CN116964162A - 喷墨油墨用颜料分散体、喷墨油墨及印刷物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷墨用颜料分散体、使用了该喷墨用颜料分散体的喷墨油墨、及用该喷墨油墨进行印刷而成的印刷物,该喷墨用颜料分散体的特征在于:含有分散剂(A)、颜料(B)、及水(C),且上述分散剂(A)含有非交联树脂(A1),该非交联树脂(A1)至少具有源自含酸基单体的结构单元(a1),在上述树脂(A1)中,将以理论当量中和酸基时的中和率设为100%,以超过100%且为200%以下的中和率使用叔烷醇胺来中和结构单元(a1)中的上述酸基,上述叔烷醇胺在结构中具有2~3个羟基,且沸点为150~330℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水性喷墨油墨用途的颜料分散体、使用该颜料分散体所制备的水性喷墨油墨、及使用该喷墨油墨实施喷墨印刷而成的印刷物。
背景技术
在VOC所导致的大气污染加重、全球变暖等在全球范围内扩大的背景下,出于可持续性的观点以及劳动安全卫生、易燃易爆性的担忧,有向脱石油资源转换的动向,从而对使用有机溶剂的限制趋于严格。因此,在印刷油墨行业中,开发出了一种将溶剂型印刷油墨中的有机溶剂替换为水的水性油墨,对于喷墨油墨,也要求开发及改良水性油墨。
另一方面,由于人口增加、收入水平上升、物流系统变化,从而在全球范围内塑料膜的封装消耗量呈增加趋势,伴随于此,封装用油墨的生产量也逐年增加。
以往,在对膜基材的印刷中,主流为溶剂型柔版油墨、溶剂型凹版油墨。然而,这些印刷方法存在以下问题,即,由于需要制版,因此成本增加,且印刷前需要时间。因此,在膜封装印刷中,对无需制版且可按需印刷的喷墨印刷的需求也日益增大。另外,对封装用途以外的对膜基材的按需印刷的需求也日益增加,例如在室内外使用的标识显示用途中的膜印刷等。
然而,与溶剂型喷墨油墨相比,水性喷墨油墨存在耐摩擦性尚不充分这一问题。在对膜基材的印刷中,主流是在膜基材的背面进行印刷的背面印刷,但关于印刷、加工的速度,在膜基材的表面进行印刷的表面印刷较快,在重视生产性及成本的情形时,表面印刷具有优势。然而,在表面印刷中,由于印刷面不介隔基材而与外部环境接触,因此要求印刷面及油墨本身具有较高的耐摩擦性。若为兼具耐摩擦性的喷墨油墨,则不仅可用于膜的背面印刷,也可用于膜的表面印刷,通用性提高,因此期待一种耐摩擦性优异的喷墨油墨。
另一方面,虽已尝试对水性喷墨油墨提高耐摩擦性,但结果会产生凝聚物,从而有过滤性、油墨排出性下降的担忧。喷墨印刷特有的课题即油墨排出可靠性是由下述原因引起的,即,在喷墨打印时的未排出油墨的时间(开放时间)内,因喷墨头排出部分油墨干燥而产生喷嘴堵塞不良。对于喷墨用油墨,期待能够减少该喷嘴堵塞发生的优异的油墨再溶解性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-196423公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1中公开了一种耐水性及耐醇性优异、能够进行膜印刷的喷墨油墨,该油墨的特征在于:分散剂的酸值被氨中和,且树脂乳液具有特定的Tg及酸值。在专利文献1中,耐溶剂性是通过利用被溶剂浸湿的棉棒进行摩擦来评价的,已知通过专利文献1的构成,可获得一定程度的摩擦性。然而,在专利文献1中并未评价过滤性、再溶解性,也未评价干燥时的耐摩擦性,对于耐摩擦性也期望进一步的提高。
此外,在专利文献1所记载的发明中,由于中和时使用了氨,因此也存在制造时所产生的臭气、组合物本身所残存的臭气所引起的问题。进一步,由于氨的挥发性较高,因此也存在可能因中和时所使用的氨挥发而发生喷嘴堵塞的问题。
本发明所要解决的课题在于提供一种喷墨油墨、以及可用于该喷墨油墨中的喷墨用颜料分散体和使用该喷墨油墨实施喷墨印刷而成的印刷物,上述喷墨油墨印刷于塑料基材等各种基材上时的耐摩擦性良好,过滤性及喷墨印刷时的油墨排出性优异,且在制造时等不会产生臭气。
解决课题的技术手段
本发明人等为了解决上述问题而进行了潜心研究,结果发现,通过使用下述颜料分散体,能够解决问题,从而完成了本发明,上述颜料分散体是利用特定的叔烷醇胺来中和分散剂树脂中的酸基的一部分或全部,进一步使用非交联树脂作为分散剂。
即,本发明涉及以下发明。
(1)一种喷墨用颜料分散体,其特征在于:含有分散剂(A)、颜料(B)、及水(C),
上述分散剂(A)含有非交联树脂(A1),该非交联树脂(A1)至少具有源自含酸基单体的结构单元(a1),
在上述树脂(A1)中,将以理论当量中和酸基时的中和率设为100%,以超过100%且为200%以下的中和率使用叔烷醇胺来中和结构单元(a1)中的上述酸基,
上述叔烷醇胺在结构中具有2~3个羟基,且沸点为150~330℃。
(2)如(1)的喷墨用颜料分散体,其中,上述树脂(A1)的酸值为80~225mgKOH/g。
(3)如(1)或(2)的喷墨用颜料分散体,其进一步含有粘合剂(D)。
(4)如(1)至(3)中任一项的喷墨用颜料分散体,用于对塑料基材的印刷。
(5)一种喷墨油墨,其使用了(1)至(4)中任一项的喷墨用颜料分散体。
(6)一种印刷物,用(5)的喷墨油墨进行印刷而成。
发明效果
根据本发明,可获得一种即使在用于塑料基材等的情形时也摩擦性良好,过滤性及喷墨印刷时的油墨排出性优异,且在制造时等不会产生臭气的水性喷墨油墨。
具体实施方式
[喷墨用颜料分散体]
本发明的“喷墨用颜料分散体”(以下,有时简称为“颜料分散体”或“分散体”)含有分散剂(A)、颜料(B)、及水(C),用于制备喷墨油墨。以下,有时称“分散剂(A)”为“(A)成分”,对于其他成分也有时同样地称呼。
本发明的颜料分散体是作为用于喷墨油墨的中间产品而制造的,可在稀释后作为水性喷墨油墨而用于喷墨印刷。
<分散剂(A)>
分散剂(A)含有非交联树脂(A1),树脂(A1)至少具有源自含酸基单体的结构单元(a1)。另外,在分散剂(A)中,结构单元(a1)中的上述酸基被叔烷醇胺中和。
(树脂(A1))
树脂(A1)是具有“源自含酸基单体的结构单元(a1)、及(a1)以外的结构单元(a2)”的非交联树脂,可通过以下方式获得,即,在任意聚合引发剂的存在下,使用自由基聚合等公知的方法使含酸基单体与除其以外的单体进行聚合。通过使树脂(A1)具有酸基,从而对树脂(A1)赋予亲水性,能够将颜料稳定地分散于水中。
在衍生出结构单元(a1)的含酸基单体中,作为酸基,可列举羧基、磺酸基、磷酸基、硫羧基等,可将具有这些基团的乙烯性不饱和单体用作结构单元(a1)的原料单体。
作为含有羧基的乙烯性不饱和单体,例如可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、4-乙烯基苯甲酸等不饱和羧酸类;琥珀酸乙烯酯、马来酸烯丙酯、对苯二甲酸乙烯酯、偏苯三甲酸烯丙酯等多元酸不饱和酯类。
另外,作为含有磺酸基的乙烯性不饱和单体的例子,可列举:丙烯酸2-磺基乙酯、甲基丙烯酸4-磺基苯酯等不饱和羧酸磺基取代烷基或芳基酯类;磺基琥珀酸乙烯酯等磺基羧酸不饱和酯类;苯乙烯-4-磺酸等磺基苯乙烯类。
其中,作为衍生出结构单元(a1)的单体,考虑到原料单体的易获取性、价格等,优选为具有羧基作为酸基的单体,更优选为不饱和羧酸类,优选为丙烯酸或甲基丙烯酸。
以下,有时包含丙烯酸及甲基丙烯酸两者而称为“(甲基)丙烯酸”,有时包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者而称为“(甲基)丙烯酸酯”。关于类似的丙烯酸系化合物,也同样如此。
作为结构单元(a1)以外的结构单元(a2),可列举可与(a1)共聚的乙烯性不饱和单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲基丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸酯类;马来酸二甲酯、富马酸二甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯等不饱和脂肪酸酯类;(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺等不饱和脂肪酸酰胺类;(甲基)丙烯腈等不饱和腈类;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等不饱和酯类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-氯苯乙烯等苯乙烯类;乙烯、丙烯、1-丁烯、1-辛烯、乙烯基环己烷、4-乙烯基环己烯等不饱和烃类;氯乙烯、偏二氯乙烯、四氟乙烯、3-氯丙烯等不饱和卤代烃类;4-乙烯基吡啶、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮等乙烯基取代杂环化合物类;上述例示单体中的含有羧基、羟基、氨基等具有活性氢的取代基的单体与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧环己烷等环氧化物类的反应产物;上述例示单体中的含有具有羟基、氨基等的取代基的单体与乙酸、丙酸、丁酸、己酸、癸酸、十二酸等羧酸类的反应产物;等。
其中,作为衍生出结构单元(a2)的单体,从获得增强树脂(A1)对颜料的吸附力的效果的方面出发,优选为(甲基)丙烯酸酯类、苯乙烯类,优选为(甲基)丙烯酸丁酯、苯乙烯、或α-甲基苯乙烯。
作为结构单元(a2),进一步从具有改善排出性的优异效果出发,也优选含有甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯作为单体。
树脂(A1)为非交联树脂。在本发明中,所谓树脂(A1)为非交联,是指不刻意地使用一般用作交联剂的化合物而合成、制造树脂(A1),或者不经由通常所使用的交联工序而合成、制造树脂(A1)。未添加交联剂或未经由刻意的交联工序而制造的树脂(A1)的交联率为5%以下,优选为3%以下,最优选为0%。非交联树脂(A1)基本上为直链状树脂。上述交联率为理论值,在交联剂量为1摩尔当量的情形时设为100%,在为0.5摩尔当量的情形时设为50%。
本发明中,通过后述的烷醇胺来提高耐摩擦性,因此无需通过树脂(A1)的交联来确保耐摩擦性。并且,由于树脂(A1)为非交联,从而分散体及油墨的再溶解性变得良好,可获得优异的油墨排出性,结果可抑制喷嘴堵塞不良等不良状况。另外,由于在制造树脂(A1)时未经交联工序,从而可期待缩短制造工序并减少消耗能量。
从容易将颜料分散体设为适度的粘度,使分散稳定性变得良好,且在制成喷墨油墨的情形时确保长期稳定的打印的方面出发,树脂(A1)的质均分子量优选处于2,000~100,000的范围内,特别优选处于5,000~50,000的范围内。
树脂(A1)的酸值一般为80~350mgKOH/g,优选为80~225mgKOH/g,更优选为80~220mgKOH/g,特别优选为100mgKOH/g以上且小于200mgKOH/g。另外,也优选设为小于170mgKOH/g。
通过设于上述范围内,从而分散剂的亲水性与颜料吸附性达到平衡,颜料分散体的分散稳定性得到提高。
本发明中,通过将树脂(A1)设为非交联,从而即使在树脂(A1)的氧化相对较低(例如小于200mgKOH/g等)的情形时,也可获得良好的再溶解性。
树脂(A1)的玻璃化转变点优选为30~130℃,更优选为50~120℃,特别优选为80~110℃。
分散剂(A)中,使用在结构中具有2~3个羟基且沸点为150~330℃的叔烷醇胺(以下有时简称为“烷醇胺”)来中和结构单元(a1)中的上述酸基的一部分或全部。
作为烷醇胺,优选为氨(NH3)的3个氢原子中的两个被“具有羟基的有机基”取代且剩余1个被有机基取代所得的化合物,或3个全部被“具有羟基的有机基”取代所得的化合物。作为取代氢原子的有机基,优选为碳原子数1~3的烷基,作为取代氢原子的“具有羟基的有机基”,优选为在碳原子数1~3的烷基上键结有羟基的基团。
作为烷醇胺,优选为下式(I)所表示的化合物。
(式(I)中,R1~R2分别独立地为具有羟基的有机基,R3为有机基或具有羟基的有机基)。
烷醇胺的沸点为150~330℃,优选为200~330℃,更优选为200~320℃,进一步优选为220℃~310℃。
通过在中和时使用具有330℃以下的沸点的烷醇胺,从而在印刷物干燥时烷醇胺会良好地挥发,另一方面,不会如氨那样产生臭气。另外,若为具有150℃以上的沸点的烷醇胺,则不会在喷墨喷嘴处挥发,因此不易发生喷嘴堵塞、排出性下降。
作为沸点为150~330℃的叔烷醇胺,可列举:N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-(3-氨基丙基)二乙醇胺等二烷醇叔胺;三异丙醇胺等三烷醇叔胺。
其中,优选为碳数2以上9以下的叔烷醇胺,特别优选为甲基二乙醇胺或三异丙醇胺。
利用烷醇胺进行的中和方法并无特别限定,例如可对通过单体的合成而获得的有机溶剂中的树脂(A1)添加烷醇胺并视需要添加水,由此进行中和。
中和时,可单独利用烷醇胺进行,也可与其他中和剂并用。作为其他中和剂,可列举金属盐。
作为金属盐,可列举:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等金属氢氧化物;氯化钠、氯化钾等金属氯化物;硫酸铜等金属硫化物。
关于并用烷醇胺与金属盐时的比率,在下述中和率为150%的情形时,优选设为烷醇胺:金属盐=60~120%:30~90%且合计150%的中和率。在中和率并非150%的情形时,优选以同样的比率使用烷醇胺及金属盐。
通过并用金属盐,能够使耐摩擦性与溶解性达到平衡,但另一方面,在使用金属盐的情形时,也存在不适于食品封装用途的印刷等问题,因此优选考虑用途而研究并用。
关于中和,可仅中和酸基的一部分,也可中和所有酸基,优选中和所有酸基。
具体而言,将以理论当量中和树脂(A1)的酸基时的中和率设为100%,中和率超过100%且为200%以下,优选为120~200%,更优选为150~200%。通过设为这样的中和率,从而树脂(A1)的溶解性及过滤性得到提高。
分散剂(A)可仅由树脂(A1)所构成,也可除树脂(A1)以外还具有其他成分。
本发明的颜料分散体中,分散剂(A)优选相对于颜料以不挥发成分换算计含有5~100质量%,更优选为10~80质量%。若处于这些范围内,则可抑制由分散剂的过量或不足所引起的颜料分散体的分散稳定性下降,在长期保存中也可维持稳定状态。
<颜料(B)>
颜料(B)只要能够良好地分散于分散体中,便无特别限定,优选使用能够以10~400nm的平均粒径分散的颜料(详情将在下文进行叙述)。例如,可使用一般的油墨、涂料及记录剂等所使用的有机颜料、无机颜料、染料。
作为有机颜料,可列举:偶氮系、酞菁系、蒽醌系、苝系、芘酮系、喹吖啶酮系、硫靛系、二噁嗪系、异吲哚啉酮系、喹酞酮系、偶氮甲碱偶氮系、吡咯并吡咯二酮系、异吲哚啉系等颜料。关于蓝色油墨,从成本、耐光性的方面出发,优选使用铜酞菁。
作为无机颜料,可列举:碳黑、氧化钛、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、碳酸钙、氧化铬、二氧化硅、铁丹、云母(mica)等。另外,可使用在以玻璃薄片或块状薄片作为母材的基础上涂布金属或金属氧化物而成的光亮性颜料(Metashine;日本板硝子株式会社)。从成本、着色力的方面出发,优选在白色油墨中使用氧化钛,在黑色油墨中使用碳黑,在金、银油墨中使用铝,在珠光油墨中使用云母(mica)。
如上所述,在分散体中,颜料优选以10~400nm的体积平均粒径进行分散。关于颜料的平均粒径,可在制作分散体后,使颜料均匀地分散于分散体中,在该状态下通过动态光散射法等公知的方法来测定体积平均粒径。其中,分散体的体积平均粒径优选为10~300nm,更优选为50~200nm,进一步优选为50~150nm,特别优选为50nm以上且小于100nm。通过使体积平均粒径为50nm以上,可抑制保存颜料分散体时的颜料凝聚。另外,通过使体积平均粒径为400nm以下(特别优选为100nm以下),从而油墨排出性得到提高。
分散体中的颜料含量并无特别限定,在分散体总量中优选为10~30质量%。若小于10质量%,则可能无法在稀释分散体而制备的喷墨油墨中获得充分的油墨着色力。另外,若多于30质量%,则根据颜料种类,可能在分散体输送时、保存时发生颜料凝聚,在该情形时无法确保50~400nm的平均粒径时的分散性。另外,根据稀释程度,有油墨排出性变差的担忧。
本发明的分散体中,作为颜料浓度,在颜料为有机颜料或碳黑的情形时,优选为10~30质量%,更优选为10~25质量%。若处于这些范围内,则在进行稀释调整而制成喷墨油墨时,能够适宜地兼顾油墨着色力及油墨排出性。
另外,在颜料为无机颜料的情形时,优选为25~60质量%,更优选为30~50质量%。
<其他任意成分>
本发明的颜料分散体也可在不损害本发明的效果的范围内,除上述(A)成分、(B)成分、及水(C)以外还含有其他任意成分。
作为其他成分,例如可列举:粘合剂(D)、沸点为100℃以上的胺化合物(E)、上述成分以外的其他树脂、水以外的溶剂、表面活性剂、蜡、低表面张力有机溶剂、湿润剂、渗透剂、上述以外的分散剂、消泡剂、防腐剂、粘度调整剂、pH调整剂、螯合剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
<粘合剂(D)>
粘合剂(D)是为了进一步提高油墨的基材密合性、耐摩擦性而添加的物质。在本发明中,由于使用上述叔烷醇胺而提高耐摩擦性,因此在不使用粘合剂(D)的情形时也可确保充分的耐摩擦性。
若粘合剂(D)具有颜料分散能力,则存在粘合剂(D)使分散剂(A)从颜料脱离而使颜料分散体的分散稳定性下降的可能性,因此粘合剂(D)优选不具有颜料分散能力。
作为优选的粘合剂,可列举丙烯酸系粘合剂(D1)。
(丙烯酸系粘合剂(D1))
作为丙烯酸系粘合剂(D1),优选为丙烯酸系水性树脂乳液。
作为丙烯酸系乳液,例如可列举丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液、丙烯酸马来酸乳液、苯乙烯丙烯酸马来酸乳液,作为优选者,可列举丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液。乳液可为核壳型,也可为核壳型以外的其他型。
作为乳液树脂中的结构单元,可列举上文中在结构单元(a1)、结构单元(a2)中描述的结构单元、可与它们共聚的结构单元。
本发明人等通过以往研究而发现:关于干式耐摩擦性,丙烯酸系粘合剂(D1)的Tg越高,则越能获得良好的结果,另一方面,若丙烯酸系粘合剂(D1)的Tg降低,则干式耐摩擦性可能会下降。
丙烯酸系粘合剂(D1)的酸值优选为5~100mgKOH/g,更优选为5~80mgKOH/g,进一步优选为20~50mgKOH/g。若酸值小于5mgKOH/g,则存在丙烯酸系粘合剂(D1)的分散稳定性下降的可能性。另一方面,若酸值超过100mgKOH/g,则印刷涂膜的吸湿性变高,存在耐摩擦性中的湿摩擦性受损的可能性。
丙烯酸系粘合剂(D1)的玻璃化转变点优选为0~100℃,更优选为0~80℃,进一步优选为0~70℃,特别优选为10~40℃。
通过设于上述范围内,可缩短印刷后的干燥时间,从提高印刷速度及节能的观点出发为优选。
丙烯酸系粘合剂(D1)的体积平均粒径优选为20~100nm,进一步优选为20~80nm。例如可将经离子交换水稀释后的树脂填充于样品池中,使用UPA-EX150在下述条件下测定体积平均粒径。
·负荷指数:5±1
·测定时间:180秒
·测定次数:5次
·穿透性:穿透
·粒子折射率:1.80
·形狀:真球
·密度:1.00
·溶剂折射率:1.333
·高温时粘度:30℃,0.797
·低温时粘度:20℃,1.002
·过滤器:Stand:Norm
·灵敏度:标准
·UPA互换模式
另外,作为丙烯酸系粘合剂(D1),当然也可使用市售品。作为市售品,可使用ME-2039XJE-509、XJE-518、XJE-520、XJE-556(星光PMC公司制造,丙烯酸乳液)、Joncryl 631、Joncryl 731(BASF公司制造)等。
粘合剂(D)可进一步含有其他成分来代替丙烯酸系粘合剂(D1)或者除丙烯酸系粘合剂(D1)以外进一步含有其他成分。作为其他成分,优选为聚氨酯树脂,从与聚酯多元醇系聚氨酯相比不易引起水解,着色图像的耐摩擦性尤为优异的方面出发,优选使用聚醚多元醇系聚氨酯树脂。作为这样的聚醚多元醇系聚氨酯树脂,例如可列举以聚四亚甲基醚二醇(PTMG)及二异氰酸酯作为必须成分进行反应而成的聚氨酯树脂。
在本发明的分散体含有粘合剂(D)的情形时,粘合剂(D)优选以不挥发成分换算计含有10~200质量%,更优选为30~150质量%。若处于这些范围内,则在稀释后也兼具喷墨油墨对基材的密合性及耐摩擦性、耐粘连性,因此优选。
(沸点为100℃以上的胺化合物(E))
本发明的颜料分散体优选含有沸点为100℃以上的胺化合物(E)。通过添加胺化合物(E),从而使油墨的过度干燥得到进一步抑制,油墨不会引起喷嘴堵塞,结果排出性变得良好,可兼具排出性及耐摩擦性。
作为胺化合物(E),可列举:聚亚烷基亚胺、聚烯丙胺、(聚)乙烯聚胺、烷醇胺、烷基胺。
其中,从颜料分散性、臭气及再溶解性的观点出发,优选为烷醇胺。
(聚亚烷基亚胺)
聚亚烷基亚胺优选为具有碳数为2以上5以下的亚烷基的聚亚烷基亚胺。
聚亚烷基亚胺优选为亚烷基的碳数为2以上4以下的聚亚烷基亚胺,更优选为聚亚乙基亚胺或聚亚丙基亚胺,进一步优选为聚亚乙基亚胺。它们可使用一种或两种以上。
聚亚烷基亚胺的数均分子量优选为150以上,更优选为500以上,进一步优选为800以上,进一步优选为1,000以上,并且优选为10,000以下,更优选为5,000以下,进一步优选为4,000以下。
该分子量的值可通过实施例中所记载的方法而求出。
(聚烯丙胺)
作为聚烯丙胺,可列举烯丙基胺、二甲基烯丙基胺等烯丙基化合物的均聚物或共聚物等在侧链具有氨基的聚合物。
聚烯丙胺的重均分子量优选为800以上,更优选为1,000以上,进一步优选为1,500以上,并且优选为10,000以下,更优选为5,000以下,进一步优选为4,000以下。
(聚乙烯聚胺)
作为(聚)乙烯聚胺,例如可列举:乙二胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺等。它们中,优选为二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺。
(烷醇胺)
作为烷醇胺,优选为碳数2以上9以下的烷醇胺。作为烷醇胺,例如可列举:单乙醇胺、单丙醇胺、单丁醇胺等伯烷醇胺;N-甲基乙醇胺、N-甲基丙醇胺等单烷醇仲胺、二乙醇胺、二异丙醇胺等二烷醇仲胺等仲烷醇胺;N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基丙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺等单烷醇叔胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺等二烷醇叔胺、三乙醇胺、三异丙醇胺等三烷醇叔胺等叔烷醇胺。在它们中,优选为碳数2以上9以下的叔烷醇胺,特别优选为三异丙醇胺。
(烷基胺)
作为烷基胺,优选为碳数1以上6以下的烷基胺。作为烷基胺,例如可列举:丙胺、丁胺、己胺等伯胺;二乙胺、二丙胺等仲胺。
在本发明的颜料分散体中,胺化合物(E)优选相对于分散剂(A)的酸基,中和率为30~500%,特别优选设定为50~400%的范围。若处于这些范围内,则成为不会发生喷嘴堵塞,且密合性、耐摩擦性也优异的油墨。
((A)~(E)成分以外的成分)
作为其他树脂,优选为适合制备颜料分散体的水性树脂,作为优选例,例如可列举:聚乙烯醇类;聚乙烯吡咯烷酮类、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物等丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸酯共聚物等苯乙烯-丙烯酸树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯基萘-丙烯酸共聚物、及该水性树脂的盐中不属于上述成分的物质。
作为水以外的溶剂,例如可列举:甲醇、乙醇、正丙醇及异丙醇等醇溶剂;丙酮、甲基乙基酮等酮溶剂;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等聚亚烷基二醇类;聚亚烷基二醇的烷基醚类;N-甲基-2-吡咯烷酮等内酰胺溶剂等。
作为表面活性剂,可列举阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂等,在它们中,优选为阴离子性表面活性剂、或非离子性表面活性剂。
作为阴离子性表面活性剂,例如可列举:烷基苯磺酸盐、烷基苯基磺酸盐、烷基萘磺酸盐、高级脂肪酸盐、高级脂肪酸酯的硫酸酯盐、高级脂肪酸酯的磺酸盐、高级醇醚的硫酸酯盐及磺酸盐、高级烷基磺基琥珀酸盐、聚氧乙烯烷基醚羧酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、烷基磷酸盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐等,作为它们的具体例,可列举十二烷基苯磺酸盐、异丙基萘磺酸盐、单丁基苯基苯酚单磺酸盐、单丁基联苯磺酸盐、二丁基苯基苯酚二磺酸盐等。
作为非离子性表面活性剂,例如可列举聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、脂肪酸羟烷基酰胺、烷基烷醇酰胺、乙炔二醇、乙炔二醇的氧乙烯加成物、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物、烷基酚乙氧化物类等,在它们中,优选为聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯辛基苯醚、聚氧乙烯十二烷基苯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、脂肪酸羟烷基酰胺、乙炔二醇、乙炔二醇的氧乙烯加成物、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物、烷基酚乙氧化物类。
作为其他表面活性剂,也可使用:聚硅氧烷氧乙烯加成物那样的硅系表面活性剂;全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、氧乙烯全氟烷基醚那样的氟系表面活性剂;刺孢青霉酸、鼠李糖脂、溶血卵磷脂那样的生物表面活性剂等。
这些表面活性剂可单独使用,也可混合两种以上而使用。另外,考虑到表面活性剂的溶解稳定性等,其HLB优选为7~20的范围。
作为市售的氟系表面活性剂,可列举:NOVEC FC-4430、FC-4432(以上为住友3M制造)、ZONYL FSO-100、FSN-100、FS-300、FSO(以上为杜邦制造)、Eftop EF-122A、EF-351、352801、802(JEMCO制造)、MEGAFAC F-470、F-1405、F474、F-444(DIC制造)、Surflon S-111、S-112、S-113、S121、S131、S132、S-141、S-145(旭硝子制造)、FTERGENT系列(NEOS制造)、Fluorad FC系列(明尼苏达矿业及制造公司制造)、Monflor(英帝国化学工业制造)、Licowet VPF系列(Farbwerke Hoechst制造)。
作为硅系表面活性剂,可列举:KF-351A、KF-642、Olfine PD-501、Olfine PD-502、Olfine PD-570(信越化学工业制造)、BYK347、BYK348(BYK-Chemie Japan制造)等。
作为聚氧乙烯烷基醚系表面活性剂,可列举:BT系列(Nikko Chemicals)、Nonipol系列(三洋化成制造)、D-、P-系列(竹本油脂制造)、EMALEX DAPE系列(Nihon Emulsion制造)、Pegnol系列(东邦化学工业制造)。作为聚乙二醇烷基酯系,可列举Pegnol(东邦化学工业制造)。
作为乙炔二醇系表面活性剂,可列举:Olfine E1010、STG、Y(以上为日信化学公司制造)、Surfynol 104、82、420、440、465、485、TG(Air Products and Chemicals Inc.制造)。
作为蜡,例如可列举:巴西棕榈蜡、堪地里拉蜡、蜂蜡、米糠蜡、羊毛脂等植物、动物系蜡;褐煤蜡、地蜡等矿物系蜡;石蜡即所谓的石油系蜡;碳蜡、赫斯特蜡(Hoechst wax)、聚烯烃蜡、有机硅蜡、硬脂酸酰胺等合成蜡类、α-烯烃-马来酸酐共聚物等天然、合成蜡乳液、配合蜡等蜡。这些蜡具有对所形成的记录物的表面赋予爽滑性并提高耐摩擦性的效果。这些蜡可使用一种或混合多种而使用。在它们中,优选使用有机硅蜡、聚烯烃蜡、石蜡等。
作为有机硅蜡的市售品,例如可列举:SM8706EX、SM7036EX、SM7060EX、SM7025EX、SM490EX、SM8701EX、SM8709SR、SM8716SR、IE-7045、IE-7046T、SH7024、BY22-744EX、BY22-818EX、FZ-4658、FZ-4634EX、FZ-4602(以上为商品名,东丽道康宁公司制造)、POLON-MF-14、POLON-MF-14EC、POLON-MF-23、POLON-MF-63、POLON-MF-18T、POLON-MF-56、POLON-MF-49、POLON-MF-33A、POLON-MF-55T、POLON-MF-28T、POLON-MF-50、POLON-MK-206、POLON-SR-CONC、KM-9771、KM-9774、KM-2002-T、KM-2002-L-1、KM-9772、KS-7002、KS-701、X-51-1264(以上为商品名,信越化学工业公司制造)等。
作为聚烯烃蜡,例如可列举由乙烯、丙烯、丁烯等烯烃或其衍生物所制造的蜡及其共聚物,具体而言可列举聚乙烯系蜡、聚丙烯系蜡、聚丁烯系蜡等。聚烯烃蜡可单独使用一种或组合两种以上而使用。在它们中,从不易与具有上述交联性基的聚氨酯树脂粒子的交联性基进行反应,能够使排出稳定性变得优异的观点出发,优选为聚乙烯系蜡。
作为聚烯烃蜡的市售品,例如可列举:AQUACER513(聚乙烯系蜡,平均粒径100nm以上200nm以下,熔点130℃,固体成分30%)、AQUACER507、AQUACER515、AQUACER840、AQUACER1547(以上为商品名,BYK-Chemie Japan公司制造)等AQUACER系列、HITEC E-7025P、HITEC E-2213、HITEC E-6500、HITEC E-6314、HITEC E-9460、HITEC E-9015、HITECE-4A、HITEC E-5403P、HITEC E-8237(以上为商品名,东邦化学公司制造,聚乙烯系蜡)等HITEC系列、NOPCOTE PEM-17(商品名,San Nopco公司制造,聚乙烯乳液,平均粒径40nm)、ULTRALUBE E-843N(商品名,keim additec surface GmbH公司制造,聚乙烯蜡)等。
石蜡是所谓的石油系蜡。此处,所谓石蜡烃,是指碳原子数为20以上的烷烃,所谓石蜡,是指以碳数20以上30以下的直链状石蜡系烃作为主成分,且含有少量异石蜡烃的分子量300~500左右的烃的混合物。通过使油墨含有石蜡,从而对记录物赋予爽滑性、拒水性,由此耐摩擦性提高。
作为石蜡的市售品,例如可列举AQUACER537、AQUACER539(以上为商品名,BYK-Chemie Japan公司制造)等。
蜡优选以微粒状态、即乳液状态或悬浮液状态含在颜料分散体中。由此,易于在使用喷墨头的排出中将油墨的粘度调整至合适的范围,另外,易于确保记录时的排出稳定性、间歇排出特性。
关于低表面张力有机溶剂,例如作为二醇醚化合物,可列举二乙二醇单(碳数1~8的烷基)醚、三乙二醇单(碳数1~8的烷基)醚、丙二醇单(碳数1~6的烷基)醚、二丙二醇单(碳数1~6的烷基)醚,它们可使用一种,或以两种以上的混合物的形式使用。
具体而言,可列举:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单异丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单戊醚、二乙二醇单己醚、二乙二醇单庚醚、二乙二醇单辛醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丙醚、三乙二醇单丁醚、三乙二醇单戊醚、三乙二醇单己醚、三乙二醇单庚醚、三乙二醇单辛醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单异丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单叔丁醚、丙二醇单戊醚、丙二醇单己醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单异丙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇单戊醚、二丙二醇单己醚等。
二醇醚、表面活性剂等可作为表面张力调整剂来使用,以调整油墨的表面张力。具体而言,可适当地添加以使油墨的表面张力成为15mN/m~30mN/m以下,表面活性剂的添加量相对于水性颜料分散体优选为0.1~10质量%左右的范围,更优选为0.3~2质量%。表面张力更优选设为16~28的范围,最优选为18~25的范围。
作为湿润剂,并无特别限定,优选为具有与水的混合性且可获得喷墨打印机头的防堵塞效果的物质。例如可列举:甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、分子量2000以下的聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇、1,2-庚二醇、1,2-壬二醇、1,2-辛二醇、1,2-己二醇、1,2-庚二醇、1,2-壬二醇、1,2-辛二醇等二醇化合物、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、赤藓糖醇、季戊四醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮、ε-己内酰胺等含氮杂环化合物等。其中,含有丙二醇、1,3-丁二醇时具有安全性,且可发现油墨干燥性、排出性能优异的效果。
湿润剂在油墨中的含量优选为3~50质量%。
作为渗透剂,例如可列举:乙醇、异丙醇等低级醇、乙二醇己醚、二乙二醇丁醚等烷基醇的环氧乙烷加成物、丙二醇丙醚等烷基醇的环氧丙烷加成物等。颜料分散体中的渗透剂的含量优选为0.01~10质量%。
<颜料分散体的制造方法>
本发明中的颜料分散体的制造方法并无任何限定。
可使(A)~(C)成分及视需要添加的(D)、(E)成分等任意成分进行分散而制成颜料分散体,也可预先利用(A)、(B)成分及(C)成分的一部分、介质等来制作颜料浓度较高的颜料分散研磨基料液,适当地添加(D)成分等任意成分,利用(C)成分等水性介质进行稀释而制成用于制备水性喷墨油墨的颜料分散体。通过使用搅拌分散装置使颜料进行分散而预先制作颜料分散研磨基料液后制作颜料分散体,可容易地获得以所需的体积平均粒径分散有颜料的水性颜料分散体。
以下,对后者的方法进行说明,即,在制作颜料分散研磨基料液后,制成颜料分散体。
作为颜料分散研磨基料液的制造方法,可列举下述方法。
(1)视需要向含有颜料分散剂的水性介质中添加颜料后,使用搅拌分散装置使颜料分散于该水性介质中,由此制备颜料分散研磨基料液的方法。
(2)使用两辊研磨机、混合机等混炼机对颜料及视需要的颜料分散剂进行混炼,将所得的混炼物添加至水性介质中,使用搅拌分散装置来制备颜料分散研磨基料液的方法。
(3)将颜料分散剂溶解于甲基乙基酮、四氢呋喃等与水具有相溶性的有机溶剂中,向由此所得的溶液中添加颜料后,使用搅拌分散装置使颜料分散于有机溶液中,接着使用水性介质进行转相乳化后,蒸馏去除上述有机溶剂而制备颜料分散研磨基料液的方法。
作为搅拌分散装置,例如可列举超声波均质机、高压均质机、涂料振荡机、球磨机、辊磨机、混砂机、砂磨机、Dyno-mill、分散器(dispermat)、SC磨机、Nanomizer等,可单独使用它们中的1种,也可组合两种以上装置而使用。
<喷墨油墨>
使用本发明的颜料分散体,以颜料的含有率成为1~30质量%的方式用水性介质进行稀释而制成水性喷墨油墨。该水性介质可与(C)成分同样地为水,也可为水与有机溶剂的混合物,也可仅为有机溶剂。作为有机溶剂,只要与水混合,便无特别限定,作为“水以外的溶剂”,可列举以上在任意成分中所描述的溶剂”。
另外,也可使水性介质中含有颜料分散体的任意成分(例如(D)成分、防腐剂、表面张力调整剂等)。
<印刷物>
本发明的喷墨油墨对各种基材的密合性优异,因此能够适宜地制造具有塑料基材及由喷墨油墨所形成的印刷层的印刷物。
作为塑料基材,可列举由Ny6、尼龙66、尼龙46等聚酰胺树脂;聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、聚萘二甲酸三亚甲基酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸丁二酯等聚酯系树脂;聚乳酸等聚羟基羧酸;以聚(丁二酸乙二酯)、聚(丁二酸丁二酯)等脂肪族聚酯系树脂为代表的生物降解性树脂;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃树脂;聚氯乙烯、聚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂或它们的混合物等热塑性树脂所构成的塑料基材或它们的层叠体,其中,可适宜地使用由聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯所构成的基材。
另外,塑料基材可为塑料膜。作为塑料膜,可为未延伸膜也可为延伸膜,其制法也无限定。另外,膜的厚度也无特别限定,通常只要处于1~500μm的范围内即可。
另外,优选对膜的印刷面实施了电晕放电处理。另外,也可在印刷面上蒸镀有二氧化硅、氧化铝等。
本发明的印刷物由于对塑料基材的密合性良好,且可通过喷墨印刷来制作,因此可适宜地用作包装材料。尤其是设计性及按需印刷性优异,因此尤其适宜用作食品包装。另外,本发明的喷墨油墨的耐摩擦性优异,因此本发明的印刷物也可制成对作为表面的面实施喷墨印刷而成的表面印刷物。
实施例
以下,通过实施例及比较例来具体地说明本发明。以下,只要无特别明确记载,则“份”表示“质量份”,“%”表示“质量%”。
[实施例1]
<分散树脂的制作>
向2L的不锈钢制烧瓶中加入甲基乙基酮(MEK)600g,以20mL/min吹入氮气,并以100rpm进行搅拌,同时使用油浴加温至80℃。以2g/min向烧瓶内滴加已预先混合的甲基丙烯酸84.5g、苯乙烯215.0g、甲基丙烯酸丁酯200.0g、PERBUTYL(注册商标)O(日油公司制造)18.0g。然后,在将内部温度维持于80℃的状态下持续搅拌16小时,从而获得不挥发成分45%、酸值110、重均分子量20000的树脂A。
<颜料分散体的制作>
向100mL的塑料容器中加入离子交换水13.6g、甲基二乙醇胺(MDEA,沸点247℃)0.21g(中和率150%)、分散树脂A1.3g、铜酞菁颜料(DIC公司制造,TGR-SD)4.0g、的氧化锆珠(NIKKATO公司制造,YTZ)100g,进行1小时分散处理。然后,去除珠粒,充分地蒸馏去除MEK后,将颜料浓度调整为15%,使用孔径8μm的膜滤器(默克密理博公司制造,硝化纤维素)进行过滤,从而获得颜料分散体。
<喷墨油墨的制作>
将所制作的颜料分散体与粘合剂及水溶性溶剂等进行混合,从而获得下述水系喷墨油墨,其颜料浓度为5%,苯乙烯-丙烯酸粘合剂(星光PMC制造,酸值30℃,Tg20℃)浓度为1.5%,氧化聚乙烯蜡(keim additec公司制造)浓度为1.1%,水溶性溶剂的合计为28%(丙二醇10%、1,3-丁二醇5%、1,2-己二醇3%、2-吡咯烷酮10%),防腐剂、表面张力调整剂浓度为0.1~1.0%。
[实施例2]
在颜料分散体的制作工序中,使用离子交换水13.5g、MDEA 0.28g(中和率200%),除此以外,通过与实施例1同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[实施例3]
在分散树脂的制作工序中,使用甲基丙烯酸130.6g、甲基丙烯酸丁酯153.9g、苯乙烯215.0g、PERBUTYL(注册商标)O 36.0g,除此以外,通过与实施例1同样的方法获得不挥发成分45%、酸值170、重均分子量8000的分散树脂B。
进一步,在颜料分散体的制作工序中,使用离子交换水13.3g、三异丙醇胺(TIPA,沸点305℃)0.52g(中和率150%)、分散树脂B1.3g,除此以外,通过与实施例1同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[实施例4]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.6g、MDEA 0.22g(中和率101%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[实施例5]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.5g、MDEA 0.32g(中和率150%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[实施例6]
在分散树脂的制作工序中,使用丙烯酸138.3g、甲基丙烯酸0.0g、甲基丙烯酸丁酯0.0g、苯乙烯361.2g、PERBUTYL(注册商标)O 26g,除此以外,通过与实施例1同样的方法获得不挥发成分45%、酸值215、重均分子量8500的分散树脂C。
进一步,在颜料分散体的制作工序中,使用离子交换水13.2g、TIPA 0.66g(中和率150%)、分散树脂C1.3g,除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[实施例7]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.5g、MDEA 0.32g(中和率150%),除此以外,通过与实施例6同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例1]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.6g、35%氢氧化钾水溶液(KOH)0.17g(中和率60%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例2]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.6g、35%KOH 0.22g(中和率75%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例3]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.5g、三乙醇胺(TEA,沸点335℃)0.27g(中和率100%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例4]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.4g、TEA 0.40g(中和率150%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例5]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.5g、TIPA 0.35g(中和率100%),除此以外,通过与实施例3同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例6]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.5g、35%KOH 0.28g(中和率75%),除此以外,通过与实施例6同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例7]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.7g、28%氨水溶液0.11g(中和率80%),除此以外,通过与实施例6同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例8]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.6g、二甲基乙醇胺(DMEA,沸点133℃)0.20g(中和率100%),除此以外,通过与实施例6同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例9]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.4g、35%KOH 0.37g(中和率100%),除此以外,通过与实施例6同样的方法获得颜料分散体。
向所得的分散体中添加0.43g(50%当量)的聚甘油聚缩水甘油基醚(长濑化成制造,环氧当量183),在70℃搅拌3小时,进行树脂的交联处理。进一步,使用孔径8μm的膜滤器(默克密理博制造,硝化纤维素)进行过滤。
除此以外,通过与实施例6同样的方法获得颜料分散体及水性喷墨油墨。
[比较例10]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.4g、TIPA 0.44g(中和率100%),除此以外,通过与比较例9同样的方法进行交联处理,从而获得颜料分散体及喷墨油墨。
[比较例11]
在颜料分散体的制作工序中,设为离子交换水13.5g、TEA 0.34g(中和率100%),除此以外,通过与比较例9同样的方法进行交联处理,从而获得颜料分散体及喷墨油墨。
<评价用印刷物的制作>
将油墨组合物填充至喷墨打印机(精工爱普生(株)制造,MJ-510C)的墨匣中,在电晕处理聚丙烯(OPP)双轴延伸膜(东洋纺织公司制造的“PYLEN P2161”,厚度20μm)、电晕处理(PVC)膜(SAKURAI公司制造的“LSPVC1270”,140μm)或电晕处理聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜(东洋纺织公司制造的“Ester E5100”,厚度12μm)上印刷实心图案后,用干燥机进行干燥后,进一步放入至90℃烘箱中干燥10分钟,从而获得印刷物。
<臭气试验>
按照恶臭防止法中的臭气的6级表示法,对使室温下的颜料分散液及评价用印刷物在90℃干燥时的烘箱内的胺臭气进行感官评价。A为合格。
A:0~1级(无臭味~可勉强检测到的气味)
B:2~5级(可知为何种气味的微弱气味~强烈气味)
<过滤性>
使用孔径8μm的膜滤器(默克密理博制造,硝化纤维素)对已将颜料浓度调整为15%的颜料分散体进行过滤,根据以下基准来评价过滤性。经交联处理的试样基于交联处理后的过滤性进行判定。A为合格。
A:过滤速度为150g/min以上
B:过滤速度为50g/min~150g/min
C:过滤速度为50g/min以下,或过滤器在26g液体透过之前被堵塞
<耐摩擦性>
按照JIS K5701-1:2000,使用学振型摩擦坚牢度试验机(TESTER SANGYO(株)制造,AB-301),对印刷于OPP膜、PVC膜、或PET膜上的印刷物的耐摩擦性进行评价。将印刷物设置于试验机,干摩擦试验是将PPC纸作为摩擦用纸,在载荷200g、往返100次的条件下进行试验,湿摩擦试验是将被离子交换水浸湿的细白布3号作为摩擦用纸,在载荷200g、往返10次的条件下进行试验。对于试验后的印刷物中的油墨剥落情况,通过目视并按照以下评价基准进行评价。B以上为合格。
A:完全未发生剥落。
B:发生了小于1%的剥落。
C:发生了1%以上且小于5%的剥落。
D:发生了5%以上且小于10%的剥落。
<再溶解性评价>
在载玻片上涂布各例的颜料浓度调整完毕的塑料基材用水性喷墨油墨30μL,在80℃干燥机内放置10分钟而制作试验板。然后,在室温的水中浸渍60秒,通过目视确认是否再次溶解。B以上为合格。
A:浸渍30秒并取出后,载玻片上未确认到着色成分,且浸渍液中未确认到粒状未溶解成分。
B:载玻片或浸渍液中可确认到少许溶解残留,但处于容许范围内。
C:载玻片或浸渍液中明显存在未溶解物
D:载玻片或浸渍液中显著存在未溶解物
需要说明的是,在本实验中被评价为合格以上的印染剂在网版记录法中表现出再溶解性,或者在喷墨记录法中可通过打印的长期暂停后的清洁操作而容易地排出。
[表1]
[表2]
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[表3]
[表4]
根据上述结果可明确地确认:使用本发明的实施例1~7的颜料分散体的实施例1~7的喷墨油墨不会在制造时产生臭气,且耐摩擦性、过滤性及再溶解性均优异。
另一方面,使用比较例1~11的比较分散体的比较例1~11的喷墨油墨的上述任一特性均较差。
因此,可确认本发明的喷墨用颜料分散体及喷墨油墨可适宜地用于喷墨印刷。此外,可确认本发明的颜料分散体及油墨由于对塑料基材进行印刷时的耐摩擦性较高,因此适于对封装、标识显示等用途的塑料膜进行印刷,且也可应用于表面印刷。
Claims (6)
1.一种喷墨用颜料分散体,其特征在于:
含有分散剂(A)、颜料(B)、及水(C),
所述分散剂(A)含有非交联树脂(A1),该非交联树脂(A1)至少具有源自含酸基单体的结构单元(a1),
在所述树脂(A1)中,将以理论当量中和酸基时的中和率设为100%,以超过100%且为200%以下的中和率使用叔烷醇胺来中和结构单元(a1)中的所述酸基,
所述叔烷醇胺在结构中具有2~3个羟基,且沸点为150~330℃。
2.根据权利要求1所述的喷墨用颜料分散体,其中,所述树脂(A1)的酸值为80~225mgKOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨用颜料分散体,其进一步含有粘合剂(D)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的喷墨用颜料分散体,用于对塑料基材的印刷。
5.一种喷墨油墨,其使用了权利要求1~4中任一项所述的喷墨用颜料分散体。
6.一种印刷物,用权利要求5所述的喷墨油墨进行印刷而成。
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