水性官能基を化学的・物理的に導入し、分散樹脂や界面活性剤なしでインキ中に分散する方法(自己分散顔料)、(4)水不溶性樹脂で顔料を被覆し、必要に応じて更に別の水溶性顔料分散樹脂や界面活性剤を用いてインキ中に分散させる方法等を挙げることができる。
【0121】
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキでは、上記のうち(1)または(4)の方法、すなわち、顔料分散樹脂を用いる方法が選択される。また、前処理液に含まれるコアシェル樹脂粒子(C)が芳香族モノマー由来の構成単位を含む場合、前記顔料分散樹脂が、芳香族モノマーを、前記顔料分散樹脂を構成する単量体全量に対し20~90質量%含むことが好適である。これは、顔料分散樹脂中に含まれる芳香環と、コアシェル樹脂粒子(C)中の芳香環とが形成するπ-π相互作用による、水性インキの層と前処理液の層との密着性・画像品質の向上や、水溶性有機溶剤を含む水性インクジェットインキにおける保存安定性の確保・向上を目的としたものである。なお本明細書において「顔料分散樹脂」とは、上記(1)や(4)の方法において用いられる水溶性顔料分散樹脂や、上記(4)の方法において用いられる水不溶性樹脂を総称する用語として定義される。また「水不溶性樹脂」とは、対象となる樹脂の、25℃・1質量%水溶液が、肉眼で見て透明でないものを指す。
【0122】
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキでは、上記の中でも、(1)の水溶性顔料分散樹脂を用いる方法を選択することが特に好ましい。これは、樹脂を構成する単量体組成や分子量を選定・検討することにより、顔料に対する樹脂吸着能や顔料分散樹脂の電荷を容易に調整でき、結果としてインキの保存安定性の向上や、本実施形態の前処理液による顔料凝集能力の制御が可能となるためである。
【0123】
上記顔料分散樹脂の種類は特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン(メタ)アクリル樹脂、(無水)マレイン酸樹脂、スチレン(無水)マレイン酸樹脂、オレフィン(無水)マレイン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂(多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体)を使用することができる。中でも、芳香環構造を有する単量体を含む材料選択の幅広さや合成の容易さの点で、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂を使用することが特に好ましい。また上記の顔料分散樹脂は、既知の方法により合成することも、市販品を使用することもできる。
【0124】
上記の通り、顔料分散樹脂は、その合成で使用する全モノマーのうち、芳香族モノマーを20~90質量%含むことが好ましく、20~80質量%であることがより好ましく、20~70質量%であることが特に好ましい。芳香族モノマーの量を上記範囲に収めることで、π-π相互作用を利用した水性インキの層と前処理液の層との密着性、画像品質向上の効果や、沸点の低い水溶性有機溶剤を含む水性インキにおける保存安定性の確保・向上の効果が好適なものとなる。
【0125】
顔料分散樹脂は、芳香環構造に加えて、炭素数10~36のアルキル基を含むことが好ましい。アルキル基の炭素数を10~36とすることにより、顔料分散液の低粘度化と更なる画像品質向上、保存安定性向上を実現できるためである。なおアルキル基の炭素数として、水性インキ中の水溶性有機溶剤との相溶性が好適化し、印刷物の乾燥性が良化する観点から、好ましくは炭素数12~30であり、更に好ましくは炭素数18~24である。またアルキル基は炭素数10~36の範囲であれば、直鎖であっても分岐していてもよいが、直鎖状のものが好ましい。直鎖のアルキル基としてはラウリル基(C12)、ミリスチル基(C14)、セチル基(C16)、ステアリル基(C18)、アラキル基(C20)、ベヘニル基(C22)、リグノセリル基(C24)、セロトイル基(C26)、モンタニル基(C28)、メリッシル基(C30)、ドトリアコンタノイル基(C32)、テトラトリアコンタノイル基(C34)、ヘキサトリアコンタノイル基(C36) 等が挙げられる。
【0126】
炭素数10~36のアルキル基を含有するモノマーの、顔料分散樹脂中に含まれる含有量は、顔料分散液の低粘度化と印刷物の耐擦過性、乾燥性、耐ブロッキング性や光沢性とを両立させる観点から5~60質量%であることが好ましく、15~55質量%であることがより好ましく、25~50質量%であることが特に好ましい。
【0127】
また、顔料分散樹脂が、芳香環構造に加えて、アルキレンオキサイド基を含むことも好適である。アルキレンオキサイド基を導入することで、前記顔料分散樹脂の親水・疎水性を任意に調整し、水性インキの保存安定性を向上できるとともに、前記アルキレンオキサイド基が、前処理液層中のコアシェル樹脂粒子(C)や基材と水素結合を引き起こし、印刷物における、水性インキの層と前処理液の層、ならびに、水性インキの層と基材との密着性が特段に向上する。上記機能を好適に発現させるため、顔料分散樹脂として水溶性顔料分散樹脂を用いる場合、前記アルキレンオキサイド基としてエチレンオキサイド基を選択することが好ましい。同様に、上記顔料分散樹脂として水不溶性樹脂を用いる場合、前記アルキレンオキサイド基としてプロピレンオキサイド基を選択することが好ましい。
【0128】
アルキレンオキサイド基を有するモノマーの、顔料分散樹脂中に含まれる含有量は、顔料分散液の低粘度化、水性インキの保存安定性、印刷物における、水性インキの層と前処理液の層、ならびに、水性インキの層と基材との密着性の全てを両立させる観点から、樹脂合成で使用する全モノマーのうち、5~40質量%であることが好ましく、10~35質量%であることがより好ましく、15~30質量%であることが特に好ましい。
【0129】
なお、顔料を水性インキ中で安定的に分散保持する方法として、上記(1)の方法を選択する、すなわち、上記顔料分散樹脂として水溶性顔料分散樹脂を用いる場合、水性インキへの溶解度を上げるため、前記顔料分散樹脂中の酸基を塩基で中和することが好ましい。しかしながら過剰に塩基を投入してしまうと、前処理液中にカチオン成分が含まれている場合、カチオン成分が中和されてしまい、十分な効果を発揮することができないため、その添加量には注意を払う必要がある。塩基の添加量が過剰かどうかは、例えば顔料分散樹脂の10質量%水溶液を作製し、前記水溶液のpHを測定することにより確認することができる。中でも、前処理液の機能を十分に発現させるために、前記水溶液のpHが7~11.5であることが好ましく、7.5~11であることがより好ましい。
【0130】
上記の、顔料分散樹脂を中和するための塩基としては、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等のアルカノールアミン;アンモニア水;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等を挙げることができる。
【0131】
顔料を水性インキ中で安定的に分散保持する方法として、上記(1)の方法を選択する、すなわち、上記顔料分散樹脂として水溶性顔料分散樹脂を用いる場合、その酸価が30~375mgKOH/gであることが好ましい。酸価を上記の範囲内に収めることで、顔料分散樹脂の水に対する溶解性が確保できるうえ、顔料分散樹脂間での相互作用が好適なものとなることで、顔料分散液の粘度を抑えることができるためである。酸価が30mgKOH/g以上であれば、水に対する溶解性が良好となり、顔料分散液の粘度を抑えることができ、400mgKOH/g以下であれば、水性インキの保存安定性に優れる。顔料分散樹脂の酸価は、65~340mgKOH/gであることがより好ましく、更に好ましくは、100~300mgKOH/gであり、特に好ましくは135~270mgKOH/gである。
【0132】
さらに、上記顔料分散樹脂の酸価が上記範囲内であることにより、前処理液中のコアシェル樹脂微粒子(C)や凝集剤と、顔料分散体におけるアニオン性基との相互作用が生じ、前処理液を印刷した基材に対する水性インキの濡れ性および密着性が向上し、優れた画像品質を有する印刷物を得ることができる。
【0133】
一方、上記(4)の方法を選択する、すなわち、上記顔料分散樹脂として水不溶性樹脂を用いる場合、その酸価は0~150mgKOH/gであることが好ましく、5~90mgKOH/gであることがより好ましく、更に好ましくは、10~80mgKOH/gである。酸価を上記の範囲内に収めることで、耐ブロッキング性や耐擦過性に優れた印刷物が得られるためである。なお、顔料分散樹脂の酸価は、前記顔料分散樹脂1g中に含まれる酸を中和するために必要となる水酸化カリウム(KOH)のmg数であり、エタノール/トルエン混合溶媒中で、KOH溶液にて滴定した値である。前記測定は、例えば京都電子工業株式会社製「電位差自動滴定装置AT-610」を用いて行うことができる。
【0134】
また顔料分散樹脂の分子量は、重量平均分子量が1,000以上300,000以下の範囲であることが好ましく、5,000以上200,000以下の範囲であることがより好ましい。重量平均分子量が前記範囲であることにより、顔料が水中で安定的に分散することで水性インキの保存安定性が向上し、また、前記水性インキに使用した際の粘度調整等が行いやすい。重量平均分子量が1,000以上であると、水性インキ中に添加されている水溶性有機溶剤に対して顔料分散樹脂が溶解しにくいために、顔料に対しての分散樹脂の吸着が強くなり、インキの保存安定性が向上する。重量平均分子量が300,000以下であると、分散時の粘度が低く抑えられるだけでなく、インクジェットヘッドからの吐出安定性が良好となり、長期にわたって安定な印刷が可能になる。
【0135】
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキにおいて、顔料分散用脂の配合量は、顔料に対して2~60質量%であることが好ましい。顔料分散樹脂の配合量を、顔料に対して2~60質量%とすることで、顔料分散液の粘度を抑え、前記顔料分散液や水性インキの保存安定性・分散安定性が良化するとともに、本実施形態の前処理液と混合した際に、速やかに凝集が起こる。顔料と顔料分散樹脂の比率としてより好ましくは4~55質量%、更に好ましくは5~50質量%である。
【0136】
<水溶性有機溶剤>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インクジェットインキは、水溶性有機溶剤を含むことが好ましい。また、1気圧下における沸点が250℃以上である水溶性有機溶剤の量が、水性インクジェットインキ全量に対し5質量%以下(0質量%でもよい)であることが好ましい。高沸点の水溶性有機溶剤量を5質量%以下にすることで、水性インクジェットインキの乾燥性、吐出安定性が良好になる上に、前処理液と組み合わせた際、にじみ等の画像の欠陥がなく、耐ブロッキング性も良好な水性インキが得られる。また画像品質や耐ブロッキング性を更に向上させる観点から、1気圧下における沸点が250℃以上である水溶性有機溶剤の量は、2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい(いずれも、0質量%であってもよい)。
【0137】
また同様の理由により、1気圧下における沸点が220℃以上である水溶性有機溶媒の量が、水性インキ全量に対し5質量%以下(0質量%でもよい)であることが好ましく、2質量%以下(0質量%でもよい)であることが特に好ましい。なお上記1気圧下における沸点が220℃以上である水溶性有機溶剤の量は、1気圧下で沸点が250℃以上である水溶性有機溶剤も含めて算出するものとする。
【0138】
水性インクジェットインキに含まれる水溶性有機溶剤の、1気圧下における加重沸点平均値は、145~215℃であることが好ましく、150~200℃であることがより好ましく、155~190℃であることが特に好ましい。水溶性有機溶剤の加重沸点平均値を上記範囲に収めることで、本実施形態の前処理液と組み合わせたときに、高速印刷であっても画像品質に優れた画像を得ることができるとともに、吐出安定性も優れたものとなる。なお、上記加重沸点平均の算出には、上記の1気圧下で沸点が250℃以上である水溶性有機溶剤や沸点が220℃以上である水溶性有機溶剤も含めるものとする。また、上記1気圧下における加重沸点平均値は、それぞれの水溶性有機溶剤について算出した、1気圧下での沸点と、全水溶性有機溶剤に対する質量割合との乗算値を、足し合わせることで得られる値である。
【0139】
なお、上記の1気圧下での沸点は、DSC(示差走査熱量分析)等の熱分析装置を用いることにより測定することができる。
【0140】
水性インクジェットインキで使用される、水溶性有機溶剤の総量は、水性インクジェットインキ全量に対し3~40質量%であることが好ましい。更に、ノズルからの吐出安定性と、前処理液と組み合わせたときに十分な濡れ性と乾燥性を確保し、密着性や画像品質に優れた印刷物を得るという観点から、5~35質量%であることがより好ましく、8~30質量%以下であることが特に好ましい。水溶性有機溶剤の総量を3質量%以上にすることでインキの保湿性が良好となり、吐出安定性に優れたインキとなる。また水溶性有機溶剤の含有量を40質量%以下にすることで、乾燥性が良好なインキが得られ、画像品質に優れた印刷物となる。なお、顔料分散樹脂や、後述するバインダー樹脂(E)、界面活性剤等の材料成分との相溶性、親和性の観点から、グリコールエーテル系溶剤および/またはアルキルポリオール系溶剤を含有することが好ましい。
【0141】
好適に用いられる、1気圧下の沸点が250℃未満であるグリコールエーテル系溶剤を例示すると、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プロピルエーテル、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メチルエーテル、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プロピルエーテル、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メチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,2-ブチレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ブチレングリコールモノメチルエーテル、等のグリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、等のグリコールジアルキルエーテル類が挙げられる。
【0142】
特に、優れた保湿性と乾燥性を両立することができる点で、上記グリコールエーテル系溶剤の中でも、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プロピルエーテル、ジ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ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ブチルエーテル、1,2-ブチレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ブチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテルを選択することが好ましい。
【0143】
また、1気圧下の沸点が250℃未満であるアルキルポリオール系溶剤としては、例えばエチレングリコール、1,2-プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールを挙げることができる。
【0144】
中でも、優れた保湿性と乾燥性を両立することができる点で、上記アルキルポリオール系溶剤の中でも1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールを選択することが好ましい。
【0145】
<バインダー樹脂>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インクジェットインキはバインダー樹脂を含むことが好ましい。バインダー樹脂の形態は、水溶性樹脂、または樹脂粒子のいずれであってもよく、水性インクジェットインキや印刷物に要求される特性に応じて、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。例えば樹脂粒子は、水性インクジェットインキの粘度を低くすることができ、より多量の樹脂を配合することができることから、印刷物の耐性を高めるのに適している。また、バインダー樹脂として水溶性樹脂を使用した水性インクジェットインキは、吐出安定性や、本実施形態の前処理液と組み合わせた際の印刷物の画像品質に優れる。
【0146】
またバインダー樹脂の種類に関しても、(メタ)アクリル樹脂、スチレン(メタ)アクリル樹脂、(無水)マレイン酸樹脂、スチレン(無水)マレイン酸樹脂、オレフィン(無水)マレイン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂等を、いずれも好適に使用できる。中でも、水性インクジェットインキの保存安定性や、本実施形態の前処理液と組み合わせた際の、印刷物におけるインキ面と基材との密着性や耐擦過性の観点から、(メタ)アクリル樹脂、スチレン(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂が好ましく使用される。
【0147】
なお、バインダー樹脂として樹脂粒子を使用する場合、吐出安定性を好適なものとする観点から、前記樹脂粒子を構成する単量体の種類や配合比を調整することにより、最低造膜温度(MFT)を50℃以上にすることが好ましい。
【0148】
なお、上記MFTは、例えばテスター産業社製MFTテスターによって測定することができる。具体的には、フィルム上にWET膜厚300μmとなるようにバインダー樹脂の25質量%水溶液を印刷したのち、温度勾配をかけた状態で上記テスター上に静置し、乾燥後に白い析出物が生じた領域と透明な樹脂膜が形成された領域との境界の温度をMFTとする。
【0149】
また、バインダー樹脂として水溶性樹脂を使用する場合、水性インクジェットインキの吐出安定性と印刷物の耐擦過性とを両立する観点から、その重量平均分子量を5,000~80,000の範囲とすることが好ましく、8,000~60,000の範囲とすることがより好ましく、10,000~50,000の範囲とすることが特に好ましい。また同様の理由により、水溶性樹脂の酸価が5~80mgKOH/gであることが好ましく、酸価が10~50mgKOH/gであることがより好ましい。
【0150】
前記バインダー樹脂の、水性インクジェットインキ全量中における含有量は、固形分換算で水性インクジェットインキ全量の1~10質量%であることが好ましく、より好ましくは2~15質量%であり、特に好ましくは3~10質量%である。
【0151】
<界面活性剤>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキは、表面張力を調整し画像品質を向上させる目的で界面活性剤を使用することが好ましい。一方で、表面張力が低すぎるとインクジェットヘッドのノズル面が水性インキで濡れてしまい、吐出安定性を損なうことから、界面活性剤の種類と量の選択は非常に重要である。基材に対する濡れ性の確保と、ノズルからの吐出安定性の最適化という観点から、シロキサン系、アセチレンジオール系、フッ素系、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系の界面活性剤を使用することが好ましく、シロキサン系、アセチレンジオール系の界面活性剤を使用することが特に好ましい。界面活性剤の添加量としては、水性インキ全量に対して、0.01~5.0質量%が好ましく、0.05~3.0質量%が更に好ましい。
【0152】
界面活性剤は、既知の方法により合成することも、市販品を使用することもできる。界面活性剤を市販品から選択する場合、例えばシロキサン系、アセチレンジオール系界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤は、前処理液で使用できる界面活性剤として上記に挙げたものが好適に選択できる。またフッ素系界面活性剤としては、ZonylTBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、CapstoneFS-30、FS-31(DuPont社)、PF-151N、PF-154N(オムノバ社製)等が使用できる。なお、上記の界面活性剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0153】
水性インキに使用する界面活性剤と前処理液に使用する界面活性剤は、同じでも異なっていてもよい。各々異なる界面活性剤を使用する際は、両者の表面張力に注意したうえで配合量を決定することが好ましい。
【0154】
<水>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキに含まれる水としては、種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用するのが好ましい。
【0155】
水性インキに使用することができる水の含有量としては、インキの全質量の20~90質量%の範囲であることが好ましい。
【0156】
<その他の成分>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インキは、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインキとするためにpH調整剤を添加することができ、pH調整能を有する材料を任意に選択することができる。塩基性化させる場合は、ジメチルエタノールアミン、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等のアルカノールアミン;アンモニア水;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等を使用することができる。また酸性化させる場合は塩酸、硫酸、酢酸、クエン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、リン酸、ホウ酸、フマル酸、マロン酸、アスコルビン酸、グルタミン酸等を使用することができる。上記のpH調整剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0157】
pH調整剤の配合量は、水性インクジェットインキ全量に対し0.01~5質量%であることが好ましく、0.1~3質量%であることがより好ましく、0.2~1.5質量%であることが最も好ましい。上記範囲内に収めることで、空気中の二酸化炭素の溶解等によるpH変化を起こすことなく、また、前処理液と水性インキとが接触した際に、凝集剤による凝集効果を阻害することなく、本発明の効果を好適に発現させることができるため、好ましい。
【0158】
また、水性インキは、上記の成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインキとするために、消泡剤、防腐剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤等の添加剤を適宜に添加することができる。これらの添加剤の添加量の例としては、インキの全質量に対して、0.01~5質量%が好適である。
【0159】
例えば、本発明で用いられる水性インクジェットインキは、基材への密着性向上や、樹脂の常温架橋(ケト基含有の場合)等の目的で、ヒドラジド系添加剤を使用する事ができる。ヒドラジド系添加剤としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
【0160】
<水性インクジェットインキのセット>
本発明の前処理液と組み合わせて用いられる水性インクジェットインキは単色で使用してもよいが、用途に合わせて複数の色を組み合わせた水性インクジェットインキのセットとして使用することもできる。組み合わせは特に限定されないが、シアン、イエロー、マゼンタの3色を使用することでフルカラーの画像を得ることができる。また、ブラックインキを追加することで黒色感を向上させ、文字等の視認性を上げることができる。更にオレンジ、グリーン等の色を追加することで色再現性を向上させることも可能である。基材の一例であるフィルム基材では、透明フィルムに対して、ホワイトインキの印刷を行うことで、鮮明な画像を得ることができ、特にブラックインキで印刷された文字等の鮮明性や視認性を上げることができるため、好ましく組み合わされる。
【0161】
<水性インクジェットインキの製造方法>
上記した成分を含む、水性インクジェットインキは、例えば、以下のプロセスを経て製造される。ただし、水性インクジェットインキの製造方法は以下に限定されるものではない。
【0162】
(1)顔料分散液の製造
顔料分散樹脂として、水溶性顔料分散樹脂を用いる場合、前記水溶性顔料分散樹脂と水と、必要に応じて水溶性有機溶剤とを混合・攪拌し、水溶性顔料分散樹脂混合液を作製する。前記水溶性顔料分散樹脂混合液に、顔料を添加し、混合・攪拌(プレミキシング)した後、分散機を用いて分散処理を行う。その後、必要に応じて遠心分離、濾過や、固形分濃度の調整を行い、顔料分散液を得る。
【0163】
また、水不溶性樹脂により被覆された顔料の分散液を製造する場合、あらかじめ、メチルエチルケトン等の有機溶媒に水不溶性樹脂を溶解させ、必要に応じて前記水不溶性樹脂を中和した、水不溶性樹脂溶液を作製する。前記水不溶性樹脂溶液に、顔料と、水とを添加し、混合・撹拌(プレミキシング)した後、分散機を用いて分散処理を行う。その後、減圧蒸留により前記有機溶媒を留去し、必要に応じて、遠心分離、濾過や、固形分濃度の調整を行い、顔料分散液を得る。
【0164】
顔料の分散処理の際に使用される分散機は、一般に使用される分散機ならいかなるものでもよいが、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル、ビーズミルおよびナノマイザーが挙げられる。上記の中でもビーズミルが好ましく使用され、具体的にはスーパーミル、サンドグラインダー、アジテータミル、グレンミル、ダイノーミル、パールミルおよびコボルミル等の商品名で市販されている。
【0165】
顔料分散液の粒度分布を制御する方法として、上記に挙げた分散機の粉砕メディアのサイズを小さくすること、粉砕メディアの材質を変更すること、粉砕メディアの充填率を大きくすること、撹拌部材(アジテータ)の形状を変更すること、分散処理時間を長くすること、分散処理後フィルターや遠心分離機等で分級すること、およびこれらの手法の組み合わせが挙げられる。顔料を好適な粒度範囲に収めるためには、上記分散機の粉砕メディアの直径を0.1~3mmとすることが好ましい。また粉砕メディアの材質として、ガラス、ジルコン、ジルコニア、チタニアが好ましく用いられる。
【0166】
(2)水性インクジェットインキの調製
次いで、上記顔料分散液に、水溶性有機溶剤、水、および必要に応じて上記で挙げたバインダー樹脂、界面活性剤やその他の添加剤を加え、撹拌・混合する。なお、必要に応じて前記混合物を40~150℃の範囲で加熱しながら撹拌・混合してもよい。
【0167】
(3)粗大粒子の除去
上記混合物に含まれる粗大粒子を、濾過分離、遠心分離等の手法により除去し、水性インクジェットインキとする。濾過分離の方法としては、既知の方法を適宜用いることができる。またフィルター開孔径は、粗大粒子、ダストが除去できるものであれば、特に制限されないが、好ましくは0.3~5μm、より好ましくは0.5~3μmである。また濾過を行う際は、フィルターは単独種を用いても、複数種を併用してもよい。
【0168】
<水性インクジェットインキの特性>
水性インクジェットインキは、25℃における粘度を3~20mPa・sに調整することが好ましい。この粘度領域であれば、特に通常の4~10KHzの周波数を有するインクジェットヘッドから10~70KHzの高周波数のインクジェットヘッドにおいても安定した吐出特性を示す。特に、25℃における粘度を4~10mPa・sとすることで、600dpi以上の設計解像度を有するインクジェットヘッドに対して用いても、安定的に吐出させることができる。
【0169】
なお、上記粘度は常法により測定することができる。具体的にはE型粘度計(東機産業社製TVE25L型粘度計)を用い、インキ1mLを使用して測定することができる。
【0170】
また、安定的に吐出できる水性インクジェットインキにするとともに、本発明の前処理液と組み合わせた際、インキ面と基材との密着性や画像品質に優れた印刷物が得られる点から、本実施形態の水性インクジェットインキは、25℃における静的表面張力が18~35mN/mであることが好ましく、19~32mN/mであることがより好ましく、20~28mN/mであることが特に好ましい。また印刷物のにじみや混色を防ぎ、画像品質に特段に優れた印刷物が得られる観点から、水溶性有機溶剤や界面活性剤の種類・量を調整することで、本実施形態の水性インキの表面張力を、前処理液の表面張力以下とすることが好ましい。なお、本実施形態における静的表面張力は、例えば表面張力計(協和界面科学社製CBVP-Z)を用い、25℃環境下で白金プレート法によって測定することができる。
【0171】
また上記と同様の理由から、水性インクジェットインキは、25℃・10msecにおける動的表面張力が25~40mN/mであることが好ましく、28~38mN/mであることがより好ましく、30~36mN/mであることが特に好ましい。なお、本実施形態における動的表面張力は、Kruss社製バブルプレッシャー動的表面張力計BP100を用いて、25℃環境下で最大泡圧法によって測定することができる。
【0172】
水性インクジェットインキは、優れた発色性を有する印刷物を得るために、顔料の平均二次粒子径(D50)を40nm~500nmとすることが好ましく、より好ましくは50nm~400nmであり、特に好ましくは60nm~300nmである。平均二次粒子径を上記好適な範囲内に収めるためには、上記のように顔料分散処理工程を制御すればよい。
【0173】
<印刷物の製造方法>
本発明の前処理液と、上記水性インクジェットインキとを組み合わせた、水性インクジェットインキセットで印刷物を製造する方法としては、基材に前記前処理液を印刷する工程と、前記基材上の、前記前処理液を印刷した部分に、前記水性インクジェットインキを、1パスインクジェット印刷により印刷する工程と、前記水性インクジェットインキが印刷された、前記基材を乾燥する工程とを含む方法が好ましく用いられる。なお上記の工程は、この順番に実施することが好ましい。
【0174】
本発明における、コアシェル樹脂粒子(C)からなる樹脂組成物を用いた前処理液を使用することによって、水性インクジェットインキの構成によらず、耐水擦過性および耐アルコール擦過性に優れた印刷物を得ることができる。
【0175】
本発明において「1パスインクジェット印刷」とは、停止している基材に対しインクジェットヘッドを一度だけ走査させる、または、固定されたインクジェットヘッドの下部に基材を一度だけ通過させて印刷する方法であり、印字されたインキの上に再度インキが印字されることがない。ただし、インクジェットヘッドを走査させる場合、前記インクジェットヘッドの動きを加味して吐出タイミングを調整する必要があり、着弾位置のずれが生じやすい。そのため、本実施形態の水性インキを印刷する際は、固定されたインクジェットヘッドの下部に基材を通過させる方法が好ましく用いられる。
【0176】
以下に、水性インクジェットインキセットを用いた印刷物の製造方法について説明する。
【0177】
<前処理液の印刷方法>
本発明の前処理液を用いて印刷物を製造する際、好適には、水性インクジェットインキを印刷する前に、基材上に前処理液が印刷される。その印刷方法として、インクジェット印刷のように基材に対して非接触で印刷する方式と、基材に対し前処理液を当接させて印刷する方式のどちらを採用してもよい。また、前処理液の印刷方法として、前処理液を当接させる印刷方式を選択する場合、オフセットグラビアコーター、グラビアコーター、ドクターコーター、バーコーター、ブレードコーター、フレキソコーター、ロールコーター等のローラ形式が好適に使用できる。
【0178】
<前処理液印刷後の乾燥方法>
本発明の前処理液を使用して印刷をする際は、前処理液を基材に印刷した後、前記基材上の前処理液を乾燥させてから、水性インクジェットインキを印刷してもよいし、前記基材上の前処理液が完全に乾燥する前に、水性インクジェットインキを印刷してもよい。中でも、水性インクジェットインキを印刷する前に前処理液を完全に乾燥させる、すなわち、前記前処理液の液体成分を完全に除去された状態とすることが好ましい。前処理液が完全に乾燥した後で水性インクジェットインキを印刷することで、後から着弾する水性インクジェットインキが乾燥不良を起こすことなく、耐擦過性に優れた印刷物が得られるためである。
【0179】
本発明の前処理液の乾燥方法に特に制限はなく、例えば加熱乾燥法、熱風乾燥法、赤外線乾燥法、マイクロ波乾燥法、ドラム乾燥法等、従来既知の方法を挙げることができる。上記の乾燥法は単独で用いても、複数を併用してもよいが、基材へのダメージを軽減し効率よく乾燥させるため、熱風乾燥法を用いることが好ましい。また、基材へのダメージや前処理液中の液体成分の突沸を防止する観点から、加熱乾燥法を採用する場合は乾燥温度を35~100℃とすることが、また熱風乾燥法を採用する場合は熱風温度を50~150℃とすることが好ましい。
【0180】
<水性インクジェットインキの印刷方法>
水性インクジェットインキは、基材上の前処理液を印刷した部分に、1パスインクジェット印刷により付与される方式が好ましい。なお、前記1パスインクジェット印刷で用いるインクジェットヘッドの設計解像度は、画像品質に優れた画像が得られる点から、600dpi(DotsPerInch)以上であることが好ましく、720dpi以上であることがより好ましい。
【0181】
<水性インクジェットインキ印刷後の乾燥方法>
水性インクジェットインキを印刷したあと、前記水性インキ、および未乾燥の前処理液を乾燥させるため、前記水性インクジェットインキが付与された基材を乾燥する工程を含むことが好ましい。なお好適に用いられる乾燥方法は、上記前処理液の場合と同様である。
【0182】
<前処理液、および水性インクジェットインキの印刷量>
前処理液を印刷してなる乾燥後の層の膜厚が、0.1~1.6μmとなることが好ましい。
あるいは、基材に対する前処理液の印刷量が、1~25g/m2であることが好ましい。膜厚や塗布量を上記範囲に収めることで、混色にじみを抑えるとともに、塗布後の前処理液層の乾燥性が良好なものとなり、印刷装置内部への付着や、印刷物を重ねた際のブロッキングを防止し、タック感(べたつき)がなく、また耐擦過性に優れた印刷物を得ることができる。
【0183】
また水性インクジェットインキセットを印刷する際は、前処理液の印刷量に対する水性インクジェットインキの印刷量の比を0.1以上10以下とすることが好ましい。印刷量の比としてより好ましくは0.5以上9以下であり、特に好ましくは1以上8以下である。印刷量の比を上記範囲に収めることにより、前処理液量が過剰となることで起こる基材の風合いの変化や、水性インクジェットインキ量が過剰となり前処理液の効果が不十分となることで起こる、画像品質の悪化を防ぐことができる。
【0184】
<基材>
本発明のインキを印刷する基材は、特に限定されるものではなく、既知のものを任意に使用できる。中でも、パッケージ用途では、非浸透性基材または難浸透性基材が好適であり、特に非浸透性基材に対して好適に使用できる。なお本明細書では、記録媒体の浸透性は、動的走査吸液計によって測定される吸水量によって判断するものとする。具体的には、下記方法によって測定される、接触時間100msecにおける純水の吸水量が、1g/m2未満である記録媒体を「非浸透性基材」とし、1~10g/m2である記録媒体を「難浸透性基材」とする。
【0185】
記録媒体の吸水量は、例えば以下の条件で測定できる。動的走査吸液計として、熊谷理機工業社製KM500winを使用し、23℃・50%RHの条件下、15~20cm角程度にした記録媒体を用いて、以下に示す条件で、純水の転移量を測定する。
・測定方法:螺旋走査(Spiral Method)
・測定開始半径:20mm
・測定終了半径:60mm
・接触時間:10~1500msec
・サンプリング点数:19(接触時間の平方根に対してほぼ等間隔になるよう測定)
・走査間隔:7mm
・回転テーブルの速度切替角度:86.3度
・ヘッドボックス条件:幅5mm、スリット幅1mm
【0186】
非浸透性基材または難浸透性基材の例として、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコールの様なプラスチック基材、コート紙、アート紙、キャスト紙のような印刷紙基材、アルミニウム、鉄、ステンレス、チタンの様な金属基材、ガラス基材などが挙げられる。
【0187】
上記の基材は印刷媒体の表面が滑らかであっても、凹凸のついたものであってもよいし、透明、半透明、不透明のいずれであってもよい。また、これらの記録媒体の2種以上を互いに張り合わせたものでもよい。更に印字面の反対側に剥離粘着層などを設けてもよく、また印字後、印字面に粘着層などを設けてもよい。また本発明のインクジェット記録方法で使用される記録媒体の形状は、ロール状でも枚葉状でもよい。
【0188】
なお、本発明の水性インクジェットインキの濡れ性を向上し、画像品質や乾燥性を向上させ、また、印刷物表面が均一化するため耐擦過性や密着性もまた向上できるため、上記に例示した非浸透性基材または難浸透性基材に対し、コロナ処理やプラズマ処理といった表面改質方法を施すことも好ましい。
【実施例0189】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。なお、以下の記載において「部」および「%」とあるものは、特に断らない限り、それぞれ「質量部」、「質量%」を表す。表中の数値は特に断らない限り、部数を表す。
【0190】
以下の通り、コアシェル微粒子(C)を構成する、シェル樹脂(B)およびコア樹脂(A)をそれぞれ合成した。
<シェルポリマー(B)-1の合成例>
攪拌器、温度計、2つの滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、イソプロピルアルコール171.2部を仕込み、攪拌しながら、窒素還流下で温度80℃まで昇温した。次に、2つの滴下ロートを準備し、一方に、スチレン15.0部、メタクリル酸メチル44.0部、ジメチルアミノエチルメタクリレート16.0部、PME-100 12.5部、および、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド12.5部をイソプロピルアルコール150部に溶解し、仕込み2時間かけて滴下した。他方にはジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)15.0部をイソプロピルアルコール37.5部に溶解させて仕込み、2時間かけて滴下した。滴下完了後、80℃で1時間反応を継続し、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)0.15部をイソプロピルアルコール7.5部に溶解させて仕込んだ後反応を終了した。その後、100℃に加熱し、イソプロピルアルコールを水と共沸させてイソプロピルアルコールを留去し、固形分濃度が30%になるように調整した。これより、固形分濃度30%の水溶性高分子化合物であるシェルポリマー(B)-1を得た。シェルポリマー(B)-1のTgは60℃であった。
【0191】
<シェルポリマー(B)-2~6の合成例>
表1に示す原料および配合比に変更した以外は、シェルポリマー(B)-1と同様に反応することでシェルポリマー(B)-2~6を得た。
【0192】
【0193】
[実施例1~20、比較例1~9]
<コアシェル樹脂粒子(C)-1の合成例>
攪拌器、温度計、2つの滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、シェルポリマー(B)-1 83.3部、イオン交換水116.2部を仕込み、窒素還流下で温度88℃まで昇温した。次に、2つの滴下ロートを準備し、一方に、スチレン25.0部、メタクリル酸メチル73.0部、ダイアセトンアクリルアミド2.0を仕込み2時間かけて滴下した。他方には、濃度5%の2,2’-アゾビス(2-メチルーN-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド水溶液10.0部を仕込み2時間かけて滴下した。滴下完了後、80℃で2時間反応を継続した後反応を終了した。次いでイオン交換水で溶液の不揮発分を30%に調整することでシェルポリマー(B)―1で被覆されたコアポリマー(A)1を持つコアシェル樹脂粒子(C)-1を得た。コアポリマー(A)-1とシェルポリマー(B)1の質量比は80/20、コアポリマー(A)-1のTgは103℃、50%体積平均粒子径は62nmであった。
【0194】
<コアシェル樹脂粒子(C)-2~18の合成例>
表2に示す原料および配合比に変更した以外はコアシェル樹脂粒子(C)-1と同様に反応することでコアシェル樹脂粒子(C)-2~18を得た。
【0195】
【0196】
<コアシェル樹脂粒子(C)-19の合成例>
国際公開第2016/185822号記載の樹脂粒子1HMLの作製と同様の方法で、3層型コアシェル樹脂粒子(C)-19を合成した。コアシェル樹脂粒子(C)-19は、シェルポリマー(B)中のノニオン性親水モノマーの割合は74.6質量%であり、コアポリマー(A)とシェルポリマー(B)の全体のモノマー中のノニオン性親水モノマー比率は32.3質量%である。また、シェルポリマー(B)中の4級アンモニウム塩モノマーの割合は3.9質量%であった。
【0197】
<コアシェル樹脂粒子(C)-20の合成例>
特開2000-313847号記載のカチオン性ラテックスの製造例1と同様の方法でコアシェル樹脂粒子(C)-20を合成した。コアシェル樹脂粒子(C)-20は、シェルポリマー(B)中のノニオン性親水モノマーは含まれておらず、コアポリマー(A)とシェルポリマー(B)の全体のモノマー中のノニオン性親水モノマー比率も0質量%である。また、シェルポリマー(B)中の4級アンモニウム塩モノマーの割合は0.9%であった。
【0198】
なお上記製造例において、使用した原料の詳細は以下である。
DMC:アクリルエステルDMC(三菱ケミカル社製);メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩
PME-100:ブレンマーPME-100(日油社製);メトキシジエチレングリコールメタクリレート
HEMA:アクリエステルHO(三菱ケミカル社製);メタクリル酸2-ヒドロキシエチル
St:スチレン(中央化成品社製)
MMA:メチルメタクリレート(東京化成工業社製)
DM:アクリエステルDM(三菱ケミカル社製);ジメチルアミノエチルメタクリレート
V-601:V-601(富士フイルム和光純薬工業社製);ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)
BA:アクリル酸ブチル(三菱ケミカル社製)
IB―X:ライトエステルIB―X(共栄社化学社製);イソボルニルメタクリレート
DAAm:ダイアセトンアクリルアミド(KHネオケム社製)
DVB:ジブチルベンゼン(東京化成工業社製)
VA-086:VA-086(富士フイルム和光純薬工業社製);2,2’-アゾビス(2-メチルーN-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド
【0199】
<前処理液PR―1の製造>
下記原料を、撹拌機を備えた混合容器中に投入した。投入後、室温(25℃)にて1時間混合を続けたのち、50℃になるまで加温してから更に1時間混合した。その後、混合物を室温まで冷却したのち、孔径100μmのナイロンメッシュにて濾過を行い、更に、孔径1.2μmのメンブレンフィルターで濾過を行うことで、前処理液PR-1を得た。なお、混合容器内の混合物を撹拌しながら、各原料を投入するようにした。また投入時は、イオン交換水、多価金属塩、コアシェル樹脂粒子(C)、その他原料の順になるようにした。ただし、これらの成分を含まない場合は、当該成分を飛ばして次の成分を添加し、また、2種類以上の同種の原料を含む場合は、当該同種の原料内での投入順序は任意とした。
・ギ酸カルシウム 1.0部
・コアシェル型樹脂粒子(C)-1(固形分30%) 16.7部
・1,2-プロパンジオール 20.0部
・TEGO Wet 280 0.5部
・BYK-3451 1.0部
・プロキセルGXL 0.05部
・イオン交換水 60.8部
【0200】
上記前処理液PR-1の構成中、TEGO Wet 280は、エボニック社製ポリエーテル変性シロキサン系界面活性剤であり、BYK-3451は、ビックケミー社製ポリエーテル変性シロキサン系界面活性剤であり、プロキセルGXLは、アーチケミカルズ社製1,2-ベンゾイソチアゾールー3-オン(有効成分20%)である。
【0201】
<前処理液PR-2~29の製造例>
表3、表4に記載の材料を使用する以外は、前処理液PR-1と同様の方法により、前処理液PR-2~29を製造した。
【0202】
【0203】
【0204】
<凝集剤>
PAS-H-1L:ニットーボーメディカル社製ポリジメチルジアリルアンモニウム塩酸塩(重量平均分子量8,500、固形分28%)
カチオマスターPD-7:四日市合成社製ポリエピクロロヒドリン(重量平均分子量5,000、固形分50%)
【0205】
[実施例1~20、比較例1~9の評価]
<評価1:前処理液の保存安定性の評価>
上記で製造した前処理液について、E型粘度計(東機産業社製TVE-20L)を用いて、25℃環境下で粘度を測定したのち、密閉容器に入れ、50℃に設定した恒温機内に静置保存した。1週間ごとに前記密閉容器を取り出し、上記と同様にして経時後の粘度を測定し、経時前後での粘度変化率を算出することで、前処理液の保存安定性の評価を行った。評価基準は以下の通りとし、AA、A、Bを実使用可能領域とした。結果は表5,および表6に記載した。
AA:4週間保存後の粘度変化率が±5%未満であった。
A:3週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、4週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった。
B:2週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、3週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった。
C:1週間保存後の粘度変化率が±5%未満であったが、2週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった。
D:1週間保存後の粘度変化率が±5%以上であった。
【0206】
<評価2:目詰り回復性の評価>
インクジェットヘッドKJ4B-1200(京セラ社製、解像度1200dpi、最大駆動周波数64kH)にインクジェットインキ用前処理液を充填し、目詰まりしているノズルがなく、通常印刷できることを確認した。その後、キャップを外したまま1週間室温にて静置した。放置後、再び全ノズルよりインクジェットインキを吐出し、初期と同等の印刷が可能となるまでに必要とされたクリーニングの回数を計測した。評価基準は以下の通りとし、AA、A評価を実使用可能領域とした。結果は表5,および表6に記載した。
AA:クリーニング0回で全ノズルが復帰した
A:クリーニング1~3回以内で全ノズルが復帰した
B:クリーニング4~9回以内で全ノズルが復帰した
C:10回のクリーニングでも復帰しなかった
【0207】
<前処理液を付与した基材の作製例>
印刷基材を搬送できるコンベヤの上部にインクジェットヘッドKJ4B-1200(京セラ社製、解像度1200dpi、最大駆動周波数64kHz)を設置し、上記で作製した前処理液(PR-1~27)について、0.1wt%のローダミンB水溶液を加え、目視での視認性を付与した前処理液を作成した。
その前処理液に対して、前記コンベア上に、基材を固定したのち、前記コンベヤを50m/分で駆動させ、前記インクジェットヘッドの設置部を通過する際に、前処理液を吐出し、ウェット膜厚4.0± 0.2μmで印刷したのち、前記前処理液を印刷した基材を、70℃のエアオーブンに投入し1分間乾燥させることで、前処理液を付与した基材を作製した。
【0208】
<評価に使用した基材(非浸透性基材)>
・OKトップコート+:王子製紙社製コート紙 4.5g/m2
・PET:フタムラ社製ポリエチレンテレフタレートフィルム「FE2001」(厚さ12μm)
【0209】
<評価3:前処理液の印刷ムラの評価>
上記方法に基づき、基材に印刷した前処理液の外観を目視、およびルーペで観察した。評価基準は下記の通りとし、AA、A、Bを実使用上可能領域とした。結果は表5、および表6に記載した。
AA:目視およびルーペでハジキや印刷ムラが見られなかった
A:ルーペで印刷ムラがごく僅かに見られたが、目視でハジキや印刷ムラが見られなかった
B:ルーペでハジキや印刷ムラが僅かに見られたが、目視でハジキや印刷ムラが見られなかった
C:目視でハジキまたは印刷ムラが見られた。
【0210】
<評価4:耐水擦過性の評価>
PET上の前処理液印刷物について、学振型摩擦堅牢度試験機を使用し、印刷面/含水カナキン3号にて500g/cm2、20回擦り、印刷層の剥がれた面積の割合から耐水擦過性の評価を行った。評価基準は以下の通りとし、AA、A評価を実使用可能領域とした。結果は表5,および表6に記載した。
AA:印刷皮膜の剥がれがない
A:印刷皮膜の剥がれが10%未満である
B:印刷皮膜の剥がれが10%以上50%未満である
C:印刷皮膜の剥がれが50%以上である
【0211】
<評価5:耐アルコール擦過性の評価>
PET上の前処理液印刷物について、学振型摩擦堅牢度試験機を使用し、印刷面/含水・エタノール混合溶剤(重量比:50/50)カナキン3号にて200g/cm2、10回擦り、印刷層の剥がれた面積の割合から耐水擦過性の評価を行った。評価基準は以下の通りとし、AA、A評価を実使用可能領域とした。結果は表5,および表6に記載した。
AA:印刷皮膜の剥がれがない
A:印刷皮膜の剥がれが10%未満である
B:印刷皮膜の剥がれが10%以上50%未満である
C:印刷皮膜の剥がれが50%以上である
【0212】
【0213】
【0214】
実施例1~20は、好適なコアシェル樹脂粒子(C)を用いた前処理液であり、保存安定性が高く、インクジェットヘッドのノズル目詰まり回復性が良好で、フィルム基材などの非浸透性基材への印刷においても、優れた耐水擦過性、耐アルコール擦過性を付与する水性インクジェットインキ前処理液用樹脂組成物、水性インクジェットインキおよび印刷物を提供することができ、全てが実使用可能領域であった。
【0215】
比較例1は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成するシェルポリマー(B)中の4級アンモニウム塩含有モノマーの割合が高いことに起因して、前処理液の耐水擦過性や耐アルコール擦過性などの耐性が低いと考えられる。
比較例2は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成するシェルポリマー(B)中の4級アンモニウム塩含有モノマーの割合が低いことに起因して、前処理液の保存安定性が低いと考えられる。
比較例3は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成する、コアポリマー(A)とシェル樹脂(B)全体のモノマー中のノニオン性親水モノマーの比率が低いことに起因して、前処理液の保存安定性が低いと考えられる。
比較例4は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成する、コアポリマー(A)とシェル樹脂(B)全体のモノマー中のノニオン性親水モノマーの比率が高いことに起因して、前処理液の耐水擦過性や耐アルコール擦過性などの耐性が低いと考えられる。
比較例5、および、比較例8は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成する、シェルポリマー(B)のノニオン性親水モノマー由来の構成単位の質量%を比較すると、実施例(1)に記載のコアシェル樹脂粒子(C)-1に比べ著しく高いことが特徴である。これに起因して、前処理液の耐水擦過性や耐久アルコール性が低下したと考えられる。
【0216】
比較例6、および、比較例9は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成する、シェルポリマー(B)のノニオン性親水モノマー由来の構成単位を比較すると、実施例(1)に記載のコアシェル樹脂粒子(C)-1に比べ、ノニオン性親水モノマー由来の構成単位を含んでいないことが特徴である。これに起因して、前処理液の耐保存安定性が低下したと考えられる。
【0217】
比較例7は、コアシェル樹脂粒子(C)を構成するシェルポリマー(B)中の4級アンモニウム塩含有モノマーの割合が低いことに起因して、凝集剤を用いていない前処理液である実施例16と比較して安定性が低いと考えられる。
【0218】
<水性インクジェットインキの製造>
<顔料分散樹脂D-1の製造例>
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、ブタノール95部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を110℃に加熱し、重合性単量体としてスチレン35部、アクリル酸35部、ラウリルメタクリレート30部、および重合開始剤であるV-601(和光純薬製)6部の混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、110℃で3時間反応させた後、V-601(和光純薬製)0.6部を添加し、更に110℃で1時間反応を続けて、顔料分散樹脂D-1の溶液を得た。更に、室温まで冷却した後、ジメチルアミノエタノールを添加して完全に中和したのち、水を100部添加し水性化した。その後、100℃以上に加熱し、ブタノールを水と共沸させてブタノールを留去し、固形分が30%になるように調整することで、顔料分散樹脂D-1の水性化溶液(固形分30%)を得た。なお、上記に示した方法で測定した顔料分散樹脂D-1の酸価は272mgKOH/g、重量平均分子量は28,000であった。
【0219】
<顔料分散樹脂D-2~6の製造例>
下記表7に示したように、重合性単量体の種類や量を変更した以外は、顔料分散樹脂D-1の場合と同様にして、顔料分散樹脂D-2~6の水溶液(固形分30%)を得た。
【0220】
【0221】
<顔料分散液1C、1M、1Y、1Kの製造例>
トーヨーカラー社製LIONOLBLUE7358G(C.I.ピグメントブルー15:3)を20部、顔料分散樹脂D-1の水性化溶液(固形分30%)を20部、水60部を混合し、攪拌機でプレミキシングした後、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した容積0.6Lのダイノーミルを用いて本分散を行い、顔料分散液1Cを得た。また上記C.I.ピグメントブルー15:3を、以下に示す顔料にそれぞれ置き換える以外は顔料分散液1Cと同様にして、顔料分散液1M、1Y、1Kを得た。
・Magenta:DIC社製FASTGEN SUPER MAGENTA RG(C.I.ピグメントレッド122)
・Yellow:トーヨーカラー社製LIONOL YELLOW TT1405G(C.I.ピグメントイエロー14)
・Black:オリオンエンジニアドカーボンズ社製PrinteX85(カーボンブラック)
【0222】
<顔料分散液2~6(C、M、Y、K)の製造例>
顔料分散樹脂D-1を顔料分散樹脂D-2~6の水性化溶液(固形分30%)に置き換えて使用する以外は、顔料分散液1C、1M、1Y、1Kと同様の方法を用いることで、顔料分散液2~6(それぞれC、M、Y、K)を得た。
【0223】
<顔料分散液1Wの製造例>
石原産業社製タイペークCR-90-2(酸化チタン)を40部、顔料分散樹脂1の水性化溶液(固形分30%)を20部、水40部を混合し、攪拌機でプレミキシングした後、直径0.5mmのジルコニアビーズ1800gを充填した容積0.6Lのダイノーミルを用いて本分散を行い、顔料分散液1W(顔料濃度40%)を得た。
【0224】
<顔料分散液2W~6Wの製造例>
顔料分散樹脂1を顔料分散樹脂2~6の水性化溶液(固形分30%)に置き換えて使用する以外は、顔料分散液1Wと同様の方法を用いることで、顔料分散液2W~6Wを得た。
【0225】
<水性インクジェットインキのセットS-1(CMYKW)の製造例>
下記材料を、攪拌機を備えた混合容器内に順次投入し、十分に均一になるまで撹拌した。その後、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、インクジェットヘッド詰まりの原因となる粗大粒子を除去することで、水性インクジェットシアンインキ1を得た。また顔料分散液1Cの代わりに、顔料分散液1M、1Y、1K、1Wをそれぞれ使用することにより、シアン(C)、マゼンタ(M)イエロー(Y)、ブラック(K)ホワイト(W)の5色からなる水性インクジェットインキのセットS-1を得た。
・顔料分散液1C 25部
・ジョンクリル8211(固形分44%) 15部
・1,2-プロパンジオール(1,2-PD) 20部
・サーフィノール465(固形分100%) 1部
・プロキセルGXL(固形分100%) 0.05部
・イオン交換水 38.95部
【0226】
なお上記製造例において、ジョンクリル8211は、BASF製アクリル樹脂粒子(MFT57℃、固形分44%)である。
【0227】
<水性インクジェットインキのセットS-2~6(CMYKW)の製造例>
下記表8に記載の材料を使用する以外は水性インクジェットインキのセットS-1と同様の方法により、シアン(C)、マゼンタ(M)イエロー(Y)、ブラック(K)ホワイト(W)の5色からなる水性インクジェットインキのセットS-2~6を得た。
【0228】
【0229】
<印刷物の作製例>
基材を搬送できるコンベヤの上部にインクジェットヘッドKJ4B-1200(京セラ社製、解像度1200dpi、最大駆動周波数64kHz)を設置し、上記で製造した水性インクジェットインキのセットを、上流側からK、C、M、Y、Wの順番に充填した。次いで、前記コンベヤ上に、上記で作製した、前処理液を付与した基材を固定したのち、前記コンベヤを一定速度で駆動させ、前記インクジェットヘッドの設置部を通過する際に、インクジェットインキをそれぞれドロップボリューム2pLで吐出し、下記画像を印刷した。印刷後速やかに、前記印刷物を70℃エアオーブンに投入し5分間乾燥させることで、印刷物を作成した。
【0230】
なおコンベヤ駆動速度は、30m/分または50m/分の2条件とし、それぞれで印刷を行った。また印刷画像として、5cm×5cmの印字率100%ベタパッチが、CMYKの順番で隣接した画像(以下、「ベタパッチ画像」と呼ぶ)と、総印字率(各色の印字率の合計)を40~320%まで連続的に変化させた4色(CMYK)画像(以下、「グラデーション画像」と呼ぶ。なお、各総印字率における、各色の印字率は同一である)との2種類を準備し、それぞれの印刷物を作製した。
【0231】
[実施例21~45、比較例10~18]
表9に示した、前処理液と水性インクジェットインキのセットとの組み合わせで、上記印刷物を作製した。
この印刷物、または、前処理液そのものを使用し、下記の評価6~10を行った。評価結果を表9に示す。
【0232】
【0233】
<評価6:混色滲みの評価>
上記の条件で印刷を行い、前処理液を印刷したフィルム基材上にグラデーション画像の印刷物を作製し、印刷部のドット形状について光学顕微鏡を用いて200倍で観察し、混色滲みの評価を行った。評価基準は以下の通りとし、AA、A評価を実使用可能領域とした。
AA:いずれの印字率においても4色印刷部のドットが独立しており、混色滲みが見られなかった
A:印字率40~280%の4色印刷部のドットが独立しており、混色滲みが見られなかったが、印字率280%を超える印刷部で混色滲みが見られた
B:印字率40~240%の4色印刷部のドットが独立しており、混色滲みが見られなかったが、印字率240%を超える印刷部で混色滲みが見られた。
C:印字率40~240%の4色印刷部で明らかに混色滲みが見られた
【0234】
<評価7:色ムラの評価>
上記の評価6と同様の条件で印刷を行い、前処理液を印刷したフィルム基材上にグラデーション画像の印刷物を作製し、4色(CMYK)印刷物における色ムラの程度を目視観察し、色ムラの評価を行った。評価基準は以下の通りとし、AA、A評価を実使用可能領域とした。
AA:いずれの印字率においても4色印刷部の色ムラが見られなかった
A:印字率40~280%の4色印刷部の色ムラが見られなかったが、印字率280%を超える印刷部で色ムラが見られた
B:印字率40~240%の4色印刷部の色ムラが見られなかったが、印字率240%を超える印刷部で色ムラが見られた
C:印字率40~240%の4色印刷部で明らかに色ムラが見られた
【0235】
<評価8: 密着性の評価>
上記方法に基づき、前処理液を付与したPETフィルム基材に、50m/分のコンベヤ駆動速度条件で作成した、4色ベタパッチ画像の印刷物を使用した。前記画像印刷物の表面にニチバン社製セロハンテープ(幅18mm)をしっかり貼りつけたのち、前記セロハンテープの先端を持ち、90度の角度を保ちながら剥がした。そして剥がした後の印刷物の表面やセロハンテープ面を目視で確認することで、密着性を評価した。評価基準は以下の通りであり、AA、A、Bを実使用可能領域とした。
AA:セロハンテープの密着面に対する剥離面積が5%未満であった
A:セロハンテープの密着面に対する剥離面積が5%以上10%未満であった
B:セロハンテープの密着面に対する剥離面積が10%以上20%未満であった
C:セロハンテープの密着面に対する剥離面積が20%以上30%未満であった
D:セロハンテープの密着面に対する剥離面積が30%以上であった